EP3948025A1 - Boitier et differentiel de transmission automobile avec capteur de vitesse a effet hall - Google Patents

Boitier et differentiel de transmission automobile avec capteur de vitesse a effet hall

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Publication number
EP3948025A1
EP3948025A1 EP20711822.5A EP20711822A EP3948025A1 EP 3948025 A1 EP3948025 A1 EP 3948025A1 EP 20711822 A EP20711822 A EP 20711822A EP 3948025 A1 EP3948025 A1 EP 3948025A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
differential
sensor
screws
rim
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20711822.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Richard Chouchana
Vlad Romano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP3948025A1 publication Critical patent/EP3948025A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H48/40—Constructional details characterised by features of the rotating cases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H2048/385—Constructional details of the ring or crown gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears

Definitions

  • the present invention relates to the field of transmissions and the acquisition of speed information on a rotating element, intended for a transmission or powertrain calculation unit (GMP).
  • GMP transmission or powertrain calculation unit
  • It relates in particular to the arrangement of a speed target on a differential case.
  • the invention relates to a motor vehicle transmission differential housing rotating in a housing, comprising a drive ring mounted on an annular rim fixed against a flat rim of the housing by a set of screws engaged through rim and rim.
  • the present invention also relates to a transmission differential comprising a casing and a casing rotating in this casing.
  • a transmission especially a hybrid transmission
  • data relating to the speed or rotational speed of some of the rotating components is required to drive with precision the different power sources, thermal and electrical, which are connected to a common assembly.
  • These sources must in particular be controlled in torque and / or in speed, in order to effect gear changes without a clutch. Only a perfect synchronization of the gearbox shafts can ensure the reliability and comfort of passage required.
  • the speed measurement system In order to have precise information on the rotational speeds of the shafts of the box, or of other rotating parts, the speed measurement system generally consists of a fixed scroll sensor and a target rotationally linked to a. rotating part which passes in front of the sensor.
  • the target is generally in the form of a set of teeth distributed over the circumference of a rotating part, which is integral in rotation with the component whose speed is to be measured.
  • Information is taken conventionally on the crown of the differential.
  • This arrangement illustrated in particular by publication FR 3 049 323, makes it possible to know the speed of the secondary shaft of the gearbox, which is directly linked to the ring gear.
  • the measurement is precise thanks to the large diameter of the crown, which is used to install the counting teeth which pass in front of the fixed sensor.
  • the target can be fitted and shrunk onto the crown of the bridge.
  • the target has a tendency to deform and to detach from the crown. Welding points are then necessary to strengthen the connection between the target and the crown, and to keep the target in position on the latter.
  • the present invention aims to overcome these assembly constraints, while benefiting from the large diameter of the differential crown to implant the speed target.
  • the screws for fixing the crown to the differential case when passing in front of a fixed point on the case, trigger signals identifiable by a sensor.
  • the set of screws for fixing the crown to the case thus constitutes a rotating magnetic target passing in front of a fixed sensor.
  • FIG. 1 is a sectional view of the transmission.
  • FIG. 2 is an exterior view of the differential crown.
  • FIG. 3 is a diagram of the proposed differential.
  • the differential housing 10 of FIG. 1 is enlarged in FIG. 3. It rotates in the mechanism housing 2, and comprises a drive crown 8.
  • the crown 8 is mounted on its annular rim 8b, which bears against the flat rim 13 of the housing, by all the fixing screws 11 engaged through the rim 8b and the flange 13.
  • the fixing screws 11 pass in front of the fixed sensor 12, fixed on the casing 2.
  • Figure 3 shows in section a part of the housing 10, of the crown 8 of FIG. 2, and one of its 10 fixing screws 11, facing the sensor 12.
  • the latter is preferably a magnetic sensor 12, with a Hall effect. It is fixed to the outside of the mechanism housing 2, and partially penetrates inside the housing 10, in line with the fixing screws 11.
  • the sensor 12 is oriented parallel to the axis of the differential.
  • the screws 11 trigger, by passing in front of this fixed point, signals identifiable by the sensor 12.
  • the air gap between the sensor and the head of the fixing screws 11 is preferably between 0.5 and 5 mm.
  • the screws 11 When the housing rotates, the screws 11 pass in front of the sensor 12, and constitute a rotating target for the latter. As they pass in front of this fixed point, they trigger signals that can be identified by the sensor 12.
  • the crown 8 has, for example, ten screws for fixing to the rim of the case, but this number is in no way limiting.
  • the signals detected by the sensor 12 are used by a computing unit to determine the speed of rotation of the housing.
  • the set of screws 11, of the sensor 12 and of its calculation unit constitute a particularly reliable tachometer, the information of which can be used in controlling the gearbox. gears and powertrain.
  • the invention makes it possible to have a digital hall-effect tachometer that is particularly reliable and economical, since it does not require any modification of the structure of the differential.
  • Signal pick-up is as reliable and repeatable as with previous adaptations.
  • the regular movement of the fixing screws in front of the sensor guarantees the repeatability of the variations of the magnetic signal detected by the sensor, without risk of disturbance during operation.
  • the elimination of an intermediate part, such as the old target fixed on the rim allows an economic gain, a saving of time of assembly of the differential, and a saving of space in the gearbox. Supply logistics and the management of after-sales parts also benefit from this simplification.

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Abstract

Boîtier de différentiel (10) de transmission de véhicule automobile tournant dans un carter, comprenant une couronne d'entraînement (8) montée sur une jante annulaire (8b) fixée contre un rebord plan (13) du boîtier par un ensemble de vis (11) engagées au travers de la jante et du rebord, caractérisé en ce que les vis de fixation (11) déclenchent en passant devant un point fixe du carter, des signaux identifiables par un capteur (12).

Description

DESCRIPTION
TITRE : BOITIER ET DIFFERENTIEL DE TRANSMISSION AUTOMOBILE AVEC CAPTEUR DE VITESSE A EFFET HALL
La présente invention concerne le domaine des transmissions et de la prise d'information de vitesse sur un élément tournant, à destination d'une unité de calcul de transmission ou de groupe motopropulseur (GMP) .
Elle concerne en particulier l'agencement d'une cible de vitesse sur un boîtier de différentiel.
Plus précisément, l'invention a pour objet un boîtier de différentiel de transmission de véhicule automobile tournant dans un carter, comprenant une couronne d'entraînement montée sur une jante annulaire fixée contre un rebord plan du boîtier par un ensemble de vis engagées au travers de la jante et du rebord. La présente invention a également pour objet un différentiel de transmission comportant un carter et un boîtier tournant dans ce carter .
Dans une transmission, en particulier une transmission hybride, les données relatives à la vitesse ou au régime de rotation de certains des composants tournants, tels qu'un arbre de la boîte de vitesses et/ou la couronne du différentiel, sont nécessaires pour piloter avec précision les différentes sources de puissance, thermique et électrique, qui sont reliées à un ensemble commun. II faut en particulier piloter ces sources en couple et/ou en régime, pour réaliser des changements de rapports sans embrayage. Seule une parfaite synchronisation des arbres de boîte, peut assurer la fiabilité et le confort de passage requis.
Pour disposer d' informations précises sur les régimes de rotation des arbres de la boîte, ou d'autres pièces tournantes, le système de mesure de vitesse est généralement constitué d'un capteur de défilement fixe et d'une cible liée en rotation à une pièce tournante qui défile devant le capteur. La cible se présente généralement sous la forme d'un ensemble de dents réparties sur la circonférence d'une pièce tournante, qui est solidaire en rotation du composant dont on désire mesurer le régime. La prise d'information s'effectue classiquement sur la couronne du différentiel. Cette disposition, illustrée notamment par la publication FR 3 049 323, permet de connaître la vitesse de l'arbre secondaire de la boîte, qui est directement lié à la couronne. La mesure est précise grâce au grand diamètre de la couronne, mis à profit pour implanter les dents de comptage qui défilent devant le capteur fixe.
Selon cette publication, la cible peut être emmanchée et frettée sur la couronne de pont. Toutefois, à l'usage, la cible a tendance à se déformer et à se démancher de la couronne. Des points de soudure sont alors nécessaires pour renforcer la liaison entre la cible et la couronne, et maintenir la cible en position sur celle- ci .
La présente invention vise à s'affranchir de ces contraintes d'assemblage, tout en bénéficiant du grand diamètre de la couronne de différentiel pour implanter la cible de vitesse.
Dans ce but, elle propose que les vis de fixation de la couronne sur le boîtier du différentiel, déclenchent en passant devant un point fixe du carter, des signaux identifiables par un capteur. L'ensemble des vis de fixation de la couronne sur le boîtier, constitue ainsi une cible magnétique tournante défilant devant un capteur fixe.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés.
[Fig. 1] est une vue en coupe de transmission.
[Fig. 2] est une vue extérieure de la couronne du différentiel. [Fig. 3] est un schéma du différentiel proposé.
Sur la figure 1, on voit l'ensemble d'une transmission de véhicule à engrenages, comprenant entre un carter de différentiel et d'embrayage 1, et un carter de mécanisme 2, une boîte de vitesses à trois arbres parallèles 4, 5, 6, et un différentiel 7. Le mouvement de la boîte de vitesses entre dans le différentiel 7 par une couronne d'entraînement 8, entraînée par un pignon d'attaque 9 de l'arbre 6. La couronne 8 est fixée sur le boitier 10 du différentiel par un ensemble de vis 11. Le carter 2 porte un capteur 12, faisant face à l'une des vis de fixation 11.
Sur la figure 2, on distingue en périphérie de la couronne 8, ses dents d'engrenage 8a avec le pignon d'attaque 9, et en dessous de celles-ci une jante de fixation 8b sur le boîtier 10, avec ses vis de fixation 11, par exemple une dizaine de vis 11, réparties régulièrement autour de celle-ci.
Le boîtier de différentiel 10 de la figure 1, est agrandi sur la figure 3. Il tourne dans le carter de mécanisme 2, et comprend une couronne d'entraînement 8. La couronne 8 est montée sur sa jante annulaire 8b, qui prend appui contre le rebord plan 13 du boîtier, par l'ensemble des vis de fixation 11 engagées au travers de la jante 8b et du rebord 13. Les vis de fixation 11 défilent devant le capteur fixe 12, fixé sur le carter 2. La figure 3 montre en coupe une partie du boîtier 10, de la couronne 8 de la figure 2, et une de ses 10 vis de fixation 11, faisant face au capteur 12. Celui-ci est de préférence un capteur magnétique 12, à effet Hall. Il est fixé à l'extérieur du carter de mécanisme 2, et pénètre partiellement à l'intérieur du boîtier 10, au droit des vis de fixation 11. Le capteur 12 est orienté parallèlement à l'axe du différentiel. Les vis 11 déclenchent, en passant devant ce point fixe, des signaux identifiables par le capteur 12. L'entrefer entre le capteur et la tête des vis de fixation 11, est de préférence compris entre 0,5 et 5mm.
Lors de la rotation du boîtier, les vis 11 défilent devant le capteur 12, et constituent pour celui-ci une cible tournante. Elles déclenchent, en passant devant ce point fixe, des signaux identifiables par le capteur 12. Les vis 11 rencontrent en tournant avec la couronne, le champ magnétique fixe du capteur 12, orienté parallèlement à l'axe du différentiel. La couronne 8 possède par exemple une dizaine de vis de fixation sur le rebord du boîtier, mais ce nombre n'a aucun caractère limitatif. Les signaux détectés par le capteur 12 sont exploités par une unité de calcul pour déterminer la vitesse de rotation du boîtier. L'ensemble des vis 11, du capteur 12 et de son unité de calcul (non représentée), constituent un tachymètre particulièrement fiable, dont l'information est exploitable dans le pilotage de la boîte de vitesses et du groupe motopropulseur .
En conclusion, l'invention permet de disposer d'un tachymètre numérique à effet hall particulièrement fiable et économique, puisqu' il ne nécessite aucune modification de structure du différentiel. On tire ainsi parti des vis de fixation déjà présentes sur la couronne, en se passant d'aptations coûteuses, telles que la fixation d'une cible sur la jante de la couronne (avec les inconvénients que présente cette solution) , ou le dégagement d'ouvertures dans la jante. La prise de signal est aussi fiable et répétable qu'avec les adaptations antérieures. Le défilement régulier des vis de fixation devant le capteur, garantit la répétabilité des varations de signal magnétique détectés par le capteur, sans risque de dérèglement en cours de fonctionnement. La suppression d'une pièce intermédiaire, telle que l'ancienne cible fixée sur la jante, permet un gain économique, un gain de temps de montage du différentiel, et un gain de place dans la boîte de vitesses. La logistique d'approvisionnement, et la gestion des pièces d'après-vente bénéficient également de cette simplification.

Claims

REVENDICATIONS
1. Boîtier de différentiel (10) de transmission de véhicule automobile tournant dans un carter, comprenant une couronne d'entraînement (8) montée sur une jante annulaire (8b) fixée contre un rebord plan (13) du boîtier par un ensemble de vis (11) engagées au travers de la jante et du rebord, caractérisé en ce que les vis de fixation (11) déclenchent en passant devant un point fixe du carter, des signaux identifiables par un capteur (12), en constituant pour celui-ci une cible tournante.
2. Boîtier de différentiel (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux sont exploités par une unité de calcul pour déterminer la vitesse de rotation du boîtier (10) .
3. Boîtier de différentiel (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les vis (11) rencontrent en tournant avec la couronne (8), un champ magnétique fixe, orienté parallèlement à l'axe du différentiel.
4. Boîtier de différentiel (10) selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'ensemble des vis de fixation (11), constitue une cible magnétique tournante défilant devant le capteur fixe (12) .
5. Boîtier de différentiel (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne (8) possède une dizaine de vis de fixation (11) sur le rebord (13) du boîtier (10) .
6. Différentiel de transmission comprenant un boîtier conforme à l'une des revendications précédentes, tournant dans un carter (2), caractérisé en ce que les vis de fixation (11) de la couronne (8) défilent devant un capteur (12) fixé sur le carter (2) .
7. Différentiel de transmission selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur (12) est monté au travers du carter (2) .
8. Différentiel de transmission selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le capteur (12) est un capteur magnétique à effet Hall.
9. Différentiel de transmission selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'entrefer entre le capteur (12) et la tête des vis de fixation (11), est compris entre 0,5 et 5mm.
EP20711822.5A 2019-03-29 2020-03-05 Boitier et differentiel de transmission automobile avec capteur de vitesse a effet hall Withdrawn EP3948025A1 (fr)

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FR3049323B1 (fr) 2016-03-24 2019-06-14 Renault S.A.S. "couronne de differentiel equipee d'une cible de mesure de sa vitesse de rotation et agencement dans une boite de vitesses"

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