FR2731489A1

FR2731489A1 - Motor vehicle gearbox with detection of engaged gear ratio

Info

Publication number: FR2731489A1
Application number: FR9502692A
Authority: FR
Inventors: Sylvain Rivoiron
Original assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 1996-09-13
Anticipated expiration: 2015-03-08
Also published as: FR2731489B1

Abstract

The motor vehicle gearbox (10) has a detector (16) that produces a signal representative of the engaged gear ratio. The signal is used by the controller operating an automatic or semi-automatic clutch. The detector has two sensors and a part activating the sensor. One of these two parts moves relative to the other in a first selection direction (D1) and a second engagement direction (D2) perpendicular to the first direction, occupying a unique position for each ratio engaged. The sensors are Hall effect transducers (CA,CB) that cooperate with a metal plate (42) coupled to the selection mechanism and facing the Hall effect sensors. The plate is curved and it is moved in front of one sensor or the other as the selector tilts to engage selector rods in a different plane.

Description

La présente invention concerne une boîte de vitesses de véhicule automobile. The present invention relates to a motor vehicle gearbox.

L'invention concerne plus particulièrement une boîte de vitesses comportant un dispositif de détection qui produit un signal représentatif du rapport engagé destiné notamment à être exploité par un circuit de pilotage d'un mécanisme de commande automatique ou semiautomatique de l'embrayage du véhicule. The invention relates more particularly to a gearbox comprising a detection device which produces a signal representative of the gear engaged intended in particular to be operated by a control circuit of an automatic or semi-automatic control mechanism of the vehicle clutch.

Afin d'assurer de manière fiable une commande automatique de l'embrayage, il est nécessaire que son circuit de pilotage dispose d'une information fiable représentative du rapport qui est effectivement engagé dans la boîte de vitesses ainsi que des changements de rapport. In order to ensure reliable automatic control of the clutch, it is necessary for its control circuit to have reliable information representative of the gear which is actually engaged in the gearbox as well as gear changes.

A cet effet, il est apparu nécessaire de détecter le rapport engagé directement au niveau de la boîte de vitesses et non pas seulement au niveau du levier de changement de vitesses sur lequel agit le conducteur. To this end, it appeared necessary to detect the gear engaged directly at the gearbox and not only at the gearshift lever on which the driver acts.

Le document WO-A-91/11638 décrit et représente une boîte de vitesses du type mentionné précédemment dans lequel le dispositif de détection comporte au moins un capteur et un organe formant cible qui coopère avec ce capteur, l'un de ces deux composants étant monté mobile par rapport à l'autre selon une première direction de sélection et selon une deuxième direction perpendiculaire d'engagement pour occuper l'une quelconque parmi plusieurs positions relatives prédéterminées dont chacune correspond à l'engagement d'un des rapports de la boîte de vitesses. Document WO-A-91/11638 describes and represents a gearbox of the type mentioned above in which the detection device comprises at least one sensor and a target member which cooperates with this sensor, one of these two components being mounted movable relative to the other in a first direction of selection and in a second perpendicular direction of engagement to occupy any one of several predetermined relative positions each of which corresponds to the engagement of one of the ratios of the gearbox speeds.

Dans la conception proposée dans ce document, le capteur est un palpeur coulissant porté par un élément du carter de la boîte de vitesses et il coopère avec un élément comportant un profil de came qui est lié en déplacement, en translation et en rotation, avec l'arbre de sélection de la boîte de vitesses. In the design proposed in this document, the sensor is a sliding probe carried by an element of the gearbox housing and it cooperates with an element comprising a cam profile which is linked in displacement, in translation and in rotation, with the gearbox selection tree.

En fonction des déplacements relatifs de l'élément comportant le profil de came par rapport au palpeur monté coulissant, ce dernier occupe différentes positions dans chacune desquelles le capteur délivre un signal représentatif du rapport engagé ou un signal qui, après analyse par le circuit de pilotage de l'embrayage, permet de déduire le rapport effectivement engagé. Depending on the relative displacements of the element comprising the cam profile relative to the sliding mounted probe, the latter occupies different positions in each of which the sensor delivers a signal representative of the gear engaged or a signal which, after analysis by the control circuit of the clutch, makes it possible to deduce the ratio actually engaged.

Cette conception n'est toutefois pas suffisamment fiable. However, this design is not sufficiently reliable.

En effet, il est possible que des saletés viennent s'interposer entre le palpeur et le profil de came. Indeed, it is possible that dirt comes to be interposed between the probe and the cam profile.

De plus, la précision de la lecture de la position par le capteur est également influencée par les variations de température et les phénomènes de dilatation qui en découlent. In addition, the accuracy of the position reading by the sensor is also influenced by temperature variations and the resulting expansion phenomena.

La conception proposée dans ce document nécessite également un positionnement mécanique très précis de l'élément comportant le profil de came sur l'arbre de sélection ainsi qu'une grande fiabilité de la fixation de cet élément sur l'arbre. The design proposed in this document also requires very precise mechanical positioning of the element comprising the cam profile on the selection shaft as well as high reliability of the fixing of this element on the shaft.

Enfin, la détection du rapport engagé peut également être perturbée par les vibrations auxquelles sont soumis les différents composants du dispositif de détection. Finally, the detection of the gear engaged can also be disturbed by the vibrations to which the various components of the detection device are subjected.

La présente invention a pour but de proposer une nouvelle conception du dispositif de détection qui permet de remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés. The object of the present invention is to propose a new design of the detection device which makes it possible to remedy the drawbacks which have just been mentioned.

Dans ce but, l'invention propose une boîte de vitesses du type mentionné précédemment, caractérisée en ce que le dispositif de détection comporte au moins un capteur sans contact mécanique. To this end, the invention provides a gearbox of the type mentioned above, characterized in that the detection device comprises at least one sensor without mechanical contact.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- le dispositif de détection comporte au moins un capteur à effet HALL qui coopère ou non avec une partie métallique de la cible en fonction de la position qu'il occupe par rapport à cette dernière ;
- le dispositif de détection comporte deux capteurs associés et décalés l'un par rapport à l'autre selon deux directions perpendiculaires de déplacement relatif des capteurs par rapport à la cible
- dans chacune des positions de sélection selon la première direction, chacun des deux capteurs s'étend en regard d'une partie métallique de la cible, et pour chacune des positions d'engagement d'un rapport, l'un des capteurs s'étend en regard d'une partie métallique de la cible et l'autre capteur s'étend en regard d'une partie non métallique de la cible
- la cible est montée mobile par rapport à un élément fixe du carter de la boîte de vitesses
- la cible est portée par une extrémité du levier de commande de la boîte de vitesses qui est montée mobile en coulissement par rapport au carter selon la direction de sélection et mobile en rotation dans un plan parallèle à la direction de passage
- la cible est réalisée en une seule pièce avec le levier de commande
- les capteurs sont portés par une platine rapportée sur un élément du carter de la boîte de vitesses ;
- la cible comporte des zones de transition d'épaisseurs décroissantes entre ses parties métalliques et ses parties non métalliques.According to other features of the invention
- The detection device comprises at least one HALL effect sensor which cooperates or not with a metal part of the target according to the position it occupies relative to the latter;
the detection device comprises two associated sensors offset from one another in two perpendicular directions of relative movement of the sensors relative to the target
in each of the selection positions in the first direction, each of the two sensors extends opposite a metal part of the target, and for each of the engagement positions of a gear, one of the sensors s' extends opposite a metallic part of the target and the other sensor extends opposite a non-metallic part of the target
- the target is mounted movable relative to a fixed element of the gearbox housing
- the target is carried by one end of the gearbox control lever which is mounted to slide in sliding movement with respect to the casing in the selection direction and to rotate in a plane parallel to the direction of passage
- the target is made in one piece with the control lever
- the sensors are carried by a plate attached to an element of the gearbox housing;
- The target has transition zones of decreasing thicknesses between its metallic parts and its non-metallic parts.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue schématique en élévation d'une partie d'extrémité - du carter de la boîte de vitesses d'un véhicule automobile équipée d'un dispositif de détection conforme aux enseignements de l'invention;
- la figure 2 est une vue à plus grande échelle et en section partielle selon la ligne 2-2 de la figure 1;
- la figure 3 est une vue en section partielle selon la ligne 3-3 de la figure 2 ; et
- les figures 4A à 4F sont des schémas illustrant les positions relatives de la cible par rapport au capteurs en fonction des différents rapports engagés.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a schematic elevational view of an end portion - of the housing of the gearbox of a motor vehicle equipped with a detection device according to the teachings of the invention;
- Figure 2 is a view on a larger scale and in partial section along line 2-2 of Figure 1;
- Figure 3 is a partial sectional view along line 3-3 of Figure 2; and
- Figures 4A to 4F are diagrams illustrating the relative positions of the target relative to the sensors as a function of the different ratios engaged.

On a représenté sur la figure 1 une boîte de vitesses 10 dont le carter 12 porte sur sa face latérale 14 un dispositif de détection 16 réalisé conformément aux enseignements de l'invention. FIG. 1 shows a gearbox 10 whose casing 12 carries on its lateral face 14 a detection device 16 produced in accordance with the teachings of the invention.

Le dispositif 16 sera décrit plus en détail en se référant aux figures 2 et 3. The device 16 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

On reconnaît sur ces figures l'arbre 18 de sélection et d'engagement des différents rapports de la boîte de vitesses, qui est ici une boîte de vitesses à cinq rapports de marche avant et à un rapport de marche arrière et à grille de sélection en "H". These figures recognize the shaft 18 for selecting and engaging the various ratios of the gearbox, which is here a gearbox with five forward ratios and a reverse ratio and with a selection grid in "H".

L'arbre 18 est monté coulissant dans le carter 12 selon une direction de sélection D1 et il est monté pivotant autour d'un axe X-X parallèle à la direction D1. The shaft 18 is slidably mounted in the casing 12 in a selection direction D1 and it is pivotally mounted around an axis X-X parallel to the direction D1.

L'extrémité inférieure 20 de l'arbre de sélection 18 est fixée, par soudage, sur un levier de commande 22 du changement des rapports de la boîte de vitesses qui est ainsi lui-même monté coulissant selon la direction D1 et en rotation autour de l'axe X-X. The lower end 20 of the selection shaft 18 is fixed, by welding, to a control lever 22 for changing the ratios of the gearbox which is thus itself slidably mounted in the direction D1 and in rotation around axis XX.

Le levier 22 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X et il comporte une première extrémité 24 rabattue à 90 qui délimite un logement 26 pour le montage à rotation d'une articulation à rotule 28 appartenant au tronçon central du corps en forme de tige 30 du sélecteur 32 de la boîte de vitesses. The lever 22 extends in a plane perpendicular to the axis XX and it has a first end 24 folded down at 90 which defines a housing 26 for the rotational mounting of a ball joint 28 belonging to the central section of the shaped body rod 30 of selector 32 of the gearbox.

Une première extrémité 34 du sélecteur 32 est prévue pour être reliée à la tringlerie (non représentée) de changement de vitesse qui est elle-même reliée au levier de changement de vitesse sur lequel agit le conducteur. A first end 34 of the selector 32 is provided to be connected to the speed change linkage (not shown) which is itself connected to the speed change lever on which the driver acts.

L'extrémité opposée 36 du sélecteur 32 est une rotule qui est reçue dans un palier complémentaire 38 agencé dans une partie fixe 40 liée au carter 12 de la boîte de vitesses pour définir un centre "C" d'articulation du sélecteur 32. The opposite end 36 of the selector 32 is a ball which is received in a complementary bearing 38 arranged in a fixed part 40 linked to the casing 12 of the gearbox to define a center "C" of articulation of the selector 32.

L'autre extrémité 42 du levier de commande 22 est également rabattue à 90 et constitue ainsi une plaque en forme de cible au sens de l'invention qui est susceptible de coopérer avec une paire de capteurs à effet HALL
CA et CB qui sont portés par une platine en tôle 44 qui est fixée au carter 12 de la boîte de vitesses par l'intermédiaire du corps fileté 46 de montage du contacteur 48 pour la commande des feux de recul du véhicule qui est susceptible de coopérer avec un ergot 50 lié en translation et en rotation à l'arbre de sélection 18, lorsque la marche arrière est engagée.The other end 42 of the control lever 22 is also folded down at 90 and thus constitutes a target-shaped plate within the meaning of the invention which is capable of cooperating with a pair of HALL effect sensors
CA and CB which are carried by a sheet metal plate 44 which is fixed to the casing 12 of the gearbox by means of the threaded body 46 for mounting the contactor 48 for controlling the reversing lights of the vehicle which is capable of cooperating with a lug 50 linked in translation and in rotation to the selection shaft 18, when the reverse gear is engaged.

Comme on peut le voir aux figures 2 et 3, les deux capteurs à effet HALL sont décalés l'un par rapport à l'autre verticalement selon la direction de sélection D1 et horizontalement selon la direction d'engagement de passage D2 qui est perpendiculaire à la direction D1 et tangente au cercle selon lequel se déplace la cible 42 autour de l'axe X-X. As can be seen in Figures 2 and 3, the two HALL effect sensors are offset relative to each other vertically in the direction of selection D1 and horizontally in the direction of engagement of passage D2 which is perpendicular to the direction D1 and tangent to the circle along which the target 42 moves around the axis XX.

Chaque capteur CA, CB est un capteur proportionnel à effet HALL qui est relié par un fil 52A, 52B par exemple à un circuit (non représenté) de pilotage d'un embrayage à commande automatique ou semi-automatique qui doit disposer d'une information fiable relative au rapport engagé. Each sensor CA, CB is a proportional HALL effect sensor which is connected by a wire 52A, 52B for example to a circuit (not shown) for controlling a clutch with automatic or semi-automatic control which must have information reliable relating to the report initiated.

On a représenté en trait mixte sur la figure 2 les différentes positions angulaires de sélection que le sélecteur 30 est susceptible d'occuper et, sur la figure 3, les différentes positions d'engagement ou de passage des différents rapports que le sélecteur 30 est susceptible d'occuper. The different angular selection positions that the selector 30 is likely to occupy have been shown in dashed line in FIG. 2 and, in FIG. 3, the different engagement or shift positions of the different ratios that the selector 30 is likely to occupy. to occupy.

Le sélecteur 30 est illustré aux figures 2 et 3 dans sa position de point mort PM. The selector 30 is illustrated in FIGS. 2 and 3 in its neutral position PM.

Comme on peut le voir sur la figure 4A, la cible 42 se présente sous la forme d'une plaque métallique en regard de laquelle s'étendent les capteurs à effet HALL
CA et CB.As can be seen in FIG. 4A, the target 42 is in the form of a metal plate opposite which the HALL effect sensors extend.
CA and CB.

Dans la position de point mort illustrée sur la figure 4A, chacun des capteurs s'étend en regard du corps métallique de la cible 42. In the neutral position illustrated in FIG. 4A, each of the sensors extends opposite the metallic body of the target 42.

On peut prévoir que la transition entre une partie métallique de la cible 42 et une portion adjacente correspondant à un vide ne s'effectue pas selon un décrochement brusque mais, dans les deux sens selon l'une et/ou l'autre direction correspondante, par des portions en pente qui permettent d'obtenir une lecture proportionnelle par chaque capteur du changement de position et d'état du dispositif de détection 16. It can be provided that the transition between a metal part of the target 42 and an adjacent portion corresponding to a vacuum does not take place in a sudden detachment but, in both directions in one and / or the other corresponding direction, by sloping portions which make it possible to obtain a proportional reading by each sensor of the change in position and state of the detection device 16.

Cette caractéristique est particulièrement avantageuse lorsque l'on effectue l'initialisation du circuit de pilotage par apprentissage des différents rapports réellement engagés dans la boîte de vitesses montée dans le véhicule. This characteristic is particularly advantageous when the piloting circuit is initialized by learning the different ratios actually engaged in the gearbox mounted in the vehicle.

Un exemple de réalisation de la cible 42 est illustré plus en détail aux figures 4A à 4F. An exemplary embodiment of the target 42 is illustrated in more detail in FIGS. 4A to 4F.

Comme on peut le voir sur la figure 4A, sur laquelle les traces des axes des capteurs CA et CB sont désignés par les croix A et B, la plaque 42 constituant la cible comporte un trou 54 qui au point mort, est situé sensiblement à la même altitude que le capteur CA et est situé sensiblement à mi-longueur, selon la direction D1, entre les axes A et B des capteurs CA et CB. As can be seen in FIG. 4A, in which the traces of the axes of the sensors CA and CB are designated by the crosses A and B, the plate 42 constituting the target has a hole 54 which at neutral is located substantially at the same altitude as the CA sensor and is located substantially mid-length, in the direction D1, between axes A and B of the CA and CB sensors.

La différence d'altitude selon la direction D2 entre les capteurs CA et CB et les distances entre ces capteurs le trou 54 et le bord supérieur 58, sont telles que lorsque le sélecteur se déplace de la ligne 3-4 vers la ligne 1-2, le capteur CB soit à l'altitude du trou 54 et que lorsque le sélecteur se déplace de la ligne 3-4 vers la ligne 5, le capteur CB soit au-dessus du bord supérieur 56. The difference in altitude in the direction D2 between the sensors CA and CB and the distances between these sensors the hole 54 and the upper edge 58, are such that when the selector moves from line 3-4 to line 1-2 , the CB sensor is at the altitude of hole 54 and that when the selector moves from line 3-4 to line 5, the CB sensor is above the upper edge 56.

Pour la position angulaire d'engagement des rapports 1-3-5, le capteur CB est situé verticalement au droit du trou 54 tandis que pour la position opposée d'engagement 2-4, c'est le capteur CA qui est situé verticalement au droit du trou 54. For the angular position of engagement of the ratios 1-3-5, the sensor CB is located vertically to the right of the hole 54 while for the opposite position of engagement 2-4, it is the sensor CA which is located vertically at the right of hole 54.

On a représenté aux figures 4A à 4F les positions correspondant successivement au point mort à l'engagement des cinq rapports de marche avant. FIGS. 4A to 4F show the positions corresponding successively to neutral at the engagement of the five forward gears.

On a attribué arbitrairement la valeur 1 à chaque capteur lorsqu'il est en regard d'une partie métallique de la cible 42 et la valeur 0 lorsqu'il est en regard d'une partie non métallique, ctest-à-dire, dans l'exemple représenté, en regard du vide. Each sensor has been arbitrarily assigned the value 1 when it is facing a metallic part of the target 42 and the value 0 when it is opposite a non-metallic part, that is to say, in the example shown, facing the void.

On comprend aisément, que chaque changement de rapport se traduit par un passage dans lequel les deux capteurs ont la valeur 1. It is easy to understand that each gear change results in a passage in which the two sensors have the value 1.

On constate également que deux positions d'engagement d'une même ligne correspondent à deux couples différents de valeurs différentes pour les capteurs A et
B.We also note that two positions of engagement of the same line correspond to two different couples of different values for the sensors A and
B.

Ainsi, le circuit électronique de pilotage de l'embrayage est capable de suivre régulièrement les changements de rapport souhaités par le conducteur en détectant à chaque fois le changement de rapport et en identifiant le nouveau rapport engagé du fait des changements successifs d'état pour les deux capteurs. Thus, the electronic control circuit of the clutch is capable of regularly monitoring the gear changes desired by the driver by detecting each time the gear change and identifying the new gear engaged due to the successive changes of state for the two sensors.

Afin de distinguer les couples de valeurs identiques associés aux deux capteurs et correspondant aux rapports 1 et 4, et aux rapports 2 et 5, le circuit d'analyse et de traitement des signaux pour le pilotage de l'embrayage peut prendre en compte un signal complémentaire représentatif du déplacement imposé au levier, c'est-à-dire selon que le levier est tiré ou poussé par le conducteur. In order to distinguish the pairs of identical values associated with the two sensors and corresponding to the ratios 1 and 4, and to the ratios 2 and 5, the signal analysis and processing circuit for controlling the clutch can take into account a signal complementary representative of the displacement imposed on the lever, that is to say depending on whether the lever is pulled or pushed by the driver.

Claims

1. Gearbox (10) of a motor vehicle comprising a detection device (16) which produces a representative signal of engaged gear, intended in particular to be operated by a control circuit of a mechanism for controlling the clutch of the vehicle , the device (16) comprising at least one sensor and a target member which cooperates with this sensor, one of these two components being mounted movable relative to the other, in a first selection direction (D1) and according to a second perpendicular direction (D2) of engagement, to occupy any one of several predetermined relative positions each of which corresponds to the engagement of one of the ratios of the gearbox (10), characterized in that the device detection (16) comprises at least one sensor (CA, CB) without mechanical contact.

2. Gearbox according to claim 1, characterized in that the detection device comprises at least one HALL effect sensor (CA, CB) which cooperates or not with a metal part of the target (42) depending on the position that it occupies in relation to the latter.

3. Gearbox according to claim 2, characterized in that the detection device (16) comprises two sensors (CA, CB) associated and offset relative to each other in two perpendicular directions (D1, D2) relative displacement of the sensors (CA, CB) relative to the target (42).

4. Gearbox according to claim 3, characterized in that, in each of the selection positions in the first direction (D1), each of the two sensors (CA, CB) extends opposite a metal part of the target (42), and in that for each of the gear engagement positions, one of the sensors extends opposite a metal part of the target (42) and the other sensor extends next to a non-metallic part of the target.

5. Gearbox according to any one of the preceding claims, characterized in that the target (42) is movably mounted relative to a fixed element (44) of the casing (12) of the gearbox (10).

6. Gearbox according to claim 5, characterized in that the target (42) is carried by one end of the lever (22) for controlling the gearbox which is movably mounted to slide relative to the casing (12) according to the direction (D1) of selection and mobile in rotation in a plane parallel to the direction (D2) of passage.

7. Gearbox according to claim 6, characterized in that the target (42) is made in one piece with the control lever (22).

8. Gearbox according to any one of claims 5 to 7 taken in combination with any one of claims 2 to 4, characterized in that the sensors (CA, CB) are carried by a plate (44) attached to an element of the gearbox housing.

9. Gearbox according to claim 2, characterized in that the target (42) comprises transition zones of decreasing thicknesses between its metallic parts and its non-metallic parts.