FR2746463A1 - Mechanism for detection of linear and angular position of control shaft in automobile gear box - Google Patents

Mechanism for detection of linear and angular position of control shaft in automobile gear box Download PDF

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Abstract

The control shaft (12) is mounted so as to slide longitudinally (T) and to rotate (R) round a longitudinal axis (X-X) with respect to a part of the gearbox casing. It is of the type having a sensor (16) whose principal input part (14) is connected by a coupling to the control shaft (12) of the gearbox, and is mounted to move in the direction (T) and to rotate in the direction (R) inside the housing (8) of the sensor (16) which is fixed on the gearbox casing. The sensor produces a signal which represents the position of the control shaft (12) and is designed to control gear selection. The coupling means is a half shaft pin and socket system. The socket part (32) if formed in one end of the shaft (12) and the pin part (34) is formed in one end of the shaft (14). Both shafts (12,14) are of the same diameter.

Description

La présente invention concerne un agencement pour la détection de la position linéaire et angulaire de l'arbre de commande d'une boîte de vitesses. The present invention relates to an arrangement for detecting the linear and angular position of the control shaft of a gearbox.

L'invention concerne plus particulièrement un agencement destiné à équiper une boîte de vitesses de véhicule automobile dans laquelle l'arbre de commande est monté coulissant longitudinalement et à rotation autour de son axe longitudinal par rapport à une partie du carter de la boîte de vitesses, pour occuper l'une quelconque parmi plusieurs positions relatives prédéterminées dont chacune correspond à l'engagement de l'un des rapports de la boîte de vitesses. The invention relates more particularly to an arrangement intended to equip a motor vehicle gearbox in which the control shaft is mounted to slide longitudinally and to rotate about its longitudinal axis with respect to a part of the gearbox casing, to occupy any one of several predetermined relative positions, each of which corresponds to the engagement of one of the gearbox ratios.

Afin d'assurer de manière fiable une commande automatique de l'embrayage associé à la boîte de vitesses, il est nécessaire que son circuit de pilotage dispose d'informations fiables représentatives du rapport effectivement engagé dans la boîte de vitesses, ainsi que d'informations relatives aux changements de rapport (passage ou sélection des vitesses). In order to ensure reliable automatic control of the clutch associated with the gearbox, it is necessary for its control circuit to have reliable information representative of the ratio actually engaged in the gearbox, as well as information relating to gear changes (shift or gear selection).

A cet effet, on connaît des agencements du type comportant un capteur dont l'organe d'entrée est lié, par des moyens d'accouplement, à l'arbre de commande de la boîte de vitesses, pour produire un signal représentatif de la position de l'arbre de commande et destiné notamment à être exploité par le circuit de pilotage du mécanisme de commande de l'embrayage associé à la boîte de vitesses. To this end, arrangements are known of the type comprising a sensor whose input member is linked, by coupling means, to the control shaft of the gearbox, to produce a signal representative of the position of the control shaft and intended in particular to be operated by the control circuit of the clutch control mechanism associated with the gearbox.

Les déplacements en translation et en rotation de l'organe d'entrée sont ainsi liés mécaniquement de manière univoque aux déplacements de l'arbre de commande de la boîte de vitesses et le capteur génère des signaux représentatifs de toute action du conducteur sur le levier de changement de vitesses dont les déplacements sont transmis à l'arbre de commande de la boîte de vitesses. The displacements in translation and in rotation of the input member are thus linked mechanically unequivocally to the displacements of the control shaft of the gearbox and the sensor generates signals representative of any action of the driver on the lever. gear change, the displacements of which are transmitted to the gearbox control shaft.

Selon une conception connue, les moyens d'accouplement entre l'arbre de commande de la boîte de vitesses et l'organe d'entrée du capteur sont constitués par un mécanisme de liaison à rotule. According to a known design, the coupling means between the control shaft of the gearbox and the input member of the sensor are constituted by a ball joint mechanism.

Outre le coût d'un tel mécanisme de liaison, son assemblage à l'extrémité libre de l'arbre de commande de la boîte de vitesses et à l'extrémité libre de la partie principale de l'organe d'entrée du capteur est particulièrement complexe et difficile à automatiser.  In addition to the cost of such a connection mechanism, its assembly at the free end of the gearbox control shaft and at the free end of the main part of the sensor input member is particularly complex and difficult to automate.

Afin de remédier à ces inconvénients, I'invention propose un agencement du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement sont constitués par des moyens à emboîtement de formes complémentaires prévues respectivement à une extrémité libre de l'arbre de commande de la boîte de vitesses et à l'extrémité libre de la partie principale de l'organe d'entrée du capteur. In order to remedy these drawbacks, the invention proposes an arrangement of the type mentioned above, characterized in that the coupling means consist of interlocking means of complementary shapes provided respectively at a free end of the control shaft for the gearbox and at the free end of the main part of the sensor input member.

Grâce à l'invention les moyens d'accouplement ne font pas appel à un mécanisme de liaison à rotule. Thanks to the invention, the coupling means do not use a ball joint mechanism.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- I'extrémité libre de la partie principale de l'organe d'entrée du capteur est un tronçon de tige, de section transversale identique à celle de l'extrémité libre de l'arbre de commande, qui s'étend axialement dans le prolongement de l'arbre de commande
- le tronçon de tige et l'extrémité libre de l'arbre de commande sont deux parties cylindriques de même diamètre
- lesdites formes complémentaires comportent au moins une paire de surfaces planes associées et perpendiculaires entre elles formées à l'extrémité libre de l'arbre de commande de la boîte de vitesses et au moins une paire de surfaces planes associées complémentaires formées à l'extrémité libre de l'organe d'entrée du capteur et qui s'étendent deux à deux parallèlement à l'axe longitudinal de l'arbre de commande et perpendiculairement à ce dernier
- les moyens d'accouplement comportent un doigt transversal de liaison
- le doigt transversal de liaison est porté par l'un des deux éléments accouplés et est reçu dans un trou complémentaire formé dans l'autre de ces deux éléments
- le doigt de liaison s'étend transversalement depuis l'une des surfaces planes parallèles à l'axe longitudinal de l'arbre de commande
- L'organe d'entrée du capteur est associé à un transducteur linéaire qui fournit au moins un signal électrique représentatif des déplacements en translation et en rotation de l'organe d'entrée par rapport au boîtier du capteur.According to other features of the invention
- the free end of the main part of the sensor input member is a section of rod, of cross section identical to that of the free end of the control shaft, which extends axially in the extension of the control shaft
- the rod section and the free end of the control shaft are two cylindrical parts of the same diameter
- Said complementary shapes comprise at least one pair of associated and perpendicular planar surfaces formed at the free end of the gearbox control shaft and at least one pair of complementary associated planar surfaces formed at the free end of the sensor input member and which extend two by two parallel to and perpendicular to the longitudinal axis of the control shaft
- The coupling means comprise a transverse connecting finger
- the transverse connecting finger is carried by one of the two coupled elements and is received in a complementary hole formed in the other of these two elements
- the connecting finger extends transversely from one of the flat surfaces parallel to the longitudinal axis of the control shaft
- The sensor input member is associated with a linear transducer which provides at least one electrical signal representative of the translational and rotational movements of the input member relative to the sensor housing.

La présente invention concerne aussi une boîte de vitesses, notamment de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un agencement pour la détection de la position linéaire et angulaire de son arbre de commande réalisé conformément aux enseignements de l'invention. The present invention also relates to a gearbox, in particular for a motor vehicle, characterized in that it is equipped with an arrangement for detecting the linear and angular position of its control shaft produced in accordance with the teachings of the invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée qui illustre les principaux composants d'un agencement conforme aux enseignements de l'invention, , et
- la figure 2 est une vue en section axiale des moyens d'accouplement entre l'arbre de commande de la boîte de vitesses et la tige d'entrée du capteur, ces moyens d'accouplement étant illustrés en position assemblée.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 appended drawing in which
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view which illustrates the main components of an arrangement in accordance with the teachings of the invention, and
- Figure 2 is an axial sectional view of the coupling means between the gearbox control shaft and the sensor input rod, these coupling means being illustrated in the assembled position.

On a représenté sur les figures le tronçon d'extrémité libre 10 d'un arbre de commande 12 d'une boîte de vitesses (non représentée) qui se présente sous la forme d'une tige cylindrique d'axe longitudinal X-X et qui est montée mobile en rotation R autour de son axe longitudinal X-X et en translation T parallèlement à son axe par rapport au carter (non représenté) de la boîte de vitesses. There is shown in the figures the free end section 10 of a control shaft 12 of a gearbox (not shown) which is in the form of a cylindrical rod of longitudinal axis XX and which is mounted movable in rotation R around its longitudinal axis XX and in translation T parallel to its axis relative to the casing (not shown) of the gearbox.

Comme on peut le voir sur les figures, le tronçon d'extrémité 10 de l'arbre de commande 12 est destiné à être relié à l'organe d'entrée 14 d'un capteur 16. As can be seen in the figures, the end section 10 of the control shaft 12 is intended to be connected to the input member 14 of a sensor 16.

Le capteur 16 est constitué pour l'essentiel par un boîtier 18 qui est destiné à être fixé sur le carter de la boîte de vitesses, ou sur une platine fixe par rapport à ce carter. The sensor 16 essentially consists of a housing 18 which is intended to be fixed on the gearbox casing, or on a fixed plate relative to this casing.

L'organe d'entrée 14 comporte un tronçon d'extrémité libre 20 en forme de tige cylindrique qui, en position assemblée avec le tronçon 10 de l'arbre de commande 12, est coaxial à l'axe X-X. The input member 14 comprises a free end section 20 in the form of a cylindrical rod which, in the assembled position with the section 10 of the control shaft 12, is coaxial with the axis X-X.

L'organe d'entrée 14, et donc son tronçon d'extrémité libre 20, est susceptible de se déplacer en rotation R et en translation T par rapport au boîtier 18 à l'extérieur duquel il fait saillie par un trou 22 qui traverse une bride 24 permettant la fixation du boîtier 18 du capteur 16, notamment sur le carter de la boîte de vitesses. The input member 14, and therefore its free end section 20, is capable of moving in rotation R and in translation T relative to the housing 18 outside of which it projects through a hole 22 which passes through a flange 24 for fixing the housing 18 of the sensor 16, in particular on the gearbox casing.

Conformément aux enseignements de l'invention, il est prévu des moyens d'accouplement en rotation et en translation, entre le tronçon d'extrémité 10 de l'arbre de commande 12 et le tronçon d'extrémité 20 de l'organe d'entrée 14, qui sont des moyens d'accouplement par emboîtement et coopération de formes complémentaires. In accordance with the teachings of the invention, means for coupling in rotation and in translation are provided, between the end section 10 of the control shaft 12 and the end section 20 of the input member. 14, which are means of coupling by interlocking and cooperation of complementary shapes.

A cet effet, le tronçon d'extrémité libre 10 de l'arbre de commande 12 comporte une découpe délimitée par une portion de surface plane 26 qui s'étend parallèlement à l'axe X-X dans un plan axial du tronçon 10 depuis la face transversale d'extrémité libre 28 jusqu'à une portion de surface plane transversale associée 30 qui est perpendiculaire à l'axe X-X. To this end, the free end section 10 of the control shaft 12 has a cutout delimited by a flat surface portion 26 which extends parallel to the axis XX in an axial plane of the section 10 from the transverse face. free end 28 to an associated transverse flat surface portion 30 which is perpendicular to the axis XX.

Le tronçon d'extrémité libre 10 de l'arbre de commande 12 comporte de plus un trou 32 qui s'étend selon une direction transversale Y-Y perpendiculaire à l'axe X-X et concourante avec ce dernier, sensiblement au centre de la portion de surface plane 26 d'orientation axiale. The free end section 10 of the control shaft 12 further comprises a hole 32 which extends in a transverse direction YY perpendicular to the axis XX and concurrent with the latter, substantially at the center of the flat surface portion 26 axial orientation.

De manière complémentaire, le tronçon d'extrémité libre 20 de l'organe d'entrée 14 du capteur 16 comporte une découpe délimitée par une portion de surface plane 26' qui s'étend diamétralement parallèlement à l'axe X-X depuis la face transversale d'extrémité 28' jusqu'à une portion de surface plane transversale 30' qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X, c'est-à-dire perpendiculairement à la direction de translation T. In a complementary manner, the free end section 20 of the input member 14 of the sensor 16 comprises a cutout delimited by a flat surface portion 26 'which extends diametrically parallel to the axis XX from the transverse face d 'end 28' to a transverse flat surface portion 30 'which extends in a plane perpendicular to the axis XX, that is to say perpendicular to the direction of translation T.

Le tronçon d'extrémité libre en forme de tige cylindrique 20 comporte aussi un trou 32' d'orientation transversale Y-Y qui porte, dans l'exemple illustré sur les figures, un doigt ou pion 34 qui est réalisé sous la forme d'un pion cylindrique et qui, en position assemblée, est destiné à être reçu simultanément dans les trous 32 et 32' pour assurer une liaison entre les tronçons d'extrémité 10 et 20 de l'arbre de commande 12 et de l'organe 14 du capteur 16. The free end section in the form of a cylindrical rod 20 also includes a hole 32 ′ of transverse orientation YY which, in the example illustrated in the figures, carries a finger or pin 34 which is produced in the form of a pin cylindrical and which, in the assembled position, is intended to be received simultaneously in the holes 32 and 32 'to ensure a connection between the end sections 10 and 20 of the control shaft 12 and of the member 14 of the sensor 16 .

Bien entendu on peut inverser les structures. Ainsi le doigt 34 est porté par l'un des deux éléments accouplés 20,10 et est reçu dans un trou complémentaire 32,32' porté par l'autre 10,20 desdits éléments. Of course we can reverse the structures. Thus the finger 34 is carried by one of the two coupled elements 20,10 and is received in a complementary hole 32,32 'carried by the other 10,20 of said elements.

En position assemblée, comme on peut le voir sur la figure 2, la paire de surfaces associées 26, 30 coopère avec les surfaces 26', 28' et la paire de surfaces associées 26', 30' coopère avec la paire de surfaces 28, 26 tandis que le doigt de liaison 34 est reçu dans les trous transversaux 32 et 32'
Les tronçons d'extrémité 10 et 20 sont ainsi liés en translation et en rotation par le doigt 34 et du fait de la coopération des formes complémentaires assurent ainsi une liaison mécanique univoque et sans jeu.In the assembled position, as can be seen in FIG. 2, the pair of associated surfaces 26, 30 cooperates with the surfaces 26 ', 28' and the pair of associated surfaces 26 ', 30' cooperates with the pair of surfaces 28, 26 while the connecting finger 34 is received in the transverse holes 32 and 32 '
The end sections 10 and 20 are thus linked in translation and in rotation by the finger 34 and, by virtue of the cooperation of the complementary shapes, thus ensure a unequivocal mechanical connection and without play.

L'invention n'est bien entendu pas limitée au mode de réalisation illustré sur les figures. The invention is of course not limited to the embodiment illustrated in the figures.

II est ainsi possible de concevoir de nombreuses variantes relatives à l'agencement de surfaces complémentaires pour l'entraînement mutuel en rotation R et en translation T entre les tronçons 10 et 20, toutes les solutions envisageables du type à emboîtement ou encastrement permettant d'assurer la même facilité d'assemblage entre ces deux composants et la même fiabilité dans la liaison, tout en ne faisant appel à aucun composant complémentaire autre que le tronçon d'extrémité 10 de l'arbre de commande 12 et le tronçon d'extrémité 20 de l'organe d'entrée 14 du capteur 16. It is thus possible to conceive of numerous variants relating to the arrangement of complementary surfaces for mutual drive in rotation R and in translation T between the sections 10 and 20, all the possible solutions of the interlocking or embedding type making it possible to ensure the same ease of assembly between these two components and the same reliability in the connection, while not requiring any additional component other than the end section 10 of the control shaft 12 and the end section 20 of the input member 14 of the sensor 16.

Bien entendu, grâce à l'invention, L'arbre de commande 12 peut appartenir au capteur. Par exemple il peut appartenir à l'organe d'entrée du capteur en sorte que, d'une manière générale, L'organe 14 constitue la partie principale de l'organe d'entrée du capteur 16.  Of course, thanks to the invention, the control shaft 12 can belong to the sensor. For example, it may belong to the input member of the sensor so that, in general, the member 14 constitutes the main part of the input member of the sensor 16.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Agencement pour la détection de la position linéaire et angulaire de l'arbre de commande (12) d'une boîte de vitesses, notamment de véhicule automobile, qui est monté coulissant longitudinalement (T) et à rotation (R) autour de son axe longitudinal (X-X) par rapport à une partie du carter de la boîte de vitesses, du type comportant un capteur (16) dont la partie principale de l'organe d'entrée (14) est liée, par des moyens d'accouplement, à l'arbre de commande (12) de la boîte de vitesses et est monté mobile en translation (T) et en rotation (R) à l'intérieur d'un boîtier (8) du capteur (16) fixe par rapport au carter de la boîte de vitesses, pour produire un signal représentatif de la position de l'arbre de commande (12) et destiné notamment à être exploité par un circuit de pilotage d'un mécanisme de commande d'un embrayage associé à la boîte de vitesses, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement sont constitués par des moyens à emboîtement de formes complémentaires (26, 26', 28, 28', 30, 30', 32, 32', 34) prévues respectivement à une extrémité libre (10) de l'arbre de commande (12) de la boîte de vitesses et à l'extrémité libre (20) de la partie principale de l'organe d'entrée (14) du capteur (16). 1. Arrangement for detecting the linear and angular position of the control shaft (12) of a gearbox, in particular of a motor vehicle, which is mounted to slide longitudinally (T) and to rotate (R) around its longitudinal axis (XX) relative to a part of the gearbox casing, of the type comprising a sensor (16) of which the main part of the input member (14) is linked, by coupling means, to the control shaft (12) of the gearbox and is mounted movable in translation (T) and in rotation (R) inside a housing (8) of the sensor (16) fixed relative to the casing of the gearbox, to produce a signal representative of the position of the control shaft (12) and intended in particular to be operated by a control circuit of a clutch control mechanism associated with the gearbox , characterized in that the coupling means are constituted by interlocking means of complementary shapes (26, 26 ', 28, 28', 30, 30 ', 32, 32', 34) provided respectively at a free end (10) of the control shaft (12) of the gearbox and at the free end (20) of the main part of the input member (14) of the sensor (16). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la partie principale de l'organe d'entrée (14) du capteur (16) est un tronçon de tige (20), de section transversale identique à celle de l'extrémité libre (10) de l'arbre de commande (12), qui s'étend axialement (X-X) dans le prolongement de l'arbre de commande. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the free end of the main part of the input member (14) of the sensor (16) is a section of rod (20), of cross section identical to that from the free end (10) of the control shaft (12), which extends axially (XX) in the extension of the control shaft. 3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon de tige (20) et l'extrémité libre (10) de l'arbre de commande (12) sont deux parties cylindriques de même diamètre. 3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the rod section (20) and the free end (10) of the control shaft (12) are two cylindrical parts of the same diameter. 4. Agencement selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites formes complémentaires comportent au moins une paire de surfaces planes associées (26-28, 26-30) et perpendiculaires entre elles formées à l'extrémité libre (10) de l'arbre de commande (12) de la boîte de vitesses et au moins une paire de surfaces planes associées complémentaires (26'-30', 26'-28') formées à l'extrémité libre (20) de la partie principale de l'organe d'entrée (14) du capteur (16) et qui s'étendent deux à deux (26, 26') parallèlement à l'axe longitudinal (X-X) de l'arbre de commande et (28-30', 28'-30) perpendiculairement à ce dernier. 4. Arrangement according to one of claims 2 or 3, characterized in that said complementary shapes comprise at least one pair of associated flat surfaces (26-28, 26-30) and perpendicular to each other formed at the free end (10 ) of the control shaft (12) of the gearbox and at least one pair of complementary associated flat surfaces (26'-30 ', 26'-28') formed at the free end (20) of the part main of the input member (14) of the sensor (16) and which extend two by two (26, 26 ') parallel to the longitudinal axis (XX) of the control shaft and (28-30 ', 28'-30) perpendicular to the latter. 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement comportent un doigt transversal (34) de liaison. 5. Arrangement according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the coupling means comprise a transverse finger (34) for connection. 6. Agencement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le doigt transversal de liaison (34) est porté par l'un (20) des deux éléments accouplés et est reçu dans un trou complémentaire (32) formé dans l'autre (10) de ces deux éléments (10, 20). 6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the transverse connecting finger (34) is carried by one (20) of the two coupled elements and is received in a complementary hole (32) formed in the other (10 ) of these two elements (10, 20). 7. Agencement selon l'une des revendications 5 ou 6 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que le doigt de liaison (34) s'étend transversalement depuis l'une des surfaces planes (26') parallèles à l'axe longitudinal (X-X) de l'arbre de commande. 7. Arrangement according to one of claims 5 or 6 taken in combination with claim 4, characterized in that the connecting finger (34) extends transversely from one of the planar surfaces (26 ') parallel to the longitudinal axis (XX) of the control shaft. 8. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe d'entrée (14) du capteur (16) est associé à un transducteur linéaire qui fournit au moins un signal électrique représentatif des déplacements en translation (T) et en rotation (R) de l'organe d'entrée (14) par rapport au boîtier (18) du capteur (16). 8. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that the input member (14) of the sensor (16) is associated with a linear transducer which provides at least one electrical signal representative of the displacements in translation (T ) and in rotation (R) of the input member (14) relative to the housing (18) of the sensor (16). 9. Boîte de vitesses, notamment de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un agencement pour la détection de la position linéaire et angulaire de son arbre de commande (10) réalisé conformément à l'une quelconque des revendications précédentes.  9. Gearbox, in particular for a motor vehicle, characterized in that it is equipped with an arrangement for detecting the linear and angular position of its control shaft (10) produced in accordance with any one of the preceding claims .
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