FR2764028A1

FR2764028A1 - Dispositif de positionnement

Info

Publication number: FR2764028A1
Application number: FR9806644A
Authority: FR
Inventors: Udo Borschert; Mario Buhner; Lutz Leimbach; Jens Dorfschmid
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1998-12-04
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: US6105448A; FR2764028B1

Abstract

Le dispositif de positionnement pour l'actionnement automatisé d'une boîte de vitesses (6) comporte un élément de sortie (11) entraîné par un premier et un second entraînement (3, 5) dans une première et une seconde direction (7, 9). À chaque entraînement est associé un détecteur (13, 15) qui détecte un mouvement de l'élément de sortie et dont les signaux sont amenés à un dispositif de commande (2). Les détecteurs (13, 15) émettent des signaux indiquant l'amplitude du mouvement et le dispositif de commande (2) détermine la position réelle de l'élément de sortie (11) par rapport à un point de référence (49) et la met en relation avec une position de consigne, et la perception d'une non-atteinte de la position de consigne après le mouvement de positionnement ou bien l'absence des signaux indiquant le mouvement de positionnement provoque l'activation d'une fonction de secours (55).

Description

1 2764028

L'invention se rapporte à un dispositif de positionnement pour l'actionnement automatisé d'une boîte de vitesses, comportant un élément de sortie qui est susceptible d'être entraîné par un premier entraînement dans une première direction et par un second entraînement dans une seconde direction, dans lequel est associé à chaque entraînement un détecteur d'indication de mouvement de positionnement qui détecte un mouvement de l'élément de sortie et

dont les signaux sont amenés à un dispositif de commande.

On connaît déjà du document DE 43 09 027 Ai un cylindre de positionnement pour actionner un arbre de changement de vitesses. Ce cylindre de positionnement comporte un premier cylindre hydraulique et un second cylindre hydraulique. Le premier cylindre hydraulique est un cylindre à double effet qui agit sur un piston de positionnement auquel l'arbre de changement de vitesses est fermement relié. Grâce à ce cylindre hydraulique, l'arbre de changement de vitesses est susceptible d'être entraîné en translation. Le second cylindre hydraulique est relié par l'intermédiaire d'un élément entraîneur qui est à son tour relié solidairement en rotation mais de façon axialement mobile au piston de positionnement. Au moyen de l'élément entraîneur, un mouvement translatoire du piston du second cylindre hydraulique, qui est relié via une denture oblique à l'élément entraîneur, est transformé en un mouvement de rotation. Ainsi, l'arbre de changement de vitesses est susceptible d'être entraîné en rotation au moyen du second cylindre hydraulique. Au moyen de ce cylindre de positionnement, l'arbre de changement de vitesses est susceptible d'être actionné de façon automatisée lors d'un pilotage correspondant. On a prévu des détecteurs pour détecter la course des mouvements de positionnement susceptibles d'être provoqués par les cylindres hydrauliques. On peut prévoir en tant que détecteurs par exemple des potentiomètres linéaires. De préférence, on utilise des détecteurs qui opèrent sans contact qui sont constitués par un aimant permanent annulaire fixé sur le piston de positionnement et par un élément formant bobine présentant un enroulement primaire et un enroulement secondaire et fixé sur la paroi cylindrique extérieure du boîtier. Au

2 2764028

moyen de ces détecteurs, la positon absolue de l'arbre de changement de vitesses est détectée. L'inconvénient est que les potentiomètres linéaires présentent une courte durée de vie à cause du contact à friction et que les détecteurs magnétiques sans contact coûtent très cher. On connaît du document EP 599 511 Ai un autre dispositif pour un actionnement automatisé d'une boîte de vitesses. Ce dispositif comporte un doigt de changement de vitesse qui peut être dévié par des lo entraînements associés dans une direction X et dans une direction Y perpendiculaire à celle-ci. Grâce à des potentiomètres associés, on détecte la position absolue respective du doigt de changement de vitesse dans la direction de mouvement respective ou dans le système de coordonnées. Au moyen de ces potentiomètres, on détecte la

position dans la boîte de vitesses.

De plus, on détecte le courant avec lequel les entraînements sont alimentés lors d'un pilotage. Lorsque les valeurs détectées different de plus d'une grandeur prédéterminée par rapport aux valeurs prédéterminées, cette différence entre les valeurs de consigne et les valeurs réelles est réduite ou corrigée en parcourant une boucle de correction. Dans ce dispositif également, on a prévu des potentiomètres afin de détecter la position, mais qui présentent une courte durée de vie à

cause du contact à friction nécessaire.

On connaît du document DE 36 13 800 C2 un actionnement de secours qui comporte un commutateur mécanique à actionner par le conducteur. Ce commutateur présente plusieurs positions d'actionnement, et en actionnant le commutateur d'une manière

prédéterminée, on permet de passer un rapport de vitesse prédéterminé.

L'inconvénient est que le conducteur doit savoir la façon suivant laquelle il doit actionner le commutateur de secours lors d'une

3 2764028

défaillance du dispositif de positionnement. Dans la situation stressante d'une perturbation, le conducteur doit donc maîtriser la routine d'actionnement nécessaire avec laquelle il doit actionner le commutateur pour l'actionnement de secours, ce qui est malcommode pour le conducteur. De plus, seul un fonctionnement de conduite très restreint est possible, car au moyen du commutateur de secours on peut

passer uniquement un rapport de vitesse prédéterminé.

On connaît du document DE 44 33 825 C2 un détecteur opérant sans

contact pour détecter un mouvement relatif.

L'objectif sous-jacent à l'invention est de développer un dispositif de positionnement de manière à réduire les coûts de fabrication et à

réduire la sensibilité aux perturbations.

De plus, l'objectif sous-jacent à l'invention est de proposer un actionnement de secours commode pour le conducteur lorsqu'une

perturbation se présente.

L'objectif de l'invention est atteint par le fait que lors d'un mouvement de l'élément de sortie, les détecteurs émettent au dispositif de commande des signaux associés à ce mouvement, les signaux indiquant l'amplitude respective du mouvement, et que le dispositif de commande détermine à partir de ces signaux la position réelle de l'élément de sortie en se référant à un point de référence librement prédéterminé et la met en relation avec une position de consigne de l'élément de sortie à atteindre, et la perception d'une non-atteinte de la position de consigne après avoir achevé le mouvement de positionnement ou bien l'absence des signaux indiquant le mouvement de positionnement amène dispositif de commande à activer une fonction de secours. Grâce à la mesure consistant à déterminer un point de référence quelconque, on permet d'utiliser des détecteurs détectant un mouvement relatif pour détecter la position réelle de l'élément de sortie en se référant au point de référence. De plus, on connaît par exemple du document DE 44 33 825 C2 un détecteur opérant sans

4 2764028

contact pour détecter un mouvement relatif. De tels détecteurs sont disponibles à faible coût en tant que composants standard. En particulier, des détecteurs opérant sans contact présentent l'avantage qu'ils travaillent sans usure et ainsi de façon fiable, contrairement aux éléments formant potentiomètres. Ces signaux des détecteurs, qui indiquent un mouvement relatif de l'élément de sortie, sont amenés à un dispositif de commande. Pour la commande, le dispositif de commande détermine, à partir de ces signaux représentant le mouvement relatif, la position réelle de l'élément de sortie par rapport au point de référence. Pour commander l'élément de sortie, cette

position réelle est mise en relation avec une position de consigne.

Lorsque le mouvement de positionnement est achevé et qu'une non-

atteinte de la position de consigne ou l'absence de signaux indiquant un mouvement de positionnement, par exemple par la défaillance d'un détecteur, est détectée, le dispositif de commande est amené à activer une fonction de secours. Une non-atteinte d'une position de consigne à atteindre peut être reconnue, par exemple lorsqu'on doit engager un rapport de vitesse prédéterminé, par le travail de synchronisation fourni par l'entraînement de pilotage. Après avoir achevé le travail de synchronisation, il faut une puissance réduite pour le positionnement de l'arbre de changement de vitesses vers la position qui correspondant au rapport de vitesse entièrement engagé. Le point de synchronisation peut être reconnu par la rapidité de positionnement ou par la puissance absorbée de l'entraînement qui entraîne l'élément de sortie dans la direction de sélection du rapport de vitesse. On peut également prévoir de corriger la position réelle en raison de la détection d'une différence entre le point de synchronisation détecté et le point de synchronisation attendu, en prenant en compte l'amplitude de la différence. Il s'est avéré avantageux que l'élément de sortie occupe au moins brièvement le point de référence lors d'une routine d'ajustage qui est exécutée dans des états de fonctionnement prédéterminés. En partant du point de référence, on se dirige vers la position de consigne. Grâce au fait qu'il occupe le point de référence, l'élément de sortie est à nouveau ajusté, de sorte que des inexactitudes ne dépassent pas un maximum prédéterminé dans la plage des tolérances qui s'accumulent pendant le

fonctionnement de positionnement.

De préférence, la routine d'ajustage est exécutée à chaque mise en service du véhicule, de sorte qu'un léger désajustement déjà présent est corrigé immédiatement lors de la mise en service ou au début de la conduite. De plus, il s'est avéré avantageux que la routine d'ajustage soit activée lorsqu'un actionnement de la clé de contact et un autre signal d'actionnement, par exemple un signal indiquant un actionnement des freins du véhicule, est détecté. La nécessité d'un actionnement des freins pour la mise en service du véhicule est déjà usuelle dans des

véhicules à boîte automatique habituelle.

Dans un autre mode de réalisation avantageux, on a prévu qu'une routine d'ajustage restreinte puisse être activée par ouverture de la porte côté conducteur. Dans cette routine d'ajustage restreinte, la position du rapport vitesse actuel de la boîte de vitesses n'est pas modifiée. Par arrivée à une butée terminale, on peut effectuer une comparaison avec une valeur de référence déjà stockée dans la mémoire, et on peut positionner l'arbre de changement de vitesses dans

la position de consigne correspondant au rapport de vitesse engagé.

De plus, il est avéré avantageux de prévoir l'opération de la routine d'ajustage lorsque l'atteinte d'une butée en direction de sélection de rapport de vitesse est détectée pendant le fonctionnement de conduite normal. Pour décharger la boîte de vitesses, les positions de consigne associées aux rapports de vitesses respectifs sont agencées avec un décalage en avant de la butée respective en direction de sélection de rapport de vitesse. L'atteinte d'une butée est considérée comme un

désajustement qui dépasse une amplitude maximale prédéterminée.

Ainsi, on assure également pendant le fonctionnement de conduite qu'un désajustement ne dépasse pas un maximum prédéterminé. Ce désajustement maximal possible doit être dimensionné de sorte qu'on assure un actionnement exempt de perturbations de la boîte de vitesses

à actionner au moyen du dispositif de positionnement.

6 2764028

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux d'une routine d'ajustage, on prévoit que l'élément de sortie occupe à partir d'une position de passage le point de référence par rapport à la seconde direction de mouvement. Dans ce cas, la position de passage est la position dans laquelle l'élément de sortie possède deux degrés de liberté. Dans le cas d'une grille de positions en forme de H, la position de passage est la position de "point mort". Si le point de référence par rapport à la première direction de mouvement n'est pas encore occupé, l'élément de sortie occupe celui-ci par une nouvelle déviation dans la

première direction de mouvement.

Il s'est avéré avantageux que le point de référence par rapport à une direction de mouvement soit occupé lorsqu'au moins une butée est atteinte. Il s'est avéré avantageux que dans la direction de sélection de voie, lorsqu'une butée est atteinte en direction prédéterminée, le point

de référence par rapport à cette direction de mouvement est occupé.

Une telle position de butée est particulièrement simple à atteindre par le fait que l'entraînement associé à la direction de mouvement est piloté sur un intervalle temporel maximal nécessaire pour occuper la position de butée. Lorsque la position médiane ou la position de marche à vide en direction de sélection de rapport de vitesse est la position prédéterminée du point de référence par rapport à cette direction de mouvement, le point de référence peut être occupé dans chaque direction de mouvement par une seule déviation. On peut prévoir un autre détecteur pour reconnaître la position de passage, de sorte que la position de passage occupée est reconnue par le dispositif de commande. Lorsque ce détecteur n'est pas prévu, l'élément de sortie peut occuper cette position par détermination d'un intervalle de pilotage, en partant d'une position de butée en direction de sélection de

rapport de vitesse.

Il s'est avéré avantageux de prévoir un dispositif de commande comportant un circuit de mesure temporelle. Dans un premier intervalle prédéterminé, l'élément de sortie est empêché de poursuivre la déviation dans la direction de mouvement prédominante par atteinte d'une butée. Ce premier intervalle est dimensionné de telle sorte qu'une

7 2764028

atteinte de la butée dans la direction du mouvement piloté est toujours assurée. Lorsque la butée est atteinte, la position de l'élément de sortie est exactement déterminée. Lorsque cette direction de mouvement a été la direction de sélection de rapport de vitesse, l'élément de sortie est entraîné, à partir de cette position, en direction opposée à la première

direction de mouvement pour occuper la position de passage.

De plus, il est avantageux de pourvoir au moins un entraînement d'un détecteur de puissance absorbée. Grâce à l'absorption de puissance de l'entraînement respectif, on peut reconnaître une venue en butée de l'élément de sortie par une augmentation de la puissance absorbée par l'entraînement. On a associé au dispositif de commande une mémoire non volatile dans laquelle sont stockés des signaux qui représentent des courses de positionnement. Ces signaux peuvent être reçus au moyen des détecteurs associés aux entraînements. Ainsi, les courses de positionnement correspondantes aux différents rapports de vitesse peuvent être stockées dans la mémoire au moyen de ces signaux détectés. Lorsque l'on prédétermine un rapport de vitesse en tant que position de consigne, les entraînements sont pilotés de manière correspondante par le dispositif de commande en utilisant les signaux stockés. Ces signaux doivent être lus individuellement pour chaque configuration du train d'entraînement, en particulier pour l'adaptation à la boîte de vitesses respective. Grâce à ceci, les écarts, résultant des tolérances de fabrication, des courses de positionnement associées aux rapports de vitesse respectifs sont compensés. De préférence, la lecture des signaux s'effectue après le montage du train d'entraînement, en engageant les rapports de vitesse individuels dans un ordre prédéterminé. Grâce à cette lecture individuelle, on compense des fluctuations de production. Lorsque l'on modifie une configuration de train d'entraînement, par exemple par un échange de la boîte de vitesses, une modification des signaux stockés dans la mémoire non volatile est nécessaire pour assurer la détermination de la position de

consigne optimale correspondant au rapport de vitesse désiré.

8 2764028

Il s'est avéré avantageux que les détecteurs détectent directement le mouvement de positionnement des entraînements. Les détecteurs détectent le mouvement relatif de la partie de sortie de l'entraînement respectif. Afin de pouvoir mettre en place des entraînements les plus petits possible, les entraînements sont reliés via une transmission de démultiplication à l'élément de sortie. Ainsi, l'amplitude du mouvement de la partie de sortie de l'entraînement est un multiple du mouvement de l'élément de sortie. Grâce à ceci, l'amplitude du mouvement résultant de l'élément de sortie peut être déterminée très exactement par détection du mouvement de la partie de sortie de l'entraînement. Dans cet agencement, les détecteurs peuvent être directement intégrés dans les entraînements. Les détecteurs de l'émetteur incrémentiel connu du document DE 44 33 825 C2 se sont avérés particulièrement appropriés. Lorsque l'entraînement est pourvu d'un accouplement patinant, le détecteur doit être prévu du côté mené

de l'accouplement patinant pour détecter l'application du mouvement.

On peut également prévoir que l'entraînement correspondant comporte un accouplement patinant, de sorte que lors d'une venue en butée, on empêche une surcharge de l'entraînement. Lorsque la butée est atteinte, un mouvement relatif entre la partie d'entrée côté menant et la partie menée côté sortie de l'accouplement patinant a lieu. Un tel entraînement pourvu d'un accouplement patinant est connu par

exemple du document DE 43 36 445 Ai.

Lorsque la fonction de secours est activée, il est prévu que l'élément de sortie occupe la position de consigne en partant d'un point de référence de secours. Pour occuper la position de consigne, l'élément de sortie est entraîné au moyen d'un pilotage par le premier entraînement via un premier intervalle temporel de commande de secours. Le premier intervalle temporel de commande de secours est choisi de telle sorte qu'une venue en appui de l'élément de sortie contre la butée située en direction de pilotage est assurée. Ainsi, la position de l'élément de

sortie par rapport à cette première direction de mouvement est connue.

En utilisant cette information, l'élément de sortie est positionné dans la position de passage. De préférence, afin d'occuper la position de

9 2764028

passage, l'élément de sortie est piloté par le premier entraînement dans la direction opposée sur un intervalle temporel fixe prédéterminé. Le temps nécessaire pour déplacer l'élément de sortie depuis la position de butée jusque dans la positon de passage est stocké de préférence dans le dispositif de commande. On peut également prévoir de positionner l'élément de sortie dans la position de passage par détermination de la puissance de l'entraînement menant, par exemple par détermination

d'un profil de puissance de pilotage prédéterminé.

Il s'est avéré avantageux de piloter l'élément de sortie en alternance par les deux entraînements brièvement avant d'avoir atteint potentiellement la position de passage. Lorsque l'élément de sortie est susceptible de dévier dans la seconde direction de mouvement, la position de passage est atteinte ou déjà passée. Grâce à ce pilotage, on assure, même en cas 1 5 de fluctuations de pilotage, par exemple par l'apparition d'une dureté en fonctionnement ayant pour résultat une puissance ou une durée nécessaire plus élevée, que la position de passage soit atteinte avec la possibilité d'un changement de direction de mouvement, et que l'élément de sortie occupe du moins brièvement cette position. Au moyen d'une pure détermination temporelle ou d'une détermination d'un profil de puissance de pilotage, le pilotage ciblé vers une position prédéterminée n'est pas aussi exact que dans le cas o l'amplitude du mouvement de positionnement est détectée et surveillée par des détecteurs. Cette augmentation de la tolérance d'erreurs peut être compensée par un pilotage alternant des deux entraînements dans la zone de la position de passage lors du pilotage de celle-ci. On peut détecter ici également la reconnaissance de la position de passage

lorsque la puissance absorbée par les entraînements est détectée.

Lorsque l'élément de sortie ne peut pas dévier dans la direction de

pilotage, la puissance absorbée de l'entraînement respectif augmente.

Lorsque la puissance absorbée par les deux entraînements dans deux intervalles temporels de pilotage successifs laisse conclure à une déviation dans la direction de mouvement respectivement piloté en raison d'une faible absorption de puissance, la position de passage est occupée ou déjà passée. Le fait que la position de passage est déjà passée ou seulement occupée dépend de la grandeur des intervalles

temporels de pilotage.

2764028

Lorsque la position de passage est occupée, l'élément de sortie est amené en appui contre la butée située dans la direction pilotée par pilotage du second entraînement sur un second intervalle temporel de secours. Lorsque cette butée est atteinte, on connaît maintenant également la position de l'élément de sortie par rapport à la seconde direction de mouvement, de sorte que la position momentanée de l'élément de sortie par rapport aux deux directions de mouvement est connue. En partant de cette position définie, l'élément de sortie est positionné au point de référence de secours, dans le cas o la positon de butée occupée, prédestinée à être le point de référence de secours,

n'est pas le point de référence de secours prédéterminé.

Lorsqu'un seul des détecteurs associés aux entraînements est défaillant, les signaux des détecteurs encore fonctionnels peuvent être utilisés par le dispositif de commande pour une commande ciblée des entraînements. De plus, il s'est avéré avantageux d'associer à la fonction de secours une mémoire non volatile dans laquelle sont stockés les intervalles temporels de pilotage ou les profils de puissance de pilotage associés aux différentes rapports de vitesses pour passer le rapport de vitesse désiré au moyen des entraînements. Grâce à ceci, même en cas de défaillance d'un ou de plusieurs détecteurs, on assure une poursuite du fonctionnement du dispositif de positionnement, sans cependant pouvoir se diriger tout aussi exactement vers la position de consigne prédéterminée. On s'attendra donc à des pertes de confort, telles que par exemple une exécution plus souvent répétée de la routine d'ajustage et une augmentation du temps nécessaire pour changer la vitesse. Ainsi, il est avantageux d'indiquer l'activation de la fonction de secours au conducteur, pour qu'il se rende si possible immédiatement

dans un garage pour éliminer le défaut.

L'invention sera décrite plus en détail dans ce qui suit en se rapportant aux dessins joints. Les figures montrent: figure 1 un dispositif de positionnement pour l'actionnement automatisé d'une boîte de vitesses; il 2764028 figure 2 un dispositif de positionnement comportant un dispositif pour déterminer un rapport de vitesse; figure 3 une coulisse de changement de vitesses; figure 4 un dispositif de positionnement comportant un détecteur supplémentaire pour reconnaître la position neutre; figure 5 un profil de signal du détecteur pour reconnaître la position neutre; figure 6 un dispositif de positionnement comportant un élément de transmission; et

figure 7 une vue latérale de la figure 6.

En se rapportant à la figure 1, on décrira tout d'abord la structure de principe du dispositif de positionnement 1. Ce dispositif de positionnement 1 pour l'actionnement d'une boîte de vitesses 6 au moyen d'une force auxiliaire comporte un premier entraînement 3 et un second entraînement 5. Dans cet exemple de réalisation, on a prévu deux moteurs électriques 21, 23. Le premier moteur électrique 21 comporte une partie menée en forme d'une roue segmentée présentant une denture 71 qui engrène avec une denture en extension axiale, appelée dans ce qui suit denture axiale 63, d'un arbre de changement de vitesses 12. L'arbre de changement de vitesse 12 présente sur un autre secteur partiel une denture en extension radiale, appelée dans ce qui suit denture radiale 61, avec laquelle engrène une partie menée, en forme de roue segmentée présentant une denture 73, du second moteur électrique 23. Les moteurs électriques 21, 23 sont pourvus chacun d'un détecteur respectif 13, 15 dont les signaux sont transmis à un dispositif de commande 2. Les moteurs électriques 21, 23 peuvent être pilotés par le dispositif de commande 2. le dispositif de commande 2 comporte à son tour une fonction de commande de secours 55 et une mémoire non volatile 45 dans laquelle sont stockés des signaux correspondants

aux différents rapports de vitesse.

Dans ce qui suit, on décrira le mode de fonctionnement de ce dispositif

de positionnement 1.

12 2764028

On peut prévoir qu'une routine d'ajustage est exécutée tout d'abord lors de chaque mise en service. Dans ce cas, le désir du conducteur à mettre en service le véhicule peut être reconnu par le dispositif de commande par exemple en présence d'un signal d'un actionnement de la serrure de contact en liaison avec un signal caractérisant un autre actionnement, par exemple un signal émis par les feux de freinage ou caractérisant un actionnement du frein. Grâce au fait que le frein est actionné, on empêche simultanément que le véhicule automobile se mette à rouler

pendant la routine d'ajustage.

Lorsque la routine d'ajustage est achevée ou pratiquement achevée, le

démarreur est libéré par le dispositif de commande.

De plus, on peut prévoir qu'une routine d'ajustage soit activée, du moins dans une version restreinte, par ouverture de la porte côté conducteur lorsque le frein à main est tiré, dans laquelle un

dégagement d'un rapport de vitesse passé n'est pas nécessaire.

Dans la version restreinte de la routine d'ajustage, un blocage à l'encontre d'un roulement du véhicule par actionnement du frein n'est

pas obligatoirement nécessaire.

Dans ce qui suit, on décrira plus en détail le pilotage des entraînements

par le dispositif de commande.

Lors du démarrage du véhicule, l'arbre de changement de vitesses est positionné par un pilotage correspondant des entraînements 3, 5 par le dispositif de commande 2 à un point de référence 49 stocké dans le dispositif de commande 2. Lorsqu'un rapport de vitesse a été passé lors du démarrage du véhicule, le premier entraînement 3 est piloté tout d'abord par le dispositif de commande 2 pour dégager le rapport de vitesse. Pendant le pilotage du premier entraînement 3, le mouvement relatif de la partie de sortie 1 1 est détecté au moyen du détecteur 15 associé au premier entraînement 3 et il est transmis au dispositif de commande 2. Le dispositif de commande 2 détecte à l'aide de ce signal

13 2764028

la position momentanée et il positionne la partie de sortie 11 exactement dans la position de passage 53 qui est ici la position de marche à vide 54. Lorsque la position de marche à vide 54 est occupée, l'élément de sortie 11, en l'occurrence l'arbre de changement de vitesses 12, est positionné par un pilotage du second entraînement 5 dans la position de voie correspondant au point de référence 49. Une détection de ce mouvement de positionnement n'est pas nécessaire dans la mesure o la première ou la dernière voie est la position de référence choisie 49 en direction de sélection de voie 31. Par exemple, lorsque la première voie est choisie en tant que position de référence 49 en direction de sélection de voie, l'arbre de changement de vitesses 12 est amené dans la position de butée 27 par le second entraînement 5. L'entraînement 5 est piloté de telle sorte par le dispositif de commande 2 que l'atteinte de cette position de butée 27 est assurée. Par exemple, en déterminant un certain intervalle temporel d'un profil de pilotage prédéterminé ou par l'intermédiaire de la puissance de pilotage, on peut assurer l'atteinte de la position de butée 27 par

pilotage de l'entraînement 5.

Le rapport de vitesse détecté par le dispositif de commande 2 est prédéterminé en tant que position de consigne. Le dispositif de commande 2a maintenant de nouveau recours aux signaux associés au rapport de vitesse et stockés dans la mémoire 45. Les entraînements 3 et 5 sont pilotés de façon prédéterminée en correspondance de ces signaux. Le mouvement de positionnement appliqué par l'entraînement respectif 3, 5 est détecté par le détecteur 13, 15 et transmis au dispositif de commande 2, de sorte que les entraînements 3, 5 sont pilotés en dépendance des signaux détectés amenés au dispositif de commande 2. L'arbre de changement de vitesses 12 est ainsi ajusté à la position de consigne avec réglage de sa course. Lorsque la course prédéterminée pour la venue en place est parcourue, le mouvement de positionnement est achevé. De plus, on peut prévoir de prendre en compte les signaux représentant la force nécessaire, dans la mesure o

le dispositif de commande dispose de ces informations.

Lorsque la nécessité de changer la vitesse est détectée par le dispositif

14 2764028

de commande 2, la position associée au rapport de vitesse devient la nouvelle position de consigne. Au moyen des signaux stockés dans la mémoire 45, la course à parcourir pour occuper la position de consigne 47 associée au rapport de vitesse est prédéterminée. Pour la venue en s place, on peut prévoir le pilotage direct sans occuper brièvement le point de référence 49. Puis, la nouvelle position de consigne est pilotée par formation de la différence entre les courses parcourues. Lorsqu'on détecte pendant le pilotage la venue en butée mécanique contre une butée 25, 27, qui peut être agencée dans la boîte de vitesses ou dans le boîtier du dispositif de positionnement 1, la venue en butée est considérée comme un désajustement. Une venue en butée peut être reconnue par exemple par absence d'un signal du détecteur 13, 15

associé à l'entraînement piloté 3, 5 lors du pilotage de l'entraînement.

En partant de cette position, les entraînements 3, 5 sont pilotés pour occuper le point de référence 49. Lorsqu'une butée 25 associée à un rapport de vitesse a été atteinte, c'est la position de marche à vide 54 vers laquelle on se dirige tout d'abord. A cet effet, la direction de l'entraînement 3 entraînant l'arbre de changement de vitesses 12 est inversée. L'arbre de changement de vitesses est entraîné dans la direction opposée. Lorsque le signal attendu du détecteur 13 associé à l'entraînement 3 reste toujours absent, la fonction de secours 55 du dispositif de commande 2 est activée. Lorsque l'entraînement 3 est défectueux, le rapport de vitesse désiré ne peut plus être passé de façon

automatisée. Une immobilisation du véhicule en est la conséquence.

Lorsque le détecteur 13 indiquant le mouvement de positionnement est défectueux, la position de consigne est occupée de façon commandée par la fonction de secours 55. Le mode de fonctionnement de la

fonction de secours 55 sera décrite en détail plus loin.

Lorsque le dispositif de commande 2 reçoit à nouveau un signal indiquant un mouvement de positionnement, lors de l'inversion de la direction pilotée de l'entraînement 3 entraînant l'arbre de changement de vitesses, il se présente un désajustement. Lorsqu'une butée a été atteinte pendant la passation d'une vitesse, l'entraînement 3 est piloté pour enlever la vitesse. Dans la position de marche à vide occupée 54,

le point de référence 49 est piloté en direction de sélection de voie 31.

En partant du point de référence 49, la position de consigne est pilotée,

2764028

comme décrit ci-dessus.

En exécutant la routine d'ajustage, un désajustement en direction de sélection de rapport de vitesse 33 et en direction de sélection de voie 31 est corrigé. Lorsqu'une venue en butée contre un point de référence 49 qui diffère de la butée 27 a eu lieu pendant le pilotage de la position de consigne en direction de sélection de voie 31, un désajustement est reconnu. Lorsque la course de positionnement entre les deux butées 27 qui existent en direction de sélection de voie 31 est parcourue dans le dispositif de commande, une correction peut avoir lieu sans se diriger vers point de référence 49, par connaissance de la position de butée 27

momentanément occupée.

Lorsque la butée 25 est atteinte en direction de sélection de rapport de vitesse 33, une correction peut avoir lieu sans atteindre la position 26 agencée avec un décalage 24 en avant de cette butée et associée au rapport de vitesse. A cet effet, la course de positionnement correspondant au décalage 24 doit être parcourue dans le dispositif de commande 2. Ces corrections sont des corrections relatives par lesquelles une erreur apparue à cause de l'accumulation d'inexactitudes dues aux erreurs de tolérances peut être compensée. Cependant, lorsque la position de positionnement momentanée de l'arbre de changement de vitesses 12 est absolument inconnue à cause d'une courte perturbation, il est nécessaire d'exécuter une routine d'ajustage

pour un nouvel ajustement.

Dans ce qui suit, on expliquera plus en détail la fonction de secours du dispositif de commande. En activant la fonction de secours 55, il est possible d'occuper la position de consigne prédéterminée dans les signaux indiquant le mouvement de positionnement. Les positions de butée 25, 27 sont connues par les signaux stockés dans la mémoire 57 associée à la fonction de secours 55 ou dans la mémoire 45 du dispositif de commande. Lorsque la butée 25 est occupée en direction de sélection de rapport de vitesse 33, l'arbre de changement de vitesses 12 est positionné dans la position de marche à vide 54 en déterminant une durée de pilotage ou un profil de pilotage. En partant de la position

16 2764028

de marche à vide 54, le point de référence de secours 51 est occupé en direction de sélection de voie 31. Au moyen des signaux stockés dans la mémoire non volatile 57 de la fonction de secours 55, la position de consigne prédéterminée est pilotée. On associe à chaque position de consigne, comme à un rapport de vitesse ou à la position de marche à vide un profil de pilotage ou profil de durée de pilotage stocké dans la mémoire au moyen des signaux. Ce pilotage de la position de consigne prédéterminée n'est pas aussi exact que le pilotage pendant le fonctionnement normal. On peut prévoir d'occuper le point de référence de secours du moins brièvement pour chaque changement de

vitesses. La fonction de secours active 55 est indiquée au conducteur.

On décrira un autre exemple de réalisation en se rapportant à la figure 2. Dans ce dispositif de positionnement 2, les entraînements 3, 5 sont pourvus d'accouplements patinants 75, de sorte qu'on empêche une surcharge de l'entraînement respectif 3, 5 par poursuite du pilotage lorsqu'on a déjà atteint une butée 25, 27. Les détecteurs 13, 15, en l'occurrence des émetteurs incrémentiels 17, 19 pour détecter le mouvement de positionnement, sont agencés sur le côté mené de l'accouplement patinant 75. L'accouplement patinant 75 est conçu de telle sorte qu'il assure pendant le fonctionnement de positionnement normal une liaison ferme entre la partie menée de l'entraînement de l'arbre de changement de vitesses 12. Lorsque l'arbre de changement de vitesses 12 vient en butée pendant la poursuite de l'entraînement, il se produit un glissement de l'accouplement patinant 75. Grâce au détecteur respectif 13, 15, aucun mouvement de positionnement n'est détecté, ou bien l'on détecte un mouvement de positionnement fortement réduit. Le dispositif de commande considère ceci comme un désajustement. Les entraînements 3, 5 sont pilotés pour un nouvel

ajustement, comme déjà décrit en se référant à la figure 1.

Dans cet exemple de réalisation, le dispositif de commande comporte une circuit de mesure temporelle 35. La position de marche à vide 54 peut être pilotée à partir d'une vitesse passée en déterminant un intervalle temporel de pilotage de l'entraînement 3. Des signaux sont stockés dans la mémoire 45 du dispositif de commande 2 et de la

17 2764028

fonction de secours 55, au moyen desquels une position de consigne prédéterminée peut être pilotée par détermination des durées de pilotage des entraînements 3, 5. A la différence de l'exemple de réalisation illustré dans la figure 1, la détermination manuelle d'une position de consigne est possible manuellement par le conducteur par positionnement d'un levier de changement de vitesses 39 pourvu d'un

détecteur 41, comme connu du document DE 38 36 145 A1.

La figure 3 montre une coulisse de changement de vitesses à grille de io positions en forme de H. Cette coulisse de changement de vitesses 43 est associée au levier de changement de vitesses 39 et, dans le dispositif de commande 2 sans levier de changement de vitesses 39, elle est intégrée virtuellement dans le dispositif de commande 2. Les positions de consigne 47 correspondant aux rapports de vitesse 1 à 5 et R ont été déterminées avec un décalage 24 en avant de la butée 25

associée à cette vitesse.

Dans l'exemple de réalisation illustré dans la figure 4, on a prévu un autre détecteur indiquant la position de marche à vide 65. Dans cet exemple de réalisation, les émetteurs incrémentiels 17, 19 détectant le mouvement de positionnement sont reliés à l'arbre de changement de vitesses 12. Le mode de fonctionnement de ce dispositif de positionnement ne se distingue pas du mode de fonctionnement du dispositif de positionnement décrit en se rapportant à la figure 1, sauf qu'une atteinte de la position de marche à vide 54 est détectée par le détecteur 65 et transmise au dispositif de commande 2. Grâce au détecteur 65 illustré dans l'exemple de réalisation, on sait par le signal envoyé par le détecteur 65 au dispositif de commande 2 en supplément vers quel demi-côté se trouve l'arbre de changement de vitesse. Grâce à ceci, on connaît le dispositif de pilotage nécessaire de l'entraînement 3 pour occuper directement la position de marche à vide. Ce détecteur illustré 65 n'est qu'un exemple de réalisation parmi de multiples détecteurs susceptibles d'être utilisés pour reconnaître une position déterminée. Dans le dispositif de positionnement 1 illustré dans les figures 6, et 7,

18 2764028

les entraînements 3, 5 sont reliés via un élément de transmission 37 fermement relié à l'arbre de changement de vitesses 12. Cet élément de transmission 37 comporte une partie de roue segmentée 38 comportant une première denture 71 qui engrène avec la partie menée 67 de l'entraînement 3. Par pilotage de l'entraînement 3, la partie de roue dentée segmentée 38 et ainsi l'arbre de changement de vitesses 12 sont entraînés en rotation. L'élément de transmission 37 présente une autre denture 73 perpendiculaire à première denture 71 et parallèle à l'arbre de changement de vitesses et agencée coaxialement, qui engrène avec o la partie menée 69 de l'entraînement 5. Grâce à la distance radiale des dentures 71, 73 par rapport à l'arbre de changement de vitesses 12, le couple appliqué de l'entraînement respectif 3, 5 est démultiplié. Les dentures 71, 73 sont réalisées de telle sorte que l'arbre de changement de vitesses 12 est susceptible d'être entraîné par les entraînements 3, 5

de façon découplée dans les différentes directions de mouvement 7, 9.

La seconde denture 73 s'étend sur une zone en direction périphérique coaxialement à l'arbre de changement de vitesses, de sorte que lors d'une déviation en rotation de l'élément de transmission 37 par le premier entraînement 3, l'engrènement de la seconde denture 73 avec la partie menée 69 est assuré. L'élément de transmission 37 est pourvu de détecteurs 13, 15 qui détectent le mouvement de positionnement

respectif de l'arbre de changement de vitesses 12.

Le reste de la structure, ainsi que le mode de fonctionnement de ce dispositif de positionnement 1 ne se distinguent pas de ceux du

dispositif de positionnement 1 décrit en se rapportant à la figure 1.

19 2764028

Liste des références 1 dispositif de positionnement 2 dispositif de commande 3 premier entraînement second entraînement 6 boîte de vitesses 7 premier dispositif de déplacement 9 second dispositif de déplacement o 1 élément de sortie 12 arbre de changement de vitesses 13 détecteur détecteur 17, 19 émetteur incrémentiel 21 moteur électrique 23 moteur électrique 24 décalage butée 26 position associée au rapport de vitesse 27 butée 29 détecteur 31 direction de sélection de voie 33 direction de sélection de rapport de vitesse circuit de mesure temporelle 37 élément de transmission 38 partie de roue segmentée 39 levier de changement de vitesses position de commutation 41 détecteur 43 coulisse de changement de vitesses

2764028

mémoire non volatile 47 position de consigne associée au rapport de vitesses 49 point de référence 51 point de référence de secours 53 position de passage 54 position de marche à vide fonction de secours 57 mémoire 59 détecteur de puissance absorbée o10 61 denture radiale 63 denture axiale détecteur 67 partie menée 69 partie menante 71 denture 73 denture accouplement patinant

21 2764028

Claims

Revendications

1. Dispositif de positionnement pour l'actionnement automatisé d'une boîte de vitesses (6), comportant un élément de sortie (11) qui est susceptible d'être entraîné par un premier entraînement (3) dans une première direction (7) et par un second entraînement (5) dans une seconde direction (9), dans lequel est associé à chaque entraînement un détecteur (13, 15) d'indication de mouvement de positionnement lequel détecte un mouvement de l'élément de sortie (11) et dont les signaux sont amenés à un dispositif de commande (2), caractérisé en ce que lors d'un mouvement de l'élément de sortie (11), les détecteurs (13, 15) émettent au dispositif de commande (2) des signaux associés à ce mouvement, les signaux indiquant l'amplitude respective du mouvement, et en ce que le dispositif de commande (2) détermine à partir de ces signaux la position réelle de l'élément de sortie (11) en se référant à un point de référence (49) librement prédéterminé et la met en relation avec une position de consigne à atteindre par l'élément de sortie (11), la perception de la non-atteinte de la position de consigne après avoir achevé le mouvement de positionnement ou bien l'absence des signaux indiquant le mouvement de positionnement amenant le

dispositif de commande (2) à activer une fonction de secours (55).

2. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point de référence (49) est occupé au moins brièvement pendant une routine d'ajustage exécutée dans des situations de fonctionnement prédéterminées, et en ce qu'à partir de cette position on

assure un pilotage vers la position de consigne.

3. Dispositif de positionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la routine d'ajustage est exécutée lors de la mise en service du véhicule.

4. Dispositif de positionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la routine d'ajustage est activée en présence d'un signal indiquant un actionnement de la clé de contact et d'un autre signal

22 2764028

indiquant un actionnement, de préférence un signal indiquant un

actionnement des freins.

5. Dispositif de positionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une routine d'ajustage restreinte pour laquelle un dégagement d'une vitesse passée dans la boîte de vitesses n'est pas nécessaire est

susceptible d'être activée par ouverture de la porte côté conducteur.

6. Dispositif de positionnement selon la revendication 2, caractérisé en lo ce que la routine d'ajustage est déclenchée pendant le fonctionnement du véhicule par détection de l'atteinte d'une butée (25, 27) pendant le fonctionnement de positionnement normal, ce qui est considéré comme

conséquence d'un désajustement de l'élément de sortie.

7. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la routine d'ajustage l'élément de sortie (11) occupe le point de référence (49) par rapport à la seconde direction de mouvement (9) à partir d'une position de passage (53) dans laquelle l'élément de sortie (11) possède deux degrés de liberté, et en ce que dans la première direction de mouvement (7), au cas o le point de référence (49) ne serait pas encore occupé, il occupe celui-ci par déviation.

8. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point de référence (49) est occupé au moins dans une direction de mouvement (7, 9) lorsque l'une au moins des butées

(25, 27) est atteinte par rapport à cette direction de mouvement.

9. Dispositif de positionnement selon la revendication 7, dans lequel l'une des directions de mouvement est la direction de sélection de voie, caractérisé en ce que le point de référence (49) est occupé en direction de sélection de voie (31) lorsque la butée (27) est atteinte dans une

direction prédéterminée par rapport à cette direction de mouvement.

23 2764028

10. Dispositif de positionnement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'à l'une au moins des butées (27) est associé au moins un détecteur (29) destiné à détecter une venue en butée de l'élément de sortie (11), dont les signaux sont transmis au dispositif de commande (2).

11. Dispositif de positionnement selon les revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que le dispositif de positionnement (2) comporte un circuit de mesure temporelle (35) pour déterminer un premier intervalle dans lequel l'élément de sortie (11) est empêché de poursuivre sa déviation dans une première direction de mouvement (7) par atteinte d'une butée (25), et un second intervalle dans lequel l'élément de sortie (11) est déplacé dans la direction opposée à cette

direction de mouvement pour occuper la position de passage (53).

12. Dispositif de positionnement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'un au moins des entraînements (3, 5) est pourvu d'un détecteur de puissance absorbée (59) qui est prévu pour déterminer l'atteinte d'une butée (25, 27) par accroissement de l'absorption de puissance, détectée par les détecteurs de puissance absorbée (59), de

l'entraînement respectif (3, 5).

13. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position de consigne de l'élément de sortie (11) est susceptible d'être prédéterminée par un levier de changement de vitesses (39) dont la position de commande (40) est détectée au moyen d'un détecteur (41) associé à celui-ci, et en ce qu'elle est transmise au

dispositif de commande (2).

14. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position de consigne est prédéterminée au moyen d'un dispositif de commande sélecteur de vitesse (43) qui détecte le rapport de vitesse momentanément le plus favorable en prenant en compte une multitude de paramètres de fonctionnement et qui transmet celui-ci en

tant que position de consigne au dispositif de commande (2).

24 2764028

15. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au dispositif de commande est associée une mémoire non volatile (45) dans laquelle sont stockés des signaux qui représentent les courses de positionnement qui sont susceptibles d'être détectées au moyen des détecteurs (13, 15) associés aux entraînements (3, 5) et qui correspondent aux positions de consigne (47) par rapport aux points de

référence (49) associés aux différents rapports de vitesse.

To

16. Dispositif de positionnement selon la revendication 15, caractérisé en ce que les signaux stockés dans la mémoire non volatile (45) et représentant les courses de positionnement sont actualisés par une nouvelle lecture lors d'une modification de la configuration du train d'entraînement, en particulier lors d'un échange de la boîte de

vitesses (6).

17. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les détecteurs (13, 15) détectent directement le mouvement de positionnement des entraînements (3, 5) et en ce qu'ils sont

intégrables dans les entraînements (3, 5).

18. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'activation d'une fonction de secours (55), l'élément de sortie (11) occupe la position de consigne (47) à partir d'un point de référence de secours quelconque prédéterminé (51), et l'élément de sortie (1 1) occupe le point de référence de secours (51) par pilotage du premier entraînement (3) sur un premier intervalle temporel de commande de secours, après écoulement duquel un appui de l'élément de sortie (11) contre une butée (25) située en direction de pilotage est assuré, et ledit élément de sortie (11) occupe la position de passage (53) par pilotage du premier entraînement (3) en direction opposée au moyen de l'information de position atteinte par venue en butée par rapport à cette première direction de mouvement (7), position de passage à partir de laquelle l'élément de sortie (11) est dévié par pilotage du second entraînement (5) sur un second intervalle temporel

2764028

de secours dans la seconde direction de mouvement (9), et après écoulement du second intervalle temporel de secours l'élément de sortie (1 1) s'appuie contre la butée (27) située en direction de déviation, et dans le cas o le point de référence de secours (51), diffère de cette position, il est positionné au point de référence de secours (51) grâce à l'information de position obtenue par venue en butée.

19. Dispositif de positionnement selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'élément de sortie (11) est entraîné en alternance dans la première (7) et dans la seconde direction de mouvement (9) du moins brièvement avant d'avoir potentiellement atteint la position de passage (53), et en ce que la position de passage (53) est reconnue par un gain

en liberté de mouvement dans la seconde direction de mouvement (9).

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la position de passage (53) est susceptible d'être détectée par le fait que l'absorption de puissance des deux entraînements est comparable à des intervalles successifs en correspondance de l'application d'un

mouvement.

21. Dispositif de positionnement selon la revendication 18, caractérisé en ce que le point de référence de secours (51) coïncide avec le point

de référence (49).

22. Dispositif de positionnement selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il est prévu une mémoire non volatile (57) pour assurer la fonction de secours (55), dans laquelle des intervalles temporels de pilotage associés aux différents rapports de vitesse sont stockés pour

passer le rapport de vitesse désiré au moyen des entraînements (3, 5).