FR2826451A1 - Device for simulating gear changes with a manual gear box lever whereby the return force acting on the gear change lever can be varied as can change path, lever length, etc. - Google Patents
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Abstract
Description
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Dispositif de simulation d'une commande de passage de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle, constituant un simulateur passif pour tests ergonomiques. Device for simulating a gear shift control of a manual gearbox, constituting a passive simulator for ergonomic tests.
La présente invention se rapporte à un dispositif de simulation d'une commande de passage de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle. The present invention relates to a device for simulating a gear shift control of a manual gearbox.
L'invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif utilisé en tant que simulateur passif de passage de vitesses, pour réaliser des tests ergonomiques. The invention relates more particularly to a device used as a passive gearshift simulator, for carrying out ergonomic tests.
Des dispositifs de simulation de commande sont utilisés, entre autres, dans le cadre du découplage de différentes commandes sur des véhicules automobiles, comme la commande de direction, la commande de freinage et la commande de boîte de vitesses. Le but de ce découplage est de s'affranchir des liaisons mécaniques entre le dispositif de commande et l'élément à commander, ce qui présente entre autres comme avantage un gain de place et des possibilités de confort nouvelles. Control simulation devices are used, among other things, in the context of the decoupling of various controls on motor vehicles, such as the steering control, the braking control and the gearbox control. The purpose of this decoupling is to get rid of the mechanical connections between the control device and the element to be controlled, which has, among other advantages, a saving of space and new possibilities of comfort.
Dans le cas du découplage d'une commande de passage de vitesses, il est nécessaire de restituer au niveau du dispositif de commande une sensation réaliste de changement de vitesses et en particulier de restituer les efforts d'engagement ou de désengagement des rapports. In the case of decoupling of a gear shift control, it is necessary to restore at the level of the control device a realistic feeling of gear change and in particular to restore the engagement or disengagement efforts of the ratios.
Une commande découplée de boîte de vitesses est connue par exemple par le document EP-A-0 911 541, qui propose l'implantation d'un levier de vitesses sur un accoudoir de conducteur, sans donner de détails sur la restitution des efforts. A decoupled gearbox control is known for example from document EP-A-0 911 541, which proposes the installation of a gear lever on a driver's armrest, without giving details on the restitution of the forces.
Des dispositifs de simulation de commande de passage de vitesses avec des restituteurs d'efforts passifs sont proposés par exemple par les documents US-A-4 034 484 et GB-A-2 024 742. Gear shift control simulation devices with passive force restitators are proposed for example by the documents US-A-4,034,484 and GB-A-2,024,742.
Par ailleurs, des simulateurs de conduite avec des restituteurs d'efforts actifs sont proposés par exemple par les documents US-A-3 896 564, US-A-4 949 119 et US-A-5 197 003, ainsi que par le document GB-A- 2 036 404. In addition, driving simulators with active force restorers are offered for example by documents US-A-3,896,564, US-A-4,949,119 and US-A-5,197,003, as well as by document GB-A- 2,036,404.
Ces dispositifs connus qui, selon les cas, sont purement mécaniques ou sont contrôlés par ordinateur, permettent en partie de modifier le niveau d'effort, mais ne prévoient pas de modification des These known devices, which, depending on the case, are purely mechanical or are controlled by computer, make it possible in part to modify the level of effort, but do not provide for modification of the
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paramètres géométriques. Par conséquent, il n'est pas possible, avec ces dispositifs connus, d'étudier différentes configurations géométriques pour le passage de vitesses (courses, rayons, etc.). geometric parameters. Consequently, it is not possible, with these known devices, to study different geometrical configurations for the change of gears (strokes, spokes, etc.).
Ces appareils connus ne permettent d'ailleurs pas tous une restitution d'efforts variable. Même si certains de ces dispositifs comprennent une restitution d'efforts active, ils ne sont pas paramétrables en efforts à fournir pour passer une vitesse. These known devices do not all allow variable force restitution. Even if some of these devices include active force feedback, they cannot be configured in terms of the effort required to pass a gear.
Ainsi, les dispositifs suivant les documents US-A-3 896 564 et US-A-4 034 484 ne permettent pas de modifier ce paramètre, le seul contrôle exercé portant sur les butées de passage et de sélection, c'est-àdire que le système autorise ou n'autorise pas le passage de vitesses. Thus, the devices according to documents US-A-3,896,564 and US-A-4,034,484 do not make it possible to modify this parameter, the only control exercised relating to the passage and selection stops, that is to say that the system allows or does not allow shifting.
Dans le dispositif suivant le document GB-A-2 024 742, il est possible de jouer sur la raideur du ressort utilisé pour simuler une boîte plus ou moins dure. Toutefois, la manipulation pour changer de ressort n'est pas facile. In the device according to document GB-A-2 024 742, it is possible to play on the stiffness of the spring used to simulate a more or less hard box. However, handling to change the spring is not easy.
Pour les appareils contrôlés par ordinateur, le programme peut prévoir différentes échelles de forces résistantes, mais il n'est pas prévu de modifier les courses et le bras de levier. For computer-controlled devices, the program can provide different scales of resistance forces, but there are no plans to modify the strokes and the lever arm.
Dans le dispositif suivant le document US-A-5 197 003, suivant lequel un solénoïde reçoit un signal de l'ordinateur de contrôle et le transforme en force magnétique résistante au mouvement du levier de commande de vitesses, la présence du solénoïde rend le dispositif vulnérable aux perturbations électromagnétiques, et il n'est pas possible de modifier les courses. In the device according to document US-A-5 197 003, according to which a solenoid receives a signal from the control computer and transforms it into a magnetic force resistant to the movement of the speed control lever, the presence of the solenoid makes the device vulnerable to electromagnetic interference, and it is not possible to modify the strokes.
La présente invention vise un dispositif de simulation de passage de vitesses constituant un simulateur passif, purement mécanique, qui soit modulable de manière à permettre une modification simple et indépendante de plusieurs paramètres de passage de vitesses. Ce dispositif, du fait de sa modularité, est destiné à permettre des tests ergonomiques (possibilité de tester différentes configurations de commande de boîte de vitesses) et à recueillir les sensations ressenties par le conducteur dans ces différentes configurations. The present invention relates to a gearshift simulation device constituting a passive simulator, purely mechanical, which is modular so as to allow a simple and independent modification of several gearshift parameters. This device, due to its modularity, is intended to allow ergonomic tests (possibility of testing different gearbox control configurations) and to collect the sensations felt by the driver in these different configurations.
Le dispositif, objet de l'invention, pour la simulation d'une commande de passage de vitesses d'une boîte de vitesses manuelle, comprend un levier de commande monté de façon mobile sur un support The device, object of the invention, for simulating a gear shift control of a manual gearbox, comprises a control lever movably mounted on a support
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entre une première de ses extrémités portant un pommeau destiné à être manoeuvré à la main et une seconde extrémité comportant des moyens coopérant avec des moyens de restitution d'efforts, et des moyens de guidage du levier de commande. Il comprend, par ailleurs, des moyens pour modifier de façon indépendante au moins deux parmi les paramètres de passage de vitesses comprenant la longueur du bras de levier de commande entre le pommeau et l'emplacement de montage du levier de commande sur le support, la course de sélection de vitesses, la course de passage de vitesses et le niveau d'efforts. between a first of its ends carrying a knob intended to be operated by hand and a second end comprising means cooperating with force restitution means, and means for guiding the control lever. It also comprises means for independently modifying at least two of the gear shift parameters comprising the length of the control lever arm between the knob and the location of mounting of the control lever on the support, the gear selection stroke, gear shift stroke and effort level.
Le levier de commande peut comprendre un corps de levier situé entre l'emplacement de montage et ladite seconde extrémité du levier, plusieurs bras de levier de longueurs différentes, portant un pommeau, et des moyens d'assemblage rapide pour fixer sélectivement l'un parmi lesdits bras de levier au corps de levier au-dessus de son emplacement de montage sur le support. The control lever may include a lever body located between the mounting location and said second end of the lever, several lever arms of different lengths, carrying a knob, and quick assembly means for selectively fixing one of said lever arms to the lever body above its mounting location on the support.
Les moyens de guidage du levier peuvent comprendre plusieurs grilles de sélection définissant des courses de sélection différentes pour le corps de levier et des moyens d'assemblage rapide pour fixer sélectivement l'une parmi lesdites grilles de sélection au support. The lever guide means can comprise several selection grids defining different selection strokes for the lever body and quick assembly means for selectively fixing one of said selection grids to the support.
De préférence, la course de passage est définie par un relief sur lequel évolue un curseur disposé à la seconde extrémité du levier de commande et le dispositif peut comprendre plusieurs platines de courses de passage portant plusieurs reliefs différents et des moyens d'assemblage rapide pour fixer sélectivement l'une parmi lesdites platines de courses de passage au support. Preferably, the passage stroke is defined by a relief on which a cursor disposed at the second end of the control lever moves and the device can comprise several passage stroke plates carrying several different reliefs and rapid assembly means for fixing selectively one of the said support passage race plates.
Les moyens de restitution d'efforts peuvent comprendre plusieurs curseurs comportant un pion et un ressort, les ressorts étant de raideurs différentes, le pion évoluant, lors de la manoeuvre du levier, sous la pression du ressort sur un relief définissant la course de passage, et des moyens d'assemblage rapide pour fixer sélectivement l'un parmi lesdits curseurs à la seconde extrémité du levier de commande. The force restitution means can comprise several sliders comprising a pin and a spring, the springs being of different stiffnesses, the pin evolving, during the operation of the lever, under the pressure of the spring on a relief defining the passage stroke, and quick assembly means for selectively fixing one of said sliders to the second end of the control lever.
Le support peut de préférence comprendre deux glissières opposées pour lesdites grilles de sélection, chacune desdites grilles pouvant être montée coulissante à la manière d'un tiroir dans lesdites glissières. The support may preferably comprise two opposite slides for said selection grids, each of said grids being able to be slidably mounted in the manner of a drawer in said slides.
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Chaque grille peut de préférence comporter dans le sens d'introduction dans les glissières, une ouverture obturable pour l'engagement et le dégagement du corps de levier de commande. Each grid may preferably include in the direction of introduction into the slides, a closable opening for engagement and disengagement of the control lever body.
Le support peut, en outre, comprendre deux glissières opposées pour lesdites platines de courses de passage, chacune desdites platines pouvant être montée coulissante à la manière d'un tiroir dans lesdites glissières. The support can, in addition, comprise two opposite slides for said passing race plates, each of said plates being able to be mounted sliding in the manner of a drawer in said slides.
Les moyens d'assemblage rapide peuvent avantageusement comprendre des vis de blocage de préférence manoeuvrables sans outils. The rapid assembly means can advantageously comprise locking screws, preferably maneuverable without tools.
En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un dispositif de simulation conforme à l'invention ; sur les dessins : - les figures 1 et 2 sont des croquis rappelant les définitions des courses de passage et de sélection au niveau d'un levier de commande de vitesses de boîte de vitesses ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif conforme à l'invention ; - la figure 4 est une vue latérale du dispositif de la figure 3 ; et - la figure 5 est une coupe suivant A-A de la figure 4. Referring to the accompanying drawings, there will be described below in more detail an illustrative and nonlimiting embodiment of a simulation device according to the invention; in the drawings: FIGS. 1 and 2 are sketches recalling the definitions of the passage and selection strokes at the level of a gearbox speed control lever; - Figure 3 is a perspective view of a device according to the invention; - Figure 4 is a side view of the device of Figure 3; and - Figure 5 is a section along A-A of Figure 4.
Sur la figure 1, on a esquissé un levier de commande de vitesses dans plusieurs positions, à savoir en traits pleins à la position de point mort PM, à la position de rapport 1 enclenchée relâchée 1, à la position de support 2 enclenchée relâchée 2 et, en tirets, à la position de rapport 2 en butée. In FIG. 1, a speed control lever has been sketched in several positions, namely in solid lines at the neutral position PM, at the gear position 1 engaged released 1, at the support position 2 engaged engaged released 2 and, in dashes, at the position of ratio 2 in abutment.
La course de passage d correspond à la course entre la position de point mort PM et chaque position enclenchée relâchée, une surcourse d' amenant le levier à la position en butée. The passage stroke d corresponds to the stroke between the neutral position PM and each released engaged position, an overtravel bringing the lever to the stop position.
Sur la figure 2, on reconnaît la course de passage d en X, pour chaque rapport 1,2, 3,4, 5,6 ou AR, et la course de sélection s en Y lors des passages de vitesses 2-3,4-5, etc.. In Figure 2, we recognize the shift stroke d in X, for each ratio 1,2, 3,4, 5,6 or AR, and the selection stroke s in Y during gear changes 2-3,4 -5, etc.
Pour la description du dispositif de simulation de commande de passage de vitesses, objet de l'invention, on va se référer aux figures 3 à 5. For the description of the gear shift control simulation device, object of the invention, reference is made to FIGS. 3 to 5.
Le dispositif tel qu'illustré, comprend une structure de support composée d'une embase formée de deux barres 1 espacées, reliées entre elles par un élément 2 en oméga dont les deux ailes 3 sont fixées à l'aide de The device as illustrated, comprises a support structure composed of a base formed by two spaced bars 1, connected together by an omega element 2, the two wings 3 of which are fixed using
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vis 4 sur le dessus des barres 1, de manière que la branche médiane 5 de l'élément 2, munie d'une ouverture centrale, se trouve en position surélevée entre les barres 1. screw 4 on the top of the bars 1, so that the middle branch 5 of the element 2, provided with a central opening, is in the raised position between the bars 1.
Une monture 6 est fixée à l'aide de vis 7 sur le dessus de la branche 5 de l'élément 2, pour le montage d'un corps de levier 8 traversant la branche 5 et comportant une rotule 9 mobile angulairement dans une cuvette 10 maintenue par la monture 6. A mount 6 is fixed using screws 7 on the top of the branch 5 of the element 2, for mounting a lever body 8 passing through the branch 5 and comprising a ball 9 angularly movable in a bowl 10 held by the mount 6.
Le corps de levier 8 comporte à son extrémité supérieure, à proximité au-dessus de la rotule 9, un raccord 11 permettant la fixation, à l'aide d'une vis 12, d'un bras de levier 13 portant un pommeau 14 à son extrémité supérieure. The lever body 8 has at its upper end, close above the ball 9, a connector 11 allowing the fixing, using a screw 12, of a lever arm 13 carrying a knob 14 to its upper end.
Les barres 1 de l'embase comportent, sur leurs faces en regard, deux glissières 15 opposées recevant une grille de sélection 16, la grille 16 pouvant être bloquée en position engagée dans les glissières 15 par des vis 17. The bars 1 of the base have, on their opposite faces, two opposite slides 15 receiving a selection grid 16, the grid 16 being able to be locked in the position engaged in the slides 15 by screws 17.
La grille de sélection 16 présente, pour le guidage du corps de levier 8, une découpe intérieure 18 dont le tracé correspond à la forme recherchée de la grille de sélection de vitesses, la découpe 18 débouchant vers l'extérieur à une extrémité de la grille 16 par une ouverture 19 obturée par un élément de fermeture 20 à fixation par vis 21. The selection grid 16 has, for guiding the lever body 8, an internal cutout 18 whose outline corresponds to the desired shape of the gear selection grid, the cutout 18 opening outwards at one end of the grid 16 by an opening 19 closed by a closing element 20 fixed by screws 21.
Les deux barres 1 de l'embase comportent par ailleurs, dans leurs faces inférieures, deux glissières 22 recevant une platine de courses de passage 23. La platine 23 définit, sur sa face tournée vers la grille de sélection 16, un relief 24 sur lequel évolue l'extrémité inférieure du levier de commande de vitesses 8. La platine 23 peut être bloquée en position engagée dans la glissière 22 à l'aide de vis 25. The two bars 1 of the base also include, in their lower faces, two slides 22 receiving a passing race plate 23. The plate 23 defines, on its face facing the selection grid 16, a relief 24 on which evolves the lower end of the speed control lever 8. The plate 23 can be locked in the engaged position in the slide 22 using screws 25.
Le corps de levier de commande 8 comporte, à son extrémité inférieure, pour coopérer avec le relief 24 de la platine 23, un curseur 26 fixé par un système à vis 27, le curseur comprenant un pion 28 et un ressort 29 sous la pression duquel le pion évolue sur le relief 24. The control lever body 8 comprises, at its lower end, to cooperate with the relief 24 of the plate 23, a cursor 26 fixed by a screw system 27, the cursor comprising a pin 28 and a spring 29 under the pressure of which the counter moves on the relief 24.
On reconnaît par ailleurs, sur la figure 5, que l'élément 2 portant le levier de commande de vitesses 8,13, comporte deux ressorts de rappel 30 fixés, de part et d'autres du corps de levier 8, par des vis 31, à deux plaques 32, elles-mêmes fixées par des vis 33 à la branche 5 de l'élément 2, en dessous de cette branche 5. Les ressorts 30 assurent le rappel latéral au It is also recognized, in FIG. 5, that the element 2 carrying the speed control lever 8, 13 comprises two return springs 30 fixed, on either side of the lever body 8, by screws 31 , with two plates 32, themselves fixed by screws 33 to the branch 5 of the element 2, below this branch 5. The springs 30 ensure the lateral return to the
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point mort du levier de commande de vitesses 8. neutral position of the speed control lever 8.
Le bras de levier 13 avec pommeau 14, la grille de sélection 16, la platine de courses de passage 23 et le curseur 26 étant fixés de façon amovible aux parties qui les portent, le remplacement de chacun de ces éléments par un élément correspondant ayant des caractéristiques différentes (autre longueur pour le bras de levier 13, autre tracé pour la grille de sélection 16, autre relief 24 pour la platine 23, autre raideur de ressort pour le curseur 26), permet de modifier à volonté, indépendamment les uns des autres, les paramètres comprenant la longueur du bras de levier, la course de passage de vitesses, la course de sélection de vitesses et le niveau d'efforts. The lever arm 13 with knob 14, the selection grid 16, the passage racing plate 23 and the slider 26 being detachably fixed to the parts which carry them, the replacement of each of these elements by a corresponding element having different characteristics (other length for the lever arm 13, other layout for the selection grid 16, other relief 24 for the plate 23, other spring stiffness for the cursor 26), allows modification at will, independently of each other , parameters including the length of the lever arm, the gear shift stroke, the gear selection stroke and the level of effort.
L'utilisation, pour l'assemblage ou le blocage en position du bras de levier 13, de la grille de sélection 16, de la platine de courses de passage 23 et du curseur 26, de moyens d'assemblage rapide, comprenant par exemple des vis manoeuvrables à la main, permet d'effectuer les différents réglages à la main, sans outillage, de façon simple et rapide. The use, for assembly or locking in position of the lever arm 13, of the selection grid 16, of the passing stroke plate 23 and of the slider 26, of rapid assembly means, comprising for example hand-operated screws, allows you to make the various adjustments by hand, without tools, quickly and easily.
Le dispositif purement passif, mais paramétrable, grâce à sa simplicité, est d'un coût réduit, sa nature purement mécanique, sans électronique ou informatique, assurant également une simplicité de mise au point et de maintenance. The purely passive, but configurable device, thanks to its simplicity, is of reduced cost, its purely mechanical nature, without electronics or data processing, also ensuring a simplicity of development and maintenance.
Le dispositif, tel que décrit et illustré, permet, moyennant quelques manipulations simples et rapides, de paramétrer indépendamment la longueur de bras de levier de commande, la course de passage de vitesses, la course de sélection de vitesses et le niveau d'efforts. Il suffit pour cela de changer selon le cas le bras de levier 13, la grille de sélection 16, la platine de course de passage 23 ou le curseur 26, pour remplacer chacun de ces éléments par un élément qui en diffère par le paramètre concerné. The device, as described and illustrated, makes it possible, with a few simple and rapid manipulations, to independently parameterize the length of the control lever arm, the gear change stroke, the gear selection stroke and the level of force. It suffices for this to change, as appropriate, the lever arm 13, the selection grid 16, the passage race plate 23 or the cursor 26, to replace each of these elements with an element which differs therefrom by the parameter concerned.
En prévoyant par exemple cinq longueurs de bras de levier différentes, cinq grilles de sélection, cinq platines de course de passage et cinq curseurs avec des ressorts de raideurs différentes, on dispose de 625 combinaisons différentes pour ces quatre paramètres. By providing, for example, five different lever arm lengths, five selection grids, five passing stroke plates and five sliders with springs of different stiffnesses, there are 625 different combinations for these four parameters.
Les manipulations nécessaires pour ces changements sont très simples. The manipulations necessary for these changes are very simple.
En ce qui concerne le changement du bras de levier 13, il suffit Regarding the change of the lever arm 13, it suffices
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d'actionner la vis 12 pour remplacer le bras de levier. activate screw 12 to replace the lever arm.
Pour le changement de la grille de sélection 16, on actionne les deux vis 17 pour débloquer la grille 16 et on actionne les vis 21 pour libérer l'élément de fermeture 20, après quoi la grille 16 peut être retirée latéralement à la manière d'un tiroir, le corps 8 du levier de commande s'échappant par l'ouverture libérée par l'élément de fermeture 20. For the change of the selection grid 16, the two screws 17 are actuated to unlock the grid 16 and the screws 21 are actuated to release the closing element 20, after which the grid 16 can be removed laterally in the manner of a drawer, the body 8 of the control lever escaping through the opening released by the closing element 20.
Pour le changement de la platine de course de passage 23, on retire également l'élément de fermeture 20 et on actionne les vis 25, ce qui permet de débloquer la platine 23 et de la retirer latéralement à la manière d'un tiroir, après avoir fait pivoter le corps de levier 8 vers le côté pour permettre au curseur 26 de quitter le relief 24 de la platine 23. For the change of the passage travel plate 23, the closing element 20 is also removed and the screws 25 are actuated, which allows the plate 23 to be released and laterally removed in the manner of a drawer, after having pivoted the lever body 8 to the side to allow the cursor 26 to leave the relief 24 of the plate 23.
Pour le changement du niveau d'efforts, on retire également l'élément de fermeture 20, on fait pivoter le corps de levier 8 vers le côté pour lui permettre d'échapper à la grille 16 et de quitter le relief 24 de la platine 23, et on dévisse ensuite le curseur 26 pour le remplacer par un curseur avec un ressort 29 de raideur différente. To change the level of force, the closing element 20 is also removed, the lever body 8 is pivoted to the side to allow it to escape from the grid 16 and leave the relief 24 of the plate 23 , and then unscrew the cursor 26 to replace it with a cursor with a spring 29 of different stiffness.
La description ci-dessus ne correspond qu'à un mode de réalisation donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, auquel il est possible d'apporter de nombreuses modifications et variantes. The description above only corresponds to an embodiment given by way of illustrative and nonlimiting example, to which it is possible to make numerous modifications and variants.
Ainsi, par exemple, la rotule 9 assurant au levier de commande de vitesses 8,13 sa mobilité, pourrait être remplacée, par exemple, par tout autre système procurant au levier la mobilité recherchée, par exemple un système à deux axes de pivotement perpendiculaires. Thus, for example, the ball joint 9 ensuring the speed control lever 8,13 its mobility could be replaced, for example, by any other system providing the lever with the desired mobility, for example a system with two perpendicular pivot axes.
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