FR3075300A1 - ARRANGEMENT FOR DETECTING ANGULAR DISPLACEMENTS OF AN INTERNAL ELEMENT OF A MOTOR VEHICLE GEARBOX - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un agencement pour la détection, dans une boîte de vitesses, d'un élément interne (10, 20) qui est monté mobile, par rapport au carter (13) de la boîte de vitesses, autour d'un axe (A) de pivotement entre au moins deux positions angulaires distinctes, et qui comporte un capteur (26) de position angulaire porté par le carter (13), et une cible (24) qui est liée en déplacement angulaire audit élément mobile (10, 20), caractérisé en ce que la cible (24) comporte un profil de came étagé dont le profil varie angulairement, et en ce que le capteur (26) comporte un actionneur (40) qui est monté mobile radialement par rapport au carter (13) et dont une extrémité radialement interne (42) de détection coopère avec le profil de came pour détecter lesdites au moins deux positions angulaires distinctes de l'élément interne (10, 20) dont chacune est associée à un étage du profil de came étagé. The invention provides an arrangement for the detection, in a gearbox, of an internal element (10, 20) which is mounted movable, relative to the casing (13) of the gearbox, around an axis ( A) pivoting between at least two distinct angular positions, and which comprises an angular position sensor (26) carried by the casing (13), and a target (24) which is linked in angular displacement to said movable element (10, 20 ), characterized in that the target (24) comprises a stepped cam profile whose profile varies angularly, and in that the sensor (26) comprises an actuator (40) which is mounted movable radially relative to the housing (13) and of which a radially internal detection end (42) cooperates with the cam profile to detect said at least two distinct angular positions of the internal element (10, 20) each of which is associated with a stage of the stepped cam profile.
Description
Agencement pour la détection des déplacements angulaires d'un élément interne d'une boîte de vitesses de véhicule automobileArrangement for detecting the angular displacements of an internal element of a motor vehicle gearbox
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne un agencement pour la détection, dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, d'un élément interne tel qu'une clef de commande de sélection d'une ligne de rapports, qui est monté mobile en pivotement par rapport à un élément de carter de la boîte de vitesses, autour d'un axe.The present invention relates to an arrangement for the detection, in a motor vehicle gearbox, of an internal element such as a key for controlling the selection of a gear line, which is mounted so as to pivot in relation to a gearbox housing element, around an axis.
ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTIONTECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
Dans une boîte de vitesses mécanique, les changements de rapports sont provoqués par des déplacements axiaux de différents composants, et notamment de pignons le long d'arbres parallèles, ces déplacements axiaux de passage ou engagement étant précédés d'une sélection d'une ligne de passage de rapports.In a mechanical gearbox, gear changes are caused by axial movements of different components, and in particular pinions along parallel shafts, these axial movements of passage or engagement being preceded by a selection of a line of shifting reports.
Cette sélection est réalisée au moyen d'une clef, aussi appelée clef d'inter-verrouillage, qui est montée à rotation par rapport au carter ou boîtier de la boîte de vitesses autour d'un axe par rapport auquel elle est susceptible d'occuper au moins deux positions angulaires distinctes, et par exemple trois positions angulaires adjacentes.This selection is carried out by means of a key, also called an interlocking key, which is rotatably mounted relative to the casing or housing of the gearbox about an axis relative to which it is likely to occupy. at least two distinct angular positions, and for example three adjacent angular positions.
Lorsque les changements de rapports sont effectués au moyen d'un système de commande comportant des actionneurs commandés, il est nécessaire de connaître de manière précise, fiable et répétitive dans quelle position angulaire se trouve la clef d'inter-verrouillage et de détecter les changements de positions angulaires.When gear changes are carried out by means of a control system comprising controlled actuators, it is necessary to know precisely, reliably and repeatedly the angular position of the interlock key and to detect the changes of angular positions.
A titre d'exemple non limitatif, les deux lignes de vitesses ou de rapports sont espacées angulairement de 15 degrés d'angle.By way of nonlimiting example, the two speed or gear lines are angularly spaced by 15 degrees of angle.
Dans cette plage, il est par exemple souhaitable de distinguer trois plages angulaires consécutives parmi lesquelles :Within this range, it is for example desirable to distinguish three consecutive angular ranges among which:
a) une première plage comprise entre 0 et 5 degrés correspondant à la sélection de la première ligne de passage de rapports et dans laquelle le système de commande autorise des passage de rapports ;a) a first range between 0 and 5 degrees corresponding to the selection of the first gear shift line and in which the control system allows gear shifts;
b) une deuxième plage intermédiaire comprise entre 5 et 10 degrés dans laquelle le système de commande interdit tout passage de rapports ; etb) a second intermediate range between 5 and 10 degrees in which the control system prohibits any gear change; and
c) une troisième plage suivante comprise entre 10 et 15 degrés correspondant à la sélection de la deuxième ligne de passage de rapports et dans laquelle le système de commande autorise des passage de rapports.c) a third following range between 10 and 15 degrees corresponding to the selection of the second gear shift line and in which the control system allows gear shifts.
Afin de détecter des positions angulaires (ainsi que des positions axiales adjacentes), il a déjà été proposé de faire appel à des dispositifs perfectionnés faisant appel à une cible magnétique portée par un porte-cible solidaire du composant dont on veut détecter les déplacements et distinguer différentes positions, et faisant appel à un capteur fixe associé, par exemple du type à effet Hall, porté par le carter de la boîte de vitesses, et qui est par exemple agencé à l'extérieur du carter.In order to detect angular positions (as well as adjacent axial positions), it has already been proposed to use sophisticated devices using a magnetic target carried by a target holder integral with the component whose movements are to be detected and distinguished different positions, and using an associated fixed sensor, for example of the Hall effect type, carried by the gearbox casing, and which is for example arranged outside the casing.
Un tel agencement est par exemple décrit et représenté dans le document FR-A1 -3.044.065.Such an arrangement is for example described and represented in the document FR-A1 -3,044,065.
Or, dans le cas de la détection de positions angulaires, la précision d'un tel dispositif magnétique est comprise entre plus ou moins 2 degrés d'angle.However, in the case of the detection of angular positions, the precision of such a magnetic device is between plus or minus 2 degrees of angle.
Pour la détection mentionnée précédemment de trois plages d'environ 5 degrés, un tel niveau de précision est insuffisant et aboutit à des refus de passages de rapports lorsque le système de commande souhaite provoquer des actionnements de passages de rapports dans des zones angulaires situées à proximité des positions à 5 ou à 10 degrés d'angle.For the aforementioned detection of three ranges of approximately 5 degrees, such a level of precision is insufficient and results in refusals to shift gears when the control system wishes to cause actuations of gear shifts in angular zones located nearby. positions at 5 or 10 degrees of angle.
Dans le fonctionnement qui vient d'être décrit, ce n'est pas tant la précision de la position angulaire qui est essentielle, mais plutôt la détection des trois plages consécutives.In the operation which has just been described, it is not so much the precision of the angular position which is essential, but rather the detection of the three consecutive ranges.
L'invention vise à proposer une solution qui permette d'obtenir ces informations de manière précise, fiable et répétitive.The invention aims to propose a solution which makes it possible to obtain this information in a precise, reliable and repetitive manner.
BREF RESUME DE L'INVENTIONBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
L'invention propose un agencement pour la détection, dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, d'un élément interne qui est monté mobile, par rapport au carter de la boîte de vitesses, autour d'un axe (A) de pivotement entre au moins deux positions angulaires distinctes, et qui comporte :The invention provides an arrangement for the detection, in a motor vehicle gearbox, of an internal element which is mounted movable, relative to the gearbox casing, around a pivot axis (A) between at least two distinct angular positions, and which comprises:
- un capteur de position angulaire porté par le carter ; et- an angular position sensor carried by the casing; and
- une cible qui est liée en déplacement angulaire audit élément mobile, caractérisé en ce que :a target which is linked in angular displacement to said mobile element, characterized in that:
- la cible comporte un profil de came étagé dont le profil varie angulairement ;- The target comprises a stepped cam profile whose profile varies angularly;
- et le capteur comporte un actionneur qui est monté mobile radialement par rapport au carter et dont une extrémité de détection coopère avec le profil de came pour détecter lesdites au moins deux positions angulaires distinctes de l'élément interne dont chacune est associée à un étage du profil de came.- And the sensor comprises an actuator which is mounted to move radially relative to the casing and one detection end of which cooperates with the cam profile to detect said at least two distinct angular positions of the internal element, each of which is associated with a stage of the cam profile.
Selon d'autres caractéristiques de l'agencement :According to other characteristics of the arrangement:
- l'actionneur est sollicité élastiquement en contact avec le profil de came ;- the actuator is elastically biased in contact with the cam profile;
- chaque étage du profil de came est délimité radialement par une portion de surface active convexe en arc de cylindre d'orientation axiale ;- each stage of the cam profile is delimited radially by a portion of the convex active surface in an arc of cylinder of axial orientation;
- chaque étage du profil de came est délimité radialement par une portion de surface active plane d'orientation axiale parallèle à l'axe de pivotement ;- Each stage of the cam profile is delimited radially by a portion of planar active surface of axial orientation parallel to the pivot axis;
- deux portions de surface active consécutives sont reliées entre elles par une potion de surface formant rampe.- two consecutive active surface portions are connected together by a surface potion forming a ramp.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which will follow for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
- la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement, qui illustre un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses qui intègre un agencement de détection selon l'invention;- Figure 1 is a perspective view, with cutaway, which illustrates an internal control device of a gearbox which incorporates a detection arrangement according to the invention;
- la figure 2 est une vue de détail à plus grande échelle de la clef d'inter-verrouillage du dispositif de commande de la figure 1 ;- Figure 2 is a detail view on a larger scale of the interlocking key of the control device of Figure 1;
- la figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle et avec arrachement partiel qui illustre le capteur de position angulaire, porté par le carter de la boîte de vitesses, appartenant à l'agencement de détection selon l'invention ; et- Figure 3 is a detail view on a larger scale and with partial cutaway which illustrates the angular position sensor, carried by the gearbox housing, belonging to the detection arrangement according to the invention; and
- les figures 4A à 4C sont trois vues axiales en bout qui illustre trois positions angulaires de la clef d'interverrouillage et des deux composants principaux de l'agencement de détection selon l'invention.- Figures 4A to 4C are three axial end views which illustrates three angular positions of the interlocking key and the two main components of the detection arrangement according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURESDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références.In the following description, elements having an identical structure or analogous functions will be designated by the same references.
Dans la suite de la description, on adoptera de manière non limitative des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre L,V,T des figures. On définit aussi un plan horizontal qui s'étend longitudinalement et transversalement.In the following description, longitudinal, vertical and transverse orientations indicated by the trihedron L, V, T in the figures will be adopted without limitation. A horizontal plane is also defined which extends longitudinally and transversely.
A la figure 1, on a représenté un agencement interne de commande appartenant à une boîte de vitesses qui, de manière connue, comporte essentiellement un organe 10 de commande qui est monté rotatif, ou pivotant, dans les deux sens autour de l'axe A, d'un arbre 12, afin d'occuper plusieurs positions angulaires.In Figure 1, there is shown an internal control arrangement belonging to a gearbox which, in known manner, essentially comprises a control member 10 which is rotatably mounted, or pivotally, in both directions around the axis A , a shaft 12, in order to occupy several angular positions.
L'arbre A est monté dans des portions opposées 13 du carter de la boîte de vitesses.The shaft A is mounted in opposite portions 13 of the gearbox housing.
La première position angulaire, dite première position de sélection, qui est illustrée notamment aux figures 1 et 4A, est déterminée par une patte 14 d'orientation radiale appartenant à l'organe de commande 10 qui coopère avec des éléments fixes de butée angulaire appartenant par exemple au carter de la boîte de vitesses.The first angular position, called the first selection position, which is illustrated in particular in FIGS. 1 and 4A, is determined by a lug 14 of radial orientation belonging to the control member 10 which cooperates with fixed elements of angular stop belonging by example at the gearbox housing.
L'organe de commande 10 est rappelé élastiquement vers cette première position par un moyen élastique de rappel 16 qui est ici réalisé sous la forme d'un ressort à fil lorsque l'organe de commande 10 est entraîné en rotation dans le sens S indiqué aux figures 4B et 4C.The control member 10 is returned elastically to this first position by an elastic return means 16 which is here produced in the form of a wire spring when the control member 10 is rotated in the direction S indicated in Figures 4B and 4C.
Pour son entraînement en rotation dans le sens S, à l'encontre de l'effort de rappel qui lui est appliqué par le ressort 16, l'organe de commande 10 comporte une patte radiale d’actionnement non représentée en détail sur laquelle agit un actionneur commandé qui est par exemple un vérin électromagnétique.For its rotational drive in the direction S, against the return force applied to it by the spring 16, the control member 10 comprises a radial actuating tab not shown in detail on which acts a controlled actuator which is for example an electromagnetic cylinder.
Lorsque l'actionneur est commandé, il provoque la rotation, dans le sens S, de l'organe de commande 10 vers sa position angulaire intermédiaire illustrée à la figure 4B, puis vers sa deuxième position angulaire de sélection illustrée à la figure 4C.When the actuator is controlled, it causes rotation, in the S direction, of the control member 10 towards its intermediate angular position illustrated in FIG. 4B, then towards its second angular selection position illustrated in FIG. 4C.
Lorsque l'on interrompt la commande et l'alimentation de l'alimentation électrique de l'actionneur électromagnétique, l'organe de commande 10 est rappelé élastiquement sous charge, par le ressort de rappel 16, vers sa première position angulaire.When the control and the power supply to the electromagnetic actuator are interrupted, the control member 10 is returned elastically under load, by the return spring 16, to its first angular position.
Pour permettre le passage de différents rapports, dans l'une ou l'autre des deux lignes de sélection préalablement sélectionnée, il est prévu deux bras radiaux de passage 18-1 et 18-2 qui tournent dans les deux sens et se déplacent axialement avec l'organe de commande 10. Dans la première position de sélection, c'est le premier bras radial de passage 18-1 qui est reçue dans un crabot non représenté relié, de manière connue, à une première ligne de pignons de la boîte de vitesses.To allow the passage of different ratios, in one or the other of the two selection lines previously selected, two radial passage arms 18-1 and 18-2 are provided which rotate in both directions and move axially with the control member 10. In the first selection position, it is the first radial passage arm 18-1 which is received in a not shown dog clutch connected, in known manner, to a first line of pinions of the gearbox speeds.
Le deuxième bras de passage 18-2 est dégagé hors d'un deuxième crabot associé non représenté lui-même relié, de manière connue, à une deuxième ligne de pignons de la boîte de vitesses.The second passage arm 18-2 is released from a second associated dog clutch, not shown, itself connected, in known manner, to a second line of pinions of the gearbox.
Lorsque, sous l'action de l'actionneur électromagnétique, l'organe de commande 10 a pivoté angulairement depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position angulaire de sélection, le premier bras de passage 18-1 est dégagé circonférentiellement hors du premier crabot, tandis que, à son tour, le deuxième bras de passage 18-2 est engagé dans le deuxième crabot.When, under the action of the electromagnetic actuator, the control member 10 has angularly pivoted from its first angular selection position to its second angular selection position, the first passage arm 18-1 is released circumferentially from the first dog, while, in turn, the second passage arm 18-2 is engaged in the second dog.
Enfin, l'agencement comporte un composant appelé clef d'inter-verrouillage qui est monté tournant avec l'organe de commande 10 et qui comporte deux blocs non représentés de verrouillage dont chacun coopère alternativement avec son crabot associé pour le bloquer lorsque la ligne de sélection correspondante n'est pas sélectionnée.Finally, the arrangement comprises a component called an interlocking key which is mounted to rotate with the control member 10 and which comprises two unrepresented locking blocks, each of which cooperates alternately with its associated dog clutch to block it when the line of corresponding selection is not selected.
La clef d'inter-verrouillage comporte une partie en forme de cloche annulaire cylindrique 20 d'orientation axiale qui est délimitée par une paroi extérieure cylindrique convexe 22 qui porte une came 24 formée en relief qui appartient à l'agencement de détection selon l'invention et qui constitue une cible de détection avec laquelle coopère un capteur 26 de détection des positions angulaires de la clef d'inter-verrouillage et de l'organe de commande 10 dont elle est solidaire en rotation autour de l'axe A.The interlocking key comprises a cylindrical annular bell-shaped portion 20 of axial orientation which is delimited by a convex cylindrical outer wall 22 which carries a cam 24 formed in relief which belongs to the detection arrangement according to the invention and which constitutes a detection target with which cooperates a sensor 26 for detecting the angular positions of the interlocking key and of the control member 10 of which it is integral in rotation about the axis A.
La came 24 est ici délimitée par deux flancs parallèles radiaux 28 et par un profil de came supérieur P comportant trois portions de surface active consécutives 30, 32 et 34 dont chacune est en forme générale d'un méplat d'orientation axiale.The cam 24 is here delimited by two parallel radial sides 28 and by an upper cam profile P comprising three consecutive active surface portions 30, 32 and 34 each of which is in the general shape of a flat of axial orientation.
Chaque portion de surface active 30, 32 et 34 peut aussi être légèrement convexe en arc de cylindre d'orientation axialeEach active surface portion 30, 32 and 34 can also be slightly convex in the shape of an axially oriented cylinder arc.
Les deux portions de surface active 30 et 32 sont reliées entre elles par une première portion de surface de liaison 36 formant rampe, d'orientation axiale, tandis que Les deux portions de surface active 32 et 34 sont reliées entre elles par une deuxième portion de surface de liaison 38 formant rampe, d'orientation axiale.The two active surface portions 30 and 32 are interconnected by a first connecting surface portion 36 forming a ramp, of axial orientation, while the two active surface portions 32 and 34 are interconnected by a second portion connecting surface 38 forming a ramp, of axial orientation.
Ainsi, la première portion de surface active 30 s'étend selon un rayon moyen R1, la deuxième portion de surface active 32 s'étend selon un rayon moyen R2, et la troisième portion de surface active 34 s'étend selon un rayon moyen R3 (Voir figure 4C).Thus, the first active surface portion 30 extends along an average radius R1, the second active surface portion 32 extends along an average radius R2, and the third active surface portion 34 extends along an average radius R3 (See Figure 4C).
Le capteur de position angulaire 26 peut être de tout type apte à fournir un signal représentatif de la position radiale de son actionneur 40 en forme de doigt radial d'actionnement qui est apte à se déplacer radialement dans les deux sens.The angular position sensor 26 can be of any type capable of providing a signal representative of the radial position of its actuator 40 in the form of a radial actuating finger which is capable of moving radially in both directions.
L'extrémité libre radialement interne 42 de l’actionneur 40 est de profil arrondi convexe et elle est apte à coopérer avec le profil de came P de la came 24.The radially internal free end 42 of the actuator 40 is of convex rounded profile and it is able to cooperate with the cam profile P of the cam 24.
A cet effet, l’actionneur est sollicité élastiquement en permanence en appui de contact par son extrémité libre 42 contre le profil de came P de la came 24.To this end, the actuator is permanently elastically urged into contact support by its free end 42 against the cam profile P of the cam 24.
Ainsi, l’actionneur constitue un élément suiveur de came associé avec le profil de came P de la came 24.Thus, the actuator constitutes a cam follower element associated with the cam profile P of the cam 24.
En fonction de la position angulaire de la came 24 autour de l'axe A, l’actionneur est apte à coopérer ace l'une des portions 5 de surface 30, 36, 32, 38 ou 34.Depending on the angular position of the cam 24 around the axis A, the actuator is able to cooperate with one of the surface portions 5, 30, 36, 32, 38 or 34.
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- 2017-12-19 FR FR1762402A patent/FR3075300B1/en active Active
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