WO2017162942A1 - Couronne de differentiel equipee d'une cible de mesure de sa vitesse de rotation et agencement dans une boite de vitesses - Google Patents

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target
differential ring
measuring
differential
teeth
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Laurent POMMIES
Paulo Da Silva
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Renault S.A.S
Nissan Motor Co. Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a transmission differential ring of a motor vehicle whose speed of rotation is to be accurately and reliably measured,
  • the invention also relates to an arrangement, in a motor vehicle gearbox, for measuring the speed of rotation of a differential ring gear.
  • hybrid transmissions in which it is necessary to be able to control with precision different sources of power, thermal and electrical, which are connected to a common set of transmission.
  • the associated target is in the form of a set of teeth distributed circumferentially which is integral in rotation with the component whose measurement is to be measured. rotation.
  • a first sensor-target pair is for example associated with the so-called coupling shaft in order to provide information representative of the rotational speed of the coupling shaft and the primary shaft of the gearbox, both of which are direct catch and therefore representative of the rotational speed of the heat engine linked to the transmission.
  • the measurement target must have a sufficient number of teeth to provide a precise value of the differential speed, for example greater than one hundred teeth.
  • the design and layout of the target must not have any impact on the overall lubrication function of the transmission and differential components.
  • the implantation of the target must also allow the implantation of the associated sensor inside the gearbox, and for example inside the gearbox housing.
  • the design, sizing and implantation of the measurement target must allow the differential to also include a wheel called “parking" on the differential housing and which is adapted to cooperate with an associated locking pin or with a shaft of the gearbox.
  • the invention aims to provide a design of the differential ring to meet the technical requirements mentioned above.
  • the invention proposes a motor vehicle transmission differential ring of the type comprising a gear teeth which is arranged at its outer radial periphery, the ring being characterized in that it is equipped with a target.
  • ring-shaped rotational speed measuring device comprising a plurality of teeth distributed circumferentially.
  • the measurement target is arranged in a lateral face of radial orientation of the ring;
  • the ring comprises a peripheral annular body which comprises:
  • the housing is made by machining
  • the housing is delimited by a concave annular cylindrical face
  • the measurement target is mounted axially forcibly in the housing.
  • the invention also proposes an arrangement for the measurement, in a motor vehicle gearbox, of the speed of rotation of a differential ring according to the invention, characterized in that it comprises a sensor which is fixed relative to to a portion of the gearbox housing, which is arranged opposite the teeth of the measurement target.
  • the senor is arranged axially facing the teeth of the measurement target
  • the senor is arranged radially facing the teeth of the measurement target.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view through a plane passing through the axes of rotation of the satellites and the axes of the planetary transmission differential of a motor vehicle according to the state of the art;
  • FIG. 2 is a diagrammatic perspective view illustrating, in particular, a differential ring according to the invention equipped with a target for measuring its rotation speed associated with a measurement sensor by axial reading;
  • Figure 3 is a schematic sectional view similar to that of Figure 1 illustrating the design and arrangement of the measuring target in combination with the differential ring shown in Figure 2;
  • FIGS. 4 and 5 are views similar to those of FIGS. 3 and 4 which illustrate a similar assembly in which the measuring target is associated with a sensor with radial reading.
  • a differential 10 As schematically illustrated in Figure 1, it consists of a differential housing 12 inside which are rotatably mounted satellites 14, around a door axis -satellites 16 which is carried by the housing 12 in such a way that the satellites 14 are rotatably mounted about a vertical geometric axis A2.
  • Differential housing 12 also houses sun gear 18, each mounted on a horizontal axis 20 to which it is connected. rotation, the axes 20 being coaxial along a horizontal geometric axis A1 orthogonal to the axis A2.
  • the differential housing 12 is, for example, a part made by foundry molding, the outer peripheral surface of which is equipped with two additional components, arranged longitudinally from left to right by considering FIG. 1; the differential case 12 equipped with a differential peripheral ring 22; and a wheel 24 called parking.
  • the ring 22 and the wheel 24 are rotatably connected to the differential housing 12.
  • the ring 22 and the wheel 24 are each mounted on a cylindrical convex portion of axial orientation A1 which is machined,
  • the ring gear 22 and the wheel 24 are separated longitudinally by an external radial shoulder 30 of the differential gearbox 12 which determines in particular the relative axial position of the ring gear 22 and the parking gear 24 on the differential gearbox 12.
  • the differential ring 12 is a metal part made for example by forging and has at its radially inner periphery a cylindrical fixing heel 32 which extends radially outwardly by a web 34 of orientation generally. radial.
  • the differential ring 22 comprises, at its radially outer periphery, a crown body 36 which is a peripheral annular body which comprises the gear teeth 38, in particular enabling the differential housing 12 to be connected in rotation with a transmission shaft.
  • a transmission shaft such as an associated secondary shaft (not shown) of a gearbox (not shown).
  • the peripheral annular body 36 of the differential ring gear 22 is delimited axially in the longitudinal direction by a rear lateral face 40 which extends in a radial plane and by an inner concave cylindrical annular face 42.
  • the cylindrical face 42 is extended by a rear transverse face 44 of the web 34 which is here frustoconical profile inclined relative to the radial plane.
  • FIG. 1 shows a dashed frame 46 showing the available area of the differential ring 22 (and more particularly the body 36) in which, according to the invention and as will be explained in detail later, plans to implement a target 50 for measuring the speed or rotational speed of the differential ring 22.
  • the invention provides for the implantation on the differential ring 22 of a measurement target 50 in the general shape of a ring and comprising a plurality of teeth distributed circumferentially.
  • the target 50 is arranged generally in the rear lateral face 40 of the peripheral annular body 36 of the differential ring gear 22.
  • the target 50 can be arranged in a complementary housing 52 made by means of a machining, in the zone 46, of an axial cylindrical face concave in the face 42 of the forged stock of the differential ring gear 22.
  • the target 50 can have a complementary portion 54 in the form of an axial shell which extends longitudinally from the rear to the front.
  • the target 50 here comprises a series of measurement teeth 56 which extend in a radial plane, radially inward towards the axis A1 and which are distributed circumferentially here by regularly according to a determined step.
  • the number of teeth 56 is for example greater than one hundred.
  • the teeth 56 are each delimited by a rear face 57, all the faces 57 being located substantially in the same radial plane.
  • the detection and reading of the measurement of the rotational speed of the target 50 are carried out by means of an associated sensor 58 which is arranged longitudinally facing the faces 57, c that is to say that the sensor 58 here carries out an so-called "axial" reading of the rotation of the target 50.
  • the sensor 58 is fixed with respect to the rotating target 50 and is for example fixed to a gearbox housing portion (not shown) with respect to which the differential ring 22 drives the measuring target 50 in rotation at the speed of rotation of the differential case 12.
  • the measurement teeth 56 belonging to the measurement target 50 here extend radially generally and each is delimited by an internal radial face 57. All the faces 57 extend globally in the same concave annular cylindrical surface so as to allow here a so-called radial reading by means of the sensor 58, the active element of which extends here facing the faces 57 while being received radially "at "inside” of the body of the differential ring 22 and inside the target 50.
  • the design according to the invention which has just been described is not limited to the embodiments and design of the target 50, in particular in the form of a folded and cut sheet metal element.
  • the target can be made according to any known solution compatible with the nature of the sensor 58 associated with it.

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Abstract

L'invention propose une couronne (22) de différentiel comportant une denture d'engrenage agencée à sa périphérie radiale extérieure, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une cible (50), de mesure de la vitesse de rotation de la couronne, en forme d'anneau comportant une pluralité de dents (56) réparties circonférentiellement. La cible de mesure (50) est agencée dans une face latérale d'orientation radiale de la couronne (12).

Description

COURONNE DE DIFFERENTIEL EQUIPEE D'UNE CIBLE DE MESURE DE SA VITESSE DE ROTATION ET AGENCEMENT DANS
UNE BOITE DE VITESSES DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne une couronne de différentiel de transmission de véhicule automobile dont on veut mesurer de manière précise et fiable la vitesse de rotation,
L'invention concerne aussi un agencement, dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, pour la mesure de la vitesse de rotation d'une couronne de différentiel.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Pour l'utilisation et notamment la commande d'une transmission de véhicule automobile, et notamment d'une boîte de vitesses appartenant à une telle transmission, il est nécessaire de disposer d'informations ou de données précises relatives à la vitesse ou régime de rotation de certains des composants, tels que par exemple un arbre de la boîte de vitesses et/ou la couronne d'un différentiel appartenant à une telle transmission et qui est par exemple au moins partiellement intégré à une boîte de vitesses.
De tels besoins sont notamment présents dans le cadre des transmissions dites "hybrides" dans lesquels il est nécessaire de pouvoir piloter avec précision différentes sources de puissance, thermique et électrique, qui sont reliées à un ensemble commun de transmission.
Il est notamment nécessaire de pouvoir piloter ces sources en couple et/ou en régime ou vitesse de rotation en vue de la commande des changements de rapports de transmission. En effet, un tel type de transmission hybride ne possédant pas d'embrayage, seule une parfaite synchronisation des régimes ou vitesses de rotation, notamment des arbres de la boîte de vitesses, peut permettre un passage fiable et de qualité des différents rapports ou vitesses, tout particulièrement sans à-coups.
Pour disposer de l'ensemble de ces informations précises sur les régimes de rotation des différents arbres dans la boîte de vitesses ou de composants intégrés pour tout ou partie dans la boîte de vitesses, il est connu de faire appel à l'association de couples comportant chacun un capteur de défilement "fixe" et d'une cible liée en rotation aux composants dont on désire mesurer le régime de rotation et qui défile devant le capteur.
Quelle que soit la technique de détection utilisée par le capteur (optique, magnétique, etc.), la cible associée se présente sous la forme d'un ensemble de dents réparties circonférentiellement qui est solidaire en rotation du composant dont on désire mesurer le régime de rotation.
Un premier couple capteur-cible est par exemple associé à l'arbre dit de couplage afin de fournir une information représentative du régime de rotation de l'arbre de couplage et de l'arbre primaire de la boîte de vitesses qui sont tous les deux en prise directe et donc représentative du régime de rotation du moteur thermique lié à la transmission.
Il est aussi connu d'associer un deuxième couple capteur- cible au niveau du différentiel afin de fournir une information représentative de la vitesse de rotation du différentiel et de l'arbre secondaire de la boîte de vitesses qui sont tous les deux en prise directe, l'arbre secondaire étant plus précisément en prise directe avec la couronne du différentiel.
S'agissant de ce dernier couple visant à mesurer la vitesses de rotation de la couronne du différentiel (elle-même liée en rotation au boîtier différentiel), la conception et l'implantation de la cible doivent répondre à différents impératifs.
La cible de mesure doit comporter un nombre suffisant de dents de manière à fournir une valeur précise du régime du différentiel, et par exemple supérieur à cent dents.
La conception et l'implantation de la cible ne doivent pas avoir d'impact sur l'ensemble de la fonction de lubrification des composants de la boîte de vitesses et du différentiel.
L'implantation de la cible doit aussi permettre l'implantation du capteur associé à l'intérieur de la boîte de vitesses, et par exemple à l'intérieur du carter de la boîte de vitesses.
Enfin, la conception, le dimensionnement et l'implantation de la cible de mesure doit permettre que le différentiel comporte aussi une roue dite "de parking" sur le boîtier du différentiel et qui est apte à coopérer avec un doigt de verrouillage associé ou avec un arbre de la boîte de vitesses.
L'invention vise à proposer une conception de la couronne de différentiel visant à satisfaire aux impératifs techniques mentionnés ci-dessus.
BREF RESUME DE L'INVENTION
Dans ce but, l'invention propose une couronne de différentiel de transmission de véhicule automobile, du type comportant une denture d'engrenage qui est agencée à sa périphérie radiale extérieure, la couronne étant caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une cible de mesure de la vitesse de rotation de la couronne, en forme d'anneau comportant une pluralité de dents réparties circonférentiellement.
Selon d'autres caractéristiques de la couronne de différentiel : - la cible de mesure est agencée dans une face latérale d'orientation radiale de la couronne ;
- la couronne comporte un corps annulaire périphérique qui comporte :
« la denture d'engrenage ; et
• un logement dans lequel est agencée la cible de mesure ;
- le logement est réalisé par usinage ;
- le logement est délimité par une face cylindrique annulaire concave ;
- la cible de mesure est montée axialement à force dans le logement.
L'invention propose aussi un agencement pour la mesure, dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, de la vitesse de rotation d'une couronne de différentiel selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur qui est fixe par rapport à une portion du carter de la boîte de vitesses, et qui est agencé en regard des dents de la cible de mesure.
Selon d'autres caractéristiques de l'agencement :
- le capteur est agencé axialement en regard des dents de la cible de mesure ;
- le capteur est agencé radialement en regard des dents de la cible de mesure. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe par un plan passant par les axes de rotation des satellites et les axes des planétaires d'un différentiel de transmission de véhicule automobile selon l'état de la technique ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective illustrant notamment une couronne de différentiel selon l'invention équipée d'une cible de mesure de sa vitesse de rotation associée à un capteur de mesure par lecture axiale ;
- la figure 3 est une vue schématique en section analogue à celle de la figure 1 illustrant la conception et l'agencement de la cible de mesure en association avec la couronne de différentiel représentées à la figure 2 ; et
- les figures 4 et 5 sont des vues analogues à celles des figures 3 et 4 qui illustrent un ensemble similaire dans lequel la cible de mesure est associée à un capteur à lecture radiale DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES
Dans la description qui va suivre donnée à titre non limitatif, des composants identiques analogues, ou similaires seront désignés par les mêmes références.
Afin de faciliter la compréhension de la description et des revendications, on utilisera à titre non limitatif et sans référence à la gravité terrestre, les termes vertical, latéral, transversal, horizontal, etc. en référence au trièdre L, V, T indiqué sur les figures.
Selon une conception connue d'un différentiel 10 tel qu'illustré schématiquement à la figure 1, celui-ci est constitué d'un boîtier 12 de différentiel à l'intérieur duquel sont montés à rotation des satellites 14, autour d'un axe porte-satellites 16 qui est porté par le boîtier 12 de telle manière que les satellites 14 soient montés à rotation autour d'un axe géométrique vertical A2.
Le boîtier de différentiel 12 loge aussi des planétaires 18 dont chacun est monté sur un axe horizontal 20 auquel il est lié en rotation, les axes 20 étant coaxiaux selon un axe géométrique horizontal A1 orthogonal à l'axe A2.
Le boîtier de différentiel 12 est par exemple une pièce réalisée par moulage de fonderie dont la surface périphérique externe est ici équipée de deux composants supplémentaires, agencés longitudinalement de la gauche vers la droite en considérant la figure 1; le boîtier de différentiel 12 équipé d'une couronne périphérique de différentiel 22; et une roue 24 dite de parking.
La couronne 22 et la roue 24 sont liées en rotation au boîtier de différentiel 12.
La couronne 22 et la roue 24 sont chacune montée sur une portion cylindrique convexe d'orientation axiale A1 qui est usinée,
26 et 28 respectivement,
La couronne 22 et la roue 24 sont séparées longitudinalement par un épaulement radial externe 30 du boîtier de différentiel 12 qui détermine notamment la position axiale relative de la couronne 22 et de la roue de parking 24 sur le boîtier de différentiel 12.
De manière connue, la couronne de différentiel 12 est une pièce métallique réalisée par exemple par forgeage et elle comporte à sa périphérie radialement intérieure un talon cylindrique de fixation 32 qui se prolonge, radialement vers l'extérieur, par un voile 34 d'orientation globalement radiale.
Enfin, la couronne de différentiel 22 comporte, à sa périphérie radialement extérieure, un corps de couronne 36 qui est un corps annulaire périphérique qui comporte la denture d'engrenage 38 permettant notamment la liaison en rotation du boîtier de différentiel 12 avec un arbre de transmission tel qu'un arbre secondaire associé (non représenté) d'une boîte de vitesses (non représentée). Le corps annulaire périphérique 36 de la couronne de différentiel 22 est délimité axialement selon la direction longitudinale par une face latérale arrière 40 qui s'étend dans un plan radial et par une face annulaire cylindrique concave intérieure 42.
La face cylindrique 42 se prolonge par une face transversale arrière 44 du voile 34 qui est ici de profil tronconique inclinée par rapport au plan radial.
On a entouré à la figure 1 par un cadre en pointillés 46 la zone disponible de la couronne de différentiel 22 (et plus particulièrement du corps 36) dans laquelle, conformément à l'invention et comme cela sera expliqué en détail par la suite, on prévoit d'implanter une cible 50 de mesure de la vitesse ou régime de rotation de la couronne de différentiel 22.
Comme on peut le voir aux figures 2 et 3, ainsi de manière similaire qu'aux figures 4 et 5, l'invention prévoit l'implantation sur la couronne de différentiel 22d'une cible de mesure 50 en forme générale d'anneau et comportant une pluralité de dents réparties circonférentiellement.
Selon les modes de réalisation illustrés aux figures 2 à 5, la cible 50 est agencée globalement dans la face latérale arrière 40 du corps annulaire périphérique 36 de la couronne de différentiel 22.
A cet effet, notamment en vue de permettre son montage et sa fixation par emboîtement axial à force, par exemple par frettage - en assurant un centrage correct et en évitant toute déformation intempestive de la cible de mesure 50 - la cible 50 peut être agencée dans un logement complémentaire 52 réalisé à la faveur d'un usinage, dans la zone 46, d'une face cylindrique axiale concave dans la face 42 du brut forgé de la couronne de différentiel 22.
Pour le montage, le centrage et la fixation sur le corps annulaire 36 de la couronne de différentiel 22, la cible 50 peut comporter une partie complémentaire 54 sous la forme d'une virole axiale qui s'étend longitudinalement de l'arrière vers l'avant.
Outre sa virole de fixation et de montage 54, la cible 50 comporte ici une série de dents 56 de mesure qui s'étendent dans un plan radial, radialement vers l'intérieur en direction de l'axe A1 et qui sont réparties circonférentiellement ici de manière régulière selon un pas déterminé.
Le nombre de dents 56 est par exemple supérieur à cent.
Les dents 56 sont chacune délimitée par une face arrière 57, toutes les faces 57 étant situées sensiblement dans un même plan radial.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 et 3, la détection et la lecture de la mesure de la vitesse de rotation de la cible 50 sont effectuées au moyen d'un capteur associé 58 qui est agencé longitudinalement en regard des faces 57, c'est-à-dire que le capteur 58 effectue ici une lecture dite "axiale" de la rotation de la cible 50.
Le capteur 58 est fixe par rapport à la cible tournante 50 et il est par exemple fixé à une portion de carter de boîte de vitesses (non représentée) par rapport auquel la couronne de différentiel 22 entraîne la cible de mesure 50 en rotation à la vitesse de rotation du boîtier de différentiel 12.
Dans le deuxième mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, la conception générale de la cible 50 et de sa fixation et implantation dans le corps annulaire périphérique 36 de la couronne de différentiel 22 sont identiques à ce qui a été décrit et représenté en référence au premier mode de réalisation illustré aux figures 2 et
3.
Les dents 56 de mesure appartenant à la cible de mesure 50 s'étendent ici globalement radialement et chacune est délimitée par une face radiale interne 57. Toutes les faces 57 s'étendent globalement dans une même surface cylindrique annulaire concave de manière à permettre ici une lecture dite radiale au moyen du capteur 58 dont l'élément actif s'étend ici en regard des faces 57 en étant reçu radialement "à l'intérieur" du corps de la couronne de différentiel 22 et à l'intérieur de la cible 50.
La conception selon l'invention qui vient d'être décrite n'est pas limitée aux exemples de réalisation et de conception de la cible 50, notamment sous la forme d'un élément en tôle plié et découpé, La cible peut être réalisée selon toute solution connue compatible avec la nature du capteur 58 qui lui est associé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Couronne (22) de différentiel (10) de transmission de véhicule automobile comportant un corps annulaire périphérique de couronne (36) qui comporte une denture d'engrenage (38) agencée à sa périphérie radiale extérieure,
caractérisée en ce que le corps annulaire périphérique comporte un logement (52) dans lequel est implantée une cible (50) de mesure de la vitesse de rotation de la couronne, en forme d'anneau comportant une pluralité de dents de mesure (56) réparties circonférentiellement.
2. Couronne de différentiel selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cible (50) de mesure est agencée dans une face latérale d'orientation radiale de la couronne (12).
3. Couronne de différentiel selon selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le logement est réalisé par usinage.
4. Couronne de différentiel selon la revendication 3, caractérisée en ce que le logement (52) est délimité par une face cylindrique annulaire concave (42).
5. Couronne de différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la cible de mesure (50) est montée axialement à force dans le logement.
6. Couronne de différentiel selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte, à sa périphérie radialement intérieure, un talon cylindrique de fixation (32) qui se prolonge, radialement vers l'extérieur, par un voile (34) d'orientation globalement radiale, et en ce que ladite face cylindrique annulaire concave (42) se prolonge par une face transversale arrière (44) dudit voile (34).
7. Couronne de différentiel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, pour le montage, le centrage et la fixation sur le corps annulaire périphérique de couronne (36), la cible (50) comporte une partie complémentaire (54) sous la forme d'une virole axiale.
8. Couronne de différentiel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, la cible (50) comporte une série de dents (56) de mesure qui s'étendent dans un plan radial.
9. Agencement pour la mesure, dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, de la vitesse de rotation d'une couronne de différentiel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (58) qui est fixe par rapport à une portion du carter de la boîte de vitesses, et qui est agencé en regard des dents de la cible de mesure.
10. Agencement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le capteur (58) est agencé axialement en regard des dents (56,
57) de la cible de mesure (50).
11 Agencement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le capteur est agencé radialement en regard des dents (56, 57) de la cible de mesure (50).
PCT/FR2017/050384 2016-03-24 2017-02-21 Couronne de differentiel equipee d'une cible de mesure de sa vitesse de rotation et agencement dans une boite de vitesses WO2017162942A1 (fr)

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