Brevet FR2777964A1 — publié le 19991029

L'invention concerne un dispositif de sélection pour une boite de vitesses automatique de véhicule auto- mobile, comprenant un élément sélecteur manuel pouvant être amené manuellement à différentes positions pour choisir des réglages de la boîte, ainsi qu'un système de blocage comportant un dispositif piloté de servocommande pour le blocage et le déblocage automatiques de l'élément sélecteur à au moins une position préfixée en fonction de conditions opératoires prédéterminées. -10 L'invention concerne tous les types de boîtes automatiques, par exemple des boîtes de vitesses entière- ment automatiques et partiellement automatiques, ce qu'on appelle des boîtes automatiques étagées à convertisseur et des transmissions à variation continue, possédant des rapports de transmission variables de façon continue, avec ou sans engrenages. Un dispositif de sélection de ce type est dé- crit dans le document DE-196 41 706 Cl. L'élément sélec- teur de ce dispositif est un levier sélecteur monté in- clinable, que l'on peut faire passer d'une position de parcage P, en passant par une position de marche arrière R, à un position neutre ou position de marche à vide du moteur N, dans laquelle la transmission du couple de la boîte aux roues du véhicule est interrompue, et à au moins une position de marche avant D. Pour les positions P et N. on a prévu des ver- rous qui agissent en fonction de conditions opératoires déterminées. A la position de parcage P, le levier sélec- teur doit être bloqué tant que le frein du véhicule n'a pas été actionné et que la clé de contact n'a pas été in- troduite dans la serrure d'allumage (ou que l'allumage n'a pas été enclenché). Dès que la clé de contact a été introduite dans le serrure (ou que l'allumage a été en- clenché) et le frein est actionné, le levier sélecteur doit être libéré. Cette fonction est appelée verrou P dans ce qui suit. Pour amener le levier sélecteur de la position neutre N à la position de marche arrière R, on a également prévu un verrou, lequel doit rester actif tant que la vitesse du véhicule n'est pas encore descendue au- dessous d'une vitesse limite déterminée. Cette fonction est appelée verrou R dans ce qui suit. Ces verrous ne doivent cependant pas entraver le passage du levier sé- lecteur de D à N. Ces fonctions sont bien assurées par l'objet du document DE-196 41 706 Cl. Par le document DE 196 01 442 C2, on connaît un système dans lequel des dispositifs de blocage du levier sélecteur, coordonnés à la position de parcage P et à la position de marche arrière R, sont déblocables par l'ex- citation d'un électroaimant. La fonction de blocage est assurée par la force d'un ressort. Dans le cas de ce sys- tème de blocage connu du levier sélecteur, l'armature de l'électroaimant présente, à ses extrémités axiales, des organes de blocage semblables à des tiges, qui s'enga- gent, pour le blocage, dans des trous formés dans des re- bords/nervures du levier sélecteur. Les actionneurs ou organes de servocommande amenant les dispositifs de blocage mentionnés à la posi- tion de blocage et à la position de déblocage, sont de préférence des éléments de servocommande électromagné- tiques et des ressorts, mais il peut s'agir aussi d'autres éléments, par exemple d'éléments actionnés par voie hydraulique ou pneumatique. Les verrous ou blocages ne doivent pas pouvoir être déverrouillés sur l'élément sélecteur par l'effort manuel de manoeuvre d'un conduc- teur si les conditions opératoires requises pour le dé- verrouillage ne sont pas satisfaites. Il s'agit par exemple de la délivrance d'une autorisation de conduite pour le conducteur, de la présence de la clé de contact dans la serrure d'allumage, de l'actionnement du frein du véhicule et/ou de l'abaissement ou de la montée de la vi- tesse du véhicule au-dessous ou au-delà d'une valeur li- mite. D'un autre côté, un organe de servocommande doit également pouvoir déverrouiller un verrou si les condi- tions opératoires concernées sont satisfaites, mais le conducteur avait déjà commencé à exercer un effort manuel de manoeuvre sur l'élément sélecteur avant même que ces conditions ne soient satisfaites. Dans ce cas, les élé- ments mécaniques de blocage risquent d'être comprimés si fortement par l'effort manuel d'actionnement du levier sélecteur qu'ils ne peuvent plus être écartés par un or- gane de servocommande, à moins que cet organe ne possède une puissance et un encombrement inacceptables compte tenu de la place disponible, du poids ou de la chaleur dégagée par lui. Il faut rappeler à cet égard que plus un organe de servocommande électromagnétique est grand, plus importante est la chaleur développée par lui. Le but de l'invention est de réaliser un dispo- sitif de sélection, du type spécifié au début, de manière qu'un dispositif de blocage de l'élément sélecteur puisse également être débloqué automatiquement et de façon fiable, sans que des organes de servocommande relative- ment grands ou puissants soient nécessaires à cet effet, si un effort manuel d'actionnement est exercé sur l'élé- ment sélecteur avant que les conditions opératoires re- quises pour le déblocage du dispositif de blocage ne soient satisfaites. Conformément à l'invention, partant d'un dispo- sitif de sélection du type générique indiqué au début, on obtient ce résultat par le fait que le système de blocage comporte un système de genouillère avec une articulation de genouillère formée entre deux bielles dont l'extrémité éloignée de l'articulation de genouillère d'une bielle est reliée rotative autour d'un axe de rotation à l'élé- ment sélecteur et l'extrémité éloignée de l'articulation de genouillère de l'autre bielle est montée rotative au- tour d'un autre axe de rotation dans un palier fixe, que les deux axes de rotation et l'axe de rotation de la ge- nouillère sont disposés parallèles entre eux et à angle droit par rapport à une direction de mouvement de l'élé- ment sélecteur, de manière que l'articulation de genouil- lère, déplaçée par l'élément sélecteur, tourne, ensemble avec ses deux bielles, autour de l'axe de rotation du pa- lier fixe, et que le dispositif de servocommande comporte un élément de blocage qui bloque ou libère le trajet de mouvement du système de genouillère en fonction des conditions opératoires. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation préférés, constituant des exemples, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre un dispositif de sélection selon l'invention pour une boîte de vitesses automatique d'un véhicule automobile; - la figure 2 est une vue de côté, prise à par- tir de la droite, du dispositif de sélection selon la fi- gure 1; - la figure 3 est une représentation semblable à la figure 1 d'un autre mode de réalisation du disposi- tif de sélection selon l'invention; et - la figure 4 représente un dispositif de sé- lection correspondant à l'état actuel de la technique. Le dispositif de sélection selon les figures 1 et 2, destiné à la boîte de vitesses automatique d'un vé- hicule automobile, permet de choisir différents réglages de la boîte, comme par exemple une position de parcage P, une position de marche arrière R, une position neutre ou position de marche à vide du moteur N et une position normale de marche avant D, réglages d'après lesquels des rapports de transmission de la boîte sont changés automa- tiquement en fonction de conditions de marche, par exemple, en particulier, de la vitesse du véhicule, du couple demandé, de l'accélération ou de la décélération. Si désiré, il est possible aussi de prévoir encore d'autres positions de marche avant de l'élément sélecteur pour établir un rapport de vitesse invariable préfixé de la boite. L'élément sélecteur peut être un curseur (coulisseau) déplaçable linérairement ou, de préférence, comme dans l'exemple de réalisation représenté, un levier sélecteur 2 qui est inclinable autour d'un axe géomé- trique d'inclinaison ou de rotation 4 du levier sélecteur pour l'amener chaque fois à l'une des positions P, R, N ou D mentionnées. Un dispositif de blocage contient un système de genouillère 6 avec une articulation de genouillère 8 for- mée entre des extrémités adjacentes de deux leviers ou bielles 10 et 12. Ces deux extrémités de bielles sont re- liées entre elles par un axe de genouillère 13 et peuvent être tournées l'une par rapport à l'autre autour d'un axe géométrique de rotation 14 de la genouillère. L'extrémité éloignée de l'articulation de ge- nouillère 8 d'une des bielles, celle désignée par 10, est reliée rotative au levier sélecteur 2, autour d'un axe de rotation 18 qui est situé plus près de l'axe de rotation 4 du levier sélecteur que de l'extrémité libre, manoeu- vrable manuellement, du levier sélecteur 2. L'extrémité éloignée de l'articulation de genouillère 8 de l'autre bielle 12, laquelle est de préférence plus courte que la bielle 10 mentionnée en premier, est montée rotative au- tour d'un axe de rotation 22 dans un palier fixe 20. Ce dernier est monté fixe par rapport à un carter 24 non re- présenté en détail. L'axe géométrique de rotation 4 du levier sélecteur est également disposé fixe et défini par un axe de changement de vitesse 16 de la boite. Tous les axes de rotation 4, 14, 18 et 22 sont parallèles. Quand le levier sélecteur 2 est amené de la po- sition de parcage P à l'une de ses autres positions R, N ou D, il fait tourner l'articulation de genouillère 8 au- tour de l'axe de rotation 22, disposé fixe, du palier stationnaire 20. La figure 1 montre en pointillé le levier sélecteur 2 à la position neutre N et la position correspondante du système de genouillère 6. Un organe pilotable de servocommande, sous la forme d'un électroaimant 26, possède une armature 28 qui est déplaçable linéairement, parallèlement aux axes de rotation 4, 14, 18 et 22, à la position de blocage mon- trée sur la figure 2 par un ressort de positionnement 30 (indiqué schématiquement sur la figure 2) et, à l'enclen- chement de l'électroaimant 26, par la force électromagné- tique de celui-ci et à l'encontre de la force du ressort de positionnement 30, à une position de déblocage. Une partie de l'armature 28, servant d'élément de blocage, se trouve dans le trajet de mouvement du système de genouil- lère à la position de blocage selon les figures 1 et 2, mais latéralement à côté de ce trajet de mouvement à la position de déblocage. L'armature 28 de l'électroaimant est de préfé- rence disposée, le long du trajet de mouvement des deux bielles 10 et 12, notamment quand elle occupe sa position de blocage, à un endroit correspondant au réglage du le- vier sélecteur entre la position de parcage P et la posi- tion neutre N, par exemple à la position de marche ar- rière R. L'élément de blocage, formé par l'armature 28, et le système de genouillère 6 sont mutuellement accordés de manière que les deux bielles 10, 12 soient position- nées d'un côté de l'élément de blocage 28 à la position de parcage P et qu'elles soient positionnées d'un côté de l'élément de blocage 28 qui en est éloigné à la position neutre N du levier sélecteur 2. L'élément sélecteur ne peut pas être amené à la position de marche arrière R, à partir de chacune des deux positions P et N, que quand l'élément de blocage (28) occupe sa position de blocage. Les deux bielles 10 et 12 ont une largeur telle que l'ar- mature 28, lorsqu'elle occupe la position de blocage, bloque le système de genouillère 6, et par suite aussi le levier sélecteur 2, tant à partir de la position de parcage P vers la marche avant qu'à partir de la position neutre N vers la marche arrière. Les bords latéraux des bielles 10 et 12 servent dans ce cas d'éléments de butée ou de surfaces d'arrêt coopérant avec l'armature 28. Cette dernière peut servir elle-même d'élément de blo- cage, mais il est possible aussi de la prolonger d'un élément servant au blocage. Selon un mode de réalisation non représenté, l'élément de blocage peut être un levier ou un cliquet manoeuvré par l'armature 28 et le ressort de positionnement 30. L'armature 28 peut, dans ce cas, être disposé parallèlement ou transversalement aux axes de rotation 4, 18, 14 et 22. A la position de parcage P de l'élément sélec- teur 2, l'électroaimant 26 est désexcité et son armature 28 est maintenue par le ressort de positionnement 30 dans le trajet de mouvement de l'articulation de genouillère 8, donc en position de blocage. Le ressort 30 peut être un ressort de traction ou de compression, suivant sa dis- position par rapport à l'armature 28. Si les conditions de départ sont satisfaites, c'est-à-dire si la clé de contact a été actionnée dans la serrure d'allumage et le frein du véhicule est actionné (il s'agit d'un frein à pied non représenté), un dispositif électronique de com- mande 32 enclenche, c'est-à-dire alimente automatiquement l'électroaimant 26. Celui-ci retire alors son armature 28 du trajet de mouvement de l'articulation de genouillère 8, à l'encontre de la force du ressort de positionnement , jusqu'à une position de déblocage. Le levier sélec- teur peut être amené à présent de la position de parcage P à la position de marche arrière R et, au-delà de cette dernière, à la position neutre N et jusqu'à la position de marche avant 2 et en sens inverse jusqu'à la position initiale. Quand la vitesse de marche avant dépasse une valeur limite prédéterminée, qui est par exemple de 8 km/h, dans la position de marche avant D ou dans la posi- tion neutre N, le dispositif de commande 32 désexcite de nouveau l'électroaimant 26, de sorte que le ressort de positionnement 30 ramène son armature 28 de la position de déblocage à la position de blocage. On obtient ainsi ce qu'on appelle un verrou R parce que le levier sélec- teur 2 ne peut pas être ramené de la position neutre N à la position de marche arrière R. Le dispositif de com- mande 32 ré-enclenche l'électroaimant 26 seulement, de sorte que son armature 28 est alors retirée du trajet de mouvement de l'articulation de genouillère 8 et que l'ef- fet d'un blocage est supprimé, quand la vitesse du véhi- cule descend au-dessous de la valeur limite mentionnée. Après ce déblocage, le levier 2 peut être ramené de nou- veau à la position de marche arrière R et, au-delà, à la position de parcage P. Dans l'exemple selon les figures 1 et 2, le point d'action de l'élément de blocage formé par l'armature 28 sur le système de genouillère 6 est situé plus près de l'axe de rotation 14 de la genouillère que des autres points d'articulation 18, 22 de la genouil- lère. Lors de l'opération de déblocage, l'électroai- mant 26 n'est pas obligé de vaincre des forces de frotte- ment entre l'armature 28 et le système de genouillère 6 lorsqu'aucun effort manuel n'est exercé sur le levier sé- lecteur 2. Cependant, même si un conducteur exerce un ef- fort manuel sur ce levier avant que le système de ge- nouillère 6 ne soit débloqué, la force transversale 33 ainsi transmise à l'armature 28 ne représente qu'une pe- tite fraction de l'effort manuel 34 agissant sur le le- vier 2, ainsi que cela est indiqué sur la figure 1 par des flèches dans un parallélogramme de forces, quand l'armature 28 ou son élément de blocage occupe sa posi- tion de blocage dans le trajet de mouvement ou près du trajet de mouvement de l'axe de rotation 14 de la ge- nouillère. La force transversale exercée sur l'armature 28 à partir du levier sélecteur 2 par l'intermédiaire du système de genouillère 6, est d'autant plus petite que l'angle 36 entre les bielles 10 et 12, mesuré entre les droites reliant l'axe de rotation 14 de la genouillère aux axes de rotation 18 et 22 des extrémités des bielles éloignées d'elle est petit, la pointe de cet angle 36 étant située dans l'axe 14 de la genouillère. Ainsi, se- lon un mode de réalisation de l'invention, les deux bielles 10, 12 sont disposées, à une position extrême P de l'élément sélecteur 2, sous un angle minimum l'une par rapport à l'autre, l'angle étant mesuré entre des droites reliant leurs axes de rotation ou d'articulation 14, 18, 22, la pointe de l'angle étant située dans l'axe de rota- tion 14 de la genouillère, et la direction de mouvement de l'élément sélecteur 2, à partir de ladite position ex- trême P, va dans le sens de l'éloignement de l'articula- tion de genouillère 8, de sorte que l'angle entre les bielles s'agrandit lors d'un tel mouvement. Il ressort de ce qui précède qu'un effort manuel sur le levier sélec- teur 2 dans sa position de parcage P n'engendre aucune force transversale - transmise par le système de genouil- lère 6 - sur l'armature 28 au cas o les deux bielles 10 et 12 sont disposées parallèles (en position de recouvre- ment) dans cette position de parcage P. Cependant, avec un tel mode de réalisation, le levier 2 n'est pas en me- sure, à la position de parcage P, de faire tourner le système de genouillère 6 autour de son axe de rotation fixe 22 parce qu'il est incapable d'exercer une force transversale sur l'articulation de genouillère dans cette position P. Il faut donc une force auxiliaire, fournie par un ressort 38 ou par un autre organe de servocom- mande, qui produit le mouvement initial de l'articulation de genouillère autour de l'axe de rotation fixe 22 du système de genouillère 6, mouvement initial qui suit le mouvement de réglage du levier 2, comme cela est repré- senté sur la figure 3. Un ressort 38 pour générer une telle force auxiliaire est utilisable aussi dans le mode de réalisation selon la figure 1. La force de frottement produite par cette force auxiliaire entre le système de genouillère 6 et l'armature 28 est relativement petite. Le mode de réalisation décrit a l'avantage que l'application d'un effort manuel au levier sélecteur 2 ne charge pas ou pratiquement pas l'électroaimant 26 et qu'il est très peu encombrant. La place nécessaire est très petite surtout si l'électroaimant est disposé paral- lèlement à l'axe de rotation 4 du levier sélecteur, comme c'est le cas dans le mode de réalisation représenté. Ce- lui-ci offre également l'avantage que le point d'action de l'élément de blocage 28 sur le système de genouillère est situé plus près de l'axe de rotation 14 de la ge- nouillère que de ses autres points d'articulation 18 et 22. Dans l'exécution montrée par la figure 4 d'un dispositif de sélection selon l'état actuel de la tech- nique, l'armature 28 d'un électroaimant 26 s'engage dans un trou 40 percé dans une patte 42 reliée rigidement au levier sélecteur 2. L'application d'un effort manuel à ce levier, produit une force transversale correspondante, relativement forte, transmise par la patte 42 à l'armature 28, au cas o un conducteur exerce un tel effort manuel avant que l'armature 28 ne soit retirée du trou 40, c'est-à- dire ramenée de la position de blocage à la position de déblocage. Dans les modes de réalisation montrés par les figures 1 - 3, les positions de réglage de la boite P, R, N et D du levier sélecteur 2 sont situées l'une derrière l'autre dans la direction de mouvement suivant laquelle ce levier manoeuvre également le système de genouillère 6. Selon un autre mode de réalisation, non représenté, il est cependant possible aussi d'orienter la direction de mouvement de l'élément sélecteur 2, suivant laquelle cet élément manoeuvre le système de genouillère 6, transver- salement par rapport à une seconde direction de mouvement dans laquelle quelques-unes ou toutes les positions de réglage P, R, N et D de la boite sont situées l'une der- rière l'autre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sélection pour une boîte de vitesses automatique de véhicule automobile, comprenant un élément sélecteur manuel (2) pouvant être amené ma- nuellement à différentes positions (P, R, N, D) pour choisir des réglages de la boîte, ainsi qu'un système de blocage (6) comportant un dispositif piloté de servocom- mande (26, 30) pour le blocage et le déblocage automa- tiques de l'élément sélecteur à au moins une position préfixée (P, N) en fonction de conditions opératoires prédéterminées, caractérisé en ce que le système de blo- cage comporte un système de genouillère (6) avec une ar- ticulation de genouillère (8) formée entre deux bielles (10, 11) dont l'extrémité éloignée de l'articulation de genouillère (8) d'une bielle (10) est reliée rotative au- tour d'un axe de rotation (18) à l'élément sélecteur (2) et l'extrémité éloignée de l'articulation de genouillère (8) de l'autre bielle (12) est montée rotative autour d'un autre axe de rotation (22) dans un palier fixe (20), que les deux axes de rotation (18, 22) et l'axe de rota- tion de la genouillère (14) sont disposés parallèles entre eux et à angle droit par rapport à une direction de mouvement de l'élément sélecteur (2), de manière que l'articulation de genouillère (8), déplacée par l'élément sélecteur (2), tourne, ensemble avec ses deux bielles (10, 12), autour de l'axe de rotation (22) du palier fixe (20), et que le dispositif de servocommande (26, 30) com- porte un élément de blocage (28) qui bloque ou libère le trajet de mouvement du système de genouillère (6) en fonction des conditions opératoires. 2. Dispositif de sélection selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'élément sélecteur (2) est un levier sélecteur disposé inclinable autour d'un axe géométrique d'inclinaison ou de rotation (4) de l'élément sélecteur, qui est parallèle aux axes de rotation (14, 18, 22) du système de genouillère (6). 3. Dispositif de sélection selon une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de blocage (28) est disposé mobile dans une direction de mouvement parallèle aux axes de rotation (14, 18, 22) du système de genouillère (6). 4. Dispositif de sélection selon une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que le disposi- tif de servocommande comporte un ressort de positionne- ment (30) pour positionner l'élément de blocage (28) et un organe piloté de servocommande (26) pour le déplace- ment de l'élément de blocage (28) à l'encontre de la force du ressort de positionnement (30). 5. Dispositif de sélection selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que l'organe piloté de servo- commande est un électroaimant (26) possédant une armature (28) déplaçable par voie électromagnétique. 6. Dispositif de sélection selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que la direction de mouvement linéaire de l'armature (28) est parallèle aux axes de ro- tation (14, 18, 22) du système de genouillère (6). 7. Dispositif de sélection selon une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de blocage (28), quand il occupe sa position de blocage, est positionné dans le trajet de mouvement du système de ge- nouillère (26) à un endroit situé entre un point corres- pondant à la position de parcage (P) et un point corres- pondant à la position neutre (N) de l'élément sélecteur (2), et que l'élément de blocage (28) et le système de genouillère (6) sont mutuellement accordés de manière que les deux bielles (10, 12) soient positionnées d'un côté de l'élément de blocage (28) dans la position de parcage (P), et sur un côté qui en est éloigné de l'élément de blocage (28) dans la position neutre (N) de l'élément sé- lecteur (2). 8. Dispositif de sélection selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que l'élément sélecteur (2) présente, entre sa position de parcage (P) et sa position neutre (N), une position de marche arrière (R), l'agence- ment étant tel que l'élément sélecteur (2) ne peut pas être amené à la position de marche arrière (R) à partir de chacune des deux positions (P, N) que quand l'élément de blocage (28) occupe sa position de blocage. 9. Dispositif de sélection selon une des reven- dications 4 à 8, caractérisé en ce que le ressort de po- sitionnement (30) charge l'élément de blocage (28) vers sa position de blocage et que l'organe piloté de servo- commande (26), lorsqu'il est enclenché, est capable d'amener l'élément de blocage (28) à l'encontre de la force du ressort de positionnement (30) à la position de déblocage. 10. Dispositif de sélection selon une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que les deux bielles (10, 12) sont disposées, à une position extrême (P) de l'élément sélecteur (2), sous un angle minimum l'une par rapport à l'autre, l'angle étant mesuré entre des droites reliant leurs axes de rotation (14, 18, 22), la pointe de l'angle étant située dans l'axe de rotation (14) de la genouillère, et que la direction de mouvement de l'élément sélecteur (2), à partir de ladite position extrême (P), va dans le sens de l'éloignement de l'arti- culation de genouillère (8), de sorte que l'angle entre les bielles s'agrandit lors d'un tel mouvement. 11. Dispositif de sélection selon une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que le point d'action de l'élément de blocage (28) sur le système de genouillère (6) est situé plus près de l'axe de rotation (14) de la genouillère que des autres points d'articula- tion (18, 22) de la genouillère.