Brevet FR2814791A1 — publié le 20020405

L'invention concerne un dispositif de réglage pour un engrenage réglable, en particulier pour le réglage de plusieurs positions de présélection d'une boîte de vitesses automatique dans un véhicule à moteur, comportant: un engrenage intermédiaire pour la transmission du mouvement de réglage produit par un premier actionneur à un élément de sélection de l'engrenage réglable, l'engrenage intermédiaire étant, outre d'être relié au premier actionneur, connecté à un deuxième actionneur, pour pouvoir régler au moins partiellement l'engrenage également en cas de défaillance du premier actionneur, l'engrenage intermédiaire étant placé entre les deux actionneurs et l'élément de sélection de l'engrenage réglable, pour transmettre au choix le mouvement de réglage d'un des deux actionneurs à l'élément de sélection. Les boîtes de vitesses automatiques pour voitures particulières disposent habituellement de quatre positions de présélection pour les différents états de fonctionnement de la voiture particulière, à savoir une position de stationnement, une position de marche arrière, une position neutre ainsi qu'une position de marche avant. Dans la position de stationnement, la boîte de vitesses automatique est bloquée, de sorte que l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et donc les roues ne peuvent pas tourner, ce qui empêche un déplacement intempestif de la voiture particulière. Pour le stationnement d'une voiture particulière équipée d'une boîte de vitesses automatique, on doit donc s'assurer que la boîte de vitesses automatique prend la position de stationnement. En général, cela se produit par le fait que le conducteur de la voiture particulière met un levier de sélection dans la position de stationnement, le mouvement du levier de sélection étant transmis mécaniquement à la boîte de vitesses automatique par un système de tiges ou une commande par câble. En outre, on connaît une boîte de vitesses automatique à commande électronique, dans laquelle la liaison entre le levier de sélection et la boîte de vitesses automatique ne se fait pas mécaniquement par des tiges ou une commande par câble, mais par des lignes électriques, le réglage mécanique de la boîte de vitesses automatique étant réalisé, par exemple, par un moteur électrique. Ce principe également appelé "Shift by wire" (changement de rapports par fils) a cependant l'inconvénient que, en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique, aucun réglage de la boîte de vitesses automatique n'est plus possible. Il existe donc le risque que la boîte de vitesses automatique reste en position de marche en cas de panne de courant, de sorte que la voiture particulière peut se déplacer en position de stationnement. D'après le document DE 691 00 216 T2, on connaît un dispositif de réglage pour une boîte de vitesses automatique qui comporte, pour le réglage des positions de présélection souhaitée de la boîte de vitesses automatique deux moteurs électriques comme actionneurs. La transmission de force des deux moteurs électriques à l'élément de sélection de la boîte de vitesses automatique se fait ici par un engrenage planétaire, I'un des moteurs électriques agissant sur la roue solaire, alors que l'autre moteur électrique agit sur la roue planétaire, de sorte que les deux moteurs électriques permettent indépendamment l'un de l'autre une rotation de la couronne de l'engrenage planétaire, qui agit sur l'élément de sélection de la boîte de vitesses automatique. Un réglage de la position de présélection souhaitée est donc avantageusement encore possible, si un des deux moteurs électriques tombe en panne. En outre, le dispositif de réglage connu décrit ci-dessus permet également encore, en cas de panne totale de courant, un réglage de la position de présélection souhaitée dans le cadre d'un régime de secours. Pour cela, l'engrenage planétaire est désaccouplé par un mécanisme d'accouplement de l'élément de sélection de la boîte de vitesses automatique et est ensuite actionné par un mécanisme d'entraînement manuel. L'inconvénient de ce dispositif de réglage connu est cependant le fait que, dans l'état de régime de secours en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique, une dépense d'énergie relativement grande est nécessaire pour régler la position de présélection souhaitée. L'invention a donc pour but d'améliorer le dispositif de réglage du type défini en introduction de telle manière que, même en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique, un réglage de la position de présélection souhaitée soit possible avec une dépense en énergie aussi faible que possible. Le problème est résolu par un dispositif de réglage tel que défini en introduction, qui est caractérisé en ce que le premier actionneur est de type électrique, le deuxième actionneur fonctionnant au contraire de manière purement mécanique, pour pouvoir régler au moins partiellement l'engrenage également en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique pour le premier actionneur ou en cas de panne définie, I'actionneur fonctionnant de manière purement mécanique comportant un ressort comme accumulateur d'énergie. L'invention fait appel à l'enseignement général consistant à prévoir pour le réglage de la boîte de vitesses automatique deux actionneurs mécaniques séparés, de sorte qu'un réglage de la boîte de vitesses automatique est encore également possible en cas de défaillance d'un des deux actionneurs ou dans le cas d'une panne définie. Selon l'invention, I'un des actionneurs fonctionne électriquement pour le réglage de la boîte de vitesses automatique, alors que l'autre actionneur fonctionne de manière purement mécanique pour le réglage la boîte vitesses automatique. Une structure différente de ce type des deux actionneurs présente l'avantage que, même en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique pour l'actionneur de type électrique, un réglage défini de la boîte vitesses automatique est encore possible. Comme actionneur de type électrique, on utilise de préférence un moteur électrique ou un actionneur électromagnétique. Pour l'actionneur fonctionnant de manière purement mécanique, il s'agit au contraire, de préférence, d'un accumulateur à ressort, qui peut comporter comme réservoir d'énergie, par exemple, un ressort à branches ou un ressort spiral. Dans la forme de réalisation préférée, un engrenage intermédiaire est placé entre les deux actionneurs et l'élément de sélection de l'engrenage réglable, I'engrenage intermédiaire comportant un mécanisme de verrouillage qui relie le premier actionneur et/ou le deuxième actionneur à l'élément de sélection de l'engrenage réglable. De cette manière, I'un des deux actionneurs au choix peut effectuer le réglage de l'engrenage. Le mécanisme de verrouillage est, de préférence, actionné électriquement, le mécanisme de verrouillage reliant l'élément de sélection de l'engrenage réglable, si l'alimentation en courant électrique est capable de fonctionner, au premier actionneur de type électrique et, en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique ou en cas de panne, au deuxième actionneur fonctionnant de manière purement mécanique. En fonctionnement normal avec une alimentation en courant électrique capable de fonctionner, le réglage de l'engrenage se fait donc par l'actionneur de type électrique, alors que, au contraire, l'actionneur fonctionnant de façon purement mécanique ne devient actif que lors d'une défaillance de l'alimentation en courant électrique. Dans l'engrenage intermédiaire pour la transmission du mouvement de réglage des actionneurs à l'élément de sélection de l'engrenage réglable, il s'agit, de préférence, d'un engrenage planétaire comportant une couronne de train planétaire, une roue solaire et une roue planétaire. Le premier actionneur est alors, de préférence, relié à la roue solaire, alors que le deuxième actionneur ainsi que le mécanisme de verrouillage sont, de préférence, reliés à la couronne de train planétaire. La roue planétaire est, au contraire, reliée de préférence à l'élément de sélection de l'engrenage réglable. Dans la forme de réalisation préférée, le premier actionneur de type électrique est un moteur électrique comportant une vis sans fin autobloquante qui présente l'avantage que la roue solaire actionnée par le moteur électrique se bloque en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique et ne peut plus tourner. Selon d'autres particularités de l'invention: - le premier actionneur de type électrique est relié indirectement par un autre engrenage intermédiaire à la roue solaire; - la roue planétaire est reliée indirectement par un autre engrenage intermédiaire à l'élément de sélection de l'engrenage réglable; - le premier actionneur de type électrique est un moteur électrique ou un autre actionneur électromagnétique. D'autres développements avantageux de l'invention vont être expliqués plus en détail ci-après en liaison avec la description de l'exemple de réalisation préféré de l'invention à l'aide de la figure. La figure 1 représente un dispositif de réglage selon l'invention pour une boîte de vitesses automatique avec un engrenage planétaire. Le dispositif de réglage selon l'invention représenté sur la figure 1 permet le choix d'une parmi plusieurs positions de présélection d'une boîte de vitesses automatique pour une voiture particulière, la boîte de vitesses automatique pouvant être utilisée au choix en position de stationnement, en position de marche arrière, en position neutre ou en position de marche avant. La détermination de la position de présélection de la boîte de vitesses automatique se fait ici par un arbre BW servant d'élément de sélection pour la boîte vitesses automatique, l'angle de rotation de cet arbre déterminant la position de présélection de la boîte vitesses automatique. Pour le choix de la position de présélection souhaitée de la boîte vitesses automatique, le conducteur de la voiture particulière actionne un levier de sélection, non représenté dans un but de simplification, la position du levier de sélection étant transmise par des lignes électriques à une unité de commande qui commande un moteur électrique EM de telle manière que l'arbre BW prend la position correspondant à la position de présélection souhaitée, comme cela sera décrit plus en détail ci-après. La transmission de la force du moteur électrique EM à l'arbre BW se fait par un engrenage planétaire servant d'engrenage intermédiaire, appelé également engrenage épicycloTdal. L'engrenage planétaire est constitué pour l'essentiel d'une couronne HR à denture intérieure, d'une roue solaire rotative SR placée au centre de la couronne HR et comportant une denture extérieure, ainsi que d'une roue planétaire PR placée entre la couronne HR et la roue solaire SR, qui porte trois planètes rotatives P1, P2, P3. Ces engrenages planétaires sont généralement connus et décrits, par exemple, dans l'ouvrage de Dubbel: Taschenbuch fur den Maschinenbau (Livre de poche pour la construction de machines), 15ème édition, page 475, de sorte qu'on peut renoncer dans ce qui suit à une description détaillée du fonctionnement de l'engrenage planétaire et renvoyer à ce sujet à la littérature technique spécialisée pertinente. En plus de la denture intérieure, la couronne HR comporte également une denture extérieure, qui en permet le verrouillage. Pour cela, est placé sur le côté extérieur de la couronne un verrou 1, qui peut être déplacé par un actionneur électromagnétique 2 dans une direction essentiellement radiale, pour bloquer ou libérer au choix la couronne HR. En fonctionnement normal de la boîte de vitesses automatique avec alimentation en courant électrique capable de fonctionner, I'actionneur 2 bloque par le verrou 1 la couronne HR, de sorte que celle-ci ne peut plus tourner. Le moteur électrique EM comporte une vis sans fin 3, qui vient en prise dans une denture extérieure d'un segment denté 4 solidaire de la roue solaire SR, de sorte que le moteur électrique EM peut faire tourner la roue solaire SR grâce à la vis sans fin 3 et au segment denté 4. La rotation de la roue solaire SR est transmise par les planètes P1, P2, P3, lorsque la couronne HR est fixe, à la roue planétaire PR, de sorte que le moteur électrique EM, en fonctionnement normal avec une alimentation en courant électrique capable de fonctionner et donc la couronne HR bloquée, peut faire tourner la roue planétaire PR. La roue planétaire PR est, à son tour, solidaire d'un autre segment denté 5, qui comporte une denture extérieure venant en prise avec une denture extérieure sur l'arbre BW. En fonctionnement normal avec une alimentation en courant électrique capable de fonctionner, le moteur électrique EM peut donc faire tourner l'arbre BW par l'intermédiaire de l'engrenage planétaire intercalé et déterminer ainsi la position de présélection de la boîte de vitesses automatique. L'engrenage planétaire et la vis sans fin 3 sont avantageuses, car des couples de rotation pouvant atteindre 12 Nm peuvent être appliqués pour le réglage de la position de présélection par l'arbre BW, le moteur électrique EM devant être exécuté aussi petit que possible en raison du peu de place disponible. Dans ce qui suit, on décrira le mode de fonctionnement du dispositif de réglage selon l'invention en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique. Dans ce cas, le moteur électrique EM reste à l'arrêt, la vis sans fin 3 bloquant le segment denté 4, de sorte que la roue solaire SR devient fixe. En outre, la défaillance de l'alimentation en courant électrique provoque un déverrouillage de la couronne HR par l'actionneur 2 et le verrou 1, de sorte qu'elle peut tourner librement. En outre, vient en prise, dans la denture extérieure de la couronne HR, une roue dentée FS mise en prétension par un ressort spiral, qui fait tourner la couronne HR dans un sens nécessaire pour le réglage de la position de stationnement de la boîte vitesses automatique. Cette rotation de la couronne HR est transmise, en raison du fait que la roue solaire SR est fixe, par les planètes P1, P2 et P3 à la roue planétaire PR, la rotation de la roue planétaire PR étant à son tour transmise par le segment denté 5 à l'arbre BW. La rotation de la roue dentée FS chargée par ressort est donc, en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique, transmise par l'engrenage planétaire à l'arbre BW, grâce à quoi la boîte de vitesses automatique est réglée sur la position de stationnement. Il faut indiquer ici que la rotation de la roue dentée FS en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique provoque une détente du ressort et donc une décharge de l'accumulateur à ressort. Après rétablissement de l'alimentation en courant électrique, I'accumulateur à ressort doit donc être rechargé, pour rendre possible de nouveau, en cas de nouvelle panne de courant, un fonctionnement en régime d'urgence. Pour cela, I'actionneur 2 et la couronne HR sont aussi déverrouillés après rétablissement de l'alimentation en courant électrique pendant un temps donné, le moteur électrique EM faisant tourner la roue solaire SR par l'intermédiaire de la vis sans fin 3 et du segment denté 4. La rotation de la roue solaire SR pendant la recharge de l'accumulateur à ressort est transmise par les planètes P1, P2 et P3 directement à la couronne HR, car l'arbre BW est fixé dans la position de stationnement de la boîte vitesses automatique, de sorte que la roue planétaire PR ne peut pas tourner. Le moteur électrique EM fait donc tourner, pendant la recharge de l'accumulateur à ressort après une interruption de l'alimentation en courant électrique par l'intermédiaire de la vis sans fin 3, du segment denté 4, des planètes PI, P2, P3 et de la couronne HR, la roue dentée FS, grâce à quoi le ressort lié à celle-ci est de nouveaux mis sous tension. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation préféré décrit ci- dessus. Bien plutôt, on peut penser à une multiplicité de variantes et de modifications, qui peuvent faire usage des idées à la base de l'invention et tombent donc également dans le domaine de protection. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage pour un engrenage réglable, en particulier pour le réglage de plusieurs positions de présélection d'une boîte de vitesses automatique dans un véhicule à moteur, comportant: un engrenage intermédiaire (HR, PR, SR) pour la transmission du mouvement de réglage produit par un premier actionneur (EM) à un élément de sélection (BW) de l'engrenage réglable, l'engrenage intermédiaire (HR, PR, SR) étant, outre d'être relié au premier actionneur (EM), connecté à un deuxième actionneur (FS), pour pouvoir régler au moins partiellement l'engrenage également en cas de défaillance du premier actionneur (EM), l'engrenage intermédiaire (HR, PR, SR) étant placé entre les deux actionneurs (EM, FS) et l'élément de sélection (BW) de l'engrenage réglable, pour transmettre au choix le mouvement de réglage d'un des deux actionneurs (EM, FS) à l'élément de sélection (BW), caractérisé en ce que le premier actionneur (EM) est de type électrique, le deuxième actionneur (FS) fonctionnant au contraire de manière purement mécanique, pour pouvoir régler au moins partiellement l'engrenage également en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique pour le premier actionneur (EM) ou en cas de panne définie, I'actionneur fonctionnant de manière purement mécanique (FS) comportant un ressort comme accumulateur d'énergie. 2. Dispositif de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort est un ressort spiral ou un ressort à branches. 3. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'engrenage intermédiaire comporte un mécanisme de verrouillage (1, 2), qui relie le premier actionneur (EM) et/ou le deuxième actionneur (FS) à l'élément de sélection (BW) de l'engrenage réglable. 4. Dispositif de réglage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mécanisme de verrouillage (1, 2) est actionné électriquement, et relie, si l'alimentation en courant électrique est capable de fonctionner, l'élément de sélection (BW) de l'engrenage réglable au premier actionneur de type électrique (EM) et, en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique ou en cas de panne définie, au deuxième actionneur fonctionnant de manière purement mécanique (FS). 5. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'engrenage intermédiaire est un engrenage planétaire comportant une couronne (HR), une roue solaire (SR) et une roue planétaire (PR). 6. Dispositif de réglage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier actionneur (EM) est relié à la roue solaire (SR) et le deuxième actionneur (FS), ainsi que le mécanisme de verrouillage (1, 2) sont reliés à la couronne (HR), alors que la roue planétaire (PR) est reliée à l'élément de sélection (BW) de l'engrenage réglable. 7. Dispositif de réglage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier actionneur de type électrique (EM) comporte une vis sans fin (3) autobloquante, qui bloque la roue solaire (SR) en cas de défaillance de I'alimentation en courant électrique. 8. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le premier actionneur de type électrique (EM) est relié indirectement par un autre engrenage intermédiaire (4) à la roue solaire (SR). 9. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la roue planétaire (PR) est reliée indirectement par un autre engrenage intermédiaire (5) à l'élément de sélection (BW) de l'engrenage réglable. 10. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le premier actionneur de type électrique (EM) est un moteur électrique ou un autre actionneur électrique.