Brevet FR2823168A1 — publié le 20021011

La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif d'immobilisation d'un véhicule automobile en stationnement et plus particulièrement un dispositif d'immobilisation d'un véhicule automobile à moteur thermique équipé de soupapes à commande électrique. Actuellement, des véhicules automobiles sont équipés de deux dispositifs d'immobilisation en stationnement. Le premier dispositif connu sous le nom de frein à main , consiste à bloquer par des moyens mécaniques classiques au moins une roue du véhicule. Le second dispositif d'immobilisation met en oeuvre le moteur thermique d'entraînement des roues motrices du véhicule. Ce moteur thermique comporte de façon classique plusieurs chambres de combustion formées par un cylindre, une culasse et un piston et associées à des soupapes d'admission et d'échappement. De façon classique également, le déplacement des soupapes est commandé par des cames d'un arbre à cames du moteur, de sorte que quelle que soit la position de cet arbre, il existe toujours une chambre de combustion hermétiquement fermée par des soupapes que le moteur soit en marche ou au repos. Par conséquent, au repos, le gaz contenu dans une chambre de combustion hermétiquement fermée par des soupapes exerce une force de rappel sur le piston correspondant à la manière d'un ressort, de telle sorte que celui-ci est pratiquement immobilisé à l'intérieur du cylindre. Il est donc relativement difficile de faire tourner l'arbre de sortie d'un tel moteur thermique classique lorsque celui-ci est au repos puisque au moins l'un de ses pistons est pratiquement immobilisé en position dans le cylindre correspondant. Le second dispositif d'immobilisation en stationnement d'un véhicule, équipé d'un moteur thermique classique, consiste donc à enclencher un rapport de vitesse lorsque le véhicule est stationné pour mettre en prise l'arbre de sortie du moteur avec les roues motrices du véhicule par l'intermédiaire de moyens de transmission de puissance. On conçoit dès lors qu'il est difficile de déplacer un véhicule dans ces conditions et que cette caractéristique peut être exploitée comme frein additionnel au frein à main. Toutefois, de nouveaux systèmes de commande du déplacement des soupapes des moteurs à combustion interne ont été développés permettant de s'affranchir de l'arbre à cames de commande des soupapes. Par exemple ; il existe des systèmes de commande de déplacement des soupapes comportant des actionneurs électromagnétiques. Un tel actionneur électromagnétique de soupape comporte généralement deux électro-aimants entre lesquels est ménagé un entrefer. Dans l'entrefer est montée une palette magnétique reliée à la soupape à actionner, déplaçable par les électro-aimants à l'encontre de l'action de ressorts de stockage d'énergie. Au repos, les ressorts de stockage d'énergie ramènent la palette au milieu de l'entrefer de sorte que toutes les chambres du moteur sont à la pression atmosphérique. On conçoit donc que pour les véhicules équipés d'actionneurs de soupapes tel que des actionneurs électromagnétiques de soupapes il n'est plus possible d'utiliser le moteur comme source de frein additionnel. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif d'immobilisation d'un véhicule automobile en stationnement indépendant du système d'actionnement des soupapes du moteur à combustion utilisé. Elle a donc pour objet un dispositif d'immobilisation d'un véhicule automobile en stationnement, ledit véhicule étant équipé d'une boîte de vitesses comprenant au moins un pignon en prise avec des roues motrices du véhicule par l'intermédiaire de moyens de transmission de puissance, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de blocage en rotation dudit pignon déplaçables entre une première position escamotée de déblocage de celui-ci et une seconde position active de blocage de celui-ci lorsque le véhicule est stationné afin de l'immobiliser, sous le contrôle de moyens de commande. Suivant d'autres caractéristiques et avantages de l'invention : - il comporte des moyens de verrouillage desdits moyens de blocage en position escamotée déplaçables entre une première position escamotée de déverrouillage et une seconde position active de verrouillage ; - ledit pignon est un pignon de marche arrière ; - le pignon présente des parties en saillie et en creux successives adaptées pour coopérer avec une tige des moyens de blocage, associée à des moyens de déplacement de celle-ci entre une position active dans laquelle elle coopère avec les parties en saillie et en creux du pignon pour le bloquer en rotation, et une position escamotée dans laquelle le pignon est débloqué en rotation ; - les moyens de déplacement de la tige comportent des moyens élastiques exerçant sur la tige une force de rappel pour solliciter celle-ci en position active et des moyens électromagnétiques adaptés pour exercer sur la tige une force apte à déplacer cette tige en position escamotée ; - les moyens électromagnétiques comportent une palette magnétique reliée à la tige et un électro-aimant relié au véhicule ; - les moyens de verrouillage comportent une tige déplaçable entre une première position active dans laquelle elle coopère avec une partie en creux correspondante de la tige des moyens de blocage, et une seconde position escamotée de déverrouillage des moyens de blocage ; - le véhicule comporte un capteur de régime de rotation du moteur du véhicule, raccordé aux moyens de commande pour activer les moyens de blocage lorsque le moteur est arrêté ; - les moyens de commande sont raccordés à des moyens pour engendrer un commande de mise en route du moteur de manière à déplacer les moyens de blocage vers leur position escamotée avant la mise en route du moteur ; - ledit moteur est formé par un moteur thermique équipé de soupapes à commande électromagnétique ; et - les moyens de commande comportent un calculateur de contrôle du fonctionnement du moteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule équipé d'un dispositif d'immobilisation de celui-ci en stationnement conforme à l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif d'immobilisation conforme à l'invention dans une position active d'immobilisation d'un véhicule ; et - la figure 3 représente le dispositif de la figure 2 en position escamotée. La figure 1 représente un véhicule automobile 2 comportant un ensemble moteur 4 commandé par des moyens de commande 6 et équipé d'un dispositif 8 d'immobilisation en stationnement conforme à l'invention. L'ensemble moteur 4 comprend un moteur thermique 10 équipé d'actionneurs 12 de soupapes électromagnétiques commandés par un calculateur 14 de contrôle. Le moteur 10 comprend un arbre de sortie rotatif 16 raccordé par l'intermédiaire d'un mécanisme d'embrayage 18 à une boîte de vitesses 20. La boîte de vitesses 20 comprend de façon classique des pignons dentés en prise permanente avec un arbre de sortie 22 de la boîte de vitesses et notamment un pignon 24 de marche arrière. Cet arbre de sortie 22 est luimême en prise de façon permanente par l'intermédiaire de moyens de transmission de puissance avec des roues motrices 26 du véhicule 2. Le dispositif d'immobilisation 8 est associé à la boîte de vitesses 20 et disposé vis-à-vis de celle-ci de telle façon qu'il puisse agir sur le pignon 24 lorsqu'il est en position active. En variante on notera que le dispositif d'immobilisation 8 peut être disposé à proximité de tout pignon de la boîte de vitesses 20 adapté pour être mis en prise par l'intermédiaire de moyens de transmission de puissance avec les roues motrices du véhicule. Les moyens de commande 6 sont raccordés en sortie d'un capteur 28 de régime de rotation du moteur 10 et d'un capteur 34 de position de clé de contact. Le capteur 34 peut être remplacé par tout dispositif capable d'engendrer des commandes de mise sous tension des différents organes du véhicule 2 et des commandes d'arrêt et de mise en route du moteur 10. Les moyens de commande 6 sont également raccordés de façon classique à des moyens d'arrêt et de mise en route de moteur 10 tels que le calculateur 14. Seule la connexion avec ce calculateur 14 est schématiquement représentée sur la figure 1. Par ailleurs, ces moyens 6 sont raccordés au dispositif d'immobilisation 8. Les moyens de commande 6 sont par exemple réalisés de façon classique à l'aide de microcontrôleurs associés à des mémoires dans lesquelles sont enregistrés des algorithmes de commande. Ils comportent également, par exemple, un calculateur de contrôle du fonctionnement du moteur. La figure 2 représente un exemple de réalisation d'un dispositif d'immobilisation 8 d'un véhicule conforme à l'invention en position active. Celuici comporte des moyens de blocage 50, un détecteur 52 de positions du dispositif d'immobilisation et des moyens 54 de verrouillage des moyens de blocage 50 en position escamotée. Les moyens de blocage 50 se composent d'une tige 56 déplaçable entre une première position active de blocage du pignon 24 de la boîte de vitesses 20, illustrée sur la figure 2, et une position escamotée de déblocage de ce pignon 24. Ce déplacement s'effectue sous l'action de moyens de déplacement de la tige 56 formés par un actionneur électromagnétique 58 et un ressort hélicoïdal 60. La tige 56 comporte deux extrémités 62 et 64 reliées par l'intermédiaire d'une partie centrale 66. L'extrémité 62, en forme de pointe, est apte à coopérer avec les dents du pignon 24 de la boîte de vitesses 20 afin de bloquer celui-ci en rotation. L'extrémité 64 est destinée à coopérer avec le détecteur 52 lorsque la tige 56 est en position escamotée pour permettre une détection de position escamotée de cette tige. Cette extrémité comporte également une partie en creux 68 apte à coopérer avec les moyens 54 de verrouillage en position escamotée. La partie centrale 66 de la tige 56 se compose d'une première partie montée axialement déplaçable à l'intérieur de l'actionneur électromagnétique 58, et d'une seconde partie située à l'extérieur de l'actionneur 58 et reliée à l'extrémité 62 de cette tige. La première partie de la tige 56 est, par exemple, solidaire d'une palette magnétique 70 axialement déplaçable à l'intérieur d'un entrefer d'un électro-aimant de l'actionneur électromagnétique 58, entre une première position dans laquelle l'extrémité 64 de la tige 56 est pratiquement en contact avec le détecteur 52 de position escamotée, et une seconde position dans laquelle l'extrémité 62 de la tige coopère avec les dents du pignon 24. La seconde partie de la tige 56 comporte une butée 72 destinée à servir de surface d'appui au ressort 60 interposé entre cette butée et une surface d'appui correspondante de l'actionneur électromagnétique 58 de façon à exercer une force de rappel sur la tige 56 dans la direction de la flèche F1, c'est-à-dire en direction de sa position active de blocage du pignon 24. La force de rappel du ressort 60 est inférieure à la force de traction exercée par l'actionneur électromagnétique 58 lorsque celui-ci est activé de sorte que l'on peut déplacer la tige 56 à l'encontre de l'action du ressort 60. Les moyens 54 de verrouillage en position escamotée comprennent une tige 80 associée à des moyens de déplacement de celle-ci entre une première position active de verrouillage en position escamotée des moyens de blocage 50 et une seconde position escamotée de déverrouillage des moyens 50. Les moyens de déplacement de la tige 80 sont par exemple formés par un actionneur électromagnétique 82 et un ressort hélicoïdal 84 de façon similaire aux moyens de déplacement de la tige 56 des moyens de blocage 50. La tige 80 comporte une première extrémité 86 reliée par l'intermédiaire d'une partie centrale 88 à une seconde extrémité 90. La première extrémité 86, en forme de pointe, est apte à bloquer la tige 56 des moyens 50 de blocage en position escamotée en s'engageant dans la partie en creux 68 de cette tige lorsqu'elle est en position escamotée. La partie centrale 88 de la tige 80 comporte'une butée formant une surface d'appui pour le ressort 84, en appui d'une part sur celle-ci et d'autre part sur l'actionneur électromagnétique 82. Ainsi le ressort 84 est apte à exercer une force de rappel sur la tige 80 en direction de sa position active. L'extrémité 90 de la tige 80 est associée à l'actionneur électromagnétique 82 de sorte que lorsque ce dernier est activé, il déplace la tige 80 en direction de sa position escamotée à l'encontre de l'action du ressort 84. Les actionneurs électromagnétiques 58 et 82 sont raccordés de façon classique en sortie des moyens de commande 6 tandis que le détecteur 52 de position escamotée est raccordé en entrée de ceux-ci. On remarquera que dans une version simplifiée du dispositif d'immobilisation 8, on peut ne pas utiliser de moyens de verrouillage en position escamotée. On remarquera également que le dispositif d'immobilisation 8 du véhicule 2 décrit en regard de la figure 2 peut être remplacé par tout autre dispositif apte à bloquer un pignon de la boîte de vitesses 20. Le fonctionnement du dispositif d'immobilisation d'un véhicule en stationnement va maintenant être décrit à l'aide des figures 1 à 3. En position de stationnement le moteur 10 du véhicule 2 est arrêté, les moyens de commande 6 ne sont pas alimentés. De plus, si le dispositif d'immobilisation 8 est en position active, l'extrémité 62 de la tige 56 coopère avec les dents du pignon 24 afin de le bloquer en rotation et par conséquent l'arbre de sortie 22 de la boîte de vitesses 20 ne peut pas tourner. L'extrémité 62 de la tige 56 est maintenue dans cette position sans nécessiter aucune alimentation électrique par le ressort 60. Dans ces conditions les roues motrices 26 du véhicule 2 ne peuvent pas tourner puisqu'elles sont en prise par l'intermédiaire des moyens de transmission de puissance avec l'arbre de sortie 22 de la boîte de vitesses 20 bloqué en rotation par le pignon 24. Ainsi le dispositif 8 lorsqu'il est en position active de blocage entraîne l'immobilisation du véhicule en stationnement. Si l'on exerce une force de poussée pour déplacer le véhicule, au moins une dent du pignon 24 coopérant avec l'extrémité 62 de la tige 56 exerce une force de poussée sur cette extrémité 62 dans une direction opposée à la flèche F1. Si la force de poussée sur le véhicule en stationnement atteint un seuil suffisant, appelé FO, la force exercée par la dent coopérant avec l'extrémité 62 est suffisante pour repousser la tige 56 à l'encontre de l'action du ressort 60 et dégage ainsi l'extrémité 62 du pignon 24. Par conséquent on obtient un déblocage en rotation du pignon 24 tant que la force de poussée sur le véhicule est supérieure à FO permettant d'éviter que des pièces du véhicule 2 soient soumises à des contraintes mécaniques trop fortes et donc toute détérioration de celles-ci. Lorsque le conducteur déplace la clé de contact du véhicule vers une première position active, les moyens de commande 6 ainsi que l'ensemble des organes du véhicule 2 sont mis sous tension. Ensuite, un signal de commande d'activation du moteur 10 est transmis aux moyens de commande 6. A la réception de ce signal, les moyens de commande 6 engendrent un signal d'activation de l'actionneur électromagnétique 82 des moyens 54 de verrouillage de façon à déplacer la tige 80 en position escamotée et à la maintenir dans cette position. Un court laps de temps plus tard les moyens de commande 6 engendrent un signal de commande d'activation de l'actionneur électromagnétique 58 des moyens de blocage 50. En réponse à ce signal l'actionneur électromagnétique 58 exerce une force de traction dans la direction opposée à la flèche F1 sur la tige 56. Cette force étant supérieure à la force de rappel du ressort 60, la tige 56 se déplace dans la direction opposée à la flèche F1 jusqu'à ce que l'extrémité 64 de la tige 56 soit pratiquement en contact avec le détecteur 52 de position escamotée. Ce détecteur 52 engendre alors un signal indiquant que la tige 56 est en position escamotée et transmet ce signal aux moyens de commande 6. A la réception de ce signal les moyens de commande 6 désactivent l'actionneur électromagnétique 82 des moyens de verrouillage 54 de sorte que la tige 80 se déplace vers sa position active sous l'action du ressort 84. L'extrémité 86 de cette tige 80 s'engage alors dans la partie en creux 68 de la tige 56 et la verrouille dans sa position escamotée comme illustrée sur la figure 3. On remarquera que le maintien de la tige 80 dans sa position active, c'est-à-dire dans une position apte à verrouiller les moyens de blocage 50 dans leur position escamotée, ne nécessite pas d'alimentation électrique. Finalement, un court laps de temps plus tard, les moyens de commande 6 commandent le démarrage du moteur 10. Après une manoeuvre de stationnement, un signal de commande d'arrêt du moteur 10 est transmis aux moyens de commande 6 par le capteur 34 de position de clé de contact. A la réception de ce signal, les moyens de commande 6 commandent l'arrêt du moteur. Le régime de rotation du moteur décroît alors progressivement vers une valeur nulle. Dès que le capteur 28 de régime de rotation du moteur indique que celui-ci est nul aux moyens de commande 6, ces derniers engendrent alors une commande d'activation de l'actionneur électromagnétique 82 des moyens de verrouillage 54. La tige 80 des moyens de verrouillage est alors déplacée en position escamotée libérant ainsi la tige 56 des moyens 50 de blocage précédemment verrouillée lors du démarrage du véhicule. La tige 56 se déplace alors en position active de blocage en rotation du pignon 24 de la boîte de vitesses 20 sous l'action du ressort 60. Ensuite, le signal transmis par le détecteur 52 aux moyens de commande 6 indique que les moyens de blocage 50 sont en position active. En réponse les moyens de commande 6 désactivent l'actionneur électromagnétique 82 des moyens de verrouillage et le véhicule est ainsi de nouveau immobilisé en stationnement. En variante, le véhicule 2 peut être équipé d'un contacteur raccordé aux moyens de commande 6 destiné à inhiber le déverrouillage des moyens 50 de blocage lors de l'arrêt du moteur du véhicule 2. Ainsi à l'aide d'un tel contacteur le conducteur du véhicule peut maintenir le verrouillage des moyens de blocage 50 même lors du stationnement du véhicule. Ceci peut s'avérer utile pour des opérations de maintenance. Dans une autre variante, la boîte de vitesses 20 est équipée d'un pignon supplémentaire adapté pour être mis en prise avec les roues motrices du véhicule. Le dispositif d'immobilisation du véhicule est alors adapté pour agir sur ce pignon supplémentaire. Il va de soi que d'autres modes de réalisation en particulier du pignon peuvent être envisagés et que la périphérie de celui-ci peut comprendre des parties en saillie et en creux successives de formes différentes de celles décrites. REVENDICATIONS 1. Dispositif (8) d'immobilisation d'un véhicule automobile (2) en stationnement, ledit véhicule étant équipé d'une boîte de vitesses (20) comprenant au moins un pignon (24) en prise avec des roues motrices (26) du véhicule par l'intermédiaire de moyens de transmission de puissance, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (50) de blocage en rotation dudit pignon déplaçables entre une première position escamotée de déblocage de celui-ci et une seconde position active de blocage de celui-ci lorsque le véhicule est stationné afin de l'immobiliser, sous le contrôle de moyens de commande (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage (54) desdits moyens de blocage (50) en position escamotée déplaçables entre une première position escamotée de déverrouillage et une seconde position active de verrouillage. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit pignon (24) est un pignon de marche arrière. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon (24) présente des parties en saillie et en creux successives adaptées pour coopérer avec une tige (56) des moyens de blocage (50), associée à des moyens de déplacement (58, 60) de celle-ci entre une position active dans laque ! le elle coopère avec les parties en saillie et en creux du pignon pour le bloquer en rotation, et une position escamotée dans laquelle le pignon est débloqué en rotation. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (58,60) de la tige (56) comportent des moyens élastiques (60) exerçant sur la tige une force de rappel pour solliciter celle-ci en position active et des moyens électromagnétiques (58) adaptés pour exercer sur la tige une force apte à déplacer cette tige en position escamotée. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens électromagnétiques (58) comportent une palette magnétique (70) reliée à la tige (56) et un électro-aimant relié au véhicule (2). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (54) comportent une tige (80) déplaçable entre une première position active dans laquelle elle coopère avec une partie en creux (68) correspondante de la tige (56) des moyens de blocage (50), et une seconde position escamotée de déverrouillage des moyens de blocage (50). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule (2) comporte un capteur (28) de régime de rotation du moteur (10) du véhicule, raccordé aux moyens de commande (6) pour activer les moyens de blocage (50) lorsque le moteur est arrêté. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande (6) sont raccordés à des moyens (34) pour engendrer une commande de mise en route du moteur (10) de manière à déplacer les moyens de blocage (50) vers leur position escamotée avant la mise en route du moteur. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moteur (10) est formé par un moteur thermique équipé de soupapes à commande électromagnétique. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de commande (6) comportent un calculateur de contrôle du fonctionnement du moteur.