Brevet FR2879151A1 — publié le 20060616

Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile 5 L'invention concerne un mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile, et plus particulièrement de l'arbre de transmission à la sortie d'une boîte de vitesses automatique ou d'un réducteur. Conventionnellement, un mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile comporte une roue, dite roue de parking, dentée, solidaire en rotation de l'arbre de transmission, et un levier de blocage qui porte un doigt de blocage de la roue dentée basculant autour d'un axe fixe entre une position angulaire armée dans laquelle le doigt de blocage s'engage entre deux dents de la roue de parking, et une position angulaire dégagée, vers laquelle il est rappelé par un ressort de désengagement. Sur les véhicules équipés de boîte de vitesses automatique ou d'un moteur électrique associé à un réducteur, le conducteur dispose d'un levier de commande de la marche du véhicule. Ce levier de commande a en général plusieurs positions, dont au moins les suivantes: marche avant (D), marche arrière (R), point neutre (N) et parking (P). Le levier transmet sa position à la boîte de vitesses ou au réducteur par un câble ou une tringlerie. La position de parking (P) correspond à un état de stationnement du véhicule, dans lequel le mouvement du véhicule doit être interdit. Pour cela, l'arbre de transmission de la boîte de vitesses ou du réducteur est immobilisé, ce qui empêche la rotation des roues motrices du véhicule et immobilise celui-ci. 2879151 2 Classiquement, l'arbre de transmission d'une boîte de vitesses automatique comporte une roue dentée, appelée également roue de parking. Un levier de blocage monté pivotant sur la boîte de vitesse comporte un doigt de blocage qui peut s'insérer dans un créneau entre deux dents de la roue dentée lorsque que le levier de blocage pivote, réalisant ainsi un arrêt en rotation de la roue dentée et de l'arbre de transmission. La géométrie et les matériaux des dents et du doigt de blocage sont choisis pour que le levier de blocage ne soit pas coincé entre les dents lorsque la roue est sollicitée par un couple, par exemple lorsque le véhicule stationne dans une forte pente. Le maintien du doigt de blocage entre les dents de la roue dentée ne résulte que des efforts appliqués par un mécanisme de commande. Un ressort de dégagement monté sur l'axe de rotation du levier de blocage tend à le maintenir dégagé de la roue dentée. Un levier de commande relié à un actionneur interagit avec le levier de blocage en le faisant pivoter de manière à ce que le doigt de blocage s'engage dans un créneau de la roue dentée. Le levier de commande est commandé par le câble ou la tringlerie, par l'intermédiaire d'un ressort et d'un coulisseau. Lorsque le doigt de blocage est engagé dans un créneau de la roue dentée, l'utilisateur du frein de parking doit disposer de l'information confirmant que le frein est bien activé. Cette information rend compte à l'utilisateur que le doigt de blocage est en position engagée de façon à ce qu'elle soit conforme à la position commandée au moyen de la commande externe. Ce contrôle répond à un besoin de sécurité de fonctionnement pour l'utilisateur, qui doit être averti que la fonction frein de parking est assurée ou non. Dans les boîtes de vitesses automatiques classiques, un contacteur multifonctions donne l'information électrique confirmant que l'axe de commande du système parking est 2879151 3 manoeuvré. Ce contacteur multifonctions est placé sur l'axe d'entrée de la boîte de vitesses, et est commandé mécaniquement par cet axe. Lorsque ce contacteur est actionné, une information électrique est envoyée vers le calculateur de la boîte de vitesses qui remonte l'information en direction d'un indicateur, par exemple un indicateur lumineux, et positionné à côté du levier de la commande externe ou bien sur le tableau de bord. Les documents EP-0571274 et FR-2810422 présentent des mécanismes de verrouillage d'arbre de transmission tels que décrits précédemment, dans lesquels l'information relative à l'activation du frein de parking est gérée par le calculateur de la boîte de vitesses. De plus, le contacteur multifonction contrôle les mouvements et les positions de la commande de parking jusqu'à l'axe d'entrée de la boîte. Un des inconvénients de tels systèmes est lié à l'absence de contrôle des éléments du système de parking qui sont situés en aval de l'axe d'entrée de la boîte de vitesses. En cas de rupture d'un des ces éléments et d'activation du frein de parking, le contacteur multifonction valide l'information en direction des indicateurs, alors que la fonction commandée n'est pas assurée. Ces systèmes souffrent d'une défaillance de fonctionnement qui est néfaste pour la sécurité de l'utilisateur. La présente invention vise à fournir un mécanisme de verrouillage amélioré d'un arbre de transmission d'un véhicule permettant de déterminer avec sûreté que la roue de parking est bloquée en position parking (P) lorsqu'elle est sélectionnée. Dans ce but, la présente invention propose un mécanisme de verrouillage comportant un capteur de position qui fournit un signal représentatif de la position angulaire armée ou désengagée du levier de blocage. Le mécanisme proposé est équipé d'un capteur de position qui coopère avec le doigt de parking qui constitue la dernière pièce avant la roue de parking. Le nombre de pièces du 2879151 4 mécanisme contrôlées par le capteur ainsi installé est maximal ce qui procure un avantage sur le plan de la sécurité de fonctionnement. Le fait de placer le capteur au niveau du doigt de blocage permet de prévenir une défaillance du mécanisme de verrouillage très en amont de la chaîne cinématique. Le mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission d'un véhicule automobile selon l'invention présente encore les caractéristiques suivantes, indépendamment ou en combinaison: - le capteur de position est un contacteur électrique à deux positions, - le contacteur électrique est actionné par une excroissance du levier de blocage pour confirmer que la roue de parking est verrouillée ou pas, -le capteur de position est un capteur de position sans 15 contact, - le capteur de position sans contact coopère avec une cible positionnée sur le levier de blocage, - le capteur de position comporte un actionneur dont l'axe est orthogonal au plan de débattement du levier de blocage et 20 coopère avec une rampe du levier de blocage, et - l'axe du contacteur est parallèle au plan de débattement du levier de blocage. La présente invention concerne en outre une boîte de vitesses automatique, caractérisée en ce qu'elle comporte un mécanisme de verrouillage selon l'invention, l'arbre de transmission étant un arbre de sortie de la boîte de vitesses. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple particulier de celle-ci et non limitatif, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma d'implantation général, 2879151 5 - la figure 2 est une vue selon la flèche A du carter mentionné sur la figure 1, représentant un premier mode de réalisation du dispositif de commande en position dégagée, - la figure 3 correspond au même mode de réalisation en position de freinage, vu en trois dimensions, - les figures 4, 5 et 6 illustrent la même invention avec un capteur de position positionné dans des configurations de montage qui varient en fonction de l'architecture de la boîte de vitesses. Sur la figure 1, le moteur 1, par exemple électrique, d'un véhicule automobile, est associé à un réducteur 2, qui transmet le mouvement aux roues 3 par l'intermédiaire de l'arbre de transmission 4. Celui-ci traverse le carter 5 constituant la paroi frontale du réducteur 2. Sur la face intérieure du carter 5, un évidement 5', ménagé dans la masse de celui-ci, reçoit les pignons d'extrémité 6 et 7 de deux arbres 4 et 4' du mécanisme de réduction. La roue de parking 8 est portée par l'arbre 4 à l'extérieur du carter 5. La figure 2, représentant les éléments de commande disposés sur la face extérieure du carter 5, fait état, en traits interrompus, de l'implantation de l'évidement 5' dans la masse du carter et du bord de la paroi latérale 2' du réducteur 2, sur lequel est en appui le carter 5. Comme indiqué plus haut, la roue de parking 8 est solidaire en rotation de l'arbre de transmission 4. Les dents 8', découpées sur la périphérie de celle-ci, sont destinées à recevoir un doigt de blocage 9 d'un levier de blocage 28 pivotant sur un axe 10 porté par le carter 5. Un ressort de déverrouillage 11, enroulé autour de l'axe 10 du levier de blocage 28, est en appui contre un aménagement, non représenté, du carter 5 et le levier 28 de façon à assurer le retrait de celui-ci lors du déverrouillage de la roue de parking 8. Un levier de commande 12 maintient 2879151 6 dans une position déverrouillée, illustrée par la figure 2, le doigt de blocage 9 en retrait de la roue de parking 8. Comme illustré dans le détail de la figure 3, l'extrémité 13 du levier de blocage 28 est actionnée par un levier de commande 12 pour permettre l'enclenchement du doigt 9 entre deux dents 8' de la roue 8. Ce levier de commande 12 est relié par l'intermédiaire d'une tige métallique 15, à une bielle 17 solidaire d'un axe de commande 16. Le fonctionnement du premier mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en se référant aux figures 2, et 3, illustrant respectivement la situation de ce dispositif lorsque le frein de parking n'est pas verrouillé et lorsqu'il est verrouillé, la figure 4 représentant le dispositif en trois dimensions en position verrouillée. Sur la figure 2, le levier de sélection est en position neutre (N). Le doigt de blocage 9 est alors dégagé de la roue de parking 8. Il en est de même lorsque le levier de sélection est en position de marche avant (D) ou de marche arrière (R). En revanche, lorsque le levier de sélection est en position parking (P), conformément à la figure 3, le frein de parking est verrouillé grâce à l'enclenchement du doigt de blocage 9 entre deux dents 8', sous l'action du levier de commande 12. La chaîne cinématique, permettant d'engager ou de dégager le doigt de blocage 9, pour actionner le frein de parking, est la suivante. Lorsque l'utilisateur enclenche une vitesse, par exemple lorsqu'il sélectionne la position parking (P), via un sélecteur de commande, non représenté, un moyen de mise en rotation, non représenté, fait pivoter l'axe de commande 16. Celui-ci entraîne alors la bielle 17 qui transmet son mouvement à la tige 15. Sous l'action de la tige métallique 15 et d'un ressort 19 monté sur la tige métallique 15 entre la bielle 17 et le levier 12, celui-ci translate le long du guide 18 en actionnant le levier 28 qui rentre dans un mouvement de rotation autour de son axe 10. Le 2879151 7 doigt 9 s'enclenche alors entre deux dents 8' de la roue 8 pour bloquer l'arbre d'entraînement 4. Le ressort 19 exerce un effort d'armement destiné à enclencher le doigt 9 lorsque la position parking (P) est sélectionnée et que le doigt 9 est face à une dent 8' de la roue 8. En effet, il se peut que le doigt 9 ne puisse s'intercaler entre deux dents 8' et reste coincé contre une dent 8'. Dans ce cas, lorsque le véhicule amorce un mouvement au moment ou l'utilisateur sélectionne la position parking (P), l'arbre 4 pivote en entraînant la roue 8. Le levier de commande 12 est toujours sollicité par l'effort d'armement exercé par le ressort 19 ce qui permet d'enclencher le doigt 9 entre deux dents 8' de la roue 8, lorsqu'il arrive devant un creux. l'aménagement réalisé pour le passage de l'axe de basculement 10. Cette excroissance 20 est destinée à coopérer avec un capteur de position 21 relié solidairement au carter 5 ou à la paroi frontale du réducteur 2 en fonction de la géométrie du mécanisme de verrouillage. Le capteur de position 21 doit être positionné de façon à ce qu'il y ait une coopération avec l'excroissance 20 de manière à ce que le capteur 21 fournisse un signal représentatif de la position du doigt de blocage 9. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le capteur 21 est un contacteur électrique à deux positions dont l'extrémité se déplace au passage de l'excroissance 20, établissant un signal électrique. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, le capteur de position 21 est positionné de façon à ce qu'il est actionné par l'excroissance 20 lorsque le levier de blocage 28 est en position engagée, c'est-à-dire que le doigt de blocage est engagé entre deux dents 8' de la roue de parking 8. Sur la figure 2, 3, Conformément à l'invention et selon l'ensemble des figures 4, 5 et 6, le levier de blocage 28 comporte une excroissance située à l'opposé de l'excroissance 13 au niveau de 2879151 8 2, l'axe du capteur 21 est normal au plan de débattement du levier de blocage 28. Dans cette configuration, le capteur 21 est toujours en contact avec l'excroissance 20 du levier 28 et le signal n'est donné que lorsque la tige du contacteur est en position haute, c'est-à-dire lorsque le levier de commande 28 est dans la position angulaire désengagée. Du point de vue de l'utilisateur, une information est transmise en direction d'un indicateur lumineux, non représenté, lorsque le capteur 21 est actionné par l'excroissance 20. Lorsque l'indicateur lumineux reçoit l'information, celui-ci s'active en confirmant à l'utilisateur que la position parking (P) est bien enclenchée. De la même manière, l'indicateur lumineux s'éteint lorsque le capteur de position 21 n'est plus actionné par l'excroissance 20. Dans ce cas de figure, l'utilisateur obtient la confirmation que le mécanisme de verrouillage de la roue de parking 8 n'est plus actionné, et qu'il a enclenché une autre vitesse. Le fait que le capteur de position 21 soit en contact avec la première pièce interagissant avec la roue de parking 8, permet d'accroître la sûreté de fonctionnement du mécanisme de verrouillage. En effet, cela assure un contrôle de toutes les pièces de ce mécanisme depuis le levier de sélection de vitesses, non représenté, jusqu'au levier de blocage 28. Par exemple, dans le cas d'une rupture du câble de sélection des vitesses ou du levier de commande 12, l'utilisateur aura la confirmation qu'il existe une défaillance dans le mécanisme de verrouillage. Dans un mode de réalisation de l'invention, le capteur de position 21 peut par exemple être relié à l'ordinateur de bord du véhicule, qui déclenche une alerte à destination de l'utilisateur lorsque l'état du capteur de position 21 diffère de la commande réalisée par l'utilisateur. Les figures 4, 5 et 6 représentent d'autres modes de réalisation de l'invention. Dans ces configurations, l'axe du 2879151 9 capteur 21 est situé dans le plan de débattement du levier de blocage 28. En fonction des aménagements et des architectures choisies pour l'implantation de tels mécanismes de verrouillage de roue de parking 8 sur le carter 5, le capteur de position peut être implanté dans des postions différentes. Suivant l'endroit où a lieu le contact entre l'excroissance 20 et le capteur de position 21, l'information doigt de blocage 9 enclenché peut se traduire alternativement par un contact ou une absence de contact entre ces deux éléments. Dans un autre mode de réalisation non représenté, le capteur de position 21 peut avantageusement être un capteur sans contact avec le levier de blocage. L'axe d'un tel capteur sans contact peut en outre être ou non dans le plan de débattement du levier de blocage 28. Ce type de capteur sans contact peut avantageusement coopérer avec un capteur métallique positionné sur le levier de blocage 28. La distance entre le capteur sans contacte et le marqueur variant en fonction de la position du levier 28, le capteur peut alternativement envoyer un signal. Le fait de prélever l'information au contact direct du levier de blocage 28 par l'intermédiaire d'un capteur de position permet d'obtenir un mécanisme de verrouillage efficace dont les défaillances peuvent être détectées et analysées par un ordinateur de bord d'un véhicule par exemple. La sûreté de fonctionnement est donc accrue en contrôlant si la position du doigt du levier de blocage 28 est conforme à la position commandée par l'utilisateur. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile du type comportant - une roue (8), dite de parking, dentée solidaire en rotation de l'arbre de transmission (4), et - un levier de blocage (28) qui porte un doigt de blocage (9) de la roue dentée (8) basculant autour d'un axe fixe (10) entre une position angulaire armée dans la quelle le doigt de blocage (9) s'engage entre deux dents (8') de la roue de parking (8), et une position angulaire dégagée vers laquelle il est rappelé par un ressort de désengagement (Il), caractérisé en ce que le mécanisme de verrouillage comporte un capteur de position (21) qui fournit un signal représentatif de la position angulaire armée ou désengagée du levier de blocage (28). 2. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de position (21) est en contacteur électrique à deux positions. 3. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contacteur électrique (21) est actionné par une excroissance (20) du levier de blocage (28) pour confirmer que la roue de parking (8) est verrouillée ou pas. 4. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur de position (21) est un capteur de position sans contact. 5. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capteur de position sans contact (21) coopère avec un cible positionnée sur le levier de blocage (29). 6. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contacteur électrique (21) comporte un actionneur dont l'axe est orthogonal au plan de débattement du levier de blocage (28) et coopère avec une rampe (20) du levier de blocage (28). 7. Mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission (4) d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe du contacteur électrique (21) est parallèle au plan de débattement du levier de blocage (28). 8. Boîte de vitesses automatique, caractérisée en ce qu'elle comporte un mécanisme de verrouillage selon la revendication 1, l'arbre de transmission (4) étant un arbre de sortie de la boîte de vitesses.