Brevet FR2960932A1 — publié le 20111209

BOITE DE VITESSES AVEC ACTIONNEMENT ELECTRO-HYDRAULIQUE DE VERROU DE FREIN DE STATIONNEMENT L'invention se rapporte à une boîte de vitesses pour véhicule automobile, notamment une boîte de vitesses semi-automatique ou automatique. Ce type de boîte de vitesses comporte généralement un dispositif de verrouillage de frein de stationnement, contribuant à l'immobilisation du véhicule. Ce dispositif est usuellement commandé par un câble relié à un levier de commande externe. Dans certaines boîtes de vitesses automatiques, il est connu de remplacer ce câble et ce levier par un dispositif d'actionnement électrohydraulique ou électromécanique. Cependant, un tel dispositif d'actionnement est le plus souvent lourd et encombrant. Par ailleurs, il génère d'importants coûts supplémentaires. Une solution existe, dans les boîtes de vitesses à double embrayage, pour éviter d'utiliser un tel dispositif d'actionnement de frein de stationnement. Cette solution, décrite par exemple dans le document JP61006449, consiste à bloquer la transmission en engageant simultanément deux rapports de vitesse de même parité. Cependant, cette solution impose des contraintes de réalisation qui la rendent difficilement exploitable à l'échelle industrielle. Une autre solution, décrite dans la demande de brevet français n° 09 54954, fait intervenir des moyens de blocages comprenant un barillet équipant un actionneur électromécanique. Cette solution implique donc également un équipement supplémentaire. La présente invention a pour objet la réalisation d'un dispositif d'actionnement électro-hydraulique de verrouillage de frein de stationnement, en limitant au maximum la quantité de composants spécifiques. A cet effet, le fonctionnement du dispositif d'actionnement fait intervenir au moins un élément du système d'enclenchement de vitesses du véhicule. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à une boîte de vitesse comportant un actionneur électro-hydraulique de verrou de frein de stationnement, ledit actionneur comprenant : un vérin à double effet pourvu de deux chambres de pression et d'un piston déplaçable en translation selon 2 un axe principal, le déplacement d'une tige du piston dans un sens conduisant à l'enclenchement par ladite tige d'une commande de verrou de frein de stationnement ; un groupe hydraulique d'alimentation du vérin ; une première électrovanne interposée entre le groupe hydraulique et une première chambre de pression du vérin, un remplissage de ladite première chambre entraînant le déplacement du piston dans le sens d'enclenchement du verrou de frein ; une deuxième électrovanne interposée entre le groupe hydraulique et une deuxième chambre de pression du vérin, un remplissage de ladite deuxième chambre entraînant le déplacement du piston dans un sens de désengagement du verrou de frein ; ladite boîte étant caractérisée en ce que la deuxième électrovanne est en outre interposée entre le groupe hydraulique et une chambre de pression d'un vérin, un remplissage de ladite chambre assurant le passage d'une vitesse du véhicule, de telle sorte que ladite deuxième électrovanne puisse alimenter simultanément la deuxième chambre de pression du vérin de frein de stationnement et la chambre assurant le passage de ladite vitesse. Selon une forme préférentielle de l'invention, la tige du piston est munie d'au moins deux cavités alignées axialement, une bille poussée par un ressort d'axe perpendiculaire au piston pouvant se loger dans l'une desdites cavités, de manière à bloquer axialement le piston en l'absence de pression hydraulique dans la première et la deuxième chambre. Selon une forme préférentielle de l'invention, la première électrovanne est une électrovanne binaire. Selon une forme préférentielle de l'invention, la boîte de vitesses est à double embrayage et telle que la première chambre de pression du vérin est remplie par l'activation simultanée de deux électrovannes reliées à un distributeur, chacune desdites électrovannes étant en outre interposée entre le groupe hydraulique et une chambre de pression d'un vérin, un remplissage de chacune desdites chambres assurant le passage d'une vitesse du véhicule, lesdites vitesses ayant la même parité. L'invention se rapporte en outre à un véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses telle que décrite ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont données à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figure 1 : une vue schématique partielle d'une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de l'invention ; - Figure 2 : une vue schématique partielle d'une boîte de vitesses selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre une vue schématique partielle d'une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de l'invention. Ladite boîte 1 de vitesses fait partie d'un véhicule automobile (non représenté). Dans l'exemple représenté à la figure 1, la boîte 1 est une boîte automatique. La boîte 1 de vitesses comporte un actionneur 2 électro-hydraulique pour le verrouillage du frein de stationnement du véhicule. Ladite boîte 1 comporte notamment un dispositif 3 de commande dudit verrouillage de frein. L'actionneur 2 comporte un vérin 4 à double effet, ledit vérin 4 étant pourvu de deux chambres (5, 6) de pression et d'un piston 7 mobile en translation selon un axe 8 principal. Le déplacement d'une tige 9 du piston dans un sens 10, matérialisé par une flèche sur la figure 1, conduit à l'enclenchement, par ladite tige 9, du dispositif 3 de commande de verrou de frein de stationnement. Le déplacement du piston 7 selon l'axe 8 est généré par une variation de pression hydraulique dans l'une ou l'autre des chambres (5, 6). La variation de pression dans une première chambre 5 est commandée par une première électrovanne 11 à trois voies. Ladite électrovanne 11 est reliée à la chambre 5, à une source 12 de pression hydraulique et à un récipient 13 de récupération de fluide. Une augmentation de pression dans la chambre 5 conduit le piston 7 à se déplacer dans le sens 10, enclenchant le dispositif 3 de commande de verrou de frein. La variation de pression dans une deuxième chambre 6 est commandée par une deuxième électrovanne 14 à trois voies. Ladite électrovanne 14 est reliée à la chambre 6, à la source 12 de pression hydraulique et au récipient 13. Une augmentation de pression dans la chambre 6 conduit le piston 7 à se déplacer dans le sens opposé au sens 10, désactivant le dispositif 3 de commande de verrou de frein. Selon l'invention, la deuxième électrovanne est également reliée à une chambre 15 de pression d'un vérin 16. Ledit vérin 16 fait partie d'un actionneur d'une vitesse du véhicule équipé de la boîte 1 de vitesses. Il s'agit par exemple de la première vitesse. Plus précisément, une augmentation de pression hydraulique dans la chambre 15 permet d'enclencher la première vitesse du véhicule. Une voie 17 de circulation de fluide, reliée à l'électrovanne 14, se divise en deux branches (17.1, 17.2). La branche 17.1 est reliée à la deuxième chambre 6 du vérin 4. La branche 17.2 est reliée à la chambre 15 du vérin 16. Ainsi, la deuxième électrovanne 14 peut alimenter simultanément les deux chambres (6, 15) en pression hydraulique. Lorsque la première vitesse du véhicule est enclenchée, le verrou de frein de stationnement est simultanément déverrouillé. Le fonctionnement des deux électrovannes (11, 14) est piloté par un dispositif 18 de commande, apte à envoyer des signaux électriques de commande auxdites électrovannes. De manière préférentielle, la première électrovanne 11 est une électrovanne binaire, également dénommée électrovanne on-off. Dans un premier mode actif, l'électrovanne 11 binaire relie la source 12 de pression et la première chambre 5, en isolant ces derniers du récipient 13. Dans un second mode inactif, l'électrovanne 11 binaire relie la première chambre 5 et le récipient 13, en isolant ces derniers de la source 12 de pression. Chaque mode autorise un unique débit de fluide entre la chambre 5 et la source 12 ou le récipient 13. Une telle électrovanne 11 binaire présente l'avantage d'être peu onéreuse, ainsi que de permettre une purge rapide de la chambre 5 lorsque la pression hydraulique augmente dans la chambre 6. En général, la deuxième électrovanne 14 est une électrovanne de type proportionnelle. Elle permet de moduler les débits de fluide circulant entre les différentes voies de circulation. Ce type de vanne est plus coûteux, mais permet un déplacement graduel des pistons des actionneurs. De manière préférentielle, le piston 7 est équipé d'un billage. Plus précisément, la tige 8 du piston 7 comporte au moins deux cavités (19, 20), alignées parallèlement à l'axe 8. Une bille 21 est susceptible de se loger dans l'une ou l'autre de ces cavités (19, 20). La bille est placée à une première extrémité d'un ressort 22, d'axe perpendiculaire à l'axe 8. Une seconde extrémité du ressort 22 est montée fixe par rapport au corps du vérin 4. Le piston 7 est donc mobile en translation selon l'axe 8 par rapport au ressort 22. En l'absence de pression dans les chambres (5, 6), la bille 21 se loge dans l'une des cavités (19, 20), maintenant le piston 7 dans une position fixe selon l'axe 8. Une première cavité 19 a une position telle que, lorsque la bille 21 est logée dans ladite cavité 19, la tige 9 du piston enclenche le dispositif 5 3. Une deuxième cavité 20 a une position telle que, lorsque la bille 21 est logée dans ladite cavité 19, la tige 9 du piston n'enclenche pas le dispositif 3. Ainsi, en l'absence de pression dans les chambres (5, 6), la bille 21 poussée par le ressort 22 maintient le verrou de frein de parking en mode activé ou en mode désactivé. Lorsque la pression hydraulique augmente dans l'une des chambres (5, 6), la force exercée sur le piston 7 conduit le ressort 22 à se comprimer. La bille 21 libère alors la cavité 19 ou 20 dans laquelle elle était logée, autorisant le mouvement du piston 7 selon l'axe 8. Selon un autre mode de réalisation, le vérin 16 peut actionner le passage d'une autre vitesse que la première, par exemple la troisième vitesse ou la marche arrière. Il faut alors commander l'engagement de ladite vitesse pour déverrouiller le frein de stationnement, avant d'engager la première vitesse pour mettre le véhicule en mouvement. La figure 2 représente une vue schématique partielle d'une boîte de vitesses selon un autre mode de réalisation de l'invention. Ladite boîte 31 de vitesses fait partie d'un véhicule automobile (non représenté). Dans l'exemple représenté à la figure 2, la boîte 31 est une boîte automatique ou semi-automatique, à double embrayage. La boîte 31 de vitesses comporte un actionneur 32 électro-hydraulique pour le verrouillage du frein de stationnement du véhicule. Ladite boîte 31 comporte notamment un dispositif 33 de commande dudit verrouillage de frein. L'actionneur 32 comporte un vérin 34 à double effet, ledit vérin 34 étant pourvu de deux chambres (35, 36) de pression et d'un piston 37 mobile en translation selon un axe 38 principal. Le déplacement d'une tige 39 du piston dans un sens 40, matérialisé par une flèche sur la figure 2, conduit à l'enclenchement, par ladite tige 39, du dispositif 33 de commande de verrou de frein de stationnement. Le déplacement du piston 37 selon l'axe 38 est généré par une variation de pression hydraulique dans l'une ou l'autre des chambres (35, 36). La variation de pression dans une chambre 36 est commandée par une électrovanne 44 à trois voies. Ladite électrovanne 44 est reliée à la chambre 36, à une source 42 de pression hydraulique et à un récipient (non représenté) de récupération de fluide. Une augmentation de pression dans la chambre 36 conduit le piston 37 à se déplacer dans le sens opposé au sens 40, désactivant le dispositif 33 de commande de verrou de frein. De même que l'électrovanne 14 représentée à la figure 1, l'électrovanne 44 est également reliée à une chambre 45 de pression d'un vérin 46. Ledit vérin 46 fait partie d'un actionneur d'une première vitesse du véhicule équipé de la boîte 31 de vitesses. Une augmentation de pression hydraulique dans la chambre 45 permet d'enclencher la première vitesse du véhicule. L'électrovanne 44 peut alimenter simultanément les deux chambres (36, 45) en pression hydraulique. Ainsi, lorsque la première vitesse du véhicule est enclenchée, le verrou de frein de stationnement est simultanément déverrouillé. Comme dans le mode de réalisation décrit à la figure 1, le piston 37 comporte préférentiellement un système de billage. Ledit système comprend notamment deux cavités (49, 50), alignées axialement sur sa tige 39, dans lesquelles peut se loger une bille 51 poussée par un ressort 52. La bille 51 et le ressort 52 permettent de bloquer le piston 37 dans une position fixe en l'absence de pression dans les chambres (35, 36). Une position correspondant à une cavité 49 permet l'enclenchement du dispositif 33 par la tige 39, une autre position correspondant à une cavité 50 permet de désactiver le dispositif 33. Une augmentation de pression hydraulique dans la chambre 35 du vérin conduit le piston 37 à se déplacer dans le sens 40, enclenchant le dispositif 33. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, la variation de pression dans la chambre 35 est commandée par l'action combinée de deux électrovannes (53, 54) à trois voies. L'électrovanne 53 est reliée à la source 42 de pression hydraulique, au récipient de récupération de fluide et à une chambre 55 d'un vérin commandant le passage à une vitesse V1 du véhicule. L'électrovanne 54 est reliée à la source 42, au récipient de récupération de fluide et à une chambre 56 d'un vérin commandant le passage à une 35 vitesse V2 du véhicule. Les vitesses V1 et V2 ont la même parité. Par exemple, V1 est la deuxième vitesse et V2 est la sixième vitesse du véhicule. Les deux vitesses (V1, V2) sont donc situées sur un même embrayage de la boîte 31 de vitesses à double embrayage. Le fonctionnement des électrovannes (44, 53, 54) est piloté par un dispositif (non représenté) apte à envoyer des signaux électriques de commande auxdites électrovannes. La chambre 35 du vérin 34 et la chambre 56 du vérin commandant le passage à la vitesse V2 sont reliées à un distributeur 57 simple effet, monostable. Par ailleurs, une voie 58 de circulation de fluide, reliée à l'électrovanne 53, se divise en deux branches (58.1, 58.2). La branche 58.1 est reliée à la chambre 55 du vérin commandant le passage à la vitesse V1. La branche 58.2 est reliée au distributeur 57. En position par défaut, le distributeur 57 monostable relie la chambre 35 du vérin 34 à un récipient (non représenté) de récupération de fluide. Lorsque l'électrovanne 53 est activée, du fluide circule dans la branche 58.2, ce qui conduit au changement de position du distributeur 57. La chambre 56 et la chambre 35 se trouvent alors en communication via le distributeur 57. Lorsque l'électrovanne 54 est activée simultanément à l'électrovanne 53, du fluide remplit la chambre 56 et passe ensuite dans la chambre 35 via le distributeur 57. Le remplissage de la chambre 35 conduit le piston 37 à se déplacer dans le sens 40, enclenchant le dispositif 33. Lors du passage à la vitesse V1, l'électrovanne 53 est activée sans que l'électrovanne 54 ne soit activée simultanément. Les chambres 56 et 35 se trouvent alors en communication mais aucun fluide ne circule dans lesdites chambres. Lors du passage à la vitesse V2, l'électrovanne 54 est activée sans que l'électrovanne 53 ne soit activée simultanément. Le distributeur 57 est alors dans sa position par défaut, telle que les chambres 56 et 35 se trouvent isolées l'une de l'autre. Le fluide de la chambre 56 ne passe donc pas dans la chambre 35. Selon une variante de l'invention, dans le cas d'un actionneur de boîte de vitesse comportant une électrovanne commandant un distributeur, il est également possible d'utiliser cette électrovanne pour déverrouiller le frein de stationnement à la place de l'électrovanne 44. REVENDICATIONS1.- Boîte (1) de vitesse comportant un actionneur (2) électro-hydraulique de verrou de frein de stationnement, ledit actionneur comprenant : - un vérin (4) à double effet, pourvu de deux chambres (5, 6) de pression et d'un piston (7) mobile en translation selon un axe (8) principal, le déplacement d'une tige (9) du piston dans un sens (10) conduisant à l'enclenchement par ladite tige d'une commande (3) de verrou de frein de stationnement, - un groupe (12) hydraulique d'alimentation du vérin, - une première électrovanne (11) interposée entre le groupe hydraulique et une première chambre (5) de pression du vérin, un remplissage de ladite première chambre entraînant le déplacement du piston dans le sens (10) d'enclenchement du verrou de frein, - une deuxième électrovanne (14) interposée entre le groupe hydraulique et une deuxième chambre (6) de pression du vérin, un remplissage de ladite deuxième chambre entraînant le déplacement du piston dans un sens de désengagement du verrou de frein, ladite boîte étant caractérisée en ce que la deuxième électrovanne est en outre interposée entre le groupe hydraulique et une chambre (15) de pression d'un vérin (16), un remplissage de ladite chambre assurant le passage d'une vitesse du véhicule, de telle sorte que ladite deuxième électrovanne puisse alimenter simultanément les deux chambres (6,15). 2.- Boîte de vitesses selon la revendication 1, telle que la tige du piston est munie d'au moins deux cavités (19, 20) alignées axialement, une bille (21) poussée par un ressort (22) d'axe perpendiculaire au piston pouvant se loger dans l'une desdites cavités, de manière à bloquer axialement le piston en l'absence de pression hydraulique dans la première et la deuxième chambre. 3.- Boîte de vitesses selon la revendication 1 ou la revendication 2, telle que la première électrovanne (11) est une électrovanne binaire. 4.- Boîte (31) de vitesses selon la revendication 1 ou la revendication 2, ladite boîte étant à double embrayage, telle que la première chambre (35) de pression du vérin (34) est remplie par l'activation simultanée de deux électrovannes (53, 54) reliées à un distributeur (57), chacune desdites électrovannes (53, 54) étant en outre interposée entre le groupe hydraulique et une chambre (55, 56) de pression d'un vérin, un remplissage de chacune desdites chambres (55, 56) assurant le passage d'une vitesse (V1, V2) du véhicule, lesdites vitesses (V1, V2) ayant la même parité. 5.- Véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes.