Brevet FR2963402A1 — publié le 20120203

"SYSTEME DE COMMANDE POUR UNE BOITE DE VITESSES DE TYPE A COMMANDE AUTOMATISEE POUR UN VEHICULE" La présente invention est relative à un système de 5 commande pour une boîte de type à commande automatisée pour un véhicule. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de commande pour une boîte de vitesses de type à commande automatisée pour un véhicule, notamment 10 automobile, comprenant un mécanisme de frein de stationnement qui comporte un actionneur de verrou d'immobilisation du véhicule en stationnement. Un exemple de ce genre de système est connu du document FR2359735 dans lequel le mécanisme de frein de 15 stationnement agit sur un manchon de couplage de pignon de la boîte. Il est relativement complexe et onéreux car il comporte un grand nombre de pièces. En outre, il importe que le mécanisme de frein de stationnement ne puisse être actionné accidentellement du 20 fait d'une logique de commande qui, en cas de disfonctionnement, pourrait entraîner par exemple l'engagement et la mise en prise de deux rapports alors que le véhicule roule. La présente invention a notamment pour but de 25 remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un système de commande pour une boîte de vitesses de type à commande automatisée pour un véhicule, notamment automobile, comprenant un mécanisme de frein de stationnement qui 30 comporte un actionneur de verrou d'immobilisation du véhicule en stationnement, caractérisé en ce qu'il comporte des noix de commande pouvant être actionnées en translation pour engager et désengager des rapports de démultiplication de la boîte de vitesses, une première et 35 une deuxième desdites noix de commande étant destinées à la commande de fourchettes dédiées respectivement à deux différents desdits rapports, et caractérisé en ce que : le mécanisme de frein de stationnement comporte un premier organe de verrouillage solidaire de ladite première noix de manière à se déplacer avec cette dernière entre une position inactive et une position active quand un rapport commandé par la première noix est respectivement dégagé et engagé ; le mécanisme de frein de stationnement comporte un second organe de verrouillage solidaire de ladite deuxième noix de manière à se déplacer par rapport à cette dernière entre une position inactive, à la position inactive du premier organe de verrouillage, et une position d'entraînement à laquelle le second organe est accouplé avec l'actionneur du verrou, quand le premier organe est à sa position active et actionne le second organe de verrouillage ; l'actionneur du verrou occupe une position inactive quand les organes de verrouillage sont à leur position inactive et une position de stationnement quand le second organe de verrouillage est à sa position d'entraînement et la deuxième noix est à engagement de l'un desdits rapports. Dans divers modes de réalisation du système selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes . le premier organe de verrouillage solidaire de la première noix est une rampe en saillie par rapport à cette dernière et le deuxième organe de verrouillage solidaire de la deuxième noix est un pion monté coulissant par rapport à cette dernière de manière à se déplacer sous l'action de la rampe au contact d'une première des extrémités du pion ; l'actionneur du verrou d'immobilisation détermine une encoche dans laquelle une deuxième des extrémités du pion coopère quand il est à sa position active ; les noix de commande et l'actionneur de verrou d'immobilisation ont des axes parallèles et se déplacent par translation suivant ces axes ; la première et la deuxième noix de commande sont destinées à la commande de fourchettes dédiées respectivement à des rapports de parités différentes ; la première et la deuxième noix de commande sont destinées à la commande de fourchettes dédiées respectivement à des rapports espacés ; la première et la deuxième noix de commande sont dédiées respectivement au cinquième rapport de marche avant et au rapport de marche arrière. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un procédé de commande d'un système de commande pour une boîte de vitesses de type à commande automatisée pour un véhicule, le système étant conforme à l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape de commande d'engagement d'un premier rapport en faisant passer le premier organe de verrouillage du mécanisme de frein de stationnement de sa position inactive à sa position active ; une étape de commande d'engagement d'un second rapport, le premier et le second rapport étant différents, en faisant passer le second organe de verrouillage du mécanisme de frein de stationnement de sa position inactive à sa position de d'entraînement quand le premier organe est à sa position active, l'actionneur du verrou d'immobilisation occupant sa position de stationnement. Dans un mode de réalisation du procédé, le premier rapport et le second rapport sont respectivement le cinquième rapport de marche avant et le rapport de marche arrière, l'étape de commande d'engagement du second rapport pouvant être une étape d'engagement partiel dudit rapport. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un système de commande selon l'invention pour boîtes de vitesses, en une position inactive du mécanisme de frein de stationnement, au point mort de la boîte de vitesses ; la figure 2 est une vue du type de la figure 1, représentant le système de commande selon l'invention en un état intermédiaire du mécanisme de frein de stationnement, quand un rapport de la boîte de vitesses est engagé ; la figure 3 est une vue du type de la figure 1, représentant le système de commande selon l'invention en une position de freinage occupée par le mécanisme de frein de stationnement. Sur les différentes figures, les mêmes références 20 désignent des éléments identiques ou similaires. En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un système de commande pour boîte de vitesses de véhicule, notamment automobile, associé à un mécanisme de frein de stationnement qui comporte un actionneur de 25 verrou d'immobilisation. Le verrou d'immobilisation est de type connu pour contribuer à l'immobilisation du véhicule sous la commande de l'actionneur occupant une position de stationnement. Le verrou, en occupant une position verrouillée de stationnement, contribue à 30 l'immobilisation du véhicule en bloquant des organes du groupe moto propulseur de manière à bloquer les roues motrices. Dans le mode de réalisation représenté aux figures, le mécanisme de frein de stationnement comporte une barre 35 de commande 12 pour constituer l'actionneur associée au verrou. 15 Dans la description qui va suivre, l'invention est décrite dans un environnement correspondant à celui d'une boîte de vitesses à architecture à arbres parallèles. La direction désignée comme longitudinale dans la description correspond à l'axe desdits arbres. La boîte de vitesses est associée à un double embrayage, de type connu, et sa commande est automatisée par une unité de commande et ses organes d'actionnement. Une telle boîte de vitesses et son double embrayage est par exemple décrite dans la demande de brevet EP2161476, une telle boîte étant couramment appelée boîte pilotée ou robotisée. Le conducteur du véhicule dispose, de manière classique dans un véhicule à boîte de vitesses pilotée, d'une interface de commande de la boîte, par exemple un levier de vitesses, qui permet soit un mode de fonctionnement complètement automatique de la boîte, soit un mode de fonctionnement par commande manuelle pour choisir un rapport de démultiplication de marche avant. Outre les rapports de marche avant, et le mode de fonctionnement de la boîte, l'interface permet au conducteur de demander le passage de la marche arrière ou de choisir la position de stationnement à laquelle le verrou contribue à l'immobilisation du véhicule. Les arbres de la boîte portent des pignons dont des engrenages ayant chacun une paire de pignons déterminent les rapports de démultiplication de la boîte de vitesses. Dans chaque engrenage, un pignon fou est accouplé à son arbre par l'intermédiaire d'un manchon de synchroniseur quand le rapport correspondant est engagé. Les manchons coulissent dans la direction longitudinale entre leur position d'accouplement d'un pignon fou et leur position désaccouplée par l'intermédiaire de fourchettes montées sur des noix de commandes qui sont disposées parallèlement aux arbres et qui se débattent dans la direction longitudinale. Chaque noix de commande est actionnée par l'intermédiaire d'un étrier piloté par des moyens connus pour engager et dégager les rapports de la boîte de vitesses. Aux figures, la fourchette désignée par la référence 15 est associée au manchon de synchroniseur du troisième et du cinquième rapport de la boîte de vitesses. Cette fourchette 15 est solidaire de la noix de commande référencée 17 et de l'étrier référencé 19. La noix de commande 17, servant en particulier pour le cinquième rapport, supporte une rampe de verrouillage 20 constituant un premier organe de verrouillage appartenant au mécanisme de frein de stationnement. Cette rampe de verrouillage 20, en saillie par rapport à une face de la noix comporte, un pan d'attaque 20A incliné par rapport à la direction longitudinale et un pan principal 20B s'étendant dans la direction longitudinale. Aux figures, la fourchette désignée par la référence 24 est associée au manchon de synchroniseur du quatrième rapport et de la marche arrière. Cette fourchette 24 est solidaire de la noix de commande référencée 26 et de l'étrier référencé 28. La noix de commande 26, servant en particulier pour la marche arrière, supporte un pion de verrouillage 30 constituant un second organe de verrouillage appartenant au mécanisme de frein de stationnement. Ce pion 30 est monté dans la noix de commande 26 selon un guidage à coulissement perpendiculaire aux axes des noix de commandes. Le pion 30 est disposé en regard de la noix de commande 17. Des moyens de rappel type ressort sont aménagés entre le pion 30 et la noix 26 le supportant pour que l'extrémité de poussée 30A du pion, orientée vers la noix de commande 17, soit à même de dépasser de la noix 26 vers la rampe 20. A l'opposé, le pion 30 comporte une extrémité 30B d'entraînement de la barre 12, cette extrémité étant à même de dépasser de la noix 26 du côté de la barre 12 quand le ressort est comprimé par action de la rampe de verrouillage 20 sur le pion 30. La barre de commande 12 associée au verrou de blocage des roues motrices comporte une encoche 34 permettant l'entraînement de ladite barre 12 par l'intermédiaire du pion 30, comme il sera expliqué ultérieurement. La noix de commande 17, la noix de commande 26 et la barre de commande 12 ont leur axe sensiblement dans un même plan, lequel coupe sensiblement la rampe de verrouillage 20, tout comme le pion 30 et l'encoche 34. Ainsi, la rame de verrouillage 20 peut entrer en contact du pion 30 pour le faire coulisser dans la noix 26 à l'encontre de la force de rappel de son ressort, pour que le pion puisse avoir son extrémité d'entraînement 30B dans ladite encoche 34. Le fonctionnement du système apparaît déjà en partie à la lecture de la description qui précède et va maintenant être détaillé. Quand le système de commande 10 a son mécanisme de frein de stationnement qui est inactif comme représenté à la figure 1, par exemple au repos du système quand la boîte de vitesse est au point mort, la rampe de verrouillage 20 a son pan d'attaque 20A qui est en regard du pion 30, la pan d'attaque 20A et le pion 30 étant distants l'une de l'autre. Le pion d'entraînement 30 a son extrémité de poussée 30A dépassant de la noix 26 qui le porte, vers la rampe de verrouillage 20. Quand le conducteur du véhicule veut activer la position de stationnement à laquelle le verrou contribue à l'immobilisation du véhicule, il actionne en conséquence l'interface de commande de la boîte, par exemple le levier de vitesses. L'unité de commande de la boîte et ses organes d'actionnement commandent l'engagement du cinquième rapport, alors que les embrayages de la boîte de vitesse sont ouverts, et font déplacer la noix de commande 17 par son étrier 19, vers la droite en considérant les figures. Lors de cette première étape permettant de commander le verrou d'immobilisation pour qu'il contribue à l'immobilisation du véhicule, la rampe de verrouillage 20 a son pan d'attaque 20A qui est mis au contact du pion de verrouillage 30. Ainsi, cette rampe et ce pion passent de leur position inactive à leur position active. Cette mise en contact, combinée au déplacement de la noix de commande 17 à l'engagement du cinquième rapport, déplace le pion de verrouillage 30 à coulissement dans la noix de commande 26, en direction de l'encoche 34. Quand le cinquième rapport est engagé, le pion de verrouillage 30 a son extrémité d'entraînement 30B qui coopère par engagement avec l'encoche 34, si bien que la noix de commande 26 et la barre de commande 12 sont en prise. Cet état intermédiaire du système de commande est celui illustré à la figure 2, à laquelle les traits mixtes pointillés représentent la position de la noix de commande 17 au repos, tout comme les pièces qui en sont solidaires. Ensuite, lors d'une deuxième étape permettant de commander le verrou d'immobilisation pour qu'il contribue à l'immobilisation du véhicule, l'unité de commande de la boîte et ses organes d'actionnement commandent l'engagement partiel de la marche arrière. Le cinquième rapport reste engagé et les embrayages de la boîte de vitesse restent ouverts. La noix de commande 26 est ainsi déplacée par l'intermédiaire de son étrier 28, vers la droite en considérant les figures. Le pion de verrouillage 30 est déplacé avec la noix de commande. Au contact de la rampe de verrouillage 20, le pion de verrouillage 30 coulisse sur le pan principal de cette dernière. En outre, le pion de verrouillage 30 en prise avec l'encoche 34 de la noix de commande 12 de verrou d'immobilisation entraîne le coulissement de cette dernière de la distance correspondant à l'engagement partiel de la marche arrière. Ainsi, la noix de commande 12 de verrou d'immobilisation entraîne le verrou jusqu'à ce qu'il atteigne sa position verrouillée de stationnement. Cet état de freinage du système de commande est celui illustré à la figure 3, à laquelle d'une part les traits mixtes pointillés représentent la position de la noix de commande 17 au repos, tout comme les pièces qui en sont solidaires et d'autre part les traits pointillés réguliers représentent la position de la noix de commande 26 et son étrier 28 au repos. Pour désactiver le frein de stationnement, il suffit d'agir en sens inverse de celui décrit ci-dessus en dégageant la marche arrière, par action de la noix 26 vers le quatrième rapport, puis le cinquième rapport de marche avant par action de la noix 17 vers le troisième rapport. Il ressort du fonctionnement du système de commande qu'avantageusement deux étapes principales sont nécessaires au fonctionnement sécurisé du verrou d'immobilisation pour le faire passer de sa position inactive à sa position de freinage. Ces étapes correspondent à l'engagement du cinquième rapport de marche avant, puis à l'engagement du rapport de marche arrière. Elles sont simples à programmer dans l'unité de commande de la boîte de vitesses, sans aménagement complexe de ses organes d'actionnement. Ce choix présente plusieurs avantages. Tout d'abord, ces rapports ne sont pas consécutifs, si bien que l'unité de la commande de la boîte ne peut pas, par erreur, commander l'actionnement du verrou d'immobilisation au lieu de l'enchaînement normal de deux rapports consécutifs. Ensuite, ces rapports sont de parités différentes et avantageusement, ils seront choisis en ayant des pignons fous portés par des arbres différents. Les rapports de parités différentes sont soient des rapports pairs et impairs. L'unité de commande de la boîte et ses organes d'actionnement ne vont pas commander lesdits rapports en même temps par erreur, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une logique de sécurité de commande supplémentaire. Enfin et surtout, ces rapports incluent la marche arrière qui bénéficie d'un niveau de sécurité d'engagement particulier dans la logique de fonctionnement de l'unité de commande de la boîte de vitesses. Par exemple, il y a un contrôle empêchant l'engagement de la marche arrière lorsque le véhicule roule. Ce fonctionnement évite, dans le cas d'une boîte à double embrayage, une commande erronée du verrou d'immobilisation qui pourrait intervenir lors du choix de deux rapports commandés à engagement en même temps. En effet, dans une telle boîte et en choisissant judicieusement l'actionnement des embrayages, alors que le véhicule roule avec un rapport en prise, un rapport supérieur ou inférieur peut être engagé en prévision d'un changement de rapport à venir. Avantageusement, le mécanisme de frein de stationnement est simple, puisqu'il comporte : la rampe 20 constituant le premier organe de verrouillage solidaire d'une première noix de commande, en l'espèce la noix 17 du cinquième rapport, de manière à se déplacer avec cette dernière entre une position inactive et une position active quand un rapport commandé par la première noix est respectivement dégagé et engagé ; - le pion 30 constituant le second organe de verrouillage solidaire d'une deuxième noix de commande, en l'espèce la noix 26 de la marche arrière, de manière à se déplacer par rapport à cette dernière entre une position inactive, à la position inactive du premier organe de verrouillage, et une position de d'entraînement à laquelle le second organe est accouplé avec l'actionneur du verrou constitué par la barre 12, quand le premier organe 20 est à sa position active et actionne le second organe de verrouillage 30. Avantageusement, pour engager uniquement la marche arrière, il suffit que l'unité de commande de la boîte s'assure seulement de ne pas avoir le cinquième rapport engagé. Un capteur de contrôle de position du verrou d'immobilisation est envisageable pour s'assurer du bon fonctionnement dudit verrou avec redondance, mais avantageusement, ce capteur n'est pas indispensable, puisque les informations de position des fourchettes actionnées suffisent pour reconstruire l'état de fonctionnement du mécanisme de frein de stationnement. REVENDICATIONS1. Système de commande pour une boîte de vitesses de type à commande automatisée pour un véhicule, comprenant un mécanisme de frein de stationnement qui comporte un actionneur (12) de verrou d'immobilisation du véhicule en stationnement, caractérisé en ce qu'il comporte des noix de commande (17, 26) pouvant être actionnées en translation pour engager et désengager des rapports de la boîte de vitesses, une première et une deuxième desdites noix de commande étant destinées à la commande de fourchettes dédiées respectivement à deux différents desdits rapports, et caractérisé en ce que : le mécanisme de frein de stationnement comporte un premier organe de verrouillage (20) solidaire de ladite première noix (17) de manière à se déplacer avec cette dernière entre une position inactive et une position active quand un rapport commandé par la première noix est respectivement dégagé et engagé ; le mécanisme de frein de stationnement comporte un second organe de verrouillage (30) solidaire de ladite deuxième noix (26) de manière à se déplacer par rapport à cette dernière entre une position inactive, à la position inactive du premier organe (20), et une position d'entraînement à laquelle le second organe (30) est accouplé avec l'actionneur (12) du verrou, quand le premier organe (20) est à sa position active et actionne le second organe (30) ; l'actionneur (12) du verrou occupe une position inactive quand lesdits organes (20, 30) sont à leur position inactive et une position de stationnement quand le second organe (30) est à sa position d'entraînement et la deuxième noix (26) est à engagement de l'un desdits rapports. 2. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier organe de verrouillage (20) solidaire de la première noix est une rampe ensaillie par rapport à cette dernière et le deuxième organe de verrouillage (30) solidaire de la deuxième noix (26) est un pion monté coulissant par rapport à cette dernière de manière à se déplacer sous l'action de la rampe au contact d'une première (30A) des extrémités du pion (30). 3. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'actionneur (12) du verrou d'immobilisation détermine une encoche (34) dans laquelle une deuxième (30B) des extrémités du pion (30) coopère quand il est à sa position active. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les noix de commande (17, 26) et l'actionneur (12) de verrou d'immobilisation ont des axes parallèles et se déplacent par translation suivant ces axes. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première (17) et la deuxième (26) noix de commande sont destinées à la commande de fourchettes dédiées respectivement à des rapports de parités différentes. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première (17) et la deuxième (26) noix de commande sont destinées à la commande de fourchettes dédiées respectivement à des rapports espacés. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première (17) et la deuxième (26) noix de commande sont dédiées respectivement au cinquième rapport de marche avant et au rapport de marche arrière. 8. Procédé de commande d'un système de commande pour une boîte de vitesses de type à commande automatisée pour un véhicule, caractérisé en ce que, le système étant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, il comporte :une étape de commande d'engagement d'un premier rapport en faisant passer le premier organe de verrouillage (20) du mécanisme de frein de stationnement de sa position inactive à sa position active ; une étape de commande d'engagement d'un second rapport, le premier et le second rapport étant différents, en faisant passer le second organe de verrouillage (30) du mécanisme de frein de stationnement de sa position inactive à sa position de d'entraînement quand le premier organe est à sa position active, l'actionneur (12) du verrou d'immobilisation occupant sa position de stationnement. 9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le premier rapport et le second rapport sont respectivement le cinquième rapport de marche avant et le rapport de marche arrière. 10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de commande d'engagement du second rapport est une étape d'engagement partiel dudit rapport.20