Brevet FR3159648A1 — publié le 20250829

La présente invention concerne un système de verrouillage en stationnement (1) pour une transmission de véhicule automobile, comprenant une roue de verrouillage (11) connectée à un élément de transmission, un cliquet de stationnement (5) doté d'un doigt de verrouillage (6) conçu pour venir en prise dans un évidement (10) de la roue de verrouillage (11), une tête de fourche coulissante montée dans un boîtier (20) comprenant des parois latérales (22) connectées par une arête (21). Un dispositif de détection (30) de la vitesse de la roue de verrouillage (11) et/ou de la position du cliquet de stationnement (5) et/ou de la position de la tête de fourche coulissante (8) est monté sur le boîtier (20). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Système de verrouillage en stationnement pour une transmission de véhicule automobile La présente invention concerne un système de verrouillage en stationnement pour un véhicule automobile ayant une transmission automatique, tel qu’un véhicule hybride ou électrique. De manière classique, un système de verrouillage en stationnement comprend une roue de verrouillage connectée à un élément de transmission et un cliquet de stationnement doté d'un doigt de verrouillage adoptant une position de verrouillage dans laquelle le doigt de verrouillage est en prise dans un évidement de la roue de verrouillage ou une position de déverrouillage dans laquelle le doigt de verrouillage est désaccouplé de l’évidement. Le système de verrouillage en stationnement est relié à un actionneur pour transformer de l’énergie électrique en énergie mécanique. Il est donc nécessaire de connaître exactement la position angulaire et/ou le nombre de tours par minute de la roue de verrouillage afin de mettre en prise parfaitement le doigt de verrouillage dans l’évidement de la roue de verrouillage en évitant un effet d’encliquetage qui peut mener à l’usure ou même à la rupture du système de verrouillage en stationnement. Il n’est pas possible de se fier à la vitesse du véhicule du fait des nombreuses tolérances dans la transmission, pour mettre en prise le cliquet de stationnement, surtout à de faibles vitesses du véhicule. Ceci est encore moins réalisable lorsque la transmission a plusieurs engrenages en raison du rapport d’engrenage. L’utilisation d'un capteur de vitesse de roue est connue d’après le document DE 10 2017 220 549 A1. Ce capteur de vitesse de roue est fixé quelque part dans la transmission. On peut s’attendre à des problèmes fonctionnels du fait de la chaîne de tolérance considérable provoquée par les emplacements d’installation physiquement séparés du système de verrouillage en stationnement et du capteur de vitesse de roue menant à des mesures peu fiables. Il est également nécessaire de connaître exactement la position du cliquet de stationnement pour déterminer si le cliquet de stationnement est dans la position de verrouillage ou de déverrouillage. Il n’est pas possible de se fier à la position de l’actionneur du fait des nombreuses tolérances dans les composants entre l’actionneur et le cliquet de stationnement. L’utilisation d'un capteur de position de verrouillage de cliquet de stationnement est connue d’après le document DE 10 2009 023 498 A1. Ce capteur de position est fixé quelque part dans la transmission. On peut s’attendre à des problèmes fonctionnels du fait de la chaîne de tolérance considérable provoquée par les emplacements d’installation physiquement séparés du système de verrouillage en stationnement et du capteur de position de verrouillage menant à des mesures peu fiables. Il est nécessaire de rendre ces mesures plus fiables, tout en facilitant l’assemblage et l’insertion du système de verrouillage en stationnement dans la transmission. La présente invention concerne un système de verrouillage en stationnement pour une transmission de véhicule automobile, comprenant une roue de verrouillage connectée à un élément de transmission, un cliquet de stationnement doté d'un doigt de verrouillage conçu pour venir en prise dans un évidement de la roue de verrouillage, une tête de fourche coulissante destinée à adopter en alternance une position de verrouillage, dans laquelle la tête de fourche coulissante pousse le cliquet de stationnement dans une position d’entrée en prise du doigt dans l’évidement de la roue pour verrouiller l’élément de transmission, ou une position de déverrouillage, dans laquelle le cliquet de stationnement est ramené à une position de désaccouplement du doigt, la tête de fourche coulissante est montée dans un boîtier comprenant des parois latérales connectées par une arête, un dispositif de détection de la vitesse de la roue de verrouillage et/ou de la position du cliquet de stationnement et/ou de la position de la tête de fourche coulissante est monté sur le boîtier. Le principe de l’invention est de réduire autant que possible la chaîne dimensionnelle entre le dispositif de détection et le cliquet de stationnement ou la roue de verrouillage. L’intégration du dispositif de détection directement sur le boîtier résout les problèmes susmentionnés. Selon l'invention, il est possible de mesurer très précisément la vitesse de la roue de verrouillage directement à partir du système de verrouillage en stationnement et d’envoyer cette information à l’unité de commande associée. L’unité de commande décide alors si le cliquet de stationnement peut être mis en prise en toute sécurité et sans endommager potentiellement les composants concernés. Selon l'invention, il est également possible de mesurer les deux positions les plus importantes du cliquet de stationnement directement ou indirectement et d’envoyer cette information à l’unité de commande. L’unité de commande décide alors si le cliquet de stationnement est correctement mis en prise ou désaccouplé en toute sécurité et sans endommager potentiellement les composants concernés. La détection de la position du cliquet de stationnement mène à une mesure directe et la détection de la position de la tête de fourche coulissante mène à une mesure indirecte de la position du cliquet de stationnement, car le cliquet de stationnement est lié à la position de la tête de fourche coulissante. Selon un aspect de l’invention, le dispositif de détection est un dispositif à effet Hall polarisé en inverse ayant un aimant et un élément de Hall. Ce dispositif peut mesurer la vitesse de la roue de verrouillage à l’aide du changement dans le circuit magnétique provoqué par les évidements de la roue de verrouillage ferromagnétique. Ce dispositif peut également mesurer les deux positions statiques du cliquet de stationnement à l’aide du changement dans le circuit magnétique provoqué par la distance du cliquet de stationnement ferromagnétique. En variante, un capteur à effet Hall ou un capteur magnéto-résistif peut être utilisé au lieu du dispositif à effet Hall polarisé en inverse. Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de détection est monté sur l’une des parois latérales. Cet agencement assure un accès plus facile à la roue de verrouillage et/ou au cliquet de stationnement. Selon un premier mode de réalisation de l’invention, le boîtier est traversé latéralement par un arbre autour duquel le cliquet de stationnement est monté pivotant et le dispositif de détection est monté sur cet arbre et contre l’une des parois latérales. Cet agencement facilite la fixation du dispositif de détection sur le boîtier et la mesure de la vitesse de la roue de verrouillage de manière fiable. Selon l’invention, la tête de fourche coulissante comprend un premier rouleau et un second rouleau, chacun étant monté de manière à tourner librement autour d'un axe, le premier rouleau étant positionné de manière à rouler contre le cliquet de stationnement lorsque la tête de fourche coulissante passe à la position de verrouillage, et le second rouleau étant positionné de manière à rouler contre l’arête du boîtier. Chaque paroi latérale du boîtier est perforée par au moins une fente, de préférence deux fentes servant à guider les extrémités de l’axe, les extrémités des fentes formant les butées pour les positions de verrouillage et de déverrouillage de la tête de fourche. Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, le dispositif de détection est situé dans la zone de l’au moins une fente et contre l’une des parois latérales. Cet agencement facilite la fixation du dispositif de détection sur le boîtier et la mesure de la position du cliquet de stationnement et/ou la tête de fourche coulissante de manière fiable. Selon l’invention, le dispositif de détection est fixé au boîtier à l’aide de moyens de fixation, tels que vis, colle, encliquetage, etc. Selon l’invention, la tête de fourche coulissante est poussée dans la position de verrouillage par un ressort et dans la position de déverrouillage par un actionneur. La présente invention peut être mieux comprise en référence à la description et aux dessins suivants. Dans les dessins : la FIG. 1 illustre un premier mode de réalisation du système de verrouillage en stationnement dans lequel le dispositif de détection est monté sur le boîtier pour détecter la vitesse de la roue de verrouillage ; la FIG. 2 illustre un deuxième mode de réalisation du système de verrouillage en stationnement dans lequel le dispositif de détection est monté sur le boîtier pour détecter la position du cliquet de stationnement. Dans la description ci-après, il est fait référence à des dessins annexés, qui font partie de celle-ci, et dans lesquels il est représenté de manière illustrative des modes de réalisation spécifiques dans lesquels l’invention peut être appliquée. Ces modes de réalisation sont décrits de manière suffisamment détaillée pour permettre à une personne du métier de mettre en pratique l’invention, et on comprendra que les modes de réalisation peuvent être combinés ou que d’autres modes de réalisation peuvent être utilisés et que des modifications structurales et logiques peuvent être apportées sans s’écarter du domaine d’application de la présente invention. La description détaillée suivante ne doit donc pas être interprétée comme étant limitative et le domaine d’application de la présente invention est défini par les revendications ci-jointes et leurs équivalents. La FIG. 1 représente le système de verrouillage en stationnement 1. Il comprend un boîtier 20 constitué d’au moins une tôle pliée et découpée. Le boîtier 20 comprend au moins deux pattes 3 servant à la fixation, de préférence une à l’avant et une à l’arrière, à une partie fixe de la transmission de véhicule. Le boîtier 20 a deux parois latérales et une arête 21 définissant une forme « en U ». Le boîtier 20 est traversé latéralement par un arbre 4 autour duquel un cliquet de stationnement 5 est monté pivotant. Le cliquet de stationnement 5 est donc agencé à l’intérieur du boîtier 20, et est à même de faire saillie à partir d'une paroi inférieure ouverte du boîtier 20. Le cliquet de stationnement 5 est doté, à l’une de ses extrémités, d'un doigt de verrouillage 6 conçu pour venir en prise dans un évidement d’une roue de verrouillage connectée de manière rotative à une sortie de la transmission de véhicule. Le cliquet de stationnement 5 est maintenu dans, et ramené à, une position de désaccouplement du doigt 6 au moyen d'un organe de rappel élastique 7, par exemple sous la forme d'un ressort de torsion, agencé autour de l’axe 4 du cliquet de stationnement 5, et coopérant avec des parties fixes du boîtier 20. Le boîtier 20 comprend intérieurement également une tête de fourche 8 montée coulissante pour adopter en alternance une position de verrouillage dans laquelle la tête de fourche 8 pousse le cliquet de stationnement 5 dans une position d’entrée en prise du doigt 6 dans l’évidement de la roue de verrouillage, afin de bloquer la sortie de la transmission, et ainsi garer le véhicule. La tête de fourche 8 est à même d’adopter une autre position, connue en tant que position de déverrouillage, dans laquelle elle n'interfère pas avec le cliquet de stationnement 5, permettant audit cliquet de stationnement 5 d’être ramené par l’organe de rappel élastique 7 à sa position de désaccouplement du doigt 6. La tête de fourche 8 est montée à l’extrémité d’une tige de guidage 9 passant à travers une paroi arrière du boîtier 20. Un ressort de compression, non représenté, est monté autour de la tige 9, entre la paroi arrière du boîtier 20 et la tête de fourche 8, afin de pousser ladite tête de fourche 8 dans la position de verrouillage. Le système de verrouillage en stationnement 1 coopère avec un actionneur, non représenté, positionné au niveau d'une paroi avant ouverte du boîtier 20, et positionné pour pousser la tête de fourche 8 dans sa position de déverrouillage, contre le ressort. Pour guider la tête de fourche coulissante 8, la tête de fourche 8 comprend un premier rouleau 12 et un second rouleau 12, chacun étant monté de manière à tourner librement autour d'un axe 13, le premier rouleau 12 étant positionné de manière à rouler contre le cliquet de stationnement 5 lorsque la tête de fourche 8 passe à la position de verrouillage, et avec le second rouleau 12 positionné de manière à rouler contre une paroi fixe du système 1, et en particulier contre l’arête 21 du boîtier 20, à l’opposé du cliquet de stationnement 5. Plus précisément, la tête de fourche coulissante 8 prend la forme d’une cage à l’intérieur de laquelle le premier rouleau 12 et le second rouleau 12, ainsi que la tige de guidage 9, sont logés de manière flottante. En particulier, la tête de fourche 8 a des parois supérieure et inférieure ouvertes pour le dépassement radial des rouleaux 12. Afin de commander les différentes positions, les axes 13 associés au rouleau 12 font saillie de part et d’autre des rouleaux 12 pour buter contre des parties fixes du système de verrouillage en stationnement 1 formant les butées des positions de verrouillage et de déverrouillage de la tête de fourche coulissante 8. Les parois latérales du boîtier 20 sont chacune dotées de deux fentes 14 servant à guider les extrémités des axes 13, lesdites extrémités des fentes 14 formant les butées définissant les positions de verrouillage et de déverrouillage. La roue de verrouillage 11 est une roue dentée dotée de dents et d’évidements 10. La roue de verrouillage 11 est ferreuse. Le dispositif de détection 30 est monté sur le boîtier 20 et en regard de la roue de verrouillage 11 afin de détecter la vitesse de la roue de verrouillage 11. Le dispositif de détection 30 est un dispositif à effet Hall polarisé en inverse ayant un aimant 31 et un élément de Hall 32. Le pôle nord de l’aimant 31 est en regard du dos de l’élément de Hall 32. La distance de détection est mesurée entre l’élément de Hall 32 et la pointe de la dent d’engrenage de la roue de verrouillage. L’aimant 31 produit un champ magnétique changeant lorsque la roue de verrouillage 11 se déplace devant l’élément de Hall 32. Le changement de champ magnétique est collecté et traité en un signal définissant la vitesse de rotation de la roue de verrouillage 11 et la position angulaire exacte. Le dispositif de détection 30 est alimenté électriquement à l’aide d'un câble 15, ce câble 15 transmettant également le signal à l’unité de commande, non représentée. La FIG. 2 représente une variante du système de verrouillage en stationnement 1’ dans laquelle le dispositif de détection 30 est situé à l’avant du système de verrouillage en stationnement 1’ dans la zone des fentes 14. Seulement l’emplacement du dispositif de détection 30 et le but sont différents de ceux de la FIG. 1 . Les éléments en commun ne seront pas décrits à nouveau ici. Le cliquet de stationnement 5 est ferreux. Le dispositif de détection 30 est monté sur le boîtier 20 et en regard du cliquet de stationnement 5 afin de détecter la position de verrouillage ou de déverrouillage du cliquet de stationnement 5. Le dispositif de détection 30 est similaire à celui décrit en relation avec la FIG. 1 avec un aimant 31 et un élément de Hall 32. L’aimant 31 produit un champ magnétique changeant lorsque le cliquet de stationnement 5 se déplace devant l’élément de Hall 32 en fonction de la position. Le changement de champ magnétique est collecté et traité en un signal définissant la position exacte du cliquet de stationnement 5. Le dispositif de détection 30 est alimenté électriquement à l’aide d'un câble 15, ce câble 15 transmettant également le signal à l’unité de commande, non représentée. Système de verrouillage en stationnement (1) pour une transmission de véhicule automobile, comprenant une roue de verrouillage (11) connectée à un élément de transmission, un cliquet de stationnement (5) doté d'un doigt de verrouillage (6) conçu pour venir en prise dans un évidement (10) de la roue de verrouillage (11), une tête de fourche coulissante (8) destinée à adopter en alternance une position de verrouillage, dans laquelle la tête de fourche coulissante (8) pousse le cliquet de stationnement (5) dans une position d’entrée en prise du doigt (6) dans l’évidement (10) de la roue (11) pour verrouiller l’élément de transmission, ou une position de déverrouillage, dans laquelle le cliquet de stationnement (5) est ramené à une position de désaccouplement du doigt (6), la tête de fourche coulissante (8) est montée dans un boîtier (20) comprenant des parois latérales (22) connectées par une arête (21), caractérisé en ce qu’un dispositif de détection (30) de la vitesse de la roue de verrouillage (11) et/ou de la position du cliquet de stationnement (5) et/ou de la position de la tête de fourche coulissante (8) est monté sur le boîtier (20). Système de verrouillage en stationnement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection (30) est un dispositif à effet Hall polarisé en inverse ayant un aimant (31) et un élément de Hall (32). Système de verrouillage en stationnement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection (30) est un capteur à effet Hall ou un capteur magnéto-résistif. Système de verrouillage en stationnement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de détection (30) est monté sur l’une des parois latérales (22). Système de verrouillage en stationnement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (20) est traversé latéralement par un arbre (4) autour duquel le cliquet de stationnement (5) est monté pivotant, le dispositif de détection (30) est monté sur cet arbre (4) et contre l’une des parois latérales (22). Système de verrouillage en stationnement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de fourche coulissante (8) comprend un premier rouleau (12) et un second rouleau (12), chacun étant monté de manière à tourner librement autour d'un axe (13), le premier rouleau (11) étant positionné de manière à rouler contre le cliquet de stationnement (5) lorsque la tête de fourche coulissante (8) passe à la position de verrouillage, et le second rouleau (12) étant positionné de manière à rouler contre l’arête (21) du boîtier (20). Système de verrouillage en stationnement (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque paroi latérale (22) est perforée par au moins une fente (14), de préférence deux fentes (14) servant à guider les extrémités de l’axe (13), les extrémités des fentes (14) formant les butées pour les positions de verrouillage et de déverrouillage de la tête de fourche (8). Système de verrouillage en stationnement (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de détection (30) est situé dans la zone de l’au moins une fente (14) et contre l’une des parois latérales (22). Système de verrouillage en stationnement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de détection (30) est fixé au boîtier à l’aide de moyens de fixation. Système de verrouillage en stationnement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de fourche coulissante (8) est poussée dans la position de verrouillage par un ressort et dans la position de déverrouillage par un actionneur.