Brevet FR2452030A1 — publié le 19801017

La présente invention concerne un système d'embrayage assisté entre un moteur et un mécanisme entraîné, notamment pour véhicule automobile. Elle concerne également une commande combinée pour automobile se rapportant à ce système d'embrayage. I1 est connu, notamment en technique automobile, d'assister par des servo-mécanismes les manoeuvres manuelles susceptibles de demander un effort physique important au conducteur, telles que les manoeuvres de direction ou de freinage. Or, les manoeuvres de débrayage et d'embrayage nécessitées pour le passage des vitesses peuvent, par leur caractère répétitif, notamment en conduite de ville, donner lieu à une certaine fatigue due aussi bien à la course importante de la pédale d'embrayage qu'à l'effort à exercer dessus qui, s'il est plus faible que pour le freinage, n'en est pas pour autant négligeable. On a cherché à faciliter l'opération d'ensemble du changement de vitesse par divers perfectionnements tels que la présélection des vitesses, mais les inconvénients cités plus haut, propres à l'opération de débrayage embrayage, subsistent. La présente invention vise à réaliser un système d'embrayage qui diminue considérablement l'effort physique demandé au conducteur. Suivant l'invention, le système d'embrayage assisté entre un moteur et un mécanisme entraîné, notamment pour véhicule automobile, comprend un dispositif d'accouplement commande' entre le moteur et le mécanisme, et il est caractérisé en ce qu'il comprend un servo-moteur à fluide dont un organe mobile est relié au dispositif d'accouplement et des moyens de commande manuelle pour mettre le servo-moteur sélectivement en relation avec une source de fluide ou avec un circuit de décharge suivant un débit prédéterminé réglable de ce fluide. Ces moyens de commande manuelle sont indépen dants de la pédale d'embrayage classique et ne sont, par consequent, pas assujettis aux contraintes habituelles liées à la course de cette pédale, avec ses "gardes" supérieure et inférieure, et à la raideur des ressorts d'embrayage. Bien entendu, l'expression "commande manuelle" s'applique à tout dispositif faisant intervenir une action physique quelconque ae l'utilisateur. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, les moyens pour realiser un débit prédéterminé réglable de fluide comprennent un orifice d'ouverture variable, réglable par les moyens de commande manuelle. On dispose ainsi d'un servo-mecanisme qui emprunte la puissance nécessaire à une source extérieure et qui ne nécessite, de la part de l'utlisateur, qu'un effort physique très faible, juste nécessaire pour régler l'ouverture de l'orifice. Suivant une réalisation particulière de l'invention, le système comprend deux plaques montées à glissement l'une sur l'autre et comportant chacune une lumière, et des moyens pour amener ces deux lumières en coincidence au moins partielle par glissement relatif des plaques pour constituer l'orifice d'ouverture variable précité. L'une des plaques estrelie > eaux moyens de commande manuelle, l'autre plaque étant reliée à l'organe mobile du servo-moteur. Les mouvements du servo-moteur modifient l'ouverture de l'orifice de fluide, ce qui réalise la boucle du servo-mécanisme. Suivant une réalisation préferée de l'invention, le système comprend des moyens pour mettre le servomoteur en relation directe avec la source de fluide dans une position prédéterminée des moyens de commande manuelle. Dès que cette position est atteinte par les moyens de commande manuelle, le servo-moteur, soumis à la pleine puissance du fluide, effectue quasi-instantané- ment sa course, qui correspond à la totalité de la course de la pédale d'embrayage classique, gardes inférieure et supérieure comprises. Les moyens de commande manuelle sont donc affranchis de ces gardes. Cette position des moyens de commande correspond avantageusement à la position de fin de course de débrayage des-moyens de commande, de sorte que toute action intempestive incomplète exercée, par exemple, par inadvertance, est sans effet et ne risque pas de détériorer le mécanisme d'accouplement. De manière analogue, le système comprend, de préférence, des moyens pour faire cesser l'action du fluide sur le servo-moteur dans une position predeter minée des moyens de commande manuelle correspondant à la fin de l'embrayage. Cette cessation de l'action du fluide provoque la fin de course quasi-instantanée du servo-moteur dans sa position d'embrayage, dans un mouvement qui correspond à la garde supérieure de la pédale d'embrayage classique. Les moyens de commande manuelle sont donc également affranchis de cette garde, lors de la course d'embrayage, et la totalité de leur course est consacrée à la phase active de l'opération d'embrayage. Dans une première variante de réalisation, les moyens de liaison directe entre le servo-moteur et la source de fluide comprennent un distributeur à trois voies relié mécaniquement aux moyens de commande manuelle. Dans une seconde variante de réalisation, les moyens de liaison directe entre le servo-moteur et la source de fluide comprennent une électro-vanne à trois voies reliée électriquement à un interrupteur actionnable par les moyens de commande manuelle. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, les moyens de commande manuelle sont reliés au dispositif d'orifice à ouverture-variable par des moyens de réglage permettant de définir une valeur prédéterminée de la course des moyens de commande correspondant à la variation totale d'ouverture de l'orifice. Cette disposition permet de régler à volonté la progressivité du système et, notamment, de l'augmenter par rapport à celle d'un embrayage classique, de manière à faciliter la conduite. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens de commande manuelle comprennent un organe de manoeuvre distinct d'une pédale d'embrayage normal non assisté. Dans ce mode de réalisation, l'utilisateur conserve la possibilité de recourir à la pédale classique, sans mettre en oeuvre le système d'assistance. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de commande manuelle comprennent une pédale spéciale montée à la place d'une pédale d'embrayage normal non assisté. Suivent une réalisation préférée de l'invention, la source de fluide est une source de vide, qui peut entre, par exemple, la tubulure d'admission du moteur. Suivant un autre aspect de l'invention, le système de commande combinée pour automobile comprend un organe de commande manuelle unique pour actionner l'accélérateur, le frein et l'embrayage, et il est caractérisé en ce que la commande d'embrayage comprend un servo-moteur à fluide relié à une source de fluide par l'intermédiaire d'un orifice à ouverture variable commandé à partir de l'organe de commande manuelle unique. Ce système de commande, généralement prévu pour les handicapés , n'exige, grâce à la servo-commande à fluide, que des efforts modérés pour la manoeuvre de débrayage. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la Figure 1 est une vue semi-schématique d'un premier mode de réalisation du système d'assistance conforme à l'invention, - la Figure 2 est une vue en coupe partielle suivant II-II de la Figure 1, - la Figure 3 est une partie agrandie de la Figure 1, - la Figure 4 est une variante de réalisation du mode de la Figure 1, - la Figure 5 est une vue semi-schématique d'un second mode de réalisation de l'invention, - la Figure 6 est une vue d'ensemble semischématique d'un système de commande combinée conforme à l'invention, - la Figure 7 est une partie agrandie de la Figure 6, - la Figure 8 est une vue suivant VIII-VIII de la Figure 7. En référence aux Figures 1 à 3, le système d'embrayage assisté conforme à l'invention appliqué à une automobile comprend un servo-moteur 1 essentiellement composé d'un flasque plein 2 et d'un flasque ouvert 3 entre lesquels est serréeune membrane flottante 4, ellemême rendue rigide dans sa partie centrale par serrage entre deux plaques 5. Un ressort 6 comprimé entre la membrane et le flasque 2 empeche les flottements indésirables de la membrane. La partie centrale de la membrane 4 est reliée par un câble 7 sous une gaine 8, à travers un tablier d'habitacle 9, à une pédale. d'embrayage classique 11. La pédale Il porte un anneau 12 dans lequel passe le câble 7 et sur lequel vient buter une boule 13 terminant le câble. La pédale est reliée, par une liaison mécanique non repré sentez au dispositif d'accouplement constituant le dispositif d'embrayage proprement dit. On comprend que les déplacements de la membrane 4, qui constitue l'organe mobile du servo-moteur 1, provoquent, par l'intermédiaire du câble 7 et de la pédale 11 > les manoeuvres de débrayage-embrayage. Sur la Figure 1, le système est représenté en position de débrayage, et, sur la Figure 3, en position d'embrayage. La membrane 4 et le flasque 2 délimitent un espace 14 relié par une conduite 15 à une voie 16 d'un distributeur à trois voies 17 dont une autre voie 18 est reliée à la tubulure d'admission 19 du moteur formant source de vide. Un dispositif d'asservissement 21 comprend, dans un boîtier 22 fixé au flasque 3, deux disques coaxiaux 23, 24. Le disque 23 est calé sur un arbre 25, alors que le disque 24 tourne librement sur cet arbre. Sur l'arbre 25 est calé un bras 2 relié par un câble 27 sous une gaine 28 à un poussoir 29. Le poussoir 29 comprend une pastille 31 vissée sur un tube 32 coulissant dans un alésage d'une vis 33 de réglage de la tension du câble 27, cette vis coopérant avec un écrou 34 encastré dans le tablier 9. Le câble 27 est fixé en bout du tube 32. L'enfoncement du poussoir 29 vers la gauche s'effectue à l'encontre d'un ressort 35 qui prend appui sur le tablier 9. De son côté, le bras 26 tend à être ramené vers la gauche par un ressort 36 accroché au boîtier 22. Le ressort 35 est plus raide que le ressort 36, de sorte qu'en l'absence d'intervention manuelle, l'en- semble tend à se déplacer vers la droite suivant la flèche F. On comprend que, par l'intermédiaire du câble 27 et du bras 26, le disque 23 est animé en rotation dans le sens horaire par pression sur le poussoir 29. Le disque 24 porte un bras 37 monté coulissant dans un alésage 38 pratiqué radialement dans l'épaisseur du disque. Ce bras est relié au câble 7, de sorte que le disque 24 est mis en rotation par les déplacements de la membrane 4. Le disque 24 est maintenu appliqué sur le disque 23 par des moyens élastiques non représentés et les faces en contact sont polies de manière à réaliser un contact étanche. C'est seulement par raison de clarté que ces disques sont représentés légèrement écartés l'un de l'autre sur la Figure 2. Le disque 23 présente une lumière 39 qui le traverse entièrement, alors que le disque -24 présente une lumière 41 qui ne le traverse pas complètement, mais qui est en communication, par une canalisation 42 présentant une portion souple 43, avec la troisième voie 44 du distributeur 17, constituant un circuit de décharge pour l'espace 14. Les lumières 39 et 41 sont en arc de cercle suivant le même rayon, de sorte qu'elles peuvent être amenées en colncidence partielle ou totale par positionnement angulaire relatif convenable des disques 23 et 24 pour former, par leur partie en recouvrement 45, un orifice d'ouverture variable. L'ouverture de cet orifice est notamment fonction du degré d'enfoncement du poussoir 29 constituant un moyen de commande manuelle. Le distributeur 17 comprend un clapet 46 solidaire d'une tige 47 qui peut être poussée par un bras 48 solidaire du disque 23. L'orientation du bras 48 et la longueur de la tige 47 sont déterminées de façon telle que le clapet mette en communication les voies 16 et 18 en fin de course de débrayage du disque 23 (Figure 1) et les voies 16 et 44 pour toute autre position du disque 23 (Figure 3). Enfin, une valve 49 est montée en dérivation sur la canalisation 15. Cette valve est agencée pour mettre à l'atmosphère la canalisation 15 quand le bras 26 vient s'appuyer dessus (Figure 3), donc en fin de course d'embrayage. On va maintenant expliquer le fonctionnement du système qui vient d'être décrit. Quand l'utilisateur désire débrayer, il enfonce complètement le poussoir 29. Le disque 23, sous l'influence du ressort 36, tourne dans le sens horaire et vient, en fin de course, actionner le distributeur 17 par le bras 48, pour mettre l'espace 14 en relation avec la source de vide 19 (Figure 1). Le servo-moteur prend alors la position représentée sur la Figure 1, attirant la pédale Il en fin de course et provoquant le débrayage effectif. On doit remarquer que, bien que par construction on ait donné au poussoir 29 une course égale à la course utile de la pédale 11, la mise sous vide de l'espace 14 fait exécuter à la pédale Il sa course complète, y compris la portion de course correspondant à la garde inférieure de cette pédale. Ensuite, pour embrayer, l'utilisateur relâche légèrement le poussoir 29, de2 à 3 millimètres par exemple. Dès cet instant, le distributeur 17 bascule et met l'espace 14 en communication avec l'atmosphère par la canalisation 42 et l'orifice 45, le calage des disques 23 et 24 étant tel que les lumières 39 et 41 se recouvrent au moins partiellement dans cette position. L'entrée d'air atmosphérique dans l'espace 14 laisse la membrane 4 se déplacer vers la droite et permet a la pédale d'embrayage Il de remonter, ce qui tend à provoquer ltembrayage Mais, en même temps, le disque 24 est entraîné dans le sens anti-horaire par le bras 37, ce qui provoque la fermeture progressive de l'orifice 45. Le déplacement de la membrane 4 se trouve donc progressivement ralenti, jusqu'à s'arrêter quand l'orifice 45 est complètement fermé Le réglage du système est tel qu'à cet instant on a atteint le "point de léchage" de l'embrayage. Il suffit alors de relâcher progressivement le poussoir 29 pour obtenir l'embrayage progressif souhaité. Cette couru active du poussoir peut être rendue différente de la course utile de la pédale 11, en fixant le câble 27 en un point judicieusement choisi du bras 26. En augmentant la course du poussoir, on augmente la progressivité de la commande, ce qui facilite la conduite. Quand cet embrayage est obtenu, le poussoir 29 étant revenu à fin de course, le disque 23 est parvenu dans la position de la Figure 3. Le bras 26 vient alors ouvrir la valve 49, ce qui met directement à l'atmosphère l'espace 14. Cette mise à l'atmosphère permet à la membrane 4 d'accompagner la pédale Il jusqu'à sa fin de course, ce dernier parcours correspondant à la garde supérieure de la pédale 11. L'invention permet donc de réaliser les opérations d'embrayage et de débrayage avec un effort physique moindre, puisque d'une part il suffit de vaincre la résistance du ressort 35, de laquelle vient encore se soustraire celle du ressort 36, et que d'autre part la course du poussoir 29 est raccourcie puisque les gardes inférieure et supérieure de la pédale classique en ont été supprimées. Suivant une variante de réalisation (Figure 4), le distributeur 17 est supprimé et remplacé par une électro-vanne 117 dont le circuit d'excitation est relié au pôle positif de la batterie du véhicule par l'intermédiaire d'un fusible 151 et d'un interrupteur 152 et se referme sur la masse par l'intermédiaire d'un microcontact 148 fixé au boîtier 122 pour être actionné meca- niquement par le bras 126 quand ce bras atteint sa fin de course vers la gauche. Les entrées 116, 118 et 144 de l'électro-vanne sont reliées respectivement à l'espace 14, à la tubulure 19 et à la canalisation 42 et son clapet (non représenté) est agencé pour mettre en relation l'espace 14 et la tubulure 19 quand le micro-contact 148 est fermé par l'action mécanique du bras 126. Quand ce contact est ouvert, l'espace 14 est relié à la canalisation 42. On voit que l'électro-vanne 117, sensible à la fin de course du bras 12E, joue exactement le rôle du distributeur 17, de sorte que le fonctionnement du système est le même que celui de la réalisation précédemment décrite. Dans les deux variantes, il est toujours possible de laisser le système d'assistance inopérant et d'utiliser la pédale Il de façon classique. Le câble 7 reste alors immobile et coulisse librement dans l'anneau 12 quand on enfonce la pédale 11. On va maintenant décrire, en référence à la Figure 5, un second mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le servo-moteur 1 -et le dispositif d'asservissement 21 restent les mêmes que ceux représentés sur la Figure 1, mais le poussoir 29 est supprimé et remplacé dans sa fonction par une pédale 111 qui, matériellement, prend la place de la pédale classique 11. La pédale 111 est reliée au bras 26 par un câble 127 sous une gaine 128, avec un dispositif de ré- glage vis-écrou 161, représenté schématiquement. Cette pédale, montée pivotante sur un axe 162, est rappelée en position haute parun ressort 135 fixé au tablier 9. La membrane 4 est reliée par un câble 107 sous une gaine 108 à la fourchette 164 de l'organe d'accouplement 165. Un dispositif de réglage 166 à vis et écrou est également prévu. Le bras 37 est fixé par son extrémité au câble 107. Le fonctionnement est le même que dans les variantes précédemment décrites, la pédale 111 jouant exactement le rôle du poussoir 129, et conserve les mêmes avantages, à savoir de ne nécessiter qu'un effort réduit pour vaincre la différence de résistance des ressorts 135 et 36, et la suppression, sur la pedale 111, des courses correspondant respectivement aux gardes inférieure et supérieure de la fourchette 164. Ce mode de réalisation est bien entendu susceptible de se présenter aussi bien suivant la variante mécanique de la Figure 1 que suivant la variante électrique de la Figure 4. On va maintenant décrire, en référence aux Figures 6 à 8, un système de commande combinée pour automobile qui utilise un système d'embrayage assisté conforme à l'invention. Un manche 201 coudé est monté dans- un palier 202 fixé à une structure fixe de l'automobile, de manière à pouvoir se déplacer angulairement dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan des pédales.Une tige rigide 203 permet de communiquer ces déplacements à une pédale de frein 204. A son extrémité libre, le bras 201 porte une poignée 205 articulée sur lui par l'intermédiaire d'une chape 206 dont les déplacements angulaires sont limités à une course prédéterminée par un secteur 207 usiné dans un support 208. En outre, la poignée 205 est montée pivotante autour de son axe de manière à pouvoir actionner, par l'intermédiaire d'un câble sous gaine 209, une pédale d'accélérateur 211 de façon connue en soi. La chape 206 porte une pièce de fixation 212 dans laquelle passe un câble 27 sous une gaine 28 munie d'une vis de réglage 33. Ce câble est relié au bras 126 d'un système d'asservissement tel que celui représenté sur la Figure 4 et comportant, notamment, une liaison par un câble 7 avec une pédale d'embrayage 11. Grâce à une butée formée par une tête 213, la manoeuvre de la poignée 205,1imitée au secteur 207, permet d'exercer une traction sur le câble 27 pour actionner le dispositif d'asservissement 21. Pour plus de clarté, les divers organes du système d'assistance n'ont pas été référencés sur la Figure 6. Il suffira de se reporter à la Figure 4 qui, pour cette partie est pratiquement identique. La manoeuvre de la poignée 205 permet, par ses trois degrés de liberté, d'effectuer les trois opérations essentielles d'accélération, de freinage et de débrayageembrayage. Par rapport aux dispositifs connus de ce genre, l'assistance de l'embrayage, en diminuant l'effort physique nécessaire, facilite son utilisation par les personnes invalides auxquelles ce genre de commande combinée est destiné. Outre les avantages d'ordre eryonomique de l'invention déjà mentionnés, et liés principalement à la préservation des articulations des membres inférieurs de l'utilisateur, celle-ci présente encore des avantages importants sur le plan technologique, notamment dans le cas du second mode de réalisation, où le poussoir 29 est supprime. On sait, en effet, que la distance du tablier au plan du volant et au siège du conducteur est en grande partie conditionnée par la course de la pédale d'embrayage, les courses respectives des pédales d'accélération et de freinage étant faibles, surtout dans le cas d'un frein assisté. I1 en résulte que l'on peut, grâce à l'invention qui réduit la course de la commande d'embrayage, réduire la longueur du véhicule de plusieurs centimètres, et ce d'autant mieux que les pédales d'accélération et de freinage peuvent alors être aménagées plus librement. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux exemples décrits, mais couvre également toute variante constructive à la portée de l'homme de l'art, notamment touchant à la conception des pièces qui coopèrent pour former l'orifice à ouverture variable. L'invention peut également s'appliquer à out dispositif d'embrayage, même en dehors du domaine de l'automobile. On peut encore, comme fluide, employer un fluide comprimé au lieu du vide. On peut également, au prix d'un montage un peu différent, appliquer l'action du fluide sur l'autre côté de la membrane REVENDICATIONS 1. Système d'embrayage assisté entre un moteur et un mécanisme entraîné, notamment pour véhicule automobile, comprenant un dispositif d'accouplement commandé entre le moteur et le mécanisme, caractérisé en ce qu'il comprend un servo-moteur à fluide dont un organe mobile est relié au dispositif d'accouplement et des moyens de commande manuelle pour mettre le servo-moteur sélectivement en relation avec une source de fluide ou avec un circuit de décharge, suivant un débit prédéterminé ré- glable de ce fluide. 2. Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour réaliser un débit prédéterminé réglable de fluide comprennent un orifice d'ouverture variable, réglable par les moyens de commande manuelle. 3. Système conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux plaques montées à glissement l'une sur l'autre et comportant chacune une lumière, et des moyens pour amener ces deux lumières en coincidence au moins partielle par glissement relatif des plaques pour constituer l'orifice d'ouverture variable précité. 4. Système conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'une des plaques est reliée aux moyens de commande manuelle, l'autre plaque étant reliée à l'organe mobile du servo-moteur. 5. Système conforme à l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mettre le servo-moteur en relation directe avec la source de fluide dans une position prédéterminée des moyens de commande manuelle. 6. Système conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la position prédéterminée des moyens de commande manuelle est celle de la fin de course de dé brayage. 7. Système conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire cesser l'action du fluide sur le servo-moteur dans une position prédéterminée des moyens de commande manuelle correspondant à la fin de l'embrayage. 8. Système conforme à l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens de liaison directe entre le servo-moteur et la source de fluide comprennent un distributeur à trois voies relié mécaniquement aux moyens de commande manuelle. 9. Système conforme à l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens de liaison directe entre le servo-moteur et la source de fluide comprennent une électro-vanne à trois voies reliée électriquement à un interrupteur actionnable par les moyens de commande manuelle. 10. Système conforme à l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que les moyens de commande manuelle sont reliés au dispositif d'orifice à ouverture variable par des moyens de réglage permettant de définir une valeur prédéterminée de la course des moyens de commande correspondant à la variation totale d'ouverture de l'orifice. 11. Système conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé- en ce que les moyens de commande manuelle comprennent un organe de commande distinct d'une pédale d'embrayage normal non assisté. 12. Système conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de commande manuelle comprennent une pédale spéciale montée à la place d'une pédale d'embrayage normal non assisté. 13. Système conforme à l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la source de fluide est une source de vide. 14. Système de commande combinée pour automobile comprenant un organe de commande manuelle unique pour actionner l'accélérateur, le frein et l'embrayage, caractérisé en ce que la commande d'embrayage comprend un servo-moteur à fluide relié à -une source de fluide par l'intermédiaire d'un orifice à ouverture variable commandé à partir de organe de commande manuelle unique