Brevet FR2674303A1 — publié le 19920925

PROCEDE ET DISPOSlTlFS DE MESURE ET DE DIAGNOSTIC D'USURE DE GARNITURES D'EMBRAYAGE L'invention concerne les embrayages à friction à disques. Les embrayages de ce type comportent en règle générale un plateau de pression massif participant notamment à la fonction de capacité thermique, un disque d'entraînement sur lequel est collée ou rivetée une garniture de friction, et une seconde surface de friction constituée par le volant moteur. Dans de tels embrayages, une rondelle élastique appelée diaphragme presse le plateau, le volant et le disque les uns contre les autres en position embrayée. La transmission du couple est ainsi assurée par l'embrayage, entre le moteur et la boîte de vitesses. Lorsque l'embrayage est débrayé, par exemple lors d'un changement de vitesse, l'effort appliqué sur le plateau par le diaphragme est repris par une butée de débrayage à commande mécanique ou hydraulique. Plus précisément, l'invention se rapporte au problème de l'usure des garnitures et aux possibilités de mesure et de diagnostic de celle-ci. L'ensemble .constitué par le volant les garnitures et le disque, étant soumis à une rotation, il est difficile d'implanter sans surcoût excessif des éléments contrôlant directement le fonctionnement de ces organes, tels que des collecteurs tournants. Or, pendant le cycle de vie d'un embrayage, sous l'effet de l'usure, un certain nombre d'organes et de phénomènes mécaniques, tels que la position des becs de diaphragme et des éléments qui leur sont liés (butée, fourchette et câble), les efforts à exercer sur la butée pour débrayer ("effort à la butée"), et la position de la butée en fin de couplage, évoluent. La difficulté d'implanter des organes de détection sur des éléments soumis à la rotation, a conduit les constructeurs à concevoir des systèmes permettant d'évaluer l'usure des garnitures d'embrayage sur des organes non tournants. C'est le cas du dispositif de mesure de garnitures d'embrayage décrit dans la publication FR-2.517.401. Ce dispositif concerne un embrayage à commande hydraulique et prend en compte l'évolution de la position occupée par le piston récepteur de la commande sous l'effet du recul des becs de diaphragme. Avec un tel dispositif, il est nécessaire d'initialiser le système en définissant une position limite du piston en fin de course avant l'apparition du risque de patinage ; ces risques sont détectés lorsque la côte de déplacement du piston, mesurée par rapport à sa position initiale, correspond à la course d'usure.L'application du dispositif faisant l'objet de cette publication, limitée de fait à une commande hydraulique d'embrayage, suppose une observation directe de la commande à l'intérieur du compartiment moteur. L'invention dépasse les limites d'utilisation imposées par les dispositifs connus à ce jour en proposant un procédé de mesure et de diagnostic d'usure de garnitures d'embrayage, offrant de nombreuses possibilités de mise en oeuvre. Elle propose également un certain nombre de dispositifs conçus spécialement pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention concerne un procédé de mesure et de diagnostic de l'usure des garnitures d'un embrayage du type comportant un plateau pressant en position embrayée un disque muni de garnitures contre un volant moteur sous l'action d'un diaphragme, ledit diaphragme libérant le disque sous l'action d'une butée, elle-même commandée par une fourchette de débrayage. Ce procédé repose sur la mesure indirecte de l'usure des garnitures à partir d'éléments de l'embrayage non soumis à la rotation. Il est caractérisé en ce que les informations relevées sont transmises au conducteur par l'intermédiaire d'un signal sur la planche de bord. Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé prend en compte le déplacement des becs du diaphragme sous l'effet de l'usure des garnitures. Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'il prend en compte les efforts à exercer sur la butée pour débrayer. Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'il prend en compte la position de la butée d'embrayage en fin de couplage des garnitures. L'invention concerne également un dispositif de commande d'embrayage par câble avec réglage initial spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, ce dispositif comportant un câble de commande logé à l'intérieur d'un embout serti et réglable au moyen d'un écrou fileté de réglage, en appui contre la fourchette lors du débrayage, et une bague auto-freinée placée initialement à une certaine distance de l'écrou ; ce dispositif est caractérisé en ce que le diagnostic est établi sur la base de la disparition progressive du jeu initial séparant la bague de l'écrou en position embrayée. L'invention concerne également un dispositif de commande d'embrayage par câble sans réglage spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, constitué d'un boîtier fixe par rapport au carter de l'embrayage traversé de part en part par le câble de commande et logeant une butée élastique, ainsi qu'une bague solidaire du câble et mobile dans ce boîtier, la butée étant couplée à un contacteur électrique. Ce dispositif est caractérisé en ce que le diagnostic d'usure des garnitures est établi lors de la venue en contact de la bague avec le contacteur, consécutive à la diminution du jeu initialement prévu entre ces deux éléments en position embrayée. L'invention concerne également un dispositif de commande d'embrayage par câble spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, comportant une première butée munie d'un contacteur, solidaire du carter, réglable en position et montée sur ressort, et une seconde butée solidaire de la fourchette. Ce dispositif est caractérisé en ce que le diagnostic d'usure est établi lorsque les deux butées viennent en contact en position embrayée. L'invention concerne également un dispositif de commande d'embrayage par câble logé dans une gaine et réglable en position, spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Ce dispositif comporte un boîtier solidaire du câble et traversé librement par la gaine, et une bague dont la position initiale est déterminée par son immobilisation sur la gaine à une certaine distance définie par rapport au boîtier lors de l'adoption de garnitures neuves sur l'embrayage. Ce dispositif est caractérisé. en ce que la mesure de la côte du déplacement de la bague par rapport au boîtier liée à l'usure des garnitures, permet d'évaluer le degré d'usure de ces dernières. L'invention concerne également un dispositif de commande d'embrayage par câble ou hydraulique spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, comportant un capteur d'effort en appui sur l'élément d'arrêt de la gaine. Ce dispositif est caractérisé en ce que le dépassement d'un seuil d'effort préétabli encaissé par le capteur, déclenche un signal sur la planche de bord. L'invention concerne également un dispositif de commande d'embrayage par câble ou hydraulique spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention comportant un capteur d'effort fixé sur le câble ; ce dispositif est caractérisé en ce que le dépassement d'un seuil d'effort préétabli encaissé par le capteur, déclenche un signal sur la planche de bord. L'invention concerne également un dispositif de commande d'embrayage hydraulique spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce dispositif comporte un capteur d'effort solidaire d'une tige de poussée associée à la fourchette. Il est caractérisé en ce que le dépassement d'un seuil d'effort préétabli encaissé par le capteur, déclenche un signal sur la planche de bord. L'invention concerne également un dispositif de commande hydraulique d'embrayage spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce dispositif comporte un capteur de pression implanté dans le circuit hydraulique. n est caractérisé en ce que la détection du dépassement d'un seuil de pression préétabli, à l'intérieur du circuit, déclenche un signal sur la planche de bord. Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un capteur de déplacement et en ce qu'il repose sur la mémorisation de la position de la fourchette de débrayage en fin de phase de patinage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels: - les figures 1 à 6 représentent schématiquement des dispositifs spécialement conçus pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. - la figure 7 illustre graphiquement l'évolution du déplacement d'une commande d'embrayage en fonction du temps. L'embrayage I représenté sur la figure 1 est en position embrayée. li comporte de façon classique un volant moteur 2 sur lequel s'exerce, dans cette position, la pression du plateau 6, par l'intermédiaire du disque 3 muni de garnitures 3'. Lors du débrayage, la traction exercée sur la pédale (non représentée) par le conducteur fait pivoter la fourchette 11 de façon telle que la butée 22 se déplace le long du tube guide 5 en appuyant sur les becs 4' du diaphragme 4 et en faisant pivoter ce dernier autour de son point d'articulation 4" ; le pivotement du diaphragme 4 a pour effet, de désolidariser le plateau 6 du volant 2. Le dispositif de mesure et de diagnostic mis en évidence sur cette figure s'applique à une commande d'embrayage par câble, réglable. Ce dispositif tire parti de la vis de réglage 7 du câble 8, et de l'écrou de réglage 9' en appui contre la fourchette 11 lors du débrayage. Le câble 8 est logé à l'intérieur d'un embout serti 9 et se règle au moyen de l'écrou fileté 9'. Le dispositif tire également parti d'une bague auto-freinée 10 engagée sur la vis 7. Lors du montage de garnitures 3' neuves, la bague auto-freinée 10 est placée à une distance x de l'écrou de réglage 9'. L'usure des garnitures 3' entraîne un déplacement progressif de l'extrémité inférieure de la fourchette 11 en position embrayée, se traduisant à chaque réglage par une diminution du jeu x.La disparition du jeu x traduit l'usure totale de la garniture d'embrayage. n est possible de placer de façon appropriée un contacteur 12, par exemple sur la bague auto-freinée 10, permettant d'avertir le conducteur sur son tableau de bord de la disparition du jeu. Le dispositif de mesure et de diagnostic représenté sur la figure 2 s'applique à une commande d'embrayage à câble sans réglage. Ce dispositif est constitué d'un boîtier 13 solidaire d'un arrêt de gaine 14. A l'intérieur de ce boîtier 13 est logé une bague 15 solidaire du câble 8, et une butée 16 montée sur un ressort 17 en appui contre une extrémité du boîtier 13. Comme dans l'exemple précédent, lors du montage de garnitures neuves, la bague 15 et la butée 16 sont disposées à une distance x l'une de l'autre, par exemple au moyen d'une jauge appropriée (non représentée).La distance x résiduelle comprise entre la bague 15 et la butée peut être mesurée de l'extérieur, mais la butée 16 sera avantageusement couplée à un contacteur 12 permettant de prévenir directement le conducteur de la disparition du jeu x, c'est-à-dire de la nécessité de changer les garnitures 3'. Le ressort 17 permet en outre au conducteur de bénéficier d'une course d'usure supplémentaire, postérieurement au contact de la bague 15 et de la butée 16. La figure 3 se rapporte à un autre dispositif de mesure et de diagnostic applicable aux commandes par câble. Ce dispositif comprend une première butée 18 solidaire de la fourchette de débrayage 11 et une seconde butée 19 munie d'un contacteur 12. Comme dans les exemples précédents, une jauge permet, lors du montage de garnitures 3' neuves, de positionner la butée réglable 19 à une distance x déterminée, de la butée mobile 18, en position embrayée. L'usure des garnitures 3' conduit au rapprochement progressif des deux butées 18, 19 dans cette position. Ici encore l'une des butées, par exemple la butée réglable 19 pourra être couplée à un contacteur 12 servant d'alarme. Le ressort 17 remplit la même fonction que dans l'exemple précédent. Sur Ia figure 4 on a représenté un dispositif de mesure et de diagnostic d'usure applicable à une commande d'embrayage par câble à réglage sur gaine. Ce dispositif comprend un boîtier 20 et une bague 21 dont il est possible de fixer la position initiale en l'immobilisant sur la gaine 9 à une distance x définie du boîtier 20 en position embrayée, avec des garnitures neuves. Le câble 8 défile à l'intérieur du boîtier 20 lors de la manoeuvre du débrayage et de l'embrayage. La distance x séparant la bague 21 du boîtier 20 varie avec le degré d'usure des garnitures 3'. Ce jeu peut être évalué de l'extérieur, ou. sa disparition sanctionnée par l'excitation d'un contacteur 12. Le dispositif de la figure 5 permet également de déceler si l'embrayage est proche du patinage en raison de l'usure des garnitures 3'. Ce dispositif est applicable à une commande par câble ou hydraulique. Sa mise en oeuvre repose sur la prise en compte de la relation existant entre l'accroissement de "l'effort à la butée" ressenti par le conducteur, et le positionnement différent du diaphragme 4 lié à l'usure des garnitures 3'. Ce dispositif utilise un capteur d'effort en appui sur l'arrêt de gaine 24, la fourchette 11, ou encore solidaire du câble 8. Ces trois emplacements potentiels du capteur (23) sont représentés respectivement sur la figure 5 en traits pleins, en traits interrompus longs, et en traits mixtes.Ici encore, lorsque l'effort capté dépasse un seuil préétabli, une information correspondante est transmise à l'intérieur du véhicule, par exemple sur la planche de bord, de façon à preven. i conducteur que son embrayage est usé. Le dispositif de mesure et de diagnostic de la figure 6 s'applique à une commande hydraulique 26 d'embrayage. Comme celui de la figure 5, sa mise en oeuvre repose sur la prise en compte de la relation existant entre l'augmentation de l'effort à la butée et celle de la course du diaphragme 4, en raison de l'usure des garnitures 3'. Ce dispositif comporte soit un capteur d'effort 23 solidaire de la tige de poussée 25, soit un capteur de pression 27 implanté dans le circuit hydraulique de commande 26. Le dépassement d'un seuil de pression préétabli est ressenti par le capteur 23 ou 27, qui déclenche un signal sur le tableau de bord, comme dans les exemples précédents. Il ressort de la description qui vient d'être faite, . que tous les dispositifs mentionnés sont des dispositifs de mesure indirecte de l'usure des garnitures, traduisant cette évolution à partir du comportement d'éléments de l'embrayage non soumis à la rotation. Chacun de ces dispositifs permet, grâce à l'adaptation judicieuse d'un capteur ou d'un contacteur, d'informer le conducteur de l'usure des garnitures. Plus précisément, les dispositifs correspondant aux figures 1,2,3,4 prennent en compte le déplacement des becs de diaphragme sous l'effet de l'usure, se traduisant par un déplacement de l'extrémité de la fourchette en position embrayée. Par contre les dispositifs des figures 4, et 5, applicables respectivement au cas d'une commande par câble et à celui d'une commande hydraulique, prennent en compte l'augmentation de l'effort à la butée, lorsque les pièces sont usées. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut réaliser d'autres dispositifs reposant par exemple sur la prise en compte de la perte de capacité du diaphragme à fournir un couple lors de son usure. Cette dernière solution, applicable aussi bien au cas d'une commande mécanique qu'à celui d'une commande hydraulique peut notamment être basée sur la mémorisation du déplacement de la fourchette pendant la phase de démarrage. En effet, avec l'usure des garnitures, l'effort du plateau au repos (position embrayée) décroît: la réserve en capacité de transmission de couple de l'embrayage décroît, et un effort réduit, exercé sur la pédale, suffit pour faire patiner l'embrayage. Ce phénomène est illustré par le graphe de la figure 7, représentant l'évolution du déplacement de la commande d'embrayage en fonction du temps, sur lequel: A correspond à la phase de patinage, B correspond à la position embrayée, 1 correspond à la position de couplage avec des garnitures neuves, 2 correspond à la position de couplage avec des garnitures usées. Un procédé de mesure et de diagnostic de l'usure des garnitures d'embrayage reposant sur l'évolution de la capacité en couple du diaphragme peut par exemple consister à détecter l'évolution de la position de patinage de la fourchette de débrayage en fin de phase de patinage, grâce à l'adaptation sur celle-ci d'un capteur de déplacement permettant de mémoriser cette position. REVENDICA'TIONS [1] Procédé de mesure et de diagnostic de l'usure des garnitures d'un embrayage du type comportant un plateau (6) pressant en position embrayée un disque (3) muni de garnitures (3') contre un volant moteur (2) sous l'action d'un diaphragme (4), ledit diaphragme (4) libérant le disque (3) sous l'action d'une butée (22) elle-même commandée par une fourchette de débrayage (11), procédé reposant sur la mesure indirecte de l'usure des garnitures (3') à partir d'éléments de l'embrayage non soumis à la rotation, et caractérisé en ce que les informations relevées sont transmises au conducteur par l'intermédiaire d'un signal sur sa planche de bord. 2 Procédé de mesure et de diagnostic selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il prend en compte le déplacement des becs (4') du diaphragme (4) sous l'effet de l'usure des garnitures (3'). 31 Procédé de mesure et de diagnostic selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il prend en compte les efforts à exercer sur la butée (22) pour débrayer. [4] Procédé de mesure et de diagnostic selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il prend en compte la position de la butée d'embrayage (22) en fin de couplage des garnitures (3'). 5 Dispositif de commande d'embrayage par câble avec réglage initial, spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 2, comportant un câble (8) de commande logé à l'intérieur d'un embout serti (9) et réglable au moyen d'un écrou de réglage (9') en appui contre la fourchette (11) lors du débrayage, et une bague auto-freinée (10), placée à une distance x de l'écrou (9'), caractérisé en ce que le diagnostic est établi sur la base de la disparition progressive du jeu initial x séparant Ia bague (10) de l'écrou (9') en position embrayée. 6 Dispositif de commande d'embrayage par câble sans réglage spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 2, constitué d'un boîtier fixe (13) par rapport au carter (14) de l'embrayage, traversé de part en part par le câble (8) de commande et logeant une butée élastique (16) ainsi qu'une bague (15) solidaire du câble (8) et mobile dans le boîtier (13), la butée (16) étant couplée à un contacteur électrique (12), caractérisé en ce que le diagnostic d'usure des garnitures (3') est établi lors de la venue en contact de la bague (15) avec le contacteur (12), consécutive à la diminution du jeu x initialement prévu entre les deux éléments (15, 16) en position embrayée. [7] Dispositif de commande d'embrayage par câble spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 2, comportant une première butée (19) munie d'un contacteur (12) solidaire du carter (14) réglable en position et montée sur ressort (17), et une seconde butée (18) solidaire de la fourchette (11), caractérisé en ce que le diagnostic d'usure est établi lorsque les butées (18, 19) viennent en contact en position embrayée. 8 Dispositif de commande d'embrayage par câble (8) logé dans une gaine (9) et réglable en position, spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 2, comportant un boîtier (20) solidaire du câble (8) et traversé librement par la gaine (9), ainsi qu'une bague (21) dont la position initiale est déterminée par son immobilisation sur la gaine (9) à une certaine distance définie par rapport au boîtier (20) lors de l'adoption de garnitures (3') neuves sur l'embrayage, caractérisé en ce que la mesure de la côte de déplacement de la bague (21) par rapport au boîtier (20) liée à l'usure des garnitures (3'), permet d'évaluer le degré d'usure de ces dernières. [9] Dispositif de commande d'embrayage par câble ou hydraulique spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 3, comportant un capteur d'effort (23) en appui sur l'élément d'arrêt de la gaine (24), caractérisé en ce que le dépassement d'un seuil d'effort préétabli, encaissé par le capteur, (23) déclenche un signal sur le tableau de bord. 10 Dispositif de commande d'embrayage par câble ou hydraulique spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 3, comportant un capteur d'effort (23) solidaire de la fourchette (11), caractérisé en ce que le dépassement d'un seuil d'effort préétabli, encaissé par le capteur (23), déclenche un signal sur le tableau de bord. 11 Dispositif de commande d'embrayage par câble ou hydraulique spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 3, comportant un capteur d'effort (23) fixé sur le câble (8), caractérisé en ce que le dépassement d'un seuil d'effort préétabli, encaissé par le capteur 23, déclenche un signal sur le tableau de bord. [12] Dispositif de commande hydraulique d'embrayage spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 3, comportant un capteur de pression (27) implanté dans le circuit hydraulique (26), caractérisé en ce que la détection du dépassement d'un seuil de pression préétabli, à l'intérieur du circuit (26), déclenche un signal sur le tableau de bord. [13] Procédé de mesure et de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un capteur de déplacement, et en ce qu'il repose sur la mémorisation de la position de la fourchette de débrayage en fin de phase de patinage.