Brevet FR2712540A1 — publié le 19950524

DISPOSITIF D'ASSISTANCE AU DEBRAYGB DANS LES VéHICULES ADI0MOBILES La présente invention concerne les véhicules automobiles dans lesquels l'arbre moteur est couplé aux roues par l'intermédiaire d'un embrayage commandé par une pédale d'embrayage, et par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses comnandée par un levier de vitesses. L'invention concerne plus particulièrement les véhicules automobiles dans lesquels l'embrayage est actionné par des moyens d'actionnement mécaniques automatiques, évitant à l'utilisateur la manoeuvre d'une pédale d'embrayage dans certaines conditions d'utilisation déterminées. On connaît déjà des véhicules automobiles dans lesquels l'embrayage est actionné de façon entièrement automatique, l'actionnement automatique de l'embrayage étant couplé à celui de la boite de vitesses, réalisant un passage de vitesse automatique. Ces dispositifs sont toutefois complexes et onéreux. En outre, ils suppriment l'agrément d'une conduite dans laquelle les vitesses sont passées volontairement par l'utilisateur. On connaît également des véhicules automobiles dans lesquels l'embrayage est commandé automatiquement et mis à 1 'état débrayé dès que l'utilisateur actionne le levier de vitesses : un capteur détecte la position de la main de l'utilisateur sur le levier de vitesses, et provoque le débrayage automatique. Il en résulte une méthode de conduite particulière, dans laquelle l'utilisateur doit impérativement relâcher le levier de vitesses pour embrayer. En outre, cela nécessite une structure particulière des moyens de commande de boite de vitesses et d'embrayage, et de tels dispositifs ne peuvent pas être adaptés aisément aux véhicules existants munis d'un levier de vitesses et d'un embrayage actionné par une pédale. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un nouveau dispositif d'assistance au débrayage dans les véhicules automobiles, dont le but est d'assister l'utilisateur seulement dans les périodes où la manoeuvre de débrayage devient fastidieuse, conservant ainsi la méthode habituelle de conduite à boite de vitesses mécanique et embrayage comnandé par une pédale lorsque les conditions de manoeuvre de l'embrayage ne sont pas fastidieuses. L'invention résulte de l'observation selon laquelle la manoeuvre de l'embrayage devient fastidieuse dans les agglomérations, dans les bouchons et les ralentissements importants. En effet, dans de tels cas, l'utilisateur doit démarrer, s'arrêter et redémarrer un nombre de fois très important, et ces opérations s'effectuent généralement en position de première vitesse de la boite de vitesses. A chaque démarrage et à chaque arrêt, l'utilisateur doit manoeuvrer l'embrayage pour effectuer les opérations d'embrayage et de débrayage. L'invention vise à supprimer cette manoeuvre fastidieuse de la pédale d'embrayage exécutée par l'utilisateur, tout en autorisant dans tous les cas l'actionnement volontaire de la pédale d'embrayage lorsque l'utilisateur le désire. Selon l'invention, cette assistance doit agir lorsque la manoeuvre devient fréquente et donc fastidieuse, et elle ne doit en aucun cas agir dans les conditions normales d'utilisation dans lesquelles l'embrayage est actionné plus rarement. Un autre objet de l'invention est de concevoir une telle assistance à l'embrayage qui soit particulièrement simple et peu onéreuse, qui ne modifie pas les conditions habituelles d'utilisation des véhicules à boite de vitesses et embrayage non automatiques, et qui puisse s'adapter de manière simple aux véhicules existants sans altérer les organes de commande habituels. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, le dispositif d'assistance selon l'invention comprend - des moyens de mesure de la vitesse de rotation du moteur, - des moyens de détection de la position du levier de vitesses, pour détecter l'état du levier de vitesses enclenché en première vitesse, - des moyens d'actionnement mécanisé de l'embrayage, adaptés pour prendre au moins deux états distincts, un premier état pour forcer positivement l'embrayage en position débrayée, et un deuxième état pour le relâcher et le libérer afin qu'il puisse prendre toute position choisie par l'utilisateur entre la position embrayée et la position débrayée, - des moyens de commande adaptés pour commander les moyens d'actionnement mécanisé de l'embrayage en fonction des informations reçues des moyens de mesure de la vitesse de rotation du moteur et des moyens de détection de la position du levier de vitesses, de façon que les moyens d'actionnement mécanisé sont dans leur premier état et l'embrayage est forcé en position débrayée lorsque la vitesse de rotation du moteur est inférieure à un premier seuil minimal prédéterminé de vitesse et que le levier de vitesses est en position de première vitesse, les moyens d'actionnement mécanisé sont dans leur deuxième état et l'embrayage est relâché et libéré lorsque la vitesse de rotation du moteur est supérieure ou égale à un second seuil minimal prédéterminé de vitesse et/ou le levier de vitesses est en une position autre que celle de première vitesse. Par cette assistance, lorsque le levier de vitesses est en position de première vitesse, l'utilisateur n'utilise que la pédale du frein et de l'accélérateur. Le dispositif d'assistance selon l'invention agit directement sur l'embrayage, toute accélération du moteur produisant l'embrayage et l'entrainement des roues du véhicule, tout ralentissement du véhicule provoquant également le ralentissement du moteur et le débrayage automatique dès que la vitesse de rotation du moteur descend audessous d'un seuil déterminé. Par contre, lorsque le levier de vitesses est dans toute position autre que celle de première vitesse, l'utilisateur est tenu de débrayer lorsqu'il change de vitesse, et le dispositif d'assistance n'intervient pas. Les conditions normales d'utilisation du véhicule à embrayage et boite de vitesses non automatiques sont ainsi respectées. Egalement, lorsque le levier de vitesses est en position de première vitesse, et lorsque le véhicule roule à une vitesse suffisante pour que le dispositif d'assistance ne provoque pas le débrayage automatique, l'utilisateur peut encore utiliser librement la pédale d'embrayage pour produire le débrayage. Les moyens d'actionnement mécanisé de 1 'embrayage peuvent agir, selon le cas, directement sur l'embrayage, ou sur un élément intermédiaire de la transmission d'embrayage, ou sur la pédale d'embrayage elle-même. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de commande comprennent - un comparateur recevant les signaux du capteur pour produire un premier signal de sortie lorsque le signal image de la vitesse de rotation du moteur est inférieur au premier seuil minimal prédéterminé, et pour produire un second signal de sortie lorsque le signal image de la vitesse de rotation du moteur est supérieur au second seuil minimal prédéterminé, - un circuit assurant la fonction logique ET, recevant sur une première entrée le signal de sortie du comparateur, recevant sur une seconde entrée le signal électrique de sortie du commutateur électrique de détection de position de levier de vitesses, et produisant sur sa sortie un signal de commande lorsque ses entrées reçoivent à la fois le premier signal de sortie du comparateur et le premier signal électrique de sortie du commutateur de détection de position de levier de vitesses. Les moyens d'actionnement mécanisé selon l'invention peuvent comprendre un vérin hydraulique à double effet associé à une électrovanne de commande. En alternative, ils peuvent comprendre un vérin électrique à double effet. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 illustre schématiquement les principaux organes mécaniques d'entraînement de véhicule automobile associés à un dispositif d'assistance selon un mode de réalisation de l'invention - la figure 2 illustre les principaux organes d' entraînement d' un véhicule automobile associés à un dispositif d'assistance selon un second mode de réalisation de l'invention - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une liaison entre une pédale d'embrayage et un dispositif d'assistance selon un mode de réalisation de l'invention, en position embrayée - la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de la figure 3, en position débrayée ; et - la figure 5 illustre les principaux organes d' entraînement d'un véhicule automobile associés à un dispositif d'assistance selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Comme illustré schématiquement sur les figures 1 et 2, un véhicule automobile comprend un moteur 1 dont l'arbre moteur 2 est couplé aux roues 3 par une chaîne cinématique comprenant un embrayage 4, une boîte de vitesses 5 et un différentiel 6. L'embrayage 4 est commandé par une pédale d'embrayage 7 qui peut pivoter autour d'un axe 8 et qui est reliée à l'un des disques de l'embrayage 4 par une transmission d' embrayage 9. Lorsque la pédale 7 est relâchée, les deux disques d'embrayage 4 sont en appui l'un contre l'autre et assurent la transmission du mouvement de rotation de l'arbre moteur 2 vers la boite de vitesses 5. La boite de vitesses 5 est commandée par un levier de vitesses 10, pouvant admettre plusieurs positions correspondant chacune à un rapport de transmission de boite de vitesses 5 à laquelle il est relié par une transmission de vitesses 11. Le véhicule comprend également une pédale d'accélérateur, non représentée sur les figures, commandant la vitesse de rotation du moteur 1, et une pédale de frein commandant des freins agissant directement sur les roues 3. Selon les modes de réalisation représentés de l'invention, les organes du véhicule sont complétés par un dispositif d' assistance comprenant des moyens de mesure de la vitesse de rotation du moteur 1, des moyens de détection de la position du levier de vitesses 10, et des moyens de commande actionnant directement la pédale d'embrayage 7 en fonction des signaux produits par les moyens de mesure de la vitesse et les moyens de détection de la position du levier de vitesses. Les moyens de mesure de la vitesse de rotation du moteur 1 comprennent un capteur de vitesse 12, adapté pour produire sur sa sortie 13 un signal électrique image de la vitesse de rotation du moteur 1. Les moyens de détection de la position du levier de vitesses 10comprennent un commutateur électrique 14 sollicité par le levier de vitesses 10 et produisant sur son conducteur de sortie 15 un premier signal électrique déterminé lorsque le levier de vitesses 10 est en position de première vitesse, et produisant un second signal électrique déterminé différent lorsque le levier de vitesses 10 est dans les autres positions. Les moyens de commande comprennent un comparateur 16, recevant les signaux produits par le capteur de vitesse 12, et adapté pour produire sur son conducteur de sortie 17 un premier signal de sortie lorsque le signal image de la vitesse de rotation du moteur est inférieur à un premier seuil minimal prédéterminé de vitesse, et pour produire un second signal de sortie différent lorsque le signal image de la vitesse de rotation du moteur est supérieur à un second seuil minimal prédéterminé de vitesse. Le conducteur de sortie 17 du comparateur 16 est connecté à 1 'une des entrées d'un circuit 18 assurant une fonction logique ET, dont la seconde entrée est connectée au conducteur de sortie 15 du commutateur électrique 14 de détection de position du levier de vitesses 10. Le circuit 18 produit sur sa sortie 19 un signal de commande lorsque ses entrées reçoivent à la fois le premier signal de sortie du comparateur 16 et le premier signal électrique déterminé de sortie du commutateur 14 de détection de position du levier de vitesses. Le signal électrique sur la sortie 19 du circuit 18 assure la coninande des moyens d'actionnement mécanisé de la pédale 7 d'embrayage. Dans le mode de réalisation de la figure 1, les moyens d'actionnement mécanisé comprennent un vérin hydraulique à double effet 20, dont les canalisations d'alimentation 21 et de fuite 22 sont raccordées à une électrovanne de commande 23 elle-même raccordée à une source de fluide sous pression et pilotée par le signal électrique reçu sur la ligne de sortie 19 du circuit 18 à fonction logique ET. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les moyens d'actionnement mécanisé de la pédale 7 d'embrayage comprennent un vérin électrique 24 à double effet, commandé directement par le signal électrique de sortie du circuit 18. Dans ce cas, on prévoit des contacteurs de fin de course, non représentés sur la figure, pour interrompre le fonctionnement du vérin électrique 24 lorsque la pédale 7 arrive en bout de course. De préférence, le premier seuil minimal prédéterminé de vitesse de rotation du moteur est inférieur au second seuil minimal prédéterminé de vitesse de rotation du moteur. On évite ainsi les oscillations d'embrayage et de débrayage lorsque la vitesse de rotation du moteur est proche du seuil minimal. La liaison mécanique entre les moyens mécanisés d'actionnement et 1 'embrayage 4 doit provoquer le débrayage lorsque les conditions de vitesse de rotation du moteur et de position du levier de vitesses sont réalisées, mais doit dans tous les cas permettre le débrayage volontaire lorsque l'utilisateur le désire. Pour cela, on peut par exemple utiliser une réalisation telle qu'illustrée sur les figures 3 et 4. La tige 25 du vérin 20 est accouplée, directement ou indirectement, à une 'butée déplaçable 26 pour déplacer ladite butée 26 entre une position de sollicitation de pédale d'embrayage représentée sur la figure 4, et une position de relâchement de pédale d'embrayage représentée sur la figure 3. En position de sollicitation de pédale d'embrayage, la butée 26 est en appui direct ou indirect sur le levier 27 de pédale d'embrayage 7, pour maintenir la pédale 7 en position débrayée comme illustré sur la figure 4. En position de relâchement, la butée 26 est escamotée pour autoriser les déplacements libres de la pédale d'embrayage 7 en toute position entre les positions embrayée et débrayée. Dans ce cas, illustré sur la figure 3, on comprend que l'utilisateur peut actionner librement la pédale d'embrayage 7, le levier 27 de la pédale d'embrayage 7 pouvant coulisser librement dans une lumière 28 longitudinale prévue dans la tige 25 de vérin 20, la lumière 28 étant interrompue par une traverse formant la butée 26. Lors de son déplacement entre la position de sollicitation de la figure 4 et la position de relâchement de la figure 3, la butée 26 limite la course de la pédale d'embrayage 7 vers la position embrayée. Pendant l'utilisation, lorsque le levier de vitesses est en position de première vitesse, le dispositif d'assistance force le débrayage dès que la vitesse de rotation du moteur 1 descend au-dessous du premier seuil minimal prédéterminé, et autorise l'embrayage lorsque la vitesse de rotation du moteur 1 atteint à nouveau une vitesse suffisante supérieure au second seuil minimal prédéterminé. Par contre, dans toutes les autres positions du levier de vitesses 10, le dispositif d'assistance n'a pas d'action sur la pédale d'embrayage 7, que l'utilisateur peut actionner librement entre la position débrayée et la position embrayée. Le mode de réalisation de la figure 5 reprend les mêmes moyens que le mode de réalisation de la figure 1, pour la commande mécanisée de la pédale 7 d'embrayage. En outre, ce dernier mode de réalisation comprend des moyens supplémentaires pour l'actionnement mécanisé des freins, par exemple pour l'actionnement de la pédale de frein 30, adaptés pour forcer positivement la pédale de frein 30 en position de freinage ou pour la relâcher. La pédale de frein 30 est mobile par pivotement autour d'un axe 31. Les moyens d'actionnement mécanisé de la pédale de frein 30 comprennent un vérin hydraulique à double effet 32, dont les canalisations d'alimentation 33 et de fuite 34 sont raccordées à une électrovanne de commande 35 elle-même raccordée à une source de fluide sous pressibn et pilotée par le signal électrique reçu de moyens de commande. Des moyens de commande de freins sont adaptés pour commander les moyens d'actionnement mécanisé 32 des freins de façon que les freins, éventuellement par la pédale de frein 30, sont forcés en position de freinage lorsque la vitesse de rotation du moteur 1 est inférieure au premier seuil minimal prédéterminé et que le levier de vitesse 10 est en position de première vitesse, les freins, éventuellement par la pédale de frein 30, sont relâchés et libérés lorsque la vitesse de rotation du moteur 1 est supérieure ou égale au second seuil minimal prédéterminé et/ou que le levier de vitesses 10 est en une position autre que celle de première vitesse. On peut avantageusement utiliser les moyens de commande 16-19 déjà décrits pour la comnande des moyens d'actionnement mécanisé 20 de la pédale d'embrayage 7. Comme illustré sur la figure 5, le conducteur 36 relie pour cela l'entrée de l'électrovanne de commande 35 et la sortie 19 du circuit 18. On peut également remplacer le vérin hydraulique 32 et l'électrovanne 35 par un vérin électrique à double effet. Par utilisation de tels moyens d'actionnement mécanisé de la pédale de frein 30, le véhicule reste imnabilisé lorsque le moteur est débrayé. L'utilisateur n'est ainsi pas obligé d'appuyer en permanence sur la pédale de frein pour immobiliser le véhicule entre deux étapes de progression. La liaison entre le vérin 32 et la pédale de frein 30 est similaire de celle illustrée sur les figures 3 et 4 pour la commande de la pédale d'embrayage 7. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVNDICATIONS 1 - Dispositif d'assistance au débrayage dans un véhicule automobile, dans lequel l'arbre moteur (2) est couplé aux roues (3) par l'intermédiaire d'un embrayage (4) commandé par une pédale d'embrayage (7), et par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses (5) commandée par un levier de vitesses (10), caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de mesure (12) de la vitesse de rotation du moteur (1), - des moyens de détection (14) de la position du levier de vitesses (10), pour détecter l'état du levier de vitesses (10) enclenché en première vitesse, - des moyens d'actionnement mécanisé (20-24) de l'embrayage (4), adaptés pour prendre au moins deux états distincts, un premier état pour forcer positivement l'embrayage (4) en position débrayée, et un deuxième état pour le relâcher et le libérer afin qu'il puisse prendre toute position choisie par l'utilisateur entre la position embrayée et la position débrayée, - des moyens de commande (16-19) adaptés pour commander les moyens d'actionnement mécanisé (20-24) de l'embrayage (4) en fonction des informations reçues des moyens de mesure (12) de la vitesse de rotation du moteur et des moyens de détection (14) de la position du levier de vitesses (10), de façon que les moyens d'actionnement mécanisé (20-24) sont dans leur premier état et l'embrayage (4) est forcé en position débrayée lorsque la vitesse de rotation du moteur (1) est inférieure à un premier seuil minimal prédéterminé de vitesse et que le levier de vitesses (10) est en position de première vitesse, les moyens d'actionnement mécanisé (20-24) sont dans leur second état et l'embrayage (4) est relâché et libéré lorsque la vitesse de rotation du moteur (1) est supérieure ou égale à un second seuil minimal prédéterminé de vitesse et/ou que le levier de vitesses (10) est en une position autre que celle de première vitesse. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure (12) de la vitesse de rotation du moteur (1) comprennent un capteur (12) de vitesse adapté pour produire un signal électrique image de la vitesse de rotation du moteur (1). 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de détection (14) de la position du levier de vitesses (10) comprennent un commutateur électrique (14) sollicité par le levier de vitesses (10) et produisant un premier signal électrique déterminé lorsque le levier de vitesses (10) est en position de première vitesse, et produisant un second signal électrique déterminé lorsque le levier de vitesses (10) est dans les autres positions. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent - un comparateur (16) recevant les signaux du capteur (12) pour produire un premier signal de sortie lorsque le signal image de la vitesse de rotation du moteur est inférieur au premier seuil minimal prédéterminé, et pour produire un second signal de sortie lorsque le signal image de la vitesse de rotation du moteur est supérieur au second seuil minimal prédéterminé, - un circuit (18) assurant la fonction logique HT, recevant sur une première entrée le signal de sortie du comparateur (16), recevant sur une seconde entrée le signal électrique de sortie du commutateur électrique (14) de détection de position de levier de vitesses (10), et produisant sur sa sortie (19) un signal de commande lorsque ses entrées reçoivent à la fois le premier signal de sortie du comparateur (16) et le premier signal électrique de sortie du commutateur (14) de détection de position de levier de vitesses (10). 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement mécanisé comprennent un vérin hydraulique à double effet (20), dont les canalisations d'alimentation (21) et de fuite (22) sont raccordées à une électrovanne de commande (23) elle-m & me raccordée à une source de fluide sous pression et pilotée par le signal électrique de sortie du circuit (18) à fonction logique HT. 6 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement mécanisé comprennent un vérin électrique (24) à double effet, commandé par le signal électrique de sortie du circuit (18) à fonction logique ET, associé à des contacteurs de fin de course. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la tige (25) du vérin (20) est accouplée à une butée déplaçable (26) pour déplacer ladite butée entre une position de sollicitation de pédale d'embrayage (7) et une position de relâchement de pédale d'embrayage (7), la butée étant telle que - en position de sollicitation, la butée (26) est en appui direct ou indirect sur le levier (27) de la pédale d'embrayage (7) pour maintenir la pédale en position débrayée, - en position de relâchement, la butée (26) est escamotée pour autoriser les déplacements libres de la pédale d'embrayage (7) en toute position entre les positions embrayée et débrayée, - lors de son déplacement entre la position de sollicitation et la position de relâchement, la butée (26) limite la course de la pédale d'embrayage (7) vers la position embrayée. 8 - Dispositif selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier seuil minimal prédéterminé de vitesse de rotation du moteur est inférieur au second seuil minimal prédéterminé de vitesse de rotation du moteur. 9 - Dispositif selon 1' une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - des moyens d'actionnement mécanisé (32-35) des freins (30), adaptés pour forcer positivement les freins (30) en position de freinage ou pour les relâcher, - des moyens de commande (16-19) adaptés pour commander les moyens d'actionnement mécanisé (32-35) des freins (30) de façon que les freins (30) sont forcés en position de freinage lorsque la vitesse de rotation du moteur (1) est inférieure au premier seuil minimal prédéterminé de vitesse et que le levier de vitesses (10) est en position de première vitesse, les freins (30) sont relâchés et libérés lorsque la vitesse de rotation du moteur (1) est supérieure ou égale au second seuil minimal prédéterminé de vitesse et/ou que le levier de vitesses (10) est en une position autre que celle de première vitesse.