Brevet FR2772850A1 — publié le 19990625

L'invention se rapporte à un procédé pour détecter l'usure du disque d'embrayage d'un embrayage à friction, qui est pressé par une plaque de pressage agencée dans le boîtier d'embrayage contre un volant d'inertie d'un moteur à combustion interne, ainsi qu'à un dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé. Dans le cadre de l'allongement des intervalles d'entretien envisagé par les constructeurs automobiles, il est désirable d'avoir un dispositif pour io détecter l'usure de garniture d'un embrayage, pour pouvoir procéder à temps à l'échange du disque d'embrayage, sans avoir besoin d'effectuer un contrôle visuel intermédiaire. Cependant, on peut imaginer soit une détection et un contrôle constants ainsi qu'un affichage de l'usure des garnitures de friction, soit seulement une détection de la limite de l'usure admissible maximum des garnitures, qui est affichée via un dispositif de signal lorsqu'elle est atteinte. Dans des embrayages de véhicules utilitaires, la connaissance de l'usure de l'embrayage est intéressante parce que des temps d'arrêt imprévus causent des coûts que l'on pourrait éviter avec un meilleur planning. Des imprévisions vis-à-vis de l'usure sont possibles lorsque l'embrayage subit une charge inhabituelle causée par d'autres conducteurs ou par des conducteurs différents ou par des conditions d'utilisation temporairement difficiles. On connaît du document DE 26 40 088 Ai un dispositif pour détecter l'abrasion d'une garniture d'un disque d'embrayage, dans lequel on détecte la position axiale de la plaque de pression via un détecteur. A cet effet, un marquage est prévu sur la plaque de pression, qui est constitué par deux marques qui se succèdent en direction périphérique de la plaque de pression et qui s'étendent en direction axiale de l'embrayage, et par une troisième marque reliant l'extrémité avant de l'une des marques à l'extrémité arrière de l'autre marque. Un détecteur inductif est noyé dans une ouverture du boîtier d'embrayage. Le détecteur et le marquage sont orientés de telle sorte l'un par rapport à l'autre que la direction d'action du détecteur passe par une ligne médiane du marquage en forme de Z lorsque l'embrayage est fermé et que la garniture du disque d'embrayage est neuve. Une unité d'évaluation est reliée au détecteur, qui présente une unité d'affichage. Le marquage est agencé au bord de la plaque de pression de manière à passer le long du détecteur à une distance régulière lorsque l'embrayage est en rotation. Le détecteur détecte trois passages. Dans l'état neuf de la garniture de friction, les signaux de passage présentent la même distance les uns des autres. Lorsque la garniture de friction s'use, la plaque de pression se déplace en direction du volant d'inertie et avec elle le marquage en forme de Z. Ainsi, la direction d'action du détecteur s'écarte de la ligne médiane, et une autre succession de passages est détectée dans le temps. On peut détecter et afficher le trajet de déplacement axial de la plaque de pression et ainsi l'usure de la garniture de friction à partir de la succession de signaux dans le temps via l'unité électronique d'évaluation. Étant donné que le marquage et l'agencement mécanique sur lequel il est fixé sont soumis à un jeu mécanique ainsi qu'à des influences dues à la température et à la vitesse de rotation, il se produit des déplacements axiaux supplémentaires du marquage. On ne peut pas distinguer ces déplacements de ceux qui apparaissent par l'usure. Les signaux alors détectés sont faussés et ils indiquent soit une usure trop élevée soit une usure trop faible. Tandis que dans le premier cas, l'embrayage est renouvelé trop tôt (ce qui augmente peut-être les coûts d'entretien seulement de peu), on court le risque dans le cas cité en dernier lieu, que le disque d'embrayage soit renouvelé trop tard, et que des endommagements apparaissent au niveau du volant d'inertie lorsque les rivets par lesquels les garnitures de friction sont fixées sur le disque d'embrayage s'enfoncent dans le volant d'inertie. Le document DE 29 16 807 Ai divulgue un dispositif capteur de distance pour un embrayage à friction, dans lequel des tiges sont montées dans le volant d'inertie, qui s'appuient contre un ressort de compression. Le mouvement d'une tige est transmis via un levier sur un anneau qui est mobile en direction axiale et qui coopère avec un commutateur de proximité agencé dans un boîtier d'embrayage stationnaire. Lorsque l'embrayage est fermé, les tiges sont enfoncées par le disque d'embrayage à l'encontre de la force du ressort de compression vers l'intérieur du volant d'inertie. Grâce à ce dispositif capteur de distance, on doit détecter le point d'action précis lors de la fermeture de l'embrayage, notamment dans le cas des véhicules utilitaires, afin de réduire les temps de commutation de l'embrayage actionné par voie pneumatique, car l'embrayage peut être actionné tout d'abord rapidement et ensuite, après le contact initial de l'embrayage, il continue d'être actionné lentement. Avec ces détecteurs, une usure de la garniture de friction du disque d'embrayage peut seulement être prise en compte, mais on ne peut cependant pas la déterminer lors de l'opération d'embrayage. En partant de ce problème, l'invention propose un procédé et un dispositif pour la détection sans contact de l'usure de la garniture de friction d'un embrayage à friction, qui utilise comme valeur de mesure le trajet de déplacement de la plaque de pression, qui apparaît en raison de l'usure. Pour résoudre ce problème, le procédé expliqué en introduction se caractérise par les étapes suivantes: - on délivre des signaux via un détecteur agencé à l'extérieur du boîtier d'embrayage et en liaison avec une unité d'évaluation électronique, - on produit les signaux en dépendance de trois éléments capteurs tournant avec l'embrayage à friction, - on détecte, dans une première série de signaux, les impulsions délivrées par deux éléments capteurs agencés à une distance axiale définie l'un de l'autre et reliés à un premier composant (par exemple la plaque de pressage) lors du passage devant le détecteur, - on détecte, dans une seconde série de signaux, les impulsions délivrées par le troisième élément capteur relié à un second composant (par exemple le boîtier d'embrayage), - les impulsions de la première série de signaux et de la seconde série de signaux donnent une information sur la position axiale de l'élément capteur respectif par rapport au détecteur, - on détecte dans l'unité d'évaluation, à partir de la première série de signaux, tout d'abord la distance axiale réelle des deux éléments capteurs l'un par rapport à l'autre, on la compare avec la distance axiale définie auparavant (distance de consigne) et on produit une valeur de correction à partir de l'écart détecté, - ensuite, on détecte, par comparaison des impulsions du troisième élément capteur, générées à partir de la seconde série de signaux, avec les impulsions de l'un des deux éléments capteurs, générées dans la première série de signaux, la distance axiale de ces deux éléments capteurs l'un de l'autre, et on la compare avec la distance des deux éléments capteurs dans l'état neuf du disque d'embrayage, et - on calcule l'usure V du disque d'embrayage par l'équation V=Ao-AI +A dans laquelle A délivre une correction du moins pour l'influence de température. Grâce à ce développement, on détecte tout d'abord la valeur de correction qui détecte l'influence due à la température ou l'influence due à la vitesse de rotation à laquelle est soumise la plaque de pressage. La distance axiale des éléments capteurs en liaison avec la plaque de pressage est fixée de façon définitive dans l'état neuf de l'embrayage. Les impulsions délivrées à des emplacements axialement différents dans le détecteur représentent cette distance. Par comparaison de la distance réelle et de la distance de consigne, on élimine donc tout d'abord l'erreur qui aurait pour conséquence une conclusion erronée quant à l'usure de la garniture de friction. La distance axiale réelle entre l'élément capteur relié au boîtier d'embrayage et l'un des éléments capteurs en liaison avec la plaque de pressage est également définitive dans l'état neuf de la garniture de friction. Lorsque cette valeur axiale change au cours du fonctionnement, la distance axiale de la délivrance d'impulsion au niveau du détecteur se modifie. Une augmentation de cette distance donne une conclusion quant à l'usure de la garniture de friction, car la plaque de pression continue à migrer, à cause de l'usure, avec les détecteurs en direction du volant d'inertie. Par addition ou soustraction de la valeur de correction, la valeur d'usure réelle est donc donnée de façon reproductible. Un dispositif pour détecter l'usure de la garniture de friction dans un embrayage à friction comportant un boîtier d'embrayage et une plaque de pressage agencée de façon axialement mobile dans celui-ci, qui presse un disque d'embrayage pourvu de garnitures de friction contre un volant d'inertie d'un moteur à combustion interne, se caractérise par trois éléments capteurs agencés à une distance axiale définie les uns des autres et tournant avec l'embrayage à friction, et par un détecteur agencé à l'extérieur du boîtier d'embrayage pour détecter la position axiale de chaque élément capteur, au moins un élément capteur étant en liaison avec le boîtier d'embrayage, et les deux autres éléments capteurs étant en liaison avec la plaque de pression. De préférence, les deux autres éléments capteurs sont agencés sur la suspension à ressort à lame de la plaque de pressage. Le boîtier d'embrayage est de préférence pourvu d'un évidement à la hauteur des deux autres éléments capteurs, afin de permettre une délivrance favorable d'impulsions du détecteur. Une réalisation simple de l'invention est possible lorsque les éléments capteurs sont des aimants et que le détecteur est un détecteur de course à aimant permanent, linéaire et sans contact. Un exemple de réalisation sera expliqué plus en détail dans ce qui suit en se rapportant aux dessins. Les figures montrent: figure I l'illustration simplifiée en perspective de l'embrayage à friction agencé dans le boîtier d'embrayage; figure 2 une illustration partielle schématique de la figure 1; et figure 3 une vue suivant la flèche III de la figure 2. L'embrayage à friction 1 est logé à l'intérieur du carter de boîte de vitesses 11, et son boîtier d'embrayage 2 est relié solidairement en rotation au volant d'inertie 5 d'un moteur à combustion interne non illustré ici. A l'intérieur du boîtier d'embrayage 2 est agencée une io plaque de pressage 3 qui est chargée par un ressort à membrane 13 et qui presse un disque d'embrayage 4 pourvu de garnitures de friction 14, 15 contre le volant d'inertie 5. Deux aimants 7, 8 sont reliés à la plaque de pressage 3, et ils présentent une distance axiale XI définie et mémorisée dans l'unité d'évaluation 12. Les aimants 7, 8 peuvent être agencés directement radialement à l'extérieur sur la plaque de pressage 3 ou bien sur la suspension à ressort à lame 17 sur laquelle sont fixés les ressorts à lame 16 pour la liaison solidaire en rotation mais axialement mobile de la plaque de pressage 3 sur le boîtier d'embrayage 2. Un troisième aimant 9 est agencé radialement à l'extérieur sur le boîtier d'embrayage 2 et il est prévu à une distance X2 par rapport à l'un des aimants 7, 8, ladite distance étant sélective mais détectée dans l'état neuf de l'embrayage à friction. A l'intérieur du carter de boîte de vitesses 11 est agencé un détecteur 10, de telle sorte que les aimants 7, 8, 9 qui passent devant celui-ci génèrent une impulsion qui indique la position axiale actuelle des aimants 7, 8, 9 par rapport au détecteur 10. Le détecteur 10 est relié à une unité d'évaluation électronique 12. La distance X, des détecteurs 7, 8 est mémorisée dans l'unité d'évaluation 12, tout comme la distance X2 de l'aimant 9, prévu sur le boîtier d'embrayage 2, par rapport à l'un des aimants 7, 8 en liaison avec la plaque de pressage 3. Dans la figure 3, la distance X2 est la distance réglée entre les aimants 7 et 9. Grâce à la distance Xl prédéterminée de façon définitive entre les deux aimants 7, 8, la distance de l'aimant 9 par rapport à l'autre des aimants 7 ou 8 est déterminée. Étant donné que le détecteur 10 peut détecter une seule impulsion à la fois, les aimants 7, 8, 9 sont agencés en décalage les uns par rapport aux autres, non seulement en direction axiale mais également en direction radiale. Chaque fois que l'un des aimants 7, 8, 9 passe devant le bobinage détecteur 10, une impulsion est produite. Les impulsions produites par les aimants 7 et 8 indiquent la distance réelle entre ces deux aimants 7, 8 qui est comparée dans l'unité d'évaluation 12 avec la distance de consigne Xl dans l'état neuf ou dans l'état de montage de l'embrayage 1. La valeur qui diffèere de la distance de consigne est la valeur de correction qui prend en compte l'influence de la température et de la vitesse de rotation et qui est ensuite nécessaire pour la correction. La distance d'impulsion axiale entre les aimants 9 et 7, qui a été également détectée à l'origine (distance de consigne) est comparée avec la valeur réelle. La différence entre la valeur de consigne A0 et la valeur réelle AI est la valeur de laquelle les garnitures de friction sont usées lorsque les aimants 7, 8 présentent la distance de consigne axiale Xl. Lorsque l'on a détecté auparavant un autre état réel, on doit prendre en compte la valeur de correction par soustraction ou par addition lors de la détection de l'usure. Selon les relations de place, on peut changer au choix l'agencement des aimants 7, 8, 9. Il suffit de monter deux aimants 7, 8 à une distance fixe prédéterminée. La position relative du troisième aimant 9 par rapport à ceux-ci peut être détectée et mémorisée au début de la détection de la valeur mesurée. Liste des références 1 embrayage à friction / embrayage 2 boîtier d'embrayage 3 plaque de pressage 4 disque d'embrayage volant d'inertie 6 ressort à lame 7 élément capteur / aimant 8 élément capteur / aimant 9 élément capteur / aimant détecteur 1 carter de la boîte de vitesses 12 unité d'évaluation 13 ressort à membrane 14 garniture de friction garniture de friction 16 évidement 17 suspension à ressort à lame Revendications 1. Procédé pour détecter l'usure du disque d'embrayage (4) pourvu de garnitures de friction (14, 15) d'un embrayage à friction, qui est pressé s par une plaque de pressage (3) agencée dans le boîtier d'embrayage (2) contre un volant d'inertie (5) d'un moteur à combustion interne, présentant les étapes suivantes: - on délivre des signaux via un détecteur (10) agencé à l'extérieur du boîtier d'embrayage (2) et en liaison avec une unité d'évaluation électronique (12), - on produit les signaux en dépendance de trois éléments capteurs (7, 8, 9) tournant avec l'embrayage à friction (1), - on détecte, dans une première série de signaux, les impulsions délivrées par deux éléments capteurs (7, 8) agencés à une distance axiale définie (Xl) l'un de l'autre et reliés à un premier composant (3) lors du passage devant le détecteur (10), - on détecte, dans une seconde série de signaux, les impulsions délivrées par le troisième élément capteur (9) relié à un second composant (2), - les impulsions de la première série de signaux et de la seconde série de signaux donnent une information sur la position axiale de l'élément capteur respectif (7, 8, 9) par rapport au détecteur (10), - on détecte dans l'unité d'évaluation (12), à partir de la première série de signaux, tout d'abord la distance axiale réelle des deux éléments capteurs (7, 8) l'un par rapport à l'autre, on la compare avec la distance axiale définie auparavant (distance de consigne) et on produit une valeur de correction à partir de l'écart détecté, - ensuite, on détecte, par comparaison des impulsions du troisième élément capteur (9), générées à partir de la seconde série de signaux, avec les impulsions de l'un des deux éléments capteurs (7 ou 8), générées dans la première série de signaux, la distance axiale (A,) de ces deux éléments capteurs (9; 7 ou 8) l'un de l'autre, et on la compare avec la distance (A0) des deux éléments capteurs (9; 7 ou 8) dans l'état neuf du disque d'embrayage (4), et - on calcule l'usure (V) du disque d'embrayage par l'équation V=A0- AI + A dans laquelle A délivre une correction du moins pour l'influence de température. 2. Dispositif pour détecter l'usure de la garniture de friction dans un embrayage à friction (1) comportant un boîtier d'embrayage (2) et une plaque de pressage (3) agencée de façon axialement mobile dans celui- ci, qui presse un disque d'embrayage (4) pourvu de garnitures de io friction (14, 15) contre un volant d'inertie (5) d'un moteur à combustion interne, caractérisé par trois éléments capteurs (7, 8, 9) agencés à une distance axiale définie (X", X2) les uns des autres et tournant avec l'embrayage à friction (1), et par un détecteur (10) agencé à l'extérieur du boîtier d'embrayage (2) pour détecter la position axiale de chaque élément capteur (7, 8, 9), au moins un élément capteur (9) étant en liaison avec le boîtier d'embrayage (2), et les deux autres éléments capteurs (7, 8) étant en liaison avec la plaque de pression (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux autres éléments capteurs (7, 8) sont agencés sur la suspension à ressort à lame (17) de la plaque de pressage. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier d'embrayage (2) présente un évidement (16) à la hauteur des deux autres éléments capteurs (7, 8). 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments capteurs (7, 8, 9) sont des aimants, et en ce que le détecteur (10) est un détecteur de course à aimant permanent, linéaire et sans contact.