Brevet FR2854216A1 — publié le 20041029

i L'invention concerne un dispositif de diagnostic de l'usure des 5 garnitures de friction d'un embrayage de véhicule automobile, en particulier d'un véhicule de tourisme. Un tel embrayage comprend un diaphragme annulaire sollicitant un plateau de pression vers un plateau de réaction pour le serrage des garnitures de friction portées par un disque solidaire en rotation d'un arbre 10 d'entrée d'une boîte de vitesses. Le diaphragme annulaire comprend une rondelle Belleville en appui sur le plateau de pression et pivotant sur un couvercle d'embrayage, et des doigts radiaux s'étendant vers l'axe de rotation et venant en appui sur une butée de débrayage déplaçable parallèlement à l'axe de rotation par une 15 tringlerie actionnée par une pédale d'embrayage. Le couple moteur est transmis du plateau de réaction au disque de friction quand l'embrayage est serré et le déplacement de la pédale d'embrayage à partir de sa position de repos permet d'ouvrir progressivement l'embrayage puis de le fermer progressivement quand la 20 pédale est ramenée en position de repos. Le glissement qui se produit entre les garnitures de friction et les plateaux de réaction et de pression à l'ouverture et au serrage de l'embrayage se traduit par une usure progressive de ces garnitures et par un déplacement du point de serrage du côté d'une augmentation de la force appliquée au plateau de pression 25 par le diaphragme annulaire, de sorte que la force qu'il faut appliquer à la pédale pour l'ouverture de l'embrayage augmente au fur et à mesure d e l'usure des garnitures de friction. L'invention se propose de détecter cette augmentation de force pour en déduire une information sur l'usure des garnitures de friction, sans qu'il 30 soit nécessaire pour cela de démonter l'embrayage et d'examiner les garnitures ou de mesurer le déplacement d'un organe situé dans le compartiment moteur du véhicule. Elle a pour objet un dispositif de diagnostic de l'usure des garnitures de friction d'un embrayage d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure de l'effort exercé sur la pédale 5 d'embrayage du véhicule pour le débrayage, et des moyens de fixation des moyens de mesure sur la pédale d'embrayage. Grâce au dispositif selon l'invention, on obtient une information sur le degré d'usure des garnitures, qui est en général suffisante pour décider s'il faut changer ces garnitures ou s'il est possible d'attendre un prochain 10 contrôle. Les moyens de mesure sont équipés d'un capteur de force ou de pression et d'un capteur de position ou de déplacement pour la mesure de la variation de la force de débrayage en fonction de la position de la pédale et/ou d'une horloge pour la mesure de la variation de la force de débrayage 15 en fonction du temps. Le capteur de position ou de déplacement peut comprendre des moyens de liaison à un point fixe, tel par exemple que le volant du véhicule automobile. En variante, les moyens de mesure comprennent un télémètre, par exemple du type laser ou à ultrasons, installé sur la pédale 20 pour viser un point fixe, ou installé en un point fixe pour viser la pédale ou les moyens de mesure. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de mesure comprennent des moyens d'enregistrement de la force exercée sur eux pour le débrayage et des moyens de connexion à un système de 25 traitement de l'information. Ce système peut être distant et les moyens de mesure y sont alors connectés après démontage de sur la pédale d'embrayage. En variante, le système de traitement de l'information est du type portable pour être relié en permanence aux moyens de mesure et 30 comprend des moyens d'affichage des mesures. Ce système peut en variante être intégré dans les moyens de mesure. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de mesure forment un ensemble monobloc. Lorsque l'embrayage du véhicule automobile ne comprend pas de moyens de rattrapage automatique de l'usure des garnitures de friction, le 5 dispositif selon l'invention permet de suivre l'évolution de l'usure de ces garnitures. Lorsque l'embrayage du véhicule est équipé de moyens automatiques de rattrapage d'usure des garnitures de friction, ces moyens sont en général conçus pour attirer l'attention sur le degré d'usure des 10 garnitures de friction lorsque celui-ci atteint une valeur relativement élevée, par exemple de l'ordre de 70 ou 80%. Par exemple, certains moyens connus cessent de rattraper l'usure des garnitures lorsque le degré d'usure est voisin de 80%. D'autres moyens d'usure sont conçus pour produire un saut de rattrapage d'usure lorsque le 15 degré d'usure des garnitures atteint 80% environ. Dans les deux cas, l'usure des garnitures est alors détectable par le dispositif selon l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages et celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins 20 annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement la courbe d e l'effort à la pédale d'embrayage en fonction de la course de la pédale, et ses variations en fonction de l'usure des garnitures de friction; - la figure 2 représente schématiquement l a c ourbe d e l'effort à l a 25 butée d'embrayage en fonction du déplacement de la butée; - la figure 3 représente schématiquement une pédale d'embrayage équipée du dispositif selon l'invention; - la figure 4 représente schématiquement les composants essentiels du dispositif selon l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente une courbe typique C de variation de l'effort F exercé sur une pédale d'embrayage d'un véhicule a utomobile par l e conducteur d u v éhicule p our l e d ébrayage en fonction de la course x de la pédale depuis sa position de repos, l'effort F croissant à partir d'une valeur nulle pour atteindre un maximum M, puis décroissant jusqu'au débrayage complet indiqué en D. Au fur et à mesure de l'usure des garnitures de friction, la courbe C se déplace vers la courbe C', puis vers la course C" et la valeur maximum M de la force, qui est typiquement de 90 N environ pour des garnitures de friction neuves, augmente progressivement vers les valeurs M' et M" quand les garnitures de friction s'usent. Le dispositif de diagnostic selon l'invention permet de détecter l'augmentation de la valeur maximale de l'effort de débrayage à la pédale ou le déplacement du point d'effort maximal pour en déduire une information sur le degré d'usure des garnitures de friction. La figure 2 représente les variations de l'effort à la butée de 15 débrayage en fonction du déplacement de cette butée (la butée agissant, de façon b ien connue d e l'homme du métier, sur les d oigts radiaux d'un diaphragme annulaire qui pousse un plateau de pression vers un plateau de réaction pour le serrage des garnitures de friction entre les deux plateaux et la transmission d'un couple de rotation par l'embrayage). La courbe de débrayage de la figure 2 comprend une première partie a qui correspond à la flexion des doigts du diaphragme et une deuxième partie b au cours de laquelle la charge appliquée par le diaphragme sur le plateau de pression pour le serrage des garnitures diminue progressivement. Au fur et à mesure de l'usure des garnitures, la première partie de courbe se déplace en a' puis en a". Les zones hachurées des courbes illustrent l'assistance donnée par la progressivité due à la déformation élastique des garnitures. Les points E, E' et E" désignent les états "embrayés" à neuf, à mi-usure et à usure 30 presque complète des garnitures. On voit sur les courbes des figures 1 et 2 q ue l'effort maximum à exercer sur la pédale pour le débrayage augmente avec l'usure des garnitures et que le point de la courbe de déplacement de la pédale pour lequel l'effort est maximal se déplace également avec l'usure des garnitures. On peut donc constater l'usure des garnitures et leur évolution par mesure de paramètres différents: - mesure des efforts maximaux M à la pédale, mesure des positions correspondant à ces efforts maximaux, - mesure des pentes des courbes C (par dérivation) après les points 10 d'effort maximal M, M' et M", - mesure des efforts aux points D, D' et D". On peut également utiliser une équation combinant plusieurs des paramètres ci-dessus, chacun de ces paramètres ayant une valeur pondérée. De préférence, on fera plusieurs mesures successives, pour moyenner la valeur du paramètre et améliorer la précision de la mesure. Comme représenté schématiquement aux figures 3 et 4, le dispositif selon l'invention comprend un ensemble monobloc de mesure 10 qui est destiné à être fixé sur une pédale d'embrayage 12 par tous moyens 20 appropriés, tels par exemple que des liens élastiques ou des crochets 14, de façon à recouvrir l a partie d e l a pédale 1 2 s ur l aquelle l e conducteur appuie avec le pied pour le débrayage. Lorsque le bloc de mesure 10 est en place comme représenté schématiquement en figure 3, c'est sur ce bloc que l'on va appuyer pour déplacer la pédale et effectuer le débrayage. Le bloc 10 est équipé d'au moins un capteur de force ou de pression 16, qui peut être intégré dans le bloc 10 au voisinage de sa face supérieure comme représenté, ce capteur étant par exemple du type de ceux équipant les pèse-personnes ou les balances de ménage. Le bloc de mesure 10 comprend encore des moyens 18 30 d'alimentation électrique, tels par exemple qu'une pile d'un type courant, une mémoire 20 d'enregistrement des mesures, et au moins un capteur de déplacement ou de position, un télémètre et/ou une horloge pour la mesure des variations de l'effort appliqué à la pédale en fonction de la course de la pédale, de sa position et / ou du temps. On peut, par exemple comme représenté schématiquement en figure 5 3, équiper le bloc de mesure 10 d'un capteur de déplacement 22 qui est du type à tige télescopique ou à enroulement, dont une extrémité est solidaire du bloc de mesure 10 et dont l'autre extrémité peut être accrochée ou fixée en un point fixe, par exemple au volant du véhicule ou à la colonne de direction. En variante, le bloc de mesure 10 peut être équipé d'un télémètre laser ou à ultrasons permettant de mesurer le distance séparant le bloc de mesure 10 du fond du logement de la pédale dans l'habitacle comme indiqué en traits pointillés en figure 3. En variante, le télémètre peut être installé en un point fixe à 15 proximité de la pédale et viser une partie de la pédale ou du bloc de mesure. On peut aussi simplement équiper le bloc de mesure 10 d'une horloge pour déterminer la variation de l'effort à la pédale en fonction du temps lors d'un débrayage, cette variation étant semblable à celle représentée en figure 1 et ayant approximativement les mêmes propriétés. 20 Le dispositif selon l'invention comprend encore un système 24 de traitement de l'information, tel qu'un micro-ordinateur du type PC ou portable par exemple, qui peut être connecté comme représenté en 26 en figure 4 à la mémoire 20 du bloc 10 dans laquelle sont enregistrés les signaux de sortie du capteur 16 de force ou de pression, du capteur de 25 déplacement ou de position 22, du télémètre et/ou de l'horloge. Lorsque le système 24 de traitement de l'information est du type portable, la connexion 26 à la mémoire 20 du bloc de mesure 10 peut être établie quand le bloc 10 est monté sur la pédale 12. En variante, le système 24 peut être intégré dans le bloc de mesure. Dans ce cas, on peut examiner sur place la courbe C, C', ou C" que l'on obtient en appuyant plusieurs fois sur le bloc 10 jusqu'au débrayage complet ou examiner les valeurs maximales M, M' ou M" de l'effort au débrayage et/ou les déplacements du point d'effort maximal. Lorsque le système 24 de traitement de l'information est un ordinateur de bureau, on peut monter le bloc de mesure 10 sur la pédale 5 d'embrayage 12, appuyer à plusieurs reprises sur cette pédale jusqu'au débrayage complet, puis retirer le bloc 10 de sur la pédale d'embrayage 12, le porter jusqu'au voisinage immédiat du système 24 de traitement de l'information et le connecter à ce système pour examiner les mesures. Plusieurs actionnements de la pédale jusqu'au débrayage complet 10 permettent de moyenner les mesures et d'augmenter la précision. Avantageusement, on a préalablement enregistré dans le système 24 de traitement de l'information des données relatives au modèle de véhicule sur lequel ces mesures ont été effectuées. En variante, on peut aussi rentrer préalablement dans le système 24 15 de traitement de l'information certaines données relatives au modèle du véhicule, telles que le type de moteur (essence, diesel, injection), sa cylindrée, sa puissance, la présence de moyens de suralimentation en air, etc. pour en déduire à partir de valeurs moyennes de réalisation d'un embrayage adapté à ces caractéristiques un effort de débrayage que l'on 20 va comparer aux mesures réalisées. Le dispositif selon l'invention permet ainsi, de façon simple, rapide et peu coûteuse d'obtenir une information sur le degré d'usure des garnitures de friction de l'embrayage sans qu'il soit nécessaire d'y avoir accès. L'invention s'applique à tous les types d'embrayage (poussé ou tiré, 25 à commande par câble, à commande hydraulique, à commande par vérin concentrique à l'arbre, etc.) On prévoit avantageusement d'enregistrer en mémoire les valeurs mesurées, la référence d u véhicule et son kilométrage, pour un suivi de l'évolution de l'usure à chaque vérification. Le système informatique 24 peut servir à communiquer, par exemple par Internet, avec le fabricant de l'équipement de mesure pour des échanges de données: - par exemple pour la transmission de mesures d'usure réelle après démontage et échange de l'embrayage pour comparaison avec les valeurs estimées d'usure, - pour mise à jour de données de référence par type de véhicule et enregistrement de données relatives à de nouveaux véhicules. Il peut être conçu, de plus, pour effectuer des moyennes de mesures successives, afficher des courbes complètes ou seulement certains points de mesure, calculer des dérivées, etc., et plus généralement pour faire tout 10 ce qui est nécessaire à la mise en oeuvre de l'invention décrite ci-dessus. Ce système 24 peut également afficher les résultats de mesure en pourcentage d'usure, par exemple pour prévenir le conducteur ou le propriétaire du véhicule que l'usure des garnitures de l'embrayage est dans une fourchette de valeurs 25-30 % ou 50-75 %, ou afficher ces résultats 15 sous forme graphique par échelons ou pavés dont la hauteur varie avec le pourcentage d'usure. Dans certains cas, le système 24 peut détecter une anomalie dans les mesures, par comparaison avec des valeurs théoriques, et afficher cette anomalie ainsi qu'un diagnostic de panne ou de défaillance correspondant 20 à l'anomalie détectée. REVENDICATIONS 1. Dispositif de diagnostic de l'usure des garnitures de friction d'un embrayage de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des 5 moyens (10) d e m esure d e l'effort exercé sur la pédale d'embrayage du véhicule pour le débrayage et des moyens (14) de fixation des moyens de mesure (10) sur la pédale d'embrayage (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure (10) forment un ensemble monobloc. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de mesure (10) comprennent un capteur (16) de force ou de pression. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure (10) comprennent un capteur de 15 déplacement ou de position (22) pour la mesure de la variation de la force de débrayage en fonction de la position de la pédale (12). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de déplacement ou de position (22) comprend des moyens de liaison à un point fixe, tel par exemple que le volant du véhicule. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure (10) comprennent un télémètre, par exemple du type laser ou à ultrasons. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce les moyens de mesure (10) comprennent une horloge pour la mesure 25 de la variation de la force de débrayage en fonction du temps. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure (10) comprennent des moyens (16) d'enregistrement des variations de la force exercée sur eux. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 30 en ce que les moyens de mesure (10) comprennent des moyens de connexion (26) à un système (24) de traitement de l'information. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de traitement de l'information (24) est distant et les moyens de mesure y sont connectés après démontage de sur la pédale (12). 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le 5 système de traitement de l'information (24) comporte des moyens d'affichage des mesures et des courbes de variation des mesures en fonction des déplacements ou du temps. 12. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le système de traitement de l'information comprend des moyens 10 d'affichage d'un nombre déterminé de points de mesure. 13. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le système de traitement de l'information (24) est conçu pour effectuer des moyennes de mesures relevées au cours de plusieurs actionnements de la pédale et pour estimer l'usure des garnitures à partir 15 des mesures de l'effort maximum à la pédale, du déplacement du point d'effort maximum avec l'usure, de l'effort à la pédale au point de débrayage complet et/ou de la pente de la courbe de l'effort à la pédale après le point d'effort maximum. 14. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en 20 ce que le système (24) de traitement de l'information affiche les résultats de mesure sous forme d'un pourcentage d'usure ou sous forme graphique, le taux mesuré d'usure étant représenté par des échelons ou des pavés. 15. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que, en cas de détection d'une anomalie dans la mesure, le système 25 (24) de traitement de l'information affiche l'anomalie détectée et éventuellement le diagnostic de panne ou de défaillance correspondant à cette anomalie.