Brevet FR2855464A1 — publié le 20041203

SYSTEME DE GENERATION DE FORCE DE RAPPEL VARIABLE POUR PEDALE D'ACCELERATEUR DESCRIPTION Système comportant un vérin à dépression pour générer une force sur une pédale de commande d'un organe de réglage de moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne un système pour générer une force sur une pédale de commande d'un organe de réglage de la puissance délivrée par un moteur thermique de véhicule automobile, comprenant un actionneur; un mécanisme de transmission qui relie 15 l'actionneur à l'organe de réglage de la puissance du moteur thermique pour exercer une force sur cet organe; une unité de pilotage qui reçoit des informations pour asservir l'actionneur en fonction de la force à exercer sur la pédale de commande l'organe 20 de réglage de la puissance délivrée par le moteur thermique. Les moteurs des véhicules automobiles sont équipés d'un organe de réglage qui permet de contrôler leur puissance, généralement un volet papillon ou une 25 pompe à injection. Cet organe de réglage est commandé par le conducteur au moyen d'une pédale appelée pédale d'accélérateur. Un ressort de rappel pousse la pédale d'accélérateur en position de ralenti lorsque le conducteur n'exerce aucune pression sur elle. On connaît des systèmes pour générer une force de rappel sur la pédale d'accélérateur afin, notamment, B 14292 AP de lui transmettre une information ou pour l'aider à respecter une limite de vitesse. Le brevet WO 00/56 566 décrit un système de régulation de la vitesse d'un véhicule qui comprend une 5 unité de contrôle reliée à la pédale d'accélérateur. Cette unité peut passer d'une position dans laquelle la pédale d'accélérateur peut être actionnée sans difficulté et une position dans laquelle elle est difficile à actionner parce qu'une force de résistance 10 générée par l'unité de contrôle doit être surmontée. Le brevet WO 93/12 949 décrit un dispositif d'assistance au contrôle de la puissance d'un moteur de véhicule qui comprend une unité électronique de contrôle. Un servomoteur commandé par l'unité 15 électronique déplace une biellette de manière à faire varier l'angle entre cette biellette et un ressort de rappel. La force de rappel exercée par le ressort est fonction de l'écart entre la vitesse réelle du véhicule automobile et la consigne de vitesse limite. Elle peut 20 également être déterminée par une exigence de sécurité. Toutefois, ces dispositifs connus présentent plusieurs inconvénients. Ils sont basés sur des mécanismes électromécaniques utilisant des ressorts. Outre leur complexité, leur coût de fabrication peut 25 être élevé. Ils ne permettent ni de doser la force avec précision ni de la faire varier avec un faible temps de réaction. La présence du ressort dans la chaîne cinématique limite ou perturbe la restitution de forces variables dans le temps en introduisant des phénomènes 30 transitoires. De plus, ils ne s'appliquent pas aux pédales d'accélérateur dont le déplacement est mesuré B 14292 AP électriquement et qui sont aujourd'hui de plus en plus utilisées dans les véhicules modernes. La présente invention a pour objet un système pour générer une force sur une pédale de commande d'un 5 organe de réglage de moteur thermique de véhicule automobile qui remédie à ces inconvénients. Ce but est atteint par le fait que l'actionneur est un vérin à dépression et que la force exercée sur la pédale est égale, à un facteur de proportionnalité 10 près, à la force de sortie du vérin. En effet, le mécanisme de transmission est extrêmement simple. Il est constitué exclusivement de deux biellettes, à l'exclusion de ressorts ou autres moyens élastiques. L'effort du vérin est donc transmis 15 instantanément, avec la même intensité (à un facteur multiplicatif près), à la pédale de commande. On peut donc, selon l'invention, exercer une force, de rappel, complètement réglable puisqu'elle ne dépend que de la pression dans le vérin, laquelle peut être programmée 20 selon une loi choisie: variation continue, rampe régulière, etc. La force exercée sur la pédale est une force de rappel qui la sollicite vers sa position relâchée. Par ailleurs, le terme "force" doit être compris comme 25 signifiant également "couple". En effet, en pratique, le système agit sur une biellette solidaire de l'axe de la pédale, ce qui se traduit par un couple, par exemple un couple de rappel, exercé sur cette pédale. Le vérin à dépression comporte avantageusement 30 un organe de séparation, par exemple un piston ou une membrane, qui sépare une chambre en dépression reliée à une source de vide par une canalisation d'aspiration et B 14292 AP une chambre atmosphérique mise à la pression atmosphérique. La pression dans la chambre en dépression est de préférence régulée par un clapet de régulation situé 5 sur la canalisation d'aspiration et par un clapet de mise à l'atmosphère apte à mettre la chambre en dépression en communication avec l'atmosphère, le clapet de régulation et le clapet de mise à l'atmosphère étant asservis par l'unité de pilotage. La 10 canalisation d'aspiration peut être reliée au collecteur d'admission du moteur thermique ou à une pompe à vide électrique ou mécanique. Avantageusement, le système comporte une chambre tampon interposée entre le clapet de régulation 15 situé sur la canalisation d'aspiration et la source de vide. Alors, la pression dans la chambre tampon peut être régulée par un clapet de régulation situé sur la canalisation d'aspiration entre la chambre tampon et la source de vide. Le système comporte de préférence, mais de manière non impérative, un capteur de mesure de la position de la pédale qui fournit à l'unité de pilotage un signal représentatif de cette position. Dans une réalisation, un effort supérieur à la 25 force exercée par le système pour le maintien de la pédale en position constante fournit à l'unité de pilotage un signal qui désactive l'application de la force sur la pédale. D'autres caractéristiques et avantages de 30 l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à B 14292 AP titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures: - la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation de système conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue schématique d'une variante améliorée du mode de réalisation représenté sur la figure 1. Sur la figure 1, la référence 2 désigne une 10 pédale de commande d'un organe de réglage de la puissance du moteur thermique du véhicule sur lequel le système d'aide à la conduite de l'invention est monté. Cet organe de réglage peut être un papillon de réglage de l'admission d'air dans les chambres du moteur 15 thermique ou une pompe d'injection de carburant. La pédale 2, aussi appelée pédale d'accélérateur, est montée pivotante sur le véhicule automobile autour d'un axe 4. Un ressort de rappel 6, schématiquement représenté, rappelle la pédale dans sa position de 20 repos. Le système comprend par ailleurs une unité de pilotage électronique 10. Cette unité peut être spécifique au système de l'invention ou être une unité déjà présente sur le véhicule automobile. L'unité de 25 pilotage 10 reçoit des informations sur le véhicule automobile et sur son environnement d'un ensemble de capteurs 12, par exemple la vitesse du véhicule ou la distance séparant le véhicule automobile d'un autre véhicule automobile qui le précède. L'unité de pilotage 30 10 reçoit également des capteurs 12 un signal de position de la pédale d'accélérateur 2. Le signal de position de la pédale d'accélérateur peut être utilisé B 14292 AP pour piloter également l'organe de réglage de la puissance du moteur thermique du véhicule automobile. Ou bien, l'organe de réglage peut être commandé classiquement par un câble. Enfin, le système comprend un vérin pneumatique articulé sur le tablier 18 par une rotule ou un pivot 51. Dans l'exemple, ce vérin est un vérin à dépression. Il comporte un piston 52 qui délimite une chambre en dépression 54 reliée à une source de vide et 10 une chambre 56 mise à la pression atmosphérique par des trous 58. Une biellette 60 possède une extrémité solidaire du piston 52 et une autre extrémité articulée en 24 sur une biellette 26 solidaire de l'axe 4 de la pédale d'accélérateur 2. Une traction exercée sur la 15 biellette 60 dans le sens de la flèche F permet de créer une force de rappel sur la pédale. Cette force de rappel s'ajoute à la force de rappel, toujours présente, du ressort de rappel 6. La source de vide (non représentée) peut être 20 constituée classiquement par le collecteur d'admission du moteur. Elle peut également être constituée par une pompe à vide, notamment dans le cas des moteurs diesels. La chambre 54 est reliée à la source de vide par une canalisation d'aspiration 62. Un clapet de 25 régulation 64 monté sur la canalisation 62 et un clapet de mise à l'atmosphère 68 permettent de réguler la pression dans la chambre 54. Le clapet de régulation est représenté par une bille 65 plaquée sur un siège par un ressort 66. De même, le clapet de mise à 30 l'atmosphère est représenté par une bille 69 plaquée sur un siège par un ressort 70. Pour augmenter la dépression dans la chambre 54, on la met en B 14292 AP communication avec la source de vide par le clapet 64. Au contraire, si l'on veut la faire chuter, il suffit d'admettre de l'air par une mise à l'atmosphère. Les clapets de régulation 64 et de mise à l'atmosphère 68 5 sont pilotés par l'unité de pilotage électronique 10 en fonction de la force (du couple), par exemple de la force de rappel, à exercer sur la pédale 2. Comme on le constate, la chaîne de transmission est simple et très courte. Cela permet à la force de 10 suivre avec précision les variations imposées par l'unité de pilotage électronique 10. Cette relation simple autorise une très grande diversité de lois de force de rappel. Le système permet d'obtenir des temps de réaction courts et une bonne précision sur la valeur 15 de la force de rappel. De plus, il consomme très peu d'énergie. En outre, comme on l'a rappelé, il est compatible avec les pédales d'accélérateur sans câble, de plus en plus utilisées actuellement. On a représenté sur la figure 2 une variante du système de la figure 1. Il s'en distingue par la présence d'une chambre tampon 80 interposée entre le clapet de régulation 64 situé sur la canalisation d'aspiration 62 et la source de vide. Son rôle est de 25 constituer un réservoir d'air de dépression stable. Elle est utile dans le cas o le débit de la source de vide n'est pas stable dans le temps, par exemple lorsqu'il dépend des variations du régime moteur. La pression dans la chambre tampon est régulée par un 30 clapet de régulation 82 situé sur la canalisation d'aspiration 62 entre la chambre tampon 80 et la source de vide. Ce clapet est un simple clapet antiretour qui B 14292 AP comporte une bille 83 plaquée sur un siège par un ressort 84. Il empêche l'admission d'air à une pression supérieure à la dépression de chambre tampon. En variante, ce clapet pourrait être piloté par l'unité de pilotage électronique 10. B 14292 AP REVENDICATIONS 1. Système pour générer une force sur une pédale de commande d'un organe de réglage de la 5 puissance délivrée par un moteur thermique de véhicule automobile comprenant un actionneur; un mécanisme de transmission (60, 26) qui relie l'actionneur à l'organe de réglage de la puissance du moteur thermique pour exercer une force sur cet organe;une unité de pilotage 10 (10) qui reçoit des informations pour asservir l'actionneur en fonction de la force à exercer sur la pédale de commande l'organe de réglage de la puissance délivrée par le moteur thermique, caractérisé en ce que l'actionneur est un vérin à dépression (50) et en ce 15 que la force exercée sur la pédale est égale, à un facteur de proportionnalité près, à la force de sortie du vérin (50). 2. Système selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le vérin à dépression (50) comporte un organe de séparation (52) qui sépare une chambre en dépression (54) reliée à une source de vide par une canalisation d'aspiration (62) et une chambre atmosphérique (56) mise à la pression atmosphérique. 25 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la pression dans la chambre en dépression est régulée par un clapet de régulation (64) situé sur la canalisation d'aspiration et par un clapet 30 de mise à l'atmosphère apte à mettre la chambre en dépression en communication avec l'atmosphère, le clapet de régulation (64) et le clapet de mise à B 14292 AP l'atmosphère (68) étant asservis par l'unité de pilotage. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 5 3, caractérisé en ce que la canalisation d'aspiration (62) est reliée au collecteur d'admission du moteur thermique. 5. Système selon l'une des revendications 1 à 10 3, caractérisé en ce que la canalisation d'aspiration est reliée à une pompe à vide électrique ou mécanique. 6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre tampon 15 (80) interposée entre le clapet de régulation (64) situé sur la canalisation d'aspiration et la source de vide. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pression dans la chambre tampon (80) est régulée par un clapet de régulation (64) situé sur la canalisation d'aspiration entre la chambre tampon (80) et la source de vide. 8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (14) de mesure de la position de la pédale (2) qui fournit à l'unité de pilotage un signal représentatif de cette position. 9. Système selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est apte à générer une force B 14292 AP permettant de maintenir une position constante de la pédale (2). 10. Système selon la revendication 9, 5 caractérisé en ce qu'un effort supérieur à la force exercée par le système pour le maintien de la pédale en position constante fournit à l'unité de pilotage (10) un signal qui désactive l'application de la force sur la pédale (2). B 14292 AP