Brevet FR2892683A1 — publié le 20070504

Dispositif de pédalier pour la protection des membres inférieurs La présente invention se rapporte à un dispositif de pédalier pour 5 véhicules automobiles permettant de protéger les membres inférieurs en cas de choc. Des dispositifs de pédalier connus équipés de pédales, comprennent essentiellement de la mousse absorbante disposée en fond de cave à pieds, derrière les pédales. Cette mousse absorbante, permet de protéger io les membres inférieurs d'un conducteur en situation de conduite lorsque le véhicule automobile subit une forte accélération négative et que le corps du conducteur et en particulier ses membres inférieurs sont entraînés violemment vers l'avant du véhicule. Les dispositifs connus permettent donc d'amortir le mouvement des membres inférieurs par 15 rapport au véhicule et ainsi, à tout du moins, de les préserver. Toutefois, de façon générale, les capacités de déformation tant en termes d'amplitude qu'en termes de résistance à la déformation ne permettent pas de préserver de façon satisfaisante les membres inférieurs. 20 Et ce d'autant plus, que les dispositifs de pédalier connus précités, appréhendent seulement le choc des membres inférieurs contre le fond de la cave à pieds et pas nécessairement l'obstacle constitué par les pédales. D'autre dispositif de pédalier ont été imaginés, et ils permettent de 25 gérer l'amortissement de la pédale contre le plancher, en fond de cave à pieds, lorsque ladite pédale est enfoncée brusquement. On pourra notamment se référer au document DE 199 11 831, qui décrit un tel dispositif d'amortissement. Néanmoins, un problème qui se pose et que vise à résoudre la 30 présente invention est alors de fournir un dispositif de pédalier qui permette de mieux gérer encore l'amortissement de la pédale en contrôlant son déplacement relatif par rapport audit plancher. 2 2892683 Dans ce but, la présente invention propose un dispositif de pédalier de véhicule automobile destiné à la protection des membres inférieurs, ledit véhicule comprenant un plancher sur lequel est monté ledit dispositif de pédalier, ledit dispositif de pédalier comprenant au moins une pédale mobile de commande du véhicule, lesdits membres inférieurs permettant d'exercer un effort pour entraîner en mouvement ladite pédale selon une course de commande et jusqu'à une position de fin de course de commande, ledit plancher comprenant des moyens d'absorption réversibles destinés à être activés par ladite pédale, lesdits moyens io d'absorption réversibles étant activés lorsque ladite pédale est dans ladite position de fin de course de commande et lorsque ladite pédale reçoit un deuxième effort supérieur audit premier effort, ledit deuxième effort étant susceptible de provoquer le mouvement de ladite pédale au-delà de ladite fin de course de commande, selon une course d'absorption réversible et 15 jusqu'à une position de fin de course d'absorption réversible ; selon l'invention le dispositif de pédalier comprend en outre des moyens d'absorption irréversibles adaptés à être activés par ladite pédale, lesdits moyens d'absorption irréversibles étant activés lorsque ladite pédale est dans ladite position de fin de course d'absorption réversible et lorsque 20 ladite pédale reçoit un troisième effort supérieur audit deuxième effort. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la gestion des efforts exercés par les membres inférieurs du conducteur sur la pédale, en cas de choc, ces efforts supplémentaires étant amortis grâce aux moyens d'absorption irréversibles. De la sorte, outre les moyens 25 d'absorption réversibles déjà sollicités au cours d'un choc, ces moyens d'absorption irréversibles complètent l'absorption du mouvement des membres inférieurs par rapport au plancher et les préservent d'éventuels traumatismes. Par ailleurs, et selon un mode de mise en oeuvre de l'invention 30 particulièrement avantageux, ladite pédale est montée à coulissement par rapport audit plancher. De la sorte, la pédale, qu'elle soit d'embrayage, d'accélérateur ou de frein, n'actionne plus les commandes par rotation 3 2892683 mais par translation. Cette configuration procure un certain nombre d'avantages. Tout d'abord, la cinématique de déplacement des membres inférieurs et tout particulièrement du pied est mieux déterminée car l'angle que forme la pédale avec le plancher est constant. En outre, cette 5 configuration autorise de faible course de déplacement, ce qui améliore le confort de conduite. De façon préférentielle, lesdits moyens d'absorption réversibles sont montés solidaires desdits moyens d'absorption irréversibles de façon à former un ensemble plus rigide et surtout plus compact et par conséquent io moins encombrant au regard des systèmes de pédalier actuels dont les pédales sont montées pivotantes. Selon un mode de réalisation préférentiel, lesdits moyens d'absorption réversibles comprennent un corps en élastomère apte à reprendre son état de fonctionnement après avoir été sollicité. En outre, 15 lesdits moyens d'absorption irréversibles présentent, avantageusement, une première extrémité solidaire dudit plancher et une seconde extrémité libre adaptée à être entraînée par ladite pédale mobile, dans un sens opposé à ladite première extrémité. Ainsi, lorsque la. pédale est dans ladite position de fin de course d'absorption réversible, et qu'un troisième 20 effort s'exerce sur la pédale, cette dernière entraîne ladite seconde extrémité libre à l'opposé de ladite première extrémité fixe selon une course réduite, de sorte que les moyens d'absorption réversibles subissent une transformation permettant d'absorber l'énergie produite par le troisième effort. 25 Lesdits moyens d'absorption peuvent être dédoublés, et présentent deux extrémités solidaires dudit plancher de part et d'autre de ladite pédale et deux extrémités libres qui se rejoignent et contre laquelle ladite pédale vient en appui dans ladite position de fin de course d'absorption réversible. Ainsi, ledit troisième effort s'exerce de façon symétrique sur les 30 moyens d'absorption dédoublés. Selon une première variante de réalisation de l'invention, particulièrement avantageuse, lesdits moyens d'absorption réversibles 4 2892683 comportent au moins deux éléments reliés respectivement auxdites extrémités, lesdits éléments étant maintenus l'un contre l'autre en friction lorsque lesdites extrémités sont entraînées dans des sens opposés l'un de l'autre. L'un des deux éléments présente par exemple des mors, entre 5 lesquels est enserré l'autre élément formé d'une bande métallique par exemple, l'entraînement des lesdites extrémités dans des sens opposés l'un de l'autre provoquant alors la friction de la bande métallique entre les deux mors et une forte dissipation d'énergie par échauffement. Selon une deuxième variante de réalisation préférée, lesdits moyens io d'absorption irréversibles comprennent au moins une bande métallique ondulée et rigide, de telle sorte que l'entraînement des deux extrémités dans des sens opposés provoque la déformation de la partie ondulée de la bande métallique. Selon une troisième variante de réalisation, ladite bande métallique 15 ondulée est installée en prise entre des moyens formant galets de manière à forcer la bande métallique rigide à travers les moyens formant galets. Aussi, la bande métallique suit le trajet imposé par la disposition des moyens formant galets et absorbe ainsi l'énergie produite par le dit troisième effort. 20 En outre, et selon encore un autre mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, ladite pédale, qu'elle soit de frein, d'accélération, ou d'embrayage, est une pédale à commande électrique. Ainsi, la course des pédales de commande peut être considérablement diminuée, ce qui favorise un meilleur contrôle de commande et réduit 25 considérablement le volume occupé par le pédalier. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : 30 - la Figure 1 est une vue schématique en perspective d'une pédale d'un dispositif de pédalier conforme à l'invention, selon une première variante d'exécution ; 5 2892683 - la Figure 2 est un schéma synoptique des différents éléments de la pédale illustrée à la Figure 1 et de leurs liaisons en vue latérale; -la Figure 3 est une courbe illustrant la loi des efforts exercés sur la pédale illustrée aux Figures 1 et 2 en fonction de sa course ; et, 5 - La Figure 4 est une vue schématique en perspective d'une pédale d'un dispositif de pédalier conforme à l'invention, selon une seconde variante d'exécution. La Figure 1 illustre un dispositif de pédalier 10 conforme à l'invention disposé sur un plancher 11, et comprenant une pédale 12, des moyens d'absorption réversibles 14 constitués d'un corps en élastomère et des moyens d'absorption irréversibles 16 en U. La pédale 12 présente, une partie longitudinale 18 montée à coulissement dans une glissière 20 de manière à pouvoir coulisser sensiblement parallèlement au plancher 11 selon un axe A, et une partie d'appui 22 en saillie du plancher 11 et qui est terminée par une platine 24. La partie d'appui 22 s'étend sensiblement perpendiculairement de la partie longitudinale 18. En outre, elle présente un décrochement 26 permettant de réaliser un épaulement d'appui 28 sensiblement perpendiculaire à la partie longitudinale .18 en saillie du plancher 11. Bien évidemment, la pédale 12 est adaptée à être entraînée en translation vers l'avant d'un véhicule automobile non représenté selon V, pour commander le freinage, l'embrayage ou encore l'accélération du véhicule. Les moyens d'absorption irréversibles 16 comprennent une pièce métallique en U présentant une partie libre de réception 30 correspondant au fond du U et deux parties ondulées 32, 34 préformées, correspondant aux branches de l'U ; les parties ondulées 32, 34 présentant respectivement des extrémités 36, 38 d'ancrage. La pièce métallique en U 16 définit un plan moyen P et elle est disposée sensiblement parallèlement au plancher 11, les deux parties ondulées 32, 34 de part et d'autre de la pédale 22, les deux extrémités 36, 38 d'ancrage étant ancrées vers l'arrière R opposé à l'avant selon V, et à proximité de la glissière 20 tandis que la partie de réception 30 est elle 6 2892683 orientée vers l'avant selon V et s'étend transversalement, en regard et espacée de l'épaulement d'appui 28 de la partie d'appui 22. En outre, les moyens d'absorption réversible 14 sont montés solidaires de la pièce métallique en U 16, dans la partie de réception 30 et 5 en regard de l'épaulement d'appui 28. Ainsi, les moyens d'absorption réversibles 14 formés du corps en élastomère sont entièrement solidaires de la pièce métallique en U 16, qui elle-même est solidaire du plancher 11 par l'intermédiaire de ses extrémités d'ancrage 36, 38. On retrouve sur la Figure 2, et de façon très schématique en vue io latérale, la pédale 22 constituée de sa partie longitudinale 18 qui est montée à coulissement dans la glissière 20, et de sa partie d'appui 22 ; les moyens d'absorption réversibles 14 solidaires des moyens d'absorption irréversibles 16 ; les moyens absorptions réversibles 14 étant étendus dans le prolongement de la partie longitudinale 18 et en regard 15 de l'épaulement d'appui 28 de la partie d'appui 22. En outre, les deux parties ondulées 32, 34 sont sur ce schéma illustratif, rassemblées en une seule extrémité d'ancrage 36,38 pour être solidarisées au plancher 11 tandis que, la partie de réception 30 reçoit le corps en élastomère 14. De plus, sur cette Figure 2, est représenté un pied 40 dont un talon 42 est 20 porté en appui sur le plancher 11 et dont l'extrémité opposée au talon 44 est elle, en appui sur la platine 24. Ainsi, le pied 40 est dans une position normale de conduite d'un conducteur. De plus, la figure 2 illustre un ressort de rappel élastique 45, lequel permet à la pédale 12 de revenir dans sa position initiale lorsque le pied 25 40 relâche ladite pédale 12. On décrira maintenant en référence à la Figure 3 mais aussi à la Figure 2 le mode de fonctionnement du pédalier 10, et surtout l'évolution de l'intensité des efforts exercés sur la pédale 12 en fonction de sa course. 30 La Figure 3 illustre donc, sous forme d'un graphe 50, la loi d'effort global en ordonnée graduée en Newton, de réaction de la pédale en fonction de sa course, en abscisse graduée en mètres. Ainsi, la pédale 12 7 2892683 est mobile en translation dans une première phase de fonctionnement, correspondant à la commande normale d'embrayage, de frein ou d'accélération. La pédale 12 est mobile entre une première position de repos telle qu'illustrée sur la Figure 2, et correspondant aux coordonnées 5 (0, 0) sur le graphe 50, et une position de fin de course normale, où la pédale 12 a été entraînée en translation selon la flèche V, et l'épaulement d'appui 28 a été mis en contact avec le corps en élastomère 14, et qui correspond sur le graphe 50, aux coordonnées (Cl, F1). Aussi, entre ces deux coordonnées (0, 0) et (Cl, FI) la loi d'efforts suit une courbe linéaire io 52, les efforts restitués par la pédale 12 étant proportionnels à la course. Toutefois, lors d'un choc, lorsque le pied du conducteur 40 est en appui contre la pédale 12 par l'intermédiaire de la platine 24, et que l'épaulement d'appui 28 est déjà en contact avec le corps en élastomère 14, une deuxième phase de fonctionnement se déroule durant laquelle, la 15 pédale 12 est entraînée en translation par le pied 40 de telle sorte que l'épaulement d'appui 28 comprime le corps en élastomère 14. Durant cette deuxième phase correspondant à une portion de courbe exponentielle 54, et qui s'étend des coordonnées (Cl, F1) jusqu'à des coordonnées (C2, F2), seul le corps en élastomère 14 subit la 20 déformation. Cette déformation est réversible de sorte que si le choc était peu violent et que la course de la pédale n'atteignait pas la valeur C2 en abscisse, la butée en élastomère 14 reprendrait alors sa forme initiale et la pédale reviendrait vers sa position initiale de repos sans qu'il n'y ait eu besoin d'amortir plus encore le mouvement des membres inférieurs par 25 rapport au plancher 11. En outre, elle permet d'absorber une grande quantité d'énergie pour un déplacement relativement restreint. En revanche, lorsque le choc est violent et que les efforts exercés sur la pédale 12 sont supérieurs aux efforts nécessaires à la compressibilité totale de la butée en élastomère 14, les moyens 30 d'absorption irréversible 16 vont alors être mis en oeuvre et se déformer, la partie de réception 30 étant alors entraînée en translation vers l'avant selon la flèche V durant une troisième phase. Les deux parties ondulées 8 2892683 32, 34, en métal, vont alors se déformer plastiquement et s'allonger, tandis que la butée en élastomère 14 reste elle comprimée, et les efforts restitués par la pédale 12 vont alors décrire une dernière portion de courbe 56 se terminant par un plateau 58. De la sorte, et durant 5 l'allongement des deux parties ondulées 32, 34, une grande quantité d'énergie correspondant à des efforts importants durant une longue course, va pouvoir être absorbée. Bien évidemment, la déformation des parties ondulées 32, 34 est irréversible, mais elle vise, et c'est primordial, à préserver les membres inférieurs du conducteur dans une situation de io choc violent ou crash . Avantageusement, le dispositif de pédalier comporte des pédales à commande électrique et il présente un système de restitution d'efforts non représenté, qui relie la pédale 12 au plancher 11 de manière à reproduire les mêmes sensations d'efforts que celles des pédales couramment 15 utilisées dans les véhicules automobiles à commande directe. La commande électrique actionne le système électromécanique ou hydromécanique du frein, de l'accélérateur ou de l'embrayage. Par ailleurs, et selon une autre variante de réalisation de l'invention, les deux parties ondulées 32, 34 sont remplacées par deux bandes 20 métalliques longitudinales, respectivement en prise dans des mors formant étau, lesquels sont solidaires du plancher 11. De la sorte, et durant la troisième phase de fonctionnement du dispositif de pédalier, correspondant à la déformation plastique, les bandes métalliques précitées sont entraînées en friction à travers les mors formant étau. 25 Selon encore une autre variante de réalisation de l'invention, les bandes métalliques ondulées 32,34 présentent une extrémité libre non liée au plancher 11, en revanche elles sont entraînées respectivement à travers un train de galets solidaire du plancher, ce qui provoque également la déformation des bandes métalliques ondulées et concourt à 30 leur déformation plastique. On a représenté sur la Figure 4, une seconde variante de réalisation de l'invention, sur laquelle les éléments identiques à ceux illustrés sur la Figure 1 présentent les mêmes références alors que ceux qui ont des fonctions similaires présentent aussi les mêmes références mais affectées d'un signe prime. Selon cette variante, le dispositif de pédalier comporte des moyens d'absorption irréversibles 16' en U présentant une seule partie ondulée 34' et qui joue le même rôle que dans la première variante de réalisation, tandis qu'à l'opposé, une autre branche 32' est elle montée en prise et à coulissement dans une autre glissière 20' afin de guider cette autre branche 32' en translation. 10 REVENDICATIONS 1. Dispositif de pédalier (10) de véhicule automobile destiné à la protection des membres inférieurs, ledit véhicule comprenant un plancher (11) sur lequel est monté ledit dispositif de pédalier (10), ledit dispositif de pédalier comprenant au moins une pédale (12) mobile de commande du véhicule, lesdits membres inférieurs permettant d'exercer un effort pour entraîner en mouvement ladite pédale (12) selon une course de io commande et jusqu'à une position de fin de course de commande, ledit plancher (11) comprenant des moyens d'absorption réversibles (14) destinés à être activés par ladite pédale (12), lesdits moyens d'absorption réversibles (14) étant activés lorsque ladite pédale est dans ladite position de fin de course de commande et lorsque ladite pédale reçois un 15 deuxième effort supérieur audit premier effort, ledit deuxième effort étant susceptible de provoquer le mouvement de ladite pédale (12) au-delà de ladite fin de course de commande, selon une course d'absorption réversible et jusqu'à une position de fin de course d'absorption réversible ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'absorption 20 irréversibles (16) adaptés à être activés par ladite pédale (12), lesdits moyens d'absorption irréversibles (16) étant activés lorsque ladite pédale (12) est dans ladite position de fin de course d'absorption réversible et lorsque ladite pédale (12) reçois un troisième effort supérieur audit deuxième effort. 25 2. Dispositif de pédalier selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pédale (12) est montée à coulissement par rapport audit plancher (11). 3. Dispositif de pédalier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'absorption réversibles (14) sont montés 30 solidaires desdits moyens d'absorption irréversibles (16). 11 2892683 4. Dispositif de pédalier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'absorption réversibles (14) comprennent un corps en élastomère. 5. Dispositif de pédalier selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'absorption irréversibles (16) présentent une première extrémité (36, 38) solidaire dudit plancher (11) et une seconde extrémité libre (30) adaptée à être entraînée par ladite pédale mobile (12), dans un sens opposé à ladite première extrémité (36, 38). io 6. Dispositif de pédalier selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'absorption irréversibles (16) sont dédoublés, et présentent deux extrémités (36, 38) solidaires dudit plancher (11) de part et d'autre de ladite pédale (12) et deux extrémités libres (30) qui se rejoignent. 15 7. Dispositif de pédalier selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'absorption réversibles (14) comportent au moins deux éléments reliés respectivement auxdites extrémités, lesdits éléments étant maintenus l'un contre l'autre en friction lorsque lesdites extrémités sont entraînées dans des sens opposés l'un de l'autre. 20 8. Dispositif de pédalier selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'absorption irréversibles (16) comprennent au moins une bande métallique ondulée (32, 34). 9. Dispositif de pédalier selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite bande métallique ondulée est installée en prise entre des 25 moyens formant galets. 10. Dispositif de pédalier selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite pédale (12) est une pédale à commande électrique.