Brevet FR2921307A1 — publié le 20090327

DISPOSITIF DE MESURE DE LA POSITION D'UNE BUTEE D'EMBRAYAGE ET EMBRAYAGE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF. La présente invention se situe dans le domaine des embrayages pour véhicule automobile, et en particulier dans la mesure de position d'une butée d'embrayage. Cette invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les véhicules hybrides, mais elle est utilisable dans tous types de véhicules mettant en oeuvre une machine électrique. Cette invention vise à atteindre plusieurs objectifs d'amélioration de véhicules, parmi lesquels : améliorer l'agrément de la conduite des véhicules, notamment de ceux munis de système d'aide au démarrage mains-libres, et s'affranchir des problèmes de compatibilité du dispositif de mesure de la position de la butée d'embrayage avec le champ électromagnétique de la machine électrique. Un embrayage de véhicule automobile est utilisé pour accoupler et désaccoupler temporairement l'arbre moteur d'un véhicule et un arbre récepteur, appelé également arbre primaire, lié à la boîte de vitesses, afin de permettre une transmission de puissance (ou couple), entre le moteur et les roues motrices du véhicule via la boîte de vitesses. Un dispositif d'embrayage comprend également une butée d'embrayage, qui se déplace en translation afin d'assurer l'embrayage/débrayage. Dans un véhicule automobile en fonctionnement, il est utile de connaître la position de l'embrayage, à savoir une position ouverte (état débrayé), ou fermée (état embrayé). Il est également utile de connaître les positions intermédiaires entre ces positions extrêmes. En effet, la connaissance d'une telle information permet, dans le cadre du fonctionnement de véhicules munis d'une boîte de vitesses pilotée ou manuelle, d'augmenter la précision du pilotage, l'agrément de conduite et la sécurité de fonctionnement du véhicule. En outre, dans le cas particulier des véhicules mettant en oeuvre une boîte de vitesses manuelle, l'information sur la position de la butée d'embrayage permet de déduire une information sur la transmissibilité du couple du moteur thermique, et ainsi de transmettre cette information au système de contrôle du moteur. L'invention concerne ainsi un dispositif permettant de mesurer la position d'une butée d'embrayage dans une boite de vitesses pilotée ou manuelle d'un véhicule automobile, notamment d'un véhicule muni d'une machine électrique, source de champ électromagnétique, tel qu'un véhicule hybride. Parmi les dispositifs existant pour effectuer ce type de mesure, on peut citer un système de capteur linéaire passif à électronique déportée, fonctionnant dans un axe parallèle à l'axe de la ligne d'arbre moteur/boîte de vitesses. Un tel capteur est généralement un capteur sans contact, permettant de mesurer la position de la butée via la détection d'un aimant solidaire de la partie mobile de la butée d'embrayage. Toutefois, dans le cadre de développements de véhicules hybrides, les mesures effectuées sont parfois faussées par des perturbations électromagnétiques engendrées par une machine électrique. En effet, on rappelle ici qu'un capteur passif à électronique déportée comprend un dispositif de mesure installé au niveau de la butée d'embrayage, et un circuit électronique distinct, pour transformer la mesure en un signal électrique exploitable par un système de contrôle du véhicule. Or, à proximité d'une machine électrique, le capteur est soumis au champ électromagnétique de la machine, ce qui peut avoir pour conséquence une dégradation de la communication entre le dispositif de mesure et le circuit électronique, et par là même une mauvaise transmission de la mesure. En outre, le capteur, situé à proximité de l'embrayage, est soumis aux hautes températures de cet environnement, typiquement de l'ordre de 150°C à 180°C, et risque donc d'être détérioré. L'invention vise à résoudre au moins l'un de ces inconvénients en proposant un dispositif de mesure dans lequel le capteur est implanté à distance de la machine électrique, de manière à ne pas être soumis aux contraintes environnementales de cette machine électrique, notamment en termes de température et de champ électromagnétique.35 De manière plus précise, l'invention concerne un dispositif pour mesure de la position d'une butée d'embrayage de véhicule, cette butée étant mobile en translation selon la direction d'un arbre reliant le moteur et la boîte de vitesses, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un système bielle-manivelle, relié à la butée d'embrayage et/ou à une fourchette d'embrayage installée sur la butée, et permettant de transformer le mouvement de translation de la butée en un mouvement de rotation autour d'un axe orthogonal à la direction du mouvement de translation, et en ce qu'il comprend au moins un capteur d'angle sur une des articulations du système bielle-manivelle. Dans une réalisation, le dispositif est tel qu'il comprend au moins un capteur d'angle sur une des articulations du système bielle-manivelle, respectivement sur une première articulation entre la butée d'embrayage ou la fourchette d'embrayage et la bielle, et/ou sur une deuxième articulation entre la bielle et la manivelle, et/ou sur une troisième articulation entre la manivelle et un support fixe par rapport au carter d'embrayage. Dans une réalisation, le dispositif est tel qu'un capteur d'angle est du type à effet Hall, ou du type potentiomètre. Dans une réalisation, le dispositif est tel que la bielle a une longueur suffisante pour que l'articulation entre la bielle et la manivelle et/ou l'articulation entre la manivelle et le support soient situées à l'extérieur de la cloche d'embrayage du véhicule. Dans une réalisation, l'articulation entre la bielle et la manivelle, respectivement l'articulation entre la manivelle et un support fixe, est telle que la bielle et la manivelle, respectivement la manivelle et le support fixe, sont en liaison pivot simple l'une part rapport à l'autre. 30 Dans une réalisation, l'articulation entre, d'une part, la bielle et, d'autre part, la butée ou la fourchette d'embrayage est telle que la liaison mécanique entre ces éléments est une liaison rotule ou pivot simple. 25 Dans une réalisation, le dispositif est tel qu'au que l'une des articulations du système bielle-manivelle est solidaire d'un actionneur permettant l'entraînement de la butée d'embrayage en translation. L'invention concerne également un embrayage contenant un dispositif de mesure comprenant une ou plusieurs des caractéristiques précédemment décrites. L'invention concerne également un système d'actionneur de débrayage comprenant un dispositif comprenant une ou plusieurs des caractéristiques précédemment décrite, le système comprenant en outre au moins un actionneur à l'une des articulations du système bielle-manivelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisations, cette description étant effectuée à titre non limitatif à l'aide des figures suivantes : -la figure 1 montre un embrayage classique de véhicule automobile, - les figures 2 à 5 montrent différentes configurations d'installation d'un dispositif de mesure conforme à l'invention, sur un embrayage classique. La figure 1 montre un moteur thermique 1 associé à une boîte de vitesses 9, entre lesquels est interposé un embrayage situé dans une cloche d'embrayage 2 solidaire du carter 90 de la boîte de vitesses 9. La boîte de vitesses 9 est munie d'un arbre primaire 3 en liaison avec un disque d'embrayage 5. A l'extrémité de l'arbre primaire 3, opposée au moteur thermique 1, est installée une butée d'embrayage 6 munie d'une fourchette d'embrayage 7. L'arbre primaire 3 définit la direction d'un axe Z selon lequel la butée 6 se déplace en translation. La fourchette d'embrayage 7, quant à elle, a un mouvement de rotation autour d'un axe orthogonal à l'axe Z. Lors d'une action d'un utilisateur sur la pédale d'embrayage, la butée d'embrayage 6 se déplace en translation en direction du volant moteur 4, exerçant une force sur un diaphragme 8, et libérant ainsi le disque d'embrayage 5. On rappelle ici que l'invention vise à fournir un dispositif de mesure de la 35 position de la butée 6 sur l'arbre primaire 3, puisque la connaissance de cette 30 position permet de connaître l'état de l'embrayage, à savoir un état embrayé, débrayé ou intermédiaire. Ainsi que précédemment décrit, le positionnement d'un capteur directement au niveau de la butée d'embrayage présente de nombreux inconvénients. Le dispositif ici proposé permet de déporter ce capteur tout en conservant la mesure. Les figures 2 à 5 montrent différentes configurations d'un dispositif conforme à l'invention. Sur les figures 2, 3 et 4, le dispositif est installé sur la butée d'embrayage 6. Le dispositif montré sur ces figures est constitué d'un système bielle-manivelle, monté en liaison rotule sur la butée 6, par le biais d'une articulation 10. Ce système bielle-manivelle comprend une bielle 20, reliée à une manivelle 21 par une articulation 11. La manivelle 21 est elle-même reliée à un support fixe par une articulation 12, ce support étant, par exemple, la cloche d'embrayage 2. Les articulations 11 et 12 sont telles que les liaisons mécaniques ainsi 20 créées sont des liaisons pivots. Ces liaisons pivots sont définies autour d'un axe orthogonal à l'axe Z, à savoir soit autour de l'axe Y, comme montré sur la figure 2, soit autour de l'axe X, comme montré sur la figure 3. 25 La figure 2 montre, en outre, l'évolution du positionnement du dispositif en fonction de l'état, embrayé ou débrayé, de l'embrayage du véhicule. L'état du dispositif en position débrayée est montré en traits pleins, et l'état du dispositif en position embrayée est montré en traits pointillés. 30 Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif comprend un ou plusieurs capteurs d'angle positionnés sur l'une ou l'autre des articulations 10, 11 ou 12. On constate, en effet, sur la figure 2, que lorsque la butée se déplace en translation selon l'axe Z, en fonction de l'évolution de l'état de l'embrayage, le mouvement de translation se traduit par un mouvement de rotation au niveau des 35 différentes articulations du système bielle-manivelle. En conséquence, le positionnement d'un ou plusieurs capteurs d'angle sur les articulations permet de mesurer une variation d'angle, mesure qui reflète la course de la butée d'embrayage lors du fonctionnement du véhicule. Dans une réalisation avantageuse, illustrée sur la figure 4, la bielle 20 est d'une longueur suffisante pour permettre l'installation des articulations 11 et 12, ainsi que de la manivelle 21, à l'extérieur de la cloche d'embrayage 2. Une telle configuration permet de placer un ou plusieurs capteur(s) d'angle à l'extérieur de cette cloche 2, et donc à l'abri de toute perturbation magnétique présente à proximité de l'embrayage, notamment les radiations électromagnétiques émises par une machine électrique, dans le cas d'un véhicule hybride. Dans une autre réalisation, montrée sur la figure 5, le système bielle-manivelle n'est plus installé sur la butée d'embrayage 6, mais sur la fourchette 7. Le dispositif comprend alors une bielle 30, reliée à la fourchette 7 par une articulation 40 formant une liaison rotule. Cette bielle 30 est reliée à une manivelle 31, via une articulation 41, et la manivelle 31 est elle-même reliée à la cloche d'embrayage via une articulation 42. Les articulations 41 et 42 forment des liaisons mécaniques de type pivot. Dans cette configuration, lors d'une action de débrayage ou d'embrayage, la butée 6 a un mouvement de translation selon l'axe Z, et la fourchette 7 a un mouvement de rotation autour de l'axe Y, ainsi qu'indiqué par la flèche 50. Ce mouvement de rotation est transmis aux différents éléments du système bielle-manivelle compris dans le dispositif de mesure. Il est alors possible de mesurer la variation d'angle sur l'une des articulations 40, 41 et 42, par un capteur d'angle. Comme précédemment, cette variation angulaire est représentative du déplacement de la butée 6. Un dispositif selon l'invention présente, de manière générale, l'avantage d'offrir une transmission de mouvement sans jeu, entre la butée ou la fourchette d'embrayage, et les différentes articulations. Ainsi, les mesures effectuées au niveau des articulations par les capteurs d'angle permettent d'obtenir une valeur du déplacement de la butée avec une précision supérieure à celle que l'on obtiendrait avec un dispositif de mesure avec jeu. Cette précision permet à un système de contrôle installé dans la voiture de connaître en temps réel la position de la butée d'embrayage, ce qui participe à la rapidité du contrôle. Les capteurs d'angle utilisés sont, par exemple, des capteurs analogiques de type à effet Hall. En outre, dans une réalisation avantageuse, le dispositif met en oeuvre des capteurs absolus, c'est à dire des capteurs permettant de donner une mesure par rapport à une position théorique de la butée. L'utilisation de ce type de capteurs permet d'utiliser le dispositif de l'invention pour déterminer le niveau d'usure des garnitures d'embrayage. En effet, au fur et à mesure de l'usure des garnitures, les positions extrêmes de la butée d'embrayage varient. Les positions extrêmes correspondent aux positions de la butée lorsque l'embrayage est dans un état totalement embrayé ou totalement débrayé. Ainsi, en connaissant les positions extrêmes théoriques, il est possible, grâce aux capteurs, de mesurer la variation de ces positions et ainsi d'informer le système de contrôle de véhicule de l'état d'usure et éventuellement, lorsque la variation dépasse un seuil prédéterminé, de la nécessité de changer les garnitures. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la position d'une butée (6) d'embrayage de véhicule, cette butée (6) étant mobile en translation selon la direction (Z) de l'arbre primaire (3) de la boîte de vitesses (9) du véhicule, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un système bielle-manivelle, relié à la butée (6) d'embrayage et/ou à une fourchette (7) d'embrayage installée sur la butée (6), et permettant de transformer le mouvement de translation de la butée (Z) en un mouvement de rotation autour d'un axe orthogonal (X, Y) à la direction (Z) du mouvement de translation, et en ce qu'il comprend au moins un capteur d'angle sur une des articulations (10, 11, 12 ; 40, 41, 42) du système bielle-manivelle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur d'angle sur une des articulations (10, 11, 12) du système bielle-manivelle, respectivement une première articulation (10 ; 40) entre la butée (6) d'embrayage ou la fourchette (7) d'embrayage et la bielle (20 ; 30), une deuxième articulation (11 ; 41) entre la bielle (20 ; 30) et la manivelle (21 ; 31), et une troisième articulation (12 ; 42) entre la manivelle (21 ; 31) et un support fixe par rapport au carter d'embrayage. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un capteur d'angle est du type à effet Hall, ou du type potentiomètre. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bielle (20) est d'une longueur telle que l'articulation (11) entre la bielle (20) et la manivelle (21) et/ou l'articulation (12) entre la manivelle (21) et le support sont situées à l'extérieur de la cloche (2) d'embrayage du véhicule. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'articulation (11) entre la bielle et la manivelle, respectivement l'articulation (12) entre la manivelle et un support fixe, est telle que la bielle et la manivelle, respectivement la manivelle et le support fixe, sont en liaison pivot simple l'une part rapport à l'autre. 6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'articulation entre, d'une part, la bielle (20) et, d'autre part, la butée ou la fourchette d'embrayage, est telle que la liaison mécanique entre ces éléments est une liaison rotule et/ou pivot simple. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des articulations du système bielle-manivelle est solidaire d'un actionneur permettant l'entraînement de la butée d'embrayage en translation. 8. Embrayage pour véhicule automobile, comprenant un dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Système d'actionneur de débrayage comprenant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un actionneur à l'une des articulations du système bielle-manivelle.