Brevet FR2985589A1 — publié le 20130712

SIMULATEUR DE BOITE DE VITESSE A COMMANDE MANUELLE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne les simulateurs de boîte de vitesse à commande manuelle pour véhicule automobile, qui sont destinés à être utilisés dans des simulateurs plus complexes pour apprendre à conduire un véhicule sur place, sans avoir à utiliser un véhicule réel, pour contribuer à un apprentissage plus facile, moins dangereux pour les débutants et surtout moins onéreux. Il n'existe pas réellement de simulateurs de boîte de vitesse à commande manuelle pour véhicule automobile. De tels simulateurs sont, soit des boîtes de vitesse réelles éventuellement réformées qui sont donc lourdes, bruyantes, onéreuses et même défectueuses, soit des systèmes purement électroniques qui ne présentent pas les sensations qu'un conducteur peut ressentir avec une vraie boîte de vitesse, ou alors des systèmes mécaniques avec rotules, ressorts de rappel, bras, glissières et cames qui sont des systèmes mécaniques coûteux. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser un simulateur de boîte de vitesse à commande manuelle pour véhicule automobile qui pallie en grande partie les inconvénients des solutions actuelles, et surtout dont le maniement soit le plus proche possible de celui des boîtes de vitesse réelles actuelles et apporte à l'apprenti conducteur des sensations similaires, qui puisse en outre simuler plusieurs types de boîtes de vitesse actuelles avec un minimum de modifications, et surtout avec un coût de revient de fabrication très faible qui va pouvoir, avec le simulateur complet, en faire un objet de vulgarisation abordable pour beaucoup d'auto-écoles. Plus précisément la présente invention a pour objet un simulateur de boîte de vitesse à commande manuelle pour véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comporte : - une embase, - une plaque de guidage, - des moyens pour fixer l'embase et la plaque de guidage à une distance déterminée non nulle l'une de l'autre, - une rainure réalisée dans ladite plaque de guidage, ladite rainure définissant un chemin déterminé, - un levier dont la longueur est supérieure à la distance séparant l'embase et la plaque de guidage, et - des moyens élastiques pour lier une première extrémité du levier avec l'embase de façon que ledit levier passe dans ladite rainure pour émerger, par sa seconde extrémité, d'une quantité non négligeable de la face de la plaque de guidage qui est opposée à celle qui est tournée vers l'embase et de façon que ledit levier soit apte à être déplacé dans ladite rainure selon ledit chemin à l'encontre d'une force élastique engendrée par ces dits moyens élastiques. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation du simulateur de boîte de vitesse manuelle selon l'invention pour véhicule automobile, et La figure 2 est une vue de dessus du simulateur selon l'invention en accord avec la représentation en coupe partielle selon la figure 1, coupe référencée I-I sur cette figure 2. Il est tout d'abord précisé que, sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à l'autre figure. Il est aussi précisé que les figures représentent essentiellement un seul mode de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette 30 invention. Il est en outre précisé que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments. Il est enfin précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale et/ou partielle. Il est de même précisé que, dans la présente description, si l'adverbe "sensiblement" est associé à un qualificatif d'un moyen donné, ce qualificatif 15 doit être compris au sens strict ou approché. En référence aux deux figures annexées, la présente invention est relative à un simulateur de boîte de vitesse à commande manuelle pour véhicule automobile, qui peut être utilisé dans des simulateurs complets pour notamment l'apprentissage de la conduite de véhicules automobiles. 20 Ce simulateur de boîte de vitesse comporte une embase 10, une plaque de guidage 20 et des moyens 30 pour fixer l'embase 10 et la plaque de guidage 20 à une distance déterminée non nulle l'une de l'autre. Selon une réalisation possible, l'embase 10, la plaque de guidage 20 et les moyens 30 sont constitués par un boîtier, l'embase et la plaque de 25 guidage étant respectivement le fond et le couvercle de ce boîtier dont les parois latérales constituent les moyens 30. Il est en outre prévu une rainure 21 réalisée dans la plaque de guidage 20, cette rainure définissant un chemin déterminé 22. En fait, la figure 2 représente la forme d'une rainure, connue elle-même, en double-H, 30 avec une branche de chaque H superposée à une branche de l'autre H, pour un simulateur d'une boîte de vitesse comportant cinq vitesses, une marche arrière et un point mort. La représentation en traits continus illustre le point mort et les six autres en traits interrompus illustrent les cinq vitesses et la marche arrière. Le simulateur comporte en outre, un levier 40 dont la longueur est supérieure à la distance séparant l'embase 10 et la plaque de guidage 20. La distance entre l'embase 10 et la plaque de guidage 20, et la longueur du levier 40 sont déterminées pour permettent la reproduction la plus fidèle possible des déplacements angulaires des leviers des boîtes de vitesse que l'on trouve couramment sur les véhicules automobiles notamment légers. Il comporte en outre des moyens élastiques 50 pour lier une première 10 extrémité 41 du levier 40 avec l'embase 10 de façon que ce levier 40 passe dans la rainure 21 pour émerger, par sa seconde extrémité 42, d'une quantité non négligeable de la face 23 de la plaque de guidage qui est opposée à celle 24 qui est tournée vers l'embase 10 et de façon que ce levier soit apte à être déplacé dans la rainure 21 selon le chemin 22 15 représenté schématiquement en traits-points sur les figures 1 et 2, à l'encontre d'une force élastique engendrée par ces moyens élastiques 50. Selon une réalisation préférentielle, ces moyens élastiques 50 sont agencés de façon qu'ils définissent, pour le levier 40, une position stable de repos dite "neutre" Pn sur le chemin 22, c'est-à-dire le point mort dans le cas 20 d'une boîte de vitesse normale, et qu'ils engendrent une force de rappel qui tende à ramener le levier vers sa position neutre Pn lorsqu'il est écarté de cette position neutre sous l'action d'une commande extérieure l'amenant, sur le chemin 22, vers une position dite "de travail" Pt, c'est-à-dire une position relative à une vitesse parmi les six possibles selon l'exemple donné ci-avant. 25 Selon une réalisation avantageuse, ces moyens 50 sont constitués par une rotule souple élastique à deux sorties, une première sortie étant solidaire de l'embase 10 et l'autre sortie étant solidaire de la première extrémité 41 du levier 40. Optionnellement, une telle rotule est constituée par un bloc de matériau substantiellement élastique, comme ceux qui sont 30 connus sous la marque de commerce Silentbloc, c'est-à-dire une pièce constituée essentiellement d'un bloc matériau souple prise entre deux supports rigides comme des plaques, disques ou analogues métalliques, ces blocs permettant d'absorber des chocs, des vibrations et des 2 9 8 5 5 8 9 déformations entre deux organes mécaniques, ici l'embase 10 et le levier 40, tout en ayant une fonction de rotule dans au moins deux directions principales. Ce bloc peut être en caoutchouc, en matière plastique ou en tout autre matériau répondant à des critères d'élasticité et d'amortissement 5 des impulsions et/ou déformations qu'ils reçoivent. De façon préférentielle, pour que le simulateur de boîte de vitesse soit le plus représentatif possible d'une boîte de vitesse réelle, cette rotule souple élastique présente au moins deux raideurs différentes selon deux directions non confondues définies dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du levier 40. Par exemple, quand cette rotule est constituée d'un bloc de matériau élastique, ce dernier aura la forme d'un bloc parallélépipédique ou analogue d'une épaisseur selon une direction parallèle à la base du double-H défini ci-avant, figure 2, qui est beaucoup plus grande que celle selon une direction parallèle aux branches de ce double-H. Selon une réalisation très préférentielle, le simulateur comporte en outre des moyens de blocage/déblocage 60 agencés pour bloquer le levier 40 dans la position "de travail" Pt, et débloquer ce même levier 40 à partir de cette position de travail Pt sous l'action combinée de la force de rappel et d'une force extérieure, par exemple manuelle, appliquée au levier 40. Selon une réalisation particulièrement avantageuse, ces moyens de blocage/déblocage 60 sont constitués par au moins une butée 61 fixée sur l'une des deux faces 23, 24 de la plaque de guidage 20 et située sur le chemin 22 entre les positions neutre Pn et de travail Pt, c'est-à-dire sur la plaque de guidage 20 au voisinage du bord de la rainure 21, comme illustré sur la figure 1, une contrebutée 63 montée coulissante sur le levier 40 le long de celui-ci, cette contrebutée étant apte à surmonter la butée quand le levier 40 passe, en étant commandé par exemple manuellement, de sa position neutre Pn à sa position de travail Pt, et inversement, et des moyens de ressort 64 pour appliquer une force élastique sur cette contrebutée 63 pour tendre à la plaquer sur la face de la plaque de guidage portant la butée. Ces butée et contrebutée 61, 63 comportent chacune des moyens de rampe pour transformer une force appliquée au levier pour le faire passer de sa position neutre Pn à sa position de travail Pt, et inversement, en une force opposée à la force élastique engendrée par les moyens de ressort 64 de façon à faire glisser la contrebutée 63 sur le levier 40 pour tendre à l'éloigner de la face de la plaque de guidage portant la butée 61 de façon qu'elle puisse alors surmonter cette butée, lors du passage du levier de sa position Pn à sa position Pt et inversement. Selon une réalisation très préférentielle, ces moyens de rampe sont constitués par deux formes convexes 66, 67, par exemple des portions de sphères ou analogues, réalisées respectivement sur la butée 61 et la contrebutée 63 de façon que, lorsque le levier 40 passe de sa position neutre Pn à sa position de travail Pt et inversement, la forme convexe 67 de la contrebutée 63 soit apte, en glissant, à surmonter la forme convexe 66 de la butée 61. Comme illustré sur la figure 1, les moyens de ressort 64 pour appliquer une force élastique sur la contrebutée 63 sont constitués par un ressort hélicoïdal 69 monté autour du levier 40, un arrêt-butée 68 et des moyens pour monter cet arrêt-butée en coopération avec le levier, le ressort hélicoïdal étant interposé entre cet arrêt-butée 68 et la contrebutée 63. Avantageusement les moyens pour monter l'arrêt-butée 68 en coopération avec le levier 40 sont constitués par des moyens d'écrou vissés sur au moins une partie du levier 40, ce qui permet de faire varier la distance entre cet arrêt-butée 68 et la contrebutée 61 et donc d'adapter la raideur du ressort 64 pour obtenir, lors du passage de la contrebutée 63 sur la butée 61 quand le levier 40 passe de sa position neutre Pn à sa position de travail Pt et inversement, une résistance qui soit la plus proche possible de celle que l'on trouve sur les boîtes de vitesse réelles. Comme décrit ci-dessus, la butée 61 et la contrebutée 63 peuvent être montées en coopération avec l'une ou l'autre des deux faces 23, 24 de la plaque de guidage 20. Il est cependant préférable, sur le plan de l'encombrement et de l'esthétique, et pour refléter au plus près la réalité, que la butée 61 soit montée solidaire de la face 24 de la plaque de guidage 20 qui est tournée vers l'embase 10 et que la contrebutée 63 soit donc montée coulissante sur la portion de levier 40 qui se trouve entre cette face 24 de la plaque de guidage 20 qui est tournée vers l'embase 10 et cette même embase. Enfin, afin que le simulateur de boîte de vitesse selon l'invention soit le plus proche possible d'une boîte de vitesse réelle, il comporte 5 avantageusement un pommeau 49, comme une boule lisse à orifice taraudé, solidaire de la seconde extrémité 42 du levier 40. Le simulateur selon l'invention permet de restituer le plus fidèlement possible les réactions des différents organes mécaniques d'une boîte de vitesse, par exemple d'une boîte de vitesse munie d'une grille à six positions 10 en double-H, figure 2, notamment la sensation de passage de cran et d'effort passif de maintien du levier en position de vitesse enclenchée, avec une fidélité des efforts sur le levier avec couple de rappel en position neutre pour les mouvements longitudinaux et transversaux selon le chemin 22. Les moyens de blocage/déblocage 60 permettent de bien reproduire 15 le passage de cran : lors d'un mouvement du levier 40, la contrebutée 63 en appui va rencontrer la butée 61 et contribuer à un effort vertical de compression dont la composante horizontale va permettre de durcir l'avancée du levier et ainsi produire un cran. Dans le cas illustré, chacune des six positions du levier se voit donc 20 attribuer une sensation dure de passage de cran puis une zone de relâchement de force permettant au levier 40, via la contrebutée 63, de trouver un point de stabilité une fois la vitesse simulée enclenchée. Le simulateur permet, avec les moyens 50, de fournir un couple de rappel en position neutre ou point mort Pn, et permet au levier de revenir 25 tout seul au point neutre, c'est-à-dire au milieu des deux double-H de la grille après que la contrebutée 63 ait surmonté la butée 61. A la lecture de la description faite ci-dessus, il apparaît clairement que, bien que peu coûteux, le simulateur de boîte de vitesse selon l'invention restitue parfaitement les efforts nécessaires au maniement d'un 30 levier de boîte de vitesse réelle. Bien entendu, un tel simulateur peut comporter en outre un ensemble de capteurs pour définir, par exemple, la position du levier et déterminer la vitesse qui doit être enclenchée, la rapidité de déplacement du levier, etc... qui seront reliés à l'organe de traitement général du simulateur complet d'apprentissage de la conduite automobile. Mais, comme ces capteurs et organe de traitement n'entrent pas dans le champ de protection de la présente invention, ils ne seront pas plus amplement décrits ici.5 REVENDICATIONS1. Simulateur de boîte de vitesse à commande manuelle pour véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comporte : - une embase (10), - une plaque de guidage (20), - des moyens (30) pour fixer l'embase (10) et la plaque de guidage (20) à une distance déterminée non nulle l'une de l'autre, - une rainure (21) réalisée dans ladite plaque de guidage (20), ladite rainure définissant un chemin déterminé (22), - un levier (40) dont la longueur est supérieure à la distance séparant l'embase (10) et la plaque de guidage (20), et - des moyens élastiques (50) pour lier une première extrémité (41) du levier (40) avec l'embase (10) de façon que ledit levier (40) passe dans ladite rainure (21) pour émerger, par sa seconde extrémité (42), d'une quantité non négligeable de la face (23) de la plaque de guidage qui est opposée à celle (24) qui est tournée vers l'embase (10) et de façon que ledit levier soit apte à être déplacé dans ladite rainure (21) selon ledit chemin (22) à l'encontre d'une force élastique engendrée par ces dits moyens élastiques (50). 2. Simulateur de boîte de vitesse selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens élastiques (50) pour lier une première 25 extrémité (41) du levier (40) avec ladite embase (10) sont agencés de façon - qu'ils définissent, pour ledit levier (40), une position stable de repos dite "neutre" (Pn) sur ledit chemin (22), et - qu'ils engendrent une force de rappel qui tende à ramener ledit 30 levier vers sa position neutre (Pn) lorsqu'il est écarté de cette position neutre sous l'action d'une commande extérieure l'amenant vers une position dite "de travail" (Pt) sur ledit chemin (22). 3. Simulateur de boîte de vitesse selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens de blocage/déblocage (60) qui sont agencés pour : - bloquer ledit levier (40) dans ladite position "de travail" (Pt), et - débloquer ledit levier (40) de cette position de travail (Pt) sous l'action combinée de ladite force de rappel et d'une force extérieure appliquée au dit levier (40). 4. Simulateur de boîte de vitesse selon la revendication 3, caractérisé 10 par le fait que les moyens de blocage/déblocage (60) sont constitués par : - au moins une butée (61) fixée sur l'une des deux faces (23, 24) de ladite plaque de guidage (20), ladite butée (61) étant située sur ledit chemin (22) entre les positions neutre (Pn) et de travail (Pt), - une contrebutée (63) montée coulissante sur ledit levier (40) le long 15 de celui-ci, ladite contrebutée étant apte à surmonter ladite butée quand ledit levier (40) passe de sa position neutre (Pn) à sa position de travail (Pt), et inversement, et - des moyens de ressort (64) pour appliquer une force élastique sur ladite contrebutée (63) pour tendre à la plaquer sur la face de la plaque de 20 guidage portant ladite butée (61), - lesdites butée et contrebutée (61, 63) comportant respectivement des moyens de rampe sensiblement complémentaires pour transformer une force appliquée au dit levier pour le faire passer de sa position neutre (Pn) à sa position de travail (Pt), et inversement, en une force opposée à la force 25 élastique engendrée par les moyens de ressort (64) de façon à faire glisser ladite contrebutée (63) sur ledit levier (40) pour tendre à l'éloigner de ladite face de la plaque de guidage portant la butée (61) de façon qu'elle surmonte ladite butée (61). 30 5. Simulateur de boîte de vitesse selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens de rampe sont constitués par deux formes convexes (66, 67) réalisées respectivement sur la butée (61) et la contrebutée (63) de façon que, lorsque le levier (40) passe de sa positionneutre (Pn) à sa position de travail (Pt) et inversement, la forme convexe (67) de la contrebutée (63) soit apte, en glissant, à surmonter la forme convexe (66) de la butée (61). 6. Simulateur de boîte de vitesse selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que les moyens de ressort (64) pour appliquer une force élastique sur ladite contrebutée (63) sont constitués par un ressort hélicoïdal (69) monté autour du dit levier (40), un arrêt-butée (68) et des moyens pour monter ledit arrêt-butée en coopération avec ledit levier, ledit ressort hélicoïdal étant interposé entre cet arrêt-butée (68) et ladite contrebutée (63). 7. Simulateur de boîte de vitesse selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens pour monter ledit arrêt-butée (68) en coopération 15 avec ledit levier (40) sont constitués par des moyens d'écrou vissés sur au moins une partie du dit levier (40). 8. Simulateur de boîte de vitesse selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que la butée (61) est montée solidaire de la face (24) 20 de la plaque de guidage (20) qui est tournée vers l'embase (10), et que la contrebutée (63) est montée coulissante sur la portion de levier (40) se trouvant entre cette face (24) de la plaque de guidage (20) qui est tournée vers l'embase (10) et ladite embase (10). 25 9. Simulateur de boîte de vitesse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens élastiques (50) pour lier une première extrémité (41) du levier (40) avec l'embase (10) sont constitués par une rotule souple élastique à deux sorties, une première sortie étant solidaire de ladite embase (10) et l'autre sortie étant solidaire de 30 la première extrémité (41) du dit levier (40). 10. Simulateur de boîte de vitesse selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite rotule souple élastique est constituée par un bloc de matériau substantiellement élastique. 11. Simulateur de boîte de vitesse selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que ladite rotule souple élastique présente au moins deux raideurs différentes selon deux directions non confondues définies dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du dit levier (40). 12. Simulateur de boîte de vitesse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un pommeau (49) solidaire de la seconde extrémité (42) du dit levier (40).