Brevet FR3010544A1 — publié le 20150313

COMMANDE DE DEBRAYAGE A PEDALE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE RAPPEL DE FIN DE COURSE La présente invention concerne une commande de débrayage pour un véhicule automobile comportant un moteur thermique, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'une commande de débrayage de ce type. Les embrayages des véhicules automobiles comportent généralement un ressort de pression appelé diaphragme, exerçant une charge sur un plateau de pression, pour serrer un disque de friction et maintenir l'embrayage fermé permettant de transmettre le couple du moteur thermique à la boîte de vitesses. Le ressort de pression comprend une partie conique formant un ressort du type rondelle Belleville, disposant radialement à l'intérieur de doigts de commande. Pour débrayer on applique avec une pédale de débrayage, par une butée une force axiale sur les doigts de commande qui font basculer la rondelle Belleville en prenant appui sur des articulations, de manière à soulever le plateau de pression et à libérer le disque de friction. La courbe d'effort sur la butée en fonction de son déplacement, donnée par la rondelle Belleville, comporte une montée de la force pour atteindre un sommet formant une bosse, puis ensuite une diminution de cette force jusqu'à la fin du débrayage, formant un creux. Cette courbe d'effort est transmise à la pédale avec une certaine démultiplication. Pour diminuer les efforts maximum à la pédale appliqués par le conducteur, il est connu d'utiliser un ressort d'assistance comportant des points d'application prévus pour développer sur cette pédale une force d'assistance évolutive en fonction de sa course, qui est nulle à un point neutre, puis de plus en plus élevée afin de compenser en partie les efforts importants correspondant à la bosse. Le ressort d'assistance développe ensuite une force qui diminue pour assister les efforts réduits dans le creux. Toutefois un problème qui se pose dans certains cas est que pour des vitesses de rotation élevées du moteur thermique, la force centrifuge s'appliquant sur le ressort de pression tend à diminuer l'effort de rappel de ce ressort dans le creux de la courbe. On peut obtenir alors si la force de rappel est trop faible par rapport à la force développée par le ressort d'assistance, un effet appelé « stay-out », comprenant l'embrayage qui reste bloqué en position débrayée quand le conducteur relâche la pédale. Pour éviter cela une solution connue, présentée notamment par le document FR-B1-2918142, comporte un ressort d'assistance prenant appui du côté arrière sur un basculeur tiré en permanence par un ressort de basculement, pour développer du côté avant une force appliquée sur la pédale. Le ressort d'assistance est disposé de manière à développer un effort de plus en plus important quand la pédale s'enfonce. Arrivé vers la fin de la course le basculeur arrière bascule sous l'effet de son ressort afin de faire chuter la force d'assistance, ce qui limite cette assistance quand la courbe d'effort arrive dans le creux pour éviter de laisser l'embrayage bloqué dans cette position. Toutefois cette solution comprenant un basculeur avec son ressort est relativement complexe à mettre en oeuvre, et onéreuse. En particulier, le basculeur comporte des frottements qui peuvent être délicats à gérer. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une commande de débrayage à pédale pour un véhicule automobile comportant un embrayage disposant d'un ressort de pression comprenant une rondelle du type Belleville, la pédale étant équipée d'un ressort d'assistance principal qui développe une force d'assistance compensant en partie les efforts nécessaires pour déplacer la butée de débrayage, cette commande étant remarquable en ce qu'elle comporte un dispositif de rappel de fin de course, qui applique directement sur la pédale une force de rappel uniquement dans une partie finale de la course. Un avantage de cette commande de débrayage est que l'on peut garder une pédale d'un type connu comportant un ressort d'assistance conventionnel, et en lui ajoutant le dispositif de rappel de fin de course, modifier uniquement cette partie de course de la pédale pour ajouter une petite force de rappel qui garantit le retour de cette pédale, afin d'éviter son blocage en position débrayée. La commande de débrayage suivant l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le dispositif de rappel comporte un ressort de rappel de fin de course. Avantageusement, la commande de débrayage comporte un ergot qui sur une première partie de la course de la pédale, se déplace dans un espace laissé libre avant d'appliquer une force sur le ressort de rappel de fin de course. Selon un mode de réalisation, le ressort de rappel de fin de course est un ressort de compression prenant appui sur des coupelles disposant de moyens de guidage entre elles. Selon un autre mode de réalisation, le ressort de rappel de fin de course est un ressort de torsion disposant de spires centrées sur l'articulation de la pédale. Selon un autre mode de réalisation, le ressort de rappel de fin de course est un ressort de traction. Dans ce cas, le ressort de traction peut comporter à une extrémité une boucle allongée disposée suivant son axe, formant l'espace laissé libre. Avantageusement, le dispositif de rappel de fin de course est prévu pour développer une force de rappel de la pédale à partir d'une course se trouvant après le maximum d'effort sur la pédale. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant un embrayage disposant d'un ressort de pression comprenant une rondelle du type Belleville, et une commande de débrayage avec une pédale équipée d'un ressort d'assistance principal qui développe une force d'assistance compensant en partie les efforts nécessaires pour déplacer la butée de débrayage, cette commande comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d'une commande de débrayage selon l'art antérieur ; - la figure 2 présente des courbes d'effort pour ce type de commande ; - la figure 3 est vue de côté d'une commande selon l'invention ; - les figures 4a à 4d sont des schémas présentant quatre positions successives de la pédale de cette commande lors d'un débrayage ; - la figure 5 est un graphique présentant des courbes d'effort pour cette commande ; et - les figures 6 et 7 sont des vues de côté de deux commandes comprenant des variantes de ressort de fin de course. La figure 1 présente une commande de débrayage comportant une pédale 2 moulée en matière plastique, disposant dans sa partie inférieure d'un patin 4 recevant la pression appliquée par le conducteur, et dans sa partie supérieure d'une articulation 6 reliée à un support 8 prévu pour être fixé à l'intérieur du tablier de la caisse d'un véhicule automobile. Une butée 14 limite la course totale de la pédale 2. Un ressort d'assistance 20 travaillant en compression, est monté dans une pièce de guidage axial 22 reliée au support 8 par un pivot supérieur 26. L'extrémité inférieure de ce ressort 20 prend appui sur une coupelle 24 guidée axialement dans cette pièce de guidage 22, pour presser sur une pointe située à l'extrémité supérieure de la pédale 2. Lors d'un débrayage, au début de la course de la pédale 2 quand la pointe supérieure de cette pédale passe de l'autre côté de l'axe A reliant l'articulation 6 de la pédale avec le pivot supérieur 26 du ressort d'assistance 20, qui est le point neutre où la force d'assistance est nulle, ce ressort commence à appliquer un couple qui aide le mouvement de débrayage. La figure 2 présente en fonction de la course de la pédale C, différents efforts à appliquer sur cette pédale E comprenant pour un moteur tournant au ralenti, une course allée de débrayage 30 et une course retour d'embrayage 32 de la pédale, et pour un moteur tournant à une vitesse de rotation élevée, une course allée 34 et une course retour 36 de cette pédale. Les différents frottements dans la commande ainsi que dans le mécanisme d'embrayage, donnent une hystérésis qui entraîne les décalages entre les courses allée et retour. On notera que le ressort d'assistance 20 applique indifféremment une assistance sur la pédale 2 quelle que soit la vitesse de rotation du moteur thermique, ce qui permet de réduire les efforts maximum de manière intéressante lors des courses de débrayage 30, 34. Toutefois pour la course retour d'embrayage 36 dans le cas de la vitesse de rotation élevée, l'effet « stay-out » dû à cette vitesse diminue fortement l'effort E pour la fin de course 38, avec un effort très faible lors de l'embrayage, de l'ordre de ldaN. Compte tenu des dispersions de fabrication pour les grandes séries, ainsi que de l'usure des composants, on peut dans certains cas obtenir un effort de retour de la pédale 2 trop faible pour obtenir la remontée de cette pédale. L'embrayage reste alors en position débrayée. Les figures 3 et 4a à 4d présentent une commande de débrayage similaire, comportant un dispositif de rappel de fin de course 40 comprenant un ressort de fin de course 42 travaillant en compression, disposé suivant l'axe sensiblement longitudinal du véhicule. Le ressort de fin de course 42 prend appui du côté arrière sur une coupelle fixe 44 reliée au support de la commande 8 par un pivot arrière 46, et du côté avant sur une coupelle coulissante 48 qui est guidée axialement par rapport à cette coupelle fixe. La coupelle coulissante 48 comporte vers l'avant une lumière axiale 50, recevant un ergot 52 fixé transversalement sur la partie supérieure de la pédale 2, qui se trouve vers l'avant de cette lumière quand la pédale est dans une position de repos présentée figure 4a. Lors d'un enfoncement de la pédale 2 comme présenté figure 4b, l'ergot 52 se déplace d'abord vers l'arrière dans la lumière 50 pendant sensiblement la moitié de la course de cette pédale, puis arrivant à l'extrémité de cette lumière comme présenté figure 4c, déplace vers l'arrière la coupelle coulissante 48 en comprimant le ressort de fin de course 42. Ce ressort 42 développe alors une force de rappel proportionnelle à sa course de compression, comme présenté figure 4d. Pendant le mouvement de la pédale 2, l'ergot 52 décrivant un mouvement circulaire autour de l'articulation 6 de cette pédale, le pivot arrière 46 de la coupelle fixe 44 permet aussi un léger pivotement des deux coupelles 44, 48. La figure 5 présente des courbes d'effort pour cette commande de débrayage, comprenant les courbes allée 56 et retour 58 pour la commande sans aucune assistance, disposant d'une plage d'effort maximum 60 pour une course de la pédale comprise entre environ 45 et 90mm, le maximum étant de 12,5daN pour la course d'environ 70mm. Le ressort d'assistance principal 20 donne une courbe d'assistance 62 qui est positive pour une course inférieure à 30mm, puis négative au-delà avec l'ajout d'un effort dans le sens du débrayage, comprenant une valeur maximum d'environ 4,5daN un peu avant la fin de course. Le ressort de fin de course 42 développe une force de rappel de la pédale 2 dans le sens de l'embrayage pour le déplacement 66 situé à partir 25 d'une course de 70mm se trouvant après le maximum d'effort sur la pédale, afin de ne pas augmenter ce maximum. La force est ensuite proportionnelle à l'enfoncement de la pédale 2, pour atteindre la valeur maximum de 2daN. On obtient la courbe d'assistance totale 68, donnée par la somme des deux efforts d'assistance, qui s'applique effectivement sur la pédale 2. 30 L'effort final délivré par le conducteur est représenté par les courbes 70 72, comprenant un effort maximum modéré de 9,5daN, est un effort minimum d'embrayage en fin de course qui ne descend sensiblement pas en dessous de 4daN. Cet effort minimum est suffisant pour assurer dans tous les cas de fonctionnement, un retour de la pédale à partir d'une position de fin de course. La figure 6 présente un dispositif de rappel de fin de course 40 comprenant un ressort de torsion 80 disposant de plusieurs spires centrées sur l'articulation 6 de la pédale 2, se terminant par une extrémité tangente avant 82 fixée par des cales 84 au support 8, et une extrémité tangente arrière 86 qui se termine par un coude tourné vers l'arrière, formant un espace laissé libre 50 dans lequel se trouve l'ergot transversal 52. En milieu de course de la pédale 2 l'ergot 52 ayant parcouru l'espace laissé libre 50, arrive en appui sur l'extrémité tangente arrière 86, et commence à comprimer le ressort de torsion 80 qui applique une force de rappel sur cette pédale. La force de rappel est ensuite proportionnelle à la course de la pédale 2 à partir de ce point. La figure 7 présente un dispositif de rappel de fin de course 40 comprenant un ressort de traction 90 fixé à son extrémité arrière au support 8, et comportant à son extrémité avant une boucle allongée formant une lumière 50 disposée suivant l'axe longitudinal de ce ressort. Lors d'un enfoncement de la pédale 2, l'ergot 52 se déplace d'abord vers l'arrière dans la lumière 50 pour sensiblement la moitié de la course de cette pédale, puis arrivant à l'extrémité de cette lumière, applique une traction sur le ressort 90 qui génère une force de rappel sur cette pédale. Ce ressort 90 développe ensuite une force de rappel proportionnelle à sa course de traction. On réalise ainsi de manière efficace une sécurité permettant dans tous les cas de fonctionnement un retour de la pédale de débrayage 2, qui est simple à ajouter sur un dispositif de commande existant comportant un système d'assistance principal.30 REVENDICATIONS1 - Commande de débrayage à pédale (2) pour un véhicule automobile comportant un embrayage disposant d'un ressort de pression comprenant une rondelle du type Belleville, la pédale étant équipée d'un ressort d'assistance principal (20) qui développe une force d'assistance (62) compensant en partie les efforts nécessaires pour déplacer la butée de débrayage, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de rappel de fin de course (40), qui applique directement sur la pédale (2) une force de rappel (64) uniquement dans une partie finale de la course. 2 - Commande de débrayage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de rappel (40) comporte un ressort de rappel de fin de course (42, 80, 90). 3 - Commande de débrayage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un ergot (52) qui sur une première partie de la course de la pédale (2), se déplace dans un espace laissé libre (50) avant d'appliquer une force sur le ressort de rappel de fin de course (42, 80, 90). 4 - Commande de débrayage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ressort de rappel de fin de course (42) est un ressort de 20 compression prenant appui sur des coupelles (44, 48) disposant de moyens de guidage entre elles. 5 - Commande de débrayage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ressort de rappel de fin de course est un ressort de torsion (80) disposant de spires centrées sur l'articulation (6) de la pédale (2). 25 6 - Commande de débrayage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ressort de rappel de fin de course est un ressort de traction (90). 7 - Commande de débrayage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le ressort de traction (90) comporte à une extrémité une boucle allongée disposée suivant son axe, formant l'espace laissé libre (50). 30 8 - Commande de débrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de rappel defin de course (40) est prévu pour développer une force de rappel de la pédale (2) à partir d'une course se trouvant après le maximum d'effort sur la pédale. 9 - Véhicule automobile comportant un embrayage disposant d'un ressort de pression comprenant une rondelle du type Belleville, et une commande de débrayage (40) à pédale (2) équipée d'un ressort d'assistance principal (20) qui développe une force d'assistance (62) compensant en partie les efforts nécessaires pour déplacer la butée de débrayage, caractérisée en ce que cette commande est réalisée selon l'une quelconque des revendications précédentes.