Brevet FR2998633A1 — publié le 20140530

- 1 - DISPOSITIF ELECTRO-HYDRAULIQUE D'ACTIONNEMENT D'EMBRAYAGE POUR BOITE DE VITESSES AUTOMATISEE La présente invention concerne un dispositif électro 5 hydraulique d'actionnement d'embrayage pour boîte de vitesses automatisée de véhicule automobile. Elle a pour objet un dispositif électro-hydraulique d'actionnement d'embrayage pour boîte de vitesses automatisée de véhicule automobile, comprenant un moteur 10 électrique déplaçant en translation dans un carter un élément de sortie qui contrôle le remplissage et la vidange d'une chambre émettrice de vérin, le mouvement du moteur étant transmis à l'élément de sortie de mouvement par l'intermédiaire d'un réducteur mécanique avec l'assistance 15 d'un accumulateur d'énergie mécanique comprenant un ressort se déplaçant dans le carter avec l'élément de sortie. D'une manière générale, les actionneurs électromécaniques, ou électro-hydrauliques, d'embrayage sec comportent un dispositif d'assistance en effort sous la 20 forme d'un ressort. Ce dispositif est souhaitable pour alléger la sollicitation du moteur et augmenter fortement la dynamique d'ouverture de l'embrayage (éviter le calage du moteur en cas de freinage en urgence à faible vitesse). On connaît ainsi des dispositifs d'actionnement 25 d'embrayage comprenant un moteur électrique, un réducteur mécanique, de type train épicycloïdal et un vérin émetteur hydraulique. Un dispositif de poussée intermédiaire est alors intercalé entre le train et le vérin émetteur. Le réducteur repose par exemple sur le principe de 30 transformation d'un mouvement de rotation en un mouvement de translation en déplaçant des galets sur une rampe. Enfin, au vérin hydraulique émetteur, est associé un accumulateur mécanique d'énergie. Par la publication JP2008-121714, on connait un 35 actionneur d'embrayage électro-hydraulique comprenant un moteur électrique, un réducteur mécanique et un vérin - 2 - hydraulique émetteur. Un accumulateur mécanique, constitué principalement d'un ressort, prend appui sur le carter de l'actionneur et agit sur un rayon équivalent variable de l'étage final du réducteur. Le ressort se détend pour fournir son énergie potentielle élastique au cours du débrayage en soutien au moteur. A l'inverse, le diaphragme de l'embrayage vient en soutien au moteur pour comprimer le ressort et restituer au dispositif d'assistance son énergie. Par la publication FR 2 901 587, on connait un autre dispositif d'assistance, constitué également d'un ressort qui prend appui sur un point fixe du carter et qui agit sur une came associée à l'élément de sortie de mouvement de l'actionneur par l'intermédiaire d'un galet. Le ressort est disposé perpendiculairement à l'élément de sortie. Le profil de la rampe peut être adapté à souhait. Dans les deux exemples présentés, les ressorts agissent sur l'élément de sortie de l'actionneur. En conséquence, ceux-ci sont fortement pré-chargés et encombrants : nombre se spires élevés pour une faible raideur, et pour que la poussée reste forte lors de sa détente. L'invention vise à augmenter l'efficacité du système d'assistance. Dans ce but, elle propose que les ressorts soient disposés dans des fourreaux coulissants, qu'ils repoussent l'un par rapport à l'autre vers le carter, de manière à pouvoir se détendre, lors du passage de l'élément de sortie devant des rampes d'élargissement du carter. De préférence, l'accumulateur mécanique d'assistance 30 est agencé dans l'élément de sortie de l'actionneur et à l'intérieur d'un logement transversal de l'élément de sortie. Grâce à ces dispositions, le système d'assistance bénéficie deux fois de la poussée des ressorts, qui disposent en effet de deux points d'appui sur le carter. 35 La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation - 3 - non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble de l'actionneur d'embrayage en position embrayée, - la figure 2 est une vue d'ensemble de l'actionneur d'embrayage en position débrayée, - la figure 3 est une vue en 3D d'un écorché de l'ensemble, - la figure 4 est une courbe de la relation entre la 10 force développée par les ressorts d'assistance et la course vérin, - la figure 5 est une courbe de la relation entre la poussée exercée par le vérin émetteur et la course du vérin émetteur pour un embrayage usé, et 15 - la figure 6 est une courbe de la relation entre le couple demandé au moteur et la course vérin, pour un embrayage usé. Sur les figures, la référence 1 désigne l'ensemble de l'actionneur faisant l'objet de l'invention, qui comprend un 20 moteur électrique 10 avec son axe de sortie 11 et son connecteur électrique 12. Les références 20, 30, 40, 50, 60 désignent respectivement le corps 20 de l'actionneur 1, son couvercle de fermeture 30, le train réducteur épicycloïdal 40 de 25 l'actionneur, son élément de sortie de mouvement 50 et l'ensemble d'assistance 60. Sur les figures 1, 2 (coupe) et 3 (éclaté), on voit l'ensemble actionneur 1 de commande d'embrayage proposé. Il comprend un moteur électrique 10 déplaçant en translation 30 dans un carter 21 un élément de sortie 50 qui contrôle le remplissage et la vidange d'une chambre émettrice de vérin 31. Le mouvement du moteur 10 est transmis à l'élément de sortie 50 par l'intermédiaire du convertisseur mécanique composé d'un train épicycloïdal et d'un dispositif de 35 transformation du mouvement de rotation en mouvement de translation comprenant des galets 62 coopérant avec des - 4 rampes 21a appartenant à l'élément de sortie 50, qui supporte aussi le mécanisme d'assistance en effort 60. Dans l'exemple de réalisation non limitatif de l'invention décrit, le mécanisme 60 est un accumulateur d'énergie mécanique à ressorts, se déplaçant dans le carter avec l'élément de sortie. Le mouvement et la puissance du moteur électrique 10 sont transmis au convertisseur mécanique par l'intermédiaire de son axe 11. Le moteur 10 est alimenté par son connecteur 12. Le convertisseur mécanique est contenu dans un carter 21 sensiblement cylindrique, et fermé par le couvercle 30. L'axe du moteur porte une denture 43, constituant le pignon planétaire du train épicycloïdal 40. Les autres éléments du train sont la couronne 41 et le(s) satellites(s) 42. La couronne possède des excroissances 41a, disposées par paires, qui sont visibles sur la figure 2. Elles accueillent chacune un galet 44. A opposé, la couronne prend appui sur une butée à billes 46. Les galets coopèrent avec les rampes 50a portées par l'élément de sortie de mouvement 50. Dans le mode de réalisation non limitatif illustré par les figures, cet élément a une forme cylindrique 50b, et est le piston d'un émetteur hydraulique. Avec le cylindre femelle correspondant dans le couvercle 30, il délimite la chambre émettrice 31. L'étanchéité de la chambre est assurée par le joint 51. Dans la position haute de la figure 1, la chambre émettrice a son volume maximal. Elle est en communication avec le bocal de remplissage (non représenté) par le conduit débouchant 33. Un second joint 52 est nécessaire pour assurer l'étanchéité vis-à-vis du remplissage, quand le piston est en partie basse (figure 2). L'accumulateur mécanique d'assistance est agencé dans l'élément de sortie de mouvement 50, qui se déplace en translation pour la vidange et le remplissage de la chambre 31. Les excroissances 50c, réparties sur la périphérie des extensions radiales 50d de l'élément 50, coopèrent avec les - 5 - évidements 21a du corps d'actionneur 20, pour empêcher la rotation de l'élément 50. Les galets 44 sont entraînés par la couronne 41 du train 40 (elle-même en appui axial sur la butée à billes 46). 5 Leur rotation par rapport à la surface des rampes 50a de l'élément de sortie 50 (qui est bloqué en rotation par les excroissances 50c) contribue au déplacement axial de l'élément de sortie 50 et à la variation de volume de la chambre 31. L'élément de sortie de mouvement 50 est ramené 10 en position repos par le ressort 53. Ainsi, la mise en communication de la chambre 31 et de l'orifice 33 de gavage est assurée. Pour limiter la taille du moteur, et donner à l'actionneur la dynamique d'ouverture nécessaire, par 15 exemple lors d'un freinage d'urgence, un dispositif d'assistance mécanique 60 est agencé dans l'élément de sortie 50. Il est composé de deux fourreaux 61a et 61b coulissant l'un par rapport à l'autre et dans un logement cylindrique transversal de l'élément 50. Les fourreaux sont 20 orientés transversalement à la direction de déplacement de l'élément de sortie de mouvement dans le carter. Ils contiennent un ou plusieurs ressorts 63 qui les repoussent. Les deux fourreaux possèdent à l'une de leur extrémité un galet 62. Les fourreaux portent des galets roulant sur la 25 face intérieure du carter. Ils coopèrent chacun avec une rampe d'assistance 21a appartenant au carter 20 de l'actionneur 1 et contenant les sous-ensembles 40, 50 et 60. Les rampes sont diamétralement opposées dans le carter. Les ressorts 63 repoussent les fourreaux coulissants l'un par 30 rapport à l'autre vers le carter, de manière à pouvoir se détendre, lors du passage de l'élément de sortie devant des rampes d'élargissement 21a du carter 21. Chaque rampe 21a est la succession d'abord d'une partie droite parallèle au sens de déplacement, puis d'une 35 partie arrondie, et enfin d'une partie droite inclinée par rapport au sens de déplacement. Les trois phases d'action de - 6 - l'assistance A, B, C sont mises en évidence sur la figure 4 illustrant l'évolution de la poussée P du système d'assistance sur le vérin émetteur en fonction de la course c du vérin émetteur 50b. Sur la première partie de la rampe, la poussée P des ressorts est perpendiculaire au déplacement : il n'y a pas de composante axiale de forces, le niveau d'assistance est nul (A). Dans la deuxième partie (B), la pente est la tangente au point de contact du galet. Une composante axiale orientée dans le sens du déplacement s'accentue à mesure de l'avancement du piston, l'assistance augmente. Enfin dans un troisième temps (C), le galet parcourt une partie droite inclinée par rapport au sens de déplacement. L'assistance se maintient, mais diminue, car les galets, en s'écartant à mesure de l'avancement du piston, détendent le ressort. La figure 5 montre une courbe typique de la relation entre la poussée exercée par le vérin émetteur P et la course c du vérin émetteur pour un embrayage usé. C'est l'image de l'effort à fournir à la butée d'embrayage selon 20 la position de cette dernière, avec une première partie sans effort fourni, qui correspond à la course de d'obturation du conduit de gavage. Ensuite, cette courbe présente une certaine il similitude avec la figure 4, dans la mesure où elle présente une phase de croissance de l'effort (deuxième 25 partie), puis une phase de décroissance (troisième partie). Le couple Cm à fournir par le moteur en fonction de la course c du vérin émetteur, est représenté sur le graphique 6. On y voit une première courbe de couple CI, sans assistance, avec une large partie horizontale, 30 qui s'explique par la transformation de mouvement de rotation de la couronne 41 en translation de l'élément de sortie 50, grâce à la coopération des galets 44 entraînés par la couronne 41 avec les rampes à pente évolutive appartenant à l'élément de sortie 50 et 35 adaptées pour obtenir ce résultat. La seconde courbe C2 - 7 - montre le besoin en couple moteur lorsque l'assistance intervient. On remarque que globalement le besoin est réduit de moitié, et que nécessairement pour un même moteur, la dynamique d'ouverture est significativement augmentée. La même représentation avec un embrayage neuf qui nécessite moins de couple moteur à l'ouverture, montrerait un écart encore plus grand, avec, et sans assistance. REVENDICATIONS1. Dispositif électro hydraulique d'actionnement d'embrayage pour boîte de vitesses automatisée de véhicule 5 automobile, comprenant un moteur électrique (10) déplaçant en translation dans un carter (21) un élément de sortie (50) qui contrôle le remplissage et la vidange d'une chambre émettrice de vérin (31), le mouvement du moteur étant transmis à l'élément de sortie de mouvement par 10 l'intermédiaire d'un réducteur mécanique (40) avec l'assistance d'un accumulateur d'énergie mécanique (60) à ressorts se déplaçant dans le carter avec l'élément de sortie, caractérisé en ce que les ressorts (63) sont disposés dans des fourreaux (61a, 61b) coulissants, qu'ils 15 repoussent l'un par rapport à l'autre vers le carter, de manière à pouvoir se détendre, lors du passage de l'élément de sortie (50) devant des rampes d'élargissement (21a) du carter (21). 2. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le l'accumulateur mécanique d'assistance (60) est agencé dans l'élément de sortie (50) de l'actionneur. 3. Dispositif d'actionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fourreaux (61a, 61b) sont disposés 25 à l'intérieur d'un logement transversal de l'élément de sortie (50). 4. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les fourreaux (61a, 61b) sont orientés transversalement à la direction de déplacement de 30 l'élément de sortie de mouvement (50) dans le carter. 5. Dispositif d'actionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fourreaux (61a, 61b) portent des galets (62) roulant sur la face intérieure du carter (21).- 9 - 6. Dispositif d'actionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rampes (21a) sont diamétralement opposées dans le carter (21).