Brevet FR3041443A1 — publié le 20170324

"SYSTEME SIMULATEUR DE L'EFFORT A EXERCER SUR UN ORGANE DE COMMANDE, TEL QUE L'ORGANE DE COMMANDE ELECTRIQUE D'EMBRAYAGE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE" [0001] L'invention concerne un système simulateur de l'effort à exercer sur un organe de commande, tel que l'organe de commande électrique d'embrayage d'un véhicule automobile, du type comprenant un agencement d'éléments élastiquement déformable, générateur d'une force d'opposition au déplacement de l'organe de commande, en fonction de la course de ce dernier. [0002] Les systèmes de ce type, qui sont connus présentent l'inconvénient qu'ils ont un comportement linéaire si bien qu'on ne sait pas quand le débrayage est effectué ou ils sont équipés d'un agencement de simulation d'effort très lourd et donc encombrant. [0003] L'invention a pour but de pallier ces inconvénients. [0004] Pour atteindre ce but, le système simulateur selon l'invention est caractérisé en ce que l'agencement comprend au moins deux dispositifs d'éléments élastiques dont les forces d'opposition sont susceptibles de s'additionner et dont l'un est désactivable lors de l'atteinte d'une course prédéterminée de l'organe de commande, de façon à réaliser une évolution de l'effort en fonction de la course, qui comporte des phases successives progressive, dégressive et progressive. [0005] Selon une caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que les deux dispositifs d'éléments élastiques sont montés dans un vérin hydraulique et comportent chacun un piston déplaçable à l'encontre d'un élément élastique de rappel et en ce que les moyens de rappel sont montés en parallèle de façon à additionner leur force de rappel. [0006] Selon une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que le vérin comprend un piston principal déplaçable par l'organe de commande, que l'espace entre ce piston principal et le fond du vérin comporte deux compartiments dans chacun desquels est déplaçable un piston à l'encontre de son élément élastique de rappel sous l'effet de liquide remplissant le volume situé du côté du piston, qui est opposé à l'élément élastique, et en ce que les deux volumes communiquent l'un avec l'autre à 3041443 2 travers un passage de liquide obturable lorsque l'organe de commande atteint sa position prédéterminée de désactivation d'un dispositif d'éléments élastiques. [0007] Selon une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que l'élément élastique du dispositif désactivable a une raideur inférieure à celle de 5 l'élément élastique de l'autre dispositif. [0008] Selon une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que le compartiment logeant le dispositif d'éléments élastiques désactivable est délimité par un corps intérieur qui prend appui sur le fond du vérin et communique par un embout axial avec le volume rempli de liquide de l'autre compartiment, que le piston de ce 10 compartiment est monté coulissant sur cet embout et en ce que l'extrémité libre fermée de l'embout comporte des orifices de passage, qui sont obturables par le piston. [0009] Selon une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que les éléments élastiques sont réalisés sous forme de ressorts coniques. [0010] Selon une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce 15 que les éléments élastiques sont formés par des ressorts élastomères ou cylindriques à caractéristique non linéaire. [0011] L'invention concerne également un ensemble de commande électrique d'embrayage notamment d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un système simulateur selon l'invention. 20 [0012] [0013] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : 25 - la figure 1 est une vue latérale d'une pédale d'embrayage et du système simulateur d'effort selon l'invention, associés à la pédale ; - la figure 2 montre la courbe caractéristique de l'effort E en fonction de la course C de la pédale ; 3041443 3 - la figure 3 est une vue en coupe axiale du système simulateur selon l'invention, à l'état initial de la course de la pédale ; - les figures 4 et 5 sont des vues similaires à la figure 3, mais montrent le système à des états de fonctionnement différents ; 5 - les figures 6A et 6B sont des vues respectivement latérale et en coupe axiale du piston indiqué en VI sur la figure 3, et - les figures 7A et 7B sont des vues respectivement latérale et en coupe axiale de la pièce indiquée en VII sur la figure 3. [0014] L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple non limitatif, dans son 10 application à une pédale d'embrayage à commande électrique d'un véhicule automobile. Sur la figure 1, la pédale d'embrayage est indiquée en 1 et le système simulateur d'effort selon l'invention en 3. La pédale 1 qui est montée pivotante autour d'un axe 5 agit sur le système 3 par l'intermédiaire d'une tige poussoir 7. Le dispositif générateur des signaux électriques interne d'embrayage n'est pas représenté. 15 [0015] Le système simulateur 3, selon l'invention, comme le montre la figure 3, est réalisé sous forme d'un vérin hydraulique 9, qui comprend un piston principal 11 déplaçable axialement dans le corps cylindrique extérieur fixe 12 du vérin par la tige poussoir 7. Le vérin est à deux niveaux d'effort et comprend à cette fin, dans l'espace du vérin, délimité entre le piston principal 11 et la paroi de fond 13 du corps cylindrique deux 20 dispositifs d'éléments élastiquement déformables, notés 15, 17, chacun logé dans un de deux compartiment axialement décalés. Chaque dispositif comprend un piston mobile déplaçable à l'encontre d'un ressort de compression de rappel, dans l'exemple représenté un ressort hélicoïdal conique. Le volume de chaque compartiment, situé du côté du piston qui est opposé au ressort, est rempli de liquide de vérin. 25 [0016] Plus précisément, le premier dispositif 15 comprend un piston 19 qui est axialement mobile dans un corps interne fixe 21, à l'encontre d'un ressort conique 23 interposé entre le piston 19 et une pièce de butée 25 qui repose sur la paroi de fond 13 et comporte une partie centrale en saillie 26 s'engageant coaxialement dans le ressort 23. Le corps interne définit le compartiment inférieur. [0017] Le corps interne 21, comme le montre notamment les figures 7A et 7B comprend une partie cylindrique tubulaire 28 dans laquelle est monté coulissant le piston 19. Le 3041443 4 corps est disposé sur la paroi de fond 13. La partie tubulaire 28 présente un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du corps extérieur fixe 12 du vérin. Le corps interne 21 se prolonge en haut par un embout cylindrique tubulaire 30 d'un diamètre plus faible et relié à la partie 28 par une paroi transversale 29. L'embout s'étend 5 axialement en direction du piston principal 11. Le volume entre le piston 19 et la paroi 29 est rempli de liquide du vérin. La paroi transversale 29 et le piston principal 11 délimitent l'autre compartiment qui loge le deuxième dispositif d'élément élastique 17. [0018] Sur l'embout 30 est monté axialement déplaçable le piston 32 du deuxième dispositif 17, tout en coulissant, de façon étanche, sur la face interne du corps extérieur 10 12, à l'encontre d'un ressort hélicoïdal conique 34 qui est interposé entre le piston 32 et la paroi transversale 29 du corps interne 21. Le volume entre le piston principal 11 et le piston 32 est rempli de liquide. [0019] Comme on le voit clairement sur la figure 7B, l'embout tubulaire 30 est fermée en haut par une paroi transversale 34, mais comporte, dans sa paroi latérale, en dessous de 15 la paroi de fermeture 34, des orifices de passage de fluide 36. Le piston 32, qui comporte une ouverture centrale 38 permettant son coulissement sur la face externe de l'embout 30 est pourvu au niveau de son ouverture centrale d'une saillie tubulaire axiale 40 qui s'engage, de façon coulissante, sur l'embout 30 du corps interne 21. Dans la saillie tubulaire 40, au niveau de l'ouverture 38 du piston sont pratiqués des orifices traversant 41 20 de passage de fluide. [0020] Il est à noter que le ressort 23 a une raideur inférieure à celle du ressort 34. [0021] On décrira ci-après le fonctionnement du système simulateur 3 selon l'invention en se reportant aux figures 3 à 5. La figure 2 illustre l'évolution de l'effort E que ressent le pied de l'utilisateur lors de l'actionnement de la pédale, en fonction de la course C de celle- 25 ci. On constate que le vérin à deux niveaux selon l'invention reproduit pendant une première phase P1 un effort progressif non linéaire et pendant une deuxième phase de course P2 un effort dégressif, suivie d'une phase P3 progressive non linéaire. [0022] Lorsque le conducteur du véhicule n'appui pas sur la pédale et celle-ci se trouve donc dans sa position haute, le système est à l'état de repos. La tige poussoir 7 est en 30 position sortie, sous l'effet des ressorts 23 et 34, comme on le voit sur la figure 3. Lorsque le conducteur appui sur la pédale, les ressort commencent à se comprimer. En effet, le mouvement de pivotement de la pédale 1 est transmis par la tige poussoir 7 au piston 3041443 5 principal 11 du vérin qui est alors amené à se déplacer axialement vers le bas. La pression que le piston 11 exerce sur le liquide remplissant du vérin provoque le déplacement des pistons 19 et 32 dans le vérin, respectivement à l'encontre des ressorts 23 et 34, en fonction des raideurs des ressorts et des surfaces où le fluide exerce la pression sur les 5 pistons 19 et 32. [0023] Le ressort conique 23 étant plus souple, il se comprime plus vite que le ressort conique 34. Il est à noter que le liquide à l'intérieur du vérin peut s'écouler à travers les orifices 36 de l'embout 30 et des orifices 41 dans la saillie axiale tubulaire 40 dans le volume entre la paroi transversale 29 et le piston 19. 10 [0024] Lorsque le piston 19 atteint la position de la figure 4, dans laquelle le ressort 23 est comprimé, la partie de la saillie 40 au-dessus de ses orifices 41 recouvre et obture les orifices 36 de l'embase 30 du corps interne 21. Par conséquent, le passage du liquide vers le piston 19 est fermé, le dispositif 15 est désactivé et n'exerce donc plus aucun effort sur le piston principal 11. Ceci met fin à la phase P1 sur la figure 2. 15 [0025] Etant donné que le passage du liquide est fermé, quand le conducteur continue à appuyer sur la pédale, désormais seul le ressort 34 niveau 2 reste actif et agit pour exercer une pression sur la pédale en opposition au pied du conducteur. Après la désactivation du ressort 23 par la fermeture du passage de fluide 36 du corps interne 21, l'effort diminue légèrement, dans la phase P2 de la figure 2, puis l'effort augmente de 20 nouveau jusqu'à la fin de la course, où la butée 43 de la tige poussoir 7 est en butée contre la paroi supérieure du vérin, conformément à la figure 5. [0026] Quand le conducteur commence à lever le pied, c'est-à-dire relâche la pédale, le ressort 34, en repoussant le piston 32, ouvre le passage 36 du liquide, ce qui permet au piston 19 de repousser à son tour la tige 7 et la pédale jusqu'à ce que la tige et la pédale 25 reprennent leur position initiale. [0027] Comme il vient d'être décrit, l'invention propose donc un vérin à deux niveaux d'effort dont un est désactivable. Le fonctionnement du vérin est basé sur le principe de plusieurs chambres de compression, intégrant des ressorts montés en parallèle permettant d'additionner leurs raideurs et leur flexibilité, grâce au fait que le système 30 comprend un piston de commande, un premier niveau contenant un premier ressort, désactivable en fonction d'un effort et d'une course définie, un deuxième niveau contenant un deuxième ressort différent du premier, et un fluide incompressible assurant le transfert 3041443 6 de puissance simultanément à tous les niveaux. On obtient ainsi un effort non linéaire progressif dans une plage de fonctionnement définie, ensuite un effort non linéaire dégressif suivi d'un effort progressif, la partie dégressive étant indicatrice du débrayage, tout en assurant une structure simple du système. 5 [0028] Il est à noter que de multiples modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite et représentée sur les figures, sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les ressorts coniques peuvent être remplacés par des ressorts élastomères ou des ressorts cylindriques non linéaires et bien entendu la forme des pistons pourrait être différente. Le système simulateur selon l'invention pourrait aussi être associé à un tablier 10 de commande ou analogue, à la place de la pédale de l'exemple choisi. [0029] Pour compléter la description, il convient d'ajouter que le corps externe du vérin est pourvu d'un dispositif 45 de fixation sur un support par un quart ou un tiers de tour. REVENDICATIONS1. Système simulateur de l'effort à exercer sur un organe de commande, tel que l'organe de commande électrique d'embrayage d'un véhicule automobile, du type comprenant un agencement d'éléments élastiquement déformables, générateur d'une force d'opposition au déplacement de l'organe de commande, en fonction de la course de ce dernier, caractérisé en ce que l'agencement comprend au moins deux dispositifs d'éléments élastiques (15, 17) dont les forces d'opposition sont susceptibles de s'additionner et dont l'un (15) est désactivable lors de l'atteinte d'une course prédéterminée de l'organe de commande, de façon à réaliser une évolution de l'effort en fonction de la course, qui comporte des phases successives progressive, dégressive et progressive. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux dispositifs d'éléments élastiques (15, 17) sont montés dans un vérin hydraulique (9) et comportent chacun un piston (19, 32) déplaçable à l'encontre d'un élément élastique de rappel (23, 34), et en ce que les moyens de rappel sont montés en parallèle de façon à additionner leurs forces de rappel. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le vérin (9) comprend un piston principal (11) déplaçable par l'organe de commande (1), que l'espace entre ce piston principal et le fond du vérin comporte deux compartiments dans chacun desquels est déplaçable un piston (19, 32) à l'encontre de son élément élastique de rappel (23, 34) sous l'effet de liquide remplissant le volume situé du côté du piston, qui est opposé à l'élément élastique, et en ce que les deux volumes communiquent l'un avec l'autre à travers un passage de liquide (36, 41) obturable lorsque l'organe de commande atteint sa course prédéterminée de désactivation d'un dispositif d'éléments élastiques. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment logeant le dispositif d'éléments élastiques désactivable (15) est délimité par un corps intérieur (28) qui prend appui sur le fond du vérin et communique par un embout tubulaire axial (30) avec le volume rempli de liquide de l'autre compartiment, que le piston (32) de l'autre compartiment est monté coulissant sur cet embout et en ce que l'extrémité libre fermée de l'embout comporte des orifices de passage de liquide (36), qui sont obturables par le piston (32). 3041443 8 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastique (23) du dispositif désactivable (15) a une raideur inférieure à celle de l'élément élastique (34) de l'autre dispositif (17). 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 5 les éléments élastiques (23, 34) sont réalisés sous forme de ressorts coniques. 7. Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments élastiques (23, 34) sont formés par des ressorts élastomères ou cylindriques à caractéristique non linéaire. 8. Ensemble de commande électrique d'embrayage notamment d'un véhicule 10 automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un système simulateur selon l'une des revendications précédentes. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un système simulateur selon l'une des revendications 1 à 7.