Brevet FR3042743A1 — publié le 20170428

PEDALE POUR EMBRAYAGE ÉLECTRIQUE COMPORTANT DES AIMANTS ET ÉLECTROAIMANT DÉLIVRANT LA FORCE DE RAPPEL La présente invention concerne un système de pédale d'embrayage pour une commande électrique d'embrayage d'un véhicule automobile, comportant un dispositif de restitution d'effort, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel système de pédale. Les embrayages des véhicules automobiles comportent généralement un ressort de pression appelé diaphragme, exerçant une charge sur un plateau de pression mobile 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 à l'intérieur de doigts de commande. Pour débrayer l'enfoncement de la pédale d'embrayage applique une force axiale sur une butée transmettant cette force aux 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. On a alors une courbe d'effort particulière sur la pédale lors d'un mouvement de débrayage, donnée par la réaction de la rondelle Belleville, comprenant d'abord une montée progressive de la charge, puis une diminution de cette charge au cours du décollement du plateau de pression, et enfin une montée finale comprenant une forte rampe qui signale la fin de course de la pédale. Par ailleurs de manière connue, des commandes d'embrayage entièrement électriques en cours de développement comportent un capteur disposé sur une pédale d'embrayage délivrant un signal traduisant la volonté du conducteur, et un actionneur électrique piloté en fonction de ce signal, qui agit sur le mécanisme d'embrayage pour contrôler son mouvement. On a ainsi un découplage entre la course et l'effort appliqués par le conducteur sur la pédale, et la course ainsi que l'effort effectivement restitués par l'actionneur sur le mécanisme. La pédale d'embrayage comporte alors un 3042743 2 dispositif de restitution d'effort donnant une courbe d'effort en fonction de son déplacement, qui doit être optimisée pour obtenir à la fois une bonne précision ainsi qu'un confort de commande. D'une manière générale on cherche à réaliser un dispositif de restitution 5 d'effort donnant une charge variable reproduisant globalement la courbe d'effort à laquelle le conducteur est habitué avec une commande classique, avec un niveau maximum d'effort modéré. Par ailleurs un type de pédale connu pour commander l'accélération du véhicule, présenté notamment par le document US-A1-20050011493, 10 comporte un aimant fixé sur la pédale près de son pivot, qui se trouve en face d'un électroaimant piloté par un courant permettant de moduler l'effort de rappel sur cette pédale. Toutefois la charge sur une pédale d'accélérateur présente généralement une progression sensiblement linéaire. Ce type de pédale 15 d'accélérateur n'est pas adapté pour la commande d'un embrayage nécessitant une courbe d'effort particulière. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un système de pédale d'embrayage pour un 20 véhicule automobile équipé d'un moyen de restitution d'effort, ce système comprenant une pédale reliée par un pivot à un support, un capteur de position de cette pédale, des aimants permanents mobiles liés à la pédale, et des aimants permanents fixes ainsi qu'un électroaimant liés au support, qui coopèrent avec les aimants mobiles en fonction de la position angulaire de la 25 pédale autour de son pivot. Un avantage de ce système de pédale est que l'on peut obtenir quand le contact est coupé et que le système n'est plus alimenté en courant, avec les aimants permanents une première courbe d'effort de rappel sur la pédale la maintenant en position haute, et en fonctionnement en modulant la force 30 de l'électroaimant en fonction de l'information donnée par le capteur de position, une deuxième courbe d'effort variable qui se superpose à la 3042743 3 première, permettant d'obtenir de manière précise la courbe d'effort final recherchée. Le système de pédale d'embrayage suivant l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être 5 combinées entre elles. En particulier, le capteur peut être en appui sur une came liée à la pédale. On réalise ainsi de manière simple un capteur de position. Avantageusement, le système de pédale comporte un boîtier électrique comprenant à la fois le capteur de position et l'électroaimant. On regroupe 10 ainsi toutes les fonctions électriques du système, avec un unique raccordement électrique. Avantageusement, le boîtier électrique comporte une surface de forme cylindrique contenant l'électroaimant, qui est en regard d'une surface cylindrique des aimants mobiles liés à la pédale. 15 Avantageusement, les aimants permanents fixes et mobiles délivrent en l'absence d'alimentation de l'électroaimant, une force qui tend à maintenir la pédale dans sa position de repos. On obtient en l'absence d'un courant de commande la position naturelle de repos de la pédale. Dans ce cas, avantageusement les aimants permanents fixes et 20 mobiles délivrent une force régulièrement croissante pendant une première partie de course de la pédale. Avantageusement, l'électroaimant délivre sur la pédale dans la dernière partie de la course une force décroissante pour atteindre un creux, puis croissante. L'électroaimant réalise de cette manière la courbe particulière 25 habituelle de fin de débrayage. En particulier, plusieurs desdits aimants permanents mobiles peuvent être décalés angulairement entre eux par rapport à l'axe du pivot. En particulier, plusieurs desdits aimants permanents mobiles peuvent être décalés latéralement entre eux dans la direction de l'axe du pivot. 30 L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant un embrayage disposé entre un moteur et une transmission, et un système de 3042 743 4 pédale pour la commande de cet embrayage 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 5 donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente une courbe d'effort sur la pédale en fonction du déplacement pour une commande d'embrayage classique ; - la figure 2 présente un support pour un système de pédale selon l'invention ; 10 - la figure 3 est une vue en coupe suivant le plan de coupe latéral III-III du système de pédale assemblé ; - la figure 4 présente en vue éclatée le pivot de la pédale de ce système de pédale ; - la figure 5 présente un boîtier électrique de ce système comportant un 15 capteur et des aimants ; - la figure 6 présente des détails de la pédale de ce système ; - les figures 7 et 8 présentent respectivement suivant les plans de coupe médian VII-VII et latéral III-III, le système avec la pédale au repos ; - les figures 9 et 10 présentent respectivement suivant les mêmes plans 20 de coupe, le système avec la pédale partiellement enfoncée ; et - les figures 11 et 12 présentent respectivement suivant le plan de coupe médian VII-VII et le plan de coupe XII-XII, le système avec la pédale complètement enfoncée. La figure 1 présente une courbe d'effort sur la pédale E en fonction de 25 sa course C, comprenant une première partie présentant une croissance régulière 40, pour atteindre un sommet 42 correspondant à un début de libération de l'embrayage, puis une petite partie décroissante pour arriver à un creux 44, suivie rapidement par une partie fortement croissante indiquant la fin du débrayage. 30 Les figures 2 à 4 présentent une pédale de débrayage 8 comportant à son extrémité inférieure non représentée, un patin recevant l'appui du pied du conducteur, et à son extrémité supérieure un moyeu cylindrique 24 3042743 5 comportant un axe de pivot 4 reliant cette pédale à un support 2 prévu pour être fixé sur la caisse du véhicule. Le côté de la pédale 8 tourné vers l'avant du véhicule est indiqué par la flèche notée « AV ». L'extrémité supérieure de la pédale 8 comporte une 5 butée 10 dépassant vers le haut du moyeu cylindrique 24, venant en appui sur un rebord du support 2 quand cette pédale est relevée dans sa position de repos. Un boîtier électrique 14 comporte une section transversale rectangulaire qui s'ajuste dans deux rainures latérales de guidage 12 du support 2, sa face 10 supérieure comprenant un raccord électrique cylindrique 16 traversant un perçage de ce support, pour être fixé de l'autre côté par un écrou 18. Le raccord électrique 16 est prévu pour recevoir une fiche du faisceau électrique du véhicule, afin de transmettre des informations à un calculateur gérant un actionneur électrique qui commande le mécanisme d'embrayage. 15 Le boîtier électrique 14 présenté figure 5, comporte une tige de capteur 20 coulissant axialement, disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe 4, dont l'extrémité vient au contact d'une came 22 fixée sur un flanc du moyeu cylindrique 24 de la pédale 8. Cette came 22 forme un bossage qui fait coulisser progressivement la tige du capteur 20 lors du pivotement de la 20 pédale 8, pour délivrer une information sur sa position angulaire. Le boîtier électrique 14 comporte sur une surface de forme cylindrique centrée sur l'axe du pivot 4, disposée en regard du moyeu de la pédale 24, un aimant permanent fixe 30 et un électroaimant 32 présentant chacun une face rectangulaire décalée angulairement l'une par rapport à l'autre. La tige 25 de capteur 20 est disposée sur le côté, entre ces deux aimants 30, 32. L'électroaimant 32 est alimenté par un câblage connecté sur le raccord électrique 16. Le moyeu de pédale 24 présenté figure 6, comporte sur sa surface extérieure cylindrique deux aimants permanents latéraux mobiles 36 décalés 30 entre eux latéralement dans la direction de l'axe du pivot, et disposés de chaque côté du moyeu. Au milieu de ces aimants latéraux 36 dans la direction de l'axe, un aimant permanent central mobile 34 est angulairement 3042 743 6 décalé par rapport à ces aimants latéraux de manière en venir en bout de ceux-ci. Chaque couple d'aimants en regard l'un de l'autre comporte entre eux une force d'attraction ou de répulsion, qui donnera un couple d'effort sur la 5 pédale 8 en fonction de leur rapprochement qui intensifie la force, et de la distance entre la direction de cette force et l'axe du pivot 4 qui forme un bras de levier augmentant le couple quand ce bras est croissant. Les figures 7 et 8 présentent la pédale d'embrayage 8 dans sa position au repos, sa butée supérieure 10 étant en appui sur le boîtier 2. La tige de 10 capteur 20 étant en appui sur une partie éloignée de la came 22, elle est fortement sortie ce qui donne l'information de la pédale 8 au repos. L'aimant central mobile 34 de la pédale 8 a sa partie supérieure recouvrant légèrement l'aimant fixe 30 du boîtier 16. Ces deux aimants 30, 34 présentant le même pôle en regard l'un de l'autre, qui peuvent être les 15 pôles nord ou sud, ils se repoussent alors en maintenant la pédale 8 vers le bas en appui sur sa butée 10. On a un maintien automatique de la pédale 8 dans sa position de repos, en particulier en l'absence de courant de commande de l'électroaimant 32. Les figures 9 et 10 présentent la pédale d'embrayage 8 au milieu de sa 20 course de débrayage. La tige de capteur 20 étant en appui sur le milieu de la came 22, elle est dans une position sortie moyenne. On a pendant la course de la pédale 8 qui l'amène dans cette position, un effort croissant de résistance dû à l'aimant central mobile 34 qui se rapproche de l'aimant fixe 30, les forces de répulsion augmentant en fonction 25 de cette distance qui diminue, ce qui donne sur la pédale une courbe d'effort croissante. Dans la position présentée de la pédale 8, l'aimant central mobile 34 est sensiblement ajusté sur l'aimant fixe 30, la direction de la force de répulsion entre eux passe sensiblement par l'axe du pivot 4 ce qui rend cette force 30 inopérante. Par contre les deux aimants latéraux mobiles 36 s'approchent de l'aimant fixe 30, avec les mêmes pôles en regard, ce qui génère une force de 3042743 7 répulsion aussi croissante qui prolonge la force croissante donnée par l'aimant central mobile 34. On obtient la courbe croissante d'effort sur la pédale du début de course. Les figures 11 et 12 présentent la pédale d'embrayage 8 en fin de 5 course, la tige de capteur 20 est en position complètement rentrée. On a au cours du mouvement de la pédale 8, notamment quand cette pédale arrive au milieu de sa course avec l'aimant mobile central 34 approchant de l'électroaimant fixe 32, et pendant la suite de la course jusqu'à sa fin, une commande de cet électroaimant avec un courant dans un sens ou 10 dans l'autre afin de moduler la force d'attraction ou de répulsion des aimants mobiles 34, 36 qui s'ajoute à celle donnée par l'aimant fixe 30. En particulier on applique en suivant la course de la pédale 8 par la tige de capteur 20, une intensité de courant dans l'électroaimant 32 permettant d'atteindre le sommet de l'effort 42 sensiblement au début de la libération de 15 l'embrayage, puis la petite partie décroissante pour arriver au creux 44, et enfin la partie fortement croissante. On peut en particulier de manière simple, en fonction des lois de commande mises en oeuvre par le calculateur et contenues en mémoire, réaliser différents types de courbe d'effort sur la pédale suivant les conditions 20 de circulation pour améliorer la précision de commande et le confort. REVENDICATIONS1. Système de pédale d'embrayage pour un véhicule automobile équipé d'un moyen de restitution d'effort, ce système comprenant une pédale (8) reliée par un pivot à un support (2), et un capteur de position (20) de cette pédale, caractérisé en ce qu'il comporte des aimants permanents mobiles (34, 36) liés à la pédale (8), et des aimants permanents fixes (30) ainsi qu'un électroaimant (32) liés au support (2), qui coopèrent avec les aimants mobiles en fonction de la position angulaire de la pédale autour de son pivot. 2. Système de pédale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de position comporte une partie mobile (20) en appui sur une came liée (22) à la pédale. 3. Système de pédale d'embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier électrique (14) comprenant à la 15 fois le capteur de position et l'électroaimant (32). 4 Système de pédale selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier électrique (14) comporte une surface de forme cylindrique contenant l'électroaimant (32), qui est en regard d'une surface cylindrique des aimants mobiles (34, 36) liés à la pédale. 20 5 Système de pédale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aimants permanents fixes (30) et mobiles (34, 36) délivrent en l'absence d'alimentation de l'électroaimant (32), une force qui tend à maintenir la pédale (8) dans sa position de repos. 6 Système de pédale selon la revendication 5, caractérisé en ce que 25 les aimants permanents fixes (30) et mobiles (34, 36) délivrent une force régulièrement croissante pendant une première partie de course (40) de la pédale. 7 Système de pédale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électroaimant (32) délivre sur la pédale 30 (8) dans la dernière partie de la course une force décroissante pour atteindre un creux (44), puis croissante 3042743 9 8 Système de pédale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs desdits aimants permanents mobiles (34, 36) sont décalés angulairement entre eux par rapport à l'axe du pivot (4). 5 9 - Système de pédale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs desdits aimants permanents mobiles (34, 36) sont décalés latéralement entre eux dans la direction de l'axe du pivot (4). Véhicule automobile comportant un embrayage disposé entre un 10 moteur et une transmission, et un système de pédale pour la commande de cet embrayage, caractérisé en ce que ce système de pédale est selon l'une quelconque des revendications précédentes.