Brevet FR3052570A1 — publié le 20171215

SYSTEME DE PEDALE D'EMBRAYAGE AVEC RESTITUTION D'EFFORT POUR UNE COMMANDE ELECTRIQUE D'EMBRAYAGE La présente invention concerne un système de pédale pour commander un actionneur automatisé d'un mécanisme 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 radiaux. 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 force, puis une légère diminution de cette force au cours du décollement du plateau de pression, et enfin une montée finale comprenant une forte rampe en fin de course de la pédale. Par ailleurs de manière connue les commandes d'embrayage en cours de développement comprenant un actionneur qui peut être électrique ou hydraulique, comportent un capteur disposé sur une pédale d'embrayage délivrant un signal traduisant la volonté du conducteur, et un actionneur automatisé 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 ceux restitués par l'actionneur sur le 3052570 2 mécanisme. La pédale d'embrayage comporte alors un 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, un confort de commande, et une similitude d'effort avec les 5 courbes habituelles. Un type de pédale comportant un dispositif de restitution d'effort, présenté notamment par le document FR-A1-2871114, comporte des ressorts et un doigt se déplaçant sur une came afin d'obtenir une courbe particulière d'effort. Toutefois ce type de pédale comprenant de nombreux 10 éléments est complexe et onéreux à réaliser. De plus le coulissement du doigt sur la came introduit des frottements et un risque d'usure. Un autre type de pédale connu comporte un premier ressort travaillant en compression, reliant directement la pédale au support de cette pédale en délivrant sur toute la course un effort de rappel de la pédale. 15 Un deuxième ressort travaillant aussi sur toute la course la pédale, présente un pivot avant tourné vers l'avant du véhicule fixé au support, et un pivot arrière lié à la pédale disposé de manière à dépasser en fin de course de débrayage un point d'équilibre où ce pivot se trouve sur la droite reliant le pivot avant à l'articulation de la pédale. Ce premier ressort délivre alors un 20 effort de rappel de la pédale jusqu'au point d'équilibre, puis après ce point en fin de course un effort d'enfoncement de cette pédale. On obtient sur la pédale une courbe d'effort proche de celle délivrée par le mécanisme d'embrayage. Toutefois le deuxième ressort délivrant en fin de course un effort d'enfoncement, il faut alors un premier ressort délivrant une 25 force de rappel plus élevée afin de compenser cet effort antagoniste d'enfoncement. Le système de pédale est soumis à des efforts relativement élevés, qui posent des problèmes de conception des différents composants, notamment des articulations, entraînant des coûts plus importants afin d'éviter des 30 risques d'usure et de bruit sur ce système. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. 3052570 3 Elle propose à cet effet un système de pédale d'embrayage prévu pour commander un actionneur automatisé d'un mécanisme d'embrayage de véhicule automobile, comportant une pédale équipée d'un dispositif de restitution d'effort comprenant un premier ressort travaillant en compression, 5 reliant directement cette pédale à un support fixe, ce système de pédale étant remarquable en ce que le premier ressort délivre en fin de course un effort de rappel sur la pédale décroissant restant positif, et en ce qu'il comporte un deuxième ressort agissant uniquement en fin de course quand le premier ressort applique un effort décroissant, délivrant sur cette pédale 10 un effort de rappel présentant une croissance de plus en plus importante. Un avantage de ce système de pédale est que l'on obtient de manière simple et efficace une superposition des deux efforts venant des deux ressorts, donnant une courbe résultante proche de celle du mécanisme d'embrayage. Les deux ressorts délivrant toujours un effort positif de rappel 15 de la pédale, on évite à l'un de ces ressorts de devoir appliquer une force plus importante pour compenser une force de l'autre ressort dans le cas où elle serait négative. Le système de pédale présentant peu de composants, subissant chacun des contraintes modérées, est simple et peu onéreux. 20 Le système de pédale d'embrayage suivant l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le premier ressort est un ressort hélicoïdal de compression. 25 En particulier, le premier ressort hélicoïdal peut être serré axialement entre deux collerettes transversales d'un guide avant et d'un guide arrière, ces guides formant un guidage interne du premier ressort, le guide avant comprenant un pivot relié au support et le guide arrière un pivot relié à la pédale. 30 Dans ce cas, avantageusement les pivots sont disposés pour qu'au déplacement maximum de la pédale, le pivot arrière ne dépasse pas une droite reliant le pivot avant à une articulation de cette pédale. 3052570 4 Avantageusement, le deuxième ressort est une butée en élastomère. Dans ce cas, la pédale peut comporter un appui recevant directement la force de la butée formant le deuxième ressort. Avantageusement, la butée formant le deuxième ressort comporte un 5 embout arrondi appliquant un effort de rappel progressif sur la pédale. Avantageusement, le deuxième ressort commence à appliquer une restitution d'effort juste après la restitution d'effort maximum délivrée par le premier ressort. Avantageusement, le système de pédale comporte un capteur 10 électrique de déplacement. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant un embrayage disposé entre un moteur et une transmission, et un système de pédale pour la commande de cet embrayage comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. 15 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 présente un système de pédale selon l'invention, relié à un actionneur de commande d'un mécanisme d'embrayage ; 20 - la figure 2 est un schéma présentant le système de pédale vue de côté, en début de course de débrayage ; - la figure 3 présente ce système de pédale dans une position suivante où le premier ressort applique sur la pédale un couple croissant ; - la figure 4 présente ce système de pédale dans une position suivante 25 où le premier ressort applique sur la pédale un couple maximum ; - la figure 5 présente ce système de pédale dans une position suivante où le premier ressort applique sur la pédale un couple décroissant ; et - la figure 6 est un graphique présentant les efforts des deux ressorts sur la pédale. 30 La figure 1 présente une boîte de vitesses 2 comportant en entrée un mécanisme d'embrayage 4 recevant le mouvement d'un moteur thermique 305 2 5 70 5 non représenté, qui est commandé par une fourchette de débrayage 6 pivotant sur un axe fixé au carter de cette boîte de vitesses. Un actionneur électrique 8 commandé par un boîtier électronique 10, actionne la fourchette de débrayage 6 pour réaliser des cycles complets 5 comprenant un débrayage puis un embrayage du mécanisme. Un système de pédale 12 comporte un capteur de déplacement 14 qui peut mesurer directement le pivotement de la pédale, ou le coulissement axial d'une tige déplacée par cette pédale, pour envoyer son signal par une liaison 16 au boîtier électronique 10 afin d'obtenir un mouvement de 10 l'actionneur 8 dépendant de celui de cette pédale. La figure 2 présente le système de pédale 12 comprenant un côté avant indiqué par la flèche notée « AV », qui est tourné vers l'avant du véhicule. La pédale 20 fixée à un support du pédalier lié à la caisse du véhicule par une articulation 22 disposée transversalement, comporte à son extrémité 15 arrière un patin 24 recevant une force pédale Fp appliquée par le pied du conducteur. L'extrémité avant de la pédale 20 comporte un levier 26 partant de l'articulation 22, tourné vers le bas et l'avant, qui agit sur un ressort hélicoïdal 30 travaillant en compression. Un guide avant 32 comporte en partant de l'avant, un pivot avant 34 20 parallèle à l'articulation 22, fixé à la caisse du véhicule, une collerette transversale sur laquelle l'extrémité avant du ressort 30 prend appui, et un tube ajusté dans le ressort pour former un guidage rectiligne de ce ressort. Un guide arrière 36 comporte en partant de l'avant une tige coulissant dans le tube du guide avant 32, une collerette transversale sur laquelle 25 l'extrémité arrière du ressort 30 prend appui, et un pivot arrière 38 parallèle à l'articulation 22, fixé au bout du levier 26 de la pédale 20. De cette manière un déplacement de la pédale 20 entraîne une avancée du pivot arrière 38 qui comprime le ressort hélicoïdal 30, avec une rotation des pivots d'extrémité 34, 38 permettant à ce ressort de rester aligné 30 suivant l'axe passant par ces deux pivots. Le ressort 30 développe une force Fr suivant son axe A, qui génère sur la pédale 20 un couple de rappel de cette pédale proportionnel à cette force 3052570 6 multipliée par le rayon d'application de la force qui est la distance C entre l'axe A et l'articulation 22. La pédale 20 comporte sur son rebord inférieur un appui 42 qui vient en fin de course de cette pédale sur une butée en élastomère 40 fixée sur le 5 support du pédalier, présentant un embout arrondi tourné vers cet appui. Les figures 2, 3, 4 et 5 présentent quatre positions successives de la pédale au cours d'un mouvement de débrayage. La figure 6 présente en fonction du déplacement angulaire D de la pédale, la force pédale Fp appliquée par le conducteur, correspondant à la 10 restitution d'effort 50 délivrée par le ressort hélicoïdal 30 à laquelle s'ajoute celle 62 délivrée par la butée 40. En particulier la première position 54 du déplacement D correspond à celle présentée figure 2, la deuxième position 56 à celle présentée figure 3, la troisième position 58 à celle présentée figure 4 et la quatrième position 60 15 à celle présentée figure 5. Pour la première position 54 présentée figure 2, la distance C est maximum, mais le ressort 30 faiblement compressé développe une force faible, ce qui donne une restitution d'effort 50 de ce ressort et une force pédale Fpl minimum. 20 Pour la deuxième position 56 présentée par la figure 3 après environ un tiers du déplacement D total de la pédale 20, la distance C s'est un peu réduite mais le ressort 30 comprimé développe une force plus importante, ce qui donne une restitution d'effort 50 de ce ressort et une force pédale Fp2 moyenne. 25 Pour la troisième position 58 présentée par la figure 4 après environ les deux tiers du déplacement D total de la pédale 20, la distance C s'est encore un peu réduite mais le ressort 30 fortement comprimé développe une force importante, ce qui donne une restitution d'effort 50 de ce ressort et une force pédale Fp3 qui sont au maximum. 30 A partir de cette troisième position 58, en fonction du déplacement D de la pédale 20 le ressort 30 se comprime de moins en moins et la distance C 3052570 7 se réduit de manière importante, ce qui fait que la restitution d'effort 50 de ce ressort et la force pédale Fp correspondante décroît régulièrement. Toutefois pour le déplacement D maximum de la pédale 20, le pivot arrière 38 du ressort 30 ne dépassant pas la droite reliant le pivot avant 34 à 5 l'articulation 22 de la pédale, on n'atteint pas la position neutre d'alignement de ces trois axes qui donnerait une restitution d'effort de ce ressort qui est nulle. Juste après la troisième position 58, l'appui 42 de la pédale 20 vient en contact de la butée 40 qui commence à développer une restitution d'effort 62 10 s'ajoutant à celle du ressort 50, pour donner la courbe de restitution d'effort total 52. A partir de ce point, la restitution d'effort 62 de la butée 40 augmente de plus en plus en fonction de l'écrasement de cette butée, et de sa forme avant arrondie particulière qui est calculée pour donner cette progressivité. Pour la quatrième position 60 présentée par la figure 5, un peu avant le 15 déplacement D maximum de la pédale 20, la restitution d'effort total 52 est donnée environ pour moitié par le ressort 30 et pour moitié par la butée 40. On notera que le ressort hélicoïdal 30 développe un effort 50 qui n'est jamais supérieur à la restitution d'effort total 52 développée par les deux éléments élastiques 40, 50 ensemble, ce qui limite son effort délivré et 20 préserve la mécanique agissant dessus. On obtient de manière simple et efficace avec peu d'éléments en mouvement, comprenant un ressort hélicoïdal de compression 30 et une butée en élastomère 40 présentant des coûts réduits, une courbe de restitution d'effort total 52 sensiblement équivalente à celle donnée 25 directement par le ressort de pression du mécanisme d'embrayage, qui correspond aux habitudes des conducteurs et à un confort de conduite. REVENDICATIONS1. Système de pédale d'embrayage prévu pour commander un actionneur automatisé (8) d'un mécanisme d'embrayage (4) de véhicule automobile, comportant une pédale (20) équipée d'un dispositif de restitution d'effort comprenant un premier ressort (30) travaillant en compression, reliant directement cette pédale (20) à un support fixe, caractérisé en ce que le premier ressort (30) délivre en fin de course un effort de rappel sur la pédale (20) décroissant restant positif, et en ce qu'il comporte un deuxième ressort (40) agissant uniquement en fin de course quand le premier ressort (30) applique un effort décroissant, délivrant sur cette pédale (20) un effort de rappel (62) présentant une croissance de plus en plus importante. 2 - Système de pédale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier ressort (30) est un ressort hélicoïdal de compression. 3 - Système de pédale d'embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier ressort hélicoïdal (30) est serré axialement entre deux collerettes transversales d'un guide avant (32) et d'un guide arrière (36), ces guides (32, 36) formant un guidage interne du premier ressort (30), le guide avant (32) comprenant un pivot relié au support (34) et le guide arrière (36) un pivot relié à la pédale (38). 4 - Système de pédale d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pivots (34, 38) sont disposés pour qu'au déplacement maximum de la pédale (20), le pivot arrière (38) ne dépasse pas une droite reliant le pivot avant (34) à une articulation (22) de cette pédale (20). 5 - Système de pédale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième ressort (40) est une butée en élastomère. 6 - Système de pédale selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pédale (20) comporte un appui (42) recevant directement la force de la butée formant le deuxième ressort (40). 305 2 5 70 9 7 - Système de pédale selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la butée formant le deuxième ressort (40) comporte un embout arrondi appliquant un effort de rappel progressif sur la pédale (20). 8 - Système de pédale selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que le deuxième ressort (40) commence à appliquer une restitution d'effort (62) juste après la restitution d'effort maximum (58) délivrée par le premier ressort (30). 9 - Système de pédale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur électrique de 10 déplacement (14). 10 - Véhicule automobile comportant un embrayage disposé entre un 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.