FR2706552A1 - Ensemble de commande pour un embrayage à friction de véhicule automobile. - Google Patents
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Abstract
Il est proposé un ensemble de commande 17 pour un embrayage à friction 1 de véhicule automobile, à actionnement hydraulique, qui comprend, regroupé en un module, un maître-cylindre hydraulique 21 et un moteur électrique 19 dont l'arbre de moteur 31 agit, par l'intermédiaire d'une transmission à vis-écrou 27, sur le piston 37 du maître-cylindre 21. L'arbre de moteur 31, la transmission à vis-écrou 27 et le maître-cylindre 21 sont ici disposés de manière à avoir leurs axes confondus. La transmission à vis-écrou 27 comprend une vis 39 réalisée de préférence en tant que prolongement monobloc de l'arbre de moteur 31, ainsi qu'un écrou de vis 41, qui est avantageusement réalisé en tant que filetage intérieur d'un alésage central 43 du piston 37. La vis 39 pénètre dans l'alésage 43 du piston 37. Entre le piston 37 et le moteur électrique 19 est serré un ressort de compensation 51 réalisé sous la forme d'un ressort hélicoïdal, et entourant coaxialement la vis 39.
Description
L'invention concerne un ensemble de commande pour un embrayage à friction
de véhicule automobile, à
actionnement hydraulique.
Il est connu (documents DE-A-39 35 438 et DE-A-39 35 439), d'embrayer ou de débrayer un embrayage à friction usuel d'un véhicule automobile, non pas au moyen d'une pédale d'embrayage, mais au contraire au moyen d'un ensemble de commande, et de piloter cet ensemble de commande au moyen d'un dispositif de commande électronique, qui pour sa part réagit, à l'aide de détecteurs, à des paramètres de fonctionnement du véhicule automobile, par exemple sa vitesse de rotation de moteur, sa vitesse de rotation à l'entrée de la boîte
de vitesses et sa position de pédale d'accélération.
L'unité de commande ferme automatiquement l'embrayage à friction, lors du démarrage, et lors du changement de rapport d'une boîte de vitesses du véhicule automobile, et ouvre l'embrayage lors de l'arrêt du véhicule
automobile et lors du début du changement de rapport.
Il est par ailleurs connu, d'après le document DE-A-33 30 332, le document DE-A-34 38 594, et le document DE-A-36 24 755, en vue de réduire les oscillations de rotation, d'ouvrir légèrement l'embrayage à friction dans la ligne de transmission, de manière à ce qu'il transmette le couple d'entraînement avec un léger glissement, qui élimine les oscillations de rotation superposées au couple d'entraînement. Les oscillations de rotation sont détectées et compensées par régulation, au moyen d'une boucle de régulation du
glissement, qui pilote l'ensemble de commande.
L'ensemble de commande peut ici être utilisé exclusivement pour la régulation du glissement, mais il peut également assurer cette tâche, en plus de
l'actionnement automatique de l'embrayage.
Alors que la phase de débrayage doit se dérouler relativement rapidement, l'intervalle de temps disponible pour embrayer, est normalement relativement grand, en vue d'éviter au mieux possible un à- coup d'embrayage. Lors du débrayage, l'ensemble de commande fonctionne à l'encontre de la force du ressort principal d'embrayage, ce qui nécessite un couple moteur relativement élevé et, en conséquence, un moteur
comparativement largement dimensionné en puissance.
Il est connu, d'après le document DE-A-37 06 849, d'actionner le maître-cylindre hydraulique d'une installation de commande d'embrayage hydraulique, par l'intermédiaire d'un excentrique à manivelle, dont la roue à manivelle est réalisée sous la forme d'une roue tangente, qui engrene avec une vis sans fin montée sur l'arbre de moteur d'un moteur électrique. Sur la roue à manivelle s'appuie un ressort de compensation, qui, pendant le déroulement du mouvement d'embrayage, met sous contrainte le moteur électrique, et qui lors du débrayage, assiste le moteur électrique travaillant à l'encontre de la force du ressort principal de l'embrayage. L'ensemble de commande connu nécessite toutefois un emplacement relativement important et est composé d'un nombre relativement important de pièces
individuelles, ce qui rend le montage complexe.
Le but de l'invention consiste à fournir un ensemble de commande pour un embrayage à friction de véhicule automobile, à actionnement hydraulique, qui nécessite un emplacement moindre que jusqu'à présent, et
qui soit d'une construction plus simple.
L'invention part d'un ensemble de commande pour un embrayage à friction de véhicule automobile, à actionnement hydraulique, l'ensemble de commande comprenant - un maître-cylindre hydraulique destiné à être relié à un vérin hydraulique récepteur de l'embrayage à friction, et comportant un piston pouvant coulisser dans la direction de son axe de cylindre, - un moteur électrique assemblé de manière fixe au maître-cylindre en formant un module, et comportant un arbre de moteur, qui tourne autour d'un axe de rotation, et - une transmission réalisant le couplage de l'arbre de moteur au piston du maître-cylindre, tout en assurant la conversion de son mouvement de rotation en un mouvement de translation, l'amélioration conforme à l'invention étant caractérisée en ce que l'arbre de moteur et le maître-cylindre sont disposés l'un à la suite de l'autre, leurs axes étant confondus, en ce que la transmission est réalisée en tant que transmission à vis-écrou d'axe identique à celui de l'arbre de moteur, et dont la vis reliée par une liaison fixe de rotation à l'arbre de moteur, peut être vissée dans un écrou de vis lié au piston et guidé de manière fixe en rotation, mais libre en translation axiale, par rapport au maître-cylindre, et en ce que le piston, sur le côté dirigé vers le moteur électrique, comporte un évidement central permettant la pénétration
axiale de la vis.
Un tel ensemble de commande peut être construit à partir d'un faible nombre de composants, et ne nécessite qu'un emplacement relativement réduit, parce que le piston du maître-cylindre est mis à profit pour loger la vis. Comme le maître-cylindre et le moteur électrique, tout comme la vis, sont disposés de manière à avoir leurs axes confondus, on évite des forces transversales agissant sur le piston et sollicitant les
joints d'étanchéité de celui-ci.
L'écrou de vis peut reposer librement sur le piston dans la direction de compression de celui-ci, si tant est que des ressorts de rappel ou éléments similaires garantissent de pouvoir commander le piston dans les deux directions de translation. Le piston et l'écrou de vis sont toutefois de préférence solidarisés de manière fixe l'un à l'autre, notamment en étant réalisés d'un seul tenant, en vue pouvoir entraîner le piston avec transmission d'effort, par le moteur
électrique, dans les deux directions de translation.
Cette variante est d'une configuration particulièrement simple, lorsque l'écrou de vis est réalisé en tant que filetage intérieur central d'un alésage central du piston. En ce qui concerne la vis, il peut s'agir d'une pièce fabriquée séparément de l'arbre de moteur, et reliée à celui-ci de manière fixe ou seulement par une liaison fixe de rotation. Mais les coûts de montage sont réduits lorsque la vis forme un prolongement
monobloc de l'arbre de moteur.
En ce qui concerne le moteur électrique et le maître-cylindre, il peut s'agir de composants qui sont fixés chacun pour soi sur un carter de l'ensemble de commande. Cela présente l'avantage de pouvoir fabriquer chacun des composants en un matériau le mieux adapté à l'utilisation prévue. Ainsi, il est par exemple possible de fabriquer le cylindre du maître-cylindre indépendamment du carter, en un matériau ne pouvant être corrodé par le liquide hydraulique. Mais d'un autre côté cela augmente le nombre de pièces et les coûts de montage. Aussi, selon une configuration préférée, le moteur électrique est monté sur un carter dans lequel est formé de manière intégrée, un alésage de cylindre recevant le piston. Un tel carter peut non seulement présenter un encombrement particulièrement restreint, mais réduit également les coûts de montage de l'ensemble
de commande.
Selon une configuration préférée, entre le piston et une surface de butée fixe par rapport au maître-cylindre, est disposé de manière axiale, un ressort de compensation, entourant la vis, réalisé en tant que ressort hélicoïdal de compression, et sollicitant le piston dans la direction de translation correspondant au débrayage. Le ressort de compensation, qui avantageusement s'appuie sur une surface de butée formée par le moteur électrique, peut ainsi être logé de
manière particulièrement peu encombrante.
A l'ensemble de commande est usuellement associé un détecteur de position, qui, en vue de piloter l'ensemble de commande, produit un signal représentant la position du dispositif de débrayage de l'embrayage à friction. Selon une configuration préférée, il est prévu à cet effet, un détecteur de position regroupé en un module avec le maître-cylindre, et dont l'élément de
réglage mobile linéairement, est couplé au piston.
Notamment dans le cas de l'utilisation d'un ressort de compensation, à la transmission à vis-écrou est conjugué, pour l'arrêt du piston, un dispositif de freinage actif au moins dans la position embrayée et/ou dans la position débrayée. Le dispositif de freinage assure un arrêt fiable en fonctionnement, de l'ensemble de commande, notamment dans ses positions extrêmes. En ce qui concerne le dispositif de freinage, il peut s'agir d'un frein à actionnement électromagnétique, notamment à desserrage électromagnétique. Sont également adaptés en tant que dispositifs de freinage ou peuvent être conjugués à ceux-ci, des dispositifs d'encliquetage, tels que par exemple des dispositifs d'encliquetage à bille, qui assurent un arrêt à retrait élastique du piston par rapport au carter, dans la
position embrayée et/ou la position débrayée.
Dans la suite, un exemple de réalisation de l'invention va être explicité plus en détail, au regard du dessin annexé. La figure unique du dessin montre de manière schématique, une installation d'actionnement d'embrayage, comprenant un ensemble de commande à moteur électrique, selon une coupe longitudinale axiale, partielle. L'embrayage à friction 1 représenté sur la figure 1 est d'une configuration usuelle, et comprend un disque d'embrayage 5, qui est lié de manière fixe en rotation à un arbre primaire 3 de boîte de vitesses, et qui peut être serré, par un ressort principal d'embrayage, par exemple un ressort à diaphragme 7, en réalisant une liaison par adhérence, entre un plateau de pression 9 et un plateau de pression conjugué se présentant sous la forme d'un volant 13 solidarisé à un vilebrequin 11 du moteur à combustion interne du véhicule automobile. L'embrayage à friction 1 peut être débrayé au moyen d'un dispositif de débrayage 15, à
l'encontre de la force du ressort à diaphragme 7.
Pour l'actionnement du dispositif de débrayage, il est prévu un ensemble de commande 17 à moteur électrique. L'ensemble de commande 17 comprend un moteur électrique 19, par exemple un moteur à courant continu à collecteur, qui est relié à un maître-cylindre hydraulique 21, en formant un module pouvant être manipulé indépendamment. Pour l'actionnement du dispositif de débrayage 15, le maître-cylindre 21 est relié, par l'intermédiaire d'une conduite hydraulique 23, à un vérin hydraulique récepteur 25 agissant de manière usuelle sur le dispositif de débrayage 15. Une transmission à vis-écrou désignée dans son ensemble par le repère 27, convertit le mouvement de rotation d'un arbre de moteur 31 du moteur électrique 19, s'effectuant autour d'un axe de rotation 29, en un mouvement de
glissement en translation d'un piston 37 du maître-
cylindre 21, pouvant coulisser de manière étanche dans un alésage de cylindre 33 d'un carter 35. La transmission à vis-écrou 27 comporte une vis 39, qui est disposée de manière à ce que son axe soit confondu avec celui de l'alésage de cylindre 33 dont l'axe est pour sa part confondu avec celui de l'arbre de moteur 31; sur la vis est monté de manière à pouvoir y être vissé
axialement, un écrou de vis 41 solidarisé au piston 37.
La vis 39 est formée par un prolongement monobloc de l'arbre de moteur 31, et s'étend à
l'intérieur d'un alésage central 43 du piston 37.
L'écrou de vis 41, pour sa part relié d'un seul tenant au piston 37, est formé par un filetage intérieur de l'alésage 43. Des moyens de blocage en rotation 45 guident le piston 37 et ainsi l'écrou de vis 41, de manière bloquée en rotation mais axialement mobile, dans
le carter 35.
Dans une chambre 47 du carter, se raccordant à l'alésage de cylindre 33, un ressort de compensation 51 se présentant sous la forme d'un ressort hélicoïdal de compression, est serré entre le piston 37 et une bride de moteur 49 du moteur électrique 19 fixé sur le carter ; la force de ce ressort exercée sur le piston 37, agit à l'encontre de la force exercée d'autre part par le ressort à diaphragme 7, sur le piston 37, par
l'intermédiaire de l'installation hydraulique.
Le moteur électrique 19 et ainsi l'embrayage à friction 1, sont commandés par un dispositif de commande 53. Lors de l'entraînement de l'écrou de vis 41 et ainsi du piston 37, en direction de la chambre de pression 55 du maître-cylindre 21, l'embrayage à friction 1 est débrayé. La figure montre le piston 37 dans la position débrayée. Dans le cas du mouvement vers la position débrayée, le moteur électrique 19 fonctionne à l'encontre de la force du ressort à diaphragme 7, tout en étant assisté par le ressort de compensation 51. Lors de l'embrayage, le ressort à diaphragme 7 repousse le piston 37 dans la direction opposée, le ressort de compensation 51 étant mis sous contrainte à cette occasion. Le moteur électrique 19 est excité dans les deux directions de mouvement, et définit la vitesse d'actionnement en étant piloté par le dispositif de commande 53. En ce qui concerne le dispositif de commande 53, il s'agit d'une commande électronique d'automatisation d'embrayage, usuelle, réalisant l'embrayage et le débrayage de l'embrayage à friction 1, en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule automobile et notamment de son moteur à combustion interne. Le dispositif de commande peut également servir à réaliser d'autres tâches, notamment l'introduction d'un léger glissement dans la transmission du couple, pour de cette manière éliminer, ou tout au moins réduire, des oscillations de rotation dans la ligne de transmission. Des dispositifs de commande adaptés, sont décrits dans les demandes de brevet évoquées précédemment, DE 33 30 332, DE 34 38 594, DE 36 24 755, DE 39 35 438 et DE 39 35 439,
auxquelles on se référera à cet effet.
Le dispositif de commande 53 iéagit à un grand nombre de détecteurs non représentés plus en détail, par exemple des détecteurs de vitesse de rotation, qui relèvent la vitesse de rotation du moteur à combustion interne du véhicule automobile, la vitesse de rotation d'entrée de sa boîte de vitesses, la position de sélection de sa boîte de vitesses, et sa vitesse de déplacement. En vue de pouvoir positionner de manière précise le dispositif de débrayage 15 de l'embrayage à friction 1, le dispositif de commande 53 fonctionne en tant que boucle de régulation de position, à laquelle sont transmis des signaux de valeur instantanée de position, en provenance de l'installation d'actionnement de l'embrayage, dans le cas présent l'ensemble de commande 17. A cet effet, l'ensemble de commande 17 comporte un capteur de position 57 linéaire, ici sous la forme d'un potentiomètre linéaire, dont l'élément de réglage 59 est couplé directement au piston 37. Pour augmenter la précision de réglage, un capteur du type incrémental, non représenté, peut éventuellement être couplé à l'arbre de moteur 31. Le capteur de position 57 est logé, en commun avec le ressort de compensation 51, dans la chambre 47 du carter 35. Le carter 35 peut renfermer au moins une partie des composants électroniques du dispositif de commande 53, par exemple le circuit électronique d'attaque du moteur électrique 19. Pour empêcher que le ressort à diaphragme 7 ou le ressort de compensation 51, puissent déplacer le piston 37 lorsque le moteur électrique 19 n'est pas excité, des dispositifs d'encliquetage à bille et ressort 61 sont prévus sur le carter 35, au moins pour la position embrayée, mais le cas échéant également pour la position débrayée, ces dispositifs arrêtant le piston (et l'écrou de vis 41 solidaire du piston), dans ces positions extrêmes. Les forces d'encliquetage sont dimensionnées de manière à ne pas pouvoir être surmontées par les ressorts 7, 51 seuls. Il est évident qu'à la place de moyens d'encliquetage élastique, il est également possible de prévoir d'autres dispositifs de freinage, tels que par exemple des dispositifs de freinage électromagnétiques précontraints de manière élastique, en position de freinage, et dont l'électroaimant, lorsqu'il est alimenté, desserre le frein.
Dans l'alésage de cylindre 33 du maître-
cylindre 21 débouche un perçage de reniflard 63 relié à un réservoir de réserve de liquide hydraulique (non représenté), ce perçage étant ouvert dans la position extrême du piston 37 associée à la position totalement embrayée de l'embrayage à friction 1, et fermé par ce piston 37 après épuisement d'un certain jeu à vide de celui-ci. Du liquide hydraulique s'écoulant dans l'installation hydraulique à partir du réservoir de réserve, dans la position totalement embrayée, assure la compensation du jeu susceptible d'apparaître sinon, en raison de l'usure, notamment des garnitures de friction
du disque d'embrayage 5.
L'extrémité de l'arbre de moteur 31, éloignée du maître-cylindre 21, est accessible de l'extérieur et pourvue de surfaces 65 de couplage mécanique par complémentarité de forme, qui peuvent être couplées à une manivelle à main 67 ou à un élément similaire pour un fonctionnement en régime de secours, de sorte qu'il est possible d'actionner également à la main, la transmission à vis-écrou 27, par exemple lors d'une
panne du dispositif de commande 53.
Dans l'exemple de réalisation explicité précédemment, le maître-cylindre 21 fait partie intégrante du carter 35. En variante, l'alésage de cylindre 33 peut toutefois également être prévu dans un carter de cylindre distinct et assemblé au carter 35. La transmission à vis-écrou 27 dont la vis 39 est réalisée de manière monobloc avec l'arbre de moteur 31 et dont l'écrou de vis 41 fait partie intégrante du piston 37, peut, le cas échéant, également être réalisée en tant
que composant distinct.
Claims (10)
1. Ensemble de commande pour un embrayage à friction de véhicule automobile, à actionnement hydraulique, comprenant - un maître- cylindre hydraulique (21) destiné à être relié à un vérin hydraulique récepteur (25) de l'embrayage à friction (1), et comportant un piston (37) pouvant coulisser dans la direction de son axe de cylindre, - un moteur électrique (19) assemblé de manière fixe au maître-cylindre (21) en formant un module, et comportant un arbre de moteur (31), qui tourne autour d'un axe de rotation (29), et - une transmission (27) réalisant le couplage de l'arbre de moteur (31) au piston (37) du maître-cylindre (21) tout en assurant la conversion de son mouvement de rotation en un mouvement de translation, caractérisé en ce que l'arbre de moteur (31) et le maître-cylindre (21) sont disposés l'un à la suite de l'autre, leurs axes étant confondus, en ce que la transmission est réalisée en tant que transmission à vis-écrou (27) d'axe identique à celui de l'arbre de moteur (31), et dont la vis (39) reliée par une liaison fixe de rotation à l'arbre de moteur (31), peut être vissée dans un écrou de vis (41) lié au piston (37) et guidé de manière fixe en rotation, mais libre en translation axiale, par rapport au maître-cylindre (21), et en ce que le piston (37), sur le côté dirigé vers le moteur électrique (19), comporte un évidement central
(43) permettant la pénétration axiale de la vis (39).
2. Ensemble de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (37) et l'écrou de vis (41) sont solidarisés de manière fixe l'un à l'autre.
3. Ensemble de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écrou de vis (41) est réalisé en tant que filetage intérieur d'un alésage central (43)
du piston (37).
4. Ensemble de commande selon l'une des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vis (39)
est réalisée en tant que prolongement monobloc de
l'arbre de moteur (31).
5. Ensemble de commande selon l'une des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur
électrique (19) est monté sur un carter (35) dans lequel est formé de manière intégrée, un alésage de cylindre
(33) recevant le piston (37).
6. Ensemble de commande selon l'une des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'entre le
piston (37) et une surface de butée fixe par rapport au maître-cylindre (21), est disposé de manière axiale, un ressort de compensation (51), entourant la vis (39), réalisé en tant que ressort hélicoïdal de compression, et sollicitant le piston (37) dans la direction de
translation correspondant au débrayage.
7. Ensemble de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort de compensation (51) s'appuie sur une surface de butée formée par le moteur
électrique (19).
8. Ensemble de commande selon l'une des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le piston
(37) est couplé à un élément de réglage mobile linéairement, d'un détecteur de position (57) regroupé
en un module avec le maître-cylindre (21).
9. Ensemble de commande selon l'une des
revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'à la
transmission à vis-écrou (27) est conjugué, pour l'arrêt du piston (37), un dispositif de freinage (61) actif au moins dans la position embrayée et/ou dans la position débrayée.
10. Ensemble de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au dispositif de freinage (61) est conjugué au moins un dispositif d'encliquetage assurant un arrêt à retrait élastique, du piston (37) par rapport au carter (35), notamment sous
la forme d'un dispositif d'encliquetage à bille.
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