FR3052886B1 - Systeme de pedale pour commande d’un actionneur automatise, comportant une hysteresis - Google Patents
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Abstract
Système de pédale pour la conduite d'un véhicule automobile, prévu pour commander un actionneur automatisé agissant sur un organe de ce véhicule, ce système comportant une pédale (20) liée à un capteur de position, un dispositif de restitution d'effort (30) sur cette pédale (20), et des patins de frottement appliquant une pression pour générer une hystérésis dans le déplacement de la pédale, caractérisé en ce qu'il comporte des liaisons transmettant la force du dispositif de restitution d'effort (30) à la pédale (20), qui appliquent en même temps en partie cette force sur les patins de frottement.
Description
SYSTEME DE PEDALE POUR COMMANDE D’UN ACTIONNEUR AUTOMATISE, COMPORTANT UNE HYSTERESIS
La présente invention concerne un système de pédale pour commander un actionneur automatisé d’un accélérateur ou d’un mécanisme d’embrayage de véhicule automobile, ainsi qu’un véhicule automobile équipé d'un tel système de pédale.
Certains véhicules automobiles comportent un système de pédale d’accélérateur ou d’embrayage comprenant un capteur électrique de déplacement de la pédale envoyant un signal à un boîtier électronique de contrôle d’un actionneur automatisé, qui agit respectivement sur le passage des gaz d’admission dans le moteur thermique ou sur le mécanisme d’embrayage.
On peut obtenir ainsi des mouvements de l’actionneur découplés de ceux de la pédale afin d’optimiser le fonctionnement de l’organe commandé. De plus ces systèmes de pédale comportent un dispositif de restitution d’effort, qui peut être ajusté indépendamment de l’effort réel appliqué sur l’organe commandé.
Un type de système de pédale comportant un dispositif de restitution d’effort, présenté notamment par le document EP-A2-1956462, comporte un galet pressé par un ressort qui se déplace sur un profil de came lié à la pédale, afin de générer une courbe particulière d’effort suivant le déplacement de cette pédale.
Par ailleurs ces systèmes de pédale peuvent comporter un dispositif de frottement lié au déplacement de la pédale, générant une hystérésis entre la course d’enfoncement et la course de retour donnant une meilleure stabilité à cette pédale qui facilite son contrôle par le conducteur.
Les dispositifs de frottement connus généralement utilisés sur ces systèmes de pédale comportent des patins de frottement pressés par des ressorts spécifiques, qui génèrent un effort de frottement constant dépendant directement de la pression de ces ressorts.
Toutefois pour ces dispositifs il faut installer sur le système de pédale des composants spécifiques comme les patins de frottement et les ressorts les pressant, ce qui pose des problèmes d’encombrement, de complexité et de coût.
De plus avec un frottement généré par une pression constante sur tout le déplacement de la pédale, on obtient des valeurs d’hystérésis identiques quelle que soit la position de la pédale, qui ne donnent pas toujours la meilleure précision de contrôle ainsi que le meilleur agrément.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.
Elle propose à cet effet un système de pédale pour la conduite d’un véhicule automobile, prévu pour commander un actionneur automatisé agissant sur un organe de ce véhicule, ce système comportant une pédale liée à un capteur de position, un dispositif de restitution d’effort sur cette pédale, et des patins de frottement appliquant une pression pour générer une hystérésis dans le déplacement de la pédale, ce système de pédale étant remarquable en ce qu’il comporte des liaisons transmettant la force du dispositif de restitution d’effort à la pédale, qui appliquent en même temps en partie cette force sur les patins de frottement.
Un avantage de ce système de pédale est qu’en utilisant la force délivrée par le dispositif de restitution d’effort qui s’oppose à l’effort appliqué par le conducteur, pour l’appliquer partiellement sur les patins par les liaisons, on obtient sans ressort complémentaire une force variable qui est sensiblement proportionnelle à cet effort venant du conducteur.
Le système de pédale sans ressort spécifique de pression sur les patins, comportant moins de composants, est plus compact et moins onéreux. De plus on obtient une hystérésis variable dépendant directement de l’effort de commande sur la pédale, ce qui améliore le confort et la précision de contrôle de cette pédale.
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, les liaisons transmettant la force comportent des bras inclinés par rapport à l’axe de cette force.
Avantageusement, les patins de frottement appliquent une pression sur des faces d’un support sensiblement parallèles à l’axe de la force du dispositif de restitution d’effort.
Dans ces cas, les bras de liaison peuvent être inclinés par rapport à l'axe de la force suivant un angle compris entre 40 et 50°.
Avantageusement, le système de pédale comporte deux patins de frottement disposés symétriquement par rapport à un plan médian passant par l’axe de la force du dispositif de restitution d’effort.
Avantageusement, le dispositif de restitution d’effort comporte un ressort hélicoïdal.
Dans ce cas le ressort hélicoïdal peut travailler en compression, et comporter à une extrémité un guide comprenant les deux bras des liaisons inclinés par rapport à l’axe de ce ressort.
Avantageusement, les liaisons transmettant la force comportent des articulations du type rotule. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant un organe piloté par un actionneur, et un système de pédale pour la commande de cet actionneur 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 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 ; - les figures 2a, 2b et 2c sont des schémas présentant le système de pédale vue de côté, successivement au début, au milieu et en fin de course de débrayage ; - la figure 3 présente pour un cycle complet de débrayage les efforts appliqués sur cette pédale en fonction du déplacement ; - la figure 4 est une coupe suivant le plan de coupe IV-IV du dispositif de restitution d’effort de ce système de pédale ; et - les figures 5 et 6 sont des vues de détail de cette coupe.
La figure 1 présente une boîte de vitesses 2 comportant en entrée un mécanisme d’embrayage 4 recevant le mouvement d’un moteur thermique 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 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 l’actionneur 8 dépendant de celui de cette pédale.
Les figures 2a, 2b et 2c présentent trois positions successives de la pédale 20 pour un débrayage, le côté avant indiqué par la flèche notée « AV >> étant 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 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 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 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 avance 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 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 multipliée par le rayon d’application de la force qui est la distance C entre l’axe A et l’articulation 22.
En complément la pédale 20 peut comporter un appui disposé sur son rebord inférieur qui vient en fin de course de cette pédale sur une butée en élastomère fixée sur le support du pédalier, présentant un embout arrondi tourné vers cet appui.
La butée en élastomère faisant partie du dispositif de restitution d’effort en complément du ressort 30, applique sur la pédale 20 dans la dernière partie de sa course un effort présentant une croissance de plus en plus importante.
La figure 3 présente en fonction du déplacement angulaire D de la pédale, la force pédale Fp théorique 50 appliquée par le dispositif de restitution d’effort, au-dessus la force pédale Fp de débrayage 52 appliquée par le conducteur pendant une course d’enfoncement de la pédale 20, et en dessous la force pédale Fp de ré-embrayage 54 appliquée pendant une course de rappel de cette pédale. L’écart entre la courbe de débrayage 52 et de ré-embrayage 54 constitue une hystérésis H liée aux différents frottements dans le système de pédale. L’hystérésis H permet d’obtenir une stabilité dans la position de la pédale, en évitant avec un même effort appliqué dessus d’obtenir des petits mouvements de la pédale difficiles à contrôler avec le pied.
Pour la première position D1 de la pédale 20 présentée figure 2a, le ressort 30 faiblement comprimé donne une restitution d’effort ainsi qu’une force pédale Fp qui sont faibles.
Pour la deuxième position D2 de la pédale 20 présentée figure 2b, le ressort 30 moyennement comprimé avec un rayon d’application C de cette force par rapport à l’articulation 22 qui reste assez grand, donne une restitution d’effort et une force pédale Fp qui sont à un maximum.
Pour la troisième position D3 de la pédale 20 présentée figure 2c, le ressort 30 fortement comprimé avec un rayon d’application C de cette force par rapport à l’articulation 22 qui a diminué, donne une restitution d’effort venant de ce ressort modérée, à laquelle s’ajoute la force de plus en plus importante développée par une butée en élastomère non représentée sur les figures 2a, 2b et 2c.
Les figures 4, 5 et 6 présentent un support 58 fixé à la caisse du véhicule, comportant deux côtés parallèles plats supportant à une extrémité l’articulation 22 de la pédale comprenant un palier 70, et à l’autre extrémité le pivot avant 34 du ressort 30. Les côtés plats du support 58 reçoivent entre eux le ressort de compression 30, et un dispositif d’hystérésis.
Le ressort 30 disposé dans un plan médian entre les deux côtés du support 58, est maintenu vers l’avant par son guide avant 32 relié à ce support par le pivot avant 34, et de l’autre côté par son guide arrière 36 comportant vers l’arrière deux bras 68 inclinés chacun suivant un angle compris avantageusement entre 40 et 50° par rapport au plan médian de symétrie, en particulier 45°. La liaison 72 entre bs bras inclinés 68 et le guide arrière 36 est suffisamment souple pour permettre une petite articulation de ces bras.
Le levier 26 de la pédale 20 comporte aussi deux côtés parallèles, qui se terminent chacun par un patin de frottement 60 en appui sur la face intérieure d’un côté du support 58. Chaque côté du levier 26 se termine par une rotule 62, qui est engagée dans un logement correspondant disposé à l’extrémité d’un bras incliné 68 du guide arrière 36 du ressort 30.
On obtient quand le ressort 30 est comprimé, une force de réaction axiale Fr développée par ce ressort qui se décompose en deux forces inclinées F2 s’appliquant chacune suivant l’axe d’un bras incliné 68. A leur tour chaque force inclinée F2 donne une composante transversale pressant sur le patin 60 de son côté qui subit en réaction la force transversale F3 venant du support 58, et une composante suivant l’axe du ressort 30 s’appliquant sur le levier 26 qui donne le couple de restitution d’effort sur la pédale 20.
On obtient ainsi en permanence une force de frottement des patins 60 qui est directement proportionnelle à la force de réaction Fr développée par le ressort 30. On obtient sans ajouter de ressort spécifique, une hystérésis H comprenant une amplitude liée à la force pédale Fp ce qui donne un bon confort de conduite, avec notamment en début de course de la pédale 20 une faible hystérésis liée à la force pédale qui est petite.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1 - Système de pédale pour la conduite d’un véhicule automobile, prévu pour commander un actionneur automatisé (8) agissant sur un organe (4) de ce véhicule, ce système comportant une pédale (20) liée à un capteur de position (14), un dispositif de restitution d’effort (30) sur cette pédale (20), et des patins de frottement (60) appliquant une pression pour générer une hystérésis (H) dans le déplacement de la pédale (20), ledit système comportant des liaisons (62, 68, 72) transmettant la force (Fr) du dispositif de restitution d’effort (30) à la pédale (20), qui appliquent en même temps en partie cette force (Fr) sur les patins de frottement (60), ledit système étant caractérisé en ce que les liaisons (62, 88, 72) transmettant la force (Fr) comportent des articulations.
- 2 - Système de pédale selon la revendication 1, caractérisé en ce que les liaisons (68) transmettant la force (Fr) comportent des bras inclinés par rapport à l’axe de cette force (Fr).
- 3 - Système de pédale d’embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les patins de frottement (80) appliquent une pression sur des faces d’un support (58) sensiblement parallèle à l’axe de la force (Fr) du dispositif de restitution d’effort (30).
- 4 - Système de pédale d’embrayage selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les bras des liaisons (68) sont inclinés par rapport à Taxe de la force (Fr) suivant un angle compris entre 40 et 50°.
- 5 - Système de pédale selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu’il comporte deux patins de frottement (80) disposés symétriquement par rapport à un plan médian passant par l’axe de la force (Fr) du dispositif de restitution d’effort (30).
- 6 - Système de pédale selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de restitution d’effort (30) comporte un ressort hélicoïdal.
- 7 - Système de pédale selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal travaille en compression, et comporte à une extrémité un guide (36) comprenant les deux bras des liaisons (68) inclinés par rapport à l’axe de ce ressort.
- 8 - Système de pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les liaisons (68) transmettant la force (Fr) comportent des articulations du type rotule (62, 66).
- 9 - Véhicule automobile comportant un organe (4) piloté par un actionneur (8), et un système de pédale (12) pour la commande de cet actionneur (8), caractérisé en ce que ce système de pédale est selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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