FR3056045B1 - Dispositif de transmission de couple equipe d'un transpondeur de radio-identification - Google Patents

Abstract

Dispositif (1) de transmission de couple d'un arbre (2) menant à un arbre (3) mené, notamment pour véhicule automobile, qui comprend au moins un transpondeur (4) de radio-identification fixé sur un composant (6, 7) du dispositif (1).

Description

Dispositif de transmission de couple équipé d’un transpondeur de radio-identification L’invention a trait aux dispositifs de transmission de couple, notamment embrayages, double-volants amortisseurs, amortisseurs vibratoires, actionneurs d’embrayage et de boîtes de vitesse.

Les dispositifs de transmission de couple sont des dispositifs qui, bien qu’ayant des pièces d’usure, ont une durée de vie assez élevée. Certains de leurs composants ont même une durée de vie pour ainsi dire illimitée.

Ainsi, un embrayage comporte classiquement un plateau de réaction (solidaire d’un arbre menant), un plateau de pression mobile axialement et un disque de friction monté entre lesdits plateaux de réaction et de pression. Le mouvement du plateau de pression est commandé par un diaphragme porté par un couvercle, lui-même commandé par une butée d’embrayage.

Le plateau de réaction et le couvercle sont des composants ayant, en utilisation normale, une durée de vie illimitée, ou à tout le moins très supérieure à la durée de vie moyenne du véhicule équipé de l’embrayage.

Pourtant, il est de coutume, lorsque les pièces d’usure d’un dispositif de transmission arrivent au terme de leur vie, de remplacer d’un bloc ce dispositif de transmission.

Les composants à durée de vie illimitée pourraient être recyclés en étant intégrés à un dispositif de transmission reconditionné (destiné par exemple à équiper un véhicule de seconde main).

Cependant, les personnels concernés (services après-vente, équipementiers, garagistes, voire constructeurs) sont peu enclins à procéder à un tel recyclage, car, hormis une éventuelle référence gravée sur le composant, ils ignorent généralement tout de celui-ci (notamment son fabricant, sa date de fabrication, sa date de première mise en circulation) et peuvent par conséquent, en l’absence de garanties, juger risqué de remettre en circulation un composant dont la traçabilité est inexistante.

Un premier objectif est par conséquent de proposer une solution facilitant le recyclage de composants usagés.

Un deuxième objectif est de proposer une solution permettant de fournir au personnel chargé de l’entretien ou du démantèlement d’un véhicule automobile des informations pertinentes sur un composant du véhicule, et en particulier assurant la traçabilité de celui-ci.

Un troisième objectif est de proposer un dispositif de transmission de couple qui, tout en remplissant ces deux premiers objectifs, offre des fonctions et performances au moins équivalentes, sinon supérieures à celles d’un dispositif de transmission de couple habituel. A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un dispositif de transmission de couple d’un arbre menant à un arbre mené, notamment pour véhicule automobile, qui comprend au moins un transpondeur de radio-identification fixé sur un composant du dispositif.

De la sorte, il est possible d’associer au composant des informations (telles que l’identité du constructeur, la date de fabrication ou de première mise en circulation, un numéro de référence catalogue), qui garantissent sa traçabilité non seulement à court terme, mais également à moyen et long terme, au profit du personnel chargé d’assurer l’entretien ou le recyclage du dispositif de transmission de couple.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison.

Ainsi, dans le cas où le dispositif de transmission de couple comprend un premier élément solidaire de l’arbre menant, un deuxième élément apte à être accouplé à l’arbre mené, et un disque de friction solidaire de l’arbre mené, intercalé entre le premier élément et le deuxième élément et mobile entre une position d’embrayage dans laquelle le disque de friction est solidaire en rotation du premier élément, et une position de débrayage dans laquelle le disque de friction est libre en rotation par rapport au premier élément, le transpondeur peut être fixé sur au moins le premier élément ou le deuxième élément.

Selon un mode particulier de réalisation, le premier élément est un volant d’inertie, et un transpondeur est fixé sur celui-ci.

Selon un deuxième mode de réalisation, le deuxième élément est un couvercle de mécanisme d’embrayage, et un transpondeur est fixé sur celui-ci.

Selon un troisième mode de réalisation, le deuxième élément est un couvercle de mécanisme à double embrayage, et un transpondeur est fixé sur celui-ci.

Il est proposé, en deuxième lieu, un système de transmission pour un véhicule automobile, qui comprend un dispositif tel qu’évoqué ci-dessus, un capteur relié à un calculateur pour transmettre à celui-ci un paramètre mesuré sur un organe du système de transmission par ce capteur, et une station de base reliée au calculateur et apte à communiquer avec le transpondeur par radiofréquences et programmé pour inscrire dans une puce intégrée à celui-ci le paramètre mesuré.

De la sorte, il est possible d’inscrire (et de mettre à jour) dans la puce, au fil du temps, des informations relatives notamment à l’utilisation du dispositif de transmission (notamment vitesses de rotation, nombre d’actionnements).

Il est proposé, en troisième lieu, un procédé de gestion d’un système de transmission tel qu’évoqué ci-dessus, qui comprend la séquence de traitement suivante : mesurer un paramètre (tel qu’un nombre de tours ou un nombre d’actionnements) sur un organe (tel qu’un arbre ou un actionneur d’embrayage) du système au moyen du capteur, transmettre le paramètre ainsi mesuré au calculateur, écrire ce paramètre dans une puce équipant le transpondeur par radiofréquences, via la station.

Cette séquence de traitement est avantageusement répétée. L’opération d’écriture peut d’ailleurs comprendre l’effacement d’un paramètre écrit lors d’une séquence de traitement précédente.

Il est proposé, en quatrième lieu, un moteur de véhicule automobile équipé d’un dispositif de transmission de couple ou d’un système de transmission tels qu’évoqués ci-dessus. D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront à la lumière de la description d’un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : les FIG.1 et FIG.2 sont des vues en perspective éclatées d’un dispositif de transmission de couple selon deux orientations différentes, avec, en médaillons, des détails à plus grande échelle montrant un transpondeur de radio-identification fixé sur l’un des composants ; la FIG.3 est une vue en perspective d’un système de transmission de couple incluant un dispositif assemblé tel qu’illustré sur les FIG.1 et FIG.2, un capteur relié à un calculateur et une station de base reliée au calculateur.

On a représenté sur les FIG.1 et FIG.2 un dispositif 1 de transmission de couple d’un arbre 2 menant à un arbre 3 mené, notamment destiné à équiper un véhicule automobile. Ce dispositif 1 de transmission de couple est par exemple un embrayage comprenant de manière non restrictive un mécanisme d’embrayage, un double volant amortisseur, un amortisseur vibratoire ou encore un actionneur d’embrayage ou de boîte de vitesse.

Ce dispositif 1 comprend divers composants, ainsi qu’au moins un transpondeur 4 de radio-identification, fixé sur au moins l’un des composants.

Un transpondeur 4 est un appareil émetteur-récepteur capable de recevoir un message émis par une station 5 de base, d’en assurer un traitement automatique, et, le cas échéant, d’y répondre.

Un transpondeur de radio-identification (également dénommé « tag RFID ») est un appareil du type précité, dans lequel les messages sont émis et/ou reçus par radiofréquence, et dans lequel, au cours de l’échange avec la station 5 de base, au moins un identifiant est communiqué à celle-ci par le transpondeur 4. On notera que le terme « radio-identification », qui correspond à la terminologie anglophone RFID (radio frequency identification), ne limite pas l’échange d’informations à l’identification du transpondeur 4. D’autres informations peuvent être échangées, comme nous le verrons ci-après.

Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif 1 de transmission de couple comprend un premier élément 6, solidaire de l’arbre 2 menant, un deuxième élément 7 apte à être accouplé à l’arbre 3 mené, ainsi qu’un disque 8 de friction intercalé entre le premier élément 6 et le deuxième élément 7, solidaire de l’arbre 3 mené et mobile entre : une position d’embrayage dans laquelle le disque 8 de friction est solidaire en rotation du premier élément 6 pour accoupler en rotation l’arbre 2 menant et l’arbre 3 mené, et une position de débrayage dans laquelle le disque 8 de friction est libre en rotation par rapport au premier élément 6 pour désaccoupler les arbres 2, 3.

Le disque 8 de friction comprend un disque de support 9 et des garnitures 10 fixées sur le disque de support 9, de part et d’autre de celui-ci.

Dans l’exemple illustré sur les dessins, le dispositif 1 de transmission de couple est un embrayage destiné à équiper un véhicule automobile, par exemple un véhicule léger ou un véhicule lourd tel qu’un camion.

Dans un tel embrayage, le premier élément 6 est un volant d’inertie, qui est solidaire en rotation de l’arbre 2 menant (lequel est en pratique un vilebrequin), et porte à sa périphérie une couronne 11 dentée sur laquelle est engrainée un démarreur ayant pour fonction de lancer le vilebrequin au démarrage du véhicule. Le volant d’inertie 6 est ici un volant rigide.

Le deuxième élément 7 est, dans cet exemple de réalisation, un couvercle de mécanisme d’embrayage 12 participant à l’actionnement du disque 8 de friction. Selon un mode particulier de réalisation, le couvercle 7 est solidaire du volant d’inertie 6.

Le mécanisme d’embrayage 12 comprend ici un diaphragme 13 pourvu d’une rondelle annulaire formant un ressort et d’échancrures 14 radiales définissant entre elles des lamelles 15 déformables qui, sous l’action d’une butée d’embrayage (non représentée), assurent le déplacement axial réversible du disque 8 de friction vers sa position de débrayage, ou au contraire lui permettre de retrouver sa position d’embrayage sous l’effet de rappel élastique de la rondelle annulaire.

Le mécanisme d’embrayage 12 comprend également un plateau 16 de pression intercalé entre le diaphragme 13 et le disque 8 de friction.

Selon un autre exemple de réalisation, le deuxième élément 7 est un couvercle de mécanisme à double embrayage. Dans ce cas, le mécanisme à double embrayage comprend deux mécanismes d’embrayage implantés en parallèle qui viennent presser alternativement deux disques de friction reliés à deux arbres de transmission de la boite de vitesse.

Selon un autre exemple de réalisation (non représenté), l’embrayage 1 peut comprendre un volant d’inertie 6 du type double volant amortisseur. Le double volant amortisseur comprend alors un volant primaire et un plateau de réaction relié au volant primaire par l’intermédiaire d’un amortisseur de torsion (non représenté). Le plateau de réaction est agencé pour venir en appui sur le disque 8 de friction. Le plateau de réaction, le volant primaire et l’amortisseur de torsion forment ensemble un double volant amortisseur 6 qui est intégré à l’embrayage 1.

Selon le mode de réalisation illustré sur la FIG.1 (et plus particulièrement visible dans le médaillon de détail), un transpondeur 4 est fixé sur le couvercle 7.

Dans ce cas, le transpondeur 4 est avantageusement fixé sur une partie du couvercle 7 à l’abri d’éventuels contacts avec d’autres composants, et aussi à l’abri d’éventuelles agressions (notamment abrasion, projections), afin de maximiser la durée de vie du transpondeur 4.

Ainsi, dans l’exemple illustré, le transpondeur 4 est fixé sur une portion 17 localisée d’une collerette périphérique de fixation du couvercle 7.

Selon un mode de réalisation illustré la FIG.2, un transpondeur 4 est fixé sur le volant 6 d’inertie.

Compte tenu des importantes vitesses de rotation, pour limiter (voire éviter) le phénomène de balourd dû à la présence du transpondeur 4 sur le composant 6, 7 concerné, il convient à tout le moins de minimiser la masse du transpondeur 4, et de préférence d’équilibrer les masses en rotation en fixant sur le composant 6, 7 une masse équivalente à celle du transpondeur 4, dans une zone diamétralement opposée.

Comme illustré sur les FIG.1 et FIG.2, le transpondeur 4 est, de préférence, miniaturisé, c'est-à-dire que ses dimensions (et sa masse) sont négligeables devant celles du composant 6, 7. Le transpondeur 4 se présente avantageusement sous forme d’une étiquette et comprend, dans ce cas, une bande 18 adhésive par laquelle le transpondeur 4 peut être fixé par collage sur le composant 6, 7 concerné.

Le transpondeur 4 comprend par ailleurs une antenne 19, avantageusement rapportée et collée sur la bande 18 adhésive, et une électronique de commande incluant une puce 20 reliée à l’antenne 19.

La puce 20 contient avantageusement une unité de calcul et une mémoire associée.

Le transpondeur 4 peut être du type passif (auquel cas il n’intègre aucun générateur de puissance), ou du type actif (c'est-à-dire qu’il intègre un générateur de puissance). Dans le premier cas, le courant nécessaire à l’alimentation de la puce 20 est généré au moyen d’une station 5 de base par induction électromagnétique dans l’antenne 19, qui est conformée, à cet effet, en solénoïde. Dans le second cas, le transpondeur 4 embarque un générateur qui lui permet d’alimenter la puce 20 et de procéder à l’envoi de requêtes autonomes à destination de la station 5 via l’antenne 19, qui dès lors peut présenter une forme plus libre.

La durée de vie d’un transpondeur 4 de radio-identification peut être longue, notamment lorsqu’il est du type passif. Il en résulte une bonne durabilité des informations qui y sont inscrites.

Dans le cas présent, il convient d’inscrire dans la puce 20 du transpondeur 4 au moins un identifiant du composant sur lequel le transpondeur 4 est fixé. Cet identifiant peut être, ou comprendre, un numéro de référence tel que mentionné dans un catalogue de composants, permettant à un opérateur chargé de la maintenance ou du recyclage du composant d’en connaître les caractéristiques. L’identifiant peut comprendre, ou il peut lui être adjoint, d’autres informations parmi, entre autres, le nom du constructeur, la date de fabrication, la date de première mise en circulation. Ces informations visent à aider l’opérateur à prendre une décision concernant le devenir du composant 6, 7 (notamment réparation, remplacement, réutilisation, recyclage). L’identifiant peut comprendre également des informations utiles pour l’usage de la garantie de l’embrayage. L’identifiant, et le cas échéant les autres informations, sont avantageusement inscrites dans le transpondeur 4 au moyen d’une station 5 de base à radiofréquences avant - ou au moment de - la première mise en circulation du composant au sein du dispositif 1 de transmission.

Ces informations peuvent ensuite être extraites du transpondeur 4 au moyen d’une station 5 de base à radiofréquences dont sont avantageusement équipés les personnels chargés de l’entretien ou du démantèlement.

Cependant il peut être fait une utilisation plus complète du transpondeur 4, grâce à des opérations de traitement faites en cours de fonctionnement du dispositif 1. A cet effet, le dispositif 1 de transmission de couple décrit ci-dessus est intégré à un système 21 de transmission (pour un véhicule automobile) qui comprend par ailleurs : un capteur 22 relié à un calculateur 23 pour transmettre à celui-ci un paramètre mesuré sur un organe du système 21 de transmission par ce capteur 22, et une station 5 de base reliée au calculateur 23 et apte à communiquer avec le transpondeur 4 par radiofréquences et programmé pour inscrire sur sa puce 20 le paramètre mesuré.

Selon un mode de réalisation illustré sur la FIG.3, l’organe concerné est un arbre, par exemple l’arbre 3 mené, qui forme un arbre d’entrée d’une boîte de vitesse couplée au dispositif 1 de transmission de couple.

Dans ce cas, le capteur 22 est avantageusement agencé pour mesurer le nombre de tours de cet arbre 3. Dans l’exemple de la FIG.3, le capteur 22 est intégré à un roulement 24 instrumenté incluant un codeur 25 magnétique en regard duquel est positionné le capteur 22.

Selon un autre mode de réalisation non représenté, l’organe concerné peut être un actionneur d’embrayage couplé au diaphragme du mécanisme d’embrayage du dispositif 1 de transmission de couple. L’actionneur d’embrayage comprend un carter de forme cylindrique et un piston d’actionnement qui est monté mobile axialement par rapport au carter fixe.

Dans ce cas, le capteur 22 est avantageusement agencé pour mesurer le nombre d’actionnements du diaphragme lors des phases d’embrayage et de débrayage, correspondant au nombre d’actionnements effectués par l’actionneur d’embrayage. Dans ce mode de réalisation, le capteur 22 est intégré à un des composants de l’actionneur d’embrayage et comprend un codeur 25 magnétique en regard duquel est positionné le capteur 22.

Le calculateur 23 peut être dédié (et donc intégré) au système 21 de transmission. Mais il peut s’agir plus généralement d’un calculateur 23 moteur qui, outre les informations qui lui sont transmises par le capteur 22, collecte et traite d’autres informations (typiquement mais non exclusivement des éléments de cartographie moteur, la gestion de l’alimentation, le calage d’arbres à cames, l’avance à l’allumage).

La station 5 de base comprend une interface 26 de communication (émetteur/récepteur) par radiofréquences, ici montée sur une carte 27, et le cas échéant une électronique de commande apte à assurer la conversion des données reçues du calculateur 16 en code transmissible au transpondeur et lisible par la puce 20 équipant celui-ci.

Cette architecture permet d’inscrire (et de mettre à jour) dans la puce 20, au fil du temps, et éventuellement en cours d’utilisation, le nombre de tours effectués par l’arbre 3, ce qui fournit une information précieuse concernant l’utilisation effective du dispositif 1 de transmission. D’autres mesures peuvent être faites (ou déduites), et d’autres informations pertinentes peuvent être stockées sur la puce 20 via le calculateur 23 et la station 5 de base, comme : la vitesse de rotation de l’arbre 3, qui fournit une information sur les conditions d’utilisation (permettant notamment de vérifier si le dispositif 1 de transmission de couple, et en particulier le composant 6, 7 équipé du transpondeur 4, a été utilisé dans les plages recommandées) ; le nombre d’actionnements (notamment dans le cas d’un embrayage), qui fournit une information précieuse sur l’éventuelle fatigue mécanique du ou des composants du dispositif 1 de transmission de couple.

On peut ainsi réaliser, d’une manière plus générale, une gestion du système 21 de transmission par la séquence de traitement suivante : mesure d’un paramètre sur un organe du système 21 (par exemple, comme évoqué, le nombre de tours effectués par l’arbre 3 mené ou le nombre d’actionnements du dispositif 1 de transmission de couple) au moyen du capteur 22, transmission du paramètre ainsi mesuré au calculateur 23, écriture du paramètre dans la puce 20, via la station 5.

Cette séquence de traitement peut être répétée, par exemple à intervalles fixes, ou en fonction de conditions particulières (les opérations de mesure et de transmission peuvent être réalisées en continu, tandis que l’écriture sur la puce 20 est par exemple réalisée à chaque coupure de circuit). L’opération d’écriture peut d’ailleurs comprendre l’effacement d’un paramètre écrit lors d’une séquence de traitement précédente. En d’autres termes, les paramètres inscrits sur la puce 20 peuvent faire l’objet d’une mise à jour, ponctuelle ou régulière.

Il résulte de ce qui précède les avantages suivants.

Premièrement, comme évoqué, le personnel chargé de l’entretien, de la maintenance, du démantèlement, ou encore du recyclage, peut accéder à des informations pertinentes concernant les composants du dispositif 1 (ou du système 21) de transmission de couple qui lui étaient auparavant inconnues, ou qu’il lui était à tout le moins compliqué d’obtenir. Le transpondeur permet par conséquent de garantir la traçabilité du composant qu’il équipe.

Cela facilite la prise de décision : réutilisation, recyclage, remplacement du composant 6, 7 ou du dispositif 1 dans son ensemble.

Deuxièmement, le fait de rendre ces informations accessibles sur le composant 6, 7 lui-même en facilite l’accès aux personnels qui, d’ordinaire, ne disposent pas des accréditations nécessaires à l’obtention des informations qui peuvent être inscrites dans des électroniques de commande (par exemple dans le calculateur moteur) réservées aux constructeurs. En d’autres termes, les informations de traçabilité (et d’autres éventuellement) sont facilement accessibles.

Troisièmement, grâce à l’instrumentation du dispositif 1, des économies de matière (et d’énergie) peuvent être réalisées grâce au recyclage de certains composants (en lieu et place d’un remplacement standard).

On notera que l’invention est applicable aussi bien aux embrayages de type normalement fermés, qu’aux embrayages de type normalement ouverts.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif (1) de transmission de couple d’un arbre (2) menant à un arbre (3) mené, notamment pour véhicule automobile, comprenant au moins un transpondeur (4) de radio-identification fixé sur un composant (6, 7) du dispositif (1), caractérisé en ce qu’il comprend un premier élément (6) solidaire de l’arbre (2) menant, un deuxième élément (7) apte à être accouplé à l’arbre (3) mené, et un disque (8) de friction solidaire de l’arbre (3) mené, intercalé entre le premier élément (6) et le deuxième élément (7) et mobile entre une position d’embrayage dans laquelle le disque (8) de friction est solidaire en rotation du premier élément (6), et une position de débrayage dans laquelle le disque (8) de friction est libre en rotation par rapport au premier élément (6), et dans lequel le transpondeur (4) est fixé sur au moins le premier élément (6) ou le deuxième élément (7).
2. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel le premier élément (6) est un volant d’inertie, et un transpondeur (4) est fixé sur celui-ci.
3. 3. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième élément (7) est un couvercle de mécanisme d’embrayage (12), et un transpondeur (4) est fixé sur celui-ci.
4. 4. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième élément (7) est un couvercle de mécanisme à double embrayage, et un transpondeur (4) est fixé sur celui-ci.
5. 5. Système (21) de transmission pour un véhicule automobile, qui comprend un dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, un capteur (22) relié à un calculateur (23) pour transmettre à celui-ci un paramètre mesuré sur un organe (3) du système (21) de transmission par ce capteur (22), et une station (5) de base reliée au calculateur (23) et apte à communiquer avec le transpondeur (4) par radiofréquences et programmé pour inscrire dans une puce (20) intégrée à celui-ci le paramètre mesuré.
6. 6. Procédé de gestion d’un système (21) de transmission selon la revendication 5, qui comprend la séquence de traitement suivante : mesurer un paramètre sur un organe (3) du système au moyen du capteur (22), transmettre le paramètre ainsi mesuré au calculateur (23), écrire ce paramètre dans une puce (20) équipant le transpondeur (1) par radiofréquences, via la station (5).
7. 7. Procédé selon la revendication 6, qui comprend la répétition de la séquence de traitement.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l’opération d’écriture comprend l’effacement d’un paramètre écrit lors d’une séquence de traitement précédente.
9. 9. Procédé selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l’organe est un arbre (3), et le paramètre mesuré est un nombre de tours effectués par cet arbre (3).
10. 10. Procédé selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l’organe est un actionneur d’embrayage, et le paramètre mesuré est un nombre d’actionnements effectués par cet actionneur d’embrayage.
11. 11. Moteur de véhicule automobile, équipé d’un dispositif (1) de transmission de couple selon l’une des revendications 1 à 4 ou d’un système (21) de transmission selon la revendication 5.