FR2726514A1

FR2726514A1 - Dispositif d'embrayage/debrayage de secours pour vehicules utilitaires

Info

Publication number: FR2726514A1
Application number: FR9512923A
Authority: FR
Inventors: Helmut Diegelmann; Adalbert Litterst; Lutz Paulsen; Gunter Voller
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 1996-05-10
Anticipated expiration: 2015-11-02
Also published as: FR2726514B1; ITRM950704A0; DE4439448C1; SE9503819L; IT1278882B1; SE9503819D0; ITRM950704A1; SE507000C2

Abstract

En cas de défaillance du système automatique de changement de rapport d'une boîte de vitesses automatique, ce dispositif de secours permet de produire les débrayages et embrayages nécessaires. L'embrayage (14) est normalement manoeuvré automatiquement, au-dessus d'un seuil de vitesse du véhicule de 10 km/h par exemple, par une commande électronique (17) et un dispositif hydropneumatique (21). Le dispositif d'embrayage/débrayage de secours (56) comprend notamment une pédale d'embrayage de secours (78) permettant au conducteur de déplacer le piston (81) d'un cylindre hydraulique émetteur (58) agissant sur une servocommande d'embrayage (23). Applicable en particulier aux véhicules utilitaires lourds.

Description

L'invention concerne un dispositif d'embrayage/débrayage de secours pour

véhicules utilitaires sur lesquels les opérations de débrayage et d'embrayage nécessaires pour changer les rapports étagés d'une boîte de vitesses pluriétagée, opérations qui peuvent être commandées électroniquement par une unité de commande d'embrayage, sont exécutables de façon autonome au moyen d'un dispositif hydropneumatique d'actionnement de l'embrayage et, dans le cas d'un dysfonctionnement de la commande de changement automatique, un système de soupape protectrice entre en action d'abord, de sorte que l'embrayage est désengagé (débrayé) au moyen du dispositif d'actionnement de l'embrayage en cas de marche "lente" (v < vs) et engagé ou maintenu engagé (embrayé) en cas de marche "rapide" (v > vy), après quoi le conducteur peut commander les opérations de désengagement et d'engagement de l'embrayage nécessaires pour un changement des rapports dans un mode de marche en détresse au moyen du dispositif d'embrayage/débrayage de secours, - le dispositif d'actionnement de l'embrayage comprenant un cylindre hydraulique émetteur, mû par un moteur électrique commandé, dont la chambre de pression de sortie est reliée à la chambre de pression motrice d'un cylindre hydraulique récepteur à la position de fonctionnement normal d'une soupape de commutation en fonctionnement de secours, cylindre récepteur qui - est l'élément moteur d'un amplificateur d'effort ou servocommande hydropneumatique assurant l'actionnement de l'embrayage et qui, comme élément moteur et d'amplification supplémentaire, comprend un cylindre moteur pneumatique auquel - peut être appliquée une pression motrice, dérivée d'une source de pression pneumatique auxiliaire, au moyen d'une soupape (à action) proportionnelle commandée par la pression régnant dans le cylindre récepteur, proportionnellement à cette pression hydraulique -, - le dispositif d'embrayage/débrayage de secours comprenant, quant à lui, un cylindre hydraulique émetteur qui, dans une position fonctionnelle (position O) coordonnée au mode de marche protégé et au mode de marche en détresse de la soupape de commutation en fonctionnement de secours, est raccordé à la place du cylindre émetteur mû par moteur électrique au cylindre récepteur de la servocommande, le cylindre émetteur - commandant, en outre, dans une position fonctionnelle (position de fonctionnement de secours II) coordonnée au mode de marche en détresse d'uite soupape bistable de présélection du type de protection du système de soupape protectrice, dans le cas d'un actionnement déclenché par le conducteur, le pilotage de la servocommande pour l'exécution d'opérations de désengagement et d'engagement de l'embrayage, et qui comprennent - un capteur électronique ou électromécanique de position, réagissant à partir de sa position de base au désengagement d'un élément d'actionnement du dispositif d'embrayage/débrayage de secours, capteur qui, lors d'un actionnement du dispositif de marche en détresse, génère un signal de sortie électrique qui en est caractéristique et par lequel la position fonctionnelle (position de fonctionnement de secours II) coordonnée au mode de marche en détresse d'au moins la soupape bistable de présélection du type de

protection est établie indirectement.

Un tel dispositif d'embrayage/débrayage de secours est connu par le fait du périodique spécialisé "Antriebstechnik", mars 1992, page 52 et les suivantes, o il est décrit en détail en combinaison avec un dispositif d'embrayage pour véhicules utilitaires à commande

électronique d'entraînement.

Dans le mode normal de changement de vitesse, c'est-à-dire à commande automatique, l'engagement et le désengagement de l'embrayage sont commandés, dans ce dispositif d'embrayage connu, au moyen d'un cylindre hydraulique émetteur mû par un moteur électrique et qui, à travers une soupape de commutation prévue pour passer du mode normal à un mode de fonctionnement de secours, agit sur un cylindre hydraulique récepteur d'un amplificateur d'effort ou servocommande qui manoeuvre l'embrayage et est couplé à un cylindre pneumatique amplificateur dont l'alimentation en pression est commandée au moyen d'une soupape (à action) proportionnelle qui est elle-même commandée hydrauliquement. Pour le mode de marche en détresse, on a prévu un second cylindre émetteur, couplable à travers la soupape de commutation en fonctionnement de secours au cylindre récepteur de la servocommande, qui peut être mû au moyen d'un cylindre moteur pneumatique lui-même commandé à travers un système de soupape protectrice et qui, dans le cas d'un dysfonctionnement du dispositif de changement, suivant la position fonctionnelle qu'occupeune soupape bistable de présélection du type de protection, est ou bien commandé dans le sens d'une manoeuvre de désengagement de l'embrayage, ce qui est prévu pour le cas o la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur de seuil vs, ou alors n'est pas commandé, avec le résultat que l'embrayage reste engagé, ce qui est prévu comme fonction de sécurité pour les vitesses plus élevées

du véhicule.

Le cylindre moteur pneumatique du cylindre émetteur de secours peut être commandé, en fonctionnement de secours, à travers une soupape pneumatique de marche en détresse que le conducteur actionne manuellement Un inconvénient de cette solution est la possibilité de dosage relativement médiocre de la pression de commande et par suite de la position de l'embrayage au moyen de la soupape de marche en détresse. D'un côté, la pression devrait pourvoir être réglée avec une sensibilité extrême car de faibles changements influencent fortement la position de l'embrayage du fait que la caractéristique des ressorts de débrayage n'est pas linéaire; pour cette raison, il faut utiliser une soupape de marche en détresse de construction dispendieuse donc onéreuse. D'un autre côté, dans le cas d'un actionnement rapide de la soupape, l'air comprimé ne peut pas pénétrer suffisamment vite dans

le cylindre pneumatique moteur, ou sortir suffisamment vite de celui-

ci. Le résultat en est que la position de l'embrayage est affectée d'une erreur plus ou moins considérable due au retard par rapport à la position de la soupape de marche en détresse, erreur qui, surtout pour les manceuvres du véhicule, complique considérablement le fonctionnement de secours et rend celui-ci astreignant pour le conducteur. L'invention a donc pour but de perfectionner un dispositif d'embrayage/débrayage de secours du type mentionné au début en ce sens que les forces de manoeuvre agissant sur l'embrayage soient bien dosables, de sorte que l'embrayage exécute ses mouvements de désengagement et d'engagement essentiellement en même temps que les mouvements d'actionnement de secours du conducteur et puisse également être maintenu, si nécessaire, dans une plage de glissement

ou de patinage définie.

Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait que - le piston du cylindre hydraulique émetteur du dispositif de marche en détresse peut être manceuvré au moyen d'une pédale d'embrayage de secours qui devient seulement accessible au conducteur pour l'actionnement ou est seulement rendu accessible par celui-ci dans le mode de marche en détresse, - le capteur électronique ou électromécanique de position, détectant une position du cylindre émetteur, détecte la position du piston du cylindre émetteur du dispositif de marche en détresse à laquelle ce piston a atteint essentiellement ou complètement sa course de manceuvre maximale, - la chambre de pression de sortie du cylindre hydraulique émetteur pour le dispositif de marche en détresse est reliée à un réservoir de compensation à la première position (position de fonctionnement normal I) de la soupape bistable de présélection du type de protection et - lors d'une (première) manoeuvre du piston du cylindre émetteur pour le dispositif de marche en détresse jusqu'à sa position détectée, la soupape bistable de présélection du type de protection est amenée à sa deuxième position (position de fonctionnement de secours II) dans laquelle la chambre de pression de sortie du cylindre hydraulique émetteur pour le dispositif de marche en détresse est reliée à travers une soupape de commutation en fonctionnement de

secours au cylindre récepteur d'embrayage de la servocommande.

Les propriétés avantageuses de fonctionnement ainsi réalisables du dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon l'invention sont au moins les suivantes: Du fait que la pédale d'embrayage de secours est disposée directement en appui sur le piston du cylindre émetteur du dispositif d'embrayage/débrayage de secours, il devient possible, dans le mode de fonctionnement de secours, d'effectuer un actionnement à guidage volumétrique et à déplacement contrôlé de l'embrayage, actionnement qui ne demande pratiquement pas à ce que le conducteur s'y habitue, puisque le fonctionnement de secours correspond simplement à un fonctionnement normal dont on peut supposer que le conducteur y est déjà habitué - d'un véhilcule utilitaire équipé moins confortablement, même si les efforts d'actionnement ou de manoeuvre à fournir par le

conducteur peuvent être légèrement plus grands.

Selon un mode de mise en ceuvre préféré de l'invention, le capteur de position génère le signal de sortie produisant le pilotage de la soupape de présélection du type de protection lorsque le piston du cylindre émetteur du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours est arrivé à sa position extrême liée au volume minimal de la chambre de pression de sortie du cylindre émetteur ou à proximité immédiate de cette position. Le type de commutation - prévu selon cette caractéristique - de la soupape de présélection du type de protection, et par suite la nature du passage "définitif" au mode de marche en détresse, assurent que l'embrayage ne peut pas être soumis à une pression excessive, ce qui risquerait de l'endommager, au passage

du fonctionnement normal au mode de marche en détresse.

Selon un mode de réalisation préféré, la pédale de secours est placée de façon encastrée dans une niche de la cabine du véhicule et peut être amenée par l'enlèvement d'un recouvrement et/ou par basculement, s'effectuant automatiquement ou à effectuer par le conducteur, à une position o elle est appuyée axialement sur la tige de piston du cylindre émetteur et dans une disposition convenant à la manoeuvre du piston de ce cylindre. Par cette disposition de la pédale de secours, le dispositif de changement de vitesse de la boîte de vitesses est efficacement protégé de manière simple contre une fausse manoeuvre. Selon un mode de réalisation de l'invention, un capteur électronique ou électromécanique de position de pédale est prévu, qui génère un signal électrique de sortie, lié à la position "prête à fonctionner" de la pédale de secours, pour inactiver l'unité électronique de commande prévue pour la commande du changement de rapport normal, automatique. Un fonctionnement sans perturbations du dispositif d'embrayage/débrayage de secours est ainsi garanti. Dans un mode de réalisation, la soupape de présélection du type de protection est commandée directement par le signal de sortie du capteur de positionsurveillant la position du piston du cylindre émetteur du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours. Ce type de commande de la soupape de présélection du type de protection est particulièrement simple à réaliser quant à la technique

de couplage.

En variante, la soupape de présélection du type de protection peut être commandée par le signal de sortie d'un étage d'attaque formateur d'impulsions, qui est déclenchable par le signal de sortie du capteur de position surveillant la position du piston du cylindre émetteur du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours. Cette variante de commande offre l'avantage que la soupape de présélection du type de protection peut toujours être commandée par des impulsions de durée et de niveau définis, indépendamment de

l'actionnement de la pédale de secours par le conducteur.

Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, la soupape de présélection du type de protection est réalisée comme un distributeur bistable à trois voies et deux positions, qui peut être amené par l'excitation temporaire alternante de deux enroulements de commande à ses positions fonctionnelles alternatives (I et II), l'agencement étant tel que, dans l'une (I) de ses positions fonctionnelles, à laquelle ce distributeur est amené pendant le mode de fonctionnement à changement de rapport normal alors que la vitesse du véhicule (vv) est inférieure à une valeur de seuil (vs), qui est de 10 km/h par exemple, il relie la sortie de pression du cylindre émetteur du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours à un réservoir de compensation sans pression et maintient cette sortie coupée vis-à-vis de la soupape de commutation en fonctionnement de secours et de la servocommande, tandis que, dans son autre position fonctionnelle (II), à laquelle le distributeur est amené pendant le

fonctionnement de changement de rapport normal automatique -

lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à la valeur de seuil, il relie la sortie de pression du cylindre émetteur du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours à la soupape de commutation pour le fonctionnement de secours et à la servocommande, et maintient cette sortie coupée vis-à-vis du

réservoir de compensation.

Le montage en série hydraulique ainsi obtenu de la soupape de présélection du type de protection et de la soupape de commande pour le fonctionnement de secours du système de soupape protectrice, avec interposition de la soupape de commutation entre la soupape de présélection et la servocommande du dispositif d'actionnement de l'embrayage, est réalisable par des distributeurs à trois voies et à deux

positions de conception simple.

Dans le cas de ce mode de réalisation, de préférence, la liaison de compensation menant de la soupape de présélection du type de protection au réservoir de compensation est pourvue d'un étranglement. Cet étranglement procure, lors de l'activation du mode de fonctionnement de secours, un recul de grande douceur de la pédale d'embrayage de secours, par lequel le conducteur peut reconnaître

fiablement l'opération d'activation et la fin de celle-ci.

Dans ce cas, de préférence, l'étranglement est monté entre le raccord de décharge de la soupape de présélection du type de protection et un raccord de compensation auquel sont reliés le réservoir de compensation ainsi que des chambres de compensation côté tige de piston du cylindre émetteur mû par moteur électrique et du cylindre émetteur dont le piston est manoeuvrable au moyen de la pédale de secours. Avec cette disposition particulièrement avantageuse de l'étranglement, celui-ci agit seulement dans le mode d'activation du dispositif d'embrayage/débrayage de secours et n'empêche pas les écoulements de compensation entre le réservoir de compensation et les chambres de compensation, raccordées à ce réservoir, des cylindres

émetteurs.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un

exemple de réalisation préféré, mais nullement limitatif, du dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon l'invention, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est un schéma synoptique

simplifié d'un dispositif d'embrayage équipé de ce dispositif de secours.

Le dispositif d'embrayage désigné dans son ensemble par 10 sur le dessin aux détails duquel il est fait référence expressément - est conçu pour un véhicule utilitaire lourd possédant une boîte de vitesses 11 pluriétagée, à 16 rapports par exemple, qui est seulement indiquée schématiquement, dontd'arbre d'entraînement 12 peut être accouplé à l'arbre de sortie 13 du moteur, non représenté, du véhicule par un

embrayage 14 dont il est supposé, aux fins de la description, qu'il s'agit

d'un embrayage à ressort à membrane avec débrayage tiré, ainsi que désaccouplé de cet arbre de sortie pour l'exécution d'opérations de changement de vitesse. Il est supposé en plus que le véhicule possède un système électropneumatique de changement de vitesse avec lequel le conducteur opère le choix des rapports - qui lui paraissent des rapports entiers - de la boîte de vitesses 11 par l'actionnement d'un appareil transmetteur 16, au moyen duquel des signaux d'ordres pour passer à un rapport supérieur, pour rétrograder, ainsi que pour la marche arrière, peuvent être introduits dans une unité électronique de commande 17, laquelle commande ensuite de façon autonome le désengagement de l'embrayage 14 et le changement des rapports dans le sens indiqué par le conducteur, de même que le ré-engagement autonome de l'embrayage, afin que le conducteur puisse maîtriser, sans effort physique notable, la multitude d'opérations de changement

autorisant un fonctionnement économiquement optimal du véhicule.

Un dispositif de changement 18 à commande électrique en lui-même connu, nécessaire pour changer les rapports dans la boîte de

vitesses 11, est seulement indiqué schématiquement.

Pour la commande des mouvements de positionnement -

provoquant le désengagement et l'engagement de l'embrayage - de l'organe d'actionnement 19 de l'embrayage, organe qui est réalisé sous la forme d'un levier à deux bras, on a prévu un dispositif d'actionnement de l'embrayage désigné globalement par 21 et entouré sur la figure unique par des lignes en traits mixtes. Ce dispositif d'actionnement 21 comprend, comme élément de commande, un cylindre hydraulique émetteur 22 et, comme commande de positionnement, un amplificateur d'effort ou servocommande hydropneumatique 23 qui agit sur l'organe d'actionnement 19 de l'embrayage et dont la force de positionnement est transmise par l'intermédiaire d'un poussoir d'actionnement 24 au bras de puissance

19' de cet organe 19.

La chambre de pression de sortie 26 du cylindre émetteur 22 est délimitée d'un côté, de façon étanche à la pression, par un piston mobile 27 qui peut être mû par un moteur électrique 28 dont le sens de rotation est réversible, par l'intermédiaire d'un mécanisme - non représenté - à broche filetée, dans le sens de mouvements d'établissement et de réduction de pression par ce piston. Pour la commande de ces mouvements, on a prévu un régulateur de position 29, en lui-même connu et seulement représenté schématiquement, qui génère les signaux de commande nécessaires à la commande du moteur électrique 29 conformément aux besoins à partir d'une comparaison de signaux de sortie représentant une position de consigne de l'unité électronique de commande 17 avec des signaux de sortie fournis par un capteur de déplacement 30 et qui sont

caractéristiques de la position du piston 27 ou de sa tige de piston 31.

La servocommande hydropneumatique 23 comprend un cylindre hydraulique récepteur 32, couplable au cylindre émetteur 22, et un cylindre moteur pneumatique 33, rassemblé avec le cylindre récepteur 32 en une unité en tant qu'élément amplificateur, ainsi qu'une soupape (à action) proportionnelle 36, commandée par la pression régnant dans la chambre de pression motrice 34 du cylindre récepteur 32, en tant qu'élément de commande. La soupape proportionnelle 36 est capable d'injecter dans la chambre de pression motrice 37 de forme cylindrique annulaire du cylindre moteur pneumatique, chambre qui entoure coaxialement le cylindre récepteur 32, une pression proportionnelle à celle régnant dans la chambre de pression motrice 34 du cylindre récepteur 32 et que la soupape proportionnelle 36 a dérivé de la haute pression de sortie d'une source

de pression pneumatique auxiliaire 38.

Le piston cylindrique 39 du cylindre récepteur 32, qui délimite axialement la chambre de pression motrice 34 et est mobile, et le piston 41 en forme de pot cylindrique annulaire du cylindre moteur pneumatique 33, sont reliés rigidement entre eux et attaquent donc en commun le poussoir d'actionnement 24, lequel est à peu près coaxial à leur axe longitudinal central, du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage. La soupape proportionnelle 36, représentée comme un élément fonctionnel de la servocommande 23 du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage, est constituée par un distributeur à trois voies et deux positions qui est chargé par un ressort de distributeur 42 ainsi que par la pression régnant dans la chambre de pression motrice 37 du cylindre moteur pneumatique 33, comme indiqué par un conduit de commande pneumatique 43, vers un position fonctionnelle I. À cette position, la chambre de pression motrice 37 du cylindre moteur pneumatique 33 de la servocommande 23 est reliée par un passage 44 dont la section utile peut varier, à une sortie de mise à l'atmosphère 46 de la servocommande 23, tandis qu'elle est coupée du raccord de pression pneumatique 47 auquel est appliquée la pression de sortie de la source de pression pneumatique auxiliaire 38. Le distributeur précité est chargé, par la pression régnant dans la chambre de pression motrice du cylindre hydraulique récepteur 32, comme indiqué par une conduite de commande hydraulique 48, à une position fonctionnelle II dans laquelle est découvert - avec une section d'écoulement variable - un passage 49 de la soupape proportionnelle 36 qui relie le raccord de pression pneumatique 47 de la soupape proportionnelle 36 à la chambre de pression motrice 37 du cylindre moteur pneumatique 33 de la servocommande 23, mais cette chambre de pression 37 est coupée du raccord de mise à l'atmosphère 46. À l'état d'équilibre statique de la soupape proportionnelle 36, lequel s'établit lorsque, par exemple, la pression dans la chambre de pression motrice 34 du cylindre récepteur 32 de la servocommande 23 ne change pas, ce qui peut être le cas en raison d'un dysfonctionnement du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage, la soupape proportionnelle 36 prend une position d'arrêt, non représentée, dans laquelle à la fois le raccord de pression pneumatique 47 de la servocommande 23 est coupé de la chambre de pression motrice 37 du cylindre moteur pneumatique 33 de la servocommande 23 et son raccord de pression hydraulique 51, à travers duquel la pression de sortie du cylindre émetteur 22 à commande par moteur électrique peut être transmise dans la chambre de pression motrice 34 du cylindre récepteur 32, est coupé vis-à-vis de cette chambre. À des positions d'équilibre dynamique de la soupape proportionnelle, qui correspondent aux positions fonctionnelles I ou II, lesquelles sont coordonnées respectivement au mode d'engagement de l'embrayage 14 et à son mode de désengagement, les sections libérées ou découvertes des passages d'écoulement 44 et 49 agissant à chaque fois, sont d'autant plus grandes que la différence des pressions régnant dans le conduit de commande pneumatique 43 et la conduite de commande hydraulique

48 est importante.

Un système de soupape protectrice, désigné dans son ensemble par 57, est monté entre le raccord de pression hydraulique 51 de la servocommande 23 et la sortie de pression 52 du cylindre émetteur 22 mû par moteur électrique, ainsi qu'un raccord de compensation 53 de ce cylindre, d'une part, et une sortie de pression hydraulique 54 d'un dispositif de commande pour le fonctionnement de secours désigné globalement par 56 et qui sera décrit plus en détail par la suite, d'autre part. Dans un état exempt de dysfonctionnement du dispositif d'embrayage 10, ce système de soupape protectrice 57 relie la sortie de pression 52 du cylindre émetteur 22 mû par moteur électrique au raccord de pression hydraulique 51 de la servocommande 23, tandis que, dans le cas d'un dysfonctionnement du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage, ce système relie le raccord de pression hydraulique 51 de la servocommande 23, à la place de la sortie de pression 52, à la sortie de pression hydraulique 54 du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56, si bien que, sous l'effet d'un actionnement du cylindre émetteur supplémentaire 58 par le conducteur, la servocommande 23 peut être amenée à des manceuvres de désengagement et d'engagement de l'embrayage 14 par

la commande du cylindre récepteur 32.

Le système de soupape protectrice 57 qui est un élément fonctionnel à la fois du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage et du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56, est composé d'une soupape de commutation (en fonctionnement de

secours) 59 et d'une soupape de présélection du type de protection 61.

Pendant le fonctionnement normal, dans lequel le changement des rapports s'effectue automatiquement, la soupape de commutation 59 relie la sortie de pression 52 du cylindre émetteur 22 mû par moteur électrique au raccord de pression hydraulique 51 de la servocommande 23. Dans le mode de fonctionnement à changement de vitesse normal, la soupape de présélection 61 occupe sa position fonctionnelle I si la vitesse du véhicule vv est inférieure à une valeur de seuil vs, qui est par exemple de 10 km/h, et est commutée à sa position fonctionnelle II si la vitesse du véhicule vv est supérieure à ce seuil vs. Dans l'exemple de réalisation représenté, la soupape de commutation en fonctionnement de secours 59 est réalisée comme un distributeur à trois voies et deux positions, à commande électromagnétique, qui possède une position de base O centrée par ressort, dans laquelle la sortie de pression 52 du cylindre émetteur 22 mû par moteur électrique est coupée du raccord de pression hydraulique 51 de la servocommande 23 et ce raccord est relié à travers un passage 62 - établi à la position de base O de la soupape de commutation 59 - à un raccord de commande 63 de la soupape de présélection du type de protection 61. En cas d'excitation de son électroaimant de commande 64, ce distributeur est amené à sa position excitée I, dans laquelle la sortie de pression 52 du cylindre émetteur 22 mû par moteur électrique est reliée, à travers un passage 66 établi à cette position fonctionnelle I, à l'entrée de pression hydraulique 51 de la servocommande 23 et cette entrée est coupée du raccord de commande 63 de la soupape de présélection 61. L'électroaimant de commande 64 de la soupape ou du distributeur de commutation pour le fonctionnement de secours 59 est alimenté électriquement en permanence pendant le fonctionnement à changement de vitesse normal, de sorte que la soupape de commutation 59 est maintenue à sa position excitée I. La soupape de commutation en fonctionnement de secours pourrait être réalisée aussi comme une soupape à commande hydraulique ou pneumatique pilotée électriquement au moyen d'une

électrovanne à deux voies et deux positions.

La soupape de présélection du type de protection 61 est réalisée comme un distributeur bistable à trois voies et deux positions, à commande électromagnétique, qui peut être commandé par des impulsions de sortie électriques de courte durée de l'unité électronique

de commande 17 et possède deux enroulements de commande 67 et 68.

En cas d'excitation de son seul enroulement de commande 67, la soupape 61 prend sa position fonctionnelle I dans laquelle sa sortie de commande 63 est coupée de la sortie de pression hydraulique 54 du cylindre émetteur supplémentaire 58 et cette sortie est reliée, à travers un passage 59 établi à la position fonctionnelle I, au raccord de décharge 71 de la soupape de présélection 61. Au cas o seulement son autre enroulement decommande 68 est excité, elle est amenée à sa position fonctionnelle II, dans laquelle son raccord de commande 63 est relié à travers un passage 72, établi à cette position fonctionnelle II, à la sortie de pression 54 du cylindre émetteur supplémentaire 58 et cette sortie

est coupée du raccord de décharge 71 de la soupape de présélection 61.

Le raccord de décharge 71 est relié en permanence, par une conduite de compensation 74 pourvue d'un étranglement 73, au raccord de compensation 53 du cylindre émetteur 22 mû par moteur électrique, de sorte que ce raccord 71 est également maintenu constamment en communication avec un réservoir de compensation 76, lequel communique également en permanence avec la chambre de compensation 77 - disposée côté tige - du cylindre émetteur 22 mû par

moteur électrique.

La soupape de présélection du type de protection 61 a la propriété qu'à la suite d'une excitation temporaire, qui est seulement de courte durée chaque fois, d'un de ses deux enroulements de commande 67 ou 68, elle conserve la position fonctionnelle I ou II qui y est coordonnée, jusqu'à ce que l'autre enroulement de commande 68

ou 67 soit excité.

Pour l'actionnement du cylindre émetteur 58 du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56, on a prévu une pédale d'embrayage de secours 78 qui ne peut pas être actionnée au cours du fonctionnement normal à commande automatique du système de changement de vitesse, de sorte que le conducteur ne peut pas interrompre ce fonctionnement automatique ou tout au moins pas involontairement. Dans ce but, la pédale de secours 78 est maintenue pendant le fonctionnement normal du système de changement, par exemple à une position o elle est basculée vers le haut, comme indiqué en pointillé, o elle se trouve par exemple dans une niche de la cabine et n'est pas accessible pour un actionnement au pied. Cette pédale parvient seulement à sa position convenant à l'actionnement du cylindre émetteur 58 du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56, position dans laquelle elle peut attaquer la tige de piston 79 de ce cylindre 58, à la suite du déverrouillage automatique, ou à effectuer manuellement par le conducteur, d'un verrou non représenté; c'est ensuite seulement que la pédale de

secours 78 permet de manoeuvrer le piston du cylindre émetteur 58.

La disposition la plus appropriée à cet égard du cylindre émetteur 58 et de la pédale de secours 78 est à déterminer en tenant compte des aspects ergonomiques et en fonction de la place disponible dans la cabine. Il importe simplement que la pédale de secours 78 soit actionnable seulement pendant le fonctionnement de secours du

dispositif d'embrayage 10.

Conformément au dimensionnement du cylindre émetteur 22 mû par moteur électrique et du cylindre récepteur 32 du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage, le cylindre émetteur 58 du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56 est également conçu pour que la quantité d'huile hydraulique susceptible d'être refoulée par le déplacement de son piston 81 - à partir de la position de base à volume maximal de la chambre de pression de sortie 82 et volume minimal de la chambre de compensation 83, laquelle est traversée axialement par la tige de piston 79 et communique en permanence avec le réservoir de compensation 76, jusqu'à la position extrême coordonnée au volume minimal de la chambre de pression de sortie 82 - corresponde au moins à peu près au volume d'huile que le cylindre récepteur 32 absorbe au maximum lors d'un désengagement de l'embrayage 14. Lorsque les volumes des chambres de pression de sortie 26 et 82 des cylindres émetteurs 22 et 58 sont maximaux et que leurs pistons 27 et 81 occupent les positions de base, ces chambres 26 et 82 sont reliées chacune par une liaison d'écoulement de compensation 84 ou 86 au réservoir de compensation 76 dans lequel ne règne pas de pression. Ces liaisons de compensation 84 et 86 sont coupées de la chambre de pression de sortie 26 ou 82 concernée dès que le piston 27 ou 81, formant une délimitation mobile de la chambre en question, a exécuté une petite partie initiale de sa course d'établissement de pression; lorsque les pistons de déplacent davantage lesdites liaisons de compensation entrent en communication avec la chambre de

compensation 77 ou 83 coordonnée.

Comme autres éléments fonctionnels, le dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 59 comprend un premier capteur de position 87 qui délivre un signal de sortie lorsque la pédale de secours 78 se trouve à sa position convenant pour l'actionnement du cylindre émetteur 58 de ce dispositif de commande 56, ou tout au moins à proximité immédiate de cette position, et un second capteur de position 88 qui délivre un signal électrique de sortie quand le piston 81 du cylindre émetteur 58 prend une position correspondant au volume minimal de la chambre de pression de sortie 82 du cylindre émetteur 58, ou aussi dès que le piston 81 se trouve à proximité immédiate de cette position. Le signal de sortie du premier capteur de position 87 désactive ou "arrête" l'unité électronique de commande 17 au moins dans une mesure telle que cette unité ne puisse plus délivrer un signal de commande quelconque pour la commande du système de soupape protectrice 57 et du moteur électrique 28 produisant le déplacement du piston du cylindre émetteur 22, que la sélection des rapports au moyen de l'appareil transmetteur 16 et leur engagement au moyen du dispositif de changement de vitesse 18 restent néanmoins possibles, mais qu'une action réciproque gênante entre le dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56 et l'unité électronique de commande 17

soit exclue.

Le signal de sortie du second capteur de position 88 permet de déclencher la commutation de la soupape de présélection du type de protection 61 à sa position fonctionnelle Il qui relie la sortie de pression 54 du cylindre émetteur 58 à la soupape de commutation pour le fonctionnement de secours 59 L'excitation de l'enroulement de commande 68 de la soupape de présélection 61, nécessaire dans ce but, peut s'effectuer, soit "directement" par le signal de sortie du capteur de position 88, soit indirectement par un signal de sortie de durée d'impulsion et d'intensité de courant définies d'un étage d'attaque 89, représenté en pointillé, qui peut être déclenché par le signal de sortie

du second capteur de position 88.

Pour expliquer le fonctionnement du dispositif d'embrayage pourvu du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56 dont la structure vient d'être décrite, on considère, pour commencer, que le dysfonctionnement se produit pendant un engagement ou un désengagement commandé automatiquement de l'embrayage 14 et que la vitesse du véhicule vv est inférieure à la valeur de seuil v$, de sorte que la soupape de présélection du type de protection 61 occupe la position fonctionnelle I dans laquelle elle relie la sortie de pression 54 du cylindre émetteur 58 du dispositif de

commande 56 au réservoir de compensation 76.

S'il se produit dans cette situation un défaut que l'unité électronique de commande 17, au cas o elle serait elle-même affectée d'un dysfonctionnement, peut reconnaître à l'aide de signaux générés par ellemême sur la base d'une combinaison réalisée selon des critères de vraisemblance, ou si le moteur électrique 28 du cylindre émetteur 22 du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage est défectueux, ou si le piston 27 de ce cylindre est bloqué, ce que l'unité 17 peut constater par le fait que le signal de sortie du capteur de déplacement 30 prévu pour surveiller la position de ce piston 27 reste constant, et/ou par le fait que le moteur 28 absorbe un courant accru, l'excitation de la soupape de commutation en fonctionnement de secours 59 est supprimée, de sorte que cette soupape revient à sa position O dans laquelle le raccord de pression 51 de la servocommande 23 est relié au raccord de commande 63 de la soupape de présélection du type de protection, mais reste initialement encore coupé de la sortie de pression 54 du cylindre émetteur 58 du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56. Le cylindre récepteur 32 est verrouillé hydrauliquement en

quelque sorte, avec le résultat que l'embrayage conserve la position -

encore débrayée ou patinante - qu'il avait au moment de l'apparition

du dysfonctionnement.

Le conducteur est informé de la situation de détresse par un signal optique et/ou un signal acoustique et le verrou maintenant la pédale de secours 78 à sa position inactivable est éventuellement supprimé en même temps, si bien que le conducteur peut amener la pédale de secours 78 à la position "prête à fonctionner", à moins que la pédale ne prenne cette position automatiquement, et que le conducteur peut s'en servir pour actionner le cylindre émetteur 58 du dispositif de

commande pour le fonctionnement de secours 56.

Si le conducteur veut activer le dispositif de commande 56 dans cette situation, il doit actionner la pédale de secours 78 jusqu'à ce que le piston 81 du cylindre émetteur 58 arrive à sa position - près de la position de fin de course - o le second capteur de position 88, surveillant la position de ce piston, réagit, ce qui provoque la commutation de la soupape de présélection du type de protection 61 à sa position fonctionnelle II, dans laquelle une communication existe entre la chambre de pression motrice 34 du cylindre récepteur 32 du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage et la chambre de pression de sortie 82 du cylindre émetteur 58 du dispositif de commande pour le

fonctionnement de secours 56.

Afin de garantir, lors de ce processus, que l'huile hydraulique de la chambre de pression de sortie 82 du cylindre émetteur 58 puisse également continuer à s'écouler pendant que le piston 81 de ce cylindre s'approche de sa position de base au cas o, suivant la position de départ du piston 39 du cylindre récepteur 32, le volume d'huile susceptible d'être refoulé hors de ce cylindre est plus petit que la cylindrée à couvrir par le déplacement du piston 81 du cylindre émetteur du dispositif de commande 56, on a prévu un clapet anti-retour de compensation 91 qui est sollicité dans le sens de l'ouverture lorsque la pression dans le réservoir de compensation 76 du dispositif d'embrayage 10 est plus élevée que celle régnant dans la chambre de pression de sortie 82 du cylindre émetteur 58, et qui est fermé sinon. Ce clapet anti-retour 91 peut ouvrir une liaison d'écoulement de compensation qui débouche dans la chambre de pression de sortie 82 du côté du fond du cylindre 58. À la place du clapet anti-retour de compensation 91, on peut également prévoir un clapet anti-retour de fonction correspondante dans le piston du

cylindre émetteur 58.

Après que le conducteur a laissé remonter complètement la pédale de secours, c'est-à-dire lorsque le piston 81 du cylindre émetteur 58 a atteint la position de base, l'embrayage 14 est engagé et peut ensuite être désengagé de nouveau puis ré-engagé, suivant le sens d'actionnement de la pédale de secours et par chaque fois une course

du piston 81 du cylindre émetteur.

Pour poursuivre l'explication des propriétés de fonctionnement de secours du dispositif d'embrayage 10, on suppose maintenant que le dysfonctionnement se produit pendant un désengagement ou un engagement automatique de l'embrayage alors que la vitesse du véhicule vv est supérieure à la valeur de seuil vs. Le piston 27 du cylindre émetteur 22, mû par moteur électrique du dispositif d'actionnement 21 de l'embrayage, se trouve

dans ce cas entre ses positions extrêmes et se dirige vers l'une d'elles.

L'embrayage 14 est désengagé ou se trouve dans un état de fonctionnement affecté d'un patinage considérable. La soupape de commutation pour le fonctionnement de secours 59 occupe sa position fonctionnelle excitée I, dans laquelle la sortie de pression 52 du cylindre émetteur 22 mû par moteur électrique est reliée au raccord de pression hydraulique 51 de la servocommande 23. La soupape de présélection du type de protection 61 prend sa position fonctionnelle II dans laquelle la sortie de pression 54 du cylindre émetteur 58 - actionnable au moyen de la pédale de secours 78 - est certes reliée à la sortie de commande 63 de la soupape de présélection 61, mais cette sortie est coupée du raccord de pression hydraulique 51 de la servocommande 23 du fait que la soupape de commande pour le fonctionnement de secours 59 du système de soupape protectrice 57 occupe sa position fonctionnelle I. S'il se produit dans cette situation de départ un dysfonctionnement du dispositif d'embrayage 10 provoquant la rechute de la soupape de commutation 59 à sa position de base 0, le raccord de pression hydraulique 51 de la servocommande 23 est mis en communication, à travers le passage 62 établi à la position de base O de la soupape de commutation 59, au raccord de commande 63 de la soupape de présélection 61. De plus, ce raccord de commande est mis en communication, à travers le passage 72 établi à la position fonctionnelle II de cette soupape de présélection, à la chambre de pression de sortie 82 du cylindre émetteur 58 du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56, si bien que ce raccord communique aussi avec le réservoir de compensation 76 parce que le piston 81 du cylindre 58 occupe sa position de base. Ceci a pour résultat que la chambre de pression motrice 34 du cylindre récepteur de la servocommande 23 est détendue, avec le résultat supplémentaire que la soupape proportionnelle prend sa position fonctionnelle I dans laquelle le cylindre moteur pneumatique 33 de la servocommande est mis à l'échappement. Dans cette situation, le système de soupape protectrice 57 - en coopération avec le dispositif de commande pour le fonctionnement de secours 56 dont le cylindre émetteur 58 procure la communication de sa sortie de pression hydraulique 54 avec le réservoir de compensation 76 - assure une fonction de protection en ce sens que la chaîne cinématique de propulsion du véhicule reste fermée, ce qui veut dire, par exemple, que les effets de freinage par le moteur dans le mode de fonctionnement protégé restent conservés

lors d'une descente.

Le dispositif de commande 56 est déjà préparé pour le fonctionnement de secours dans cette situation puisqu'un actionnement de la pédale de secours 78 dans le sens de l'établissement d'une pression dans la chambre de pression de sortie 82 du cylindre émetteur de ce dispositif de commande provoque à présent un désengagement de l'embrayage. Au cas o, au cours d'un tel actionnement, la position extrême correspondant au volume minimal de la chambre de pression de sortie 82 du cylindre émetteur 58 du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours est atteinte, le signal de sortie du second capteur de position 88, signal qui est lié à l'atteinte de cette position, a seulement pour effet que la position fonctionnelle II - autorisant ce type d'actionnement - de la soupape de présélection du type de protection 61 est "confirmée" en

quelque sorte.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours pour véhicules utilitaires sur lesquels les opérations de débrayage et d'embrayage nécessaires pour changer les rapports étagés d'une boîte de vitesses pluriétagée, opérations qui peuvent être commandées électroniquement par une unité de commande d'embrayage (17), sont exécutables de façon autonome au moyen d'un dispositif hydropneumatique d'actionnement de l'embrayage et, dans le cas d'un dysfonctionnement de la commande de changement automatique (17), un système de soupape protectrice (57) entre en action d'abord, de sorte que l'embrayage (14) est désengagé (débrayé) au moyen du dispositif d'actionnement de l'embrayage en cas de marche "lente" (v < vy) et engagé ou maintenu engagé (embrayé) en cas de marche "rapide" (v > vy), après quoi le conducteur peut commander les opérations de désengagement et d'engagement de l'embrayage (14) nécessaires pour un changement des rapports dans un mode de marche en détresse au moyen du dispositif d'embrayage/débrayage de secours (56), - le dispositif d'actionnement de l'embrayage comprenant un cylindre hydraulique émetteur (22), mû par un moteur électrique (28) commandé, dont la chambre de pression de sortie (26) est reliée à la chambre de pression motrice (34) d'un cylindre hydraulique récepteur (32) à la position de fonctionnement normal (I) d'une soupape de commutation en fonctionnement de secours (59), cylindre récepteur qui - est l'élément moteur d'un amplificateur d'effort ou servocommande hydropneumatique (23) assurant l'actionnement de l'embrayage et qui, comme élément moteur et d'amplification supplémentaire, comprend un cylindre moteur pneumatique (33) auquel - peut être appliquée une pression motrice, dérivée d'une source de pression pneumatique auxiliaire (38), au moyen d'une soupape (à action) proportionnelle (36) commandée par la pression régnant dans le cylindre récepteur (32), proportionnellement à cette pression - hydraulique -, - le dispositif d'embrayage/débrayage de secours (56) comprenant, quant à lui, un cylindre hydraulique émetteur (58) qui, dans une position fonctionnelle (position O) coordonnée au mode de marche protégé et au mode de marche en détresse de la soupape de commutation en fonctionnement de secours (59), est raccordé à la place du cylindre émetteur (22) mû par moteur électrique au cylindre récepteur (32) de la servocommande (23), le cylindre émetteur (58) - commandant, en outre, dans une position fonctionnelle (position de fonctionnement de secours II) coordonnée au mode de marche en détresse d'une soupape bistable de présélection du type de protection (61) du système de soupape protectrice (57), dans le cas d'un actionnement déclenché par le conducteur, le pilotage de la servocommande (23) pour l'exécution d'opérations de désengagement et d'engagement de l'embrayage (14), et qui comprennent - un capteur électronique ou électromécanique de position (88), réagissant à partir de sa position de base au désengagement d'un élément d'actionnement du dispositif d'embrayage/débrayage de secours (56), capteur qui, lors d'un actionnement du dispositif de marche en détresse, génère un signal de sortie électrique qui en est caractéristique et par lequel la position fonctionnelle (position de fonctionnement de secours II) coordonnée au mode de marche en détresse d'au moins la soupape bistable de présélection du type de protection (61) est établie indirectement, caractérisé en ce que - le piston (81) du cylindre hydraulique émetteur (58) du dispositif de marche en détresse peut être manoeuvré au moyen d'une pédale d'embrayage de secours (78) qui devient seulement accessible au conducteur pour l'actionnement ou est seulement rendue accessible par celui-ci dans le mode de marche en détresse, - le capteur électronique ou électromécanique de position (88), détectant une position du cylindre émetteur (58), détecte la position du piston (81) du cylindre émetteur (58) du dispositif de marche en détresse à laquelle ce piston (81) a atteint essentiellement ou complètement sa course de manoeuvre maximale, - la chambre de pression de sortie (82) du cylindre hydraulique émetteur (58) pour le dispositif de marche en détresse est reliée à un réservoir de compensation (76) à la première position (position de fonctionnement normal I) de la soupape bistable de présélection du type de protection (61) et - lors d'une (première) manoeuvre du piston (81) du cylindre émetteur (58) pour le dispositif de marche en détresse, jusqu'à sa position détectée, la soupape bistable de présélection du type de protection (61) est amenée à sa deuxième position (position de fonctionnement de secours H) dans laquelle la chambre de pression de sortie (82) du cylindre hydraulique émetteur (58) pour le dispositif de marche en détresse est reliée à travers une soupape de commutation en fonctionnement de secours (59) au cylindre récepteur d'embrayage

(32) de la servocommande (23).

2. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de position (88) génère le signal de sortie produisant le pilotage de la soupape de présélection du type de protection (61) lorsque le piston (81) du cylindre émetteur (58) du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours (56) est arrivé à sa position extrême liée au volume minimal de la chambre de pression de sortie (82) du cylindre émetteur (58) ou à proximité

immédiate de cette position.

3. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pédale de secours (78) est placée de façon encastrée dans une niche de la cabine du véhicule et peut être amenée par l'enlèvement d'un recouvrement et/ou par basculement, s'effectuant automatiquement ou à effectuer par le conducteur, à une position o elle est appuyée axialement sur la tige de piston (79) du cylindre émetteur (58) et dans une disposition

convenant à la manceuvre du piston de ce cylindre.

4. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon une des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un capteur électronique ou

électromécanique de position de pédale (87) est prévu, qui génère un signal électrique de sortie, lié à la position "prête à fonctionner" de la pédale de secours (78), pour inactiver l'unité électronique de commande (17) prévue pour la commande du changement de rapport

normal, automatique.

5. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon une des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la soupape de présélection du

type de protection (61) est commandée directement par le signal de sortie du capteur de position (88) surveillant la position du piston (81) du cylindre émetteur' (58) du dispositif de commande pour le

fonctionnement de secours (56).

6. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon une des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la soupape de présélection du

type de protection (61) peut être commandée par le signal de sortie d'un étage d'attaque (89) formateur d'impulsions, qui est déclenchable par le signal de sortie du capteur de position (88) surveillant la position du piston (81) du cylindre émetteur (58) du dispositif de commande

pour le fonctionnement de secours (56).

7. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon une des

revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la soupape de présélection du

type de protection (61) est réalisée comme un distributeur bistable à trois voies et deux positions, qui peut être amené par l'excitation temporaire alternante de deux enroulements de commande (67, 68) à ses positions fonctionnelles alternatives (I et II), l'agencement étant tel que, dans l'une (I) de ses positions fonctionnelles, à laquelle ce distributeur est amené pendant le mode de fonctionnement à changement de rapport normal, lorsque la vitesse du véhicule (v,) est inférieure à une valeur de seuil (v5), qui est de 10 km/h par exemple, il relie la sortie de pression (54) du cylindre émetteur (58) du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours (56) à un réservoir de

compensation (76) sans pression et maintient cette sortie coupée vis-à-

vis de la soupape de commutation en fonctionnement de secours (59) et de la servocommande (23), tandis que, dans son autre position fonctionnelle (H), à laquelle le distributeur est amené pendant le mode

de fonctionnement à changement de rapport normal automatique -

lorsque la vitesse du véhicule (vv) est supérieure à la valeur de seuil (vs), il relie la sortie de pression (54) du cylindre émetteur (58) du dispositif de commande pour le fonctionnement de secours (56) à la soupape de commutation en fonctionnement de secours (59) et à la servocommande (23), et maintient cette sortie coupée vis-à-vis du

réservoir de compensation (76).

8. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon la revendication 7, caractérisé en ce que la liaison de compensation (74) menant de la soupape de présélection du type de protection (61) au

réservoir de compensation (76) est pourvue d'un étranglement (73).

9. Dispositif d'embrayage/débrayage de secours selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étranglement (73) est monté entre le raccord de décharge (71) de la soupape de présélection du type de protection (61) et un raccord de compensation (53) auquel sont reliés le réservoir de compensation (76) ainsi que des chambres de compensation (77, 83) côté tige de piston du cylindre émetteur (22) mû par moteur électrique et du cylindre émetteur (58) dont le piston est

manoeuvrable au moyen de la pédale de secours (78).