Brevet FR2814233A1 — publié le 20020322

Module capteur intégrant la mesure de la course d'une tige ainsi que la mesur e de l'effort exercé sur ladite tige La présente invention concerne un module capteur intégrant la mesure de la course d'une pédale de frein ainsi que la mesure de l'effort exercé sur ladite pédale. Un amplificateur d'effort ou servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprend une enveloppe rigide constituée de deux coquilles, d'une part le couvercle et25 d'autre part le cylindre, qui sont serties entre elles. A l'intérieur de l'enveloppe du servomoteur pneumatique d'assistance au freinage, une chambre avant à volume variable est séparée d'une chambre arrière à volume variable par une membrane étanche souple et par une jupe rigide entraînant un piston pneumatique prenant appui par l'intermédiaire d'une tige de commande, sur le piston primaire d'un maître cylindre tandem d'un circuit hydraulique de freinage. La chambre avant dirigée vers le maître cylindre tandem est reliée hydrauliquement à une source de vide alors que la chambre arrière est reliée hydrauliquement, de manière contrôlée par une valve, à une source de fluide propulseur, typiquement de l'air sous pression atmosphérique. 2' 2814233 Dans ce type de structure, il convient de pouvoir mesurer l'effort réalisé sur la tige de commande dudit servomoteur pneumatique d'assistance au freinage lors de l'actionnement5 et de transmettre cette information vers une unité de traitement pour fournir au système de freinage une information d'entrée concernant l'effort exercé sur le frein. Il est également intéressant de pouvoir réaliser ce type de mesure dans un maître-cylindre relié directement à la pédale de frein. Il convient également de pouvoir déterminer la course de la pédale lors de l'actionnement du frein. Généralement, on utilise d'une part un capteur d'effort sur la tige de commande et, d'autre part, dans le cas d'un servomoteur on utilise le piston pneumatique comme corps d'épreuve d'un capteur de course à courants de Foucault, dans le cas d'un maître-cylindre on utilise le piston primaire. Cependant, un capteur de course et un capteur d'effort alourdissent et compliquent la structure. La présente invention a pour but principal de proposer un module de capteur intégrant les deux fonctions, à savoir le capteur d'effort et le capteur de course de freinage, afin de fournir au système de freinage une information d'entrée la plus complète possible, tout en conservant une structure simple et économique. A cet effet, l'invention a pour objet un module capteur comprenant une unité de traitement, un capteur de course et un capteur d'effort et propre à déterminer, au sein du servomoteur pneumatique d'assistance au freinage ou du35 maître-cylindre associé, une information concernant à la fois l'effort porté sur la pédale de frein en déterminant l'effort exercé sur une tige de mobile axialement et la course de 3 2814233 ladite tige en déterminant la position du piston en prise avec la tige, caractérisé en ce qu'il comporte une première bobine électrique fixe entourant ledit piston et ladite tige, ainsi qu'une seconde bobine électrique mobile entourant la tige et reliée au capteur d'effort, lesdites bobines étant coaxiales, une tension oscillatoire induite au sein de ladite bobine fixe générant des courants de Foucault au sein dudit piston permettant la mesure de la course dudit piston par le capteur de course à courants de Foucault utilisant le piston comme corps d'épreuve, et alimentant en énergie le capteur d'effort par l'intermédiaire de la bobine mobile, ladite bobine fixe servant en outre de support à la transmission d'un signal électrique de mesure généré par ledit capteur d'effort. Ainsi, de manière avantageuse, l'information au niveau du capteur d'effort est réalisée par les deux bobines concentriques et est, donc, une transmission sans fil qui permet de s'affranchir d'une liaison filaire tant pour l'alimentation en énergie du capteur d'effort que pour la récupération du signal de mesure d'effort sur la course de la tige de commande ce qui allège et simplifie la structure. En outre, lesdits constituants de cette transmission sans fil, en particulier la bobine fixe servent également à créer les courants de Foucault au sein du piston primaire pour réaliser la seconde fonction du module capteur selon l'invention. Avantageusement, le module capteur selon l'invention intègre au sein d'un même module la prise d'information concernant la course de la pédale et la prise d'information concernant l'effort exercée dessus tout en utilisant la même électronique de traitement, la même connectique et la même bobine fixe quelle que soit la fonction voulue: mesure des deux paramètres d'entrée ou mesure de l'un ou de l'autre seul. 4 2814233 De préférence, la course de la tige de commande se situe dans la plage de 40 à 50 mm. On décrira maintenant plus en détail un exemple de réalisation de l'invention en référence au dessin dans lequel la figure unique représente une vue en coupe partielle d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comportant un module capteur selon l'invention. La tige 1 est mobile axialement dans le corps de piston 2 dans le servomoteur pneumatique d'assistance au freinage. Sur cette tige 1 est monté le capteur d'effort 3. Cette tige 1 se déplace axialement dans le servomoteur pneumatique d'assistance au freinage et est entourée d'un manchon 4 dans lequel est logée, entourant ladite tige 1, une première bobine électrique 5, dite bobine fixe. Sur la tige 1 est montée une seconde bobine électrique 6, dite bobine mobile entourant ladite tige 1 coaxialement à la bobine fixe 5 et reliée au capteur d'effort 3. La bobine fixe 5 est alimentée en tension sinusoïdale depuis l'unité de traitement U et crée un flux A qui varie dans la bobine mobile 6. Une tension est alors induite aux bornes de ladite bobine mobile 6 qui est reliée au capteur d'effort 3 et l'alimente en tension. Lorsque le capteur 3 agit, il émet un signal électrique S dans la bobine mobile 6 dont l'amplitude, la fréquence ou le rapport cyclique dépend de l'effort exercé sur la tige 1. Ce signal électrique S est reçu par la bobine fixe 5 qui est reliée à l'unité de traitement U vers laquelle les signaux S sont envoyés. De préférence, la tige 1 est réalisée en acier et l'entrefer radial entre les deux bobines fixe 5 et mobile 6 est de 0,5 à 2 mm. De préférence, la bobine fixe 5 est plus longue que la bobine mobile 6 de telle sorte que la tension induite dans la bobine mobile 6 varie moins le long de la course de la tige 1. La bobine fixe 5 soumise à une tension génère des courants de Foucault F dans le piston primaire 2 afin de mesurer la position dudit piston primaire 2 qui sert de corps d'épreuve au capteur de course à courants de Foucault. La présente invention s'applique principalement à l'industrie des systèmes de freinage pour véhicules automobiles et notamment pour voitures particulières et en particulier aux servomoteurs pneumatique d'assistance au freinage comprenant un module capteur tel que défini ci-dessus et/ou aux maîtres- cylindres, notamment aux maîtres-cylindres tandem, comprenant un module capteur tel que défini ci-dessus. 6 2814233 REVENDICATIONS 1. Module capteur comprenant une unité de traitement, un capteur de course et un capteur d'effort (3) et propre à déterminer, une information concernant à la fois l'effort exercé sur une tige mobile (1) axialement et la course de ladite tige (1) en déterminant la position du piston (2) en prise avec la tige (1), caractérisé en ce qu'il comporte une première bobine électrique fixe (5) entourant ledit piston (2) et ladite tige (1), ainsi qu'une seconde bobine électrique (6) mobile entourant la tige (1) et reliée au capteur d'effort (3), lesdites bobines (5, 6) étant coaxiales, une tension oscillatoire induite au sein de ladite bobine fixe (5) générant des courants de Foucault au sein dudit piston (2) permettant la mesure de la course dudit piston (2) par le capteur de course à courants de Foucault utilisant le piston (2) comme corps d'épreuve, et alimentant en énergie le capteur d'effort (3} par l'intermédiaire de la bobine mobile (6), ladite bobine fixe (5) servant en outre de support à la transmission d'un signal électrique (S) de mesure généré par ledit capteur d'effort (3). 2. Module capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bobine fixe (5) est alimentée en tension sinusoïdale depuis l'unité de traitement (U) et crée un flux (A) qui varie dans la bobine mobile (6), induisant une tension aux bornes de ladite bobine mobile (6) qui est reliée au capteur d'effort (3) et l'alimente en tension. 3. Module capteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'entrefer radial entre les deux bobines fixe (5) et mobile (6) est de 0,5 à 2 mm. 4. Module capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première bobine ou bobine fixe (5) est plus longue que la seconde bobine ou bobine mobile (6) de 7 2814233 telle sorte que la tension induite dans la bobine mobile (6) varie moins le long de la course. 5. Module capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la course de la tige de commande (1) se situe dans la plage de 40 à 50 mm. 6. Servomoteur pneumatique d'assistance au freinage, caractérisé en ce qu'il comprend un module capteur selon l'une des revendications 1 à 5. 7. Maître-cylindre, notamment maître-cylindre tandem caractérisé en ce qu'il comprend un module capteur selon l'une des revendications 1 à 5.