Brevet FR2834266A1 — publié le 20030704

La présente invention concerne un dispositif de commande de frein à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage. On connaît déjà dans l'état de la technique, notamment d'après FR-A-2 700 513 (FR-93 00571) ou FR-A-2 696 141 (FR-92 11623), un dispositif de commande de frein, du type comprenant : - un maître cylindre muni d'un piston de commande de frein, piloté par une tige de commande, délimitant une chambre hydraulique de travail, et - un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage muni d'une enceinte pneumatique comportant deux chambres dites arrière et avant, la chambre arrière étant susceptible d'être mise en communication avec, sélectivement, la chambre avant et une source de pression pneumatique au moyen d'une valve trois voies comportant un support portant un clapet mobile destiné à coopérer, sélectivement, 'avec un premier siège porté par un plongeur lié à la tige de commande, pour isoler la chambre arrière de la source de pression et mettre en communication les chambres entre elles, et 'avec un second siège porté par le support, pour isoler les chambres l'une de l'autre et mettre en communication la chambre arrière avec la source de pression. De façon classique, les chambres arrière et avant de l'enceinte du servomoteur sont séparées par un ensemble d'assistance comprenant une membrane souple et une jupe rigide déplaçable suivant une direction sensiblement axiale en fonction de la variation de pression dans au moins une des chambres arrière et avant. Dans FR-A-2 700 513 (FR-93 00571) ou FR-A-2 696 141 (FR-92 11623), la membrane est portée par la jupe rigide montée coulissante sur le support formant un piston pneumatique. La jupe est déplaçable par rapport au support entre une position de repos et une position de coopération avec le support dans laquelle ce dernier est susceptible d'être entraîné par la jupe. Entre ses positions de repos et de coopération avec le support, la jupe est susceptible de se déplacer librement par rapport au support. Habituellement, une opération de freinage est commandée par le conducteur au moyen d'une pédale de frein reliée à la tige de commande du dispositif de freinage. Or, on souhaite obtenir généralement une corrélation appropriée entre le déplacement de la tige de commande et l'action de freinage. En effet, le conducteur ne doit pas être surpris par un discordance entre son action sur la pédale de frein et l'effet de freinage obtenu, cette discordance pouvant se traduire par une sensation d'enfoncement excessif de la pédale de frein (pédale molle) ou, au contraire, par un freinage brutal dès le début de la course de la pédale de frein. Or, dans le dispositif de commande de frein selon FR-A-2 700 513 (FR-93 00571) ou FR-A-2 696 141 (FR-92 11623), il peut arriver de manière exceptionnelle que la corrélation entre le déplacement de la tige de commande et l'action de freinage ne soit pas toujours appropriée notamment du fait que la course libre de la jupe par rapport au support formant piston pneumatique est limitée par la position de coopération de cette jupe avec le support. L'invention a notamment pour but d'optimiser la corrélation entre le déplacement de la tige de commande et l'action de freinage. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande de frein, du type précité, caractérisé en ce que le support est relié à un piston hydraulique différentiel muni de petite face et grande face délimitant des chambres hydrauliques, appelées chambres de petite face et grande face respectivement, communiquant avec la chambre de travail du maître-cylindre. Suivant des caractéristiques de différents modes de réalisation de ce dispositif de commande de frein : - le dispositif comprend des moyens d'absorption d'énergie, déformables élastiquement, s'opposant au déplacement du piston différentiel, rappelant élastiquement le piston différentiel vers une position de volume maximal de la chambre de petite face ; - les moyens d'absorption d'énergie comprennent un ressort travaillant en compression, en appui sur un premier siège fixe et un second siège mobile, porté par le piston différentiel. ; - les moyens d'absorption d'énergie comprennent un ressort travaillant en compression, en appui sur un premier siège fixe, porté par un boîtier fixe, et un second siège mobile, porté par une paroi mobile, coulissant dans le boîtier fixe, cette paroi mobile délimitant, avec le piston différentiel, une chambre hydraulique d'absorption ; - le plongeur est destiné à coopérer avec un piston de réaction délimitant une chambre hydraulique de réaction communiquant avec la chambre de travail du maître-cylindre ; - la chambre de petite face du piston différentiel forme la chambre de réaction ; - les chambres arrière et avant de l'enceinte sont séparées par un ensemble à membrane déplaçable suivant une direction sensiblement axiale en fonction de la variation de pression dans au moins une des chambres arrière et avant, cet ensemble à membrane étant lié au piston de commande de frein ; ta source de pression pneumatique est l'air atmosphérique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique, en coupe axiale, d'un dispositif de commande de frein selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de commande de frein selon un second mode de réalisation de l'invention. On a représenté sur la figure 1'un dispositif de commande de frein pour véhicule automobile, selon un premier mode de réalisation de l'invention, désigné par la référence générale 10. Dans ce qui suit, un élément de la chaîne cinématique reliant le conducteur à un frein du véhicule sera dit élément arrière lorsqu'il est proche du conducteur dans cette chaîne cinématique et élément avant lorsqu'il est proche du frein dans cette chaîne cinématique. Le dispositif 10 de commande de frein comprend un maître-cylindre 12, de type classique, comportant un piston 14 de commande de frein délimitant une chambre hydraulique de travail 16. Le maître-cylindre 12 est par exemple de type tandem, le piston de commande 14 et la chambre de travail 16 formant, dans ce cas, un piston primaire et une chambre primaire. Le piston de commande 14, monté coulissant dans un corps 18 de maîtrecylindre, est piloté par une tige de commande 20, comme cela apparaîtra plus clairement par la suite. Le dispositif 10 de commande de frein comprend également un servomoteur 22 d'assistance pneumatique au freinage. Ce servomoteur 22 comprend une enceinte 24 ayant une forme générale de révolution autour d'un axe X. Cet axe définit une direction axiale. L'enceinte 24 est délimitée par des parois arrière 24A et avant 24B formant deux coquilles arrière et avant emboîtées l'une dans t'autre. L'enceinte 24, qui est logée généralement dans le compartiment moteur du véhicule automobile, est intercalée axialement entre le maître-cylindre 12 et la tige de commande 20. Cette tige de commande 20 est reliée à une pédale classique de commande de frein, non représentée. De façon classique, l'enceinte 24 comprend une première chambre, dite chambre arrière CA, susceptible d'être reliée, par une cheminée 26 prolongeant la paroi arrière 24A de l'enceinte, à une source de pression pneumatique, par exemple l'air atmosphérique comme dans le mode de réalisation illustré. L'enceinte 24 comprend également une seconde chambre, dite chambre avant CB, séparée de la chambre arrière CA par un ensemble mobile 28 comprenant par exemple une membrane souple classique liée à une jupe rigide. La chambre avant CB est susceptible d'être reliée à une source de vide à l'aide de moyens de raccordement classiques 30. L'ensemble 28 sera appelé par la suite ensemble à membrane 28. L'ensemble à membrane 28 est déplaçable suivant une direction sensiblement axiale en fonction des variations de pression dans au moins l'une des deux chambres CA, CB. Cette variation de pression est génératrice de la force d'assistance du servomoteur 22. L'ensemble à membrane 28 est relié au piston de commande 14 à l'aide, par exemple, de moyens d'entretoisement 32 tels que représentés sur la figure 1. De cette façon, la course axiale de l'ensemble à membrane 28, résultant de l'augmentation de la pression dans la chambre arrière CA, est transmise, au moins en partie, au piston de commande 14. L'ensemble à membrane 28 est rappelé élastiquement vers une position de repos, telle que représentée sur la figure 1, correspondant à un volume minimal de la chambre arrière CA, à l'aide de moyens classiques non représentés. Conformément à un fonctionnement classique du servomoteur 22, la chambre arrière CA est susceptible d'être mise en communication avec, sélectivement, d'une part, la chambre avant CB et, d'autre part, la source de pression pneumatique (la cheminée 26), au moyen d'une valve trois voies 34. La valve 34 comporte un support mobile 36 portant un clapet mobile 38. Ce clapet 38 est destiné à coopérer, sélectivement : avec un premier siège 81 porté par un plongeur 40 lié, de façon connue en soi, à la tige de commande 20, pour isoler la chambre arrière CA de la source de pression et mettre en communication les chambres CA, CB entre elles, et avec un second siège S2 porté par le support 36, pour isoler les chambres CA, CB l'une de l'autre et mettre en communication la chambre arrière CA avec la source de pression. La coopération du clapet 38 avec l'un ou l'autre de sièges 81, S2 dépend de la position relative du support 36 et du plongeur 40. Le clapet 38 est rappelé élastiquement contre le siège S1 ou S2 par un ressort de compression 42 en appui sur ce clapet 38 et un siège 44 solidaire du support 36. Par ailleurs, le plongeur 40, lié à la tige de commande 20, est rappelé élastiquement contre le clapet 38 par un ressort de compression 46 en appui entre un siège 48 solidaire de la tige de commande 20 et un siège 50 solidaire du support 36. Le support 36 est relié à un piston hydraulique différentiel 52 muni de petite F1 et grande F2 faces opposées délimitant des chambres hydrauliques appelées chambres de petite face CF1 et grande face CF2 respectivement. Chaque chambre CF1, CF2 communique avec la chambre de travail 16 du maître-cylindre 12 à l'aide de perçages 54,56 ménagés respectivement dans le piston de commande 14 et le piston différentiel 52. Le piston différentiel 52 est monté coulissant axialement dans un corps fixe 58 délimitant notamment les chambres de petite face CF1 et grande face CF2. Le servomoteur 22 comprend des moyens d'absorption d'énergie, déformables élastiquement, s'opposant au déplacement du piston différentiel 52 dans le sens d'une augmentation du volume de la chambre de grande face CF2. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, les moyens d'absorption d'énergie comprennent un ressort 60, travaillant en compression axialement, en appui sur un premier siège fixe 62, ménagé dans le corps 58 de piston différentiel, et un second siège mobile 64, ménagé sur le piston différentiel 52. Le ressort d'absorption 60 rappelle élastiquement le piston différentiel 52 vers une position de repos de volume minimal de la chambre de grande face CF2. De préférence, le plongeur 40 est destiné à coopérer avec un piston de réaction 66, représenté schématiquement sur la figure 1. Ce piston de réaction 66, intercalé axialement entre le piston de commande 14 et le plongeur 40, délimite la chambre de petite face CF1. Cette chambre CF1 forme ainsi une chambre hydraulique de réaction du piston de réaction 66 communiquant avec la chambre de travail 16 du maîtrecylindre. Le piston de réaction 66, fonctionnant conformément à des principes classiques tels que ceux décrits dans FR-A-2 317 533 (FR-75 21876), EP-A-0 443 886 ou EP-A-0 993 398, est destiné à transmettre des déplacements du plongeur 40 au piston de commande 14. On précisera ci-dessous les principaux aspects du fonctionnement du dispositif 10 de commande de frein, liés à l'invention. Au repos, le dispositif 10 de commande de frein est dans la configuration représentée sur la figure 1. Le clapet 38 est en appui sur le premier siège 81 ménagé sur le plongeur 40 de façon à isoler la chambre arrière CA de la source de pression et mettre en communication les deux chambres CA, CB entre elles. Les deux chambres CA, CB sont raccordées à la source de vide. Le piston différentiel 52 est en position de repos correspondant à un volume minimal de la chambre de grande face CF2. Lors d'une action de freinage, le conducteur déplace la tige de commande 20 de façon à écarter le premier siège S1 du clapet 38 par déplacement relatif du support 36 et du plongeur 40. Le clapet 38 vient en appui contre le second siège S2 porté par le support 36, de façon à isoler les deux chambres CA, CB l'une de l'autre et mettre en communication la chambre arrière CA avec la source de pression. L'augmentation de pression dans la chambre arrière CA provoque le déplacement de l'ensemble à membrane 28 et donc du piston de commande 14 relié à cet ensemble 28 par l'intermédiaire des moyens 32. Le déplacement du piston de commande 14 augmente la pression hydraulique dans la chambre de travail 16 et par conséquent dans les chambres de petite face CF1 et grande face CF2. Ceci a pour effet de provoquer le déplacement du piston différentiel 52 à l'encontre du ressort d'absorption 60. Le support 36 se déplace ainsi conjointement avec le piston différentiel 52. Lorsque le déplacement de la tige de commande 20 est interrompu, le piston différentiel 52 s'immobilise dans une position d'équilibre dans laquelle le clapet 38 est en appui sur les premier 81 et second S2 sièges de manière à, à la fois, isoler les chambres CA, CB entre elles et isoler la chambre arrière CA de la source de pression. On notera donc que le déplacement du support 36 portant le second siège S2 est indépendant du déplacement de l'ensemble à membrane 28, ceci quelle que soit la longueur de la course de cet ensemble à membrane 28. Ainsi, on obtient la corrélation souhaitée entre le déplacement de la tige de commande 20 et l'action de freinage en choisissant une raideur du ressort d'absorption 60 adaptée. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement un dispositif 10 de commande de frein selon un second mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure 2, on notera notamment que les éléments analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par des références identiques et que le piston de réaction n'est pas représenté. Dans ce second mode de réalisation de l'invention, les moyens d'absorption d'énergie comprennent un ressort 68 travaillant en compression logé dans un boîtier fixe 70 solidaire du corps fixe 58 du piston différentiel 52. Le ressort d'absorption 68 est en appui sur un premier siège fixe 72, ménagé dans le boîtier 70, et un second siège mobile 74, ménagé sur une paroi mobile P, montée coulissante dans le boîtier 70. La paroi mobile P délimite, avec une face 75 du piston différentiel 52 opposée à la grande face F2, une chambre hydraulique d'absorption 76 à volume variable distincte des chambres de petite face CF1 et de grande face CF2. Parmi les avantages de l'invention, on notera que celle-ci permet d'optimiser la corrélation entre le déplacement de la tige de commande 20 et l'action de freinage en liant le déplacement du support 36 portant le second siège S2 de la valve trois voies 34 à celui du piston différentiel 52 soumis à la pression hydraulique de la chambre de travail 16 du maître-cylindre 12. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de frein, du type comprenant : - un maître cylindre (12) muni d'un piston (14) de commande de frein, piloté par une tige de commande (20), délimitant une chambre hydraulique de travail (16), et - un servomoteur (22) d'assistance pneumatique au freinage muni d'une enceinte pneumatique (24) comportant deux chambres dites arrière (CA) et avant (CB), la chambre arrière (CA) étant susceptible d'être mise en communication avec, sélectivement, la chambre avant (CB) et une source de pression pneumatique au moyen d'une valve trois voies (34) comportant un support (36) portant un clapet mobile (34) destiné à coopérer, sélectivement, 'avec un premier siège (sol) porté par un plongeur (40) lié à la tige de commande (20), pour isoler la chambre arrière (CA) de la source de pression et mettre en communication les chambres (CA, CB) entre elles, et 'avec un second siège (S2) porté par le support (36), pour isoler les chambres (CA, CB) l'une de l'autre et mettre en communication la chambre arrière (CA) avec la source de pression, caractérisé en ce que le support (36) est relié à un piston hydraulique différentiel (52) muni de petite (F1) et grande (F2) faces délimitant des chambres hydrauliques, appelées chambres de petite face (CF1) et grande face (CF2) respectivement, communiquant avec la chambre de travail (16) du maître-cylindre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'absorption d'énergie (60 ; 68), déformables élastiquement, s'opposant au déplacement du piston différentiel (52), rappelant élastiquement le piston différentiel (52) vers une position de volume maximal de la chambre de petite face (CF1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'absorption d'énergie comprennent un ressort (60) travaillant en compression, en appui sur un premier siège fixe (62) et un second siège mobile (64), porté par le piston différentiel. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'absorption d'énergie comprennent un ressort (68) travaillant en compression, en appui sur un premier siège fixe (72), porté par un boîtier fixe (70), et un second siège mobile (74), porté par une paroi mobile (P), coulissant dans le boîtier fixe (70), cette paroi mobile (P) délimitant, avec le piston différentiel (52), une chambre hydraulique d'absorption (76). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plongeur (40) est destiné à coopérer avec un piston de réaction (66) délimitant un chambre hydraulique de réaction (CF1) communiquant avec la chambre de travail (14) du maître-cylindre. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre de petite face (CF1) du piston différentiel (52) forme la chambre de réaction. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les chambres arrière (CA) et avant (CB) de l'enceinte (24) sont séparées par un ensemble à membrane (28) déplaçable suivant une direction sensiblement axiale en fonction de la variation de pression dans au moins une des chambres arrière (CA) et avant (CB), cet ensemble à membrane (28) étant lié au piston (14) de commande de frein. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de pression pneumatique est l'air atmosphérique.