Brevet FR2834265A1 — publié le 20030704

La présente invention concerne un ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage et un procédé de détermination d'au moins une grandeur physique variant en fonction d'une action de freinage exercée sur cet ensemble. On connaît déjà dans l'état de la technique, notamment d'après FR-A-2 777 850 (FR-98 05116), un ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, du type comprenant une enceinte d'assistance pneumatique au freinage destinée à être reliée à une paroi fixe et à un corps de maître-cylindre par au moins un tirant muni d'une extrémité arrière de liaison avec la paroi fixe et d'une extrémité avant de liaison avec le corps de maître cylindre. Habituellement, cette paroi fixe forme un tablier séparant un compartiment moteur du véhicule, dans lequel est logée l'enceinte, d'un habitacle de ce véhicule. Le tirant, traversant généralement l'enceinte d'assistance, permet de fixer le maître-cylindre en porte-à-faux sur la paroi fixe. L'enceinte est intercalée entre le maîtrecylindre et la paroi fixe. De façon classique, l'enceinte comprend une première chambre, dite chambre arrière, raccordée à une entrée d'air, et une seconde chambre, dite chambre avant, séparée de la chambre arrière par une membrane déplaçable en fonction d'une variation de pression dans au moins une des chambres. La chambre avant est susceptible d'être reliée à une source de vide. Dans un souci de recherche d'efficacité, de sécurité et de confort de freinage, on souhaite remplacer autant que possible dans un système de freinage les moyens de commande mécaniques ou hydromécaniques par des moyens de commande électriques pilotés par des moyens électroniques. Cette technologie du tout électrique", généralement désignée par l'expression anglaise brake-by-wire , conduit notamment à l'agencement de plusieurs capteurs dans l'ensemble à servomoteur d'assistance du type précité, afin de pouvoir déterminer la valeur de certaines grandeurs physiques pertinentes variant en fonction d'une action de freinage exercée sur l'ensemble à servomoteur d'assistance. Ainsi, pour déterminer la force exercée par un conducteur sur une pédale de frein reliée au maître cylindre, la force d'assistance du servomoteur et la pression hydraulique dans le maître-cylindre, on place généralement un capteur d'effort sur une tige de commande du maître-cylindre, un capteur de dépression dans la chambre avant de l'enceinte et un capteur de pression dans le maître-cylindre. On notera que ces capteurs relèvent de technologies hétérogènes. L'invention a pour but d'homogénéiser et de limiter en nombre les capteurs d'un ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, du type précité, permettant de déterminer la valeur de certaines grandeurs physiques pertinentes variant en fonction d'une action de freinage. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, du type précité, caractérisé en ce que le tirant porte au moins un capteur d'effort exercé sur ce tirant. Suivant d'autres caractéristiques de cet ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage : - le capteur est une jauge de contrainte ; - l'enceinte est délimitée par des parois arrière et avant, le tirant comprenant une partie arrière, externe à l'enceinte, et une partie avant, interne à l'enceinte, ces parties externe et interne étant séparées par des moyens de solidarisation axiale du tirant avec la paroi arrière de l'enceinte, le capteur d'effort étant placé sur la partie externe du tirant, entre la paroi arrière de l'enceinte et une extrémité arrière de fixation du tirant sur la paroi fixe, ou sur la partie interne du tirant, entre la paroi arrière de l'enceinte et une extrémité avant de fixation du tirant sur la paroi avant de l'enceinte et le corps de maître cylindre ; - le tirant porte des premier et second capteurs d'effort ; - le premier capteur d'effort est placé sur la partie externe du tirant, entre la paroi arrière de l'enceinte et l'extrémité arrière de fixation du tirant sur la paroi fixe, le second capteur d'effort étant placé sur la partie interne du tirant, entre la paroi arrière de l'enceinte et une extrémité avant de fixation du tirant sur la paroi avant de l'enceinte et le corps de maître cylindre ; - la paroi fixe forme un tablier séparant un compartiment moteur du véhicule, dans lequel est logée l'enceinte, d'un habitacle de ce véhicule ; - l'enceinte comprend deux chambres, dites avant et arrière, séparées par une membrane déplaçable en fonction d'une variation de pression dans au moins une des chambres, cette variation de pression étant génératrice de la force d'assistance du servomoteur. L'invention a également pour objet un procédé de détermination d'au moins une grandeur physique variant en fonction d'une action de freinage exercée sur un ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'on détermine la grandeur physique en traitant un signal émis par le capteur d'effort. Suivant d'autres caractéristiques de ce procédé : - la grandeur physique déterminée est la force exercée par un conducteur sur une pédale de frein de commande du maître cylindre ; - on détermine la force exercée par un conducteur sur une pédale de frein de commande du maître cylindre, dite force conducteur, en traitant un signal émis par le premier capteur d'effort, on détermine la force résultante de la force conducteur et de la force d'assistance du servomoteur en traitant un signal émis par le second capteur d'effort, et on détermine la force d'assistance du servomoteur par calcul de la différence de la force résultante et de la force conducteur ; - on détermine une pression hydraulique dans une chambre du maître- cylindre en fonction de la force résultante. 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 unique est une demi-vue en coupe axiale d'un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage selon l'invention. On a représenté sur la figure unique un ensemble E selon l'invention comprenant un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage 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 servomoteur 10 est agencé sur une paroi fixe 12 de séparation de deux compartiments d'un véhicule automobile. Dans l'exemple illustré, la paroi 12 forme un tablier séparant un compartiment moteur 14 du véhicule, à gauche en considérant la figure, d'un habitacle 16 de ce véhicule, à droite en considérant la figure. Le servomoteur 10 comprend une enceinte 18 d'assistance pneumatique au freinage. Cette enceinte 18, ayant une forme générale de révolution autour d'un axe X définissant une direction axiale, est délimitée par des parois arrière 18A et avant 18B formant deux coquilles arrière et avant emboîtées l'une dans l'autre. Ces coquilles sont fabriquées, par exemple, en tôle métallique relativement fine ayant une épaisseur comprise entre 0,6 et 0,8 mm. L'enceinte 18, logée dans le compartiment moteur 14, est intercalée axialement entre un maître-cylindre 20 et une tige de commande 22 reliée à une pédale de commande de frein non représentée. L'enceinte 18 est reliée à la paroi fixe 12 et à un corps 24 du maître-cylindre 20 par des tirants 26, dont un seul est représenté sur la figure, s'étendant à travers l'enceinte 18. Chaque tirant 26 est muni d'une extrémité arrière 26 A de liaison avec la paroi fixe 12 et d'une extrémité avant 26B de liaison avec le corps 24 de maître cylindre et la paroi avant 18B de l'enceinte. Dans l'exemple décrit, les extrémités arrière 26A et avant 26B des tirants sont filetées de façon à former des goujons de fixation, d'une part, de l'enceinte 18 sur la paroi fixe 12 et, d'autre part, du corps 24 de maître-cylindre 20 sur l'enceinte 18. Des écrous arrière 28A et avant 28B sont vissés respectivement sur les extrémités arrière 26A et avant 26B des tirants. Ainsi, la paroi fixe 12, traversée par l'extrémité arrière 26A du tirant, est enserrée entre un collet arrière 30A, solidaire du tirant, et l'écrou arrière 28A. Par ailleurs, la paroi avant 18B de l'enceinte et un prolongement 32 du corps 24 de maître-cylindre, traversés par l'extrémité avant 26B du tirant, sont enserrés entre un collet avant 30B, solidaire du tirant, et l'écrou avant 28B. On notera qu'un joint classique 33 est intercalé axialement entre la paroi fixe 12 et la paroi arrière 18A de l'enceinte. De façon classique, l'enceinte 18 comprend une première chambre, dite chambre arrière CA, raccordée à une cheminée d'entrée d'air 34. L'enceinte 18 comprend également une seconde chambre, dite chambre avant CB, séparée de la chambre arrière CA par une membrane 36 déplaçable suivant une direction sensiblement axiale en fonction des variations de pression dans au moins une des deux chambres CA, CB. Cette variation de pression est génératrice de la force d'assistance du servomoteur 10. On notera que, de façon classique, la chambre avant CB est susceptible d'être reliée à une source de vide à l'aide de moyens de raccordement non représentés. La membrane 36 est reliée à un piston central 38 rappelé élastiquement par un ressort 40 vers une position de repos de la membrane 36. La tige de commande 22, s'étendant partiellement dans la cheminée 34, est reliée à un distributeur-plongeur 42 destiné à coopérer avec un organe de réaction classique 44. Ce dernier est porté par une tige de poussée 46, s'étendant dans la chambre avant CB, destinée à actionner un piston primaire 48 du maître-cylindre 20. Des moyens classiques 50, formant notamment vanne d'admission d'air dans la chambre arrière CA, sont logés dans la cheminée 34. Ces moyens 50 comprennent notamment le distributeur-plongeur 42. On notera que la cheminée 24 s'étend à travers un orifice 52 ménagé dans la paroi fixe 12. Conformément à un fonctionnement classique du servomoteur 10, lorsque ce dernier est au repos, les deux chambres CA, CB de l'enceinte 18 sont vides d'air. Lors d'une opération de freinage, les moyens 50 formant vanne d'admission d'air permettent, au moins pendant une étape de cette opération, l'introduction d'air dans la chambre arrière CA, ce qui a pour effet de déplacer la membrane 36 pour assister le freinage. On décrira plus particulièrement ci-dessous le tirant 26 représenté sur la figure. Le tirant 26 comprend une partie arrière 54, externe à l'enceinte, et une partie avant 56, interne à l'enceinte. Les parties externe 54 et interne 56 du tirant 26 sont séparées par des moyens de solidarisation axiale de ce tirant 26 avec la paroi arrière 18A de l'enceinte. Ces moyens de solidarisation comprennent, par exemple, deux collets 58, 60, solidaires du tirant 26, enserrant la paroi arrière 18A de l'enceinte. Le cas échéant, la partie interne 56 du tirant 26 est logée dans un manchon 62 intercalé axialement entre les collets 30B et 60. On notera que la partie interne 56 du tirant 26 s'étend à travers la membrane 36. Des moyens d'étanchéité classiques 64 sont agencés entre le manchon 62 et le bord d'un orifice 66 de la membrane 36, à travers lequel s'étend la partie interne 56 du tirant 26. Afin de déterminer au moins une grandeur physique variant en fonction d'une action de freinage exercée sur l'ensemble E, le tirant 26 porte au moins un capteur d'effort exercé sur ce tirant. De préférence, le tirant 26 porte des premier 68 et second 70 capteurs d'effort, comme cela est représenté sur la figure. Ces capteurs 68,70 sont des jauges de contrainte. Le premier capteur 68 est placé sur un méplat M1 ménagé sur la partie externe 54 du tirant, entre les collets 58 et 30A. Le premier capteur 68 est donc placé entre l'extrémité arrière 26A de fixation du tirant sur la paroi fixe 12 et la paroi arrière 18A de l'enceinte. Le second capteur 70 est placé sur un méplat M2 ménagé sur la partie interne 56 du tirant, entre les collets 60 et 30B. Le second capteur 70 est donc placé entre la paroi arrière 18A de l'enceinte et l'extrémité avant 26B de fixation du tirant sur la paroi avant 18B de l'enceinte et le corps 24 de maître-cylindre. Les capteurs d'effort 68,70 sont reliés électriquement, de façon connue en soi, à une unité électronique de traitement de signal classique, non représentée. Le traitement du signal émis par chaque capteur d'effort 68,70 permet de déterminer une grandeur physique variant en fonction d'une action de freinage exercée sur l'ensemble E. En particulier, on détermine la force FC exercée par un conducteur sur la pédale de frein (cette force est appelée force conducteur ) en traitant un signal émis par le premier capteur d'effort 68. Par ailleurs, on détermine la force résultante FR de la force conducteur FC et de la force FA d'assistance du servomoteur 10 en traitant un signal émis par le second capteur d'effort 70. Sur la figure, on a représenté par des flèches les vecteurs caractérisant les forces résultantes FR, conducteur FC et d'assistance FA. Le maître-cylindre 20 est fixé en porte-à-faux sur la paroi 12 par l'intermédiaire des tirants 26 et de l'enceinte 18. Le vecteur de la force résultante FR, représenté sur la figure, a tendance à séparer le maître-cylindre 20 de la paroi fixe 12 en sollicitant ce maître-cylindre 20 vers l'avant. Le vecteur de la force résultante FR est équilibré par les vecteurs des forces conducteur FC et d'assistance FA tels que représentés sur la figure. Connaissant la force conducteur FC et la force résultante FR, on détermine la force d'assistance FA par calcul de la différence de la force résultante FR et de la force conducteur FC. Il est également possible de déterminer la pression hydraulique dans une chambre du maître-cylindre 20 en fonction de la force résultante FR. Parmi les avantages de l'invention, on notera que celle-ci permet de déterminer au moins trois grandeurs physiques pertinentes variant en fonction d'une action de freinage, choisies notamment parmi la force conducteur, la force d'assistance, la force résultante et la pression hydraulique dans le maître-cylindre, à partir de signaux émis par deux capteurs d'effort seulement placés sur un tirant. De plus, les deux capteurs sont de type homogène, car constitués de préférence par des jauges de contrainte. Ceci facilite le calibrage des capteurs et le traitement des signaux à l'aide de moyens électroniques communs aux deux capteurs. REVENDICATIONS 1. Ensemble à servomoteur (10) d'assistance pneumatique au freinage, du type comprenant une enceinte (18) d'assistance pneumatique au freinage destinée à être reliée à une paroi fixe (12) et à un corps (24) de maître-cylindre (20) par au moins un tirant (26) muni d'une extrémité arrière (26A) de liaison avec la paroi fixe (12) et d'une extrémité avant (26B) de liaison avec le corps (24) de maître cylindre, caractérisé en ce que le tirant (26) porte au moins un capteur (68,70) d'effort exercé sur ce tirant (26). 2. Ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (68,70) est une jauge de contrainte. 3. Ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enceinte (18) est délimitée par des parois arrière (18A) et avant (188), le tirant (26) comprenant une partie arrière (54), externe à l'enceinte (18), et une partie avant (56), interne à l'enceinte (18), ces parties externe (54) et interne (56) étant séparées par des moyens (58,60) de solidarisation axiale du tirant (26) avec la paroi arrière (18A) de l'enceinte (18), le capteur d'effort (68,70) étant placé sur la partie externe (54) du tirant (26), entre la paroi arrière (18A) de l'enceinte (18) et une extrémité arrière (26A) de fixation du tirant (26) sur la paroi fixe (12), ou sur la partie interne (56) du tirant (26), entre la paroi arrière (18A) de l'enceinte (18) et une extrémité avant (26B) de fixation du tirant (26) sur la paroi avant (18B) de l'enceinte (18) et le corps (24) de maître cylindre. 4. Ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tirant (26) porte des premier (68) et second (70) capteurs d'effort. 5. Ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage selon les revendications 3 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que le premier capteur d'effort (68) est placé sur la partie externe (54) du tirant (26), entre la paroi arrière (18A) de l'enceinte (18) et l'extrémité arrière (26A) de fixation du tirant (26) sur la paroi fixe (12), le second capteur d'effort (70) étant placé sur la partie interne (56) du tirant (26), entre la paroi arrière (18A) de l'enceinte (18) et une extrémité avant (26B) de fixation du tirant (26) sur la paroi avant (18B) de l'enceinte (18) et le corps (24) de maître cylindre. 6. Ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi fixe (12) forme un tablier séparant un compartiment moteur (14) du véhicule, dans lequel est logée l'enceinte (18), d'un habitacle (16) de ce véhicule. 7. Ensemble à servomoteur d'assistance pneumatique au freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (18) comprend deux chambres, dites avant (CA) et arrière (CB), séparées par une membrane (36) déplaçable en fonction d'une variation de pression dans au moins une des chambres (CA, CB), cette variation de pression étant génératrice de la force d'assistance (FA) du servomoteur (10). 8. Procédé de détermination d'au moins une grandeur physique variant en fonction d'une action de freinage exercée sur un ensemble (E) à servomoteur (10) d'assistance pneumatique au freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine la grandeur physique en traitant un signal émis par le capteur d'effort (68,70). 9. Procédé selon la revendication 8 de détermination d'au moins une grandeur physique variant en fonction d'une action de freinage exercée sur un ensemble (E) à servomoteur (10) d'assistance pneumatique au freinage selon la revendication 3 dans lequel le capteur d'effort (68,70) est placé sur la partie externe (54) du tirant (26), entre la paroi arrière (18A) de l'enceinte (18) et l'extrémité arrière (26A) de fixation du tirant (26) sur la paroi fixe (12), caractérisé en ce que la grandeur physique déterminée est la force exercée par un conducteur sur une pédale de frein de commande du maître cylindre (20). 10. Procédé selon la revendication 8 de détermination d'au moins une grandeur physique variant en fonction d'une action de freinage exercée sur un ensemble (E) à servomoteur (10) d'assistance pneumatique au freinage selon la revendication 5, caractérisé en ce que : - on détermine la force exercée par un conducteur sur une pédale de frein de commande du maître cylindre (20), dite force conducteur (FC), en traitant un signal émis par le premier capteur d'effort (68), - on détermine la force (FR) résultante de la force conducteur (FC) et de la force d'assistance (FA) du servomoteur (10) en traitant un signal émis par le second capteur d'effort (70), et - on détermine la force (FA) d'assistance du servomoteur (10) par calcul de la différence de la force résultante (FR) et de la force conducteur (FC). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on détermine une pression hydraulique dans une chambre du maître-cylindre (20) en fonction de la force résultante (FR).