Brevet FR2864507A1 — publié le 20050701

Dispositif de freinage électrohydraulique pour véhicule automobile La présente invention a pour objet un dispositif de freinage électrohydraulique pour véhicule automobile. Elle concerne plus précisément un dispositif permettant de contrôler la position d'une tige de poussée à l'intérieur d'un maître cylindre. L'invention vise, notamment, à diminuer l'encombrement d'un tel système de freinage. Un dispositif de freinage électrohydraulique pour véhicule automobile comporte généralement un maître cylindre. Le maître cylindre est actionné par une tige de poussée. Un dispositif de freinage électrohydraulique comporte généralement un dispositif de freinage à énergie électrique extérieure, auquel est éventuellement ajouté un dispositif de freinage à énergie musculaire. Le dispositif de freinage à énergie musculaire est alors un dispositif de freinage de secours. C'est à dire qu'il est fonctionnel lorsque le dispositif de freinage à énergie électrique est défaillant. Quand le dispositif de freinage à énergie électrique fonctionne l'énergie de freinage est intégralement fournie par une source d'énergie extérieure. La liaison entre les pédales de freins et les freins est alors essentiellement assurée par un dispositif électrique. Dans un tel système à énergie extérieure, un détecteur détecte l'ordre de freinage donné par un conducteur par l'intermédiaire d'un organe de commande, par exemple une pédale de frein. Des capteurs mesurent la force avec laquelle l'organe de commande a été enfoncé, ainsi que la vitesse à laquelle cet organe a été enfoncé. Un calculateur reçoit les signaux des capteurs et indique alors à des actionneurs électriques la force de freinage à appliquer. Cette force de freinage est ensuite distribuée individuellement à des unités de freinage de roues. Dans un tel système, il est nécessaire, par exemple, de connaître exactement la position d'une tige de poussée d'un maître cylindre. Il est possible, autrement, de prendre en compte la position d'un autre organe représentatif de l'enfoncement de la pédale de frein. Ainsi, dans un dispositif de freinage intégrant un servomoteur, on peut prendre en compte la position d'une tige de poussée à l'intérieur du servomoteur. La position de la tige de poussée à l'intérieur du maître cylindre est également un bon indicateur de la position de l'organe de commande. II est connu d'utiliser des capteurs de position de la tige de poussée (ou de commande). On mesure, par exemple avec un capteur électrique, l'évolution dans le temps de la position de la tige de poussée à l'intérieur du maître cylindre. Le capteur électrique, ou capteur de position, peut être un potentiomètre dont un curseur est fixé à la tige de poussée et qui frotte sur une résistance graduée. Cependant, il a été montré que ce type de capteur subit une usure du fait de nombreuses sollicitations d'une pédale de frein pendant la durée de vie d'un véhicule. Plus récemment, on a mis au point un capteur à courant de Foucault. Un tunnel de passage de la tige de commande de frein d'un servomoteur, (ou de la tige de poussée d'un maître cylindre) est muni d'une bobine d'excitation, et d'une bobine de mesure. La bobine d'excitation provoque la création d'un champs magnétique alternatif, ou continu, à l'endroit de la tige de commande (ou de poussée). La tige de commande (ou de poussée) étant métallique, elle est le siège de courants de Foucault, qui retentissent dans l'impédance de la bobine de mesure. Le signal électrique d'excitation de la bobine peut être un signal alternatif ou un signal continu. Une source électrique correspondante produit un signal électrique d'alimentation. II est par ailleurs connu de mesurer soit la variation de tension, soit la variation de courant soit encore la variation d'impédance de la bobine d'excitation et de mesurer cette différence de grandeur physique dans une bobine de mesure. Le but est de disposer en permanence d'un signal électrique de la position d'enfoncement de la tige de commande (ou de poussée). Les mesures électriques étant en temps réel, on peut en repérant les différentes positions de la tige de commande (ou de poussée) dans le temps en mesurer la vitesse d'enfoncement. Cependant ce genre de capteurs est fortement perturbé par la présence de pièce ferromagnétique accompagnant le mouvement au sein de la bobine d'excitation ou de mesure. Aussi, on munit le plus souvent la tige de commande d'une enveloppe en matériau conducteur mais non ferromagnétique. Un tel dispositif présente de bons résultat mais a un encombrement important. Les compartiments moteurs étant de plus en plus réduit, cet encombrement pose problème. Dans l'invention, on cherche à résoudre ce problème d'encombrement d'un dispositif de freinage électrohydraulique dans un compartiment moteur de véhicule. On cherche également à fournir un système fiable de mesure de l'enfoncement d'une pédale de frein. Pour diminuer l'encombrement, dans l'invention, on intègre un circuit électrique dans un capot de maître cylindre. Les capteurs de position du circuit électrique sont rendus sensibles à un déplacement d'un piston de maître cylindre. Le piston, dont l'avancée est commandée par la tige de poussée, est un bon indicateur de la position de la tige de poussée, et donc de l'enfoncement de la pédale de frein. C'est l'avancée du piston, et non plus directement l'avancée de la tige de poussée, qui est prise en compte par des capteurs de position. L'invention a donc pour objet un dispositif de freinage électrohydraulique pour véhicule automobile comprenant - une tige de poussée, - un maître cylindre muni d'un piston actionné par la tige de poussée et d'une chambre de pression dans laquelle coulisse le piston, - un circuit électrique de commande de freinage muni d'un capteur de déplacement et - un moyen magnétique d'induction, déplacé en regard du capteur, caractérisé en ce qu'il comporte un fût logé dans une jupe du piston, côté tige de poussée, le fût portant le moyen magnétique. Le fût est avantageusement mobile avec le piston du maître cylindre. Le moyen d'induction, qui peut être une bobine d'excitation, se déplace le long du capteur. Afin de réduire l'encombrement d'un tel dispositif de freinage électrohydraulique, le circuit électrique peut être fixé à l'intérieur d'un capot 30 du maître cylindre coté maître cylindre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1: une représentation générale d'un maître cylindre selon l'invention, en coupe selon un plan passant par un axe longitudinal; - Figure 2: une représentation générale d'un maître cylindre selon l'invention, en coupe selon un plan transversal; - Figure 3: un agrandissement d'une coupe longitudinale d'un maître cylindre selon l'invention au niveau d'une patte; - Figure 4: une représentation générale d'un fût selon l'invention. La figure 1 représente un maître cylindre 1 selon l'invention, en coupe longitudinale. Le maître cylindre 1 est muni d'un corps 2 de maître cylindre 1. Le corps 2 de maître cylindre 1 est creux, et comprend une chambre primaire 3 et de préférence aussi une chambre secondaire 4. Le maître cylindre 1 comprend alors de préférence un piston primaire 5 et un piston secondaire 6. Il est possible de n'avoir qu'une chambre et qu'un piston dans le corps du maître cylindre. Un ressort primaire 8 prend appui.sur le piston primaire 5 et le piston secondaire 6. Le ressort primaire est dans la chambre primaire 3. Un ressort secondaire 9 prend appui sur le piston secondaire 6 et sur un fond 7 du maître cylindre 1. Le ressort secondaire 9 est contenu dans la chambre secondaire 4. Une tige de poussée 10 pénètre partiellement dans une jupe 11 du piston primaire 5. La tige de poussée 10 est actionnée, par exemple, par une pédale de frein (non représentée). Une tête 12 de la tige de poussée 10 est solidaire du piston primaire 5, par l'intermédiaire d'un réceptacle 13. Un enfoncement de la tige de poussée 10 pousse le piston primaire 5 à l'intérieur de la chambre primaire 3. Dans un exemple de réalisation particulière de l'invention, le piston primaire 5 est monté libre en rotation dans la chambre primaire 3 par l'intermédiaire du ressort primaire 8. Ainsi, . même si la tige de poussée 10 n'est pas exactement dans l'alignement du piston primaire 5, l'enfoncement de la tige de poussée 10 commande l'enfoncement du piston 5. En effet, Le piston 5 est monté libre en rotation sur le ressort 8. Le piston 5 peut donc avoir un mouvement hélicoïdale à l'intérieur de la chambre primaire 3. Un fût 14 est monté dans une jupe 11 du maître cylindre 5. Le fût 14 est muni d'un corps 15 de fût et d'une coupelle 16. La coupelle 16 est en appui contre une extrémité 17 de la jupe 11 du piston 5. Dans l'exemple décrit, le maître cylindre 1 est entouré, au moins partiellement, par un capot 18. Par au moins partiellement, on entend que le capot 18 ne suit pas nécessairement tout le contour du maître cylindre 1. Par exemple, le capot 18 peut entourer le maître cylindre à l'endroit du piston primaire 5 uniquement; c'est-à-dire depuis une extrémité du maître cylindre dirigée vers la tige de commande jusqu'à une extrémité du piston 5 dirigée vers la chambre primaire 3. Le capot 18 est fixe. Par fixe, on entend qu'il ne se déplace pas par rapport au corps 2 du maître cylindre 1. Le capot 18 suit au moins partiellement un contour externe du maître cylindre 1. Un système électrique 19 est monté sur le capot 18. Ce système électrique 19 est également fixe. Dans un autre exemple de réalisation, le système 19 peut sinon, par exemple, être fixé au corps du maître cylindrel. Le maître cylindre 1 peut être muni d'une seule chambre de maître cylindre, ou chambre de pression, et d'un seul piston. Le piston unique est alors équivalent à un piston primaire. Le maître cylindre 1 peut également être muni d'un simulateur 20 de la force de freinage. Ce simulateur 20 est par exemple fixé à l'extérieur du 15 corps du maître cylindre, ou vissé sur celui-ci. Le simulateur 20 permet à un conducteur d'avoir la sensation de doser son effort de freinage. Le simulateur se présente, par exemple, sous la forme d'une cartouche 20 qui peut recevoir un liquide hydraulique, expulsé de l'une ou de l'autre des chambres 3 et 4 sous l'action de la tige de poussée10. En recevant ce liquide 20 hydraulique, une membrane compressible de la cartouche se déforme. Cette déformation renvoie au conducteur une sensation de résistance. Il a alors l'impression de freiner. Cette déformation est par ailleurs utilisée, en retour, pour renvoyer la tige de poussée et la pédale de frein lors d'un défreinage. Un réservoir de liquide hydraulique (non représenté) est fixé sur le 25 maître cylindre 1 par tout moyen. Sur la figure 2 est représentée une coupe de ce même maître cylindre 1 selon une direction AA de la figure 1, transversale à l'axe longitudinal du maître cylindre 1. La coupelle 16 du fût 15 est en appui contre une extrémité 17 de la jupe 11 du maître cylindre 5. La coupelle 16 porte un bras 21. Le bras 21 s'étend radialement vers l'extérieur dans le plan de la coupelle 16. Le bras 21 se termine par une patte 22. La patte 22 est perpendiculaire au bras 21. La patte 22, le bras 21, la coupelle 16, et le corps 15 du fût 14 forment un tout monobloc. Sur la figure 4 on peut voir une représentation générale d'un fût 14 35 selon l'invention. La coupelle 16 et le bras 21 sont perpendiculaires à un corps 15 du fût 14. La patte 22, perpendiculaire au bras 21, s'étend parallèlement au corps 15 du fût 14. La patte 22, telle qu'elle est représentée sur les figures 2 et 3, porte une bobine 23 d'excitation. Plus généralement, la patte 22 porte un moyen d'induction magnétique. Par exemple, à la place de la bobine 23, la patte 22 peut porter un petit aimant plat. Le fût 14 étant mobile avec le maître cylindre 1, la bobine 23 d'excitation se déplace également. La patte 22, parallèle au corps 15 du fût 14, est également parallèle au circuit électrique 19. Le circuit électrique 19 porte un capteur 24 de déplacement. Une impédance du capteur 24. est modifiée en fonction de la position de la bobine 23. Le capteur 24 est fixe. Il transmet une information sur la force et la vitesse d'enfoncement du fût 14 à un calculateur (non représenté). Le calculateur indique alors à des actionneurs électriques la force de freinage à appliquer à des unités de freinage de roue (non représentées). II est également possible de prévoir un calculateur et plusieurs bobines 23, plusieurs calculateurs et une seule bobine 23, ou plusieurs calculateurs et plusieurs bobines 23. Quand un conducteur appuie sur une pédale de frein, la tige 10 de poussée est déplacée axialement en direction du fond du maître cylindre 1. Le piston primaire 5 est à son tour déplacé. Le fût 14 étant fixé au piston primaire 5, il se déplace en conséquence. La bobine 23, éloignée du capteur 24 lorsque le maître cylindre 1 est au repos, se rapproche du capteur 24 lorsque la pédale de frein est enfoncée par un conducteur. Plus la pédale est enfoncée, plus la tige 10 de poussée déplace le piston primaire 5 dans le corps 2 du maître cylindre 1, et plus la bobine 23, portée par le fût 14, se rapproche du capteur 24. L'impédance du capteur 24 se modifie donc de façon proportionnelle à l'avancée de la bobine 23 et donc, indirectement, de façon proportionnelle à l'enfoncement de la pédale de frein. Une information sur l'impédance du capteur 24.est transmise en permanence au calculateur du système électrique 19. Le calculateur est ainsi informé en permanence de la position de la tige de poussée 10. Dans un exemple de réalisation particulier, le corps 2 du maître cylindre 1 est cylindrique. II peut être muni, sur sa face externe, d'un pan coupé 25, dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du corps 2 du maître cylindre 1. Le bras 21 du fût 14 est perpendiculaire au pan coupé 25. Le pan 2864507 7 coupé 25 peut servir à guider la patte 22 et l'empêcher de tourner, en particulier lors du montage du dispositif, ou lors d'un freinage. Dans un exemple de réalisation particulier de l'invention, le fût 14 est solidaire de la jupe 11 du piston 5 au niveau d'une base 26 du fût 14. Le fût 14 est préférentiellement en translation à l'intérieur de la jupe 11. Le moyen de fixation 27 de la base 26 du fût 14 sur la jupe 11 comporte, par exemple, un moyen d'encliquetage. Il est également possible de prévoir simplement une gorge dàns le piston 11 et un cran sur la base 26. Le cran de la base 26 s'encastre dans la rigole. Le fût 14 étant en translation à l'intérieur du maître cylindre, la patte 22 se déplace le long du circuit électrique 19, qui lui est fixe. La patte 22 peut avoir une longueur sensiblement égale à une longueur du corps 15 du fût 14. La longueur de la patte 22 peut également être plus courte. Par exemple, elle peut être juste suffisante pour porter la bobine 23. Dans un exemple de réalisation particulier, le capot 18 est muni d'une rainure 28. La rainure 28 peut être un complément du pan coupé 25, ou peut le remplacer. La rainure 28 est parallèle à la patte 22. La patte 22 coulisse dans la rainure 28. La patte 22 est ainsi maintenue en position avec pour seul mouvement possible, un mouvement de translation dans cette rainure 28. Il est également possible de prévoir une rainure 29 dans le capot 18, dans laquelle est glissé, puis fixé le système électrique 19. Les rainures 28 et 29 sont parallèles et s'étendent le long du capot 18. La rainure 29 est plus extérieure que la rainure 28. Ces rainures 28 et 29 permettent d'assurer la position de la patte 22, portant la bobine 23, par rapport au système électrique 19, portant le capteur 24. Le déplacement de la patte 22 se fait parallèlement au système électrique 19. La bobine 23 est par exemple une boucle de cuivre. 2864507 REVENDICATIONS 1- Dispositif de freinage électrohydraulique pour véhicule automobile 5 comprenant - une tige (10) de poussée, - un maître cylindre (1) muni d'un piston (5) actionné par la tige de poussée et d'une chambre de pression (3) dans laquelle coulisse le piston, - un circuit électrique (19) de commande de freinage muni d'un capteur (24) de déplacement et - un moyen magnétique (23) d'induction, déplacé en regard du capteur, caractérisé en ce qu'il comporte un fût (14) logé dans une jupe (11) du piston, côté tige de poussée, et solidaire dudit piston, le fût portant le moyen 15 magnétique d'induction. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fût est muni d'une coupelle (16) prenant appui sur une extrémité (17) de la jupe du piston, la coupelle portant un bras (21) perpendiculaire à un corps (15) du fût, le bras se terminant en une patte (22) parallèle au corps du fût, la patte portant le moyen d'induction. 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un corps (2) de maître cylindre est muni d'un pan coupé (25), la patte du fût s'étendant le long du pan coupé. 4- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce 25 que le fût est mobile, la patte du fût coulissant dans une rainure (28) d'un capot (18) du maître cylindre. 5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capot du maître cylindre est fixe et porte, côté maître cylindre, le circuit électrique. 6- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le piston est libre en rotation dans la chambre du maître cylindre, le fût étant fixé au piston par un moyen de fixation (27.) par encliquetage. 7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de fixation comporte une gorge à l'intérieur de la jupe du piston et un cran en relief sur une base (26) du fût, le cran étant logé dans la rigole. 8- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps de maître cylindre est de forme générale cylindrique, creux. 9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est muni d'un simulateur (20) d'un effort de freinage. 10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le simulateur comporte une cartouche (20) fixée au maître cylindre.