Brevet FR2872767A1 — publié le 20060113

MAITRE-CYLINDRE COMPORTANT DES MOYENS DE DETECTION DU DEPLACEMENT D'UN ELEME T.T MOBILE La présente invention se rapporte à un maître-cylindre comportant des moyens de détection du déplacement d'un élément mobile. Un dispositif 100 (figure 1) de freinage d'un véhicule est généralement commandé par un conducteur au moyen d'une pédale 102 de frein destinée à transmettre la force f de commande exercée sur cette pédale 102 jusqu'à un système de freinage, non représenté, comprenant par exemple un étrier équipé d'un piston et de plaquettes de frein destinées à serrer un disque solidaire d'une roue freinée. Pour amplifier la force f exercée par ce conducteur en une force F transmise au système de freinage, il est connu d'utiliser un servomoteur 104 pneumatique d'assistance au freinage. Pour cela, ce servomoteur 104 comporte un boîtier 106, coopérant avec une tige 108 de commande, reliée à la pédale 102 de frein, et avec une tige 110 de poussée reliée à un maître-cylindre 112 intégré dans le servomoteur, de telle sorte que lorsque la tige 108 de commande est déplacée au moyen d'une action f transmise par la pédale 102 de frein, le servomoteur 104 déplace la tige 110 au moyen d'une poussée F d'intensité supérieure à l'intensité de la commande f. A cet effet, le boîtier 106 comprend un couvercle 114 et un cylindre 116 coopérant avec ce couvercle 114 de manière étanche, le volume interne du boîtier 106 étant alors divisé en une première chambre 118, dite chambre arrière, et en une deuxième chambre 120, dite chambre avant, au moyen d'une jupe 2872767 2 rigide 122 et d'une membrane 124 flexible assurant l'étanchéité entre ces deux chambres 118 et 120. Dans un premier temps, lorsque le servomoteur 104 est inactif, c'est-àdire lorsque aucun freinage n'est sollicité par le conducteur du véhicule, la pression dans les chambres arrière 118 et avant 120 est maintenue inférieure à la pression atmosphérique au moyen d'un dispositif de pompage non représenté. Dans un deuxième temps, lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale 102 de frein, la tige 108 de commande se déplace par l'action de la commande f et active un mécanisme 126 pneumatique de telle sorte qu'une entrée d'air à pression atmosphérique s'effectue dans la chambre arrière 118. La pression dans la chambre arrière 118 étant supérieure à la pression dans la chambre avant 120, la membrane 122 et la jupe 124 sont soumises à une poussée F d'intensité égale à PxS où P est l'écart de pression entre les deux chambres et S la surface de la membrane. Le déplacement de la jupe 122, et de la tige 110 20 associée, transmet ainsi une poussée F au maître-cylindre 112 associé au système de freinage. Par ailleurs, la détection d'un freinage est une opération essentielle dans un véhicule, par exemple pour générer un signal destiné à allumer des feux de stop à l'arrière du véhicule, indiquant ainsi à d'autres véhicules le début du freinage, ou pour activer différentes systèmes électroniques liés au freinage, tel qu'un système d'antiblocage (ABS). Une telle détection utilise actuellement un capteur 128 de déplacement de la pédale 102 de frein qui comprend un premier connecteur 130a fixe et un second connecteur 130b mobile sur la pédale de telle sorte que cette dernière vienne au contact de la première, fermant un circuit électrique, lorsque le conducteur appuie sur la pédale 102 de frein. La présente invention résulte de la constatation de différents problèmes soulevés par le procédé de détection de freinage selon l'art antérieur. Un premier problème résulte du fait que, lors de la fabrication du véhicule, il est nécessaire d'effectuer un montage spécifique du capteur 128, de ses connecteurs 130a et 130b et des câbles associés à ces éléments (non représentés) en dessous de la pédale 102 de frein, ce qui représente un coût en temps de production propre au montage de ces différents éléments. De plus, ces montages, et les réglages postérieurs de ces éléments, sont particulièrement pénibles et difficiles pour les personnes chargées de ce travail étant donnée la position de la pédale de frein, située dans un espace restreint et d'accès difficile en bas de l'habitacle du véhicule. Un autre problème réside dans le fait que le capteur 128 actuel est un capteur à contact mécanique qui présente donc une usure significative et, par conséquent, un risque de défaillances croissant avec le temps. 1. L'invention résout au moins un de ces problèmes. La présente invention a principalement pour objet un maître-cylindre d'un véhicule comportant, des moyens pour associer un champ magnétique à un élément mobile du maître-cylindre, mis en déplacement par une tige de poussée d'un servomoteur, et des moyens pour détecter un déplacement de ce champ magnétique, caractérisé en ce que lesdits moyens pour détecter un déplacement de ce champ magnétique comporte une ampoule à interrupteur à lame souple pour détecter le déplacement du champ magnétique. Grâce à l'invention qui est fondée sur la détection du déplacement d'un champ magnétique et qui ne requiert pas de contact mécanique, la durée de vie du système, et donc sa fiabilité, sont améliorées. De plus, le système de détection de freinage d'un 35 véhicule est intégré au maître-cylindre de telle sorte que l'intégration de ce système dans le véhicule ne nécessite plus un montage et des réglages spécifiques. On élimine ainsi l'opération de montage spécifique à ce système ce qui réduit le coût de cette opération. On peut utiliser une tige ou un piston du servomoteur pour détecter, via un champ magnétique associé, son déplacement de telle sorte que, en détectant le déplacement d'un piston du servomoteur, on détecte le freinage du véhicule. Selon une réalisation, l'élément mobile est un piston 10 de compression du maître-cylindre. Dans une réalisation, on a associé un champ magnétique à un élément mobile du maître-cylindre en lui agençant un aimant. Selon une réalisation, l'aimant a une forme annulaire de façon à être agencé à un piston de compression du maître cylindre, augmentant la pression du circuit du liquide de freinage. Dans une réalisation, l'aimant est situé dans un logement de l'élément mobile du maître-cylindre. Dans une réalisation, on situe l'ampoule à interrupteur à lame souple visà-vis de l'aimant associé à l'élément mobile de telle sorte que, lorsque le dispositif de freinage est au repos, aucun courant ne parcourt l'ampoule à interrupteur à lame souple. Ainsi, la consommation électrique est réduite. Selon une réalisation, on situe l'ampoule à interrupteur à lame souple vis-à-vis de l'aimant associé à l'élément mobile de telle sorte que, lorsque le dispositif de freinage est au repos, l'ampoule à interrupteur à lame souple est parcourue par un courant non nul. Une telle réalisation offre une sécurité accrue puisque une défaillance du dispositif est facilement détectable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description effectuée ci-dessous, à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures ci-jointes sur lesquelles: - La figure 1, déjà décrite ci-dessus, est un schéma du fonctionnement d'un dispositif de freinage connu, - La figure 2 est une coupe axiale d'un maître cylindre conforme à une réalisation de l'invention, - La figure 3 représente un boîtier contenant une ampoule à interrupteur à lame souple utilisée dans une réalisation de l'invention, - La figure 4 est un schéma du fonctionnement d'un maître cylindre dans un type de réalisation dénommée normalement fermée , - La figure 5 est un schéma du fonctionnement d'un maître cylindre dans un type de réalisation dénommée 15 normalement ouverte , - La figure 6 est un schéma d'un maître cylindre selon une autre réalisation de l'invention. Un premier mode de réalisation de l'invention est décrit ci-dessous à l'aide de la figure 2 qui est une coupe schématique d'un maître-cylindre 250 commandé par une tige non représentée de poussée équivalente à la tige 110 de la figure 1 et qui se couple avec le piston primaire 200. Ainsi, le piston primaire 200 est relié, via des moyens de transmission de poussée (non représentés) du 25 servomoteur, à une pédale de frein comme décrit précédemment de façon à commander un système de freinage. Pour effectuer cette commande, le piston primaire 200 est solidaire d'une première extrémité 20la d'un ressort 201 dont la seconde extrémité 201b est solidaire d'un piston 202 secondaire également mobile. Plus précisément, le piston secondaire 202 est maintenu par la seconde extrémité 201b du ressort 201 et par un second ressort 203 dont la constante de raideur est inférieure à la constante de raideur du ressort 201. Ainsi, lorsque le piston primaire 200 se déplace de façon à comprimer le ressort 201, cette action est transmise au piston secondaire 202 qui comprime le ressort 203 de façon à permettre le déplacement du piston 202 et la compression de 5 liquide 205 de frein commandant l'activation d'un système de freinage non représenté. Dans cette réalisation de l'invention, on associe au piston secondaire 202, élément mobile, un champs magnétique grâce à un aimant bague 204 solidaire du piston 202. Or ce piston secondaire 202 reproduit le mouvement du piston 200 primaire jusqu'à la compression totale du ressort 203 de telle sorte que, en détectant le mouvement du piston 202 via la variation du champ magnétique associé à l'aimant 204, on détecte la commande d'un freinage du véhicule. Il convient de noter que, dans cette réalisation, l'aimant 204 peut être simplement associé au piston 202 grâce à sa forme annulaire ce qui permet un montage aisé et rapide de cet aimant. Par ailleurs, l'aimantation de l'aimant 204 est telle 20 que son champ magnétique est coaxiale vis-à-vis de l'axe du piston 202. Toutefois, de nombreuses autres variantes relatives à l'agencement de l'aimant vis-à-vis du piston sont possibles. Ainsi, dans un autre mode de réalisation, un aimant 208 est 25 agencé au piston 202 à l'aide d'un taraudage. Par ailleurs, pour détecter les variations du champ magnétique de l'aimant associé au piston 202, une ampoule 210 à interrupteur à lame souple, dénommé ampoule I.L.S. par la suite, est placée dans un boîtier plastique 212 fixé grâce à des rondelles élastiques 214 et 215 sur le corps du maître cylindre. Ces rondelles élastiques 214 et 215 permettent de fixer la position du boîtier 212 avec précision et de faire des réglages pour optimiser le fonctionnement du détecteur. La figure 3 montre les différents éléments compris dans ce boîtier 212. Ainsi, l'ampoule I.L.S. 300 est montée sur 15 une structure métallique conductrice 302 qui est elle-même reliée à un connecteur standardisé (non représenté), par exemple fonction du fabricant de la voiture considéré, par une ouverture 304. Cette structure conductrice 302 est placée dans un boîtier en plastique 306, muni d'une protection électromagnétique 308 autour de l'ampoule I.L.S. 300. Le boîtier en plastique présente des encoches longues 310 sur les côtés pour pouvoir ajuster avec précision l'ensemble 320 contenant l'ampoule I.L.S. 300 par rapport à l'aimant du piston lors du montage du servomoteur, ce positionnement du boîtier 212 contenant l'ampoule I.L.S. 300 étant un réglage fin comme décrit par la suite à l'aide des figures 4, 5 et 6. Les figures 4 et 5 représentent deux exemples différents de fonctionnement d'ampoules I.L.S., associées aux maître-cylindres 406 ou 506, en fonction du signal émis par cette ampoule lorsque aucun freinage n'est commandé. Ainsi, sur la figure 4 est représenté un exemple de réalisation où une ampoule I.L.S. 410 est passante, ou fermée, lorsque le frein n'est pas activé, cette réalisation étant dénommée par la suite normalement fermée . En effet, comme montré schématiquement par le graphe 430 qui représente l'intensité (en ordonnées 431) du courant traversant l'ampoule I.L.S. 410 en fonction de la position (en abscisses 432) de l'aimant 404 associé au piston 407 considéré, l'intensité traversant l'ampoule I.L.S. 410 est non nulle lorsque l'aimant 404 est à sa position de repos (abscisse nulle). Par la suite, l'ampoule I.L.S. 410 est fermée ou 30 ouverte en fonction de la position de l'aimant 404, et donc de la réalisation d'un freinage. Par exemple, si l'aimant 404 est à l'intérieure d'une zone de détection délimitée par une ligne continue 400, alors l'ampoule I.L.S. est passante ou fermée et laisse passer une intensité I. Dans ce cas, on considère que le piston 407 n'est pas déplacé et que, par conséquent, il n'y a aucun freinage de commander. Au contraire, si l'aimant 404 est dans une zone de non 5 détection, à l'extérieur d'une zone délimitée par une courbe en pointillés 402, alors l'ampoule I.L.S. 410 est ouverte et aucun courant ne la traverse (intensité nulle). Dans ce cas, on considère que le piston 407 est déplacé et qu'un freinage est commandé. Dans cette réalisation, l'aimant 404 est agencé au piston secondaire 407 du maître cylindre 406 pour que, au repos, il soit situé a l'intérieur de la zone définie par la ligne continue 400, ce qui entraîne que le contact de l'ampoule I.L.S. 410 est fermé. Lorsque le conducteur freine, le piston 407 déplace l'aimant 404 qui rentre dans la zone de non détection, limitée par la ligne en pointillés 402, ce qui déclenche l'ouverture du circuit associé à l'ampoule I.L.S. 410 et ainsi signale le freinage. Lorsque le conducteur relâche la pédale de frein, l'aimant revient jusqu'à la zone de détection, délimitée par la ligne continue 400, ce qui referme l'ampoule I.L.S. Par ailleurs, lorsque l'aimant 404 est entre les deux zones délimitées, respectivement, par les lignes 400 et 402, l'ampoule I.L.S. 410 conserve, respectivement, son état passant ou ouvert selon que l'aimant 404 vienne de la zone de détection, intérieure à la courbe 400, ou que l'aimant 404 vienne de la zone de non détection, extérieure à la ligne en pointillés 402, ce phénomène étant dû à une hystérésis magnétique. Ce phénomène d'hystérésis est représenté sur une projection 420 dont l'abscisse 421 représente la position de l'aimant 404 le long de l'axe 401 du maître cylindre 406. Par ailleurs, l'ordonnée 422 représente l'intensité du courant traversant l'ampoule I.L.S. 410 qui est égale à une valeur I, si les lames de l'ampoules I.L.S. 410 sont en contact, ou nulle si les lames de l'ampoule I.L.S. 410 ne sont pas en contact. Une telle projection souligne l'importance d'un réglage fin de la position de l'ampoule I.L.S. 410 par rapport au maître cylindre 406 et de l'aimant 404 pour limiter le phénomène d'hystérésis et pour permettre la détection la plus sensible possible du déplacement du piston. La figure 5 représente une seconde réalisation d'un maître cylindre 506 conforme à l'invention où l'ampoule I.L.S. 10 510 considérée est nonpassante, ou ouverte, lorsque aucun freinage n'est commandé. Une telle situation est représentée sur le graphe 530 qui indique l'intensité (en ordonnées 531) du courant traversant l'ampoule I.L.S. 510 considérée en fonction de la position (en abscisses 532) de l'aimant 504 associé au piston 507. L'abscisse nulle correspond à la position au repos de l'aimant, c'est-àdire lorsque le frein n'est pas sollicité, l'intensité du courant traversant l'ampoule I.L.S. 510 étant alors nulle. Cette intensité peut devenir égale à I en déplaçant l'aimant 504 au-delà d'une certaine position Xl de façon analogue à la réalisation décrite précédemment selon la figure 4. Ainsi, l'ampoule I.L.S. 510 est fermée ou ouverte en fonction de la position de l'aimant 504 de telle sorte que, si l'aimant 504 est à l'intérieure d'une zone de détection déterminée par la ligne continue 500, alors l'ampoule I.L.S. 510 est passante ou fermée et laisse passer une intensité I. Inversement, si l'aimant 504 est dans une zone de non détection, extérieure à la zone délimitée par la courbe en pointillés 502, alors l'ampoule I.L.S. 510 est ouverte et aucun courant ne la traverse (intensité nulle). Par ailleurs, lorsque l'aimant 504 est entre les deux zones de détection (courbe 500) et de non détection (courbe 35 502), comme représenté sur la figure 5, l'ampoule I.L.S. 510 conserve, respectivement, son état fermé ou ouvert selon que l'aimant 504 vienne de la zone de détection, intérieure à la courbe 500, ou que l'aimant 504 vienne de la zone de non détection, extérieure à la courbe en pointillés 502. Cela est du au phénomène d'hystérésis magnétique. En d'autres termes, l'aimant 504 solidaire du piston 507 du maître cylindre 506 est dans la zone de non détection, délimitée par la courbe en pointillée 502, quand le piston est au repos, c'est-à-dire en l'absence de freinage, ce qui entraîne que le circuit de l'ampoule I.L.S. soit non-passant ou ouvert. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein et commande le dispositif de freinage, le piston 507 du maître cylindre 506, et donc l'aimant 504, se déplacent de telle sorte que l'aimant rentre dans la zone de détection, définie par la courbe continue 500, ce qui déclenche la fermeture du contact de l'ampoule I.L.S. 510, et donc l'établissement d'un courant I qui la traverse. Lorsque le conducteur relâche la pédale de frein, le piston 504 du maître cylindre 506 revient vers sa position initiale et le circuit de la lampe I.L.S. 510 s'ouvre quand l'aimant 504 atteint la zone de non détection, délimitée par la courbe en pointillée 502, l'espace existant entre la ligne 500 et 502 étant du au phénomène d'hystérésis magnétique. Ce fonctionnement est représenté sur le graphe 520 qui représente, en abscisse 521, la position de l'aimant 504 le long de l'axe du maître cylindre 506 tandis que l'axe des ordonnées 522 représente l'intensité du courant traversant l'ampoule I.L.S. 510. Dans cette réalisation, on constate que la déplacement horizontal maximum 526 de l'aimant doit être inférieur à une limite 528 qui entraînerait l'ouverture de l'ampoule I.L.S. 510, cette limite correspondant à l'intersection de l'axe du maître cylindre 506 et de la ligne discontinue 502. Ce positionnement est mesuré horizontalement par la 35 distance horizontale Xo5 entre la projection horizontale d'une côte fixe 508 du maître cylindre 506 sur l'axe du maître cylindre 506 et la projection horizontale 509 du centre de l'ampoule I.L.S. 510 sur l'axe du maître cylindre 506. Verticalement, ce positionnement correspond à la distance verticale N5 entre l'axe 501 du maître cylindre 506 et la côte 503 en projection verticale de l'ampoule I.L.S. 510. Un autre mode de réalisation de l'invention est montré sur la figure 6 qui schématise un maître cylindre 650 en coupe axiale. Dans ce mode de réalisation, l'aimant annulaire 600 est placé à l'intérieur d'un piston primaire 602, et non dans le piston secondaire 603 du maître cylindre comme dans les réalisations précédentes. De fait, le piston primaire 602 se met en mouvement dès que le conducteur appuie sur la pédale de frein pour initier le freinage de telle sorte que la détection du mouvement de ce piston primaire 602 de commande permet de détecter un début de freinage. L'interaction entre l'ampoule I.L.S. 604 considérée et l'aimant 600 doit se régler comme précédemment indiqué à l'aide des figures 4 et 5 pour que l'ampoule I.L.S. 604 s'ouvre ou se ferme quand l'aimant 600 solidaire du piston primaire 602 se déplace. Par ailleurs, dans cette réalisation, le boîtier 606 contenant l'ampoule I.L.S. 604 est placé dans un logement de manière à être parallèle à la direction de déplacement du piston. La présente invention est susceptible de nombreuse variantes telles que, sans limitation, le choix de l'élément mobile associé à un champ magnétique, la place d'un aimant lorsque ce dernier est utilisé pour générer le champ magnétique, la nature de l'aimant, la nature du détecteur du champ magnétique, le positionnement de l'ampoule I.L.S. lorsqu'une telle ampoule est utilisée comme détecteur, et ses caractéristiques d'ouverture et de fermeture du contact des lames et le choix de transmettre le freinage au reste des systèmes du véhicule précisant de cette information (comme les feux stops) comme étant une coupure du courant traversant l'ampoule I.L.S. ou au contraire une activation de ce courant. REVENDICATIONS 1. Maître-cylindre d'un véhicule comportant, des moyens (204, 208, 404, 504, 600) pour associer un champ magnétique à un élément mobile (202, 407, 507, 602) du maître-cylindre, mis en déplacement par une tige de poussée d'un servomoteur, et des moyens (210, 300, 410, 510, 604) pour détecter un déplacement de ce champ magnétique, caractérisé en ce que lesdits moyens pour détecter un déplacement de ce champ magnétique comporte une ampoule à interrupteur à lame souple (210, 300, 410, 510, 604) pour détecter le déplacement du champ magnétique. 2. Servomoteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément mobile est un piston (202, 407, 507, 602) de compression du maître cylindre. L Maître-cylindre selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'un aimant (204, 208, 404, 504, 600) est agencé à l'élément mobile (202, 407, 507, 602) du maître-cylindre. 4. Maître-cylindre selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'aimant (204, 404, 504, 600) a une forme annulaire de façon à être agencé à un piston (202, 407, 507, 602) de compression du maître cylindre. 5. Maître-cylindre selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'aimant (208) est situé dans un logement de l'élément mobile (202). 6. Maître-cylindre selon la revendication 3, 4, ou 5 caractérisé en ce qu'on situe l'ampoule à interrupteur à lame souple (510) vis-à-vis de l'aimant {504) associé à l'élément mobile (507) de telle sorte que, lorsque le dispositif de freinage est au repos, aucun courant ne parcourt l'ampoule à interrupteur à lame souple (510). 7. Servomoteur selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce qu'on situe l'ampoule à interrupteur à lame souple (410) vis-à-vis de l'aimant (404) associé à l'élément mobile {407) de telle sorte que, lorsque le dispositif de freinage est au repos, l'ampoule à interrupteur à lame souple (410) est parcourue par un courant non nul.