Brevet FR2873967A1 — publié le 20060210

L'invention concerne un système de commande de contacteur de stop pour véhicule à moteur à combustion interne et notamment pour les véhicules automobiles. L'invention concerne un également l'application de ce système au déclenchement d'un système de stabilisation du véhicule (ESP) en cas de défaillance du servomoteur d'assistance au freinage. Dans les systèmes connus, le contacteur de stop permettant l'éclairage des feux stop du véhicule est commandé par l'actionnement de la pédale de frein. Cependant, on peut avoir intérêt de commander les signalisations de stop du véhicule par la détection d'une différence de pression entre les deux chambres du servomoteur d'un véhicule. Cela peut présenter l'avantage de permettre le fonctionnement des feux stop dès que le conducteur relâche l'accélérateur. En effet, lorsque le conducteur d'un premier véhicule doit freiner, il se passe un certain temps entre le moment où il relâche l'accélérateur et le moment où il appuie sur la pédale de frein. Le conducteur d'un deuxième véhicule qui suit ce premier véhicule n'est donc prévenu de ce freinage, par l'éclairage de feux stop, qu'un certain temps après que le conducteur de ce premier véhicule a décidé de freiner. Pour cela le système de l'invention va utiliser des informations pneumatiques disponibles au niveau du servomoteur d'assistance au freinage d'un véhicule. Par ailleurs, l'invention permettra également éventuellement de détecter le non fonctionnement du servomoteur d'assistance au freinage lorsqu'in freinage sera détecté alors qu'aucune information ne sera reçue du servomoteur Un servomoteur d'assistance au freinage classique, plus particulièrement du type à dépression, comprend, dans un boîtier hermétique, une chambre avant et une chambre arrière séparées l'une de l'autre par une jupe et un piston pneumatique monté de manière fixe sur la jupe, l'ensemble étant susceptible d'actionner un maître-cylindre de freinage à partir d'une position de repos. Le piston pneumatique comporte un moyen de valve trois voies actionnable par une tige de commande reliée mécaniquement à une commande de frein (pédale de frein). La chambre avant est destinée à être connectée à une source de vide (ou une source de dépression) disponible sur le véhicule. Classiquement, cette source de dépression utilise la dépression régnant dans le collecteur d'admission moteur. Le rôle du moyen de valve trois voies consiste à mettre sélectivement la chambre arrière en communication avec la chambre avant ou avec l'atmosphère. Le moyen de valve trois voies comprend typiquement un élément de clapet annulaire mobile axialement, susceptible de venir alternativement en appui soit contre un siège mobile formé à l'extrémité d'un plongeur solidaire de la tige de commande, soit contre un siège annulaire formé, autour du siège mobile, par le moyeu du piston moteur dans lequel coulisse axialement le plongeur. Dans la position de repos du moyen de valve trois voies, l'élément de clapet annulaire est normalement maintenu élastiquement en appui contre le siège mobile, dans une configuration établissant une communication entre les deux chambres du servomoteur. Par contre, le déplacement axial de la tige de commande provoque, à partir de la position de repos, un effacement du siège mobile de sorte que l'élément de clapet annulaire vient alors porter contre le siège annulaire du moyeu, ce qui a pour effet d'isoler les deux chambres l'une de l'autre et de mettre la chambre arrière en communication avec l'atmosphère. La différence de pression ainsi créée de part et d'autre du piston moteur provoque le déplacement de ce dernier pour l'actionnement du maître-cylindre. En l'absence de commande de freinage, les deux chambres sont donc en communication et normalement dans le même état de pression. Par ailleurs, comme on l'a vu, la source de dépression utilisée pour le servomoteur est connectée sur un organe du moteur à combustion interne (classiquement sur le collecteur d'admission). On constate que lorsque la pédale d'accélérateur du véhicule est relâchée brutalement, il se produit une augmentation rapide de la dépression qui se propage dans la chambre avant. Cette augmentation de la dépression est d'autant plus sensible que le moteur fonctionne à un régime élevé. L'invention se propose de mettre à profit ce phénomène dans un système de commande des contacteurs de stop pour commander ceux-ci. L'invention concerne donc un système de commande de contacteur de stop pour véhicule à moteur à combustion interne, comprenant un servomoteur de commande de freins comportant une chambre avant et une chambre arrière. La chambre avant est mise sous vide en permanence par un dispositif de dépression commandé par le fonctionnement du moteur. La chambre arrière est mise sous vide, en l'absence de commande de freinage, par l'intermédiaire de la chambre avant et est mise à la pression atmosphérique ambiante par l'actionnement de la pédale de frein. Ce système comporte en outre: - une enceinte possédant une première face d'extrémité et une deuxième face d'extrémité opposée à la première, communiquant avec la chambre avant ou avec le dispositif de dépression par un premier accès situé au niveau de la première face d'extrémité, ainsi qu'avec la chambre arrière par un deuxième accès situé au niveau de la deuxième face d'extrémité, - un piston mobile dans ladite enceinte entre la première face d'extrémité et la deuxième face d'extrémité, - un dispositif de commande de contacteur de stop situé dans l'enceinte au niveau de la première face d'extrémité, - un ressort de compression situé entre la première face d'extrémité et le piston. Préférentiellement, l'enceinte et le piston sont cylindriques et d'axes colinéaires. Le premier accès et le deuxième accès sont situés respectivement dans la première face d'extrémité et dans la deuxième face d'extrémité. Selon une variante de réalisation, la chambre avant possède un dispositif de raccordement permettant de la connecter au dispositif de dépression et ledit premier accès est connecté à ce dispositif de raccordement. De plus, il est prévu que les faces d'extrémités soient munies de joints d'étanchéité contre lesquels le piston est destiné à venir s'appuyer. Avantageusement, les faces d'appui du piston sur ces joints comportent des surfaces annulaires permettant de réduire les surfaces portantes sur lesdits joints. Selon une forme de réalisation, la première face d'extrémité comporte une rainure annulaire située à l'intérieur de l'enceinte. Le premier accès débouche alors dans la rainure annulaire. On peut prévoir que le dispositif de commande de contacteur de stop est mobile selon le même axe que le piston et permet d'agir sur un commutateur électrique. Selon une autre forme de réalisation, le dispositif de commande de contacteur de stop comporte au moins un contact destiné à être connecté à un circuit de fonctionnement des feux stop du véhicule et la face du piston destinée à entrer en contact avec ledit dispositif de commande possède une surface conductrice de l'électricité. Egalement, le dispositif de commande de contacteur de stop peut comporter deux contacts électriques destinés à être connectés électriquement par ladite surface conductrice. L'invention concerne également un système de commande d'un système de stabilisation d'un véhicule. Ce système comporte un système de commande de contacteur de stop tel que décrit précédemment. Une unité centrale de commande est capable de recevoir, d'une part, dudit système de commande, une première information de déséquilibre de pressions existant entre la chambre avant et la chambre arrière, et d'autre part, de capteurs de détection de freinage, au moins une deuxième information indiquant qu'une manoeuvre de freinage est entreprise. Cette unité centrale commande le fonctionnement d'un système de stabilisation (ESP) en cas d'absence de réception de la première information et de la réception de la deuxième information. Les différents aspects et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figures annexées qui représentent: - la figure 1, un exemple de réalisation simplifié du système de l'invention, - la figure 2, une variante de réalisation simplifiée du système de l'invention, - les figures 3a à 3c, un exemple de réalisation 35 simplifié du système de l'invention. - la figure 4, une application du système selon l'invention à un système de détection de défaillance du servomoteur et permettant de suppléer cette défaillance. En se reportant à la figure 1, on va donc décrire un exemple de réalisation simplifié d'un système de commande de contacteur de stop applicable dans un véhicule équipé d'un moteur à combustion interne et d'un système de freinage comportant un servomoteur d'assistance au freinage. Le servomoteur d'assistance au freinage représenté à titre d'exemple comporte un boîtier 10 formé de deux coquilles 12 et 14 assemblées à leurs périphéries de façon à enserrer un bourrelet extérieur 15 d'une membrane souple 16 constituant, en association avec un plateau rigide 18 et moyeu tubulaire 19, un ensemble piston moteur 20. De cette façon, le piston moteur 20 divise le boîtier 10 en deux chambres, une chambre avant 22 et une chambre arrière 26. La chambre avant 22 est destinée à être reliée en permanence à une source de vide par l'intermédiaire d'un dispositif de raccordement 24. Selon l'exemple de la figure 1, le dispositif de raccordement 24 est connecté par une canalisation 24' au collecteur d'admission 9 du moteur du véhicule et symbolisé en pointillés en haut de la figure 1. La chambre arrière 26 est destinée à être sélectivement mise en communication soit avec la chambre avant, soit avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un filtre 27. La partie tubulaire arrière en saillie du moyeu 19 renferme un moyen de valve trois voies 30 comprenant un clapet annulaire mobile 32, en matériau élastomère, susceptible de venir alternativement en appui axial, soit contre un siège annulaire mobile 34 formé à l'extrémité arrière d'un plongeur 50 solidaire d'une tige de commande d'entrée 36 du servomoteur, soit contre un 2873967 7 siège annulaire 40 défini centralement dans le moyeu 19 autour du siège annulaire mobile 34. La tige de commande 36 est destinée à être reliée à la pédale d'actionnement de frein du véhicule (non représentée). Le moyeu 19 comporte un alésage axial 37 formant portée de coulissement axial pour le plongeur 50 qui se termine, à l'opposé du siège mobile 34, par une surface frontale d'appui 35. Cette surface frontale est destinée à entrer en engagement avec un dispositif de réaction 38 constitué d'un disque en matériau élastomère. La face opposée du disque de réaction 38 coopère avec une tige de poussée 42 destinée à être couplée mécaniquement avec un maître-cylindre (non représenté) pour commander les pistons de ce dernier. Un ressort 44 prend appui contre un renfort annulaire de la coquille avant 12 du boîtier pour solliciter le piston moteur 20 vers l'arrière, dans sa position de repos représentée sur la figure 1, en appui par exemple contre la coquille arrière 14. Sur l'exemple de réalisation de la figure 1, lorsque le servomoteur est dans cette position de repos, la face d'appui avant de l'élément de clapet mobile 32 est dégagée du siège annulaire 40 d'une distance d de façon à permettre aux deux chambres 22 et 26 de communiquer l'une avec l'autre par l'intermédiaire de passages internes 46, 48, et 49 prévus dans le moyeu 19. Plus précisément, le passage longitudinal 46 permet une communication entre la chambre avant 22 et l'ouverture du siège annulaire 40 tandis que le passage longitudinal interne 48 et le passage radial 49 permettent une communication entre la chambre arrière 26 et l'ouverture du siège annulaire 40. Dans la position de repos représentée sur la figure 1, les deux chambres 22 et 26 communiquent l'une avec l'autre et sont supposées être toutes les deux en dépression, du fait que l'élément de clapet 32 est en appui étanche contre le siège 34 du plongeur 50 sous l'action d'un ressort de rappel 39 de la tige de commande et que la chambre avant est reliée par le dispositif de raccordement 24 à un dispositif de dépression tel que le collecteur d'admission 9 ou une pompe à vide. On trouvera une description de ce servomoteur dans la demande de brevet français FR 2 532 084. L'invention serait néanmoins applicable à un servomoteur dans lequel, en position de repos, les deux chambres seraient isolées l'une de l'autre après qu'elles aient été mise à la même pression. Un dispositif de commande 7 de contacteur de stop comporte une enceinte 70 dans laquelle peut coulisser un piston 74 entre deux faces d'extrémités 71 et 72. Un accès 73 situé sensiblement au niveau de la face d'extrémité 71 permet de connecter l'enceinte 70 à la chambre avant 22 du servomoteur. De même, un accès 76 situé sensiblement au niveau de la face d'extrémité 72 permet de connecter l'enceinte à la chambre arrière 26 du servomoteur. Le piston 74 est donc situé entre les deux accès 73 et 76. Un ressort 75 situé entre la face d'extrémité 71 et le piston, tend à repousser celui-ci vers la face 25 d'extrémité 72. Un dispositif 8 de contacteur de stop traverse la face d'extrémité 71 et émerge dans l'enceinte 70. Lorsque les chambres avant et arrière du servomoteur sont à la même pression, la pression est la même dans l'enceinte 70 des deux côtés du piston 74. Le ressort est calibré pour repousser le piston 74 vers la face d'extrémité 72. Lorsque la chambre avant 22 est à une pression inférieure à celle régnant dans la chambre arrière 26, on retrouve ces pressions dans l'enceinte 70. La zone située du côté de la face d'extrémité 71 est à une pression inférieure à celle située du côté de la face d'extrémité 72. En raison de cette différence de pression, le piston 74 est attirée vers la face d'extrémité 71 et entre en contact avec le dispositif de contacteur de stop 8. Ce fonctionnement se produit lors de l'actionnement de la pédale de frein agissant sur le servomoteur, mais il peut également se produire lors d'un relâchement brutal de la pédale d'accélérateur lorsque la source de vide est le collecteur d'admission. Comme on l'a vu précédemment, il se produit alors une augmentation de la dépression venant du collecteur d'admission 9 et donc une diminution de la pression dans la chambre avant 22. Cette diminution de pression ne se communique pas instantanément à la chambre arrière 26. Durant un court instant, les accès 73 et 76 et donc les zones de l'enceinte situées de part et d'autre du piston 74 sont à des pressions différentes ce qui provoque le fonctionnement du dispositif de commande 7 de contacteur de stop, ce qui permet d'anticiper le fonctionnement des feux stop du véhicule. Le dispositif 8 peut être un élément de contact. Il est isolé par un isolant 80 du reste du dispositif 7. Celui-ci est avantageusement mis à la masse du véhicule. Le contact du dispositif 8 avec le piston établit le circuit de fonctionnement des feux stop du véhicule et c'est donc l'ensemble du système 7/8 qui fait office de contacteur de stop. Selon une autre forme de réalisation, le dispositif 8 peut être une tige qui, poussée par le piston 74, commande mécaniquement un contacteur de stop 8' représenté en pointillés sur la figure 1. Selon une autre variante de réalisation, le dispositif 8 peut comporter deux contacts isolés l'un de l'autre. La face avant 77 du piston permet alors d'établir le conduction électrique entre les deux contacts et de fermer le circuit électrique de signalisation de stop. La figure 2 représente une variante de réalisation du système de l'invention dans laquelle le dispositif de commande de contacteur 7 est monté directement sur le dispositif de raccordement 24. L'accès 73 fait communiquer l'intérieur du dispositif de raccordement 24 avec l'intérieur de l'enceinte 70. Sur la figure 2, l'accès 73 du dispositif 7 est connecté à la face plane 24.1 du dispositif de raccordement 24, mais selon une autre variante de réalisation l'accès 73 peut être raccordé sur la face latérale 24.2 (généralement cylindrique). Egalement, selon une variante de l'invention non représentée le dispositif de commande de contacteur 7 peut être intégrer à l'embout 24 et former une seule pièce avec celui-ci. En se reportant aux figures 3a à 3c, on va maintenant décrire un exemple de réalisation plus détaillé du dispositif de commande de contacteur de stop 7. La figure 3a représente une vue en coupe et les figures 3b et 3c, respectivement des vues de dessus et de côté. On retrouve sur ces figures le piston 74 qui est placé dans l'enceinte 70 et le ressort 75 qui tend à pousser le piston 74 vers la droite (figure 3a) ainsi que les accès 73 et 76 situé de part et d'autre de l'enceinte 70. Aux deux extrémités de l'enceinte 70 sont prévus des joints d'étanchéité sur lesquels le piston vient en butée. Pour améliorer l'étanchéité, les surfaces portantes du piston destinées à être en contact avec ces joints ont été réalisées sous forme de couronne annulaires 84 et 85. La communication de l'accès 73 se fait par un évidement circulaire 86 réalisé dans la face d'extrémité 71. L'accès 76 est réalisé à l'aide d'un manchon 76' qui est vissé (ou monté à force) dans l'extrémité 72, ce qui permet le montage du piston dans l'enceinte 70. Dans l'exemple de réalisation représenté, le manchon 76' est destiné à être emmanché à force dans un tuyau flexible permettant de le raccorder à la chambre arrière 26 du servomoteur. Pour cela, l'extrémité 76' comporte une structure en forme de "sapin". L'extrémité du piston destinée à entrer en contact avec le dispositif 8 est munie d'une plaque en matériau conducteur 81. En se reportant à la figure 4, on va décrire un exemple d'application du système de l'invention à un système de détection de défaillance du servomoteur d'assistance au freinage et de commande du circuit de stabilisation du véhicule. Sur cette figure on retrouve le servomoteur 10 avec les chambres avant et arrière 22 et 26, ainsi que le système de commande 7 précédemment décrit. En cas de défaillance du servomoteur 10, un effort de freinage est transmis sans assistance au maître-cylindre 103. Le système de commande 7 ne détecte pas de déséquilibre de pression entre les chambres avant et arrière du servomoteur. Par ailleurs, une unité centrale de commande 104 est connecté au dispositif 8 du système de commande 7 et peut donc être informé de la situation du servomoteur. Cette unité centrale peut être également informé des commandes de freinage actionnées par le conducteur. Par exemple, sur la figure 4, on a supposé que l'unité centrale 104 reçoit des informations délivrées par un contact 101/102 commandé directement par la pédale de frein 100. L'unité centrale peut également être connectée à des capteurs (non représentés) disposés dans le circuit de freinage du véhicule, par exemple au niveau des roues du véhicule. L'unité centrale 104 est donc informée des manoeuvres de freinage du conducteur. Dans ces conditions, si l'unité centrale ne reçoit pas d'informations du système de commande 7 l'informant d'un déséquilibre de pression entre les chambres 22 et 26, et s'il est informé d'une manoeuvre de freinage du conducteur, il peut en déduire que le servomoteur est défaillant. Il commande alors le système de stabilisation ESP du véhicule qui agit alors de manière connue sur les dispositifs de freinage des roues du véhicule. REVENDICATIONS 1. Système de commande de contacteur de stop pour véhicule à moteur à combustion interne, comprenant un servomoteur de commande de freins (10) comportant une chambre avant (22) mise sous vide en permanence par un dispositif de dépression (9) commandé par le fonctionnement du moteur, une chambre arrière (26) mise sous vide, en l'absence de commande de freinage, par l'intermédiaire de la chambre avant, et mise à la pression atmosphérique ambiante par l'actionnement de la pédale de frein, caractérisé en ce qu'il comporte: une enceinte (70) possédant une première face d'extrémité (71) et une deuxième face d'extrémité (72) opposée à la première, communiquant avec la chambre avant (22) ou avec le dispositif de dépression (9) par un premier accès (73) situé au niveau de la première face d'extrémité (71), ainsi qu'avec la chambre arrière (26) par un deuxième accès (76) situé au niveau de la deuxième face d'extrémité (72), un piston {74) mobile dans ladite enceinte (70) entre la première face d'extrémité (71) et la deuxième face d'extrémité (72), un dispositif de commande (8) de contacteur de stop situé dans l'enceinte au niveau de la première face d'extrémité (71), un ressort de compression (75) situé entre la première face d'extrémité (71) et le piston (74). 2. Système de commande de contacteur de stop selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte 20 (70) et le piston (74) sont cylindriques et d'axes colinéaires, le premier accès (73) et le deuxième accès (76) sont situés respectivement dans la première face d'extrémité (71) et dans la deuxième face d'extrémité (72). 3. Système de commande de contacteur de stop selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre avant (22) possède un dispositif de raccordement (24) permettant de la connecter au dispositif de dépression (9) et en ce que ledit premier accès (73) est connecté à ce dispositif de raccordement. 4. Système de commande de contacteur de stop selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces d'extrémités (71, 72) sont munies de joints d'étanchéité (82, 83) contre lesquels le piston est destiné à venir s'appuyer et en ce que les faces d'appui du piston sur ces joints comporte des surfaces annulaires (84, 85) permettant de réduire les surfaces portantes sur lesdits joints. 5. Système de commande de contacteur de stop selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première face d'extrémité 71 comporte une rainure annulaire située à l'intérieur de l'enceinte (70), le premier accès (73) débouchant dans la rainure annulaire. 6. Système de commande de contacteur de stop selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande contacteur de stop (8) est mobile selon le même axe que le piston et permet d'agir sur un commutateur électrique (8'). 7. Système de commande de contacteur de stop selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande de contacteur de stop (8) comporte au moins un contact destiné à être connecté à un circuit de fonctionnement des feux stop du véhicule et en ce que la face du piston destinée à entrer en contact avec ledit dispositif de commande (8) possède une surface conductrice de l'électricité (81). 8. Système de commande de contacteur de stop selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande de contacteur de stop (8) comporte deux contacts électriques destinés à être connectés électriquement par ladite surface conductrice (81). 9. Système de commande d'un système de stabilisation d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un système de commande de contacteur de stop (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, une unité centrale de commande (104) recevant d'une part, dudit système de commande (7), une première information de déséquilibre de pressions existant entre la chambré avant (22) et la chambre arrière (26), et d'autre part, de capteur de détection de freinage (102), au moins une deuxième information indiquant qu'une manoeuvre de freinage est entreprise; l'unité centrale de commande commandant le fonctionnement d'un système de stabilisation (ESP) en cas d'absence de réception de la première information et de la réception de la deuxième information.