Brevet FR2913937A1 — publié le 20080926

PROCEDE ET SERVOMOTEUR DESTINES A DETECTER LE FREINAGE D'UN VEHICULE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL SERVOMOTEUR La présente invention se rapporte à un procédé et à un servomoteur destinés à détecter le freinage d'un véhicule ainsi qu'à un procédé de fabrication d'un tel servomoteur. 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 113 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 relié au système 113 de freinage, 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 106 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 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-à-dire 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 2 2913937 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 5 126 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 APxS où AP 10 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 associée, transmet ainsi une poussée F au maître-cylindre 112 associé au système de freinage. 15 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 20 au freinage, tel que l'Anti Blocking System (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 25 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. 30 Un premier 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. Un deuxième 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 3 2913937 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 5 les personnes chargées de ce travail étant donnée la position de la pédale de frein, si tuée dans un espace restreint et d'accès difficile en bas de l'habitacle du véhicule. L'invention résout au moins un de ces problèmes. Elle concerne un procédé de détection de freinage d'un véhicule muni 10 d'un servomoteur comprenant une tige de poussée destinée à transmettre une commande de freinage amplifiée à un maître-cylindre, caractérisé en ce qu'on utilise un pointeau, agencé parallèlement à la tige de poussée de façon à reproduire les déplacements de cette tige de poussée, et un capteur des 15 déplacements du pointeau, ce capteur étant fixé au servomoteur, pour détecter un freinage en détectant un déplacement du pointeau. Grâce à l'invention, le dispositif de détection de freinage du véhicule est intégré au servomoteur de telle sorte que cette fonction ne nécessite plus de montage et de réglages 20 propres sur la chaîne de montage du véhicule, réduisant ainsi le coût de montage de ce dispositif de détection dans le véhicule. L'invention permet utilisation de capteurs sans contacts vis-à-vis desquels il ne se produit plus d'usure mécanique de telle sorte que la durée de vie du détecteur et sa 25 fiabilité sont améliorées. Par ailleurs, on diminue la problématique d'interopérabilité des différents systèmes en cas de pannes ou de changements ultérieurs en intégrant le dispositif de détection de freinage dans le servomoteur car la distribution de pièces 30 entre l'habitacle et le moteur n'impose plus l'utilisation d'un type de dispositif donné. Enfin, on élimine aussi les efforts particulièrement pénibles sur la chaîne de montage relatifs à la position du dispositif de détection qui n'est plus située dans un espace 35 d'accès difficile dans l'habitacle conducteur. Dans une réalisation, le pointeau coulisse dans un logement du maître cylindre. 4 2913937 Dans une réalisation, le pointeau est solidaire du plateau par l'intermédiaire d'un ressort à spires jointives permettant de corriger les défauts de coaxialité liés à la construction de l'ensemble. Dans une réalisation, le capteur utilise un interrupteur à lame souple sensible à un champ magnétique qui varie en fonction du déplacement du pointeau. Selon une réalisation, le capteur utilise l'effet Hall pour détecter un déplacement du pointeau. Dans une réalisation, le pointeau génère un champ magnétique dans son extrémité proche du capteur, ce capteur étant sensible au champ magnétique du pointeau. Selon une réalisation, le capteur est un capteur à contacteur comprenant une commande mobile d'un interrupteur, le 15 pointeau venant en contact de la commande lorsque le pointeau se déplace. Dans une réalisation, le capteur est situé dans un boîtier agencé au maître cylindre. Selon une réalisation, le boîtier est étanche. 20 Dans une réalisation, le boîtier est positionné par rapport au maître cylindre par l'intermédiaire d'au moins un rail du maître-cylindre et d'une butée sur ce rail, le rail et la butée permettant d'assurer un positionnement axial sans jeu. Selon une réalisation, le boîtier est fixé au rail par 25 l'intermédiaire d'une pince élastique ceinturant le boîtier. L'invention concerne aussi un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage pour véhicule, ce servomoteur comprenant une tige de poussée destinée à transmettre une commande de freinage amplifiée à un maître cylindre. 30 Conformément à cette invention, un tel servomoteur est caractérisé en ce qu'il comprend un pointeau, agencé parallèlement à la tige de poussée de façon à reproduire les déplacements de cette tige de poussée, et un capteur des déplacements du pointeau, agencé au servomoteur et détectant un 35 freinage à partir de la détection d'un déplacement du pointeau selon un procédé conforme à. l'une des réalisations précédentes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 5 10 5 2913937 apparaîtront avec la description effectuée ci-dessous, à titre non limitatif, en référence aux figures ci-jointes sur lesquelles : - La figure 1, déjà décrite ci-dessus, est un schéma du 5 fonctionnement d'un dispositif de freinage connu, - La figure 2 représente une coupe axiale schématique d'un servomoteur conforme à l'invention, et - Les figures 3a et 3b représentent une réalisation d'un capteur mécanique mis en oeuvre dans le servomoteur décrit 10 à la figure 2. - La figure 4 représente une vue en trois dimensions d'une réalisation de l'agencement d'un boîtier 402, contenant un capteur non représenté, d'un pointeau 404 et d'un plateau 406 (équivalent au plateau 210 de la figure 2) à un maître cylindre 15 400. Le plateau 406 est réalisé en matière plastique. Il comprend des pattes 408 élastiques permettant de l'encliqueter dans la gorge du piston primaire. Sur la figure 2 est représenté un servomoteur 250 conforme à l'invention, c'est-à-dire comprenant un pointeau 220 20 associé au mouvement de la tige 200 de poussée du servomoteur, cette tige 200 étant analogue à la tige 110 de poussée décrite à la figure 1. Selon l'invention, le procédé de détection de freinage d'un véhicule est muni d'un maître cylindre 202, 400 et d'un 25 piston primaire 200, caractérisé en ce qu'on utilise un pointeau 220,305,404, agencé parallèlement au piston primaire 200 de façon à reproduire les déplacements du piston primaire 200, et un capteur 230,300 de déplacement du pointeau 220,305,404, pour détecter un freinage. 30 Pour cela, le piston 200 est muni d'un plateau 210, par exemple en plastique, qui permet de disposer le pointeau 220 parallèlement au piston 200. En outre, le pointeau 220 est maintenu parallèle au piston 200 grâce à un logement 222 du maître cylindre réalisant 35 une étanchéité au vide entre le pointeau 220 et le logement 222, dans lequel coulisse le pointeau 220. Par ailleurs, un capteur 230 des déplacements du 6 2913937 pointeau 220 est intégré dans un boîtier 232 associé au maître cylindre 202 du servomoteur de telle sorte que le pointeau 222 coulisse dans ce boîtier 232, au voisinage du détecteur 230, lors de ses déplacements. Le capteur 230 intégré dans le boîtier 232 peut être un interrupteur à lame souple, dénommé par la suite interrupteur I.L.S., comprenant deux lames métalliques, en vis-à-vis, sensibles à un champs magnétique et formant un circuit de détection. Plus précisément, ces lames métalliques sont telles que, selon qu'elles soient en présence ou en absence d'un champ magnétique, elles viennent en contact, fermant le circuit de détection, ou elles restent distantes, ouvrant le circuit de détection, l'une de l'autre. Ainsi, en considérant que le pointeau 220 est aimanté à son extrémité coulissant au voisinage du détecteur 230, il apparaît que, selon la position de l'extrémité du pointeau par rapport aux lames, celles-ci sont soit en contact lorsque le pointeau 222 s'approche, soit distantes lorsque le pointeau 222 20 s'éloigne. En d'autres termes, un courant variable est obtenu en sortie du capteur ILS 230 en fonction de la position du pointeau 220, c'est-à-dire en fonction de la position du piston 200 et, par conséquent, de la commande d'un freinage. 25 Dans une autre réalisation, le boîtier 232 comprend un capteur mécanique à contacteur, ou micro-switch en anglais , décrit en détail ci-dessous à l'aide des figures 3a et 3b. Plus précisément, on a représenté un tel capteur 300 au repos sur la figure 3a, c'est-à-dire lorsque aucun freinage 30 n'est commandé. Il apparaît que ce capteur 300 comprend un circuit électrique 320 ainsi qu'un interrupteur 302 qui, lorsque le pointeau 305 est maintenu distant, maintient le circuit ouvert de telle sorte qu'aucun courant ne peut parcourir le circuit 320. 35 Inversement, lorsqu'un freinage est commandé (figure 3b) , l'extrémité 305 du pointeau vient au contact d'une commande 310 de l'interrupteur 302 qui ferme alors le circuit 320, permettant le passage du courant dans ce dernier. 5 10 15 7 2913937 Ainsi, le courant qui traverse le circuit 320 est utilisé dans cette réalisation comme un signal de freinage aisément détectable, ce courant étant nul lorsque aucun freinage n'est commandé et non nul :Lorsqu'un tel freinage est effectué. 5 Toutefois, il convient de signaler que cette disposition peut être facilement échangée de façon à disposer d'un courant non nul au repos et d'un courant nul en cas de freinage. Dans une troisième réalisation, le capteur 230 intégré 10 dans le boîtier 232 utilise l'effet Hall pour détecter le déplacement du pointeau, ce dernier étant aimanté comme dans la première réalisation. Il convient de noter que le boîtier doit être particulièrement résistant aux conditions difficiles du 15 compartiment moteur, à savoir la température élevée et la nécessité d'une étanchéité forte, par vis-à-vis d'un jet de liquide intense de nettoyage. C'est pourquoi, dans une réalisation, ce boîtier est en polyamide 66, comprenant 30% de verre, matériau connu pour ses 20 propriétés de résistances thermiques et d'étanchéité. Par ailleurs, le pointeau est en plastique rigide. La figure 4 représente une vue en trois dimensions d'une réalisation de l'agencement d'un boîtier 402, contenant un capteur non représenté, d'un pointeau 404 et d'un plateau 406 25 (équivalent au plateau 210 de la figure 2) à un maître cylindre 400. Le plateau 406 est réalisé en matière plastique. Il comprend des pattes 408 élastiques permettant de l'encliqueter dans la gorge du piston primaire. Le pointeau 404 est relié au plateau 406, au niveau d'une 30 saillie 410 conique du plateau 406, par l'intermédiaire d'un ressort 412 hélicoïdal à spires jointives. Le diamètre du ressort 412 est légèrement :inférieur au diamètre de la saillie 410 du plateau sur laquelle il se visse en force ou s'ajuste. Ce ressort 412 réalise deux fonctions : 35 - Réglage de la course du pointeau 404 : comme il faut ajuster la course du pointeau 404 de façon à bien régler sa coopération avec le capteur, il suffit alors d'effectuer ce réglage en vissant ou en ajustant plus 8 2913937 ou moins le ressort 412 sur 1a saillie 410. - Alignement : ce ressort 412 peut travailler perpendiculairement à son axe grâce à son élasticité pour ainsi pouvoir corriger tout le long de la vie utile 5 du maître cylindre 400 d'éventuels légers défauts d'alignements entre la saillie 410 du plateau 406, le logement du maître-cylindre 400 que traverse le pointeau 404 et l'entrée du :boîtier 402 contenant le capteur. 10 Le capteur (indépendamment de son type) est soudé ou collé au boîtier 402. Le boîtier 402 est fixé sur le maître cylindre 400 grâce à une pince 414 ou lame recourbée élastique, placée en force selon la flèche 420 et qui ceinture le boîtier 402 pour reposer sur deux 15 rails 416 du maître cylindre 400. Ensuite, il est possible de faire coulisser (selon la flèche 418) le boîtier 402 jusqu'à une butée du maître cylindre 400 pour placer au mieux le boîtier en vue de respecter l'alignement plateau 406, pointeau 404 et boîtier 402. 20 Ainsi, le boîtier 402 est immobilisé parallèlement à l'axe du maître cylindre 400 et perpendiculairement à cet axe. Le ou les rails 416 et la butée permettant d'assurer un positionnement axial sans jeu du boîtier sur le maître cylindre 400. 25 La présente invention est susceptible de nombreuses variantes en fonction de divers paramètres comme, par exemple et sans limitation, le choix du type de capteur 230, le choix passant ou ouvert du circuit traversant le capteur 230 selon la détection ou pas de freinage et le positionnement du capteur 230 le long 30 du corps du maître cylindre. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de freinage d'un véhicule muni d'un maître cylindre (202, 400) et d'un piston primaire (200), caractérisé en ce qu'on utilise un pointeau (220,305,404), agencé parallèlement au piston primaire (200) de façon à reproduire les déplacements du piston primaire (200), et un capteur (230,300) de déplacement du pointeau (220,305,404), pour détecter un freinage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pointeau (220,305,404) coulisse dans un logement (222) du maître-cylindre (202,400). 3. Procédé selon la revendication 1, ou 2, caractérisé en ce que le pointeau (220,305,404) est solidaire du piston primaire du maître cylindre (200) par l'intermédiaire d'un plateau (210, 406), par exemple en matière plastique, situé dans le boîtier d'un servomoteur (250) associé au maître cylindre (202,400). 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pointeau (220,305,404) est solidaire du plateau (210,406) par l'intermédiaire d'un ressort (412) à spires jointives. 5. Procédé selon la revendication 1, 2, ou 3, caractérisé en ce que le capteur (230) utilise un interrupteur à lame souple sensible à un champ magnétique qui varie en fonction du déplacement du pointeau (220,404). 6. Procédé selon la revendication 1, 2, ou 3, caractérisé en ce que le capteur (230) utilise l'effet Hall pour détecter un d é p l a c e m e n t du p o i n t e a u ( 2 2 0, 4 0 4). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pointeau (220,404) génère un champ magnétique dans son extrémité proche du capteur (230), ce capteur étant sensible au champ magnétique du pointeau. 8. Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le capteur (230,300) est un capteur (230,300) à contacteur comprenant une commande (310) mobile d'un interrupteur (302), le pointeau (220,305,404) venant en contact de la commande (310) lorsque ce pointeau (220,305,404) se déplace. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le capteur (230,300) est situé dans un boîtier (232,402) solidaire du maître cylindre (202,400). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le boîtier (232,402) du capteur (230, 300) est étanche. 11. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le boîtier (402) est positionné par rapport au maître cylindre (400) par l'intermédiaire d'au moins un rail (416) du maître cylindre (400) et d'une butée sur ce rail (416) , le rail (416) et la butée permettant d'assurer un positionnement axial sans jeu. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le boîtier (402) est fixé au rail (416) par l'intermédiaire d'une pince (414) élastique ceinturant le boîtier (402).