Brevet FR2922845A1 — publié le 20090501

INTERFACE DE COMMANDE HYDRAULIQUE UTILISEE NOTAMMENT DANS UN CIRCUIT DE FREINAGE DE VEHICULE AUTOMOBILE Domaine de l'invention La présente invention concerne une interface de commande hydraulique et s'applique plus particulièrement à un circuit de freinage de véhicule, notamment de véhicule automobile. Cette interface trouve sa place entre le pédalier de frein et l'amplificateur de freinage d'un organe de commande de frein principal du véhicule. La présente invention a notamment iu pour but de résoudre les problèmes de positionnement et d'encombrement des interfaces de commande de type mécanique de l'art antérieur, par exemple basées sur un système mécanique à renvoi d'angle. tout en garantissant la sécurité attendue de tels dispositifs. Etat de la technique 15 Actuellement, un véhicule automobile qui dispose d'une direction à droite ou à gauche est équipé généralement d'un organe de commande de frein principal, commandé par les mouvements d'un pédalier de freinage. Ce pédalier définit un bras de levier fixé à un élément de la structure de la caisse du véhicule, et relié à l'organe de commande de frein principal, par 20 l'intermédiaire d'une barre transversale. La barre transversale est articulée. à la fois, autour du pédalier de freinage et de l'organe de commande de frein principal. Cette barre transversale sert de système de renvoi d'angle pour actionner la tige de poussée de l'organe de commande de frein principal. Un tel dispositif est décrit dans le document FR 2629033 A. Un tel dispositif de renvoi d'angle d'un pédalier 30. décrit à la figure 3. est monté sur un élément de structure de caisse d'un véhicule automobile. Il comprend des moyens mécaniques qui lient au moins une pédale 31, notamment de freinage du pédalier 30, à l'organe 32 de commande de frein principal. Les moyens mécaniques comportent une barre 33 transversale de 30 renvoi, qui est montée en rotation sur l'élément de la structure de caisse. et qui lie la pédale 31 du pédalier 30 à l'organe 32 de freinage. Cette barre 33 transversale est coudée en au moins un point pour contourner les éléments fonctionnels portés par l'élément de la structure de caisse du véhicule. Un coude 34, 35 de la barre 33 transversale lui permet de contourner la branche verticale du conduit coudé de façon à ce que la barre 33 transversale soit intercalée longitudinalement entre la face arrière du tablier 36 et la branche verticale du bloc 37 de climatisation du véhicule. Cependant, la disposition d'une telle barre 33 transversale pose des problèmes d'encombrement à cause du manque d'espace à l'intérieur du véhicule, et entraine des pertes de rendement du mécanisme du pédalier 30 notamment pour les véhicules à direction à droite. De plus.. cette barre 33 transversale présente des contraintes d'implantation de l'organe 32 de commande de frein principal ainsi que du pédalier 30 dans le véhicule. to Exposé de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des techniques exposées précédemment. A cette fin, l'invention propose un dispositif permettant de supprimer le renvoi d'angle mécanique proposé par l'art antérieur ainsi que les inconvénients associés. Ce but est atteint par l'utilisation d'une interface de commande hydraulique. Cette interface remplace le renvoi d'angle mécanique de l'art antérieur. Cette interface est montée entre la pédale de frein et l'organe de commande de frein principal. Un tel dispositif est beaucoup moins encombrant que les dispositifs utilisés dans l'art antérieur. 2v Plus précisément, l'invention a pour objet une interface de commande hydraulique, disposée entre un actionneur générateur de force mécanique et un organe de commande récepteur de force mécanique. caractérisée en ce qu'elle comporte un premier et un deuxième dispositif hydraulique. aptes chacun à recevoir et/ou transmettre une force, chaque dispositif hydraulique comportant un premier et un second piston dont : - le premier piston est apte à recevoir et/ou transmettre une force mécanique, - le premier et le second piston forment une première chambre entre eux. - le second piston et le corps du dispositif hydraulique forment une deuxième chambre, et en ce que, les deux dispositifs hydrauliques sont liés l'un à l'autre par deux canalisations, dont : - une première canalisation qui relie la première chambre du premier dispositif avec la deuxième chambre du deuxième dispositif et. - une seconde canalisation qui relie la deuxième chambre du deuxième dispositif avec la première chambre du deuxième dispositif. L'invention comporte également l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - les deux dispositifs hydrauliques sont identiques. - les deux dispositifs hydrauliques comportent chacun une première et une seconde partie : - une première partie qui constitue un coulisseau. guidant le premier piston en translation, iu - une seconde partie qui constitue un vérin lanceur du second piston, - la première chambre du premier dispositif et la deuxième chambre du deuxième dispositif communiquent entre elles par l'intermédiaire de la première canalisation définissant un premier circuit hydraulique, - la deuxième chambre du premier dispositif et la première chambre du deuxième dispositif communiquent entre elles par l'intermédiaire de la deuxième canalisation définissant un deuxième circuit hydraulique, - le premier et le second circuit hydraulique sont indépendant l'un de (autre, ce qui garanti la sécurité du freinage dans le cas d'une défaillance 20 (fuite) sur l'un des deux circuits. L'invention a également pour objet un procédé permettant la mise en oeuvre de l'interface telle que défini précédemment, caractérisé en ce que, lorsqu'un effort est généré par l'actionneur. les étapes suivantes sont effectuées : - coulissement du piston vers l'intérieur du coulisseaui générant une pression dans la canalisation, et/ou sur le piston. - coulissement du piston vers l'intérieur d'un vérin, générant une pression dans la canalisation. L'invention comporte également l'une quelconque des caractéristiques 3u suivantes - coulissement du piston, sous l'effet de la pression provenant de la canalisation. -coulissement du piston, sous l'effet de la pression provenant de la canalisation et/ou du déplacement du piston, - déplacement de la tige de poussée jusqu'à une position de butée en fonction du coulissement du piston permettant l'actionnement de l'organe de commande, - lorsque l'actionneur ne génère plus d'effort, les étapes suivantes sont effectuées : - déplacement de la tige de poussée jusqu'à une position de repos, provoquant le coulissement du piston vers l'intérieur du coulisseau, -génération d'une pression dans la canalisation et/ou sur le iu piston, -coulissement du piston vers l'intérieur du vérin. générant une pression dans la canalisation, - coulissement du piston, sous l'effet de la pression provenant de la canalisation. i; - coulissement du piston, sous l'effet de la pression provenant de la canalisation et/ou du déplacement du piston, - déplacement d'une biellette en fonction du coulissement du piston, permettant à l'actionneur d'être en position de repos. L'invention à également pour objet une interface de commande de 2u freinage hydraulique telle que définie précédemment, caractérisé en ce que l'actionneur est une pédale de frein et en ce que l'organe de commande est un organe de commande de frein ; l'interface étant disposé entre une pédale de frein et un organe de commande de frein principal. L'invention à également pour objet une interface de commande de freinage hydraulique telle que définie précédemment dans lequel la pédale de frein est montée indifféremment à droite ou à gauche. Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 représente schématiquement l'agencement du renvoi d'angle au repos, selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement l'agencement du renvoi d'angle en fonctionnement.. selon l'invention. La figure 3 représente schématiquement un dispositif de renvoi d'angle existant dans l'art antérieur (déjà décrit). Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Les figures 1 et 2 représentent schématiquement une interface de commande hydraulique de freinage selon l'invention suivant deux séquences de fonctionnement. Dans une première séquence, présentée par la figure 1, on observe un actionneur par exemple une pédale 1 de frein montée en rotation par rapport à un élément 2 de la structure de caisse d'un véhicule. Cette pédale 1 de frein se présente sous la forme d'un bras de levier. Elle est apte à recevoir l'effort d'un conducteur sur une extrémité opposée au point de io fixation de ladite pédale 1 sur l'élément 2 de la structure de caisse du véhicule. La pédale 1 de frein est articulée autour d'une première extrémité 3 d'une biellette 4 et dont une seconde extrémité 5 est articulée autour d'une extrémité 6 d'un premier piston 7. Ce piston 7 se présente sous la forme d'un cylindre plein. apte à se loger en translation dans un premier dispositif hydraulique 8. Le premier dispositif hydraulique 8 comporte deux parties : une première partie qui constitue un coulisseau 9, guidant le piston 7 et une deuxième partie qui constitue un vérin 10 apte à actionner un deuxième piston 11. Le vérin 10 et le coulisseau 9, sont reliés solidairement l'un à l'autre. de telle sorte que le piston 11 est apte à glisser dans le coulisseau 9. Le premier dispositif hydraulique 8 est raccordé à un deuxième dispositif hydraulique 12 par l'intermédiaire de canalisations 13 et 14. Les canalisations 13 et 14 sont de préférence flexibles. Le deuxième dispositif hydraulique 12 comporte également un vérin 15 fixé solidairement à un coulisseau 16. Comme expliqué précédemment pour le dispositif hydraulique 8, le coulisseau 16 et le vérin 15 comportent respectivement un premier piston 18 et un deuxième piston 17. Les coulisseaux 9 et 16 comportent chacun. sur leur face latérale. respectivement, un orifice 19 et un orifice 20. Les vérins 10 et 15 comportent chacun un orifice. respectivement. 21 et 22 situé à l'opposé de la section de sortie de leurs pistons respectifs 11 et 17. o Les orifices 19 et 22 sont reliés entre eux par l'intermédiaire de la canalisation 13 et les orifices 21 et 20 sont reliés entre eux par (intermédiaire de la canalisation 14. Les canalisations 13 et 14 définissent deux circuits hydrauliques indépendants dans lesquels circule le fluide. Ainsi, par le bais de ces deux circuits hydrauliques 13 et 14, le déplacement des pistons 7. 11. 17 et 18. provoquent des variations de volume du fluide hydraulique dans différentes chambres. Ces chambres servent de logement des pistons cités précédemment. Ces différentes chambres seront définies par la suite. Ces variations de volume sont dues à la compression et à la dilatation du fluide hydraulique. Les séquences de déplacement de chaque piston 7, 11, 17 et 18. seront définies par la suite. Le piston 18 présente une extrémité 23 qui est articulée sur d'une tige de poussée 24 d'un organe 25 de commande de frein principal. Dans une première séquence de fonctionnement dite de repos. la pédale 1 de frein du véhicule automobile est levée, permettant d'avoir. au niveau du dispositif hydraulique 8, le piston 7 du coulisseau 9 sorti. i o Généralement le piston 11 du vérin 10 est sorti de son logement. L'espace qui se trouve entre le piston 7 et le piston 11 forme une première chambre 26 dans laquelle le fluide hydraulique est dilaté. L'espace qui se trouve entre le piston 11 et le corps du vérin 10 opposée à la sortie du piston 11, forme une deuxième chambre 27 dans laquelle se trouve également le fluide hydraulique dilaté. Dans cette première séquence la tige de poussée 24 de l'organe 25 de commande de frein est dans une position de repos. Le dispositif hydraulique 12, le piston 17 du vérin 15 et le piston 18 du coulisseau 16 sont alors rentrés dans leur logement respectif. En effet. l'espace qui se trouve entre le piston 17 et le piston 18, forme une première 20 chambre 28 (représentée sur la figure 2). De même, l'espace qui se trouve entre le piston 17 et le corps du vérin 15 opposé à la sortie du piston 17. forme une deuxième chambre 29 (représentée sur la figure 2). Le fluide hydraulique qui se trouve respectivement dans les chambres 28 et 29 est compressé. La compression du fluide hydraulique dans la chambre 28. du fait de l'effort exercé par la tige de poussée de l'organe 25 de commande de frein pour rester à sa position de repos. provoque un refoulement dudit fluide dans la canalisation 14, et par voie de conséquence pousse le piston 11 du vérin 10 . La combinaison du déplacement du piston 11 avec la compression du fluide hydraulique dans la chambre 29, du fait de la compression dudit ,0 fluide dans la chambre 28, provoque un refoulement à travers la canalisation 13 du fluide et maintien le piston 7 hors du logement de son coulisseau 9. Ainsi, la pédale 1 de frein 'maintient un certain effort à l'encontre d'une éventuelle action d'un conducteur sur ladite pédale 1. Dans une deuxième séquence de fonctionnement, le conducteur du véhicule automobile exerce un effort sur la pédale 1 de frein. Dans ce cas, le piston 7 recule dans son logement. autrement dit. dans la chambre 26 formée par l'alésage du coulisseau 9. Le fluide hydraulique qui se trouvait dans la chambre 26 est alors comprimé, générant. par refoulement, une pression dans la canalisation 13. La combinaison du déplacement du piston 7 avec la compression du fluide se trouvant dans la chambre 26 provoque le déplacement du piston 11 à l'intérieur de son logement. de manière à exercer une compression du fluide hydraulique se trouvant dans la chambre 27. Cette compression du fluide hydraulique dans la chambre 27 génère. par refoulement. une pression dans la canalisation 14. Les pressions respectivement générées dans les canalisations 13 et 14 s'exercent io respectivement sur les pistons 17 et 18. Les pressions s'exerçant sur ces deux pistons 17 et 18 engendrent leurs déplacements. Le déplacement de ces pistons 17 et 18 provoque une dilatation du fluide hydraulique se trouvant respectivement dans les chambres 29 et 28. Ainsi, l'effort exercé par le piston 18 sur la tige de poussée 24 de l'organe 25 de commande de frein provoque un freinage progressif du véhicule. proportionnel à l'effort exercé par le conducteur sur la pédale 1 de frein. Les diamètres des pistons 7. 11. 17 et 18 sont. de préférence; identiques pour générer une pression identique à la fois dans la canalisation 13 et dans la canalisation 14. L'effort permettant le déplacement de la tige de poussée 24, de l'organe 25 de commande de 2v frein. jusqu'à une position de butée, est proportionnel aux diamètres des sections des pistons 7. 11, 12 et 18. Dans une troisième séquence de fonctionnement, la pédale 1 de frein est relâchée par le conducteur. Dans ce cas. la tige de poussée 24 se déplace jusqu'à une position de repos. Le retour de la tige de poussé dans sa position de repos, provoque le coulissement du piston 18 vers l'intérieur du coulisseau 16. Le coulissement du piston 18 génère une pression dans la canalisation 14 etiou sur le piston 17. La pression exercée sur le piston 17 provoque son coulissement vers l'intérieur du vérin 15. Ce coulissement du piston 17 génère une pression dans la canalisation 13. Un coulissement du ,u piston 11; sous l'effet de la pression provenant de la canalisation 14 est effectué. De même, un coulissement du piston 7. sous l'effet de la pression provenant de la canalisation 13 et/ou du déplacement du piston 11 est effectué. De ce fait La biellette 4 se déplace en fonction du coulissement du piston 7. permettant à la pédale 1 de frein d'être repoussée dans sa position de repos. Dans le cas où une défaillance est amenée à survenir sur l'une des deux canalisations 13 ou 14, le dispositif de l'invention effectue une étape spécifique en fonction de la canalisation défectueuse. En effet. lorsque la défaillance provient de la canalisation 13. par exemple s'il y a une fuite de fluide hydraulique, les chambres 26 et 29 se vident plus ou moins progressivement. Quand le conducteur exerce une action sur la pédale 1 de frein. le piston 7 vient en contact mécanique avec le piston 11 et le pousse. de sorte que le déplacement de ces deux pistons 7 et 11 juxtaposés permet d'exercer une compression du fluide hydraulique qui Io se trouve dans la chambre 27. Cette compression du fluide hydraulique dans la chambre 27 génère. par refoulement, une pression dans la canalisation 14 remplissant la chambre 28. Sous l'effet du fluide hydraulique sous pression dans la canalisation 14. le piston 17, qui ne rencontre aucune résistance de fluide dans la chambre 29 du fait de la défaillance de la canalisation 13. est poussé vers le fond de la chambre 29 du vérin 15. Le fluide hydraulique continuant à remplir la chambre 28 provoque le déplacement du piston 18. actionnant ainsi la tige de poussée 24 de l'organe 25 de commande de frein. Lorsque la défaillance provient de la canalisation 14. pour des raisons similaires à celles exposées précédemment, les chambres 27 et 28 se vident 2.o plus ou moins progressivement. Quand le conducteur exerce une action sur la pédale 1 de frein, le piston 7 se déplace. exerçant une compression du fluide hydraulique dans la chambre 2.6. Sous l'effet du fluide hydraulique sous pression dans la chambre 26, le piston 11. qui ne rencontre aucune résistance de fluide dans la chambre 27 du fait de la défaillance de la 25 canalisation 14. est poussé vers le fond de la chambre 27 du vérin 10. Le fluide hydraulique étant de plus en plus compressé dans la chambre 26. génère.. par refoulement. une pression dans la canalisation 13; remplissant ainsi la chambre 29. Le fluide hydraulique sous pression provoque le déplacement du piston 17. Le déplacement du piston 17 permet de venir en o contact avec le piston 18 actionnant ainsi la tige de poussée 24 de l'organe 25 de commande de frein. Cependant, en cas de défaillance de l'une quelconque de ses canalisations 13 et 14, l'une des deux conditions suivantes doit être respectée. La première condition repose sur le fait que la compression du fluide dans chacune des canalisations 13 et 14 permet d'assurer. en cas de défaillance, la course totale de la tige de poussée 24. et en fonctionnement normal, deux fois la course de la tige de poussée 24 de l'organe 25 de commande de frein. La seconde condition repose sur le fait que la compression du fluide dans chacune des canalisations 13 et 14 permet d'assurer, en cas de défaillance, la moitié de la course de la tige de poussée 24. et en fonctionnement normal, la totalité de la course de la tige de poussée 24 de l'organe 25 de commande de frein. Un avantage découle des deux conditions précédemment citées qui est de permettre d'avoir deux circuits hydrauliques indépendants. Ces deux circuits indépendants comprennent d'une part. la chambre 26. la canalisation 13 et la chambre 29. et d'autre part.. la chambre 27. la canalisation 14 et la chambre 28. Ce double circuit permet de garantir la sécurité du dispositif de l'invention dans le cas d'une fuite sur l'un de ses circuits hydrauliques. Le dispositif de l'invention permet de remplacer avantageusement le renvoi d'angle de type mécanique, contraignant pour des raisons d'encombrement et d'orientation. La flexibilité des canalisations permet au pédalier d'être monté indifféremment à droite ou à gauche du véhicule. en fonction du pays de destination dudit véhicule. REVENDICATIONS 1 ù Interface de commande hydraulique, disposée entre un actionneur générateur de force mécanique et un organe de commande récepteur de force mécanique. caractérisée en ce qu'elle comporte un premier et un deuxième dispositif hydraulique (8. 12). aptes chacun à recevoir et'ou transmettre une force, chaque dispositif hydraulique (8, 12) comportant un premier et un second piston (7. 18, 11. 17) dont : - le premier piston (7, 18) est apte à recevoir et/ou transmettre une i t) force mécanique, - le premier et le second piston (7, 18. 11; 17) forment une première chambre (26. 28) entre eux. - le second piston (11. 17) et le corps du dispositif hydraulique (8. 12) forment une deuxième chambre (27. 29). i, et en ce que, les deux dispositifs hydrauliques (8. 12) sont liés l'un à l'autre par deux canalisations (13. 14). dont : - une première canalisation (13) qui relie la première chambre (26) du premier dispositif (8) avec la deuxième chambre (29) du deuxième dispositif (12) et.. ,o - une seconde canalisation (14) qui relie la deuxième chambre (29) du deuxième dispositif (12) avec la première chambre (28) du deuxième dispositif (12). 2 ù Interface de commande hydraulique selon la revendication 1. caractérisée en ce que les deux dispositifs hydrauliques (8. 12) sont 25 identiques. 3 - Interface de commande hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les deux dispositifs hydrauliques (8, 12) comportent chacun une première et une seconde partie : - une première partie qui constitue un coulisseau (9. 16), guidant le o premier piston (7. 18) en translation. - une seconde partie qui constitue un vérin (10, 15) lanceur du second piston (Il. 17). 4 ù Interface de commande hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que.les chambres (26) et (28) communiquent entre elles par l'intermédiaire de la canalisation (13) définissant un premier circuit hydraulique, les chambres (27) et (29) communiquent entre elles par l'intermédiaire de la canalisation (14) définissant un deuxième circuit hydraulique. ù Interface de commande hydraulique selon la revendication 4. caractérisée en ce que le premier et le second circuit hydraulique sont indépendant l'un de l'autre. lU 6 ù Procédé permettant la mise en oeuvre de l'interface de commande hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lorsqu'un effort est généré par l'actionneur (1), les étapes suivantes sont effectuées : -coulissement du piston (7) vers l'intérieur du coulisseau (9), générant une pression dans la canalisation (13). et/ou sur le piston (11), -coulissement du piston (11) vers l'intérieur d'un vérin (10). générant une pression dans la canalisation (14). 7 ù Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comporte 20 les étapes suivantes : - coulissement du piston (17), sous l'effet de la pression provenant de la canalisation (13), - coulissement du piston (18). sous l'effet de la pression provenant de la canalisation (14) etiou du déplacement du piston (17), déplacement de la tige de poussée (24) jusqu'à une position de butée en fonction du coulissement du piston (18) permettant l'actionnement de l'organe (25) de commande. 8 ù Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 7 caractérisé en ce que. lorsque l'actionneur (1) ne génère plus d'effort. les m étapes suivantes sont effectuées : - déplacement de la tige de poussée (24) jusqu'à une position de repos, provoquant le coulissement du piston (18) vers l'intérieur du coulisseau (16). - génération d'une pression dans la canalisation (14) et ou sur le piston (17),- coulissement du piston (17) vers l'intérieur du vérin (15). générant une pression dans la canalisation (13). 9 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - coulissement du piston (11). sous l'effet de la pression provenant de la canalisation (14), - coulissement du piston (7), sous l'effet de la pression provenant de la canalisation (13) et/ou du déplacement du piston (11), - déplacement d'une biellette (4) en fonction du coulissement du lo piston (7). permettant à l'actionneur (1) d'être en position de repos. 10 û Interface de commande de freinage hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'actionneur est une pédale de frein et en ce que l'organe de commande est un organe de commande de frein ; l'interface étant disposé entre une pédale de frein et un 15 organe (25) de commande de frein principal. 11 û Véhicule comportant une interface de commande de freinage hydraulique selon la revendication 10 dans lequel !a pédale de frein est montée indifféremment à droite ou à gauche.