Brevet FR2949733A1 — publié le 20110311

i Domaine de l'invention Système de freins hydrauliques à servofrein et simulateur de freinage pour un véhicule automobile, comprenant un actuateur interposé entre le maître-cylindre et la pédale de frein pour détecter toute action sur la pédale de frein et la transmettre au simulateur qui commande le servofrein et génère une réaction simulée, appliquée à la pédale de frein par l'actuateur, l'actuateur étant relié au simulateur par une conduite de liquide de frein pour transmettre dans un sens, l'action sur la pédale de frein et io en retour, la réaction des freins, simulée par le simulateur, pour la pé- dale de frein, l'actuateur étant en forme de cylindre logeant un piston relié à la pédale de frein et délimitant la chambre de pression recevant le liquide de frein, cette chambre étant reliée au simulateur. 15 Etat de la technique On connaît un tel système de freins hydrauliques (ou système de freinage hydraulique) à servofrein et simulateur de freinage pour véhicule automobile, notamment selon les documents WO 2007/080106 et WO 2007/080158. 20 Ce système de freins connu présente l'inconvénient qu'en cas de défaillance du vide, l'action sur le maître-cylindre exercée directe-ment par la pédale de frein poussant l'actuateur, doit vaincre la force absorbée par le simulateur si bien qu'en pratique, on ne peut pas atteindre la pression requise pour le fonctionnement du système de freins. 25 But de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des systèmes de freins hydrauliques connus et de permettre un freinage efficace, même en cas de défaillance du vide. Exposé et avantages de l'invention 30 A cet effet, la présente invention concerne un système de freins hydrauliques du type défini ci-dessus caractérisé par un clapet à commande pneumatique installé dans une conduite hydraulique reliant la chambre de pression de l'actuateur à un réservoir de liquide de frein et une liaison pneumatique entre la chambre de vide du servofrein et le cla- 35 pet pour le commander en fonction du vide ou de l'absence de vide régnant dans le servofrein et le clapet coupe la liaison hydraulique entre la chambre et le réservoir ou réalise cette liaison pour mettre la chambre hors pression et neutraliser le simulateur. 2 En neutralisant l'action du simulateur de freins en cas de défaillance du vide, l'effort exercé sur la pédale de frein sera transmis intégralement au piston du maître-cylindre et permet d'atteindre la pression requise pour le fonctionnement des circuits de freinage. Ce système de freins est particulièrement simple car directement commandé par le vide et le défaut de vide ; il évite l'utilisation de moyens complexes qui seraient nécessaires pour neutraliser l'action du simulateur et constituerait une autre source de défaillance. Le système est particulièrement sûr car, en cas de défaillance du vide, il ne fait intervenir que le clapet. Enfin, la réalisation de ce système est très simple puisqu'elle se fait au niveau du clapet et du servofrein. Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, le clapet est un clapet à tiroir ayant une partie coupant la communication à travers le clapet et une partie ouvrant la communication à travers le cla- 15 pet. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le clapet est intégré dans la paroi de la chambre à vide du servofrein. Dessins La présente invention sera décrite à l'aide d'un exemple de 20 réalisation d'un système de freins hydrauliques représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma d'ensemble du système de freins selon l'invention en fonctionnement normal, la figure 2 est un schéma analogue à celui de la figure 1 montrant le 25 système de freins en cas de défaut de vide. Description d'un mode de réalisation préférentiel Selon la figure 1, l'invention concerne un système de freins hydrauliques équipé d'un servofrein 100 pour le maître-cylindre qui, dans le présent exemple, est un maître-cylindre tandem 150 dont le piston 151 30 est relié au servofrein 100 lui-même commandé par un actionneur encore appelé actuateur 200 relié à la pédale de frein 1. Le maître-cylindre tan- dem 150 alimente deux circuits de freins Cl, C2 indépendants ; il est commandé soit par l'intermédiaire d'un simulateur de frein 160 agissant sur le servofrein 100 en fonctionnement normal, soit directement par 35 l'actuateur 200 s'appuyant sur le piston 151 du maître-cylindre 150 en cas de défaut de vide. Les autres parties du système de freins telles que la source de vide ou les unités hydrauliques des deux circuits de freins et les 3 freins auxquels elles sont reliées ou la liaison directe avec 5 les freins, ne sont pas représentées. En fonctionnement normal, l'actuateur 200 s'enfonce sous l'effet de la poussée de la pédale de frein 1 en rencontrant une résistance engendrée principalement par le simulateur 160 sans que l'actuateur 200 ne touche directement le piston 151 du maître-cylindre 150. Le simula- Io teur 160 simule la réaction du piston 151 du maître-cylindre 150 comme s'il y avait contact direct entre la pédale de frein et le maître-cylindre, mais à un niveau d'efforts beaucoup plus réduit. Le maître-cylindre tandem 150, alimenté en liquide de frein d'un réservoir 170 par la conduite 171, a une structure connue, à deux chambres séparées par un piston 15 libre rappelé en position intermédiaire par deux ressorts. Les deux chambres alimentées par le réservoir 170 fournissent du liquide de frein sous pression aux deux circuits de frein Cl, C2. La pression est celle engendrée par le servofrein 100 selon la consigne donnée par l'action sur la pédale de frein 1 ou directement par la poussée exercée sur la pédale de frein 1 en 20 cas de défaillance du servofrein 100. Le servofrein 100 se compose, comme cela est connu, d'un volume divisé par un piston 101 en deux chambres 102, 103. La chambre 102 est reliée à une source de vide et, à l'état non activé, la chambre 103 est également sous vide, de sorte que le piston 101 occupe la position 25 à droite représentée à la figure 1. Avantageusement, comme illustré, le servofrein pneumatique est un servofrein tandem. Les deux chambres 102, 103 sont reliées au simulateur 160 qui commande la pression régnant dans les deux chambres et ainsi la différence de pression appliquée au piston 101 en fonction de l'action sur la pédale de frein 1 pour pousser 30 le piston 151 du maître-cylindre 150. L'actuateur 200 représenté très schématiquement à la figure 1, est relié mécaniquement par une tige de commande 2 à la pédale de frein 1. Une conduite 201 relie l'actuateur 200 au réservoir de liquide de frein 170 et une conduite 202 le relie au simulateur 160. La conduite 35 202 transmet l'action sur la pédale 1, reçue par l'actuateur 200 pour commander le simulateur 160 qui, à la fois : - relaie cette commande vers le servofrein 100 et 4 génère un effort de réaction dans l'actuateur 200, simulant la réaction du piston 151 du maître-cylindre 150. Par convention, dans la description de l'invention, on utilisera l'expression � avant � ou � côté avant � pour désigner les éléments de l'actuateur situés du côté du maître-cylindre tandem et les expressions � arrière � ou � côté arrière � pour les éléments situés du côté non tourné vers le maître-cylindre tandem. L'actuateur 200 se compose d'un cylindre 210 logeant un piston 220 relié à la pédale de frein par la tige de commande 2. Le piston io 220 a une partie arrière 221 formant le piston proprement dit et une partie avant 222 en forme de tige sortant de manière étanche du cylindre 210 délimitant ainsi la chambre de pression 211 du cylindre. Le piston 220 est repoussé contre l'action de la tige de commande 2 par un ressort 212 logé dans la chambre de pression 211. Le piston 220 de l'actuateur est aligné 15 sur le piston 151 du maître-cylindre tandem sans toutefois qu'une extrémité 222a de sa partie avant 222 ne soit au contact de ce piston 151. La conduite 201 reliant le réservoir 170 à l'actuateur 200 est munie d'un clapet 230 à commande pneumatique dont un tiroir 231 peut prendre deux positions pour aligner sa partie 231a (figure 1) ou sa 20 partie 231b (figure2) sur la conduite 201 et la fermer ou l'ouvrir ; la partie 231a coupe la conduite 201 et la partie 231b permet la communication par la conduite 201. Le clapet pneumatique 230 est relié par une conduite pneumatique 232 à la chambre 102 du servofrein 100 de sorte que le ti- 25 roir 231 est commandé dans sa position fermée (231 a, figure 1) lorsque le vide règne normalement dans la chambre 102 ce qui correspond au fonctionnement normal, sans défaut de vide du servofrein 100. En cas de dé-faut de vide dans la chambre 102, la pression est transmise au clapet 230 qui commute le tiroir 231 dans sa position 23 lb et ouvre la communica- 30 tion entre la chambre de pression 211 de l'actuateur 200 et le réservoir 170. Par convention et pour simplifier la présentation dans les dessins, le réservoir de liquide de frein 170 est relié par une conduite 171 au maître-cylindre tandem 150. En pratique le réservoir 170 est installé 35 directement au-dessus du maître-cylindre tandem 150 et alimente les deux circuits de freins Cl, C2 individuellement à travers le maître-cylindre tandem 150. Dans le même ordre d'idée, le clapet 230 est représenté sépa- ré du servofrein 100. Mais selon une réalisation pratique, le clapet 230 est installé directement dans la paroi délimitant la chambre 102 du servofrein 100 ce qui est schématisé par la conduite 232. L'intégration du clapet pneumatique 230 dans le servofrein 100 réduit l'encombrement et facilite la fabrication. 5 Dans l'actuateur 200 en fonctionnement normal, la chambre de pression 211 est fermée de manière étanche et elle ne communique qu'avec le simulateur 160 par la conduite 202, la communication entre l'actuateur 200 et le simulateur 160 se faisant par échange de liquide de frein. io Le fonctionnement du système de freins sera décrit ci-après dans le cas normal et dans le cas d'un incident avec perte de vide. Fonctionnement normal (figure 1) En fonctionnement normal du système de freins avec le servofrein fonctionnant sans défaut de vide, le piston 220 se déplace, com- 15 mandé par une action sur la pédale de frein 1, dans une position plus ou moins avancée par rapport à sa position de repos représentée à la figure 1, suivant l'intensité de l'action de freinage que souhaite le conducteur. Dans cette position d'actionnement, l'extrémité 222a de la tige 222 ne touche pas l'extrémité du piston 151 du maître-cylindre 150 dans la mesure où 20 elles se déplacent dans la même direction et avantageusement avec la même amplitude. Le tiroir 231 du clapet 230 est dans la position de la figure 1, c'est-à-dire que sa partie 231a coupe la conduite 201 et isole l'actionneur 200 par rapport au réservoir de liquide de frein 170. 25 Le mouvement d'avancée du piston 220 de l'actuateur 200 dans la chambre de pression 211 du cylindre 210 refoule du liquide de frein vers le simulateur 160 qui, d'une part, oppose une résistance simulant la réaction des freins et, d'autre part, commande les deux chambres 102, 103 du servofrein 100 pour déplacer le piston 151 du maître-cylindre 30 tandem 150 en fonction de l'intensité de freinage souhaitée. Le piston 151 du maître-cylindre ainsi qu'un piston secondaire non représenté refoulent ainsi du liquide hydraulique sous pression vers les freins (circuits C 1, C2) ou l'unité hydraulique pour actionner les freins de roues. Fonctionnement en défaillance : défaut de vide (figure 2) 35 En cas de défaut de vide dans le servofrein 100, celui-ci est neutralisé et ne peut plus assurer l'assistance au freinage. L'action de freinage est commandée seulement par l'actuateur 200 dont la tige 220 appuie directement sur le piston 151 du maître-cylindre 150 pour créer la 6 pression requise dans les circuits de freinage C 1, C2 par l'intermédiaire du maître-cylindre tandem 150. Toutefois, la pression requise est, en général, difficile à atteindre en l'absence d'assistance par le servofrein, d'autant plus que l'effort sur la pédale de frein 1 doit en même temps vaincre la résistance opposée par le simulateur 160. L'invention permet de neutraliser le simulateur 160 en cas de défaut de vide, et cela de manière automatique sans intervention parti-culière de la part du conducteur, grâce au clapet 230 intégré dans la con-duite 201 qui neutralise le simulateur 160 pour que l'action exercée sur le io piston 220 de l'actuateur 200 soit directement transmise au piston 151 du maître-cylindre 150. En effet, la chambre 211 est alors mise en communication à travers le clapet 231 (231b) et par la conduite 201, avec le réservoir 170 à la pression atmosphérique et aussi avec le simulateur 160 par la conduite 15 202. Le piston 220 peut pousser sur le piston 151 du maître-cylindre sans avoir à vaincre une quelconque force qui serait opposée par le simulateur 160 puisque le liquide de frein qui se trouve dans la chambre 211 de l'actuateur 200, en communication par la conduite 202 avec le simulateur 160, pourra s'échapper dans le réservoir de liquide de frein 170 à la pres- 20 sion atmosphérique. La pédale de frein 1 pousse sur la tige de commande 2 qui, à son tour, avance la tige 222 dont l'extrémité 222a pousse le piston 151 vers la gauche de la figure 2. La force alors exercée sur la pédale de frein 1 est intégralement transmise au piston 151 du maître-cylindre 150 sans que cette force ne soit diminuée par une quelconque force produite 25 par le simulateur 160 (autre que le ressort 212). NOMENCLATURE 1 Pédale de frein 2 Tige de commande 100 Servofrein 101 Piston 102 Chambre 103 Chambre 150 Maître-cylindre 151 Piston 160 Simulateur de frein 170 Réservoir de liquide de frein 171 Conduite 200 Actuateur 201, 202 Conduites 210 Cylindre 211 Chambre 212 Ressort 220 Piston 221 Partie arrière du piston 220 222 Partie avant du piston 220 (tige) 222a Extrémité de la partie 222 230 Clapet pneumatique 231 Tiroir du clapet 230 231a Partie du clapet 231b Partie du clapet 232 Conduite pneumatique C 1, C2 Circuits de frein30 REVENDICATIONS1 °) Système de freins hydrauliques à servofrein et simulateur de freinage pour un véhicule automobile, comprenant un actuateur (200) interposé entre le maître-cylindre (150) et la pédale de frein (1) pour détecter toute action sur la pédale de frein et la transmettre au simulateur (160) qui commande le servofrein (100) et génère une réaction simulée, appliquée à la pédale de frein (1) par l'actuateur (200), l'actuateur (200) étant relié au simulateur (160) par une conduite de io liquide de frein (202) pour transmettre dans un sens, l'action sur la pédale de frein (1) et en retour, la réaction des freins simulée par le simulateur (160), pour la pédale de frein (1), l'actuateur (200) étant en forme de cylindre (210) logeant un piston (220) relié à la pédale de frein (1) et délimitant la chambre de pression 15 (211) recevant le liquide de frein, cette chambre étant reliée au simulateur (160), caractérisé par un clapet (230) à commande pneumatique installé dans une conduite hydraulique (201) reliant la chambre de pression (211) de l'actuateur 20 (200) à un réservoir de liquide de frein (170), - une liaison pneumatique (232) entre la chambre de vide (102) du servofrein (100) et le clapet (230) pour le commander en fonction du vide ou de l'absence de vide régnant dans le servofrein (100) et le clapet coupe (231 a) la liaison hydraulique (201) entre la chambre (211) et le réser- 25 voir (170) ou réalise cette liaison (23 lb) pour mettre la chambre (211) hors pression et neutraliser le simulateur (160). 2°) Système de freinage hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que 30 le clapet (230) est un clapet à tiroir (231) ayant une partie (231 a) coupant la communication à travers le clapet et une partie (23 lb) ouvrant la communication à travers le clapet. 3°) Système de freinage hydraulique selon la revendication 1, 35 caractérisé en ce que le clapet (230) est intégré dans la paroi de la chambre à vide (102) du servofrein (100) .