Brevet FR2961460A1 — publié le 20111223

COMMANDE DE FREINAGE D'UN VEHICULE, EN PARTICULIER POUR UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne une commande de freinage, un procédé de fonctionnement de cette commande, ainsi qu'un véhicule automobile comportant une telle commande de freinage. Les systèmes de freinage des véhicules automobiles comportent généralement une commande de freinage comprenant une pédale de frein agissant sur un maître-cylindre, pour transmettre par des circuits hydrauliques une pression d'un liquide vers des récepteurs freinant les différentes roues du véhicule. La commande de freinage peut comporter un amplificateur de freinage à dépression, ajoutant une force sur le maître-cylindre à celle exercée par le conducteur. La pression hydraulique de freinage est transmise aux récepteurs comportant des garnitures de freinage, qui sont pressées sur des disques ou des tambours liés en rotation aux roues pour délivrer un couple de freinage. Le maître cylindre comporte généralement deux pistons alignés en série dans un même alésage, qui génèrent chacun une pression dans une chambre de pression située axialement d'un côté de ce piston appelé côté avant. Chaque chambre de pression est reliée à un circuit hydraulique indépendant. Le piston est entouré d'un premier joint annulaire d'étanchéité, assurant lors de son coulissement, l'étanchéité entre la chambre de pression avant, et l'arrière de ce piston Chaque piston comporte de plus des perçages radiaux situés vers l'avant, communiquant vers l'intérieur avec la chambre de pression, qui dans une position de repos quand la pédale de frein est relâchée, viennent en arrière du premier joint annulaire d'étanchéité, mais restent juste en avant d'un deuxième joint annulaire d'étanchéité situé derrière ce premier joint. Un réservoir de liquide de freinage situé au dessus du maître-cylindre, alimente en parallèle deux canaux qui débouchent pour chaque piston, entre ses deux joints annulaires d'étanchéité. De cette manière, dans la position de repos, chaque chambre de pression est mise en communication avec le réservoir de liquide pour réaliser une mise à niveau du circuit hydraulique correspondant, ce niveau pouvant varier suite à une usure des garnitures de freinage, ou à des dilatations de composants du circuit. Pour appliquer un freinage sur les roues du véhicule, il faut alors que le conducteur déplace suffisamment la pédale de frein pour que les perçages radiaux des pistons du maître-cylindre viennent après une course morte, en avant du premier joint annulaire d'étanchéité, et ferment effectivement leur chambre de pression qui peut monter en pression. Cette course morte des pistons qui est d'environ 2 mm, entraîne une course morte de la pédale de frein plus importante due à la démultiplication, qui peut être désagréable pour le conducteur. Par ailleurs, les systèmes de freinage peuvent comporter des dispositifs d'aide à la conduite modulant la pression de freinage, comme un dispositif d'antiblocage des roues « ABS » ou un dispositif de contrôle de stabilité du véhicule « ESP ». Ces dispositifs d'aide à la conduite génèrent à partir d'une pompe une pression de liquide de frein différenciée pour chaque roue, de manière à pouvoir réguler de manière indépendante le freinage de ces roues, pour obtenir un contrôle du freinage ou de la stabilité du véhicule. La pompe de ces dispositifs peut prélever le liquide de freinage dans le réservoir de fluide à travers le maître-cylindre, pour l'injecter quand c'est nécessaire dans un récepteur de freinage de la roue concernée. Quand la pédale de frein est au repos, le liquide de freinage venant du réservoir de fluide est aspiré au travers des perçages radiaux d'un piston du maître-cylindre, qui doivent comporter une section de passage suffisante pour ne pas opposer de résistance trop élevée à l'écoulement de ce liquide. Pour réduire la course morte de la pédale de frein, une solution connue présentée notamment par le document FR-A1-2904959, comporte un unique joint annulaire d'étanchéité qui remplit simultanément les fonctions des deux joints précédents, une lèvre de ce joint se soulevant quand la pression de la chambre de pression chute, et qu'il y a nécessité d'un remplissage du circuit hydraulique. Un problème qui se pose avec cette solution, est que la course morte du piston n'est que partiellement réduite. D'autre part, le soulèvement de la lèvre risque de freiner de manière notable le passage du liquide quand le piston est au repos, et que la pompe d'un dispositif d'aide à la conduite prélève du liquide de freinage dans le réservoir. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et d'apporter au problème de réduction de la course morte d'une pédale de frein, une solution simple et efficace. Elle propose à cet effet une commande de freinage d'un véhicule, en particulier pour un véhicule automobile, comprenant un maître-cylindre actionné par une pédale de frein, qui délivre une pression de liquide de freinage dans des circuits hydrauliques reliés à des freins de roue, ce maître-cylindre étant alimenté en liquide de freinage par au moins un canal relié à un réservoir de fluide, pour réaliser une mise à niveau de ces circuits hydrauliques, caractérisée en ce qu'au moins un canal d'alimentation comporte une électrovanne permettant de fermer le passage de ce canal. Un avantage de la commande de freinage selon l'invention, est que l'on peut en fermant par l'électrovanne le canal d'alimentation du maître-cylindre lors d'une demande de freinage, obtenir instantanément sans course morte du piston, une montée en pression de la chambre de pression. De plus le piston n'a pas besoin de perçages radiaux, et le maître-cylindre ne comporte alors qu'un seul joint annulaire d'étanchéité. La commande de freinage selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, l'électrovanne comporte un ressort qui la maintient au repos en l'absence d'un courant de commande, dans une position normalement ouverte. Selon un mode de réalisation, le maître-cylindre est alimenté en liquide de freinage par deux canaux reliés chacun au réservoir de fluide, chaque canal alimentant un circuit hydraulique indépendant. En particulier, au moins un circuit hydraulique peut être relié à une pompe alimentant un dispositif d'aide à la conduite régulant de manière indépendante le freinage des roues du véhicule, comme un dispositif d'antiblocage des roues « ABS », ou un dispositif de contrôle de stabilité du véhicule « ESP ». L'invention a aussi pour un objet un procédé de contrôle d'une commande de freinage comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui après un relâchement de la pédale d'accélérateur du véhicule, met systématiquement les électrovannes en position fermée. Après le relâchement de la pédale d'accélérateur, si la pédale de frein n'est pas activée dans une période qui suit, pouvant être notamment de l'ordre de la minute, le procédé peut mettre les électrovannes en position ouverte. A tout moment lors d'une activation de la pédale de frein, le procédé peut mettre les électrovannes en position fermée. Un temps après le relâchement de la pédale de frein, qui peut être notamment inférieur à une minute, et sans nouvelle activation de cette pédale, le procédé peut mettre les électrovannes en position ouverte. Après la coupure du moteur thermique du véhicule, le procédé peut laisser les électrovannes au repos dans leur position ouverte. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile disposant d'une commande de freinage comprenant un maître-cylindre actionné par une pédale de frein, cette commande de freinage comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'une commande de freinage suivant l'art antérieur ; - la figure 2 est un schéma d'une commande de freinage suivant l'invention, dans une position de repos ; et - la figure 3 est un schéma de cette commande de freinage dans une position de freinage. La figure 1 présente une commande de freinage 1 comportant un maître- cylindre 2 actionné par une force F provenant axialement du côté arrière, qui est délivrée par une pédale de frein non représentée, agissant simultanément sur deux pistons 34, 36 alignés suivant un même axe d'un alésage du corps de ce maître-cylindre. Le premier piston 34 vient comprimer le fluide contenu dans la première chambre de pression 4, pour être envoyé vers un premier circuit hydraulique 8. Une dérivation 12 de ce premier circuit hydraulique 8, est reliée à une pompe électrique 14 d'un dispositif d'aide à la conduite, qui peut être par exemple un système d'antiblocage des roues « ABS », ou un système de contrôle de stabilité du véhicule « ESP ». Le premier piston 34 comporte vers l'avant des perçages radiaux 20 qui débouchent vers l'intérieur de ce piston, dans la première chambre de pression 4. La pédale de frein étant au repos, le piston est repoussé vers l'arrière par un ressort 38, et les perçages radiaux 20 se trouvent entre un premier joint annulaire d'étanchéité 24 situé vers l'avant, et un deuxième joint annulaire d'étanchéité 22 situé vers l'arrière. Un perçage radial du corps du maître-cylindre 2, débouche d'un côté entre les deux joints annulaires d'étanchéité 22, 24, et de l'autre côté dans un canal d'alimentation 26 qui est relié à un premier volume 28 d'un réservoir de fluide 40. On obtient ainsi quand la pédale de frein est au repos, une communication directe entre le réservoir de fluide 40 et la pompe électrique 14, en passant par les perçages radiaux 20 du premier piston 34, et la première chambre de pression 4. La pompe électrique 14 peut librement pomper du liquide freinage si nécessaire, dans le réservoir de fluide 40. D'une manière similaire, le deuxième piston 36 vient comprimer le fluide contenu dans la deuxième chambre de pression 6, pour être envoyé vers un deuxième circuit hydraulique 10. Ce deuxième circuit 10 ne comporte pas de dérivation vers la pompe électrique 14, qui est seulement alimentée à partir du premier circuit hydraulique 8. Le deuxième piston 36 comporte aussi vers l'avant des perçages radiaux 20 reliés à la deuxième chambre de pression 6, qui, la pédale de frein étant au repos, débouchent en passant entre les deux joints annulaires d'étanchéité 22, 24, sur un canal d'alimentation 30 connecté à un deuxième volume 32 du réservoir de fluide 40. Quand la pédale de frein est au repos, l'alimentation en liquide de la pompe électrique 14 se fait facilement par les perçages radiaux 20 du premier piston 34. Seulement, une course importante de la pédale de frein est nécessaire pour que les deux pistons 34, 36 referment leurs perçages radiaux 20, qui doivent venir en avant des premiers joints annulaires d'étanchéité 24. Le réservoir de fluide 40 comporte sur le dessus une ouverture de remplissage 42, qui donne sur une chambre intérieure comportant les deux volumes 28, 32, séparés par une cloison 50 laissant vers le haut un passage de communication. Un flotteur 44 flotte sur le liquide, quand il descend trop bas suite à une baisse anormale du niveau du liquide, un contacteur électrique 46 qui lui est lié vient en contact avec deux bornes électriques 48, pour envoyer au conducteur une information qui signale ce problème. La figure 2 présente une commande de freinage similaire 61, pour laquelle, conformément à l'invention, on a ajouté sur chaque canal d'alimentation 26, 30 reliant le réservoir 40 au maître-cylindre 64, une électrovanne 60 commandée par un calculateur de gestion non représenté de la commande de freinage. Chaque électrovanne 60 comporte un ressort 62 qui la maintient quand elle n'est pas activée par son courant de commande, dans une position normale de repos où elle est ouverte, ce qui permet un passage libre du liquide entre le réservoir 40 et le maître cylindre 64. Quand les électrovannes 60 sont activées par leur courant de commande, elles ferment le passage du liquide comme présenté figure 3, les chambres de pression 4, 6 étant alors isolées du réservoir 40. Contrairement à la commande de freinage suivant l'art antérieur, chaque piston 66, 68 ne comporte pas de perçages radiaux, et le maître-cylindre 64 comprend seulement le deuxième joint annulaire 22 situé vers l'arrière. De cette manière, chaque chambre de pression 4, 6 est toujours en communication avec le canal 26, 30 de liaison vers le réservoir 40. Lors d'une demande de freinage par le conducteur, le calculateur envoie un signal aux électrovannes 60 qui se trouvent fermées, les chambres de pression 4, 6 sont alors isolées du réservoir 40, et les pistons 66, 68 mettent en pression ces chambres de pression dès le début de leur course. Le maître-cylindre 64 ne génère ainsi pas de course morte, et on obtient un freinage à partir de la pédale de frein, comportant une course morte restante réduite qui provient d'autres composants, comme les garnitures de freinage qui doivent approcher de leurs surfaces de friction. Avantageusement, le procédé de contrôle des électrovannes 60 mis en oeuvre par le calculateur de gestion, peut réaliser les opérations suivantes à partir d'informations sur l'état de la pédale de frein et de la pédale d'accélérateur, pour maintenir toutes les fonctions du véhicule tout en offrant les meilleures possibilités de réduction de course de cette pédale de frein lors d'un freinage suivant. La pédale d'accélérateur étant activée, le procédé maintient les électrovannes 60 en position ouverte. Après un relâchement de la pédale d'accélérateur, le procédé met systématiquement les électrovannes 60 en position fermée pour obtenir une réduction de course de la pédale de frein, qui peut alors être activée à tout moment. Si après ce relâchement de la pédale d'accélérateur, la pédale de frein n'est pas activée dans une certaine période qui suit, pouvant être notamment de l'ordre de la minute, il est moins probable qu'elle le soit ensuite et le procédé met les électrovannes 60 en position ouverte pour permettre une mise à niveau des circuits hydrauliques 8, 10. A tout moment lors d'une activation de la pédale de frein, le procédé met les électrovannes 60 en position fermée. Ensuite un certain temps après le relâchement de la pédale de frein, qui peut être notamment inférieur à la minute, et sans nouvelle activation de cette pédale, le procédé met les électrovannes 60 en position ouverte pour permettre une mise à niveau des circuits hydrauliques 8, 10. Si les deux pédales d'accélérateur et de frein sont maintenues au repos, le procédé maintient les électrovannes 60 ouvertes. Il en est de même après la coupure du moteur thermique du véhicule, où les électrovannes 60 sont laissées au repos dans la position ouverte. On offre ainsi dans la majorité des cas de conduite, quand la demande de freinage de la part du conducteur peut intervenir, une commande de freinage disposant d'une course réduite, tout en laissant la possibilité à cette commande de réaliser ses mises à niveaux de manière fréquente. D'une manière générale, en variante la pompe électrique 14 pourrait pomper du liquide de freinage en parallèle dans le deuxième circuit hydraulique 10, comme cela se fait sur certains véhicules. On notera aussi que la commande de freinage comprenant deux circuits hydrauliques indépendants, peut comporter une seule électrovanne sur un seul des canaux d'alimentation de ces circuits, ce qui donnerait une réduction de la course morte sur un des deux pistons. REVENDICATIONS1 - Commande de freinage d'un véhicule, en particulier pour un véhicule automobile, comprenant un maître-cylindre (64) actionné par une pédale de frein, qui délivre une pression de liquide de freinage dans des circuits hydrauliques (8, 10) reliés à des freins des roues de ce véhicule, ce maître-cylindre (64) étant alimenté en liquide de freinage par au moins un canal (26, 30) relié à un réservoir de fluide (40), pour réaliser une mise à niveau de ces circuits hydrauliques (8, 10), caractérisée en ce qu'au moins un canal d'alimentation (26, 30) comporte une électrovanne (60) permettant de fermer le passage de ce canal. 2 - Commande de freinage d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'électrovanne (60) comporte un ressort (62) qui la maintient au repos en l'absence d'un courant de commande, dans une position normalement ouverte. 3 - Commande de freinage d'un véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le maître-cylindre est alimenté en liquide de freinage par deux canaux (26, 30) reliés chacun au réservoir de fluide (40), chaque canal alimentant un circuit hydraulique indépendant (8, 10). 4 - Commande de freinage d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un circuit hydraulique (8) est relié à une pompe (14) alimentant un dispositif d'aide à la conduite régulant de manière indépendante le freinage des roues du véhicule, comme un dispositif d'antiblocage des roues « ABS » ou un dispositif de contrôle de stabilité du véhicule « ESP ». 5 - Procédé de contrôle d'une commande de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'après un relâchement de la pédale d'accélérateur du véhicule, il met systématiquement les électrovannes (60) en position fermée. 6 - Procédé de contrôle selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'après le relâchement de la pédale d'accélérateur, si la pédale de frein n'est pas activée dans une période qui suit, pouvant être notamment de l'ordre de la minute, il met les électrovannes (60) en position ouverte. 7 - Procédé de contrôle d'une commande de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'à tout moment lors d'une activation de la pédale de frein, il met les électrovannes (60) en position fermée. 8 - Procédé de contrôle selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un temps après le relâchement de la pédale de frein, qui peut être notamment inférieur à une minute, et sans nouvelle activation de cette pédale, il met les électrovannes (60) en position ouverte. 9 - Procédé de contrôle d'une commande de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'après la coupure du moteur thermique du véhicule, il laisse les électrovannes (60) au repos dans leur position ouverte. - Véhicule automobile comportant une commande de freinage 10 comprenant un maître-cylindre (64) actionné par une pédale de frein, caractérisé en ce que cette commande de freinage est réalisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.