Brevet FR2967631A1 — publié le 20120525

La présente invention concerne les systèmes de commande de freinage de véhicule automobile; en particulier un simulateur hydraulique équipant un tel système de commande. Un système de commande de freinage comporte habituellement une pédale de frein, destinée à activer un dispositif de commande hydraulique lorsqu'elle est activée par le conducteur du véhicule automobile. Le dispositif de commande hydraulique est relié hydrauliquement à un simulateur hydraulique, notamment destiné à simuler une résistance à l'actionnement de la pédale, afin de donner au conducteur la sensation que cette résistance à actionnement de la pédale est plus importante lorsque le freinage augmente. En outre, le système de commande comporte habituellement un servomoteur d'assistance au freinage, dit servofrein, muni de chambres avant et arrière séparées par une membrane étanche, et un maître cylindre tandem, comportant des premier et second piston délimitant avec un corps du maître cylindre des première et seconde chambre de pression destinées à être reliées hydrauliquement à un système de freinage. Habituellement, la membrane étanche du servofrein est solidaire du premier piston du maître cylindre, de sorte que la différence de pression entre les chambres avant et arrière du servofrein permet de déplacer ce premier piston du maître cylindre par l'intermédiaire de cette membrane. On connaît déjà dans l'état de la technique un simulateur hydraulique destiné à équiper un tel système de commande de freinage du type, comportant : une valve à trois voies, comportant une première voie destinée à être reliée à la chambre avant du servofrein, une deuxième voie destinée à être reliée à la chambre arrière du servofrein, et une troisième voie, et susceptible de prendre une position choisie entre : - une première position, dans laquelle les première et deuxième voies sont mises en communication, et la troisième voie est isolée des première et deuxième voies, - une deuxième position, dans laquelle les deuxième et troisième voies sont mises en communication, et la première voie est isolée des deuxième et troisième voies. Habituellement, la chambre avant du servofrein est reliée à une pompe à vide, et la troisième voie de la valve est mise en communication avec l'air libre, à pression atmosphérique. Dans la première position de la valve, les chambres avant et arrière du servofrein sont reliées, et la différence de pression entre ces chambres avant et arrière est nulle. Il s'agit de la position de repos, dans laquelle la membrane du servofrein est immobile. Dans la seconde position de la valve, la chambre arrière du servofrein est reliée à la troisième voie de la valve. La pression dans la chambre arrière atteint donc la pression atmosphérique, qui est supérieure à la pression régnant dans la chambre avant du fait de la pompe à vide. La membrane du servofrein se déplace donc vers la chambre avant, entraînant le premier piston du maître cylindre. Afin de limiter la pression dans le maître cylindre, et d'équilibrer la pression dans le simulateur hydraulique, le simulateur comporte des moyens d'équilibrage de la pression dans le simulateur, comprenant une première chambre d'équilibrage comportant des premiers moyens de liaison hydraulique avec la première chambre de pression du maître cylindre, et des moyens pour passer la valve dans la première position lorsque la pression dans la première chambre d'équilibrage dépasse un premier seuil prédéterminé. Ainsi, lorsque la pression dans la première chambre d'équilibrage devient trop élevée, la valve repasse dans la première position, dans laquelle les chambres avant et arrière du servofrein sont mises en liaison, provoquant l'immobilisation de la membrane et du premier piston du maître cylindre. Toutefois, en cas de fuite entre la première chambre du maître cylindre et la première chambre d'équilibrage, la pression dans la première chambre du maître cylindre peut devenir trop élevée alors que celle dans la première chambre d'équilibrage reste inférieure au premier seuil prédéterminé. Dans ce cas, les moyens d'équilibrage ne peuvent plus remplir leur fonction d'équilibrage de la pression dans le simulateur hydraulique et de limitation de la pression dans le maître cylindre. L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un simulateur hydraulique grâce auquel l'équilibrage de la pression dans le simulateur hydraulique et la limitation de la pression dans le maître cylindre peuvent être réalisées même en cas de fuite entre la première chambre du maître cylindre et la première chambre d'équilibrage. A cet effet, l'invention a pour objet un simulateur hydraulique, destiné à équiper un système de commande de freinage du type comportant un servofrein muni de chambres avant et arrière séparées par une membrane étanche, et un maître cylindre tandem, comportant des premier et second piston délimitant avec un corps du maître cylindre des première et seconde chambre de pression, le simulateur hydraulique comportant - une valve à trois voies, comportant une première voie destinée à être reliée à la chambre avant, une deuxième voie destinée à être reliée à la chambre arrière, et une troisième voie, et susceptible de prendre une position choisie entre - une première position, dans laquelle les première et deuxième voies sont mises en communication, et la troisième voie est isolée des 5 première et deuxième voies, - une deuxième position, dans laquelle les deuxième et troisième voies sont mises en communication, et la première voie est isolée des deuxième et troisième voies, des moyens d'équilibrage de la pression dans le simulateur, comprenant 10 une première chambre d'équilibrage comportant des premiers moyens de liaison hydraulique avec la première chambre de pression du maître cylindre, et des moyens pour passer la valve dans la première position lorsque la pression dans la première chambre d'équilibrage dépasse un premier seuil prédéterminé, 15 caractérisé en ce que les moyens d'équilibrage de la pression dans le simulateur comprennent une deuxième chambre d'équilibrage comportant des deuxièmes moyens de liaison hydraulique avec la seconde chambre de pression du maître cylindre, et des moyens pour passer la valve dans la première position lorsque la pression dans la deuxième chambre d'équilibrage dépasse un second seuil prédéterminé. 20 En effet, même en cas de fuite entre la première chambre du maître cylindre et la première chambre d'équilibrage, lorsque la pression devient trop importante dans la seconde chambre de pression du maître cylindre, donc également dans la deuxième chambre d'équilibrage, la valve passe dans sa première position afin de provoquer l'immobilisation de la membrane et du premier piston du maître cylindre. On réalise ainsi, 25 l'équilibrage de la pression dans le simulateur hydraulique et la limitation de la pression dans le maître cylindre malgré la fuite. Un simulateur hydraulique selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. - Le simulateur hydraulique comporte un piston de simulateur, délimitant 30 une chambre d'entrée avec un corps du simulateur, la chambre d'entrée étant destinée à être reliée hydrauliquement- avec un dispositif de commande hydraulique. La valve comporte un premier siège de clapet, porté par le piston de simulateur, un second siège de clapet, entourant le premier siège de 35 clapet, un clapet, destiné à coopérer avec le premier siège de clapet lorsque la valve prend la première position, et avec le second siège de 5 10 15 20 25 30 35 clapet lorsque la valve prend la seconde position, et un ressort de clapet, appliquant au clapet un effort dirigé vers les premier et second sièges de clapet. - Les moyens d'équilibrage de la pression dans le simulateur comportent un piston primaire d'équilibrage, portant le second siège de clapet, délimitant la première chambre d'équilibrage avec le corps du simulateur hydraulique, le piston primaire d'équilibrage étant monté déplaçable dans le simulateur, de façon à ce que le second siège de clapet s'éloigne du clapet lorsque la pression dans la première chambre d'équilibrage dépasse le premier seuil prédéterminé. - Les moyens d'équilibrage de la pression dans le simulateur comportent un piston secondaire d'équilibrage, délimitant la deuxième chambre d'équilibrage avec le corps du simulateur hydraulique et le piston primaire d'équilibrage, le piston secondaire comportant des moyens d'entraînement du piston primaire de façon à ce que le second siège de clapet s'éloigne du clapet, ces moyens d'entraînement étant activés lorsque la pression dans la deuxième chambre d'équilibrage dépasse le second seuil prédéterminé. Les moyens d'équilibrage de la pression dans le simulateur comportent un piston tertiaire d'équilibrage, délimitant une troisième chambre d'équilibrage avec le corps du simulateur hydraulique et le piston primaire d'équilibrage, telle que la troisième chambre d'équilibrage comporte des moyens de liaison hydraulique avec le dispositif de commande hydraulique, le piston tertiaire comportant des moyens d'entraînement du piston primaire de façon à ce que le second siège de clapet s'éloigne du clapet, ces moyens d'entraînement étant activés lorsque la pression dans la troisième chambre d'équilibrage dépasse un troisième seuil prédéterminé. Les pistons secondaire et tertiaire d'équilibrage forment ensemble un même organe d'entraînement du piston primaire. L'invention à également pour objet un système de commande de freinage pour véhicule automobile, du type comportant : un simulateur hydraulique tel que défini précédemment, un servofrein muni de chambres avant et arrière séparées par une membrane étanche, et un maître cylindre tandem, comportant, des premier et second piston délimitant avec un corps du maître cylindre des première et seconde chambre de pression. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement un système de commande de freinage de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans une position de repos, 10 - la figure 2 est un détail de la figure 1, représentant des moyens d'équilibrage de la pression dans simulateur du système de commande de freinage, la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 représentant le système de commande de freinage en situation normale de freinage, 15 - la figure 4 est une vue similaire à la figure 1 représentant le système de commande de freinage en situation de freinage, en cas de fuite entre une première chambre de pression d'un maître cylindre du système de commande de freinage et une première chambre d'équilibrage du simulateur, 20 la figure 5 est une vue similaire à la figure 1 d'un système de commande de freinage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 6 est un détail de la figure 5, représentant des moyens d'équilibrage de la pression dans simulateur du système de commande de freinage. 25 On a représenté sur les figures 1 à 4 un système de commande de freinage de véhicule automobile, désigné par la référence générale 10. Le système de commande de freinage 10 comporte une pédale de commande de freinage 12, destinée à être actionnée par le conducteur du véhicule automobile, reliée de manière classique à un dispositif de commande hydraulique 14. 30 Le dispositif de commande hydraulique 14 comporte de manière classique un piston de commande 16, destiné à se déplacer dans un corps du dispositif de commande hydraulique 14, de façon à augmenter la pression dans une chambre de commande 18 remplie de liquide de frein, de façon à injecter ce liquide de frein vers une chambre d'entrée 19 d'un simulateur hydraulique 20. On notera que la chambre de commande 18 35 est alimentée en liquide de frein depuis un réservoir de liquide de frein 22. .2967631 Le simulateur hydraulique 20 est notamment destiné à simuler une résistance à l'actionnement de la pédale, afin de donner au conducteur la sensation que cette résistance à actionnement de la pédale est plus importante lorsque le freinage augmente. A cet effet, le simulateur hydraulique comporte des moyens classiques de simulation 23. Le dispositif de commande hydraulique 14 comporte en outre un ressort 24 de rappel du piston de commande 16 vers une position de repos, et une tige d'actionnement 26, solidaire en translation avec le piston de commande 16. Le système de commande de freinage 10 comporte également un maître cylindre 28 du type tandem, comportant un corps de maître cylindre 30, et des premier 32 et second 34 pistons de maître cylindre, délimitant avec le corps 30 des première 36 et seconde 38 chambres de pression, alimentées en liquide de frein par le réservoir 22. La tige d'actionnement 26 du dispositif de commande hydraulique 14 est destinée à coopérer avec le premier piston 32 de maître cylindre lorsqu'il est poussé par la pédale de commande 12, de façon à entraîner ce premier piston 32 en translation. Lorsque le premier piston 32 est ainsi poussé, la pression dans la première chambre de pression 36 augmente, entraînant ainsi en translation le second piston 34 de maître cylindre. Les première 36 et seconde 38 chambres de pression sont reliées hydrauliquement de manière classique à un système de freinage 39 respectivement à l'aide de circuits primaire 40 et secondaire 42. Le système de commande de freinage 10 comporte également un servomoteur d'assistance au freinage, dit servofrein 44. Le servofrein 44 comporte une chambre avant 46 et une chambre arrière 48 isolées à l'aide d'une membrane 50 solidarisée au premier piston de maître cylindre 32. La membrane 50 est destinée à être déplacée en cas de différence de pression entre les chambres avant 46 et arrière 48. La chambre avant 46 est reliée à une pompe à vide 52 afin que la pression y soit constamment nulle. La chambre arrière 48 est susceptible d'être reliée à la chambre avant 46 ou à l'air libre, à l'aide d'une valve à trois voies 54 du simulateur 20. La valve à trois voies 54 comporte une première voie 56 destinée à être reliée à la chambre avant 46, une deuxième voie 58 destinée à être reliée à la chambre arrière 48, et une troisième voie 60 laissée à l'air libre, utilisé comme une source de pression atmosphérique. Conformément au mode de réalisation décrit, la valve 54 est logée dans un corps 62 du simulateur 20, dans lequel sont ménagées les voies 56, 58 et 60, ainsi qu'une chambre de valve 64 dans laquelle débouche chacune des voies 56, 58 et 60. La valve 54 comporte un premier siège de clapet 66, porté par un piston 68 de simulateur classique. Ce piston de simulateur 68 délimite la chambre d'entrée 19 avec le corps 62, de sorte que ce piston 68 est entraîné en translation lorsque la pression augmente dans la chambre d'entrée 19. La valve 54 comporte également un second siège de clapet 70, entourant le premier siège de clapet 66 et décalé axialement par rapport à ce premier siège de clapet 66. Ce second siège de clapet 70 est porté par un piston primaire d'équilibrage 71, de forme générale de révolution autour du piston de simulateur 68. La valve 54 comporte en outre un clapet 72, destiné à coopérer avec le premier siège de clapet 66 lorsque la valve prend la première position (figure 1), et avec le second siège de clapet 70 lorsque la valve prend la seconde position (figure 2). Un ressort de clapet 74 est agencé entre le clapet 72 et un siège de ressort 75 porté par exemple par le piston de simulateur 68. Ce ressort de clapet 74 est destiné à appliquer au clapet 72 un effort dirigé vers les premier 66 et second 70 sièges de clapet. Enfin, la valve comporte des orifices 76, 78, 80 ménagés dans le piston de simulateur entre le clapet 72 et la troisième voie 60, de façon à autoriser le passage d'air entre cette troisième voie 60 et la chambre de valve 64. Ainsi, en position de repos, représentée sur la figure 1, le piston de simulateur 68 est dans sa position de repos, la pression dans la chambre d'entrée 19 étant insuffisante pour entraîner son déplacement. Le clapet 72 est dans ce cas plaqué contre le premier siège de clapet 66 par le ressort de clapet 74, de façon à fermer le passage d'air vers la troisième voie 60. Du fait du décalage axial entre les premier 66 et second 70 sièges de clapet, le passage d'air est autorisé entre les première 56 et seconde 58 voies, mettant en communication les chambres avant 46 et arrière 48 du servofrein. Ainsi, la valve 54 est dans une première position, dans laquelle les première 56 et deuxième 58 voies sont mises en communication, et la troisième voie 60 est isolée des première 56 et deuxième 58 voies. En situation de freinage représentée sur la figure 3, le piston de simulateur 68 est entraîné en translation par la pression dans la chambre d'entrée 19. Le premier siège de clapet 66, porté par ce piston de simulateur 68, est donc entraîné en translation de façon à s'éloigner du clapet 72, et ce clapet 72 est dans ce cas plaqué contre le second siège de clapet 70, de façon à fermer le passage d'air vers la première voie 56. Le siège de clapet 66 étant éloigné du clapet 72, le passage d'air est autorisé entre les seconde 58 et troisième 58 voies, mettant en communication la chambre arrière 48 du servofrein avec l'air libre. Ainsi, la valve 54 est dans une deuxième position, dans laquelle les deuxième 58 et troisième 60 voies sont mises en communication, et la première voie 56 est isolée des deuxième 58 et troisième 60 voies. Lorsque la valve est dans cette deuxième position, la pression augmente dans la chambre arrière 48, augmentant la différence de pression entre ces deux chambres. La membrane 50 se déplace alors, en entraînant le premier piston 32 de maître cylindre en translation. On assiste ainsi la tige 26 pour le déplacement du premier piston 32 de maître cylindre. Afin de limiter la pression dans le maître cylindre 28 et d'équilibrer la pression dans le simulateur 20, le simulateur hydraulique 20 comporte des moyens 82 d'équilibrage de la pression dans le simulateur, représentés plus en détail sur la figure 2. Les moyens d'équilibrage 82 comprennent une première chambre d'équilibrage 84 comportant des premiers moyens 86 de liaison hydraulique avec la première chambre de pression 36 du maître cylindre. Cette première chambre d'équilibrage 84 est délimitée par le piston primaire d'équilibrage 71 et le corps 62 du simulateur 20. Ce piston primaire d'équilibrage 71 est monté déplaçable dans le simulateur 20, de façon à ce que le second siège de clapet 70, porté par ce piston primaire 71, s'éloigne du clapet 72 lorsque la pression dans la première chambre d'équilibrage 84 dépasse un premier seuil prédéterminé. Ce piston primaire d'équilibrage 71 forme donc des moyens pour passer la valve 54 dans sa première position lorsque la pression dans la première chambre d'équilibrage 84 dépasse le premier seuil prédéterminé. Le premier seuil prédéterminé dépend d'un organe élastique 88 résistant au déplacement du piston primaire 71 de façon à s'éloigner du clapet 70. Ainsi, lorsque la pression dans la première chambre d'équilibrage 84 devient trop importante, le second siège de clapet 70, porté par ce piston primaire d'équilibrage 71, est entraîné en translation de façon à s'éloigner du clapet 72, et ce clapet 72 est alors plaqué contre le premier siège de clapet 66, de façon à fermer le passage d'air vers la troisième voie 56. Le second siège de clapet 70 étant alors éloigné du clapet 72, le passage d'air est autorisé entre les première 56 et seconde 58 voies, mettant en communication les chambres avant 46 et arrière 48 du servofrein. En d'autres termes, la valve repasse dans sa première position. Les moyens 82 d'équilibrage de la pression dans le simulateur comprennent également une deuxième chambre d'équilibrage 90, délimitée par le piston primaire d'équilibrage 71, le corps 62 du simulateur 20 et un piston secondaire d'équilibrage 92. La deuxième chambre d'équilibrage 90 comporte des deuxièmes moyens 94 de liaison hydraulique avec la seconde chambre de pression 38 du maître cylindre. Le piston secondaire 92 comporte des moyens 96 d'entraînement du piston primaire 71 de façon à ce que le second siège de clapet 70 s'éloigne du clapet 72. Ces moyens d'entraînement 96 sont formés par une partie axiale du piston secondaire 92, agencé avec un jeu axial au regard d'une surface complémentaire 97 ménagée sur le piston primaire 71, et susceptible de coopérer avec cette surface complémentaire lorsque la pression dans la deuxième chambre d'équilibrage 90 dépasse un second seuil prédéterminé. Ainsi, le piston secondaire 92 forme des moyens pour passer la valve 54 dans sa première position lorsque la pression dans la deuxième chambre d'équilibrage 90 dépasse le second seuil prédéterminé. Le second seuil prédéterminé dépend notamment d'un organe élastique 98 résistant au déplacement du piston secondaire 92 vers la surface complémentaire 97 du piston primaire 71. Ainsi, le piston secondaire 92 est entraîné en translation lorsque la force due à la pression dans la deuxième chambre d'équilibrage 90 est supérieure à la somme d'une force opposée due à la pression dans la première chambre d'équilibrage 84 et de la force de résistance de l'organe élastique 98. Cette situation, représentée sur la figue 4, survient en cas de fuite entre la première chambre de pression 36 du maître cylindre et la première chambre d'équilibrage 84, une telle fuite faisant diminuer la pression dans cette première chambre d'équilibrage 84. On a représenté sur les figures 5 et 6 un système 10 de commande de freinage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur ces figures, les éléments similaires à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Conformément à ce deuxième mode de réalisation, les moyens 82 d'équilibrage de la pression dans le simulateur comportent un piston tertiaire d'équilibrage 100, délimitant une troisième chambre d'équilibrage 102 avec le corps 62 du simulateur hydraulique 20 et les pistons primaire 71 et secondaire 94 d'équilibrage. Cette troisième chambre d'équilibrage 102 comporte des moyens de liaison hydraulique 104 avec le dispositif de commande hydraulique 14. Le piston tertiaire 100 comporte des moyens 106 d'entraînement du piston primaire 71 de façon à ce que le second siège de clapet 70 s'éloigne du clapet 72. Ces moyens d'entraînement 106 sont formés par une partie axiale du piston tertiaire 100, agencé avec un jeu axial au regard de la surface complémentaire 97 ménagée sur le piston primaire 71, et susceptible de coopérer avec cette surface complémentaire 97 lorsque la pression dans la troisième chambre d'équilibrage 102 dépasse un troisième seuil prédéterminé. Afin que le piston secondaire 92 puisse toujours faire effet lorsque la pression dans la deuxième chambre d'équilibrage 90 dépasse le deuxième seuil prédéterminé, ce piston secondaire 92 est susceptible de coopérer avec le piston tertiaire 100 de façon à l'entraîner vers la surface complémentaire 97 du piston primaire. De préférence, les pistons secondaire 92 et tertiaire 100 d'équilibrage forment ensemble un même organe d'entraînement du piston primaire. Ce piston tertiaire permet de modifier le comportement du système de commande de freinage 10 en cas de fuite entre la première chambre 36 du maître cylindre et la première chambre d'équilibrage 84, en décalant axialement le second siège de clapet 70 de façon à l'éloigner du clapet 72 lorsque le dispositif de commande hydraulique 14 est activé. Ainsi, l'assistance au freinage du servofrein 44 ne commence qu'après une course plus longue de la pédale de frein 12, ce qui permet au conducteur de constater la modification du comportement du système de freinage 10, cette modification du comportement étant due à la fuite. On évite ainsi qu'une telle fuite ne soit pas détectée. On notera enfin que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, et pourrait être modifiée sans sortir de la portée des revendications. Liste des références. 10 Système de commande freinage de véhicule automobile. 12 : Pédale de commande de freinage. 14 : Dispositif de commande hydraulique. 5 16 : Piston de commande. 18 Chambre de commande. 19 : Chambre d'entrée du simulateur hydraulique. 20 : Simulateur hydraulique. 22 : Réservoir de liquide de frein. 10 23 : Moyens de simulation. 24 : Ressort de rappel du piston de commande 16. 26 : Tige d'actionnement. 28 : Maître cylindre tandem. 30 : Corps de maître cylindre. 15 32 : Premier piston de maître cylindre. 34 : Second piston de maître cylindre. 36 : Première chambre de pression. 38 : Seconde chambre de pression. 39 : Système de freinage. 20 40 : Circuit primaire de freinage. 42 : Circuit secondaire de freinage. 44 : Servofrein. 46 : Chambre avant. 48 : Chambre arrière. 25 50 : Membrane. 52 : Pompe à vide. 54 : Valve à trois voies. 56 : Première voie. 58 : Deuxième voie. 60 : Troisième voie. 62 : Corps du simulateur 20. 64 : Chambre de valve. 66 : Premier siège de clapet. 68 : Piston de simulateur. 70 : Second siège de clapet. 71 : Piston primaire d'équilibrage. 72 : Clapet. 74 : Ressort de clapet. 75 : Siège de ressort de clapet. 76, 78, 80 : Orifices de passage d'air ménagés dans le piston de simulateur 68. 5 82 : Moyens d'équilibrage de la pression dans le simulateur. 84 : Première chambre d'équilibrage. 86 : Premiers moyens de liaison hydraulique avec la première chambre de pression 36. 88 : Organe élastique résistant au déplacement du piston primaire 71. 90 : Deuxième chambre d'équilibrage. 10 92 : Piston secondaire d'équilibrage. 94 : Deuxièmes moyens de liaison hydraulique avec la seconde chambre de pression 38. 96 : Moyens d'entraînement du piston primaire 71. 97 : Surface complémentaire. 98 : Organe élastique résistant au déplacement du piston secondaire 92. 15 100 : Piston tertiaire d'équilibrage. 102 : Troisième chambre d'équilibrage. 104 : Moyens de liaison hydraulique avec le dispositif de commande hydraulique 14. 106 : Moyens d'entraînement du piston primaire 71.