Brevet FR2964073A1 — publié le 20120302

COMMANDE HYDRAULIQUE DE FREINAGE EN PARTICULIER POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne une commande hydraulique de freinage en particulier pour un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'une telle commande. Les commandes de freinage d'un véhicule automobile comportent généralement une pédale de frein agissant sur un maître-cylindre, pour générer une pression hydraulique qui est transmise à des freins de roues, et un amplificateur de freinage à dépression exerçant une force complémentaire d'assistance sur le maître cylindre, s'ajoutant à celle délivrée par la pédale de frein. La pédale de frein est fixée à l'intérieur de la caisse du véhicule sur un support lié à une tôle appelée tablier, séparant l'habitacle du compartiment moteur. Cette pédale de frein pousse sur une tige de commande qui traverse le tablier, pour agir sur un maître-cylindre placé axialement en bout du côté avant suivant le sens de marche du véhicule, dans le compartiment moteur. Un réservoir de liquide de frein disposé au dessus du maître-cylindre, permet de refaire le niveau des circuits hydrauliques quand la pédale de frein est relâchée, pour compenser notamment l'usure des garnitures de frein ou la dilation des circuits hydrauliques. Entre le tablier et le maître-cylindre, on dispose l'amplificateur de freinage à dépression comportant généralement un caisson d'un grand diamètre disposé suivant l'axe du maître cylindre. Le caisson est relié à une source de dépression généralement mise en oeuvre par le moteur thermique, par exemple une pompe à vide, qui génère de manière permanente une dépression s'appliquant quand la pédale de frein est au repos, sur les deux faces d'une membrane transversale interne de ce caisson. Quand le conducteur applique une force de freinage sur la pédale de frein, l'air ambiant à la pression atmosphérique est admis par une valve d'entrée du côté arrière de la membrane, la différence de pression appliquée sur cette membrane créant la force d'assistance. Un problème qui se pose est qu'en cas de défaillance du dispositif d'assistance, en particulier de la source de dépression, le freinage des roues du véhicule est généré alors uniquement par la force appliquée par le conducteur sur la pédale de frein, et ce freinage se trouve nettement réduit. Des normes de sécurité imposent aujourd'hui un freinage minimum en cas de défaillance du dispositif d'assistance de freinage. Un moyen pour y parvenir consiste à diminuer le diamètre des pistons du maître-cylindre pour générer directement avec ce maître-cylindre, une pression hydraulique plus élevée. Cette solution a pour inconvénient de modifier dans des conditions normales de fonctionnement, la courbe d'effort en fonction du déplacement de la pédale de frein, et de dégrader le confort d'utilisation. Un autre type de commande de freinage présenté notamment par le document GB-A-2245323, comporte un amplificateur de pression hydraulique raccordé entre le maître-cylindre et les freins de roues, et géré par une unité de contrôle électronique qui utilise une haute pression hydraulique générée par une pompe. Ce type de commande de freinage comporte un système de gestion de l'amplificateur de pression hydraulique qui est complexe, nécessitant notamment une source de haute pression hydraulique. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un moyen simple et efficace permettant d'assurer une assistance au freinage en cas de défaillance de l'amplificateur de freinage à dépression. Elle propose à cet effet une commande hydraulique de freinage en particulier pour véhicule automobile, comprenant un maître-cylindre actionné par une pédale de frein pour délivrer par une sortie une pression dans un circuit hydraulique de commande de freins de roues, et un amplificateur de freinage à dépression ajoutant une force sur ce maître-cylindre, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus un amplificateur de pression hydraulique disposant de deux pistons de sections différentes reliés entre eux, la chambre comprenant le piston de petite section étant reliée de manière permanente à au moins un frein de roue, et un distributeur hydraulique pouvant relier alternativement la sortie du maître-cylindre à la chambre disposant du piston de petite ou de grande section, suivant que l'amplificateur de freinage à dépression est respectivement en état de fonctionnement ou défaillant. Un avantage de la commande hydraulique de freinage selon l'invention, est qu'en utilisant un moyen simple comme un distributeur hydraulique, qui peut être piloté par la dépression de l'amplificateur de freinage, permettant d'obtenir directement une information sur l'état de fonctionnement de cet amplificateur, on peut mettre en oeuvre facilement l'amplificateur de pression hydraulique pour délivrer un freinage assez important à partir d'une force de freinage limitée sur la pédale de frein, quand l'amplificateur de freinage à dépression est défaillant. La commande hydraulique de freinage selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la commande hydraulique de freinage comporte un moyen de contrôle relié à la dépression générée dans l'amplificateur de freinage à dépression, pour piloter le distributeur hydraulique. Avantageusement, la commande hydraulique de freinage comporte un contacteur d'activation de la pédale de frein, qui envoie un signal de freinage 25 au moyen de contrôle Selon un mode de réalisation, le distributeur hydraulique peut comporter une première position sélectionnée quand la pédale de frein n'est pas activée, une deuxième position sélectionnée quand cette pédale de frein est activée, et l'amplificateur de freinage à dépression est en état de 30 fonctionnement, et une troisième position sélectionnée quand la pédale de frein est activée, et l'amplificateur de freinage à dépression est défaillant. La pression de sortie du maître-cylindre peut être distribuée par le distributeur hydraulique, dans la première position simultanément aux deux chambres de l'amplificateur de pression hydraulique, dans la deuxième position uniquement à la chambre de petite section, et dans la troisième position uniquement à la chambre de grande section. Avantageusement, la défaillance de l'amplificateur de freinage à dépression est détectée par un niveau de dépression appliqué à cet amplificateur, qui est supérieur à un seuil maximum. En particulier, le seuil de dépression maximum peut être de l'ordre de 10 700 mbar. Avantageusement, l'amplificateur de pression hydraulique comporte deux pistons reliés entre eux et comprenant des sections différentes, qui coulissent simultanément suivant l'axe des chambres, ces deux pistons se trouvant axialement disposés entre les deux chambres. 15 Les pistons peuvent être rappelés en butée par un ressort dans une position axiale de repos, où la chambre de petite section a son volume maximum, et la chambre de grande section son volume minimum. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant une commande hydraulique de freinage pour actionner des freins de roues, qui 20 comporte 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 présentant une commande de freinage selon 25 l'art antérieur ; et - la figure 2 est un schéma présentant une commande de freinage selon l'invention. La figure 1 présente une commande hydraulique de freinage 1 comprenant une pédale de frein 2 agissant sur une tige de commande 4, qui 30 transmet la force reçue par cette pédale à un maître-cylindre 6 placé axialement en bout du côté avant. Le maître-cylindre 6 est surmonté par un réservoir de fluide 8 comprenant un bouchon de remplissage 10, pour alimenter un circuit hydraulique comprenant un frein à disque 12 d'une roue du véhicule. Pour simplifier la description ce schéma comporte un seul circuit hydraulique comprenant un frein à disque 12, alors que dans un véhicule la commande hydraulique de freinage comporte généralement deux circuits hydrauliques indépendants alimentés par un maître-cylindre à deux pistons, chaque circuit comprenant les freins de deux roues du véhicule, qui peuvent disposer de disques ou de tambours de freinage. Un seul ou les deux circuits hydrauliques indépendants, peuvent comporter l'amplificateur de freinage conformément à l'invention Une pompe à dépression 20 entraînée par le moteur thermique du véhicule, est reliée par un clapet anti-retour 22 à la chambre avant d'un amplificateur de freinage à dépression 26. Au repos la chambre arrière de l'amplificateur de freinage à dépression 26, est en communication avec la chambre avant, la membrane séparant ces deux chambres subissant alors la même dépression sur ses deux faces, n'applique pas d'effort sur la tige de commande 4. En variante notamment pour un moteur à essence, la source de dépression peut être constituée par les tubulures d'admission du moteur thermique qui se trouvent en dépression lors d'un freinage du véhicule. Lorsque le conducteur applique une pression sur la pédale de frein 2, le mouvement de cette pédale commence d'abord par activer un contacteur 28 lié à la pédale. Le contacteur 28 activé allume les feux stop du véhicule, il peut envoyer aussi un signal à un calculateur de gestion de dispositifs d'aide à la conduite, comme un système d'antiblocage des roues « ABS » modulant la pression de freinage, ou un système de contrôle de stabilité du véhicule « ESP ». Ensuite et en fonction de la force de freinage appliquée par le conducteur, une valve d'entrée d'air à la pression atmosphérique régule l'entrée d'air 30 dans la chambre arrière de l'amplificateur de freinage à dépression 26, pour moduler la force d'assistance appliquée par cet amplificateur. En cas de défaillance du système d'amplification de freinage à dépression, notamment de la pompe à dépression 20 ou des canalisations la reliant à l'amplificateur de freinage à dépression 26, la section du piston du maître-cylindre 6 doit être assez réduite pour générer directement une pression suffisamment forte assurant un effort de freinage minimum sur le frein à disque 12. Cette section réduite entraîne une certaine course de la pédale de frein 2 pour obtenir le déplacement d'un volume donné de fluide, cette course peut ne pas être confortable et ergonomique. La figure 2 présente une commande de freinage 41 comprenant un maître-cylindre 6 et un amplificateur de freinage à dépression 26 conventionnels, similaires à ceux présentés ci-dessus. La canalisation recevant la pression de sortie du maître-cylindre 6 est reliée à un distributeur hydraulique 50 à trois positions. Dans une première position A le distributeur 50 envoie la pression de sortie simultanément aux deux chambres 42, 44 comprenant chacune un piston de section différente, d'un amplificateur de pression hydraulique 40. Dans une deuxième position B le distributeur 50 envoie la pression de sortie uniquement à la chambre de petite section 42, la chambre de grande section 44 étant fermée, et dans une troisième position C ce distributeur envoie la pression de sortie uniquement à la chambre de grande section 44, la chambre de petite section 42 étant fermée. Les deux pistons de l'amplificateur de pression hydraulique 40 sont reliés entre eux et coulissent simultanément suivant l'axe des chambres 42, 44, ces deux pistons se trouvant axialement disposés entre ces deux chambres. La chambre de petite section 42 reste connectée de manière permanente au récepteur de freinage comprenant un frein à disque 12. Le distributeur hydraulique 50 est piloté par la dépression Pp générée par la pompe à dépression 20, qui est reliée à un moyen de contrôle 52, pour sélectionner l'une des trois positions A, B et C de ce distributeur. Le moyen de contrôle 52 reçoit de plus le signal délivré par le contacteur 28 commandé par la pédale de frein 2, pour sélectionner les positions du distributeur 50. Le fonctionnement de la commande de freinage 41 est le suivant. Lorsque la pédale de frein 2 n'est pas activée, le contacteur 28 enregistre cet état et le moyen de contrôle 52 sélectionne la première position A du distributeur 50. Les deux chambres 42, 44 de l'amplificateur de pression hydraulique 40 sont reliées à la sortie du maître-cylindre 6, cet amplificateur est au repos, ses pistons étant rappelés en butée par un ressort 46 dans une position axiale de repos, où la chambre de petite section 42 a son volume maximum, et la chambre de grande section 44 son volume minimum. Dans cette première position A, le frein à disque 12 est relié au réservoir 8 par l'intermédiaire du maître-cylindre 6, le niveau de fluide du circuit hydraulique peut alors être ajusté librement par ce réservoir. Lorsque le conducteur active la pédale de frein 2, le contacteur 28 enregistre cet état dès le début du mouvement de la pédale, avant que la pression de fluide ne commence à monter dans le circuit hydraulique. Si la dépression générée par la pompe à dépression 20 est inférieure à un seuil maximum, qui peut être par exemple de 700mbar, alors l'amplificateur de freinage à dépression 26 est en état de fonctionner et le moyen de contrôle 52 sélectionne la deuxième position B du distributeur hydraulique 50. La pression de 700mbar correspond à une pression atmosphérique minimum, qui peut être rencontrée par exemple à une altitude de 3000m. Une dépression générée par la pompe à dépression 20, qui est supérieure à ce seuil maximum, indiquant alors dans tous les cas une défaillance du système de mise en dépression. Dans cette deuxième position B, la pression de sortie du maître-cylindre 6 est transmise directement au frein à disque 12 en passant par la chambre de petite section 42 qui garde un volume constant, le piston de cette chambre étant en butée, pour réaliser un freinage de manière conventionnelle avec l'assistance de l'amplificateur de freinage à dépression 26. Lorsque le conducteur active la pédale de frein 2 et si la dépression générée par la pompe à dépression 20 est supérieure au seuil maximum, alors l'amplificateur de freinage à dépression 26 n'est pas en état de fonctionner et le moyen de contrôle 52 sélectionne la troisième position C du distributeur hydraulique 50. Dans cette troisième position C la pression de sortie du maître-cylindre 6 est transmise à la chambre de grande section 44, cette pression repousse le grand piston lié au petit piston pour réaliser une multiplication de pression dans la chambre de petite section 42, qui est proportionnelle au rapport des sections de ces deux chambres. On obtient alors dans le frein à disque 12 relié à la chambre de petite section 42, une pression qui est celle générée dans le maître-cylindre 6 directement par la pédale de frein 2, sans assistance ou avec une assistance réduite de l'amplificateur de freinage à dépression 26, multipliée par l'amplificateur de pression hydraulique 40. On réalise ainsi de manière simple et efficace, à partir d'un maître-cylindre 6 et d'un amplificateur de freinage à dépression 26 conventionnels, un freinage de sécurité permettant d'assurer une certaine force de freinage sur un ou plusieurs circuits hydrauliques de freinage, qui peuvent être équipés chacun d'un amplificateur de pression hydraulique 40. REVENDICATIONS1 - Commande hydraulique de freinage en particulier pour véhicule automobile, comprenant un maître-cylindre (6) actionné par une pédale de frein (2) pour délivrer par une sortie une pression dans un circuit hydraulique de commande de freins de roues (12), et un amplificateur de freinage à dépression (26) ajoutant une force sur ce maître-cylindre, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus un amplificateur de pression hydraulique (40) disposant de deux pistons de sections différentes reliés entre eux, la chambre (42) comprenant le piston de petite section étant reliée de manière permanente à au moins un frein de roue (12), et un distributeur hydraulique (50) pouvant relier alternativement la sortie du maître-cylindre (6) à la chambre disposant du piston de petite (42) ou de grande section (44), suivant que l'amplificateur de freinage à dépression (26) est respectivement en état de fonctionnement ou défaillant. 2 - Commande hydraulique de freinage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de contrôle (52) relié à la dépression générée dans l'amplificateur de freinage (26), pour piloter le distributeur hydraulique (50). 3 - Commande hydraulique de freinage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un contacteur (28) d'activation de la pédale de frein (2), qui envoie un signal de freinage au moyen de contrôle (52). 4 - Commande hydraulique de freinage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le distributeur hydraulique (50) comporte une première position (A) sélectionnée quand la pédale de frein (2) n'est pas activée, une deuxième position (B) sélectionnée quand cette pédale de frein est activée, et l'amplificateur de freinage à dépression (26) est en état de fonctionnement, et une troisième position (C) sélectionnée quand la pédale de frein est activée, et l'amplificateur de freinage à dépression (26) est défaillant. 5 - Commande hydraulique de freinage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la pression de sortie du maître-cylindre (6) est distribuée par le distributeur hydraulique (50), dans la première position (A) simultanément aux deux chambres (42, 44) de l'amplificateur de pression hydraulique (40), dans la deuxième position (B) uniquement à la chambre de petite section (42), et dans la troisième position (C) uniquement à la chambre de grande section (44). 6 - Commande hydraulique de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la défaillance de l'amplificateur de freinage à dépression (26), est détectée par un niveau de dépression appliqué à cet amplificateur, qui est supérieur à un seuil maximum. 7 - Commande hydraulique de freinage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le seuil de dépression maximum est de l'ordre de 700 mbar. 8 - Commande hydraulique de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'amplificateur de pression hydraulique (40) comporte deux pistons reliés entre eux et comprenant des sections différentes, qui coulissent simultanément suivant l'axe des chambres (42, 44), ces deux pistons se trouvant axialement disposés entre les deux chambres. 9 - Commande hydraulique de freinage selon la revendication 8, caractérisée en ce que les pistons sont rappelés en butée par un ressort (46) dans une position axiale de repos, où la chambre de petite section (42) a son volume maximum, et la chambre de grande section (44) son volume minimum. 10 - Véhicule automobile comprenant une commande hydraulique de freinage (41) pour actionner des freins de roues, caractérisé en ce que cette commande hydraulique de freinage est réalisée suivant l'une quelconque des revendications précédentes.