Brevet FR3006975A1 — publié le 20141219

PRODUCTION DE DEPRESSION POUR UN MULTIPLICATEUR D'EFFORT DE FREINAGE DANS UN VEHICULE L'invention a trait au freinage d'un véhicule automobile, plus particulièrement à la production de dépression dans un multiplicateur d'effort de freinage d'un véhicule. L'invention a trait à un dispositif de production de dépression, à un véhicule comprenant un tel dispositif et à un procédé de production de dépression à cet effet. Le document de brevet publié FR 2 686 562 Al divulgue un dispositif d'entrainement d'une pompe rotative à vide pour un amplificateur pneumatique d'effort d'un système de freinage d'un véhicule électrique. La pompe rotative à vide peut être entrainée de manière sélective par le moteur de traction électrique du véhicule ou par un moteur électrique auxiliaire. Pour ce faire la pompe comprend un arbre de transmission relié mécaniquement, au moyen d'une roue libre, au moteur électrique auxiliaire, c'est-à-dire une liaison en rotation dans un sens uniquement, correspondant au sens de travail de la pompe, lorsque le moteur électrique tourne à la vitesse de l'arbre d'entrainement. Lorsque le moteur électrique est à l'arrêt, l'arbre d'entrainement peut tourner indépendamment du moteur électrique dans le sens de travail. L'arbre d'entrainement comprend un embrayage à commande électrique permettant de le lier en rotation au moteur électrique de traction. Un capteur mesure la vitesse de rotation du moteur électrique de traction. Lorsque ce dernier tourne à une vitesse supérieure à une valeur limite, l'embrayage est fermé de manière à entrainer l'arbre de la pompe et le moteur électrique n'est pas alimenté. Lorsque le moteur électrique de traction tourne à une vitesse inférieure à la vitesse limite, l'embrayage est ouvert et le moteur électrique auxiliaire est mis en marche. Ce dispositif de production de dépression permet ainsi de pallier le problème de perte de puissance de freinage lorsque le moteur électrique de traction tourne à des vitesses faibles. Contrairement à un moteur thermique qui tourne toujours à une vitesse minimale, un moteur électrique de traction peut en effet tourner à des vitesses sensiblement plus faibles. Le document de brevet publié FR 2 977 549 Al divulgue, similairement au document précédent, un dispositif de production de dépression pour un multiplicateur d'effort de freinage d'un véhicule. Le dispositif comprend une pompe à vide principale entrainée en rotation par les roues du véhicule, et ce via une transmission permanente entre la pompe et les roues. Le dispositif comprend également une pompe à vide secondaire électrique. Celle-ci est mise en marche lorsque la réserve de dépression dans l'amplificateur est en-dessous d'une valeur limite et que le véhicule se déplace à une vitesse inférieure à une vitesse limite. Ce dispositif est particulièrement adapté aux véhicules hybrides, c'est-à-dire comprenant un moteur à combustion et un moteur électrique de traction. Dans ces véhicules, le moteur à combustion est amené à être à l'arrêt dans certaines conditions de roulage du véhicule. Le fait de coupler la pompe à vide aux roues permet de s'assurer de la production de vide lorsque le véhicule se déplace même avec le moteur thermique éteint. Le dispositif de cet enseignement requiert toutefois la présence d'une pompe électrique d'appoint, ce qui est potentiellement pénalisant d'un point de vue coût et encombrement. L'invention a pour objectif de proposer une solution à la production de dépression, palliant au moins un des inconvénients sus mentionnés. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer une solution à la production de dépression, qui soit simple, économique et performante. L'invention a pour objet un dispositif de production de dépression pour un multiplicateur d'effort d'un système de freinage pour véhicule, comprenant: une pompe à vide avec un arbre d'entrainement du mouvement générant le vide; un premier embrayage apte à embrayer l'arbre à une première source de mouvement rotatif; remarquable en ce qu'il comprend, en outre, un deuxième embrayage apte à, alternativement, embrayer l'arbre à une deuxième source de mouvement rotatif. Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend un système de sécurité, préférentiellement mécanique, empêchant que le premier et le deuxième embrayage soient fermés de manière concomitante. Selon un mode avantageux de l'invention, en l'absence de commande des premier et deuxième embrayages, le premier embrayage est normalement fermé et le deuxième embrayage normalement ouvert. Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend une transmission de démultiplication entre l'arbre d'entrainement et un des premier et deuxième embrayages, préférentiellement le deuxième embrayage, ladite transmission ayant un rapport de transmission entre l'arbre d'entrainement et l'embrayage et qui est supérieur à 1, préférentiellement à 4, plus préférentiellement à 8, de manière à permettre que la première source de mouvement soit le moteur à combustion et la deuxième source les roues du véhicule. Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend un système de contrôle configuré pour fermer le premier embrayage lorsque le moteur à combustion est en rotation, et configuré pour ouvrir le premier embrayage et fermer le deuxième lorsque le moteur à combustion est à l'arrêt et les roues du véhicule sont en rotation. Selon un mode avantageux de l'invention, le système de contrôle comprend une première entrée configurée pour recevoir un signal représentatif de la rotation du moteur à combustion, et une deuxième entrée configurée pour recevoir un signal représentatif de la rotation d'au moins une des roues. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion, des roues, un dispositif de freinage des roues avec un multiplicateur d'effort à dépression, et un dispositif de production de dépression raccordé au multiplicateur d'effort, remarquable en ce que le dispositif de production de dépression est conforme à l'invention, la première source de mouvement étant le moteur à combustion et la deuxième source de mouvement étant au moins une des roues, préférentiellement un train de roues dont la transmission est reliée au moteur à combustion. Selon un mode avantageux de l'invention, la roue formant la deuxième source de mouvement est couplée au deuxième embrayage au moyen d'une courroie. Alternativement, le couplage peut être assuré pour un autre système de transmission d'effort et de mouvement. L'invention a également pour objet un procédé de commande d'un dispositif de production de dépression dans un véhicule automobile conforme à l'invention, le procédé comprenant les étapes suivantes: - détection de la vitesse de rotation du moteur à combustion wE et de la vitesse de rotation des roues ww ; - ouverture du premier embrayage et fermeture du deuxième embrayage lorsque les deux conditions suivantes sont remplies : 3006 9 75 4 (i) WE ww, La valeur limite WE, peut être comprise entre 500 et 1000 tours/min. La valeur limite WW, lim peut être comprise entre 44 et 88 tours/min (ce qui correspond 5 respectivement à 5km/h et 10km/h pour un diamètre de roue de 60cm). Selon un mode avantageux de l'invention, le procédé comprend également l'étape suivante ouverture du deuxième embrayage et fermeture du premier embrayage lorsque la condition suivante est remplie : 10 WE > WE, lim- Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent de conserver la capacité de freinage du véhicule lorsque le moteur thermique est arrêté et que le véhicule est en mouvement, et ce sans l'ajout d'une pompe supplémentaire. 15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - L'unique figure est une représentation schématique de l'invention. La figure illustre de manière schématique un véhicule 2 équipé d'un système de freinage hydraulique (non représenté) bien connu en soi de l'homme de métier. Ce 20 système de freinage comprend un dispositif de commande 4 relié hydrauliquement à des récepteurs de freinage, par exemple du type étrier de frein coopérant avec un disque via des éléments en matériau de friction. Le dispositif de commande 4 comprend un maître-cylindre 8 logeant un piston (non visible) et relié mécaniquement à une pédale de commande des freins 10, le déplacement de la 25 pédale ayant pour effet, via le piston, de déplacer le liquide frein dans les conduites les reliant aux récepteurs. Un multiplicateur pneumatique d'effort 6, bien connu en soi de l'homme de métier, est disposé entre la pédale de commande 10 et le maître-cylindre 8. Le multiplicateur d'effort 6 comprend un carter logeant un piston moteur avec une membrane qui délimite dans le carter deux chambres soumises à 30 dépression, et un piston plongeur apte à isoler les deux chambres et à mettre une des chambres en liaison avec l'atmosphère lorsqu'un effort lui est transmis via la 3006 9 75 5 pédale de frein. Les deux faces du piston moteur et de sa membrane sont alors soumises à un différentiel de pression qui génère alors un effort d'assistance au freinage. Le carter du multiplicateur d'effort 6 est relié de manière pneumatique via la conduite 5 12 à une pompe à dépression 16. Celle-ci fait partie d'un dispositif de production de dépression 14 comprenant, essentiellement, ladite pompe 16, un arbre d'entrainement 15, un premier embrayage 20, éventuellement une transmission de démultiplication 18 et un deuxième embrayage 22. Le premier embrayage permet de relier mécaniquement l'arbre d'entrainement 15 de la pompe 16 au moteur à 10 combustion 32 du véhicule. Un arbre de sortie de celui-ci peut être couplé en rotation au premier embrayage 20 via une courroie de transmission 24 coopérant avec des poulies correspondantes. Le deuxième embrayage 22 permet de relier mécaniquement l'arbre d'entrainement 15 de la pompe 16 aux roues du véhicule. En l'occurrence, il s'agit du train avant relié via un différentiel et une boîte de vitesse 34, 15 et via un embrayage 36 au moteur à combustion. Le véhicule peut être un véhicule hybride avec un moteur de traction 38 relié à l'autre des deux trains de roues et alimenté par des batteries 40 de stockage d'énergie électrique. Le moteur à combustion 32 peut ainsi se voir arrêté alors que le véhicule se déplace et a besoin d'un système de freinage performant. 20 Un système de contrôle 30 des embrayages 20 et 22 est illustré de manière schématique. Il comprend notamment deux entrées 48 et 50 reliées, respectivement, à des capteurs 42 et 44 de mesure de la vitesse de rotation du moteur à combustion et des roues du véhicule ou à un réseau multiplexé émettant ces informations. Il peut également comprendre deux sorties 52 et 54 reliées, respectivement, au premier 25 embrayage 20 et au deuxième embrayage 22. Le système de commande est configuré pour maintenir le premier embrayage 20 à l'état fermé et le deuxième embrayage 22 à l'état ouvert lorsque le moteur à combustion 32 tourne à une vitesse wE supérieure ou égale à une valeur limite WE, lim. Cette valeur limite peut correspondre essentiellement à la vitesse de rotation du moteur au ralenti. Cela 30 signifie que lorsque sa vitesse de rotation est inférieure à cette valeur limite, il est en principe à l'arrêt, et inversement. Lorsque le moteur à combustion est en fonctionnement, il est en effet apte à entrainer la pompe à vide 16 de manière satisfaisante, et ce sur toute sa plage de régime. Lorsque le moteur à combustion est arrêté alors que le véhicule se déplace à une vitesse non nulle, par exemple lorsque le moteur électrique prend le relai de la transmission du véhicule, la vitesse de rotation du moteur à combustion passe sous la valeur limite. Dans ces conditions, lorsque la vitesse de rotation des roues ww est supérieure ou égale à une valeur limite ww lim, le système de commande pilote les embrayages 20 et 22 de manière à ce que le premier embrayage 20 s'ouvre et le deuxième embrayage 22 se ferme de manière à ce que la rotation de roues assure l'entrainement de la pompe 16. C'est en effet lorsque le véhicule se déplace que le besoin de capacité de freinage est bien réel. En effet, les amplificateurs ou multiplicateurs de freinage présentent, en fonctionnement normal, une capacité d'assistance limitée en l'absence de renouvellement de la dépression. En l'absence d'action de freinage, dans le carter de l'amplificateur règne une dépression donnée, générée par la pompe à vide entrainée par le moteur à combustion. Un clapet anti-retour est habituellement disposé sur le carter, au branchement de la conduite de liaison à la pompe à vide. Lorsque le moteur à combustion est à l'arrêt, en l'absence du dispositif de l'invention, une succession de mouvements d'enfoncement de la pédale de frein aurait pour effet de consommer progressivement la dépression disponible, celle-ci n'étant pas renouvelée. L'effort d'assistance de freinage généré par l'amplificateur pourrait alors se voir réduit voire annulé en l'absence du dispositif de l'invention. Il est à noter que les embrayages 20 et 22 peuvent être configurés pour ne jamais être actifs en même temps. Des moyens mécaniques spécifiques peuvent ainsi être mis en oeuvre. Alternativement, cette fonction d'exclusion peut être assurée par le système de contrôle, qui serait alors configuré pour ne fermer un des embrayages qu'à la condition que l'autre soit ouvert. Il est également à noter que le premier embrayage 20 peut être configuré pour être normalement fermé, c'est-à-dire fermé en l'absence de signal électrique et/ou d'effort mécanique de commande. Dans le cas d'un couplage mécanique des deux embrayages, il est alors envisageable de ne prévoir qu'une seule sortie sur le système de commande, cette sortie commandant alors simultanément le premier et le deuxième embrayage, l'un dans un sens et l'autre dans le sens opposé. La transmission 18 disposée entre le deuxième embrayage 22 et l'arbre d'entrainement 15 de la pompe 16 peut être utile pour démultiplier la vitesse de rotation des roues, préférentiellement selon un rapport supérieur à 2, préférentiellement 4, plus préférentiellement 8. En effet, la vitesse de rotation des roues d'un véhicule couvre une plage sensiblement plus grande que celle d'un moteur thermique, notamment en ce qui concerne la partie inférieure de cette plage. Un moteur thermique a une plage approximative comprise entre 800 et 5000 tours/min, cette plage étant par ailleurs davantage limitée pour un moteur diesel, à savoir approximativement comprise entre 800 et 3500 tours/min. Les roues d'un véhicule présentant un diamètre extérieur de l'ordre de 60 cm tournent à 265 tours/min à 30 km/h, à 530 tours/min à 60 km/h et 795 tours/min à 90 km/h. Il peut ainsi être approprié, notamment pour des raisons de sécurité, de démultiplier, c'est-à-dire d'augmenter la vitesse de rotation des roues lorsqu'elles entrainent l'arbre d'entrainement de la pompe à vide.15 REVENDICATIONS1. Dispositif de production de dépression (14) pour un multiplicateur d'effort (6) d'un système de freinage (4) pour véhicule (2), comprenant : - une pompe à vide (16) avec un arbre d'entrainement (15) du mouvement générant le vide ; - un premier embrayage (20) apte à embrayer l'arbre (15) à une première source de mouvement rotatif (32) ; caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un deuxième embrayage (22) apte à, alternativement, embrayer l'arbre (15) à une deuxième source de mouvement rotatif. 2. Dispositif de production de dépression (14) conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un système de sécurité, préférentiellement mécanique, empêchant que le premier (20) et le deuxième embrayage (22) soient fermés de manière concomitante. 3. Dispositif de production de dépression (14) conforme à l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'en l'absence de commande des premier et deuxième embrayages (20, 22), le premier embrayage (20) est normalement fermé et le deuxième embrayage (22) normalement ouvert. 4. Dispositif de production de dépression (14) conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une transmission à démultiplication (18) entre l'arbre d'entrainement (15) et un des premier et deuxième embrayages (20, 22), préférentiellement le deuxième embrayage (22), ladite transmission (18) ayant un rapport de transmission entre l'arbre de transmission et l'embrayage et qui est supérieur à 1, préférentiellement à 4, plus préférentiellement à 8, de manière à permettre que la première source de mouvement soit le moteur à combustion (32) et la deuxième source les roues du véhicule. 5. Dispositif de production de dépression conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un système de contrôle (30) configuré pour fermer le premier embrayage (20) lorsque la première source de mouvement rotatif (32) est en rotation et pour ouvrir le premier embrayage etfermer le deuxième lorsque la première source de mouvement rotatif (32) est à l'arrêt et que la deuxième source de mouvement rotatif est en rotation. 6. Dispositif de production de dépression (14) conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le système de contrôle (30) comprend une première entrée (48) configurée pour recevoir un signal représentatif de la rotation du moteur à combustion (32), et une deuxième entrée (50) configurée pour recevoir un signal représentatif de la rotation d'au moins une des roues. 7. Véhicule automobile (2) comprenant un moteur à combustion (32), des roues, un dispositif de freinage (4) des roues avec un multiplicateur d'effort à dépression (6), et un dispositif de production de dépression (14) raccordé au multiplicateur d'effort (6), caractérisé en ce que le dispositif de production de dépression (14) est conforme à l'une des revendications 1 à 6, la première source de mouvement étant le moteur à combustion (32) et la deuxième source de mouvement étant au moins une des roues, préférentiellement un train de roues dont la transmission est reliée au moteur à combustion. 8. Véhicule automobile (2) conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que la roue formant la deuxième source de mouvement est couplée au deuxième embrayage (22) au moyen d'une courroie (26). 9. Procédé de commande d'un dispositif de production de dépression (14) dans un véhicule automobile (2) conforme à l'une des revendications 7 et 8, le procédé comprenant les étapes suivantes : - détection de la vitesse de rotation wE du moteur à combustion (32) et de la vitesse de rotation ww des roues ; - ouverture du premier embrayage (20) et fermeture du deuxième embrayage (22) lorsque les deux conditions suivantes sont remplies : (i) WE ww, Hm. 10. Procédé de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend également l'étape suivante : - ouverture du deuxième embrayage (22) et fermeture du premier embrayage (20) lorsque la condition suivante est remplie :WE > WE, lim-