Brevet FR3095629A1 — publié le 20201106

Description Titre de l'invention : VALVE D'ENTREE D'AIR A FILTRAGE VARIABLE POUR AMPLIFICATEUR PNEUMATIQUE [0001] La présente invention porte sur une valve (l'entrée d'air à filtrage variable pour ampli- ficateur pneumatique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les systèmes de freinage de type ABS (pour "Anti-Blocking System" en anglais) ou ESP (pour "Electronic Stability Program" en anglais) pour les véhicules automobiles. [0002] De façon connue en soi, un système de freinage comporte un maître-cylindre et des circuits hydrauliques couplés en sortie du maître-cylindre. Chaque circuit hydraulique comporte une branche d'admission ayant une électrovanne d'admission et une branche de refoulement ayant une électrovanne de refoulement et une pompe de refoulement. Des étriers de frein sont couplés aux circuits hydrauliques. Un calculateur pilote les électrovannes d'admission, les électrovannes de refoulement et les pompes de refoulement, de façon à permettre la mise en circulation d'un fluide hydraulique dans les branches d'admission et de refoulement du circuit hydraulique. [0003] Un appui sur la pédale de freinage produit, via un amplificateur pneumatique de freinage, une mise en pression du fluide hydraulique dans un actionneur. Cet actionneur, positionné dans un étrier de frein à disque comporte un piston de commande sous pression logé dans une chambre de commande. Ce piston crée un déplacement des plaquettes positionnées dans cet étrier de frein qui viennent enserrer le disque et qui, par frottements mutuels, assurent le freinage du véhicule. [0004] L'amplificateur pneumatique de freinage, communément appelé "isovac", permet d'assister ou d'amplifier l'effort musculaire délivré par le conducteur sur la pédale de frein. Le principe de base de cet amplificateur pneumatique réside dans l'effort généré par un différentiel de pression d'air de part et d'autre d'un piston supportant l'effort musculaire délivré par le conducteur, de sorte que le maitre-cylindre génère une pression dans le circuit hydraulique proportionnelle à l'effort musculaire additionné de l'effort pneumatique. [0005] Pour un bon fonctionnement de l'amplificateur pneumatique, il est nécessaire de disposer d'air exempt d'impureté (pollution particulaire). A cet effet, comme cela est montré sur la figure 1, on utilise une valve d'entrée d'air 1 munie d'un filtre 2 situé autour d'une tige de commande 3 destinée à être reliée à la pédale de frein. [0006] Toutefois, le filtre choisi pour ses qualités de filtrage nuit au passage de l'air. Comme on peut le voir sur la figure 2, pour un freinage courant, opéré à faible dynamique (mise en décélération Dec du véhicule inférieure à 10m/s3), le débit d'air traversant le 2 filtre est suffisant et le freinage de bonne qualité. En revanche, pour des freinages certes moins occurrents mais plus dynamiques, le débit d'air devient insuffisant pour assurer une bonne performance d'assistance de freinage, ce qui a pour effet de demander plus d'effort au conducteur Eff pcd pour produire une même décélération au véhicule automobile. [0007] L'invention vise à remédier notamment à cet inconvénient en proposant une valve d'entrée d'air pour amplificateur pneumatique de freinage, ladite valve d'entrée d'air comportant: - un premier filtre peu perméable présentant unc grande qualité de filtrage et un faible débit de passage d'air, - une coupelle de limitation de déformation maximale dudit premier filtre, - un deuxième filtre très perméable présentant un débit élevé de passage d'air et une faible qualité de filtrage, - ladite valve d'entrée d'air étant configurée de telle façon que lorsqu'un débit d'air traversant la valve d'entrée d'air augmente, le premier filtre est apte à se déformer jusqu'à venir tout ou partie en appui sur la coupelle, de manière à libérer une section de passage d'air en périphérie externe dudit premier filtre. [0008] L'invention permet ainsi, grâce à l'utilisation des deux filtres et de la coupelle, d'augmenter le débit d'air pouvant pénétrer la valve d'entrée d'air lors d'un freinage dynamique. La performance d'assistance de freinage est alors nominale sur toute la plage utile de dynamique de mise en freinage. Aucun accroissement parasite d'effort pédale ne sera ressenti par le conducteur lors d'un freinage dynamique. [0009] Selon une réalisation, le premier filtre et le deuxième filtre sont réalisés à base d'un matériau en mousse. [0010] Selon une réalisation, le premier filtre présente une densité plus grande que le deuxième filtre. [0011] Selon une réalisation, la coupelle est partiellement ajourée de façon à présenter une section de passage d'air non nulle. [0012] Selon une réalisation, la coupelle comporte une pluralité de pétales espacés entre eux par des espaces de passage d'air. [0013] Selon une réalisation, la coupelle est réalisée dans un matériau perforé de trous. [0014] Selon une réalisation, les trous sont notamment de forme circulaire. [0015] Selon une réalisation, la coupelle est réalisée dans un matériau du type grillagé. [0016] L'invention a également pour objet un amplificateur pneumatique de freinage comportant une valve d'entrée d'air telle que précédemment définie. [0017] L'invention concerne en outre un système de freinage comportant un amplificateur pneumatique de freinage tel que précédemment défini. [0018] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen 3 des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0019] [fig.1] La figure 1, déjà décrite, est une représentation schématique d'une valve d'entrée d'air pour amplificateur pneumatique de freinage selon l'état de la technique; [0020] [fig.2] La figure 2, déjà décrite, est une représentation graphique de la décélération d'un véhicule automobile en fonction d'un effort d'appui sur la pédale de frein pour une valve d'entrée d'air selon l'état de la technique; [0021] [fig.3] La figure 3 est une représentation schématique d'un amplificateur pneumatique de freinage comportant une valve d'entrée d'air selon l'invention; [0022] [fig.4a] La figure 4a illustre l'état de l'amplificateur pneumatique de freinage de la figure 3 lors d'une phase de freinage; [0023] [fig.4h] La figure 4h illustre l'état de l'amplificateur pneumatique de freinage de la figure 3 après la phase de freinage; [0024] [fig.5] La figure 5 est une représentation schématique d'une valve d'entrée d'air pour amplificateur pneumatique de freinage selon la présente invention; [0025] [fig.6a] La figure 6a illustre l'état de la valve d'entrée d'air selon l'invention lors d'une faible dynamique d'appui sur la pédale de frein; [0026] [fig.6h] La figure 6h illustre l'état de la valve d'entrée d'air selon l'invention lors d'une dynamique élevée d'appui sur la pédale de frein; [0027] [fig.7] La figure 7 est une représentation graphique de la décélération d'un véhicule automobile en fonction d'un effort d'appui sur la pédale de frein pour une valve d'entrée d'air selon la présente invention; [0028] [fig.8a] Les figures 8a, 8b, 8c illustrent différentes variantes de réalisation d'une coupelle de limitation de déformation du filtre peu perméable appartenant à la valve d'entrée d'air selon l'invention; [0029] [fig.8b] Les figures 8a, 8b, 8c illustrent différentes variantes de réalisation d'une coupelle de limitation de déformation du filtre peu perméable appartenant à la valve d'entrée d'air selon l'invention; [0030] [fig.8c] Les figures 8a, 8b, 8c illustrent différentes variantes de réalisation d'une coupelle de limitation de déformation du filtre peu perméable appartenant à la valve d'entrée d'air selon l'invention. [0031] Sur les figures 3 et suivantes, les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0032] La figure 3 montre une représentation schématique d'un amplificateur pneumatique de freinage 10 comportant une tige de commande 11 destinée à être reliée à la pédale de frein, une valve d'entrée d'air 12, et un piston 13 constitué par un plateau rigide et une membrane déformable d'étanchéité. Une chambre avant 15 présente un volume délimité par une demi-coque avant 15' et le piston 13. Une chambre arrière 16 présente un volume délimité par une demi-coque arrière 16' et le piston 13. Un piquage pneumatique 18 pourra éventuellement être associé à un clapet anti-retour. Une source de dépression (non représentée) est destinée à être connectée au piquage 18. [0033] Une tige de poussée 19 est reliée au maître-cylindre. La tige de poussée 19 fournit un effort de sortie Fs qui correspond à l'effort d'entrée Fe délivré à la pédale de frein qui est augmenté de l'effort délivré par le différentiel de pression qui s'exerce sur le piston 13. [0034] Sur la figure 3, le piston 13 est en position de repos, c'est-à-dire hors freinage (les efforts Fe et Fs sont nuls). Dans ce cas, la chambre avant 15 et la chambre arrière 16 sont physiquement en communication grâce au mécanisme de valve 12 et donc à la même pression. La pression d'air est une pression inférieure à la pression atmosphérique, grâce à la source de dépression connectée au piquage 18. [0035] La figure 4a représente l'amplificateur pneumatique 10 au cours d'une phase de freinage. Les efforts Fe et Fs sont maintenant non nuls. Le piston 13 s'est déplacé d'une distance repérée AL. La communication entre les deux chambres 15 et 16 s'est refermée au moyen de la valve 12. De l'air à la pression atmosphérique a été admis suivant la flèche A dans la chambre avant 15 grâce à la valve 12, cc qui a pour effet d'augmenter la pression d'air de cette chambre 15. 11 existe donc un différentiel de pression entre la chambre avant 15 et la chambre arrière 16, qui permet de générer l'effort pneumatique d'assistance. [0036] La figure 4b représente l'amplificateur pneumatique 10 après le freinage. Les efforts Fe et Fs sont de nouveau nuls. Le piston 13 est revenu à la position de repos. La communication entre la chambre avant 15 et la chambre arrière 16 est de nouveau ouverte via la valve 12 (cf. flèche A), de sorte que les deux chambres 15, 16 se trouvent alors à la même pression. La source de dépression connectée au piquage 18 rétablit la pression dans l'amplificateur pneumatique 10 avant le prochain freinage. [0037] La source de dépression peut prendre plusieurs formes, notamment l'aspiration naturelle du moteur thermique, une pompe à vide entrainée mécaniquement par l'arbre à cames du moteur thermique, ou une pompe à vide entrainée électriquement. [0038] Comme on peut le voir sur la figure 5, la valve d'entrée d'air 12 comporte un premier filtre 21 peu perméable présentant une grande qualité de filtrage et un faible débit de passage d'air, et un deuxième filtre 22 très perméable présentant un débit élevé de passage d'air et une faible qualité de filtrage. Les termes relatifs du type "peu" perméable / "très" perméable sont entendus relativement par comparaison entre les caractéristiques du premier filtre 21 et du deuxième filtre 22. Ainsi, le premier filtre 21 "peu" perméable est moins perméable que le deuxième filtre 22 "très" perméable. Il en est même pour les notions de "faible" débit de passage d'air et de débit "élevé" de passage d'air. Le premier filtre 21 présente donc un débit de passage d'air plus faible que le deuxième filtre 22. En outre, on comprend également que le premier filtre 21 présente une meilleure qualité de filtrage que le deuxième filtre 22. [0039] Suivant un exemple particulier de réalisation, le premier filtre 21 et le deuxième filtre 22 sont réalisés à hase d'un matériau en mousse. Le premier filtre 21 présente une densité plus grande que le deuxième filtre 22. [0040] En outre, la valve 12 comporte une coupelle 23 de limitation de déformation maximale du premier filtre 21. La coupelle 23 est interposée entre le premier filtre 21 et le deuxième filtre 22. La coupelle 23 pourra être incurvée dans le sens de passage de l'air. Le premier filtre 21, le deuxième filtre 22, ainsi que la coupelle 23 sont montés autour de la tige de commande 11 portant une butée 24 contre laquelle peut venir en appui le deuxième filtre 22. [0041] La figure 6a représente le comportement de la valve d'entrée d'air 12 dans le cas d'une faible dynamique d'appui pédale. Le déhit d'air q pénétrant à l'intérieur de la valve 12 est faible et traverse successivement le premier filtre 21 et le deuxième filtre 22. [0042] La figure 6h représente le comportement de la valve d'entrée d'air 12 dans le cas d'une dynamique élevée d'appui pédale avec un débit d'air élevé Q. Le déhit d'air traversant le filtre augmentant, le premier filtre 21 se déforme jusqu'à venir tout ou partie en appui sur la coupelle 23. Cela a pour effet de libérer une section de passage d'air en périphérie externe du premier filtre 21. Ainsi, on augmente le déhit d'air pouvant pénétrer la valve d'entrée d'air 12 lors d'un freinage dynamique, cet air passant au minimum par le deuxième filtre 22 pour sa filtration. [0043] Comme cela ressort de la figure 7, la performance d'assistance de freinage est alors nominale sur toute la plage utile de dynamique de mise en freinage quelle que soit l'évolution temporelle de la décélération Dec. Aucun accroissement parasite d'effort pédale Eff_ped ne sera ressenti par le conducteur. [0044] Avantageusement, la coupelle 23 est partiellement ajourée de façon à présenter une section de passage d'air non nulle. Comme cela est illustré par la figure 8a, la coupelle 23 vue de face comporte une pluralité de pétales 26 espacés entre eux par des espaces 27 de passage d'air. Les pétales 26 pourront présenter une orientation radiale par rapport à un axe X de la coupelle 23. Comme cela est illustré par la figure 8b, la coupelle 23 pourra être réalisée dans un matériau perforé de trous 28, notamment de forme circulaire. Comme cela est illustré par la figure 8c, la coupelle 23 pourra également être réalisée dans un matériau du type grillagé. [0045] La valve 12 comporte également d'autres composants connus de l'homme du métier qui permettent de générer l'effort pneumatique d'assistance. Ces composants n'ont pas été représentés, car ils ne concernent pas l'objet de la présente invention portant sur la fonction de filtration de l'air traversant la valve 12. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Valve d'entrée d'air (12) pour amplificateur pneumatique (10) de freinage, caractérisée en ce que ladite valve d'entrée d'air (12) comporte: - un premier filtre (21) peu perméable présentant une grande qualité de filtrage et un faible débit de passage d'air, - une coupelle (23) de limitation de déformation maximale dudit premier filtre (21), - un deuxième filtre (22) très perméable présentant un débit élevé de passage d'air et une faible qualité de filtrage, - ladite valve d'entrée d'air (12) étant configurée de telle façon que lorsqu'un débit d'air traversant la valve d'entrée d'air (12) augmente, le premier filtre (21) est apte à se déformer jusqu'à venir tout ou partie en appui sur la coupelle (23), de manière à libérer une section de passage d'air en périphérie externe dudit premier filtre (21). [Revendication 2] Valve d'entrée d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier filtre (21) et le deuxième filtre (22) sont réalisés à base d'un matériau en mousse. [Revendication 3] Valve d'entrée d'air selon la revendication 2, caractérisée en ce que le premier filtre (21) présente une densité plus grande que le deuxième filtre (22). [Revendication 4] Valve d'entrée d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ca- ractérisée en ce que la coupelle (23) est partiellement ajourée de façon à présenter une section de passage d'air non nulle. [Revendication 5] Valve d'entrée d'air selon la revendication 4, caractérisée en ce que la coupelle (23) comporte une pluralité de pétales (26) espacés entre eux par des espaces (27) de passage d'air. [Revendication 6] Valve d'entrée d'air selon la revendication 4, caractérisée en ce que la coupelle (23) est réalisée dans un matériau perforé de trous (28). [Revendication 7] Valve d'entrée d'air selon la revendication 6, caractérisée en ce que les trous (28) sont notamment de forme circulaire. [Revendication 8] Valve d'entrée d'air selon la revendication 4, caractérisée en ce que la coupelle (23) est réalisée dans un matériau du type grillagé. [Revendication 9] Amplificateur pneumatique (10) de freinage comportant une valve d'entrée d'air (12) telle que définie selon l'une quelconque des revendications précédentes. [Revendication 10] Système de freinage comportant un amplificateur pneumatique de freinage tel que défini selon la revendication précédente.