FR2966410A1

FR2966410A1 - Circuit pneumatique utilise pour l'assistance de freinage d'un vehicule

Info

Publication number: FR2966410A1
Application number: FR1058545A
Authority: FR
Inventors: Simon Bez
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-04-27

Abstract

L'invention concerne un circuit pneumatique (10) utilisé pour l'assistance de freinage d'un véhicule, ledit circuit comprenant - un servomoteur pneumatique (11) d'assistance de freinage d'un véhicule, - une source génératrice de vide (15), - un premier conduit (16) reliant intérieurement une chambre arrière (13) du servomoteur à la source génératrice de vide, - un premier clapet anti-retour (17) disposé dans le premier conduit, - un accélérateur (21) de mouvement du fluide, et - un deuxième conduit (17) branché en parallèle sur le premier conduit, l'accélérateur étant situé dans ledit deuxième conduit, caractérisé en ce qu'il comporte également - un dispositif de contrôle (27,28) du fonctionnement dudit accélérateur afin de privilégier le passage du fluide au travers du premier conduit au détriment du passage de ce même fluide au travers du deuxième conduit.

Description

CIRCUIT PNEUMATIQUE UTILISE POUR L'ASSISTANCE DE FREINAGE D'UN VEHICULE

Domaine de l'invention L'invention concerne un circuit pneumatique utilisé pour l'assistance de freinage d'un véhicule. L'invention a pour but d'augmenter une capacité du servomoteur à générer un effort d'assistance. L'invention s'applique au domaine des véhicules automobiles et également au domaine des véhicules nautiques.

Etats de la technique et problèmes techniques rencontrés Un circuit pneumatique utilisé pour l'assistance de freinage d'un véhicule comporte généralement un servomoteur. Un servomoteur permet d'assister le freinage du véhicule en augmentant l'effort généré par le conducteur lorsqu'il appuie sur la pédale de frein. Le servomoteur est relié, d'une part, à une pédale de frein, et, d'autre part, à un circuit hydraulique de freinage. Le circuit hydraulique de freinage comprend des conduits hydrauliques, des pistons et des dispositifs de freinage des roues du véhicule. Le déplacement de chacun des pistons est commandé par la pression régnant dans les conduits hydrauliques afin d'activer ou non les dispositifs de freinage. La pression régnant dans les conduits hydrauliques est générée par le circuit pneumatique de freinage. Le servomoteur comporte généralement une chambre avant et une chambre arrière séparées par un piston séparateur dont le déplacement est commandé par la pédale de frein. Le circuit pneumatique comporte également un dispositif de génération de dépression qui est relié intérieurement à la chambre arrière du servomoteur. Ce dispositif de génération est chargé de créer une dépression à l'intérieur de la chambre arrière. Le dispositif de génération comprend une source génératrice de vide et un premier conduit reliant la source de vide à la chambre arrière du servomoteur. Sur la figure 1 est représenté un graphique qui indique la valeur de la pression dans chacune des chambres avant le freinage, pendant le freinage et après le freinage du véhicule.

Avant le freinage, les deux chambres du servomoteur communiquent entre elles et la chambre avant du servomoteur est isolée de la pression atmosphérique. La source de génération de vide met donc en dépression ces deux chambres. La pression dans ces deux chambres vaut P1.

Pendant le freinage, la communication entre les deux chambres est fermée. Le piston séparateur se déplace vers la gauche sur la figure 1. Le volume de la chambre arrière s'en trouve réduit et sa pression augmente jusqu'à valoir P2. Simultanément de l'air est admis dans la chambre avant et la pression à l'intérieur de la chambre avant augmente jusqu'à valoir P3. Si P3 devient égal à la pression atmosphérique, alors la saturation du servomoteur est atteinte, cela correspond à l'effort maximal d'assistance pneumatique. Après le freinage, la chambre avant du servomoteur est de nouveau isolée de la pression atmosphérique et les deux chambres communiquent entre elles. L'air admis dans la chambre avant au cours du freinage est alors réparti dans les deux chambres. La pression vaut P4. Le circuit pneumatique gère la dépression dans la chambre arrière avant le premier freinage et régénère la dépression dans la même chambre arrière après chaque freinage, de manière à préparer le servomoteur pour le freinage suivant. Le niveau de dépression généré par la source de vide peut s'avérer insuffisant pour bénéficier d'une assistance pneumatique sur des freinages de forte intensité. La conséquence est l'atteinte de la saturation du servomoteur, ce qui se traduit au final pour le conducteur par un accroissement de l'effort à la pédale de frein. La figure 2 illustre une évolution de la décélération du véhicule en fonction de l'effort à la pédale de frein. Une fois que la dépression maximale est atteinte, il est réalisé un freinage d'intensité croissante jusqu'à la décélération maximale atteignable par le véhicule. Dans ce cas, une décélération à saturation est inférieure à une décélération maximale atteignable à cause d'un niveau de dépression maximum insuffisant (pour une taille de servomoteur définie). Par décélération à saturation on entend décélération atteinte par le véhicule lorsque la saturation du servomoteur est atteinte, c'est-à-dire lorsque le servomoteur délivre son effort d'assistance maximal. Par décélération maximale atteignable on entend décélération résultante des efforts de freinage maximaux que peuvent passer les pneus du véhicule sur le sol. Pour atteindre la décélération maximale, le conducteur devra développer un effort important à la pédale. Pour remédier à ce problème, il est connu de l'art antérieur d'avoir recours à un tube de venturi, disposé à l'intérieur du premier conduit de manière à permettre une augmentation du niveau de dépression générée par la source génératrice de vide. La figure 3 illustre un exemple d'évolution temporelle de génération de dépression d'un circuit pneumatique comprenant un tel dispositif de génération de dépression équipé du tube de venturi. Il est constaté que la dépression maximale est augmentée. Puisque la dépression maximale est augmentée, la décélération à saturation se trouve elle aussi augmentée, comme représenté par le graphique figure 4. La figure 4 illustre un graphique représentant une évolution de la décélération du véhicule en fonction de l'effort à la pédale de frein avec un circuit pneumatique comprenant le dispositif de génération équipé du tube de venturi. Les évolutions de la dépression dans la chambre arrière du servomoteur, de la pression dans le circuit hydraulique de freinage et de l'effort à la pédale en l'absence du tube de venturi sont représentées figure 5.

Un équilibre est atteint entre la consommation de dépression par le système de freinage et la génération de dépression, visible par le comportement asymptotique de la dépression. Ce niveau asymptotique est cependant suffisant pour que la saturation du servomoteur ne soit pas atteinte, l'effort pédale reste donc constant à chaque freinage.

Les évolutions des mêmes signaux, dans le cas du montage du tube de venturi sont représentées à la figure 6. La figure 6 illustre une évolution de la dépression dans la chambre arrière, de la décélération du véhicule et de l'effort à la pédale de frein en fonction du temps avec le dispositif de génération équipé du tube de venturi.

Après l'atteinte de la dépression maximale, il est réalisé une série de freinages périodiques d'une intensité donnée avec un temps donné entre freinages. Il apparaît figure 6 que le temps d'obtention de cette dépression est dégradé. Compte tenu de la plus faible dynamique de génération de dépression avec le dispositif comprenant le tube de venturi, l'équilibre entre la consommation et la génération de dépression est obtenu pour un niveau de dépression bien plus faible avec comme inconvénient un accroissement d'effort à la pédale. Il est aussi connu des circuits pneumatiques comprenant un deuxième conduit qui est branché en parallèle sur le premier conduit menant depuis la source de vide vers la chambre arrière. Le tube de venturi est disposé dans ce deuxième conduit. Les documents KR20080043018 et US7290536 décrivent de tels circuits. Avec une telle disposition du deuxième conduit comprenant le tube de venturi, la dépression générée dans la chambre arrière peut être plus rapide. Mais de la même manière que précédemment décrit, il est toujours nécessaire d'accroître l'effort à la pédale lors de sollicitations répétées de freinage. Les inconvénients sont semblables à ceux décrit précédemment pour la figure 6, à savoir que la dynamique de génération de dépression est affaiblie par rapport à un circuit sans venturi.

Exposé de l'invention Pour résoudre les problèmes exposés ci-dessus, la présente invention prévoit un moyen d'augmentation du niveau de dépression, bénéfique pour la performance d'un freinage unique, sans dégrader pour autant la dynamique d'obtention de cette dépression, bénéfique pour la performance de freinages successifs. Plus précisément, dans l'invention il est prévu de disposer sur le deuxième conduit un dispositif de restriction de passage en amont du tube de venturi. Ainsi, il est donné la priorité à la source de dépression au détriment du tube de venturi, sans condamner pour autant l'assistance supplémentaire produite par le tube de venturi. Cette priorité peut s'effectuer automatiquement, à l'aide d'une restriction de passage que l'on réalise sur le conduit comprenant le tube de venturi. Ou bien, cette priorité peut être contrôlée au moyen d'une électrovanne qui est commandée soit par un capteur de dépression, soit par un capteur de déplacement de la pédale de frein ou soit par un capteur d'effort de la pédale de frein. Ainsi, lorsqu'il est nécessaire de fournir une dépression plus importante, l'électrovanne s'ouvre. Lorsqu'il n'est pas nécessaire de fournir une telle dépression, l'électrovanne reste fermée. Une telle disposition comprenant le dispositif de restriction permet d'affiner l'assistance de freinage en fonction de la valeur de la dépression mesurée dans la chambre arrière avant le freinage suivant et/ou aussi en fonction de l'effort à la pédale générée par le conducteur. Le dispositif selon l'invention permet de conserver une dynamique élevée de génération de dépression tout en bénéficiant d'un niveau asymptotique de dépression supérieur.

L'invention a donc pour objet un circuit pneumatique utilisé pour l'assistance de freinage d'un véhicule, ledit circuit comprenant - un servomoteur pneumatique d'assistance de freinage d'un véhicule, ledit servomoteur comprenant une chambre avant et une chambre arrière séparées par un piston séparateur, ledit piston séparateur étant déplacé depuis la chambre avant vers la chambre arrière après appuie sur une pédale de frein, - une source génératrice de vide, - un premier conduit reliant intérieurement la chambre arrière du servomoteur à la source génératrice de vide, - un premier clapet anti-retour disposé dans le premier conduit, - un accélérateur de mouvement du fluide, et - un deuxième conduit branché en parallèle sur le premier conduit, l'accélérateur étant situé dans ledit deuxième conduit, caractérisé en ce qu'il comporte également - un dispositif de contrôle du fonctionnement dudit accélérateur afin de privilégier le passage du fluide au travers du premier conduit au détriment du passage de ce même fluide au travers du deuxième conduit, ledit moyen de contrôle étant disposé sur le deuxième conduit entre une extrémité du deuxième conduit proche de la source génératrice de vide et l'accélérateur.

L'invention permet avantageusement de renforcer la capacité du servomoteur à amplifier l'effort après appui sur la pédale de frein, même lorsqu'il est appuyé plusieurs fois de suite sur la pédale. L'invention présente également les caractéristiques suivantes - le dispositif de contrôle est formé par un rétrécissement de passage 35 du deuxième conduit. - le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne commandée par un capteur de pression, ledit capteur de pression étant disposé sur le premier conduit en sortie de la chambre arrière du servomoteur, ledit capteur activant l'électrovanne en fonction d'une valeur seuil de pression relevée dans le premier conduit, en sortie de la chambre arrière. - le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne commandée par un capteur de pression, ledit capteur de pression étant disposé dans la chambre arrière du servomoteur, ledit capteur activant l'électrovanne en fonction d'une valeur seuil de pression relevée dans la chambre arrière. - le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne commandée par un capteur de déplacement de la pédale de frein, ledit capteur de déplacement étant disposé sur la pédale de frein, ledit capteur activant l'électrovanne en fonction du déplacement de la pédale de frein. - le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne commandée par un capteur d'effort de la pédale de frein, ledit capteur d'effort étant disposé sur la pédale de frein, ledit capteur activant l'électrovanne en fonction de l'effort appliqué sur la pédale de frein. - l'accélérateur est formé par un tube de venturi. - le tube de venturi est relié directement à une source haute pression. - la source haute pression est de l'air à la pression atmosphérique. L'invention vise également un véhicule comprenant le circuit pneumatique comme précédemment mentionné.

Brève description des figures Figurel : Déjà décrite précédemment ; Figure 2 : Déjà décrite précédemment ; Figure 3 : Déjà décrite précédemment ; Figure 4 : Déjà décrite précédemment ; Figure 5 : Déjà décrite précédemment ; Figure 6 : Déjà décrite précédemment ; Figure 7 : Une représentation schématique d'un circuit pneumatique pour l'assistance de freinage d'un véhicule, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; Figure 8 : Une représentation graphique d'une évolution temporelle de génération de dépression d'un circuit pneumatique en fonction du temps, sans venturi, avec venturi selon l'état de la technique et avec venturi selon un premier mode de réalisation de l'invention, et Figure 9 : Une représentation schématique d'un circuit pneumatique pour l'assistance de freinage d'un véhicule, selon un second mode de réalisation de l'invention. La figure 7 illustre le circuit pneumatique 10 pour l'assistance de freinage d'un véhicule, selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le circuit 10 comporte un servomoteur pneumatique 11 d'assistance de freinage du véhicule. Le servomoteur 11 comporte une chambre avant 12, une chambre arrière 13 et un piston séparateur 14. La chambre avant 12 est reliée temporairement à une source haute pression tandis que la chambre arrière 13 est reliée à une source génératrice de vide 15. Le piston séparateur 14 est quant à lui relié à une pédale de frein 31. Le piston séparateur 14 est déplacé depuis la chambre avant 12 vers la chambre arrière 13 après appuie sur la pédale de frein 31. Le circuit 10 comporte également la source génératrice de vide 15. Cette source génératrice de vide 15 peut être issue d'une dépression créée par un moteur à quatre temps dans un répartiteur d'air, en amont des soupapes d'admission (non représentées).

Cette source génératrice de vide 15 peut être encore une pompe à vide attelée au moteur, le moteur thermique étant donc générateur. Ou bien enfin, cette source génératrice de vide peut être une pompe à vide électrique avec un petit moteur électrique qui est associé à une électronique de commande actionnant ou non la pompe.

Le circuit pneumatique 10 comporte également un premier conduit 16 reliant intérieurement la chambre arrière 13 du servomoteur à la source génératrice de vide 15. Ce premier conduit 16 est équipé d'un premier clapet anti-retour 17, autorisant le fluide provenant de la chambre arrière 13 du servomoteur à être déplacé en direction de la source génératrice de vide 15 et empêchant le fluide provenant de la source génératrice de vide 15 de circuler en direction du servomoteur 11. Le premier clapet anti-retour 17 peut être un clapet du type à ressort, lequel ressort étant taré à une force autorisant l'ouverture du premier conduit 16 à un certain niveau de dépression.

Le circuit pneumatique 10 comporte également un deuxième conduit 18 branché en parallèle sur le premier conduit 16. Une première extrémité 19 et une deuxième extrémité 20 du deuxième conduit 18 sont reliées intérieurement au premier conduit 16 respectivement en amont et en aval du clapet anti-retour 17. Un tube de venturi 21 est placé à l'intérieur du deuxième conduit 18. Ce tube de venturi 21 est connecté intérieurement au deuxième conduit 18 avec ses deux extrémités opposées 22 et 23 disposées à l'intérieur du deuxième conduit 18. Une ouverture 24 de ce tube 21 est directement reliée à une source de haute pression, typiquement de l'air à la pression atmosphérique. Dans l'exemple illustré figure 7, l'ouverture 24 est centrale. Un deuxième clapet anti-retour 25 et un troisième clapet anti-retour 26 peuvent être prévus respectivement placés en amont et en aval du tube de venturi 21.

Un dispositif de contrôle 27 du tube de venturi 21 est prévu. Figure 7, selon le premier mode de réalisation de l'invention, ce dispositif de contrôle 27 est formé par un rétrécissement de passage local, disposé en amont du tube de venturi 21, c'est-à-dire entre la deuxième extrémité 19 et le tube de venturi 21.

La dépression en fonction du temps mesurée dans la chambre arrière 13 avec le circuit pneumatique 10 selon ce premier mode de réalisation permet d'obtenir une courbe telle que représentée figure 8. La restriction permet de donner la priorité en débit au servomoteur par rapport au tube de venturi 21 en phase de génération de dépression comme illustré figure 8. La dépression est générée depuis une dépression nulle, c'est-à-dire à partir de la pression atmosphérique. D'après le graphique de la figure 8, on observe qu'un freinage effectué seulement quelques secondes après le démarrage du moteur bénéficie d'un niveau d'assistance correct, tout du moins plus ou moins analogue à ce qu'il serait sans l'ajout du tube de venturi 21. C'est notamment le cas pour tous les freinages réalisés avant le temps t comme représenté sur le graphique figure 8. D'après le graphique figure 8, on observe également que pour tous les freinages réalisés après le temps t, la dépression offerte est supérieure à ce quelle serait en l'absence du tube de venturi 21. Ceci permet une assistance pneumatique jusqu'à une décélération véhicule qui peut être ainsi supérieure à celle obtenue sans tube de venturi 21 ni dispositif de contrôle 27. Le freinage s'en trouve ainsi amélioré. Figure 9 est illustré un circuit pneumatique 29 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ce circuit pneumatique 29 diffère de celui illustré figure 7 en ce que le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne 28. Par soucis de simplification, tous les éléments en commun avec le circuit pneumatique 10 tel qu'illustré figure 7 sont représenté par les mêmes références figure 9. L'électrovanne 28 est disposée également en amont du tube de venturi 21, c'est-à-dire entre la deuxième extrémité 19 et le tube de venturi 21. Dans ce second mode de réalisation de l'invention, il peut être prévu de fermer l'électrovanne 28 tant que la pression relevée dans la chambre arrière 13 du servomoteur 11 est inférieure à une pression seuil. Un capteur de pression 30 peut être prévu soit en sortie du servomoteur 11 sur le premier conduit 16 tel qu'illustré figure 9. Ou bien un autre capteur de pression 32 peut être placé à l'intérieur de la chambre arrière 13 comme illustré en traits pointillés figure 9. Ou bien encore, un capteur de déplacement 33 de la pédale de frein 31 peut être prévu positionné sur la pédale de frein 31, figure 9. Ce capteur de déplacement 33 permet d'analyser la fréquence avec laquelle il est appuyé sur la pédale de frein 31 ou bien permet d'analyser la force et/ou la rapidité avec laquelle il est appuyé sur la pédale de frein 31. Ainsi, en fonction des données reçues par un tel capteur 33, l'électrovanne 28 est mise en marche. Ou bien encore, un capteur d'effort 34 peut aussi être envisagé monté fixé sur la pédale de frein 31, figure 9. Ce capteur d'effort 34 permet de mesurer la force avec laquelle il est appuyé sur la pédale de frein. Ou bien, l'ouverture de l'électrovanne 28 est commandée en fonction de l'effort fourni sur la pédale de frein 31 et/ou de la fréquence avec laquelle est appuyée la pédale de frein 31. En fonction des données reçues par le capteur d'effort 34, l'électrovanne 28 est plus ou moins mise en marche. La pression seuil est déterminée en fonction de l'effort d'assistance de freinage que l'on souhaite obtenir.

La dépression en fonction du temps mesurée dans la chambre arrière 13 avec le circuit pneumatique 29 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention permet d'obtenir une courbe identique à celle représentée figure 8 pour le premier mode de réalisation.5

Claims

REVENDICATIONS1 - Circuit pneumatique (10,29) utilisé pour l'assistance de freinage d'un véhicule, ledit circuit comprenant - un servomoteur (11) pneumatique d'assistance de freinage d'un véhicule, ledit servomoteur comprenant une chambre avant (12) et une chambre arrière (13) séparées par un piston séparateur (14), ledit piston séparateur étant déplacé depuis la chambre avant vers la chambre arrière après appuie sur une pédale de frein (31), - une source génératrice de vide (15), - un premier conduit (16) reliant intérieurement la chambre arrière du servomoteur à la source génératrice de vide, - un premier clapet anti-retour (17) disposé dans le premier conduit, - un accélérateur (21) de mouvement du fluide, et - un deuxième conduit (18) branché en parallèle sur le premier conduit, l'accélérateur étant situé dans ledit deuxième conduit, caractérisé en ce qu'il comporte également - un dispositif de contrôle (27,28) du fonctionnement dudit accélérateur afin de privilégier le passage du fluide au travers du premier conduit au détriment du passage de ce même fluide au travers du deuxième conduit, ledit moyen de contrôle étant disposé sur le deuxième conduit entre une extrémité (19) du deuxième conduit proche de la source génératrice de vide et l'accélérateur.
2 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle est formé par un rétrécissement (27) de passage du deuxième conduit.
3 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne (28) commandée par un capteur de pression (30), ledit capteur de pression étant disposé sur le premier conduit en sortie de la chambre arrière du servomoteur, ledit capteur activant l'électrovanne en fonction d'une valeur seuil de pression relevée dans le premier conduit, en sortie de la chambre arrière.35
4 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne (28) commandée par un capteur de pression (32), ledit capteur de pression étant disposé dans la chambre arrière du servomoteur, ledit capteur activant l'électrovanne en fonction d'une valeur seuil de pression relevée dans la chambre arrière.
5 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne (28) commandée par un capteur de déplacement (33) de la pédale de frein, ledit capteur de déplacement étant disposé sur la pédale de frein, ledit capteur activant l'électrovanne en fonction du déplacement de la pédale de frein.
6 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle est formé par une électrovanne (28) commandée par un capteur d'effort (34) de la pédale de frein, ledit capteur d'effort étant disposé sur la pédale de frein, ledit capteur activant l'électrovanne en fonction de l'effort appliqué sur la pédale de frein.
7 - Circuit selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce l'accélérateur est formé par un tube de venturi.
8 - Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tube de venturi est relié directement à une source haute pression.
9 - Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que la source haute pression est de l'air à la pression atmosphérique.
10 - Véhicule comprenant le circuit pneumatique selon l'une des revendications 1 à 9.30