Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un système de freinage assisté comprenant un maître-cylindre alimentant un circuit de frein à partir d'une action sur la pédale de frein commandant un servofrein hydrau- ligue ayant un accumulateur de liquide de commande sous pression, à travers une vanne, commandée par une unité de commande gérant le fonctionnement du système. Etat de la technique De tels systèmes de freinage avec assistance hydraulique lo sont connus. Comme dans de tels systèmes de freinage, le poussoir de la pédale de frein transmettant le mouvement de cette pédale et l'action de freinage est découplée de la commande du maître-cylindre, le conducteur appuyant sur la pédale de frein perçoit certes la réaction simulée du système de freinage mais cette réaction simulée, générée par un 15 système indépendant du système de freinage et qui ne tient compte que du déplacement du piston primaire ou du piston d'assistance commandant le piston primaire, ne tient pas compte de l'état réel du circuit de frein, c'est-à-dire de l'air dégagé dans le circuit de frein par le liquide de frein et qui est prisonnier dans le circuit de frein. Cet air modifie en fait 20 très considérablement la réaction du système de frein et si la teneur en air du circuit de frein dépasse un certain seuil, la situation peut devenir dangereuse. Il faut donc purger le circuit de frein. Comme le conduc- teur ne peut connaître la réaction réelle du circuit de frein et sentir la 25 présence d'air dans le circuit de frein, la seule façon de connaître l'état du circuit de frein consiste à intervenir directement sur celui-ci en atelier. But de l'invention La présente invention a pour but de remédier à cette si- 30 tuation et se propose de développer des moyens permettant au conduc- teur ou à un intervenant sur le véhicule de connaître la teneur en air (ou gaz) du ou des circuits de freins sans avoir à intervenir directement sur le circuit de frein.
Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un système de freinage assisté du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend : un accumulateur de liquide de commande à ressort pneumatique alimentant en liquide de commande sous pression la chambre de commande du maître-cylindre à travers une vanne gérée par l'unité de commande en fonction de la demande de freinage, un capteur de pression détectant la pression de commande appliquée au maître-cylindre, un capteur de pression détectant la pression de l'accumulateur avant et après l'ouverture de la vanne commandée alimentant le maître-cylindre, une table de référence établie par des essais effectués sur un circuit de frein et reliant la pression de commande appliquée au maître-cylindre et le volume de liquide de commande fourni au maître-cylindre, en fonction de la teneur en gaz dans le circuit de frein, une unité de commande ayant la table de référence et recevant les signaux de la pression du liquide de commande alimentant le maître-cylindre et de la pression dans l'accumulateur avant et après l'ouverture et la fermeture de la vanne correspondant à l'envoi d'un volume de liquide de commande au maître-cylindre pour déterminer le volume de liquide transféré en appliquant l'équation des gaz parfaits au ressort pneumatique de l'accumulateur et comparer les valeurs reçues et calculées aux va- leurs de la table de référence pour connaître la concentration d'air contenu dans le circuit de frein. Ainsi, grâce au système de freinage selon l'invention tel que défini ci-dessus, il est possible de connaître à tout instant l'état du circuit de frein et la teneur en air sans avoir à intervenir sur le circuit de frein et malgré le découplage de l'action sur la pédale de frein et le maître-cylindre. Suivant une caractéristique avantageuse, le capteur de pression détectant la pression appliquée au maître-cylindre est installé dans la conduite en aval de la vanne dans la conduite reliant l'accumulateur de liquide de commande à la chambre de commande du piston du maître-cylindre. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le cap- teur de pression de l'accumulateur est relié à la conduite amont reliant la vanne à l'accumulateur. L'invention est particulièrement avantageuse pour son application à un système de freinage si le servofrein hydraulique avec son accumulateur, sa pompe et son moteur ainsi que la conduite aval, la conduite amont, la conduite de retour vers le réservoir et les vannes ainsi que les capteurs de pression sont regroupés dans un module hy- draulique ayant deux branchements fluidiques pour être reliés, l'un à la chambre de commande du maître-cylindre et l'autre au réservoir de liquide hydraulique. Dans ces conditions, la seule intervention sur un circuit de freinage pour appliquer l'invention consiste à brancher le mo- dule hydraulique par les deux branchements ci-dessus, ainsi que les branchements électriques à l'unité de commande qui peut être l'unité de gestion du moteur qui applique par ailleurs notamment les différentes fonctions de freinage telles que ESP. Suivant une autre caractéristique, l'unité de commande détermine le volume de liquide de commande en appliquant l'équation des gaz parfaits au gaz du ressort pneumatique de l'accumulateur pour calculer la variation de volume du ressort pneumatique égale au volume transféré dans la chambre de commande du maître-cylindre. L'équation des gaz est de façon simplifiée l'équation des gaz parfaits PV = nRT. On peut également utiliser l'équation corrigée, tenant compte du fait que l'air ou plus généralement un gaz n'est pas un gaz parfait pour avoir une plus grande précision. Toutefois, l'application de la seule équation générale des gaz parfaits permet de connaître la teneur en air ou gaz du ou des cir- cuits de freins avec une précision suffisante pour déterminer s'il faut ou non intervenir sur le circuit de frein et le purger. Suivant une autre caractéristique, l'unité de commande enregistre les pressions et commande l'affichage de la teneur en air des circuits de freins ou compare cette teneur à un seuil pour déclencher un signal d'alarme sur un écran d'affichage.
L'invention a également pour objet un procédé pour déterminer la teneur en air du circuit de frein d'un système de freinage assisté par un servofrein hydraulique relié à la chambre de commande du maître-cylindre du système de freinage caractérisé en ce qu'on éta- 1 blit une table de référence par des essais faits sur un système de frei- nage consistant à mesurer des pressions pour former des doublets pour différentes conditions de freinage en variant le volume (ou la pression) dans un circuit de frein ne contenant pas d'air et le même circuit de frein contenant différentes quantités d'air pour établir des doublets de 10 référence sous forme de courbes dont le paramètre est la teneur en air du circuit de frein, tableau avec des doublets associés respectivement aux paramètres constitués par la teneur en air du circuit de frein, pour obtenir ensuite dans le système de freinage assisté, la teneur en air, soit directement en cas de coïncidence entre le doublet mesuré et le doublet 15 de la table de référence, soit par interpolation. Ce procédé, comme le système de freinage assisté selon l'invention, est d'une application particulièrement simple puisque la table de référence qui est soit une table contenant des valeurs numériques associées aux différents doublets (Pl, Ôv) ou un faisceau de 20 courbes avec comme paramètre d'une courbe expérimentale la teneur en air du circuit, ces essais étant faits sur le même circuit que celui du véhicule de sorte qu'il n'est pas nécessaire de connaitre les autres données et paramètres du circuit de frein puisque ces paramètres géométriques et hydrauliques sont les mêmes pour tous les circuits de freins 25 identiques à celui sur lequel les mesures d'essai sont faites. En résumé, le système de freinage assisté selon l'invention est d'une réalisation et d'une mise en oeuvre particulièrement simples et permet d'augmenter avantageusement la sécurité de tels systèmes de freinage assisté par un servofrein hydraulique. 30 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'un système de freinage assisté selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma du système de freinage assisté selon l'invention, la figure 2 est un diagramme représentant différentes courbes liant la pression au volume de liquide de commande alimentant le maître-cylindre pour différentes teneurs en air dans le circuit de frein. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention a pour objet un système de freinage assisté comportant une assistance hydraulique, c'est-à-dire dont le maître-cylindre 1 est actionné par du liquide sous pression en fonction de l'action de freinage AP exercée sur la pédale de frein. En général le système de freinage s'applique à un véhi- cule à quatre roues avec quatre freins et pour des raisons de sécurité, le système de freinage comprend deux circuits de freins. Comme ces deux circuits fonctionnent de manière parallèle, la description utilisera ci- après la notion de circuit de frein au singulier représentant le ou les circuits de freins. De façon plus détaillée, le système de freinage assisté se compose d'un maître-cylindre 1, en général un maître-cylindre tandem, commandant deux circuits de freins C1, C2 indépendants reliés aux freins des roues avant et arrière FR1-4 selon un regroupement choisi associant une roue avant à une roue arrière ou les deux roues avant et les deux roues arrière suivant une disposition croisée ou non. Les freins de roues sont reliés au maître-cylindre 1 par l'intermédiaire d'un bloc hydraulique 2 assurant différentes fonctions de freinage, par exemple le système ESP. Le maître-cylindre 1 a un piston 11 qui, dans le cas d'un maître-cylindre tandem, est le piston primaire pour générer la pression dans la chambre primaire MC1 qui lui est associée et qui se transmet de manière isobare à la chambre secondaire MC2 par l'intermédiaire d'un piston secondaire 12 qui est un piston flottant. La chambre primaire MC1 est reliée à l'un des circuits de freins Cl et la chambre secondaire MC2 à l'autre circuit de frein C2. Les circuits de freins Cl, C2 sont alimentés en position de repos du maître-cylindre 1 à partir du ré- servoir de liquide de frein 3. Cette communication des deux chambres MC1, MC2 est interrompue dès le début de l'action de freinage, c'est-à-dire dès le début du déplacement du piston primaire 11 commandant le déplacement du piston secondaire 12 et fermant les arrivées de liquide de frein à partir du réservoir 3.
Contrairement aux systèmes de freinage par une action mécanique sur le maître-cylindre tandem, soit directement à partir de la tige de commande reliée à la pédale de frein, soit par l'intermédiaire d'un servofrein pneumatique, dans le système de freinage de la présente invention, le piston primaire 11 est commandé par du liquide hydrau- ligue sous pression alimentant la chambre de commande 13 du piston primaire 11. Le déclenchement d'une phase de freinage se fait de manière indirecte par l'action (AP) de la pédale de frein appliquée sur un piston auxiliaire 41 qui sert à la fois à détecter la demande de freinage du conducteur et à lui fournir en réponse, la sensation de pédale simu- Tant la réaction liée à la force de freinage exercée par les circuits de freins dans les systèmes de freinage classiques. Pour cela, le piston auxiliaire 41 est logé dans une chambre de simulation de sensation 4 reliée à un dispositif de commande 5 générant la pression pour la sensation de pédale de frein ; ce dispositif n'est pas détaillé parce que ne faisant pas directement l'objet de l'invention. Très schématiquement, une action (AP) sur le piston auxiliaire 41 est mesurée par un capteur de déplacement 42 qui fournit un signal Sd à l'unité de gestion 6 du système de frein. Comme l'action sur la pédale (AP) rencontre une force antagoniste exercée par le liquide de la chambre de simulation 4, le piston 41 oppose une réaction qui si- mule la réaction des freins à l'effort de freinage demandé par le conducteur. L'unité de commande 6 agit sur le servofrein hydraulique 7 pour gérer alors la poussée du piston primaire 11 pour créer la pression requise dans le ou les circuits de freins Cl, C2 comme cela sera décrit ci- après. Pour des raisons de sécurité, en cas de défaillance du dispositif de sensation de pédale de frein 5, le piston auxiliaire 4 lpeut agir directement sur le piston primaire 11 en s'appliquant contre la tige 111 du piston 11 qui vient en saillie dans la chambre de simulation 4. Il faut souligner que la pression dans la chambre 4 n'intervient pas sur la commande du piston primaire 11. Le servofrein hydraulique 7 est composé d'un accumula- teur de liquide hydraulique 71 sous la forme d'une enceinte rigide lo- geant une chambre pneumatique 72, contenant un gaz et qui se comprime ou se détend suivant le volume variable de liquide de commande qui se trouve à un instant donné dans cet accumulateur entre l'enceinte et la chambre pneumatique 72, par principe déformable. Le liquide de commande est du liquide de frein venant du réservoir 3.
L'accumulateur 71 est alimenté en liquide de frein sous pression à partir du réservoir 3 par une pompe 73 à moteur électrique 731 commandée par l'unité de commande 6 pour charger l'accumulateur 71 en liquide de commande sous une pression supérieure à celle du circuit de frein. L'accumulateur 71 est relié à la chambre de commande 13 du piston primaire 11 dans le maître- cylindre par l'intermédiaire d'une vanne V1 commandée par l'unité de commande 6. La conduite 74 en aval de la vanne V1 est munie d'un capteur de pression CP1 et la conduite 75 en amont de la vanne V1, reliée à l'accumulateur 71, est munie d'un capteur de pression CP2. Le capteur de pression CP1 mesure la pression Pl du liquide dans la con- duite aval 74 reliée à la chambre de commande 13 et le capteur de pression CP2 mesure la pression P2 du liquide dans la conduite 75 en amont de la vanne V1, représentant la pression P2 dans l'accumulateur 71. Le retour du liquide de commande de la chambre de commande 13 à la fin d'une phase de freinage se fait à travers la vanne V2 comman- dant la conduite de retour 76 vers le réservoir 3 de liquide de frein. Les conduites de servofrein hydraulique 7 comportent des filtres non référencés pour le liquide de frein. L'unité de commande 6 reçoit les signaux de pression Pl, P2 (P21, P22) et le signal de déplacement Sd du piston auxiliaire 41 pour commander la vanne V1 en fonction de la demande de freinage qui correspond soit au déplacement Sd représentant la demande du conducteur (action AP sur la pédale de frein), soit à un signal d'urgence SU envoyé par un système de sécurité et qui demande un freinage d'urgence.
L'unité de commande 6 génère également un signal SV2 pour réduire le volume de la chambre 13 et moduler le freinage ou l'ouverture et la fermeture de la vanne V2 à la fin de la phase de freinage pour vider la chambre de commande 13 et permettre le retour du maître-cylindre 1 en position de repos, libérant les freins FR1-4, le li- quide de frein retournant au réservoir 3. La vanne V2 est normalement fermée pour que le servofrein 7 soit de nouveau prêt à commander le maître-cylindre 1. Le système de freinage présenté ci-dessus fonctionne de la manière suivante : une demande de freinage correspondant à une action AP sur la pédale de frein qui se traduit par une action sur le piston auxiliaire 41. Cette action est détectée comme déplacement Sd du piston auxiliaire 41 qui est une information de déplacement transmise à l'unité de commande 6. Celle-ci commande l'ouverture de la vanne V1 pour fournir une quantité appropriée 8v de liquide de commande sous pression à partir de l'accumulateur 71 à la chambre de commande 13 du piston principal 11. Cette quantité 8v non connue en tant que telle correspond simplement au temps d'ouverture de la vanne V1 dépendant de la demande de freinage du conducteur (action AP) ou d'une demande d'urgence (SU) indépendante du conducteur et interprétée par l'unité de commande 6. A la fin de l'envoi de ce volume 8v de liquide de commande, la vanne V1 est refermée et la pression Pl mesurée par le capteur CP1 et qui règne dans la chambre de commande 13 derrière le piston primaire 11 est liée directement à la pression dans la chambre primaire MC1 et la chambre secondaire MC2, c'est-à-dire la pression dans les circuits de freins Cl, C2. La relation entre ces pressions ne dépend que de considérations de forme et de réalisation et non de la nature du liquide de frein ou de la teneur en air des circuits de freins de sorte que la pression Pl est représentative de la pression dans les cir- cuits de freins. Le capteur de pression CP2 en amont de la vanne V1 mesure la pression P2 régnant dans cette conduite 75. Cette pression P2 est la même que la pression régnant dans l'accumulateur 71 de liquide de commande. Comme l'accumulateur 71 a un ressort pneumatique 72, la variation de volume de liquide de commande dans l'accumulateur et qui correspond au volume 8v de liquide fourni à la chambre de commande 13 du piston primaire 11, se traduit par la compression/décompression du gaz du ressort pneumatique 72 dans l'enceinte de volume global constant de l'accumulateur 71. L'application de l'équation des gaz f(P, V) ou plus simplement l'équation des gaz parfaits (ou de l'équation corrigée) PV = nRT permet, à partir de la pression mesurée avant et après l'ouverture de la vanne V1, de calculer le volume de liquide de commande 8v ainsi débité, en admettant que la température T du volume de gaz du ressort pneumatique 72 reste sensiblement constante, la masse de gaz prisonnier dans cette chambre 72 restant par principe inchangée. Ainsi pour PV21 qui est à la pression dans l'accumulateur 71 avant l'ouverture de la vanne V1 pour l'envoi du volume 8v dans la chambre de commande 13 et la pression P22 dans l'accumulateur 71 après la fermeture de la vanne V1, on a les relations suivantes : P21 - V21 .T = d'où 8v=V22-V21= k V21 - P1 ( _/J22 P21, L'unité de commande 6 connaît ainsi d'une part la pression P 1 du liquide de commande dans le maître-cylindre 1 par l'intermédiaire de la pression dans la chambre 13 et d'autre part le vo- lume de liquide 8v fourni à la chambre de commande 13. Le doublet (Pl, Ôv) permet de connaître la teneur en air du liquide de frein dans les circuits de freins Cl, C2 en comparant ce doublet aux doublets préalablement déterminés, par exemple sur un banc d'essai, avec un circuit de frein comme celui présenté, avec les freins de roues et le maître-cylindre. En faisant différentes mesures d'essais de doublets (Pl, Ôv), pour le maître-cylindre 1 et connaissant la teneur en air du liquide de frein dans le circuit de frein Cl, C2, on établit une table de compa- raison, par exemple sous la forme d'un diagramme dans un système de coordonnées P/W représentant en abscisses, la pression P 1 et en ordonnées, le volume de commande 8v. On construit les courbes CCO, CC1, CC2 représentant la variation (Pl, Ôv) avec pour paramètre, la concentration en air dans le liquide de frein des circuits de freins. Un tel diagramme appelé table de référence 8 est repré- senté à la figure 2. Par des mesures d'essai, on établit tout d'abord la courbe CCO associant la pression Pl au volume 8v pour un circuit de frein ne contenant pas d'air. Puis on introduit de l'air en quantité dé- terminée dans le circuit de frein et on établit la courbe CC1 correspondant à cette teneur en air pour différentes valeurs du doublet (Pl, Ôv). On établit de cette manière différentes courbes expérimentales CCi pour différentes teneurs en air dans le circuit de frein en faisant varier Pl (ou 8v). A partir de cette table de comparaison, connaissant les valeurs (Pl, Ôv) mesurées pendant le fonctionnement réel du système de freinage, l'unité de commande 6, par simple comparaison, situe le point M de coordonnées (Pl, Ôv) sur le diagramme de sorte que la courbe sur laquelle se situe ce point donne la teneur en air du circuit de frein. Les mesures de (8v, Pl) peuvent être répétées sur une sé- rie de freinages donnant nécessairement des doublets M10, M11, M12 différents qui correspondent à une courbe CCi qui, si elle correspond à l'une des courbes tracées dans le diagramme, donne immédiatement la concentration en air dans le circuit de frein, c'est-à-dire la concentration de la courbe déjà tracée. Si cette nouvelle courbe se situe entre deux courbes tracées, par interpolation, on obtient la concentration en air.
Les valeurs des doublets (8v, Pl) sont de préférence enre- gistrées pour être lues lors d'une intervention technique sur le véhicule. La concentration en air enregistrée dans l'unité de commande 6 peut également être comparée à un seuil et suivant le cas, générer un affichage sur un écran 61 pour avertir le conducteur de la situation et de la nécessité d'une purge des circuits de freins.
Le diagramme 8 montre un point M (P1, Ôv) situé entre les courbes CC1 et CC2 représentant respectivement une teneur en air de 3 cm3 et de 6 cm3. Par interpolation, s'il n'y a pas d'autre courbe CCi entre ces deux courbes, on obtient pour le point M, la teneur approxi- mative de 4 à 5 cm3 d'air. Le graphique montre à titre d'exemple d'autres points Ml, M2. Le servofrein et les composants associés tels que le servo- frein 7 avec sa pompe 73 et son moteur 731, les vannes V1, V2, les cap- teurs CP1, CP2, les conduites 74, 75, 76 et les filtres sont de préférence combinés en un module 100 dont les seules liaisons fluidiques se font par deux branchements BR1, BR2 sans intervenir sur le système de freinage entre le maître-cylindre 1 et la partie du système en aval de celui-ci, le branchement BR1 se faisant avec l'entrée de la chambre de commande 13 du maître-cylindre 1 et le branchement BR2 se faisant avec le réservoir de liquide de frein 3.20 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Maître-cylindre 11 Piston primaire 12 Piston secondaire 13 Chambre de commande 2 Bloc hydraulique 3 Réservoir de liquide de frein 4 Chambre de simulation 41 Piston auxiliaire 42 Capteur de déplacement 5 Dispositif de commande de la sensation de pédale 6 Unité de commande 61 Ecran d'affichage 7 Servofrein hydraulique 71 Accumulateur de liquide de commande 72 Chambre pneumatique/ressort pneumatique 73 Pompe 731 Moteur électrique 74 Conduite aval 75 Conduite amont 76 Conduite de retour vers le réservoir 8 Table de référence 100 Module hydraulique BR1, BR2 Branchement du module hydraulique CC0 Courbe de référence (teneur en air nul dans les circuits de freins) CC1, CC2, CC3 Courbe de référence pour différentes teneurs en air dans le circuit de frein C 1 , C2 Circuit de frein CP1 Capteur de pression pour détecter la pression dans la chambre de commande CP2 Capteur de pression détectant la pression dans l'accumulateur hydraulique FR1-FR4 Frein de roue MC1 Chambre primaire du maître-cylindre MC2 Chambre secondaire du maître-cylindre P1 Pression du liquide de commande dans la chambre de commande P2 Pression dans l'accumulateur hydraulique P21 Pression dans l'accumulateur hydraulique avant l'ouverture de la vanne V1 P22 Pression dans l'accumulateur hydraulique après l'ouverture de la vanne V1 Sa Signal d'affichage Sd Signal de déplacement du piston auxiliaire 41 SV1 Signal de commande de la vanne V1 SV2 Signal de commande de la vanne V2 V1 Vanne de commande du débit de liquide de commande V2 Vanne de retour de liquide de commande vers le réser- voir de frein Ôv Volume de liquide de commande20