WO2020048867A1 - Systeme de freinage pour vehicule sportif, notamment pour kart - Google Patents

Systeme de freinage pour vehicule sportif, notamment pour kart Download PDF

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WO2020048867A1
WO2020048867A1 PCT/EP2019/073128 EP2019073128W WO2020048867A1 WO 2020048867 A1 WO2020048867 A1 WO 2020048867A1 EP 2019073128 W EP2019073128 W EP 2019073128W WO 2020048867 A1 WO2020048867 A1 WO 2020048867A1
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braking
distribution
actuator
braking system
force applied
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/073128
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Alain Merian
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Sodikart
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    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T11/20—Tandem, side-by-side, or other multiple master cylinder units
    • B60T11/203—Side-by-side configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T8/26—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force characterised by producing differential braking between front and rear wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T8/26—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force characterised by producing differential braking between front and rear wheels
    • B60T8/266—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force characterised by producing differential braking between front and rear wheels using valves or actuators with external control means

Definitions

  • Braking system for sports vehicles especially for karts.
  • the field of the invention is that of sports and competition vehicles, in particular karts, and more particularly the braking of such vehicles. More particularly, the invention relates to improving the braking efficiency according to different situations that a pilot may encounter, in particular on a track.
  • Karting is a sporting activity, practiced on a track. It can be practiced for leisure, especially in the context of kart rental, or in competition.
  • Go-karts are light vehicles, based on a chassis carrying the various necessary elements (engine, steering, seat, braking system, etc.). The driver generally has two pedals, one for acceleration and the other for braking (although, of course, other types of actuators, for example at the steering wheel, may be provided).
  • Some karts are equipped with front brakes (acting on the front wheel or wheels) and rear brakes (acting on the rear wheel or wheels).
  • a braking system is generally provided for distributing the force applied to the brake pedal between the front and the rear.
  • the two pumps, or master cylinders, associated respectively with the front brakes and the rear brakes, are placed one beside the other, with a predetermined center distance, and a spreader distributes the braking force between two levers acting respectively on each of the master cylinders.
  • This principle is illustrated, according to a mode of implementation currently implemented by the applicant, in Figure IA.
  • FIG. 1A partially shows the chassis 11 of the kart, which carries the brake pedal 12.
  • This chassis 11 also carries the braking system, and in particular the master cylinders 13 A , 13 B , secured to a plate 111 of the frame.
  • the braking system is shown, isolated from the chassis, in Figure IB.
  • Certain karts in particular competition karts, are equipped with distribution adjustment means, which allow the driver to choose the distribution of the braking force between the front and the rear, in particular according to his expectations, his riding style, feeling ...
  • connection point 21 of the rod 14 is moved along the lifter 15.
  • This lifter can, for example, carry a thread, and the movement can be controlled by a wheel 17.
  • FIG. 2B The result of such an adjustment is illustrated in FIG. 2B, in which the connection point 21 has been moved from a central position (FIG. 2A) to an offset position (FIG. 2B) where it is brought closer to the acting point 22 A on the front brakes.
  • the distance L1 between point 21 and point 22 A represents 1 ⁇ 4 of the distance total L between points 22 A and 22 B
  • the distance L2 between points 21 and 22 B therefore represents 3 ⁇ 4 of this distance L
  • the braking forces are determined as follows, with respect to the distances L1 and L2:
  • the braking efficiency of a kart is directly dependent on the grip of all the wheels on the ground. Braking will be optimum when the braking force on each of the wheels coincides with the level of grip of each of them. If the braking force exceeds the grip threshold on one of the wheels, this causes the wheel to slip, which is harmful to the stability and braking of the kart.
  • the level of grip of a wheel, more precisely of its tire, is itself directly linked to the vertical load applied to it.
  • extreme situations are:
  • a distribution favoring the front or a distribution favoring the rear could be advantageous, while only one pre-selected distribution is available. It is indeed not possible for the pilot to modify the distribution in real time, depending on whether he is in a turn or in a straight line.
  • the invention therefore relates to a braking system for a sports vehicle, in particular a kart, comprising a braking actuator, means for braking the front wheels, means for braking the rear wheel and means for distributing a force applied to said actuator between said front wheel braking means and said rear wheel braking means.
  • such a braking system comprises means for modifying said distribution as a function of the amplitude of said force applied to said actuator.
  • the braking system according to the invention proposes a variable braking distribution, this variation taking into account the braking force applied by the pilot to the braking actuator (typically a braking pedal).
  • the braking system according to the The invention proposes to vary the braking distribution between the front axle and the rear axle as a function of the braking force applied by the pilot to the braking actuator.
  • the distribution varies according to the braking force, and can thus effectively adapt to the particular conditions of each braking.
  • said means for modifying said distribution increase the ratio between the force applied to said front wheel braking means and said rear wheel braking means when the force applied to said actuator increases.
  • the invention thus makes it possible to increase the distribution on the front when the braking is strong (more precisely, the braking force applied to the brake actuator is strong), and by increasing the distribution on the rear in the event of weak braking.
  • said distribution means comprise a distributor lever connected at its two ends respectively to a front brake master cylinder and to a rear master cylinder, and said means for modifying said distribution comprise a movable element sliding along a track formed on said distributor lever and connected by means of connection to said actuator, and return means acting on said movable element in sliding.
  • connection point between the rod (or any other means such as a cable) connecting the actuator to the distributor lever, or spreader is movable along the latter, and moves as a function of the force applied to the actuator.
  • said sliding movable element in a rest position corresponding to an absence of braking, can be in a rest distribution position, and said movable sliding element can move progressively along said lever when the force applied to said actuator increases, so as to gradually increase the ratio between the force applied to said front wheel braking means and said rear wheel braking means.
  • said rest position may in particular correspond to a stop provided for this purpose on said distributor lever.
  • said return means can comprise at least one helical spring.
  • said sliding element may comprise a yoke overlapping said distributor lever and carrying a bearing moving along said track of said distributor lever.
  • the kart braking system may include means for presetting the distribution between said front wheel braking means and said rear wheel braking means.
  • said presetting means can comprise a rigging screw making it possible to adjust a distance between said distributor lever and one of said master cylinders.
  • said presetting means comprise means for pretensioning said return means.
  • said presetting means may comprise at least one adjustment wheel.
  • the invention also relates to a sports vehicle, and in particular a kart, comprising in particular a chassis and a braking system for kart as described above.
  • said brake actuator can in particular be a brake pedal mounted on said chassis.
  • Figures IA and IB illustrate a braking system of known type, respectively mounted on a kart chassis (Figure IA) and isolated from the chassis (Figure IB);
  • FIGS. 2A and 2B schematically show the operating principle of the system of FIGS. IA and IB for braking distribution, respectively for a distribution of 50% / 50% (FIG. 2A) and 75% / 25% (FIG. 2B);
  • FIGS. 3A to 3C illustrate an embodiment of a braking system according to the invention, respectively:
  • FIG. 3A braking system mounted on the chassis of the kart;
  • Figure 3B braking system isolated from the chassis;
  • Figure 3C exploded view;
  • FIGS 4A and 4B schematically illustrate the operation of the system of Figures 3A to 3C;
  • FIG. 5 illustrates the variation in distribution according to the invention, by comparison with the system of the prior art.
  • the approach of the invention is therefore based on a completely new approach to a brake distribution system for a sports vehicle (in the following, the application to a kart is described more particularly), according to which the brake distribution between the front and the rear is variable, continuously and gradually, as a function of the braking force applied by the pilot to the brake actuator (typically the brake pedal).
  • the braking system proposes to vary the braking distribution between the front axle and the rear axle permanently and in real time, as a function of the braking force applied by the pilot. on the brake actuator.
  • the invention proposes an approach according to which the distribution varies dynamically to adapt to needs and circumstances .
  • the invention allows that, the greater the force applied to the actuator (situation which corresponds, for example, to braking at the end of a straight line), the more the distribution promotes braking on the front wheels.
  • a weak braking force or pressure makes it possible to automatically obtain a more neutral distribution, for example 50% / 50%, between the front and the rear.
  • the braking system is implemented mechanically, essentially on the lifter, or distributor lever. Variants can of course be envisaged, both on mechanical implementation and on a hydraulic solution, acting, for example, on the strokes of the pistons of the master cylinders.
  • the braking system of the invention is generally mounted on the chassis 11 in a similar manner to that of the prior art (FIG. IA).
  • the brake pedal 12 drives a brake rod, or rod, 14 connected to the lifter 31, which itself acts on the master cylinders 13 A and 13 B , by means of rods 16 A , 16 B.
  • this connecting point forms a movable slide along the lever, more precisely of a portion of the latter, forming a guide track for the slide.
  • the end of the rod 14 thus carries a caster 32, which can roll along a guide track 311 formed for this purpose in the distributor lever 31.
  • This track 311 forms an angle a with the pulling axis 14, which can for example vary between 65 ° and 87 °, to allow the displacement of the slide, here the caster, along the slope thus created by the track.
  • This track 311 ends with a stop 3111, corresponding to a rest position (absence of braking).
  • Two helical springs 33 A , 33 B connect the end of the rod 14, and more precisely a yoke 34 carrying the caster 32 to a fixed point of the lever 31. These springs tend to bring the end of the rod 14 back to the position rest.
  • FIGS. 4A and 4B which respectively illustrate a low or light braking force F (for example 10 kg applied to the pedal, FIG. 4A), and at a large force (for example 100 kg applied to the pedal, Figure 4B).
  • point 41 is therefore close to the rest position, and therefore close to point 42 B for fixing the lever acting on the master cylinder of the rear brakes.
  • the distance L2 between points 41 and 42B represents 20% of the total length.
  • the respective forces to be applied for front and rear braking thus have an amplitude respectively:
  • a low pressure on the brake pedal favors a rear brake distribution, here with a 20% / 80% ratio.
  • the braking force being relatively low, the return means 43 are not very tight.
  • a much greater force F on the pedal for example 100 kg, causes a displacement of the connection point 41 towards the fixing point 42A of the lever acting on the front brake master cylinder.
  • the return means 43 are more tense, due to the greater force applied to the pedal.
  • the braking system of the invention therefore automatically adapts, as regards the braking distribution between the front and the rear, so that this distribution is optimized as a function of the braking situations, and of the force applied to the brake pedal.
  • curves of FIG. 5 presenting on the ordinate the ratio of the braking forces between the front and the rear, and on the abscissa the longitudinal deceleration (G), representative of the force applied to the brake pedal.
  • the horizontal curves 51 and 52 represent two distribution compromises according to the prior art, respectively for effective braking in a straight line, favoring a distribution on the front (curve 51) and a more effective distribution in support, in a turn, favoring a distribution on the back (curve 52).
  • Curve 53 illustrates, on the other hand, the solution of the invention. It can be seen that the distribution varies gradually as a function of the longitudinal deceleration. A weak deceleration favors, as already explained, a distribution on the rear, while a strong deceleration favors a distribution on the front. The shape of the curve 53 can of course vary, depending on the means used, and, if necessary, of presetting.
  • variable adaptation of the distribution according to the invention it is indeed possible to provide one or more presets, allowing the pilot to more finely adapt the distribution of the braking, according to these needs.
  • examples of adjustment are illustrated in FIGS. 3A to 3C (they can be combined or implemented independently, or implemented with other adjustment means, which themselves can also be implemented independently).
  • a first adjustment may be a calibration of the return means 33 A , 33 B.
  • a dial 35 is thus provided, acting on an axis 36 making it possible to move a lever 37 away from or closer to the lever 31 to which one end of the springs 33 A and 33 B are attached. It is thus possible to increase or reduce the force applied by these springs in the rest position, and therefore to facilitate the displacement of the caster (favoring a distribution on the front) or on the contrary to oppose this displacement (favoring a distribution on the back), for a given force on the pedal.
  • a turnbuckle making it possible to vary the length of one of the rods acting on one of the master cylinders (or even both), to increase or reduce the slope of the track 311 This can in particular be obtained using a knurled wheel 38 carrying a thread moving in the yoke 39 of attachment to the distributor lever 31.
  • lever 31 could be cylindrical, and the end of the rod 14 provided with a ring, carrying, if necessary, a bearing, which can slide along this lever.
  • Runway 311 may not be essentially straight, to modify the distribution curve.
  • the return means may comprise only one spring, or different return means, provided that these are adapted to bring the system back to the rest position in the absence of stress on the brake pedal.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)
  • Braking Elements And Transmission Devices (AREA)

Abstract

Système de freinage pour véhicule sportif, notamment pour kart, comprenant un actionneur de freinage, des moyens de freinage de roues avant, des moyens de freinage de roue arrière et des moyens de répartition d'une force appliquée sur ledit actionneur entre lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière, et des moyens de modification de ladite répartition en fonction de l'amplitude de ladite force appliquée sur ledit actionneur.

Description

Système de freinage pour véhicule sportif, notamment pour kart.
1. Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui des véhicules sportifs et de compétition, notamment des karts, et plus particulièrement du freinage de tels véhicules. Plus particulièrement, l'invention concerne l'amélioration de l'efficacité du freinage selon différentes situations qu'un pilote peut rencontrer, notamment sur une piste.
2. Art antérieur
L'art antérieur et l'invention sont décrits par la suite plus particulièrement pour une application aux karts. Pour autant, la même approche peut être généralisée et appliquée à d'autres types de véhicules sportifs, par exemple les véhicules de rallye ou les véhicules utilisés sur piste.
2.1 Rappels sur le karting
Le karting est une activité sportive, se pratiquant sur une piste. Elle peut être pratiquée à titre de loisirs, notamment dans le cadre de location de karts, ou en compétition. Les karts sont des véhicules légers, reposant sur un châssis portant les différents éléments nécessaires (motorisation, direction, siège, système de freinage...) Le pilote dispose généralement de deux pédales, l'une pour l'accélération et l'autre pour le freinage (même si, bien sûr, d'autres types d'actionneurs, par exemple au volant, peuvent être prévus).
2.2 Système de freinage d'un kart
Certains karts sont équipés de freins avant (agissant sur la ou les roues avant) et de freins arrière (agissant sur la ou les roues arrière). Dans ce cas, il est généralement prévu un système de freinage pour répartir la force appliquée sur la pédale de freinage entre l'avant et l'arrière.
Les deux pompes, ou maîtres-cylindres, associées respectivement aux freins avant et aux freins arrière, sont placées l'une à côté de l'autre, avec un entraxe prédéterminé, et un palonnier distribue la force de freinage entre deux leviers agissant respectivement sur chacun des maîtres-cylindres. Ce principe est illustré, selon un mode de réalisation actuellement mis en œuvre par le demandeur, sur la figure IA.
Sur cette figure IA, on a représenté partiellement le châssis 11 du kart, qui porte la pédale de freinage 12. Ce châssis 11 porte également le système de freinage, et notamment les maîtres cylindres 13A, 13B, solidarisés à une plaque 111 du châssis.
Le système de freinage est représenté, isolé du châssis, sur la figure IB.
Lorsque le pilote agit sur la pédale de freinage 12, il entraîne une tige 14, reliée à un palonnier, ou levier de répartiteur, 15, entraînant lui-même deux leviers 16A, 16B, agissant respectivement sur les maitres-cylindres 13A, 13B.
Comme illustré schématiquement sur la figure 2A, si l'extrémité 21 de la tringle 14 se trouve à égale distance des extrémités 22A, 22B des tiges 16A, 16B respectivement, sur le palonnier 15, la force appliquée sur la tringle 14, via la pédale 12, est distribuée de façon égale entre les deux maîtres-cylindres. Par exemple, comme illustré, une force de freinage F = 100 kg conduit à des forces égales Fl = F2 = 50 kg sur chaque maître- cylindre (abstraction faite d'éventuelles pertes mineures). On parle alors d'une répartition 50% / 50% entre l'avant et l'arrière.
On notera que, par simplification, on appelle « force » le module, ou l'amplitude, de la force considérée, les directions des différentes forces discutées étant parallèles.
2.3 Réglage de la répartition de freinage
Certains karts, notamment les karts de compétition, sont équipés de moyens de réglage de la répartition, qui permettent au pilote de choisir la répartition de la force de freinage entre l'avant et l'arrière, notamment en fonction de ses attentes, de son style de pilotage, de son ressenti...
Pour cela, on déplace le point de liaison 21 de la tringle 14 le long du palonnier 15. Ce palonnier peut, par exemple, porter un filetage, et le déplacement être contrôlé par une molette 17.
Le résultat d'un tel réglage est illustré par la figure 2B, dans laquelle le point de liaison 21 a été déplacé d'une position centrale (figure 2A) à une position décalée (figure 2B) où il est rapproché du point 22A agissant sur les freins avant. Dans cet exemple de la figure 2B, la distance L1 entre le point 21 et le point 22A représente ¼ de la distance totale L entre les points 22A et 22B, et la distance L2 entre les points 21 et 22B représente donc ¾ de cette distance L
Dans ce cas, une force de freinage F = 100 kg est distribuée entre une force Fl = 75 kg sur les freins avant et une force F2 = 25 kg sur les freins arrière. On note qu'il y a alors une répartition de freinage 75% / 25%.
Plus généralement, les forces de freinage sont déterminées de la façon suivante, par rapport aux distances L1 et L2 :
Fl = F x L2/L
F2 = F x Ll/L
2.4 Effet de la répartition de freinage
Outre l'effet du dispositif de freins proprement dit (frein à disque, frein à tambour...), l'efficacité du freinage d'un kart est directement dépendante de l'adhérence de toutes les roues au sol. Le freinage sera optimum lorsque la force de freinage sur chacune des roues coïncide avec le niveau d'adhérence de chacune de celles-ci. Si la force de freinage dépasse le seuil d'adhérence sur une des roues, ceci provoque un glissement de cette roue néfaste à la stabilité et au freinage du kart. Le niveau d'adhérence d'une roue, plus précisément de son pneu, est lui-même directement lié à la charge verticale appliquée sur celle-ci.
En mouvement, par exemple en course, on rencontre de nombreuses situations différentes. A titre d'exemples, des situations extrêmes sont :
une grande ligne droite suivie d'un virage serré : le pilote doit freiner en ligne droite à vitesse maximale, juste avant le virage, sur une distance la plus courte possible. Dans cette situation, il n'y a pas d'accélération latérale, et la décélération longitudinale est très forte. En conséquence, il existe un transfert de masse très important sur les roues avant. Pour ce type de freinage, il serait souhaitable de disposer d'une répartition de freinage privilégiant fortement l'avant, puisque celui-ci est très « chargé » verticalement, et le freinage sur l'arrière devrait être faible, puisque celui-ci est « délesté » ; un freinage dans un virage qui se referme : dans cette situation, l'accélération latérale est déjà forte dans la première partie du virage, et le pilote souhaite ralentir le kart dans la deuxième partie du virage qui se referme. Il faut donc une décélération longitudinale faible, juste pour adapter la vitesse au virage qui se referme. Dans ce cas, il y a très peu de report de charge sur l'avant, et il serait souhaitable de disposer d'une force de freinage très peu accentuée sur l'avant, pour éviter le blocage des roues avant.
En d'autres termes, selon les situations, une répartition privilégiant l'avant ou une répartition privilégiant l'arrière pourrait être intéressante, alors qu'une seule répartition présélectionnée n'est disponible. Il n'est en effet pas possible, pour le pilote, de modifier la répartition en temps réel, selon qu'il se trouve en en virage ou en ligne droite.
L'homme du métier considère d'ailleurs que la répartition entre l'avant et l'arrière doit être figée quelle que soit la situation, quitte à mettre en œuvre des moyens spécifiques pour maintenir cette répartition, dans le cas où un mécanisme de récupération d'énergie est susceptible de modifier cette répartition, comme décrit par exemple dans le document DE102011008928 Al.
Les systèmes de répartition actuels sont donc efficaces pour prendre en compte un équilibre figé de charge sur chacun des essieux, mais ils présentent des limites en dynamique : plus la décélération est importante, plus le centre de gravité du kart est placé haut et vers l'avant, avec pour conséquence de délester l'arrière et de charger l'avant, alors que la répartition présélectionnée des forces de freinage avant/arrière n'est optimale que pour un seul niveau de décélération donné.
En d'autres termes, le pilote doit rechercher un compromis, à l'aide de la molette de réglage, pour choisir et présélectionner la répartition qui lui semble la plus efficace.
Il existe donc un besoin d'améliorer le système de freinage d'un kart et d'éviter, ou, à tout le moins, réduire, les effets de ce compromis, de façon simple et efficace. 3. Exposé de l'invention
L'invention concerne donc un système de freinage pour véhicule sportif, notamment un kart, comprenant un actionneur de freinage, des moyens de freinage de roues avant, des moyens de freinage de roue arrière et des moyens de répartition d'une force appliquée sur ledit actionneur entre lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière.
Selon l'invention, un tel de système de freinage comprend des moyens de modification de ladite répartition en fonction de l'amplitude de ladite force appliquée sur ledit actionneur.
Ainsi, alors que dans les systèmes de freinage selon l'art antérieur, la répartition de freinage est figée (soit sur une répartition fixe, soit sur une répartition de compromis choisie préalablement par le pilote), le système de freinage selon l'invention propose une répartition de freinage variable, cette variation tenant compte de la force de freinage appliquée par le pilote sur l'actionneur de freinage (typiquement une pédale de freinage).
En d'autres termes, alors que les systèmes de freinage de l'art antérieur proposent une répartition figée, ou un maintien d'une répartition prédéterminée, de freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière, le système de freinage selon l'invention propose de faire varier la répartition de freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière en fonction de la force de freinage appliquée par le pilote sur l'actionneur de freinage.
De façon automatique (c'est-à-dire non contrôlée manuellement ni programmée par le pilote), la répartition varie en fonction de la force de freinage, et peut ainsi s'adapter efficacement aux conditions particulières de chaque freinage.
Avantageusement, lesdits moyens de modification de ladite répartition augmentent le rapport entre la force appliquée sur lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière lorsque la force appliquée sur ledit actionneur augmente.
Notamment, l'invention permet ainsi d'augmenter la répartition sur l'avant lorsque le freinage est fort (plus précisément, la force de freinage appliquée sur l'actionneur de freinage est forte), et en augmentant la répartition sur l'arrière en cas de freinage faible.
Selon un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de répartition comprennent un levier de répartiteur relié à ses deux extrémités respectivement à un maître-cylindre de freinage avant et à un maître-cylindre arrière, et lesdits moyens de modification de ladite répartition comprennent un élément mobile en coulissement le long d'une piste formée sur ledit levier de répartiteur et relié par des moyens de liaison audit actionneur, et des moyens de rappel agissant sur ledit élément mobile en coulissement.
En d'autres termes, le point de liaison entre la tringle (ou tout autre moyen tel qu'un câble) reliant l'actionneur au levier de répartiteur, ou palonnier, est mobile le long de ce dernier, et se déplace en fonction de la force appliquée sur l'actionneur.
Notamment, dans une position de repos correspondant à une absence de freinage, ledit élément mobile en coulissement peut se trouver dans une position de répartition de repos, et ledit élément mobile en coulissement peut se déplacer progressivement le long dudit levier lorsque la force appliquée sur ledit actionneur augmente, de façon à augmenter progressivement le rapport entre la force appliquée sur lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière.
Dans ce cas, ladite position de repos peut notamment correspondre à une butée prévue à cet effet sur ledit levier de répartiteur.
Selon une caractéristique particulière, lesdits moyens de rappel peuvent comprendre au moins un ressort hélicoïdal.
Selon une autre caractéristique particulière, ledit élément coulissant peut comprendre une chape chevauchant ledit levier de répartiteur et portant un roulement se déplaçant le long de ladite piste dudit levier de répartiteur.
Selon certains modes de réalisation, le système de freinage pour kart peut comprendre des moyens de préréglage de la répartition entre lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière. Dans ce cas, selon une première approche, lesdits moyens de préréglage peuvent comprendre un ridoir permettant de régler une distance entre ledit levier de répartiteur et l'un desdits maîtres-cylindres.
Selon une deuxième approche, pouvant le cas échéant être combinée à la première, lesdits moyens de préréglage comprennent des moyens de prétension desdits moyens de rappel.
Dans les deux cas, lesdits moyens de préréglage peuvent comprendre au moins une molette de réglage.
L'invention concerne également un véhicule sportif, et en particulier un kart, comprenant notamment un châssis et un système de freinage pour kart tel que décrit ci- dessus.
Sur un tel véhicule sportif, ledit actionneur de freinage peut notamment être une pédale de freinage montée sur ledit châssis.
4. Exposé des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :
les figures IA et IB illustrent un système de freinage de type connu, respectivement montées sur un châssis de kart (figure IA) et isolé du châssis (figure IB) ;
les figures 2A et 2B présentent schématiquement le principe de fonctionnement du système des figures IA et IB de répartition du freinage, respectivement pour une répartition de 50% / 50% (figure 2A) et 75% / 25% (figure 2B) ;
les figures 3A à 3C illustrent un mode de réalisation d'un système de freinage selon l'invention, respectivement :
figure 3A : système de freinage monté sur le châssis du kart ; figure 3B : système de freinage isolé du châssis ; figure 3C : vue en éclaté ;
les figures 4A et 4B illustrent schématiquement le fonctionnement du système des figures 3A à 3C ;
la figure 5 illustre la variation de répartition selon l'invention, par comparaison au système de l'art antérieur.
5. Description d'un mode de réalisation particulier
5.1 Principe général
L'approche de l'invention repose donc sur une approche tout à fait nouvelle d'un système de répartition de freinage pour véhicule sportif (dans la suite, on décrit plus particulièrement l'application à un kart), selon laquelle la répartition de freinage entre l'avant et l'arrière est variable, en permanence et progressivement, en fonction de la force de freinage appliquée par le pilote sur l'actionneur de freinage (typiquement la pédale de freinage).
En d'autres termes, le système de freinage selon l'invention propose de faire varier la répartition de freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière en permanence et en temps réel, en fonction de la force de freinage appliquée par le pilote sur l'actionneur de freinage.
Alors que, selon l'art antérieur, le pilote devait choisir, à l'avance, un compromis de répartition, qui resterait ensuite figé, l'invention propose une approche selon laquelle la répartition varie dynamiquement pour s'adapter aux besoins et aux circonstances. En particulier, l'invention permet que, plus la force appliquée sur l'actionneur est importante (situation qui correspond, par exemple, à un freinage en fin de ligne droite), plus la répartition favorise un freinage sur les roues avant. Inversement, une force, ou pression, de freinage faible permet d'obtenir, automatiquement, une répartition plus neutre, par exemple 50% / 50%, entre l'avant et l'arrière.
Ainsi, le pilote n'a plus à choisir un compromis, puisque la répartition tend en permanence vers un optimal, pour les différentes situations de freinage.
Il reste possible, selon les modes de réalisation, de prévoir un préréglage permettant au pilote d'agir sur l'équilibre général de son kart, s'il le souhaite, mais ceci n'est pas obligatoire : il est possible de s'affranchir de tout réglage tout en disposant d'un freinage amélioré.
Dans le mode de réalisation décrit par la suite, le système de freinage est mis en œuvre de façon mécanique, essentiellement sur le palonnier, ou levier de répartiteur. Des variantes peuvent bien sûr être envisagées, tant sur la mise en œuvre mécanique que sur une solution hydraulique, agissant, par exemple, sur les courses des pistons des maîtres-cylindres.
5.2 Système de freinage selon un mode de réalisation
Comme illustré sur la figure 3A, le système de freinage de l'invention est globalement monté sur le châssis 11 de façon similaire à celui de l'art antérieur (figure IA). La pédale de freinage 12 entraîne une tige, ou tringle de frein, 14 reliée au palonnier 31, qui agit lui-même sur les maîtres-cylindres 13A et 13B, par l'intermédiaire de-tigesl6A, 16B.
En revanche, le levier de répartiteur 31, et les moyens de solidarisation de l'extrémité de la tringle 14 à ce levier 31 sont totalement différents, comme ceci apparaît plus clairement sur les figures 3B et 3C.
En effet, alors que selon l'art antérieur, le point de solidarisation entre l'extrémité de la tringle 14 et le levier de répartiteur 15 (figure IA) est figé (correspondant à une répartition de freinage présélectionné, comme expliqué précédemment), ce point de liaison forme un coulisseau mobile le long du levier, plus précisément d'une portion de celui-ci, formant une piste de guidage du coulisseau.
Dans le mode de réalisation illustré, l'extrémité de la tringle 14 porte ainsi une roulette 32, qui peut rouler le long d'une piste de guidage 311 formée à cet effet dans le levier de répartiteur 31.
Cette piste 311 forme un angle a avec l'axe de tirage 14, pouvant par exemple varier entre 65° et 87°, pour permettre le déplacement du coulisseau, ici la roulette, le long de la pente ainsi créée par la piste.
Cette piste 311 se termine par une butée 3111, correspondant à une position de repos (absence de freinage). Deux ressorts hélicoïdaux 33A, 33B relient l'extrémité de la tige 14, et plus précisément une chape 34 portant la roulette 32 à un point fixe du levier 31. Ces ressorts tendent à ramener l'extrémité de la tringle 14 vers la position de repos.
Lorsque qu'une force est appliquée sur la tringle 14, via la pédale 12, cette tringle tire sur le levier de répartiteur 31. La liaison entre l'extrémité de la tringle et le levier de répartiteur n'étant figée, celle-ci se déplace le long du levier 31, la roulette 32 se déplaçant le long de la pente de la piste de guidage 311.
Du fait de la présence des moyens de rappel, ce déplacement est d'autant plus important que la force de freinage appliquée sur la pédale 12 et la pente de la piste 311 sont importantes.
5.3 Répartition variable du freinage
Ainsi, on dispose, de façon simple et efficace, d'une répartition variable du freinage, en fonction de la force appliquée sur la pédale de frein. Ceci permet de passer progressivement d'une répartition « au repos » prédéterminée, correspondant à la position de la butée 3111, par exemple, 50% / 50%, à une répartition favorisant fortement le freinage sur l'avant (par exemple 80% / 20%), en fonction de la force appliquée sur la pédale, comme illustré par les figures 4A et 4B, qui illustrent respectivement une force de freinage F faible, ou légère (par exemple 10 kg appliqués sur la pédale, figure 4A), et à une force importante (par exemple 100 kg appliqués sur la pédale, figure 4B).
Dans le cas de la figure 4A, le point 41 se trouve donc proche de la position de repos, et donc à proximité du point 42B de fixation du levier agissant sur le maître cylindre des freins arrière. La distance L2 entre les points 41 et 42B représente 20% de la longueur totale.
Selon la règle mentionnée précédemment, les forces respectives à appliquer pour le freinage avant et arrière ont ainsi respectivement une amplitude :
Fl = F x L2/L = 2 kg
F2 = F x Ll/L = 8 kg
En d'autres termes, une faible pression sur la pédale de freinage privilégie une répartition de freinage sur l'arrière, ici avec un ratio 20% / 80%. La force de freinage étant relativement faible, les moyens de rappel 43 sont peu tendus.
Comme illustré sur la figure 4B, une force F beaucoup plus importante sur la pédale, par exemple 100 kg, entraîne un déplacement du point de liaison 41 vers le point de fixation 42A du levier agissant sur le maître cylindre de freins avant. Les moyens de rappels 43 sont plus tendus, du fait de la force plus importante appliquée sur la pédale.
Dans ce cas, on comprend que c'est une répartition sur les roues avant qui est privilégiée, par exemple, ici :
une force : Fl = F x L2/L = 75 kg sur l'avant et
une force : F2 = F x Ll/L = 25 kg sur l'arrière.
On obtient ainsi une répartition de freinage de 75% / 25%.
Dès que la pédale de freinage est relâchée, les moyens de rappel 43 tendent à ramener l'ensemble vers la position de repos.
On dispose ainsi d'un système de répartition de freinage continûment variable, et non figé, en fonction de la force appliquée sur la pédale. Ceci permet de s'affranchir d'un compromis figé de l'art antérieur, et d'optimiser le freinage dans toutes les circonstances.
En particulier, pour les deux exemples mentionnés en préambule :
freinage en bout de ligne droite à vitesse maximum : le pilote veut ralentir en ligne droite sur une courte distance et « écrase » la pédale de frein. Il applique donc une force importante sur la pédale (figure 4B), et la répartition de freinage favorise en conséquence l'action sur les freins avant, ce qui est souhaitable, puisque les roues avant sont « chargées » et les roues arrière « délestées » ;
dans un virage qui se referme : en entrée du virage, le potentiel d'adhérence des pneus est largement utilisé latéralement. Le solde d'adhérence longitudinale est réduit avec pour conséquence de ne pas autoriser un freinage puissant : le pilote est contraint d'appliquer une force faible ou modérée sur la pédale de freinage pour entrer dans la deuxième partie du virage qui se referme. On se retrouve alors dans la situation illustrée par la figure 4A, et c'est donc une répartition sur l'arrière qui est favorisée, le freinage sur l'avant étant peu accentué, de façon à éviter le blocage de ces roues avant.
Le système de freinage de l'invention s'adapte donc automatiquement, en ce qui concerne la répartition de freinage entre l'avant et l'arrière, pour que cette répartition soit optimisée en fonction des situations de freinage, et de la force appliquée sur la pédale de freinage.
Ceci est illustré par les courbes de la figure 5, présentant en ordonnée le rapport des forces de freinage entre l'avant et l'arrière, et en abscisse la décélération longitudinale (G), représentative de la force appliquée sur la pédale de freins. Les courbes horizontales 51 et 52 représentent deux compromis de répartition selon l'art antérieur, respectivement pour un freinage efficace en ligne droite, favorisant une répartition sur l'avant (courbe 51) et une répartition plus efficace en appui, dans un virage, privilégiant une répartition sur l'arrière (courbe 52).
Comme mentionné précédemment, ces réglages sont figés, en utilisation (même s'il est possible d'agir sur une molette de répartition) et la répartition est donc invariable, quelle que soit la décélération. L'homme du métier du kart était persuadé que cette solution était incontournable, et tentait donc de trouver le meilleur compromis, fournissant la même répartition dans toutes les situations.
La courbe 53 illustre, en revanche, la solution de l'invention. On constate que la répartition varie progressivement en fonction de la décélération longitudinale. Une faible décélération favorise, comme déjà expliqué, une répartition sur l'arrière, alors qu'une forte décélération favorise une répartition sur l'avant. La forme de la courbe 53 peut bien sûr varier, en fonction des moyens mis en œuvre, et, le cas échéant, de préréglage.
5.4 Réglages optionnels
En complément de l'adaptation variable de la répartition selon l'invention, il est en effet possible de prévoir un ou plusieurs préréglages, permettant au pilote d'adapter plus finement encore la répartition du freinage, en fonction de ces besoins. Deux exemples de réglage sont illustrés sur les figures 3A à 3C (ils peuvent être combinés ou mis en œuvre indépendamment, ou mis en œuvre avec d'autres moyens de réglage, pouvant eux-mêmes être mis en œuvre également indépendamment).
Un premier réglage peut être un tarage des moyens de rappel 33A, 33B. Dans le mode de réalisation illustré figure 3C, on a ainsi prévu une molette 35, agissant sur un axe 36 permettant d'éloigner ou de rapprocher du levier 31 un plat 37 auxquels sont accrochés une extrémité des ressorts 33A et 33B. Il est ainsi possible d'augmenter ou de réduire la force appliquée par ces ressorts dans la position de repos, et donc de faciliter le déplacement de la roulette (favorisant une répartition sur l'avant) ou au contraire de s'opposer à ce déplacement (favorisant une répartition sur l'arrière), pour une force donnée sur la pédale.
Par ailleurs, il est également possible d'utiliser un ridoir, permettant de faire varier la longueur de l'une des tiges agissant sur l'un des maîtres-cylindres (voire les deux), pour augmenter ou réduire la pente de la piste 311 Ceci peut notamment être obtenu à l'aide d'une molette 38 portant un pas de vis se déplaçant dans la chape 39 de solidarisation au levier de répartiteur 31.
5.5 Variantes
De nombreux autres modes de réalisation peuvent être envisagés, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le levier 31 pourrait être cylindrique, et l'extrémité de la tringle 14 munie d'un anneau, portant, le cas échéant, un roulement, pouvant coulisser le long de ce levier. D'autres formes encore, par exemple, avec des rails de guidages adaptés, peuvent être envisagés. La piste 311 pourrait ne pas être essentiellement rectiligne, pour modifier la courbe de répartition.
Les moyens de rappel peuvent ne comprendre qu'un ressort, ou des moyens de rappel différents, dès lors que ceux-ci sont adaptés pour ramener le système vers la position de repos en l'absence de sollicitation de la pédale de frein.
Par ailleurs, une approche similaire peut être mise en œuvre sur les moyens hydrauliques des maîtres-cylindres.
Comme précisé en préambule, l'approche décrite ici pour une application sur un kart pourrait être mise en œuvre également sur d'autres véhicules sportifs ou de compétition, moyennant quelques adaptations éventuelles, évidentes pour l'homme du métier.
5.6 Nomenclature
Par souci de complétude, le tableau suivant liste l'ensemble des composants illustrés sur la vue éclatée de la figure 3C :
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de freinage pour véhicule sportif, comprenant un actionneur de freinage, des moyens de freinage de roues avant, des moyens de freinage de roue arrière et des moyens de répartition d'une force appliquée sur ledit actionneur entre lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de modification de ladite répartition en fonction de l'amplitude de ladite force appliquée sur ledit actionneur.
2. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de modification de ladite répartition augmentent le rapport entre la force appliquée sur lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière lorsque la force appliquée sur ledit actionneur augmente.
3. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de répartition comprennent un levier de répartiteur relié à ses deux extrémités respectivement à un maître-cylindre de freinage avant et à un maître-cylindre arrière,
et en ce que lesdits moyens de modification de ladite répartition comprennent un élément mobile en coulissement le long d'une piste formée sur ledit levier de répartiteur et relié par des moyens de liaison audit actionneur, et des moyens de rappel agissant sur ledit élément mobile en coulissement.
4. Système de freinage selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans une position de repos correspondant à une absence de freinage, ledit élément mobile en coulissement se trouve dans une position de répartition de repos, et en ce que ledit élément mobile en coulissement se déplace progressivement le long dudit levier lorsque la force appliquée sur ledit actionneur augmente, de façon à augmenter progressivement le rapport entre la force appliquée sur lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière.
5. Système de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite position de repos correspond à une butée prévue à cet effet sur ledit levier de répartiteur.
6. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel comprennent au moins un ressort hélicoïdal.
7. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ledit élément coulissant comprend une chape chevauchant ledit levier de répartiteur et portant un roulement se déplaçant le long de ladite piste dudit levier de répartiteur.
8. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de préréglage de la répartition entre lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière.
9. Système de freinage selon les revendications 3 et 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de préréglage comprennent un ridoir permettant de régler une distance entre ledit levier de répartiteur et l'un desdits maîtres-cylindres.
10. Système de freinage selon les revendications 3 et 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de préréglage comprennent des moyens de prétension desdits moyens de rappel.
11. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de préréglage comprennent au moins une molette de réglage.
12. Véhicule sportif comprenant un châssis et un système de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant un actionneur de freinage, des moyens de freinage de roues avant, des moyens de freinage de roue arrière et des moyens de répartition d'une force appliquée sur ledit actionneur entre lesdits moyens de freinage de roues avant et lesdits moyens de freinage de roue arrière,
caractérisé en ce que ledit système de freinage comprend des moyens de modification de ladite répartition en fonction de l'amplitude de ladite force appliquée sur ledit actionneur.
13. Véhicule sportif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit actionneur de freinage est une pédale de freinage montée sur ledit châssis.
14. Véhicule sportif selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un kart.
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