FR2630071A1 - Circuit hydraulique de freinage, notamment pour vehicules automobiles - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'un circuit hydraulique de freinage du genre comportant, outre un émetteur 1 et au moins un récepteur 5, un moyen de circulation forcé du fluide, incorporé au circuit de freinage. Suivant l'invention, le moyen de pompage est constitué d'un actuateur 6 entraînant un moyen de pompage 3 par induction magnétique. Application aux véhicules automobiles.

Description

La présente invention concerne d'une manière générale les circuits de freinage hydraulique, et vise notamment ceux de ces circuits de freinage qui sont destinés à équiper les véhicules automobiles, et plus particulièrement les véhicules industriels.

Ainsi qu'on le sait, un circuit hydraulique de freinage comporte globalement au moins un récepteur de freinage qui commande un frein, par exemple un frein à disque, et un émetteur qui, relié par une canalisation audit récepteur de freinage, est apte à alimenter en fluide sous pression celui-ci sous l'action d'une pédale de freinage commandée par l'usager.

En service, le fluide de freinage présent dans un tel circuit est soumis à échauffement, en raison de la chaleur dégagée par les freins qu'il commande. Dans un tel circuit, l'un des problèmes à résoudre est d'empêcher une vaporisation locale intempestive de ce fluide de freinage susceptible, par le phénomène de "vapor-lock", de nuire brutalement et donc dangereusement à l'efficacité du freinage, en créant, entre émetteur et récepteur, un manque de continuité.

Afin d'éviter ce phénomène, il a été proposé de refroidir le fluide de freinage, soit en le faisant traverser un échangeur de chaleur, soit en forçant sa circulation par un quelconque moyen de pompage, soit les deux moyens ci-dessus combinés.

En particulier, dans le brevet français 80 15 248 déposé le 9 juillet 1980 par la demanderesse, il a été proposé de mettre en oeuvre, entre émetteur et récepteur, un moyen de pompage, qui est soit passif, c'est-à-dire n'intervenant qu'à l'occasion d'un freinage, soit actif, c'est-à-dire pouvant intervenir à tout instant, par exemple sous le contrôle d'une sonde de température sensible à la température du fluide de freinage.

Avec l'utilisation d'un moyen actif de pompage, la quantité de fluide de freinage déplacée est importante et donc évite tout phénomène de wvapor-lock".

Mais dans un circuit hydraulique de freinage, la sécurité doit être la plus absolue possible et il faut notamment se préserver au maximum de toute possibilité de fuite.

Dans le brevet cité ci-dessus si, avec le moyen actif de pompage, le problème de refroidissement du fluide de freinage est résolu, on crée une possibilité de fuite supplémentaire puisqu'il faut, dans tous les cas, résoudre un problème d'étanchéité entre l'actuateur du moyen de pompage et le moyen de pompage proprement dit.

La présente invention, tout en permettant une circulation du fluide de freinage par un moyen de pompage actif, élimine cet inconvénient.

De manière plus précise, la présente invention a pour objet un circuit hydraulique de freinage, notamment pour véhicule automobile,-et plus particulièrement pour véhicule industriel, du genre comportant entre un émetteur et au moins un récepteur un moyen de pompage actif du fluide de freinage, caractérisé en ce que ledit moyen de pompage est actionné par un actuateur sans contact avec le moyen de pompage proprement dit.

D'une manière générale, ledit actuateur entraîne ledit moyen de pompage par couplage magnétique.

Selon une première forme de réalisation de l'invention, l'actuateur est un moteur électrique et le moyen de pompage un corps de pompe en métal amagnétique faisant partie intégrante du circuit hudraulique et dans lequel une turbine entraînée par induction fait circuler le fluide de freinage.

Selon une seconde forme de réalisation de l'invention, l'actuateur est une bobine magnétique entourant une partie du circuit hydraulique et le moyen de pompage un piston qui se déplace sous l'action du champ magnétique de la bobine.

On remarquera dans l'une et l'autre réalisation que le moyen de pompage est mis en mouvement par des phénomènes d'induction magnétique, qu'il n'y a donc aucun contact entre l'actuateur et le moyen de pompage et, par conséquent, aucun problème d'étanchéité à résoudre.

En outre, de manière à améliorer la sécurité du système de freinage, un ensemble électronique assure le déclenchement de l'actuateur dans des conditions bien spécifiques, par exemple en fonction de la température du fluide et vérifie le bon fonctionnement du moyen de pompage incorporé au circuit hydraulique et signale enfin toute anomalie de fonctionnement au conducteur du véhicule.

Par ailleurs, les actuateurs mis en oeuvre nécessitant une très faible puissance électrique, ils -peuvent continuer à fonctionner même après l'arrêt complet du véhicule sans risque de décharge accélérée de la batterie.

On notera enfin que, d'une part les actuateurs ne nécessitent aucun entretien, que d'autre part si le moyen de pompage ne fonctionne pas pour une raison ou une autre, l'ensemble du circuit hydraulique continue à assurer sa fonction de freinage sans aucune perturbation.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels:
- la figure 1 est un bloc diagramme d'ensemble d'un circuit hydraulique de freinage suivant l'invention ;
- - la figure 2 représente un premier exemple de réalisation dans lequel l'actuateur est un moteur électrique et le moyen de pompage un corps de pompe en métal amagnétique faisant partie intégrante du circuit hydraulique, une turbine entraînée par induction faisant circuler le fluide de freinage;
- la figure 3 représente un second exemple de réalisation dans lequel l'actuateur est une bobine magnétique entourant une partie du circuit hydraulique et le moyen de pompage un piston qui se déplace sous l'action du champ magnétique de la bobine ;;
- la figure 4 représente le diagramme d'un ensemble assurant la sécurité du système de pompage.

Sur la figure 1 on a schématiquement représenté le circuit de freinage d'un demi-essieu de véhicule comprenant un ensemble récepteur de freinage dont seuls les étriers de frein 5 sont représentés. Lesdits étriers de frein sont alimentés sous pression hydraulique par un groupe oléo-pneumatique 1, commandé par une pédale non représentée.

Un moyen de pompage 3, faisant partie intégrante du circuit hydraulique est relié, d'une part, au groupe oléo-pneumatique 1 par une canalisation 2 et, d'autre part, aux étriers de frein 5 par une canalisation 4.

Suivant l'invention, ledit moyen de pompage 3 est entraîné par un actuateur 6 par induction magnétique.

IL peut être prévu par ailleurs entre les étriers de frein 5 et le moyen de pompage 3 un échangeur 7 "type serpentin" sur la canalisation de retour 8, qui améliore par échange thermique l'abaissement de la température du fluide hydraulique.

Des sondes de température 9 placées à proximité des étriers de frein 5 sont réglées pour réagir à une température du fluide hydraulique prédéterminée. Lorsque cette température dans les étriers de frein 5 est atteinte, les sondes 9 transmettent au boîtier de commande 10, par le faisceau électrique 11, la mise en marche du moyen de pompage 3 par l'intermédiaire de l'actuateur 6, relié au boîtier de commande, par le faisceau électrique 12. La mise en route du moyen de pompage 3 provoque la circulation forcée du fluide hydraulique dans le circuit de freinage et donc un abaissement de sa température.

Sur la figure 2 on a représenté le schéma d'une première réalisation du système de pompage et de son actuateur. Le corps du moyen de pompage 13 est en métal amagnétique étanche faisant partie intégrante du circuit de freinage. Ce corps 13 possède une entrée 14 et une sortie 15 du fluide hydraulique.

Un moteur électrique 31 est assemblé au corps 13 par des moyens de fixation connus en soi et non représentés.

Une cavité 17, située -à la partie arrière du corps de la pompe 13 reçoit un arbre 24 du moteur 31 portant à son extrémité un noyau magnétique 23. La turbine 16 possède deux tourillons 19 et 20 tournant dans des paliers 21, 22 du corps de la pompe 13. Une bague magnétique 18 est insérée dans la périphérie interne de la turbine 16 vis à vis du noyau magnétique 23 porté par l'arbre 24 du moteur 31. Ledit moteur 31 entraine la turbine 16 sans contact par induction mamgnétique transmise par le noyau magnétique 23 à la bague 18 insérée dans la turbine 16.

Ainsi que l'on remarquera, il n'y a aucun contact et donc aucun problème d'étanchéité à résoudre entre le moteur électrique 31 et la pompe à fluide 13.

Sous l'action de freinages intensifs, la chaleur dégagée au niveau des plaquettes de frein est transmise par conduction aux étriers 5 et donc au fluide hydraulique.

Lorsque la température du fluide atteint une certaine valeur jugée dangereuse, les sondes 9 placées à proximité des étriers de frein, pré-réglées pour cette valeur transmettent l'information au boîtier de commande 10 celui-ci provoque la mise en marche du moteur 31 et donc de la turbine 16 de la pompe 13. On extrait alors le fluide chaud des étriers de frein 5 par la canalisation 8 en passant dans l'échangeur thermique 7 et entrant dans le corps de la pompe 3 par l'orifice 14 pour en être expulsé par l'orifice 15 dans la canalisation 4 et être de nouveau admis dans les étriers de frein 5 pour un nouveau cycle.

Lorsque les sondes thermiques auront détecté un abaissement de la température du fluide hydraulique dans le circuit de freinage, la circulation forcée cessera par arrêt du moteur électrique 31 et de sa turbine 16.

Sur la figure 3 on a représenté une seconde forme de réalisation du système de pompage et de l'actuateur associé. L'actuateur comprend une bobine magnétique 25 entourant un cylindre amagnétique 30, qui est fixée à celui-ci par des moyens connus non représentés. A l'intérieur du cylindre amagnétique 30 sont disposés un piston 26 et un ressort 27, deux clapets anti-retour 28, 29, cet ensemble faisant partie intégrante du circuit de freinage. Lorsque la bobine 25 est alimenté, l'effet du champ magnétique généré par celle-ci déplace le piston 26 suivant la flèche F1, et donc comprime le ressort 27.

Lorsque la bobine n'est plus alimentée le piston 26 se déplace suivant la flèche F2 sous l'action du ressort 27, aspirant ainsi le fluide hydraulique en A par le clapet 29 et le refoulant en B par le clapet 28. La fréquence d'alimentation de la bobine détermine le débit du fluide au travers de l'actuateur.

On peut aussi réaliser ce système de pompage en supprimant le ressort 27. Dans ce cas, le champ magnétique généré par la bobine 25 déplace le piston 26 dans le sens de la flèche F2, le piston se déplaçant dans le sens de la flèche F1 sous l'effet de son propre poids.

Dans les deux exemples de réalisation décrits ci-dessus, on notera que le non-fonctionnement des actuateurs n'entraine aucune perturbation dans le fonctionnement du circuit hydraulique de freinage.

On se réfère maintenant à la figure 4 qui illustre le diagramme du fonctionnement et de ses sécurités dans le cas où l'actuateur du moyen de pompage est un moteur électrique à courant continu.

Le fonctionnement est le suivant
Ce sont les sondes S, placées près des étriers de frein, qui détectent une température du fluide de freinage anormalement élevée, température pour laquelle elles ont été pré-rëglées.

Les sondes S traduisent cette information, pàr exemple sous la forme de la fermeture d'un contact électrique.

Cette fermeture de contact est enregistrée par le bloc 100 qui la transmet au bloc 101 constituant l'organe de commande proprement dit du moteur M. Le bloc 101 va provoquer la mise en route du moteur M de manière particulière. En effet, il est nécessaire que le moteur M démarre avec un couple maximum et une vitesse réduite de manière à ne pas risquer un désaccouplement magnétique avec la turbine à entraîner.

Pour ce faire, le bloc 101, délivre une tension 102 à progressivité linéaire jusqu'à ce que l'on ait atteint la tension nominale UN puis une tension constante égale à ladite tension nominale.

Cette tension UN étant atteinte, on déclenche une temporisation 103, et, about du temps T1 déterminé par 103, on effectue un premier test par le bloc 104 qui consiste à comparer l'intensité délivrée par le moteur à une intensité de référence correspondant à l'intensité à vide Iv du moteur. Si l'intensité I délivrée est inférieure ou égale à l'intensité à vide Iv cela signifie que le moteur, en fait, n'a pas démarré et le bloc 104 provoque l'allumage de la lampe L 1 (de couleur rouge car, le système étant défaillant, il y a un danger qu'il faut signaler à l'usager).

Si le premier test effectué par le bloc 104 détecte une intensité délivrée I supérieure à l'intensité à vide
Iv un second test est effectué par le bloc 105.

Le bloc 105 compare l'intensité I délivrée par le moteur à l'intensité IN nominale c'est-à-dire à l'intensité du moteur en charge.

Si le test est positif, le bloc 105 provoque l'allumage de la lampe L2 (de couleur verte puisque le fonctionnement est normal).

Si le test est négatif cela signifie que le moteur tourne mais est désaccouplé magnétiquement de sa turbine.

Dans ce cas, le bloc 105, d'une part provoque l'allumage de la lampe L3 (de couleur orange pour indiquer une anomalie de fonctionnement), d'autre part, va procéder à une remise en route du moteur.

On peut considérer par exemple qu'au bout de 5 essais infructueux de remise en route l'ensemble du système de pompage est en panne.

Le bloc 107 détecte cette anomalie et provoque l'allumage de la lampe L1 (de couleur rouge).

Si le nombre d'essais, dans l'exemple choisi, est inférieur à 5, le bloc 107 par l'intermédiaire du bloc 108 provoque l'arrêt du moteur. Simultanément on effectue la remise à zéro de la temporisation T1 du bloc 103 et l'on arme la temporisation T2 du bloc 109 de manière à attendre l'arrêt complet en rotation du moteur,
Le temps T2 étant écoulé, le bloc 109 provoque la remise en route du moteur par le bloc 101 de la manière qui a été explicité plus haut et la temporisation 109 est remise à zéro pour être prête pour un nouveau cycle.

Une sonde 110 pré-réglée à une température très élevée (par exemple 140 OC) provoque l'allumage de la lampe rouge L1.

De même celle-ci sera allumée lorsque le bloc 111 détectera un manque d'alimentation électrique de l'ensemble du bloc électronique.

Enfin, un bouton poussoir 112 est mis à disposition de la maintenance pour vérifier le bon fonctionnement de 1 'ensemble.

Cet ensemble peut être réalisé de manière connue en soi par des composants classiques, tels que transistors, et/ou amplificateurs opérationnels. Le schéma correspondant ne faisant pas partie de la présente invention ne sera pas décrit ici.

La description qui précède s'applique à la forme de réalisation de la figure 2.

I1 va de soi que dans la forme de réalisation correspondant à la figure 3, c'est-à-dire dans le cas où l'actuateur est une bobine magnétique les vérifications de bon fonctionnement peuvent également être effectuées. En effet, le courant consommé par une telle bobine magnétique est différent, suivant que le noyau (c'est-à-dire dans l'exemple choisi, le piston de pompage) est présent ou non.

Une sécurité supplémentaire peut être incorporée par un signal provenant d'un capteur de proximité qui détecte le déplacement du piston.

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1' invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1) Circuit hydraulique de freinage, notamment pour véhicule automobile, et plus particulièrement pour véhicule industriel, du genre comportant, entre un émetteur (1) et au moins un récepteur (5), un moyen de pompage actif du fluide de freinage, caractérisé en ce que ledit moyen de pompage (3) est actionné par un actuateur sans contact (6) avec le moyen de pompage (3) proprement dit.

2) Circuit hydraulique de freinage, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit actuateur (6) entraîne ledit moyen de pompage (3) par couplage magnétique.

3) Circuit hydraulique de freinage, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'actuateur (6) est un moteur électrique (31) et le moyen de pompage (3) un corps de pompe (13) en métal amagnétique à l'intérieur duquel une turbine (16) est entraînée par induction par ledit moteur (31).

4) Circuit hydraulique de freinage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'actuateur (6) est une bobine magnétique (25) et le moyen de pompage un piston (26) se déplaçant sous l'effet du champ magnétique généré par ladite bobine (25).

5) Circuit hydraulique de freinage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que au moins un détecteur de température (9) est associé à des moyens de déclenchement (10) dé mise en service dudit actuateur (6).

6) Circuit hydraulique de freinage, suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le détecteur de température (9) est une sonde thermoélectrique réglée pour se déclencher à une température prédéterminée de la température du fluide de freinage.

7) Circuit hydraulique de freinage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des moyens de vérification (104,105) comparent les intensités de courant à vide (Iv), et nominal (IN) à l'intensité (I)

consommée par ledit actuateur.

8) Circuit hydraulique de freinage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la mise en route du moteur (M) est effectuée par le bloc (101), et en ce que le bloc (101) délivre une tension (102) augmentant progressivement permettant le démarrage du moteur (M) à faible vitesse et à fort couple.