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WO2002087939A2 - Installation de freinage avec simulateur pour vehicule, et simulateur pour une telle installation - Google Patents

Installation de freinage avec simulateur pour vehicule, et simulateur pour une telle installation Download PDF

Info

Publication number
WO2002087939A2
WO2002087939A2 PCT/FR2002/001393 FR0201393W WO02087939A2 WO 2002087939 A2 WO2002087939 A2 WO 2002087939A2 FR 0201393 W FR0201393 W FR 0201393W WO 02087939 A2 WO02087939 A2 WO 02087939A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
simulator
piston
shape memory
memory element
braking
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/001393
Other languages
English (en)
Other versions
WO2002087939A3 (fr
Inventor
Stéphane Gendrin
Thierry Pasquet
Jean Fourcade
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2002087939A2 publication Critical patent/WO2002087939A2/fr
Publication of WO2002087939A3 publication Critical patent/WO2002087939A3/fr

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE 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
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081Systems with stroke simulating devices for driver input
    • B60T8/409Systems with stroke simulating devices for driver input characterised by details of the stroke simulating device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE 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
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/02Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/042Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated by electrical means, e.g. using travel or force sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE 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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    • B60T8/4072Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081Systems with stroke simulating devices for driver input

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic braking installation for a vehicle, of the type which includes, for actuating wheel brakes:
  • At least one safety valve making it possible either to isolate the master cylinder from the wheel brakes when the service braking operates normally, or, in the event of a service braking failure, to connect the master cylinder to at least one brake wheel;
  • this simulator for opposing the advance of the manual control member, during service braking with external energy, a reaction reflecting the progress of the braking, this simulator comprising a body with a bore in which can slide in a sealed manner a simulator piston subjected on one side to a pressure of brake fluid coming from the master cylinder and, on the opposite side, to an opposing force exerted by an elastic return means.
  • a braking system of this type is known, for example from FR - 2 772 706.
  • the master cylinder is isolated from the wheel brakes and the liquid contained in the master cylinder cannot flow back to these brakes.
  • the sensation simulator which allows a transfer of the brake fluid
  • the manual control member for example brake pedal or handbrake lever, maintains a normal actuation stroke, depending on the force exerted.
  • the known installations give satisfaction and make it possible to create a law of variation of the force to be exerted on the manual control member, as a function of the stroke, which gives the user a sensation similar to that which would be obtained if the pressure of liquid in the wheel brakes resulted directly from the pressure from the master cylinder and the muscular effort on the brake pedal.
  • the law of variation of the force to be exerted on the manual control member is mainly determined by the elastic return means of the simulator, generally formed by a spring, and the law cannot be modified from quick and easy way.
  • the characteristics of the elastic return means can fluctuate from one copy to another, and it is desirable to be able to easily compensate for these fluctuations in order to obtain, if desired, for the same type of car the same law. variation depending on the stroke.
  • the object of the invention is, above all, to provide a braking installation which better meets the various requirements mentioned above than hitherto and which, in particular, makes it possible to quickly and easily modify the law of variation of the force to be exerted on the manual control member depending on the stroke.
  • a hydraulic braking installation for a vehicle is characterized in that the sensation simulator comprises a shape memory element and a means of connection of this element to an electrical supply, the shape memory element being mechanically linked to the simulator piston and to the simulator body, in such a way that, when crossed and heated by an electric current, it modifies the action of the elastic return means.
  • the electrical supply of the shape memory element comprises a computer which determines the intensity of the current passing through the shape memory element as a function of various parameters, in particular displacement and speed of displacement of the manual command. It thus becomes possible to program the force / stroke variation law of the manual control member.
  • the shape memory element is generally arranged so as to act in the opposite direction to that of the elastic return means.
  • the shape memory element can be fixed, at one end, to the piston of the simulator and, at its other end, to the bottom of the simulator body, this second end being connected to an electrical connection plug located outside. of the simulator body, while the first end is electrically linked to the piston and to ground.
  • the shape memory element comprises at least one helical winding.
  • the simulator piston may include a central cylindrical barrel sliding in leaktight manner in the bore of the body; a cylindrical housing is provided in the barrel to receive the shape memory element, in particular produced according to a helical winding; the piston further comprises a frustoconical peripheral part surrounding a cylindrical part of the body; the elastic return means is formed by a helical spring, surrounding the frustoconical peripheral part, bearing at one end against the bottom of the body, and at its other end against a flange at the edge of the large base of the frustoconical part.
  • the helical spring is of variable pitch.
  • the computer controlling the electrical supply of the shape memory element is connected to various sensors, in particular a displacement sensor of the manual control member, a pressure sensor, and has input means for programming the variation of the intensity of the electric current passing through the shape memory element, and thus programming the force / stroke variation law of the manual control member.
  • the invention also relates to a braking sensation simulator capable of opposing in advance of a manual control member a reaction reflecting the progress of braking, this simulator comprising a body with a bore in which can slide from sealingly a simulator piston subjected on one side to a pressure of brake fluid from a master cylinder and, on the opposite side, to an opposing force exerted by an elastic return means, characterized in that it has a shape memory element and a means for connecting this element to an electrical supply, the shape memory element being mechanically linked to the simulator piston and to the simulator body, this shape memory element, when it is traversed and heated by an electric current , being able to modify the action of the elastic return means.
  • Fig.l is a partial schematic representation of a braking installation for a vehicle according to the invention.
  • Fig. 2 is a view in axial section on a larger scale, with an external part, of the master cylinder and the simulator.
  • Fig.3 is a view in axial section on a larger scale of the braking sensation simulator.
  • Fig.4 is a diagram illustrating the variation of the force, carried on the ordinate, on the brake pedal, as a function of the stroke of this pedal carried on the abscissa.
  • a hydraulic braking installation 1 for a motor vehicle comprising a service braking system A supplied with pressurized liquid by a hydraulic power station 2 with external energy, and an emergency braking system B with muscular energy.
  • the hydraulic unit 2 comprises a pump 3 driven by a motor 4, for example an electric motor.
  • the pump 3 supplies pressurized liquid to a main supply line 5 on which is mounted an oleopneumatic accumulator 6.
  • the suction of the pump 3 is connected to a reservoir 7 of pressureless liquid, or tarpaulin.
  • Line 5 of liquid under pressure is connected in parallel by respective branches 5a, 5b, 5c, 5d, each provided with an electrovalve (not shown), to the respective wheel brakes (not shown).
  • the pressure supply of the wheel brakes by the solenoid valves is controlled by a programmable computer C.
  • the return of the brake fluid to the cover 7 is provided by a line 8 to which branches 8a, 8b are connected in parallel, 8c, 8d, each provided with an exhaust solenoid valve (not shown) also controlled by the computer C, each branch being associated with a wheel brake.
  • the installation comprises a manual control member D generally constituted by a brake pedal 9, and a master cylinder 10 in which a primary piston 11 and a secondary piston 12 of the same section can slide.
  • the pedal 9 is linked to the piston 11 by a rod 13 articulated on the pedal.
  • “Advance” denotes a displacement of the pedal 9 towards the master cylinder 10, which causes a displacement of the piston 11 towards the secondary piston 12 and the opposite bottom of the master cylinder 9.
  • a primary chamber 14 filled with liquid is formed between the piston 11 and the piston 12.
  • a spring 14a is disposed in this chamber between the two pistons.
  • a secondary chamber 15, also filled with liquid, is formed between the piston 12 and the bottom of the master cylinder 10 remote from the piston 11.
  • a spring 15a is placed in the chamber 15.
  • An electrical contact 16 sensitive to the advance of the pedal 9 is provided in a conventional manner for controlling the "stop" lights.
  • a terminal of this contact 16 is connected to a terminal of the computer C, which actuates the service braking system A in response to the advance of the pedal 9.
  • a sensor 17 of the travel of the pedal 9 is further provided for send an electrical signal representative of the movement of the pedal to another input terminal of the computer C.
  • the sensor 17 makes it possible to obtain information on the amplitude of movement of the pedal 9 as well as on its speed of movement.
  • the two chambers 14, 15 of the master cylinder are connected to the cover 7 by means of a non-return valve (not shown) allowing the supply of these chambers with liquid and preventing a reflux.
  • the primary chamber 14 is connected by a pipe 18 provided with a safety or stop solenoid valve 19 to a wheel brake (not shown).
  • the chamber 15 is connected by a pipe 20 provided with an electrovalve 21 to another wheel brake (not shown).
  • the solenoid valves 19 and 21 are controlled by the computer C which initiates their closing when the service braking system A is put into action.
  • a pressure sensor 22 is connected to the pipe 20 between the master cylinder 10 and the electro-valve 21 to provide an output electrical signal which is sent by a link, not shown, to an input of the computer C.
  • the braking installation 1 further comprises a brake actuation simulator M for opposing the advance of the brake pedal 9 a reaction reflecting the progress of the braking.
  • the simulator M (Figs. 2 and 3) comprises a cylindrical body 23 with a bore 24 in which a piston 25 can slide in leaktight manner. This piston delimits, on one side, a pressure chamber 26 connected by a pipe 27 to chamber 15 of the master cylinder. The piston 25 is thus subjected to the pressure of brake fluid coming from the master cylinder 10.
  • the body 23 of the simulator can be fixed to the master cylinder as illustrated in Fig.2 or constitute a removable cartridge which can be screwed, or fixed by any other means, to the master cylinder.
  • Line 27, according to Figs. 2 and 3 is reduced to the extreme and is practically limited to drilling through the wall of the master cylinder.
  • the simulator can be installed at a distance from the master cylinder to which it is connected by line 27 provided with an electrovalve E controlled by the computer C.
  • the piston 25 On the side opposite to the chamber 26, the piston 25 is subjected to the action of an opposing force exerted by an elastic return means R constituted, in the example shown, by a helical spring 28, advantageously with variable pitch.
  • the body 23 of the simulator comprises a base 23a, fixed to the wall of the master cylinder, comprising an internally threaded cylindrical peripheral skirt on which is screwed a pot 23b in which is housed the spring 28.
  • the base 23a has in its central part a cylindrical sleeve 23c, projecting towards the bottom 23d, in which the bore 24 is provided.
  • the piston 25 comprises a central cylindrical barrel 25a which slides in leaktight manner in the bore 24 and which has on its front end wall facing the master cylinder a frustoconical nose 25b. This nose 25b can close a corresponding opening constituting the outlet of the connecting pipe 27.
  • the central barrel 25a has a cylindrical housing 25c opening towards the bottom 23d, and closed on the other side.
  • the edge of the open end of the piston 25a is integral with a radial flange 25d which constitutes the base of a frusto-conical outer portion 25e flared in the direction of the master cylinder.
  • the large diameter end of this part 25e is provided with an external radial flange 25f.
  • the spring 28 is compressed between the bottom 23d of the pot 23 and the flange 25f.
  • the simulator M comprises a shape memory element F mechanically linked to the piston 25 and to the body 23 of the simulator.
  • a means of connection J of the element F to an electrical supply is provided.
  • the power supply includes the computer C which determines the intensity of the current passing through the element F.
  • This memory element of form F when it is crossed and heated by an electric current, undergoes a decrease in length and modifies the action of the elastic return means R on the piston 25.
  • the shape memory element F is arranged so as to act on the piston 25 in the opposite direction to that of the spring 28.
  • the shape memory element F comprises a helical winding 29, advantageously formed by two elementary windings 29a, 29b juxtaposed with a wire of shape memory material, for example of a Ni-Ti alloy.
  • Each elementary winding 29a, 29b is preferably provided with an electrically insulating coating.
  • the two windings 29a, 29b are supplied in parallel with electric current.
  • the end of the windings 29a, 29b, near the bottom 23d is connected to a plug 30 for electrical connection housed in an insulating sleeve 31 inserted in the bottom 23d.
  • the other end of the windings 29a, 29b is electrically connected to a stud 32 itself connected to the piston 25 and to the ground.
  • the energization of the plug 30, relative to the ground, is controlled by the computer C.
  • the electrical energy is applied to the shape memory element F only when the braking command takes place, by action on the pedal 9.
  • the force K of resistance in advance of the rod 13 and of the pedal 9 creates the braking sensation for the driver. This force depends on the pressure prevailing in the chamber 26 and which is substantially equal to that prevailing in the chambers 15 and 14.
  • the liquid pressure, in the simulator M creates a force on the piston 25 which balances the action of the spring 28 and the shape memory element 29.
  • the curve Gl represents the variation of the force K, plotted on the ordinate, as a function of the stroke L of the rod 13, plotted on the abscissa, when only the spring 28 intervenes in the simulator M.
  • This curve Gl is characteristic of spring 28.
  • the curve G2 located below Gl represents a law of possible variation of the force K as a function of the stroke L when the shape memory element 29 intervenes. Indeed, when an electric current crosses the elementary windings 29a, 29b and produces their heating, these windings tend to contract and to exert a traction force on the piston 25 opposing the thrust force exerted by the spring 28. The advance resistance force of the rod 13 therefore becomes less than that which exists when only the spring 28 intervenes.
  • the difference ⁇ G between the two curves in FIG. 4 represents the tensile force exerted by the winding in shape memory 29.
  • This effort essentially depends on the intensity of the electric current passing through the shape memory element F.
  • This intensity is programmed by the computer C, for example as a function of the amplitude of the stroke of the rod 13. For the maximum stroke L max., ⁇ G becomes zero and the two curves Gl and G2 meet.
  • the computer controls the opening of the solenoid valves 19, 21, and the emergency braking is ensured by the system B and the fluid pressure coming from the master cylinder 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Installation de freinage comportant : un système de freinage de service (A) à énergie extérieure; un organe de commande manuelle (D); un maître-cylindre (10) avec au moins un piston primaire (11); au moins une valve de sécurité (19, 21) isolant le maître-cylindre (10) des freins de roues en fonctionnement normal; un simulateur (M) comprenant un piston (25) de simulateur soumis d'un côté à une pression de liquide de frein provenant du maître-cylindre et, du côté opposé, à une force antagoniste exercée par un moyen élastique (R). Le simulateur (M) comporte un élément à mémoire de forme (F) et un moyen de raccordement de cet élément à une alimentation électrique, l'élément à mémoire de forme étant lié mécaniquement au piston (25) de simulateur et au corps (23), de manière telle que, lorsqu'il est traversé et chauffé par un courant électrique, il modifie l'action du moyen de rappel élastique (R).

Description

INSTALLATION DE FREINAGE AVEC SIMULATEUR POUR VEHICULE, ET SIMULATEUR POUR UNE TELLE INSTALLATION.
L'invention est relative à une installation de freinage hydraulique pour véhicule, du genre de celles qui comportent, pour actionner des freins de roues :
- un système de freinage de service à énergie extérieure ;
- un système de freinage de secours à énergie musculaire ;
- un organe de commande manuelle dont l'avance actionne le système de freinage de service ou, en cas de défaillance de ce dernier, le freinage de secours ;
- un maître-cylindre avec au moins un piston primaire dont le déplacement est assuré par l'organe de commande manuelle ;
- au moins une valve de sécurité permettant soit d'isoler le maître-cylindre des freins de roues lorsque le freinage de service fonctionne normalement, soit, en cas de défaillance du freinage de service, de relier le maître-cylindre à au moins un frein de roue ;
- un simulateur de sensation de freinage pour opposer à l'avance de l'organe de commande manuelle, lors d'un freinage de service à énergie extérieure, une réaction reflétant le déroulement du freinage, ce simulateur comprenant un corps avec un alésage dans lequel peut coulisser de manière étanche un piston de simulateur soumis d'un côté à une pression de liquide de frein provenant du maître-cylindre et, du côté opposé, à une force antagoniste exercée par un moyen de rappel élastique.
Une installation de freinage de ce type est connue, par exemple d'après FR - 2 772 706.
Dans une telle installation, lors d'un fonctionnement normal en mode de freinage de service, le maître-cylindre est isolé des freins de roues et le liquide contenu dans le maître-cylindre ne peut refluer vers ces freins . Grâce au simulateur de sensation qui permet un transfert du liquide de frein, l'organe de commande manuelle, par exemple pédale de frein ou levier de frein à main, conserve une course normale d'actionnement, dépendant de la force exercée.
Les installations connues donnent satisfaction et permettent de créer une loi de variation de la force à exercer sur l'organe de commande manuelle, en fonction de la course, qui procure à l'utilisateur une sensation semblable à celle qui serait obtenue si la pression de liquide dans les freins de roues résultait directement de la pression provenant du maître-cylindre et de l'effort musculaire sur la pédale de frein.
Toutefois, dans les installations connues, la loi de variation de la force à exercer sur l'organe de commande manuelle est déterminée principalement par le moyen de rappel élastique du simulateur, généralement formé par un ressort, et la loi ne peut pas être modifiée de manière simple et rapide.
Or, pour diverses raisons, notamment selon le type de voiture, il est souhaitable de pouvoir intervenir sur cette loi de variation de la force en fonction de la course.
En outre, les caractéristiques du moyen de rappel élastique peuvent fluctuer d'un exemplaire à l'autre, et il est souhaitable de pouvoir compenser aisément ces fluctuations afin d'obtenir, si on le souhaite, pour un même type de voiture une même loi de variation en fonction de la course.
L'invention a pour but, surtout, de fournir une installation de freinage qui réponde mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences rappelées ci-dessus et qui, notamment, permette de modifier rapidement et aisément la loi de variation de la force à exercer sur l'organe de commande manuelle en fonction de la course.
L'invention vise notamment à permettre de paramétrer cette loi de variation force/course de l'organe de commande manuelle pour chaque type de voiture, et le cas échéant pour chaque conducteur. Il est en outre souhaitable que les paramètres puissent être aisément modifiés. Selon l'invention, une installation de freinage hydraulique pour véhicule, du genre défini précédemment, est caractérisée par le fait que le simulateur de sensation comporte un élément à mémoire de forme et un moyen de raccordement de cet élément à une alimentation électrique, l'élément à mémoire de forme étant lié mécaniquement au piston de simulateur et au corps de simulateur, de manière telle que, lorsqu'il est traversé et chauffé par un courant électrique, il modifie l'action du moyen de rappel élastique.
Avantageusement, l'alimentation électrique de l'élément à mémoire de forme comprend un calculateur qui détermine l'intensité du courant traversant l'élément à mémoire de forme en fonction de divers paramètres, en particulier déplacement et vitesse de déplacement de l'organe de commande manuelle. Il devient ainsi possible de programmer la loi de variation force/course de l'organe de commande manuelle.
L'élément à mémoire de forme est généralement disposé de manière à agir dans le sens opposé à celui du moyen de rappel élastique. L'élément à mémoire de forme peut être fixé, à une première extrémité, au piston du simulateur et, à son autre extrémité, au fond du corps de simulateur, cette deuxième extrémité étant reliée à une fiche de connexion électrique située à l'extérieur du corps de simulateur, tandis que la première extrémité est liée électriquement au piston et à la masse. De préférence, l'élément à mémoire de forme comprend au moins un enroulement en hélice.
Le piston du simulateur peut comprendre un fût central cylindrique coulissant de manière étanche dans l'alésage du corps; un logement cylindrique est prévu dans le fût pour recevoir l'élément à mémoire de forme, en particulier réalisé selon un enroulement en hélice ; le piston comprend en outre une partie périphérique tronconique entourant une partie cylindrique du corps ; le moyen de rappel élastique est formé par un ressort en hélice, entourant la partie périphérique tronconique, en appui à une extrémité contre le fond du corps, et à son autre extrémité contre une collerette en bordure de la grande base de la partie tronconique.
Avantageusement, le ressort en hélice est à pas variable. Le calculateur commandant l'alimentation électrique de l'élément à mémoire de forme est relié à divers capteurs, notamment capteur de déplacement de l'organe de commande manuelle, capteur de pression, et comporte des moyens d'entrée pour programmer la variation de l'intensité du courant électrique traversant l'élément à mémoire de forme, et ainsi programmer la loi de variation force/course de l'organe de commande manuelle. L'invention est également relative à un simulateur de sensation de freinage propre à opposer à l'avance d'un organe de commande manuelle une réaction reflétant le déroulement d'un freinage, ce simulateur comprenant un corps avec un alésage dans lequel peut coulisser de manière étanche un piston de simulateur soumis d'un côté à une pression de liquide de frein provenant d'un maître-cylindre et, du côté opposé, à une force antagoniste exercée par un moyen de rappel élastique, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément à mémoire de forme et un moyen de raccordement de cet élément à une alimentation électrique, l'élément à mémoire de forme étant lié mécaniquement au piston de simulateur et au corps de simulateur, cet élément à mémoire de forme, lorsqu'il est traversé et chauffé par un courant électrique, étant propre à modifier l'action du moyen de rappel élastique.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit en détail avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins :
Fig.l est une représentation schématique partielle d'une installation de freinage pour véhicule selon l'invention.
Fig.2 est une vue en coupe axiale à plus grande échelle, avec partie en extérieur, du maître-cylindre et du simulateur. Fig.3 est une vue en coupe axiale à plus grande échelle du simulateur de sensation de freinage.
Fig.4 , enfin, est un diagramme illustrant la variation de la force, portée en ordonnée, sur la pédale de frein, en fonction de la course de cette pédale portée en abscisse. En se reportant à Fig. l , on peut voir une installation 1 de freinage hydraulique pour véhicule automobile comprenant un système de freinage de service A alimenté en liquide sous pression par une centrale hydraulique 2 à énergie extérieure, et un système de freinage de secours B à énergie musculaire. La centrale hydraulique 2 comprend une pompe 3 entraînée par un moteur 4, par exemple un moteur électrique. La pompe 3 fournit du liquide sous pression à une ligne d'alimentation principale 5 sur laquelle est monté un accumulateur oléopneumatique 6. L'aspiration de la pompe 3 est reliée à un réservoir 7 de liquide hors pression, ou bâche. La ligne 5 de liquide sous pression est reliée en parallèle par des branches respectives 5a, 5b, 5c, 5d, munies chacune d'une électrovalve (non représentée), aux freins de roues respectifs (non représentés). L'alimentation sous pression des freins de roues, par les électrovalves, est pilotée par un calculateur programmable C. Le retour du liquide de frein à la bâche 7 est assuré par une ligne 8 à laquelle sont reliées en parallèle des branches 8a, 8b, 8c, 8d, munies chacune d'une électrovalve d'échappement (non représentée) également pilotée par le calculateur C, chaque branche étant associée à un frein de roue.
L'installation comprend un organe de commande manuelle D généralement constitué par une pédale de frein 9, et un maître-cylindre 10 dans lequel peuvent coulisser un piston primaire 11 et un piston secondaire 12 de même section. La pédale 9 est liée au piston 11 par une tige 13 articulée sur la pédale. On désigne par "avance" un déplacement de la pédale 9 vers le maître-cylindre 10, ce qui entraîne un déplacement du piston 11 vers le piston secondaire 12 et le fond opposé du maître- cylindre 9.
Une chambre primaire 14 remplie de liquide est formée entre le piston 11 et le piston 12. Un ressort 14a est disposé dans cette chambre entre les deux pistons. Une chambre secondaire 15, également remplie de liquide, est formée entre le piston 12 et le fond du maître-cylindre 10 éloigné du piston 11. Un ressort 15a est disposé dans la chambre 15.
Un contact électrique 16 sensible à l'avance de la pédale 9 est prévu de manière classique pour commander les feux de "stop" . Une borne de ce contact 16 est reliée à une borne du calculateur C, lequel actionne le système de freinage de service A en réponse à l'avance de la pédale 9. Un capteur 17 de la course de la pédale 9 est en outre prévu pour envoyer un signal électrique représentatif du déplacement de la pédale à une autre borne d'entrée du calculateur C. Le capteur 17 permet d'obtenir une information sur l'amplitude du déplacement de la pédale 9 ainsi que sur sa vitesse de déplacement. Les deux chambres 14, 15 du maître-cylindre sont reliées à la bâche 7 par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (non représenté) permettant l'alimentation de ces chambres en liquide et empêchant un reflux.
La chambre primaire 14 est reliée par une canalisation 18 munie d'une électrovalve 19 de sécurité, ou d'arrêt, à un frein de roue (non représenté). La chambre 15 est reliée par une canalisation 20 munie d' une électrovalve 21 à un autre frein de roue (non représenté). Les électrovalves 19 et 21 sont commandées par le calculateur C qui déclenche leur fermeture lorsque le système de freinage de service A est mis en action.
Un capteur de pression 22 est branché sur la canalisation 20 entre le maître-cylindre 10 et l'électro valve 21 pour fournir en sortie un signal électrique qui est envoyé par une liaison, non représentée, sur une entrée du calculateur C.
L'installation de freinage 1 comporte en outre un simulateur M d'actionnement de frein pour opposer à l'avance de la pédale de frein 9 une réaction reflétant le déroulement du freinage.
Le simulateur M (Figs.2 et 3) comprend un corps 23 cylindrique avec un alésage 24 dans lequel peut coulisser de manière étanche un piston 25. Ce piston délimite, d'un côté, une chambre de pression 26 reliée par une canalisation 27 à la chambre 15 du maître- cylindre. Le piston 25 est ainsi soumis à la pression de liquide de frein provenant du maître-cylindre 10.
Le corps 23 du simulateur peut être fixé au maître-cylindre comme illustré sur Fig.2 ou constituer une cartouche démontable qui peut être vissée, ou fixée par tout autre moyen, sur le maître-cylindre. La canalisation 27, selon Figs.2 et 3, est réduite à l'extrême et se limite pratiquement à un perçage à travers la paroi du maître-cylindre. En variante, comme shématisé sur Fig. 1 , le simulateur peut être installé à distance du maître-cylindre auquel il est relié par la canalisation 27 munie d'une électrovalve E commandée par le calculateur C. Du côté opposé à la chambre 26, le piston 25 est soumis à l'action d'une force antagoniste exercée par un moyen de rappel élastique R constitué, dans l'exemple représenté, par un ressort en hélice 28, avantageusement à pas variable.
Comme visible sur Fig.3, le corps 23 du simulateur comprend une embase 23a, fixée à la paroi du maître-cylindre, comportant une jupe périphérique cylindrique filetée intérieurement sur laquelle est vissé un pot 23b dans lequel est logé le ressort 28 . L'embase 23a comporte dans sa partie centrale un manchon cylindrique 23c, faisant saillie vers le fond 23d, dans lequel est prévu l'alésage 24. Le piston 25 comporte un fût central cylindrique 25a qui coulisse de manière étanche dans l'alésage 24 et qui comporte sur sa paroi frontale d'extrémité tournée vers le maître-cylindre un nez tronconique 25b. Ce nez 25b peut venir fermer une ouverture correspondante constituant le débouché de la canalisation de liaison 27. Le fût central 25a comporte un logement cylindrique 25c s 'ouvrant en direction du fond 23d, et fermé de l'autre côté. Le bord de l'extrémité ouverte du piston 25a est solidaire d'une collerette radiale 25d qui constitue la base d'une partie extérieure tronconique 25e évasée en direction du maître-cylindre. L'extrémité de grand diamètre de cette partie 25e est munie d'une collerette radiale extérieure 25f.
Le ressort 28 est comprimé entre le fond 23d du pot 23 et la collerette 25f.
Le simulateur M comporte un élément F à mémoire de forme lié mécaniquement au piston 25 et au corps 23 du simulateur. Un moyen de raccordement J de l'élément F à une alimentation électrique est prévu. L'alimentation électrique comprend le calculateur C qui détermine l'intensité du courant traversant l'élément F. Cet élément à mémoire de forme F, lorsqu'il est traversé et chauffé par un courant électrique, subit une diminution de longueur et modifie l'action du moyen de rappel élastique R sur le piston 25.
Généralement, comme représenté sur Figs.2 et 3, l'élément à mémoire de forme F est disposé de manière à agir sur le piston 25 dans le sens opposé à celui du ressort 28.
L'élément à mémoire de forme F comprend un enroulement en hélice 29, avantageusement formé par deux enroulements élémentaires 29a, 29b juxtaposés d'un fil en matière à mémoire de forme, par exemple en un alliage Ni-Ti. Chaque enroulement élémentaire 29a, 29b est de préférence muni d'un revêtement isolant électriquement. Les deux enroulements 29a, 29b sont alimentés en parallèle en courant électrique.
L'extrémité des enroulements 29a, 29b, voisine du fond 23d est reliée à une fiche 30 de connexion électrique logée dans un manchon isolant 31 inséré dans le fond 23d. L'autre extrémité des enroulements 29a, 29b est reliée électriquement à un plot 32 lui-même relié au piston 25 et à la masse. La mise sous tension de la fiche 30, par rapport à la masse, est commandée par le calculateur C.
De préférence, l'énergie électrique n'est appliquée à l'élément à mémoire de forme F que lorsque la commande de freinage a lieu, par action sur la pédale 9.
Ceci étant, le fonctionnement du simulateur M et de l'installation est le suivant.
On considère le cas où l'installation fonctionne normalement, c'est-à-dire que le freinage est assuré par le système de freinage de service A à énergie extérieure. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein 9, le calculateur C, en réponse au signal fourni par le contact 16, commande la fermeture des valves 19 et 21 et pilote la pression de freinage dans les freins de roues, à partir de la pression de liquide fournie par la pompe 3. Si une électrovalve E est présente, son ouverture est commandée par C de manière que le liquide du maître-cylindre 10 puisse refluer dans la chambre 26 du simulateur M.
La force K de résistance à l'avance de la tige 13 et de la pédale 9 crée la sensation de freinage pour le conducteur. Cette force dépend de la pression qui règne dans la chambre 26 et qui est sensiblement égale à celle régnant dans les chambres 15 et 14. La pression de liquide, dans le simulateur M, crée une force sur le piston 25 qui équilibre l'action du ressort 28 et de l'élément à mémoire de forme 29.
Sur Fig.4, la courbe Gl représente la variation de la force K, portée en ordonnée, en fonction de la course L de la tige 13, portée en abscisse, lorsque seul le ressort 28 intervient dans le simulateur M. Cette courbe Gl est caractéristique du ressort 28.
La courbe G2, située au-dessous de Gl représente une loi de variation possible de la force K en fonction de la course L lorsque l'élément à mémoire de forme 29 intervient. En effet, lorsqu'un courant électrique traverse les enroulements élémentaires 29a, 29b et produit leur échauffement, ces enroulements ont tendance à se contracter et à exercer un effort de traction sur le piston 25 s'opposant à l'effort de poussée exercée par le ressort 28. La force de résistance à l'avance de la tige 13 devient donc inférieure à celle qui existe lorsque seul intervient le ressort 28. La différence ΔG entre les deux courbes sur Fig.4 représente l'effort de traction exercée par l'enroulement en mémoire de forme 29.
Cet effort dépend essentiellement de l'intensité du courant électrique traversant l' élément à mémoire de forme F. Cette intensité est programmée par le calculateur C, par exemple en fonction de l'amplitude de la course de la tige 13. Pour la course maximale L max., ΔG devient nulle et les deux courbes Gl et G2 se rejoignent.
Il est possible de programmer les modifications ΔG de la loi effort/course, et d'adapter cette loi en fonction du type du véhicule ou même en fonction du conducteur. En outre, il est possible de corriger les fluctuations de caractéristiques du ressort 28 d'un exemplaire à l'autre en programmant en conséquence l'action de l'enroulement 29. Les variations de la loi effort/course, pour la pédale 9, peuvent s'obtenir par un simple changement de programme du calculateur C sans avoir à modifier les composants de l'installation de freinage. Il est possible de permettre à l'utilisateur de choisir et / ou de modifier la loi de variation, dans des limites qui seraient fixées par construction.
En cas de défaillance du système de freinage A, le calculateur commande l'ouverture des électrovalves 19, 21, et le freinage de secours est assuré par le système B et la pression de liquide provenant du maître- cylindre 10.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation de freinage hydraulique pour véhicule comportant, pour actionner des freins de roues : - un système de freinage de service (A) à énergie extérieure ;
- un système de freinage de secours (B) à énergie musculaire ;
- un organe de commande manuelle (D) dont l'avance actionne le système de freinage de service ou, en cas de défaillance de ce dernier, le freinage de secours ; - un maître-cylindre (10) avec au moins un piston primaire (11) dont le déplacement est assuré par l'organe de commande manuelle ;
- au moins une valve de sécurité (19, 21) permettant soit d'isoler le maître-cylindre (10) des freins de roues lorsque le freinage de service fonctionne normalement, soit , en cas de défaillance du freinage de service, de relier le maître-cylindre à au moins un frein de roue ;
- un simulateur (M) de sensation de freinage pour opposer à l'avance de l'organe de commande manuelle, lors d'un freinage de service à énergie extérieure, une réaction reflétant le déroulement du freinage, ce simulateur comprenant un corps (23) avec un alésage (24) dans lequel peut coulisser de manière étanche un piston (25) de simulateur soumis d'un côté à une pression de liquide de frein provenant du maître-cylindre et, du côté opposé, à une force antagoniste exercée par un moyen de rappel élastique (R), caractérisée par le fait que le simulateur (M) de sensation comporte un élément à mémoire de forme (F) et un moyen de raccordement (J) de cet élément à une alimentation électrique, l'élément à mémoire de forme étant lié mécaniquement au piston (25) de simulateur et au corps (23) de simulateur, de manière telle que, lorsqu'il est traversé et chauffé par un courant électrique, il modifie l'action du moyen de rappel élastique (R).
2. Installation de freinage selon la revendication 1 , caractérisée par le fait que l'alimentation électrique de l'élément à mémoire de forme (F) comprend un calculateur (C) qui détermine l'intensité du courant traversant l'élément à mémoire de forme en fonction de divers paramètres, en particulier déplacement et vitesse de déplacement de l'organe de commande manuelle (D).
3. Installation de freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'élément à mémoire de forme (F) est disposé de manière à agir dans le sens opposé à celui du moyen de rappel élastique (R).
4. Installation de freinage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'élément à mémoire de forme (F) est fixé, à une première extrémité, au piston (25) du simulateur et, à son autre extrémité, au fond (23d) du corps de simulateur, cette deuxième extrémité étant reliée à une fiche de connexion électrique (30) située à l'extérieur du corps de simulateur, tandis que la première extrémité est liée électriquement au piston (25) et à la masse.
5. Installation de freinage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'élément à mémoire de forme (F) comprend au moins un enroulement en hélice (29; 29a, 29b).
6. Installation de freinage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le piston (25) du simulateur comprend un fût central cylindrique (25a) coulissant de manière étanche dans l'alésage (24) du corps, qu' un logement cylindrique (25c) est prévu dans le fût pour recevoir l'élément à mémoire de forme (F), que le piston (25) comprend en outre une partie périphérique tronconique (25e) entourant une partie cylindrique (23c) du corps, que le moyen de rappel élastique (R) est formé par un ressort en hélice (28) entourant la partie périphérique tronconique (25e) , en appui à une extrémité contre le fond (23d) du corps, et à son autre extrémité contre une collerette en bordure de la grande base de la partie tronconique (25e) .
7. Installation de freinage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le moyen de rappel élastique (R) est formé par un ressort en hélice (28) à pas variable.
8. Installation de freinage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le calculateur (C) commandant l'alimentation électrique de l'élément à mémoire de forme est relié à divers capteurs, notamment capteur (17) de déplacement de l'organe de commande manuelle (D), capteur de pression (22), et comporte des moyens d'entrée pour programmer la variation de l'intensité du courant électrique traversant l'élément à mémoire de forme, et ainsi programmer la loi de variation force (K) /course (L) de l'organe de commande manuelle (D).
9. Simulateur de sensation de freinage, pour une installation selon l'une des revendications précédentes, propre à opposer à l'avance d'un organe de commande manuelle une réaction reflétant le déroulement d'un freinage, ce simulateur comprenant un corps (23) avec un alésage (24) dans lequel peut coulisser de manière étanche un piston (25) de simulateur soumis d'un côté à une pression de liquide de frein provenant d'un maître-cylindre et, du côté opposé, à une force antagoniste exercée par un moyen de rappel élastique (R), caractérisé par le fait qu'il comporte un élément à mémoire de forme (F) et un moyen de raccordement (J) de cet élément à une alimentation électrique, l'élément à mémoire de forme (F) étant lié mécaniquement au piston (25) de simulateur et au corps (23) de simulateur, cet élément à mémoire de forme (F), lorsqu'il est traversé et chauffé par un courant électrique, étant propre à modifier l'action du moyen de rappel élastique
(R).
10. Simulateur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'élément à mémoire de forme (F) est disposé de manière à agir dans le sens opposé à celui du moyen de rappel élastique (R).
11. Simulateur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par le fait que l'élément à mémoire de forme (F) est fixé, à une première extrémité, au piston (25) du simulateur et, à son autre extrémité, au fond (23d) du corps de simulateur, cette deuxième extrémité étant reliée à une fiche de connexion électrique (30) située à l'extérieur du corps de simulateur, tandis que la première extrémité est liée électriquement au piston (25) et à la masse.
12. Simulateur selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que l'élément à mémoire de forme (F) comprend au moins un enroulement en hélice (29; 29a, 29b).
13. Simulateur selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé par le fait que que le piston (25) du simulateur comprend un fût central cylindrique (25a) coulissant de manière étanche dans l'alésage (24) du corps, qu' un logement cylindrique (25c) est prévu dans le fût pour recevoir l'élément à mémoire de forme (F), que le piston (25) comprend en outre une partie périphérique tronconique (25e) entourant une partie cylindrique (23c) du corps, que le moyen de rappel élastique (R) est formé par un ressort en hélice (28) entourant la partie périphérique tronconique (25e) , en appui à une extrémité contre le fond (23d) du corps, et à son autre extrémité contre une collerette en bordure de la grande base de la partie tronconique (25e) .
14. Simulateur selon l'une revendications 9 à 13, caractérisé par le fait que le moyen de rappel élastique (R) est formé par un ressort en hélice (28) à pas variable.
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