FR2771696A1 - Servofrein a augmentation de signal de sortie sans changement de force de pedale de frein - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un servofrein.Elle se rapporte à un servofrein comprenant un piston moteur (11, 12) monté sur le corps de soupape, un organe tubulaire (48, 54), un plongeur (17) de soupape couplé à un arbre d'entrée, une soupape de vide (24), une soupape atmosphérique (28), un mécanisme d'entraînement destiné à déplacer l'organe tubulaire (48, 54) entre une position de repos et une position de travail, et un disque (45) de réaction. Les positions de travail et de repos de l'organe tubulaire (48, 54) sont choisies afin qu'elles permettent l'ouverture et la fermeture de la soupape de vide (24) et de la soupape atmosphérique (28) lorsque le plongeur (17) de soupape est déplacé vers l'avant et vers l'arrière à la suite du déplacement de l'arbre d'entrée.Application aux véhicules automobiles.

Description

L'invention concerne un servofrein et, plus précisément, un servofrein qui permet une augmentation de son signal de sortie sans changement de la force d'enfoncement d'une pédale de frein après le début du fonctionnement.

On connait déjà un servofrein destiné à permettre un changement du rapport d'asservissement après le début du fonctionnement. Dans un servofrein classique du type décrit, le rapport d'asservissement est maintenu à un faible niveau dans des conditions dans lesquelles le signal ou la force d'enfoncement d'une pédale de frein est faible, par exemple lors du début du fonctionnement, alors que le rapport d'asservissement est accru lorsqu'il existe une plus grande force d'enfoncement après le début du fonctionnement. De cette manière, une sensation de freinage favorable pour le conducteur est obtenue par changement d'asservissement après le début du fonctionnement.

On connaît déjà un servofrein (par exemple tel que décrit dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n" 2 243/1997) qui joue le rôle d'un frein automatique sans enfoncement de la pédale de frein. Un servofrein qui travaille en frein automatique peut être commandé sans enfoncement d'une pédale de frein, par manoeuvre d'un mécanisme d'entraînement placé dans le servofrein pour la commande d'un mécanisme à soupape incorporée à celui-ci lorsque cette commande est nécessaire.

L'invention a pour objet la réalisation d'un servofrein qui utilise l'ensemble d'un servofrein utilisé en frein automatique connu du type précité pour la formation d'un servofrein capable de donner un rapport variable d'asservissement.

Ainsi, l'invention concerne un servofrein comprenant un corps pratiquement tubulaire de soupape, disposé afin qu'il coulisse dans une enveloppe, un piston moteur monté sur le corps de soupape, une chambre à pression constante et une chambre à pression variable délimitées de part et d'autre du piston moteur, un organe tubulaire monté afin qu'il coulisse sur le corps de soupape, un siège annulaire de soupape de vide formé à une extrémité arrière du corps tubulaire, un plongeur de soupape placé dans le corps de soupape de manière mobile et couplé à un arbre d'entrée afin qu'il se déplace avec celui-ci, un siège annulaire de soupape atmosphérique formé sur le plongeur de soupape, un élément de soupape repoussé vers l'avant par un ressort afin qu'il vienne au contact du siège de la soupape de vide et du siège de la soupape atmosphérique et s'en écarte, une soupape de vide délimitée par la comparaison du siège de la soupape de vide et d'une première zone de siège formée sur l'élément de soupape qui se déplace au contact du siège de la soupape de vide et s'en écarte, une soupape atmosphérique délimitée par la combinaison du siège de soupape atmosphérique et d'une seconde zone de siège de l'élément de soupape qui se déplace au contact du siège de la soupape atmosphérique et s'en sépare, un passage à pression constante qui assure la communication entre l'espace placé radialement à l'extérieur de la soupape de vide et la chambre à pression constante, un passage à pression variable qui assure la communication entre un espace placé entre la soupape de vide et la soupape atmosphérique et la chambre à pression variable, un passage atmosphérique qui assure la communication entre un espace placé radialement à l'intérieur de la soupape atmosphérique avec l'atmosphère, un mécanisme d'entraînement destiné à déplacer l'organe tubulaire entre une position de repos et une position de travail qui sont placées en avant et en arrière du corps de soupape, et un disque de réaction destiné à transmettre une réaction d'un signal de sortie produit lorsque le corps de soupape est entraîné vers lavant vers le plongeur de soupape, l'ensemble étant tel que le mécanisme d'entraînement peut déplacer l'organe tubulaire vers l'arrière pour provoquer l'appui de la première zone de siège sur le siège de la soupape de vide afin que ce siège soit fermé et provoque l'écartement de la seconde zone de siège du siège de la soupape atmosphérique et que la soupape atmosphérique s'ouvre. Selon l'invention, les positions de travail et de repos de l'organe tubulaire sont choisies afin qu'elles permettent l'ouverture et la fermeture de la soupape de vide et de la soupape atmosphérique lorsque le plongeur de soupape est déplacé vers l'avant et vers l'arrière à la suite du déplacement de l'arbre d'entrée.

Dans l'ensemble décrit, lorsque l'organe tubulaire prend sa position de repos, comme l'arbre d'entrée et le plongeur de soupape sont entraînés vers l'avant pour fermer la soupape de vide et ouvrir la soupape atmosphérique, l'atmosphère est introduite dans la chambre à pression variable et permet au corps de soupape d'être déplacé vers l'avant par la différence de pressions existant entre la dépression de la chambre à pression constante et la pression atmosphérique de la chambre à pression variable, et le servofrein est manoeuvré. Si la force avec laquelle une pédale de frein est enfoncée reste constante, la soupape atmosphérique comme la soupape de vide sont fermées pour maintenir une condition d'équilibre asservi.

Ensuite, lorsque le mécanisme d'entraînement déplace l'organe tubulaire de sa position de repos à sa position de travail alors que le servofrein est commandé, le plongeur de soupape est maintenu dans sa position actuelle alors que l'organe tubulaire (ou le siège de soupape de vide) et l'élément de soupape se déplacent vers l'arrière. Ce déplacement provoque un écartement de la seconde zone de siège de l'élément de soupape par rapport au siège de la soupape atmosphérique formé sur le plongeur de soupape si bien que la soupape atmosphérique est ouverte. Cette opération permet une introduction supplémentaire de l'atmosphère dans la chambre à pression variable et une augmentation de la différence de pressions entre la dépression régnant dans la chambre à pression constante et la pression atmosphérique régnant dans la chambre à pression variable si bien que le corps de soupape est déplacé plus en avant. En conséquence, un signal de sortie du servofrein augmente bien que la force avec laquelle la pédale de frein est enfoncée reste inchangée. De cette manière, le signal de sortie peut être accru sans changement de la force d'enfoncement de la pédale de frein à l'état de fonctionnement.

Comme le signal de sortie augmente et le corps de soupape est entraîné vers l'avant, le corps de soupape est aussi déplacé vers l'avant avec lui, et la seconde zone de siège du corps de soupape vient en appui sur le siège de soupape atmosphérique formé sur le plongeur qui reste fixe pour fermer la soupape atmosphérique. Ainsi, la soupape de vide et la soupape atmosphérique sont toutes deux fermées et donnent une condition d'équilibre asservi. Lorsque la force d'enfoncement d'une pédale de frein subit une augmentation supplémentaire, la soupape atmosphérique est ouverte afin qu'elle augmente le signal de sortie. De cette manière, un plus grand signal de sortie peut être obtenu avec un signal d'entrée ou une force d'enfoncement qui est réduit par rapport au cas où l'organe tubulaire reste en position de repos, et provoque un déplacement de l'organe tubulaire vers sa position de travail à l'état de fonctionnement du servofrein, bien que le rapport d'asservissement lui-même reste constant.

Il faut noter que, si la force d'enfoncement est réduite depuis la valeur qui a donné la condition d'équilibre asservi alors que l'organe tubulaire reste en position de repos, le plongeur de soupape, le siège de soupape atmosphérique formé sur le plongeur et la seconde zone de siège formée sur l'élément de soupape qui est au contact du siège de la soupape atmosphérique reculent par rapport à l'organe tubulaire et au corps de soupape, si bien que la première zone de siège formée sur l'élément de soupape s'écarte du siège de la soupape de vide formé sur l'organe tubulaire et ouvre la soupape de vide. Cette opération permet la communication entre les chambres à pression constante et à pression variable et une réduction de la différence de pressions entre elles si bien que le signal de sortie du servofrein est réduit. De cette manière, on obtient un fonctionnement qui équivaut à celui d'un servofrein capable de changer le rapport d'asservissement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est une coupe d'un servofrein dans un mode de réalisation de l'invention ;
la figure 2 est une coupe du servofrein de la figure 1 lorsqu'il est manoeuvré ;
la figure 3 est une coupe analogue à la figure 1 représentant une autre phase de fonctionnement
la figure 4 est une coupe analogue à la figure 2 représentant une autre phase de fonctionnement ; et
la figure 5 représente graphiquement une réponse caractéristique qui représente une relation entre un signal d'entrée et un signal de sortie lors de l'utilisation du servofrein représenté sur la figure 1.

On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 ; un servofrein 1 du type en tandem possède une enveloppe 2 dans laquelle est disposée une plaque centrale 3 destinée à diviser au centre l'intérieur d'une enveloppe en une chambre avant 4 tournée vers l'avant et une chambre arrière 5 tournée vers l'arrière. Un corps tubulaire de soupape 6 peut coulisser dans l'enveloppe 2 et des dispositifs d'étanchéité 7, 8 sont placés à la périphérie interne de l'enveloppe 2 à son extrémité arrière, c'est-à-dire l'extrémité droite sur ces figures, et à la périphérie interne de la plaque centrale 3, si bien qu'un joint étanche et hermétique est maintenu à ces positions.

Un piston moteur avant 11 et un piston moteur arrière 12 sont raccordés à la périphérie externe du corps 6 de soupape à des emplacements qui se trouvent dans la chambre avant 4 et la chambre arrière 5 respectivement. Un diaphragme avant 13 et un diaphragme arrière 14 sont appliqués aux surfaces arrière des pistons moteurs respectifs 11, 12.

Le diaphragme avant 13 sépare l'intérieur de la chambre avant 4 en une chambre A à pression constante et une chambre
B à pression variable, et le diaphragme arrière 14 sépare l'intérieur de la chambre arrière 5 en une chambre C à pression constante et une chambre D à pression variable.

Un mécanisme 15 de soupape qui commute la communication entre les chambres A, C à pression constante et les chambres
B, D à pression variable est disposé dans le corps de soupape 6. Le mécanisme 15 de soupape comporte un siège annulaire 16 de soupape de vide formé sur le corps 6 de soupape et mobile, un plongeur 17 de soupape logé afin qu'il puisse coulisser dans le corps 6 et qui s'étend dans le siège 16 de soupape de vide, un siège 18 de soupape atmosphérique formé à son extrémité droite, et un élément de soupape 22 rappelé par un ressort 21 depuis l'arrière afin qu'il vienne en appui contre l'un ou l'autre siège 16, 18.

Une combinaison du siège 16 de soupape de vide et d'une première zone de siège 23 de l'élément de soupape 22 qui se déplace au contact du siège 16 ou s'en écarte délimite une soupape de vide 24. Un espace placé radialement à l'extérieur de la soupape de vide 24 communique avec la chambre A à pression constante par un premier passage 25 à pression constante formé dans le corps 6 de soupape, et la chambre A à pression constante communique avec la chambre C à pression constante par un second passage 26 à pression constante. I1 faut noter que la chambre A à pression constante est maintenue en communication avec une source d'une dépression par un tube (non représenté) qui introduit une dépression, si bien qu ' une dépression est normalement introduite dans les chambres A et C à pression constante.

Une combinaison du siège 18 de la soupape atmosphérique et d'une seconde zone de siège 27 formée sur l'élément de soupape 22 qui se déplace au contact du siège 18 de soupape ou s'en écarte délimite une soupape atmosphérique 28. Un espace placé entre la seconde zone 27 de siège et la première zone 23 de siège communique avec la chambre D à pression variable par un premier passage à pression variable 31 disposé radialement dans le corps 6, et la chambre D à pression variable communique à son tour avec la chambre B à pression variable par un second passage 32 à pression variable formé dans le corps 6 de soupape.

Enfin, un espace placé radialement vers l'intérieur de la seconde zone de siège 27 sur l'élément de soupape 22 qui se déplace au contact du siège 18 de la soupape atmosphérique ou s'en écarte communique avec l'atmosphère par un passage atmosphérique 33 formé dans le corps 6 de soupape et par un filtre 34 placé à l'intérieur.

L'extrémité arrière du plongeur 17 est raccordée de manière pivotante à une extrémité externe d'un arbre d'entrée 35, et un ressort 36 ayant une élasticité supérieure à celle du ressort 21 est placé entre l'arbre d'entrée 35 et le corps de soupape 6, si bien que la seconde zone 27 de siège formée sur l'élément 22 peut être appliquée contre le siège 18 pour fermer la soupape atmosphérique 28 à l'état de repos du servofrein 1 représenté sur la figure 1, tout en provoquant un écart de la première zone 23 de siège formée sur l'élément 22 par rapport au siège 16 de la soupape de vide si bien que la soupape de vide 24 est ouverte. L'autre extrémité de l'arbre d'entrée 35 est couplée à une pédale de frein, non représentée. A l'état de repos précité, toutes les chambres A, B, C et D communiquent mutuellement, et la dépression est introduite dans les chambres respectives A, B, C et D.

Une ouverture radiale 6A est formée dans le corps 6 à un emplacement qui est légèrement en avant du passage 31, et un organe à clavette 37, de type connu, passe dans l'ouverture radiale 6A pour venir au contact d'une partie de coopération 17a de diamètre réduit du plongeur 17 si bien que ce dernier ne peut pas être retiré du corps 6 vers l'arrière.

L'organe à clavette 37 peut se déplacer axialement par rapport au corps 6 dans l'ouverture radiale 6A, et l'organe 37 et le plongeur 17 sont mobiles axialement par rapport au corps 6, avec une amplitude égale à la longueur axiale de la partie 17a de coopération.

Lorsque le servofrein 1 en tandem représenté sur la figure 1 est à l'état de repos, l'organe 37 est en butée contre une surface de paroi arrière 2a de l'enveloppe 2 pour maintenir l'organe 37 et le plongeur 17 en position avancée par rapport au corps 6 si bien que le déplacement libre de l'arbre d'entrée 35 est réduit au début du fonctionnement du servofrein 1.

A un emplacement qui se trouve en avant de l'ouverture radiale 6A, un boîtier 41 d'un électro-aimant 38 est monté hermétiquement autour de la périphérie interne du corps 6.

Le boîtier 41 a une forme générale cylindrique et comporte une bobine 42 portant un enroulement autour de sa périphérie externe.

Un piston cylindrique 39 est logé afin qu'il coulisse à la périphérie interne du boîtier 41, et une partie avant 17b du plongeur 17 qui a un diamètre réduit passe dans le piston 39. Une plaque 43 de plongeur est montée afin qu'elle puisse coulisser à la périphérie interne du boîtier 41 à un emplacement qui est en avant du piston 39 si bien que la face d'extrémité arrière de la plaque 43 de plongeur est maintenue à distance de la face d'extrémité avant de la partie 17a de diamètre réduit mais très près de celle-ci et en face de celle-ci. Un ressort 40 est placé entre la plaque 43 de plongeur et la face d'extrémité opposée du piston 39 si bien que la plaque 43 et le piston 39 sont rappelés afin qu'ils s'écartent mutuellement.

Un arbre 44 de sortie est placé en avant du boîtier 41 de l'électro-aimant 38 et a, à sa première extrémité, une cavité 44A dans laquelle est logé un disque 45 de réaction.

Dans ces conditions, la cavité 44A de l'arbre 44 peut coulisser autour de la périphérie externe du boîtier 41 à son extrémité avant et provoque la mise en butée du disque 45 de réaction contre une face d'extrémité avant 41a du boîtier 41. Ainsi, le disque 45 de réaction est opposé à la face d'extrémité avant de la plaque 43 qui est adjacente au disque 45 et en arrière de celui-ci. La première extrémité de l'arbre 44 de sortie est recouverte d'un organe 46 de retenue en forme de cuvette monté sur la face avant, et une périphérie externe en forme de flasque de l'organe 46 de retenue est en butée contre une face d'extrémité à gradin du boîtier 41. Un ressort de rappel 47 est placé entre la périphérie externe de l'organe 46 de retenue et la surface de paroi avant de l'enveloppe 2 si bien que le corps 6 de soupape et les autres organes sont maintenus en position de repos comme représenté sur la figure 1.

L'autre extrémité ou extrémité avant de l'arbre 44 dépasse à l'extérieur à travers la surface de paroi avant de l'enveloppe 2 pour être raccordée à un piston d'un maîtrecylindre, non représenté.

Dans le mode de réalisation considéré, la disposition est telle que le siège 16 de la soupape de vide est mobile axialement par rapport au corps 6 et le siège 16 peut être déplacé vers l'arrière d'une course déterminée par rapport au corps 6 par excitation de l'électro-aimant 38 qui fonctionne comme mécanisme d'entraînement.

Plus précisément, la périphérie interne du corps 6 a une face d'extrémité 6B à gradin tournée vers l'arrière à un emplacement qui est en avant de l'élément de soupape 22 et délimite un espace pratiquement annulaire à l'intérieur de la face 6B d'extrémité à gradin qui s'étend axialement vers l'avant. Un premier organe tubulaire 48 est logé afin qu'il puisse coulisser dans cet espace depuis la face arrière, et l'extrémité arrière du premier organe tubulaire 48 est réalisée avec un flasque 48a qui s'étend radialement vers l'extérieur avec un diamètre accru. Le bord périphérique interne du flasque 48a délimite le siège 16 de soupape de vide.

Le premier organe tubulaire 48 comporte aussi une partie avant qui a un diamètre réduit par rapport à sa partie arrière et délimite ainsi un gradin à la périphérie interne du premier organe tubulaire 48, et un ressort 51 est placé entre ce gradin et la périphérie externe du plongeur 17 qui est placé axialement vers l'arrière et repousse normalement le premier organe tubulaire 48 vers l'avant. Il faut noter que le premier organe tubulaire 48 est formé d'un matériau non magnétique.

Une cavité annulaire est formée au bord périphérie interne de la face d'extrémité à gradin 6B et a un organe annulaire d'étanchéité 52 et un organe annulaire de retenue 53 est alors disposé par emmanchement à force à la périphérie interne du corps 6 de soupape afin qu'il soit en butée contre la face d'extrémité à gradin 6B et empêche ainsi l'extraction vers l'arrière de l'organe annulaire d'étanchéité 52 d'une cavité annulaire 6C.

Comme la périphérie interne de l'organe annulaire d'étanchéité 52 est en contact intime avec la périphérie externe du premier organe tubulaire 48, l'organe annulaire d'étanchéité 52 maintient efficacement un joint hermétique entre la périphérie externe du premier organe tubulaire 48 et la périphérie interne du corps de soupape 6.

Dans le mode de réalisation considéré, l'électro-aimant 38 est d'un type commandé par tout ou rien par un organe de commande, non représenté. Lorsque l'électro-aimant 38 est excité par l'organe de commande, le piston 39 est rappelé vers l'arrière par rapport au boîtier 41 et au corps 6 de soupape.

Un second organe tubulaire 54 est placé entre le piston 39 associé à l'électro-aimant 38 et au premier organe tubulaire 48 et, à son extrémité avant, la périphérie externe du second organe tubulaire 54 est montée de manière coulissante à la périphérie interne du boîtier 41. D'autre part, l'extrémité arrière du second organe tubulaire 54 a un flasque qui peut coulisser à la périphérie interne du corps 6 en face de l'extrémité avant du premier organe tubulaire 48. Il faut noter que le second organe tubulaire 54 est monté afin qu'il coulisse autour de la périphérie externe du plongeur 17 de soupape qui est placé en avant de l'organe à clavette 37.

Comme indiqué précédemment, le premier organe tubulaire 48 est repoussé vers l'avant par le ressort 51 alors que le piston 39 est repoussé vers l'arrière par le ressort 40 qui est placé entre le piston et la plaque 43 de plongeur.

Ainsi, les extrémités axiales du second organe tubulaire 54 sont maintenues en sandwich entre le piston 39 et le premier organe tubulaire 48 et en conséquence, lorsque le piston 39 est déplacé axialement, le second organe tubulaire 54 et le premier organe tubulaire 48 sont aussi entraînés axialement en conséquence.

L'élasticité du ressort 40 est choisie afin qu'elle soit inférieure à l'élasticité du ressort 51 si bien que, à l'état de repos représenté sur la figure 1, lorsque l'électro-aimant 38 n'est pas excité et la pédale de frein, non représentée, n'est pas enfoncée, l'élasticité du ressort 51 maintient efficacement le flasque 48a du premier organe tubulaire 48 à sa position d'extrémité avancée (position de repos) dans laquelle il est en butée contre l'organe 53 de retenue. En conséquence, comme indiqué précédemment, le siège 16 de soupape de vide placé sur le premier organe tubulaire 48 est distant de la première zone de siège 23 formée sur l'élément de soupape afin que la soupape de vide 24 soit ouverte. L'élasticité du ressort 40 maintient efficacement la plaque 43 de plongeur légèrement en butée contre le disque de réaction 45. A ce moment, un très faible espace est maintenu entre la face d'extrémité avant du plongeur 17 et la plaque 43 de plongeur.

Dans le mode de réalisation considéré, l'ensemble est tel que, après que le servofrein en tandem 1 a été manoeuvré par enfoncement d'une pédale de frein non représentée, à l'état de repos représenté sur la figure 1, l'électro-aimant 38 est excité par l'organe de commande lorsqu'un capteur, non représenté, détecte le fait que le signal d'entrée ou la force avec laquelle la pédale est enfoncée a atteint une valeur déterminée X. Ensuite, le premier organe tubulaire 48 est entraîné vers l'arrière par rapport au corps 6 de soupape vers sa position de travail représentée sur la figure 3, à la suite du déplacement du piston 39 qui est entraîné vers l'arrière malgré la force d'élasticité du ressort 51. La course L1 d'entraînement vers l'arrière du premier organe tubulaire 48 depuis sa position de repos représentée sur la figure 1 vers sa position de travail représentée sur la figure 3 par rapport au corps de soupape 6 lorsque l'électro-aimant 38 est excité est déterminée par l'emplacement auquel l'extrémité arrière du second organe tubulaire 54 est en butée contre la face d'extrémité à gradin 6C du corps opposé de soupape 6.

La course L2 sur laquelle le plongeur 17 de soupape peut être déplacé vers l'arrière par rapport au corps 6 est déterminée par l'espace compris entre la face d'extrémité arrière de l'organe à clavette 37 et la face d'extrémité arrière opposée de l'ouverture radiale 6A représentée sur la figure 1. Si l'on appelle L3 la distance comprise entre le siège 16 de la soupape de vide placé sur le premier organe tubulaire 48 qui prend sa position de repos par rapport à la première zone de siège 23 de l'élément de soupape 22 à l'état de repos du servofrein en tandem 1 dans lequel l'électro-aimant 38 n'est pas excité, les dimensions des diverses parties sont ajustées de manière que les valeurs
L1, L2 et L3 correspondent à la relation suivante
L1 < L2 + L3
En d'autres termes, dans le mode de réalisation considéré, les positions de travail et de repos du premier organe tubulaire 48 sont choisies afin qu'elles permettent l'ouver- ture-fermeture de la soupape de vide 24 et de la soupape atmosphérique 28 lorsque le plongeur 17 est entraîné alternativement lors du déplacement de l'arbre d'entrée 35.

Fonctionnement
Dans l'ensemble décrit, à l'état de repos représenté sur la figure 1 dans lequel l'électro-aimant 38 n'est pas excité et une pédale de frein, non représentée, n'est pas enfoncée, le flasque 48a du premier organe tubulaire 48 est maintenu dans sa position de repos dans laquelle il est en butée contre l'organe de retenue 43. Ainsi, le siège 16 de soupape de vide est placé à distance de la première zone de siège 23 sur l'élément de soupape 22 de manière que la soupape de vide 24 soit ouverte lorsque la seconde zone de siège 28 formée sur l'élément de soupape 22 est en appui contre le siège 18 de soupape atmosphérique afin que la soupape atmosphérique 28 soit fermée. A l'état de repos, l'élasticité du ressort 51 maintient efficacement l'extrémité avant du plongeur 17 à une petite distance de la face d'extrémité arrière du plongeur 43. La face d'extrémité avant de la plaque 43 de plongeur est légèrement en butée contre le disque 45 de réaction. Les chambres A, B, C et D communiquent mutuellement, et la dépression est introduite dans ces chambres.

Lorsqu'une pédale de frein non représentée est enfoncée à l'état de repos représenté sur la figure 1, l'arbre d'entrée 35 et le plongeur 17 de soupape sont entraînés vers l'avant si bien que la première zone de siège 23 formée sur l'élément de soupape 22 est placée initialement sur le siège 16 pour fermer la soupape de vide 24, puis le siège 18 de la soupape atmosphérique s'écarte de la seconde zone de siège 27 de l'élément de soupape pour ouvrir la soupape atmosphérique 28. La communication entre les deux chambres à pression constante A, C et les deux chambres à pression variable
B, D est alors interrompue, et l'atmosphère pénètre dans les deux chambres à pression variable B, D. La différence de pressions entre la dépression régnant dans les chambres à pression constante A, C et la pression atmosphérique régnant dans les chambres à pression variable B, D entraîne efficacement les deux pistons moteurs 11, 12 et le corps 6 de soupape ou analogue vers l'avant (figure 2).

Le servofrein en tandem 1 est commandé de cette manière, et une réaction depuis la sortie qui agit sur l'arbre 44 de sortie provoque une compression du disque 45 de réaction si bien que la partie axiale de celui-ci est bombée vers l'arrière. Ainsi, le ressort 40 est comprimé si bien que la plaque 43 de plongeur se déplace vers l'arrière vers le plongeur 17 de soupape et forme une butée entre les extrémités de la plaque 43 de plongeur et du plongeur 17 de soupape (figure 2). Comme l'indique la référence P sur la figure 5, le signal de sortie s'élève nettement à ce moment, avec une forme couramment appelée "saut". A partir du point
P de saut, une réaction depuis la sortie agissant sur l'arbre 44 de sortie est transmise à un organe de pilotage par l'intermédiaire du plongeur 17, de l'arbre d'entrée 35 et de la pédale de frein, non représentée.

Ensuite, lorsque le signal d'entrée augmente, le signal de sortie augmente en fonction du rapport donné d'asservissement (courbe en trait plein Q représentée sur la figure 5) qui est déterminée par la section de la face d'extrémité 41a du boîtier 41 et la section de la face d'extrémité avant de la plaque 43 de plongeur. Lorsque la soupape atmosphérique 28 et la soupape de vide 24 sont fermées lors de l'avance du corps de soupape 6 comme indiqué sur la figure 2, une condition d'équilibre d'asservissement est atteinte.

Comme indiqué précédemment, lorsque le signal d'entrée s'élève vers une valeur donnée X après que le servofrein 1 en tandem a été manoeuvré, ce fait est détecté par un capteur, non représenté, et un signal de sortie détecté est transmis à un organe de commande, non représenté. Ensuite, l'organe de commande excite 1'électro-aimant 38, si bien que le premier organe tubulaire 48 est déplacé vers sa position de travail indiquée sur la figure 3. Cette opération provoque un déplacement vers l'arrière du siège 16 de la soupape de vide formé sur le premier organe tubulaire 48 et de l'élément 22 de soupape qui est en appui contre lui, par rapport au corps 6 et au plongeur 17, de la course L1 depuis l'état d'équilibre asservi dans lequel la soupape de vide 24 et la soupape atmosphérique 28 sont toutes deux fermées.

Ainsi, la seconde zone de siège 27 de l'élément 22 s'écarte du siège 18 de la soupape atmosphérique formé sur le plongeur 17 si bien que la soupape atmosphérique 28 s'ouvre.

Ce phénomène provoque une introduction supplémentaire de l'atmosphère dans les chambres à pression variable B, D, si bien que le signal de sortie continue à augmenter sans changement du signal d'entrée (point R de la figure 5). Une valeur élémentaire Y d'augmentation du signal de sortie qui se produit lorsque le premier organe tubulaire 48 est déplacé vers sa position de travail reste identique pour tout signal d'entrée, pourvu que le signal d'entrée soit supérieur ou égal à X.

Lorsque le premier organe tubulaire 48 est dans sa position de travail et le signal de sortie s'élève, le corps 6 de soupape avance encore si bien que la seconde zone 27 de siège de l'élément 22 qui a reculé vient en appui sur le siège 18 de la soupape atmosphérique formé sur le plongeur 17 et ferme ainsi la soupape atmosphérique 28. En d'autres termes, la soupape de vide 24 et la soupape atmosphériqu sont fermées et établissent l'état d'équilibre asservi (figure 3).

Lorsque le signal d'entrée ou la force d'enfoncement augmente dans cette condition d'équilibre asservi, le plongeur 17 est entraîné vers l'avant et ouvre la soupape atmosphérique 28, si bien que le signal de sortie s'élève d'une quantité qui correspond au signal d'entrée ou à la force d'enfoncement. La courbe Z représentée sur la figure 5 indique un changement du signal de sortie qui se produit lorsque le premier organe tubulaire 48 se trouve à sa position de fonctionnement et le signal d'entrée ou la force d'enfoncement se trouve dans une région égale ou supérieure à X.

Lorsque le premier organe tubulaire 48 prend sa position de fonctionnement et le corps de soupape 6 est entraîné vers l'avant, une réaction depuis la sortie augmente aussi si bien que l'amplitude du bombement vers l'arrière de la partie axiale du disque de réaction 45 augmente comme indiqué sur la figure 3. Simultanément, le plongeur 17 et l'élément 22 de soupape en appui contre le siège 18 formé sur lui sont poussés vers l'arrière par rapport au corps 6 et au premier organe tubulaire 48 qui prend sa position de fonctionnement depuis l'état d'équilibre asservi dans lequel la soupape de vide 24 et la soupape atmosphérique 28 sont fermées.

Une augmentation de l'amplitude avec laquelle la partie axiale du disque 45 de réaction est bombée vers l'arrière indique que l'amplitude du signal de sortie au moment du saut (P') qui se produit lors de l'enfoncement de la pédale de frein pour manoeuvrer le servofrein 1 à l'état de repos du servofrein 1 et lorsque le premier organe tubulaire 48 est dans sa position de fonctionnement, prend une valeur supérieure de l'amplitude Y comme indiqué par le trait mixte de la figure 5. De cette manière, la réponse de sortie (indiquée par la courbe Z) est obtenue et correspond au cas où le servofrein 1 est manoeuvré, l'électro-aimant 38 est excité par un signal d'entrée égal à X et le premier organe tubulaire 48 occupe sa position de travail.

Dans le mode de réalisation considéré, on peut obtenir une réponse de sortie qui correspond à un rapport d'asservissement notablement accru pour la région du signal d'entrée qui suit le commencement du fonctionnement qui est égale ou supérieure à X par rapport au signal d'entrée après le début du fonctionnement qui se trouve dans une région inférieure à X, bien que le rapport d'asservissement luimême reste inchangé.

Ainsi, la sensation de freinage donnée au conducteur par la pédale de frein peut être améliorée de la même manière que par utilisation d'un servofrein classique destiné à donner un rapport variable d'asservissement.

Lorsque le signal d'entrée ou la force d'enfoncement est réduit à l'état d'équilibre asservi représenté sur la figure 3 dans lequel le premier organe tubulaire 48 est en position de travail et les soupapes de vide 24 et atmosphérique 28 sont fermées, le plongeur 17 et l'élément 22 reculent vers l'arrière par rapport au corps 6 et au premier organe tubulaire 48. Dans le mode de réalisation considéré, les courses ou les distances L1, L2 et L3 sont choisies de la manière indiquée précédemment si bien que le premier organe tubulaire 48 ne peut pas être déplacé vers l'arrière par rapport au corps 6 de soupape. Ainsi, la première zone- de siège 23 formée sur l'élément 22 s 'écarte du siège 16 pour ouvrir la soupape de vide 24 (figure 4). Cette disposition permet la circulation de l'atmosphère des chambres à pression variable B, D vers les chambres à pression constante A, C avec réduction de la différence de pressions entre les chambres A, C à pression constante et les chambres
B, D à pression variable, si bien que le signal de sortie est réduit.

De cette manière, dans le mode de réalisation considéré, lorsque l'électro-aimant 38 est excité afin qu'il positionne le premier organe tubulaire 48 en position de travail, le signal de sortie du servofrein peut être régulé lorsque le conducteur manoeuvre la pédale de frein pour déplacer alternativement l'arbre d'entrée.

En outre, le mode de réalisation considéré évite la nécessité d'un dispositif de détection de la manoeuvre de la pédale de frein par le conducteur si bien que l'ensemble interne du corps 6 de soupape peut être simplifié par rapport à une disposition classique (telle que décrite dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n" 2 243/1997) dans lequel ce dispositif de détection est placé à l'intérieur du corps de soupape.

A la place d'un électro-aimant 38 du type par tout ou rien tel que représenté, utilisé comme mécanisme d'entraî- nement, on peut utiliser un mécanisme d'entraînement qui fait varier la force avec laquelle le piston 38 est rappelé d'après la valeur de la tension appliquée pour obtenir une vitesse de montée du signal de sortie telle qu'indiquée par la courbe en trait mixte R' de la figure 5, qui est plus douce que celle du mode de réalisation décrit précédemment.

Bien qu'on ait décrit un mode de réalisation de l'invention appliqué à un servofrein en tandem, il faut noter que l'invention s'applique également à un servofrein de type simple, c'est-à-dire ayant une seule paire de chambres à pressions constante et variable, ou à un servofrein de type triple, c'est-à-dire ayant trois paires de chambres à pressions constante et variable.

Enfin, bien que l'électro-aimant 38 soit excité par l'organe de commande avec un signal d'entrée égal à une valeur donnée X dans le mode de réalisation précité, l'élec- tro-aimant 38 peut être excité par l'organe de commande d'une autre manière, par exemple en cas de "freinage de panique" dans lequel la vitesse d'avance de l'arbre d'entrée dépasse une valeur donnée et est détectée par un capteur, ou lorsque la nécessité d'un freinage rapide est détectée par un capteur d'obstacle.

Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Servofrein comprenant un corps pratiquement tubulaire de soupape, disposé afin qu'il coulisse dans une enveloppe (2), un piston moteur (11, 12) monté sur le corps de soupape, une chambre à pression constante et une chambre à pression variable délimitées de part et d'autre du piston moteur (11, 12), un organe tubulaire (48, 54) monté afin qu'il coulisse sur le corps de soupape, un siège annulaire (16) de soupape de vide formé à une extrémité arrière du corps tubulaire, un plongeur (17) de soupape placé dans le corps de soupape de manière mobile et couplé à un arbre d'entrée afin qu'il se déplace avec celui-ci, un siège annulaire (18) de soupape atmosphérique formé sur le plongeur (17) de soupape, un élément (22) de soupape repoussé vers l'avant par un ressort afin qu'il vienne au contact du siège (16) de la soupape de vide et du siège (18) de la soupape atmosphérique et s'en écarte, une soupape de vide (24) délimitée par la combinaison du siège (16) de la soupape de vide et d'une première zone de siège (23) formée sur l'élément (22) de soupape qui se déplace au contact du siège (16) de la soupape de vide et s'en écarte, une soupape atmosphérique (28) délimitée par la combinaison du siège (18) de soupape atmosphérique et d'une seconde zone de siège (27) de l'élément (22) de soupape qui se déplace au contact du siège (18) de la soupape atmosphérique et s'en sépare, un passage à pression constante qui assure la communication entre l'espace placé radialement à l'extérieur de la soupape de vide (24) et la chambre à pression constante, un passage à pression variable qui assure la communication entre un espace placé entre la soupape de vide (24) et la soupape atmosphérique (28) et la chambre à pression variable, un passage atmosphérique qui assure la communication entre un espace placé radialement à l'intérieur de la soupape atmosphérique (28) avec l'atmosphère, un mécanisme d'entraî- nement destiné à déplacer l'organe tubulaire (48, 54) entre une position de repos et une position de travail qui sont placées en avant et en arrière du corps de soupape, et un disque (45) de réaction destiné à transmettre une réaction d'un signal de sortie produit lorsque le corps de soupape est entraîné vers l'avant vers le plongeur (17) de soupape, l'ensemble étant tel que le mécanisme d'entraînement peut déplacer l'organe tubulaire (48, 54) vers l'arrière pour provoquer l'appui de la première zone de siège (23) sur le siège (16) de la soupape de vide afin que ce siège (16) soit fermé et provoque l'écartement de la seconde zone de siège (27) du siège (18) de la soupape atmosphérique et que la soupape atmosphérique (28) s'ouvre, caractérisé en ce que les positions de travail et de repos de l'organe tubulaire (48, 54) sont choisies afin qu'elles permettent l'ouverture et la fermeture de la soupape de vide (24) et de la soupape atmosphérique (28) lorsque le plongeur (17) de soupape est déplacé vers l'avant et vers l'arrière à la suite du déplacement de l'arbre d'entrée.

2. Servofrein selon la revendication 1, caractérisé en ce que, si l'on appelle L1 la course de déplacement de l'organe tubulaire (48, 54) vers l'arrière par rapport au corps de soupape lorsque le mécanisme d'entraînement est manoeuvré, L2 la course de déplacement du plongeur (17) de soupape vers l'arrière par rapport au corps de soupape, et

L3 la distance comprise entre le siège (16) de la soupape de vide formé sur l'organe tubulaire (48, 54) qui prend sa position de repos et la première zone de siège (23) formée sur l'élément (22) de soupape, les valeurs des courses et de l'espace sont telles que

L1 < L2 + L3.

3. Servofrein selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement comprend un électro-aimant (38) qui peut être excité afin qu'il provoque un déplacement d'un piston associé et l'organe tubulaire (48, 54) est déplacé vers l'arrière par rapport au corps de soupape de sa position de repos à sa position de travail en conséquence.

4. Servofrein selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe tubulaire (48, 54) est formé d'un matériau non magnétique.