Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage comprenant : une enveloppe rigide ; une cloison mobile délimitant de façon étanche une chambre avant et une chambre arrière à l'intérieur de l'enveloppe rigide, la chambre avant étant reliée en fonctionnement à une première source de pression délivrant une première pression, et la chambre arrière étant sélectivement reliée à la chambre avant ou soumise à une pression contrôlée par mise en communication sélective avec une deuxième source de pression délivrant une deuxième pression supérieure à la première ; un piston pneumatique se déplaçant avec la cloison mobile ; une tige de commande adoptant dans le piston une position relative dépendant au moins d'une force d'actionnement sélectivement appliquée sur la tige de commande suivant une direction axiale d'actionnement orientée vers la chambre avant, et d'une force de rappel antagoniste orientée suivant une direction axiale de retour ; un plongeur logé dans le piston et entraîné par la tige de commande ; un clapet à trois'voies contrôlant la pression dans la chambre arrière, ce clapet reliant sélectivement la chambre arrière à la chambre avant, ou à la seconde source de pression, selon que la tige de commande adopte par rapport au piston une position relative de repos sous l'effet au moins de la force de rappel, ou une position relative d'actionnement sous l'effet de la force d'actionnement ; un disque de réaction élastiquement déformable en épaisseur, dont une face arrière reçoit au moins la force d'actionnement appliquée par une face frontale du plongeur, et une force d'assistance sélectivement appliquée par une face frontale du piston mû par un effort au moins exercé par la pression contrôlée sur la cloison mobile, et dont une face avant

transmet une force de freinage résultant-notamment des forces appliquées sur la face arrière du disque Des dispositifs de ce type sont bien connus dans l'art antérieur, tel qu'illustré par exemple par les documents de brevets US-3 470 697, FR-2 532 084, et FR-2 658 466.

De récentes recherches ont montré que les conducteurs. confrontés à une situation de freinage d'urgence avaient statistiquement tendance à sous-estimer les risques réellement encourus, et par conséquent à n'appliquer qu'une force de freinage insuffisante pour éviter l'accident.

Ce constat a conduit au développement de solutions diverses tendant à pallier l'éventuel comportement défaillant d'un conducteur inexpérimenté ou saisi de panique dans une situation d'urgence.

Dans ce contexte, l'invention a pour but de proposer une solution simple au problème que pose le contrôle de la force de freinage lorsque celle-ci atteint des valeurs qui indiquent la nécessité non pas simplement de ralentir le véhicule de manière progressive, mais de le stopper au plus vite.

A cette fin,. le servomoteur de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe d'appui auxiliaire dont une face frontale est disposée en regard de la face arrière du disque de réaction pour y exercer sélectivement une force d'appui, des moyens de retenue réversible propres à maintenir l'organe d'appui auxiliaire dans une position relative fixe par rapport au plongeur tant que la force d'actionnement est au plus égale à un premier seuil déterminé, et à permettre un mouvement de l'organe d'appui auxiliaire par rapport au plongeur lorsque la force d'actionnement dépasse le <BR> <BR> premier seuil, . des moyens de rappel élastique pour replacer l'organe d'appui auxiliaire dans sa position

relative fixe au moins pour la position relative de repos de la tige de commande, et une butée solidaire du piston et entraînant sélectivement l'organe d'appui auxiliaire dans la direction d'actionnement lorsque la force d'actionnement dépasse un second seuil déterminé, supérieur au premier seuil.

Il est possible de prévoir que, dans la position relative fixe de l'organe d'appui auxiliaire par rapport au plongeur, les faces frontales du plongeur et de l'organe d'appui auxiliaire soient sensiblement coplanaires ou, en variante, que la face frontale de l'organe d'appui auxiliaire soit décalée par rapport à la face frontale du plongeur suivant la direction axiale d'actionnement.

L'organe d'appui auxiliaire est avantageusement disposé entre le plongeur et le piston, et présente par exemple une forme annulaire lui permettant d'tre disposé tout autour du plongeur.

Les moyens de retenue réversible peuvent comprendre une gorge pratiquée dans l'organe d'appui auxiliaire ou dans le plongeur, et un arrtoir respectivement, lié au plongeur ou à l'organe d'appui auxiliaire et élastiquement sollicité dans la gorge pour la position relative fixe de l'organe d'appui auxiliaire.

En variante, les moyens de retenue réversible peuvent comprendre un ressort précontraint exerçant une force de retenue sollicitant l'organe d'appui auxiliaire vers sa position relative fixe par rapport au plongeur.

Dans ce cas, les moyens de rappel incluent le ressort précontraint ou sont constitués par lui, tandis que les moyens de retenue réversible peuvent comprendre en outre une rampe de pente déterminée, liant cinématiquement l'organe d'appui auxiliaire au plongeur, et liant la force de retenue au premier seuil de la force d'actionnement par une relation trigonométrique faisant intervenir la pente de cette rampe.

Selon un second de ses aspects, l'invention concerne un procédé de contrôle d'une force de freinage exercée au moyen d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage, ce procédé comprenant au moins les opérations consistant au moins à appliquer une force d'actionnement croissante sur une fraction d'une première section d'un élément de réaction déformable et sensiblement incompressible, à appliquer une force d'assistance croissante sur une autre fraction de la première section de l'élément de réaction, et à recueillir la force de poussée sur une seconde section de l'élément de réaction, ce procédé étant caractérisé en ce que la force d'actionnement est appliquée sur des première et seconde fractions de la première section pendant un premier intervalle de temps, pendant lequel la force d'assistance est appliquée sur une troisième fraction de la première section, en ce que la force d'actionnement est appliquée sur la première fraction seulement de la première section pendant un deuxième intervalle de temps, postérieur au premier et pendant lequel la force d'assistance continue à tre appliquée sur la troisième fraction de la première section, et en ce que la force d'actionnement continue à tre appliquée sur la première fraction de la première section seulement pendant un troisième intervalle de temps, postérieur au deuxième et pendant lequel la force d'assistance est appliquée sur les deuxième et troisième fractions de la première section.

Antérieurement au premier intervalle de temps, la force d'actionnement peut tre appliquée sur l'une seulement des première et seconde fractions de la première section, la force d'assistance étant alors appliquée sur la troisième fraction de la première section.

Ce procédé peut tre mis en oeuvre en utilisant, comme élément de réaction, un disque plat dont des faces

arrière et avant constituent respectivement les première et seconde sections.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Figure 1 est une vue en coupe d'un servomoteur conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; - la Figure 2 est une vue en coupe détaillée d'une partie du servomoteur illustré à la figure 1 ; - les Figures 3 à 7 sont des schémas de la partie de servomoteur illustrée à la figure 2, observée à différents stades de fonctionnement de ce servomoteur ; la Figure 8 est un diagramme en unités arbitraires représentant l'évolution de la force de freinage par rapport à la force d'actionnement pour le servomoteur illustré à la figure 1 ; et la Figure 9 est une vue en coupe détaillée semblable à la figure 2, représentant une partie d'un servomoteur conforme à un second mode de réalisation de l'invention.

Un servomoteur pneumatique d'assistance conforme à l'invention comprend, de façon'connue en soi, une coquille avant la et une coquille arrière lb formant ensemble une enveloppe rigide 1.

Une cloison mobile 2 sépare de façon étanche l'intérieur de cette enveloppe rigide 1 et y délimite une chambre avant 3 et une chambre arrière 4, la chambre avant 3 étant en fonctionnement soumise à une première pression Pd, relativement basse.

Un piston pneumatique 5 se déplace avec la cloison mobile 2 et présente un moyeu 6 monté coulissant dans une ouverture 19 d'une cheminée de l'enveloppe 1.

Le servomoteur est commandé par une tige de commande 7 mobile dans le moyeu 6 entre une position de repos (figures 1,2, 3 et 9) et une position

d'actionnement extrme (figure 7), la position de cette tige dans le moyeu dépendant notamment à la fois d'une force d'actionnement F11+ qui est appliquée sur cette tige, suivant une direction axiale d'actionnement X+, par la pédale de frein (non représentée), d'une force de rappel F11-exercée dans la direction inverse X-au moins par un ressort de rappel principal 71, et d'une force de réaction de mme sens que la force de rappel.

Un plongeur 8, entraîné par la tige de commande 7, est monté coulissant dans un alésage 61 du moyeu 6 pour contrôler l'état d'un clapet à trois voies 9.

Ce clapet 9 (figure 2) est essentiellement constitué d'un siège annulaire périphérique externe 91 formé à la périphérie du moyeu 6, d'un siège annulaire mobile interne 92, qui est concentrique'au siège périphérique 91 et porté par le plongeur 8, et d'un obturateur tubulaire 93, qui est lui-mme concentrique à la fois au plongeur et au moyeu.

L'obturateur tubulaire 93 présente une face frontale annulaire d'obturation destinée à coopérer, en fonction de la position de la tige de commande 7, donc-du plongeur 8, soit avec le siège interne 92, soit avec le siège externe 91.

Lorsque le servomoteur est au repos, l'obturateur 93 s'applique sur le siège interne 92 et isole la chambre arrière 4 vis-à-vis d'une source de pression, en général constituée par l'atmosphère, qui délivre une pression Pa supérieure à la pression Pd à laquelle est soumise la chambre avant 3.

En revanche, lorsqu'une force d'actionnement F11+ sensiblement supérieure à la force de rappel F11-du ressort 71 est exercée sur la tige 7, cette force d'actionnement F11+ provoque un déplacement du plongeur 8 dans la direction d'actionnement X+, de sorte que l'obturateur 93 se décolle du siège interne 92 en s'appliquant sur le siège externe 91, la chambre arrière 4 se trouvant alors reliée à la pression Pa et soumise à

une pression contrôlée entre les valeurs de pression Pd et Pa.

L'admission d'air dans la chambre arrière repousse la cloison mobile 2 dans. la direction d'actionnement X+ et engendre une force d'assistance F12+ qui s'exerce sur la face frontale 51 du piston 5.

La force'd'actionnement F11+ et la force d'assistance F12+ sont appliquées, conjointement, par l'intermédiaire d'un disque de réaction 13, pour actionner le maître-cylindre 20 illustré à la figure 1.

Le disque de réaction 13, qui est constitué d'un matériau déformable et sensiblement incompressible, par exemple d'un élastomère, est logé dans une coupelle rigide 11, et reçoit au moins, sur sa face arrière 132, la force d'actionnement F11+ qui lui transmet la face frontale 81 du plongeur. 8, et la force d'assistance F12+ qu'exerce la face frontale 51 du piston pneumatique 5.

La résultante des forces exercées sur la face arrière 132 du disque de réaction 13, et qui constitue finalement la force de freinage F2+ (figures 5 à 7), est transmise au piston hydraulique primaire 200 du maître- cylindre 20 par l'intermédiaire de la face avant 131 de ce disque 13, de la coupelle 11, et d'une tige. de poussée 10 qui est solidaire de la coupelle 11.

Dans la mesure où, en raison de l'incompressibilité du disque de réaction 13, toutes les forces de compression appliquées à ce disque sont en concurrence les unes avec les autres, l'application de la force d'actionnement F11+ rencontre une force de réaction antagoniste, qui varie avec la force d'assistance F12+, et qui permet au conducteur de doser la force d'actionnement qu'il applique.

Le dispositif de l'invention permet de faire varier le gain du servomoteur, c'est-à-dire le rapport de la force de freinage F2+ à la force d'actionnement F11+, en fonction de l'intensité de la force d'actionnement F11+.

Pour ce faire, le servomoteur de l'invention comprend essentiellement, en plus des composants déjà décrits, un organe d'appui auxiliaire 14, des organes de retenue réversible 15 à 17, et des moyens de rappel élastique tels que 16 ou 18.

L'organe d'appui auxiliaire 14 présente une face frontale 141 disposée en regard de la face arrière 132 du disque de réaction 13, cet organe d'appui auxiliaire étant conditionnellement lié au plongeur 8 pour exercer sur le disque 13 une force d'appui variable.

Les organes de retenue réversible 15 à 17, qui seront détaillés ultérieurement, ont justement pour fonction de définir les conditions dans lesquelles l'organe d'appui auxiliaire est lié au plongeur 8.

Plus précisément, ces organes de retenue réversible maintiennent l'organe d'appui auxiliaire 14 dans une position relative fixe par rapport au plongeur 8 tant que la force d'actionnement F11+ est inférieure ou égale à un premier seuil L1 déterminé, et permettent un mouvement de l'organe d'appui auxiliaire 14 par rapport au plongeur 8 lorsque la force d'actionnement F11+ dépasse ce premier seuil Ll.

Les moyens de. rappel élastique ont, quant à eux, pour fonction de replacer l'organe d'appui auxiliaire 14 dans sa position relative fixe au moins lorsque la tige de commande 7 retourne dans sa position de repos par rapport au piston 5.

Ce servomoteur comprend également une butée 62, qui est solidaire du piston 5, et qui entraîne l'organe. d'appui auxiliaire 14 dans la direction d'actionnement X+ lorsque la force d'actionnement F11+ dépasse un second seuil L2 déterminé, supérieur au premier seuil Ll.

Lorsque l'organe d'appui auxiliaire 14 est dans sa position relative fixe par rapport au plongeur 8, les faces frontales respectives 81 et 141 du plongeur 8 et de l'organe d'appui auxiliaire 14 peuvent tre sensiblement coplanaires, comme le montre par exemple la figure 2.

Néanmoins, il est également possible de prévoir, en variante, que la face frontale 141 de l'organe d'appui auxiliaire 14 soit alors décalée par rapport à la face frontale 81 du plongeur 8 suivant la direction axiale d'actionnement X+, comme le montre la figure 9.

L'organe d'appui auxiliaire 14 prend par exemple la forme d'un manchon annulaire, disposé autour du plongeur 8, et donc interposé entre ce plongeur 8 et le piston 5.

Dans le mode de réalisation de la figure 2, les moyens de retenue réversible 15 comprennent une gorge 150, par exemple pratiquée dans l'organe d'appui auxiliaire 14, des billes telles que 151, qui sont engagées dans une rainure interne 143 de l'organe d'appui auxiliaire 14, et une bague élastique. fendue 152.

La rainure interne 143 prend la forme d'une fraction de tore, proche d'un demi tore.

Lorsque l'organe d'appui auxiliaire 14 est dans sa position relative fixe par rapport au piston 5, comme illustré la figure 2, la bague fendue 152, par exemple réalisée en acier à ressort, sollicite élastiquement les billes 151 dans la gorge 150, ces billes remplissant ainsi une fonction d'arrtoir.

Par ailleurs, un ressort de rappel 18 est interposé entre la partie arrière du plongeur 8 et l'organe d'appui auxiliaire 14 pour replacer ce dernier dans la position relative fixe illustrée à la figure 2 lorsque la tige de commande 7 retourne dans sa position de repos.

Dans le mode de réalisation de la figure 9, les moyens de retenue réversible comprennent essentiellement un ressort précontraint 16, et un système mécanique 17 permettant de réduire à une composante de la force d'actionnement F11+ la force qui s'exerce entre le plongeur et l'organe d'appui auxiliaire 14 et qui tend à écarter l'organe d'appui auxiliaire 14 de sa position relative fixe.

Le ressort précontraint 16, qui a pour fonction d'exercer une force de retenue sollicitant l'organe

d'appui auxiliaire 14 vers sa position relative fixe par rapport au plongeur 8, est en l'occurrence un ressort précontraint en torsion entre un point fixe 142 de l'organe d'appui auxiliaire 14 et une rondelle 171 disposée entre le plongeur 8 et l'organe d'appui auxiliaire 14.

La rondelle est montée à rotation autour du plongeur 8 au moyen de billes de roulement 21 interposées entre la rondelle 171 et une butée 83 du plongeur 8, cette butée servant également à bloquer le déplacement de l'organe 14 dans la direction d'actionnement X+ au-delà de sa position fixe.

La rondelle 171 porte plusieurs ergots tels que 172, engagés dans des rampes hélicoïdales respectives identiques 170 présentant la mme pente d'angle Alpha par rapport à la direction d'actionnement X+.

De préférence, le plongeur 8 et l'organe auxiliaire 14 sont rendus solidaires l'un de l'autre en rotation au moyen de reliefs complémentaires 89 et 149, indentés l'un dans l'autre.

Lorsque la force d'actionnement et la force de réaction tendent à écarter l'organe. d'appui. auxiliaire 14 de sa position fixe par rapport au plongeur 8, la butée 83 appuie sur les billes de roulement 21, qui appuient à leur tour sur la rondelle 171,'laquelle ne peut se déplacer par rapport à l'organe 14 qu'en suivant la rampe 170 et qu'en augmentant la contrainte de torsion du ressort 16.

Dans ces conditions, l'organe d'appui auxiliaire 14 ne peut quitter sa position fixe que lorsque le rapport de la force. d'actionnement F11+ à la précontrainte du ressort 16 atteint la valeur de la tangente de l'angle Alpha, cette relation trigonométrique permettant d'obtenir un seuil Li relativement haut de libération de l'organe d'appui 14 par rapport au plongeur 8 malgré l'utilisation d'un ressort 16 de raideur relativement modeste.

Le fonctionnement du servomoteur de l'invention est illustré aux figures 3 à 8 en référence au mode de réalisation illustré à la figure 2.

Au repos, les faces frontales respectives 81 et 141 du plongeur 8 et de l'organe auxiliaire 14 sont écartées de la face arrière 132 du disque 13 (figure 3).

L'application d'une force d'actionnement F11+ provoque initialement (figure 4) le déplacement simultané du plongeur 8 et de l'organe auxiliaire 14 sans autre conséquence que la compression du ressort de rappel 71.

Comme ce. ressort 71 est précontraint, un tel déplacement n'est possible que lorsque la force d'actionnement F11+ dépasse (figure 8) une valeur minimale LOO non nulle.

Dès que la force d'actionnement F11+ atteint une valeur LO de début d'assistance (figure 8), le clapet 9 s'ouvre (figure 5) et la pression dans la chambre arrière 4 augmente, ce qui produit un déplacement de la cloison mobile 2 dans la direction d'actionnement X+.

La face frontale 51 du piston 5 appuie alors sur le disque 13, qui se déforme, et dont la face arrière 132 vient au contact des faces frontales 81 et 141 du plongeur 8 et de l'organe auxiliaire 14.

Dans ces conditions, les faces frontales respectives 81 du plongeur'8, 141 de l'organe auxiliaire 14, et 51 du piston 5 sont en appui, par leurs surfaces respectives S1, S2, et S3, sur la face arrière 132 du disque 13.

Comme par ailleurs le plongeur 8 et l'organe auxiliaire 14 sont solidaires l'un de l'autre, et comme le disque 13 est incompressible, le gain du servomoteur, immédiatement au-delà de la valeur LO de la force d'actionnement (figure 8), est égal à (S1+S2+. S3)/ (S1+S2).

Dès que la force d'actionnement F11+ dépasse un premier seuil L1 (figures 6 et 8), la force de retenue exercée par les billes 151 sur le bord arrière de la

gorge 150 est vaincue par la force d'actionnement F11+, de sorte que l'organe auxiliaire 14 se désolidarise du plongeur 8 et n'exerce plus de pression notable sur le disque 13.

Si le disque de réaction 13 est alors toujours soumis à la force d'entrée exercée sur la surface SI et à la force d'assistance exercée sur la surface S3, en revanche il doit combler le volume brusquement laissé libre par l'organe d'appui auxiliaire 14 et limité par la butée 62.

Il en résulte, pour le disque de réaction 13, une transition comparable à celle d'un saut, au cours de laquelle le gain, dépendant alors non seulement des surfaces S1, S2 et S3, mais également de la raideur du caoutchouc dont est constitué le disque 13, continue d'augmenter comme le montre la figure 8.

Lorsque la force d'actionnement F11+ atteint un second seuil L2 (figures 7 et 8), la butée 62 du piston 5 rejoint l'organe auxiliaire 14 et l'applique sur le disque 13, cet organe 14 se déplaçant alors solidairement avec le piston 5 et participant à l'application sur le disque 13 de la force d'assistance.

Dans ces conditions (figure 8), le gain du servomoteur croit à nouveau en prenant une nouvelle valeur égale à (S1+S2+S3)/ (S1).

Lorsque la pression dans la chambre arrière 4 atteint la valeur Pa, ce qui se produit pour une valeur L3 de la force d'actionnement F11+, l'accroissement ultérieur de la force de freinage F2+ suit l'accroissement de la force d'actionnement, le servomoteur étant alors en régime de saturation.

Lorsque la force d'actionnement F11+ décroît, le clapet 9 se ferme, la chambre arrière 4 se vide à travers la chambre avant 3, et la force de freinage évolue jusqu'à une valeur nulle en suivant, de façon connue, la courbe supérieure du diagramme de la figure 8 telle que Ca et Cb, ou Ca et Cb', le ressort 18 replaçant. l'organe auxiliaire dans la position qu'illustre la figure 2.