Brevet FR2009664A1 — publié le 19700206

20Ô9664 l'invention concerne un dispositif de régulation antiblocage pour des freins de véhicule à commande hydraulique, avec des soupapes électromagnétiques commandées en fonction des variations de la vitesse des roues dudit véhicule, 5 parmi lesquelles une soupape d'admission ouverte au repos, par l'intermédiaire de laquelle un fluide sous pression est introduit dans les cylindres de freinage et une soupape d'évacuation fermée au repos à travers laquelle le fluide sous pression s'écoule à partir des cylindres de freinage. 10 II est connu qu'un volume de fluide sous pres sion relativement élevé est nécessaire pour le serrage des mâchoires de freins dans le cas des freins à tambour° Par conséquent, pour faire agir les freins au début du freinage aussi rapidement que possible, c'est-à-dire pour réduire la durée 15 d'établissement dé la pression lors du début du freinage, cela vaut la peine de réduire la résistance à l'écoulement des conduites d'arrivée du fluide sous pression, par conséquent - en particulier - d'augmenter les sections transversales des soupapes. Par ailleurs, il arrive que l'établissement de la pres-20 sion se répétant plus lentement au cours de l'opération de régu-= lation qu'au début du freinage devrait avoir une allure uniforme dans tout l'intervalle de variation de la pression» Ceci apparaît en particulier dans Tin système de freinage déjà proposé, dans lequel la pression augmente, dans certains cas, par petits 25 échelons nombreux et successifs. On ne peut pas le régler avec une précision suffisante dans le cas où la pente des flancs des échelons est variable et trop élevée. L'invention a pour objet de réaliser, d2ime par-à, une augmentation plus rapide de la pression au début du freinage 30 et, d'autre part, une augmentation plus lente de la pression lors de la régulation. Il s'agit dans ces conditions de rétablir immédiatement après la fin du freinage les conditions existant au départ et, en fait, indépendamment de la durée du freinage. Selon l'invention, on incorpore une dérivation en parallèle de 35 la soupape d'admission, avec un organe de fermeture à commande électromagnétique normalement ouvert, qui comporte un dispositif de maintien qui est raccordé, d'une part, à l'organe de commande électrique de la soupape d'évacuation et, d'autre part, au contacteur de la lampe-témoin de freinage. 40 Ainsi, une grande vitesse de réponse des freins BAD ORIGINAL 69 17774 2 2009664 est assurée jusqu'à ce qu'il se produise un ralentissement de la vitesse de rotation de la roue suffisant pour que la pression, de freinage diminue du fait du fonctionnement du dispositif de régulation antiblocage. Des signaux perturbateurs quelconques, 5 même la fermeture par intervalles de la soupape d®admission, ae peuvent pas provoquer tout d5 abord une fermeture de la dérivation. On élimine de cette manière un danger qui a été déjà signalé à l'occasion, à savoir que la réalisation très perfectionnée du point de vue technique et, par conséquent, probable-10 ment sujette aux pannes d'un dispositif de régulation antiblocage pourrait agir sur la vitesse de réponse du système de freinage en cas d1 urgence. Il en est également de même après le freinage, par conséquent quand le conducteur cesse d'appuyer sur la pédale de frein et que la pression de freinage s9abaisse 15 a une très faible valeur résiduelle9 la dérivation étant à nouveau ouverte pour une nouvelle opération de freinage. L'inclusion d'un élément ayant fait suffisamment ses preuves et d'un fonctionnement aussi sûr que le contacteur de la lampe témoin de freinage satisfait particulièrement bien aux exigences de la 20 sécurité* Avec plusieurs cylindres de freinage de roue réglables indépendamment les uns des autres, dont chacun comporte ses propres soupapes d'admission et d"évacuation, la réalisation selon l'invention doit comporter une caractéristique addition-25 nelie particulière a On trouve par exemple un ensemble, du type mentionnés sur une automobile dans laquelle les freins d'une rons droite et d'une roue gauche sont actionnés par la pression â l'admission d'un seul cylindre principal,, alors que chaque roue est soumise à l'influence d1 un palpeur propre. Cela étant, 30 si 1-33 pistes de roulage des roues présentent, dans le cas d'une régulation, des coefficients de frottement différents? des pressions différentes apparaissent dans les cylindres de freinage, ce qui ne peut être empêché par une dérivation commune. Pour des ensembles de ce genre, on peut incor-35 porer une dérivation commune avec un organe de fermeture qui est relié par l'intermédiaire de soupapes de retenue aux divers cylindres de freinage des roues et raccorder l'organe de commande de toutes les soupapes d'évacuation au dispositif de maintien par l'intermédiaire de diodes, de sorte que l'organe de ferme-40 ture ferme lors de la première fermeture une soupape quelconque bad original 69 17774 5 2009664 d'évacuation. Une égalisation des pressions entre les deux cylindres de freinage de roue est empêchée dans ces conditions grâce aux deux soupapes de retenue orientées mutuellement dans des sens opposés. 5 Outre l'avantage d'une action plus rapide du frein, le système de régulation selon l'invention assure également un ralentissement relatif de l'établissement de la pression aussi "bien pour une pression tasse que pour une pression élevée au cours de l'opération de régulation. Ceci repose entre autre 10 sur le fait qu'un écoulement turbulent apparaît pour une faible section transversale de la soupape d'admission, cependant que la résistance à l'écoulement dépend fortement de la différence entre la pression à l'admission et la pression de freinage dans le cylindre de freinage sur roue. 15 La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, La figure 1 représente schématiquement les éléments électriques et hydrauliques d'un dispositif de régulation 20 anti-blocage pour une roue. La figure 2 représente un diagramme en fonction du temps, correspondant au dispositif selon la figure 1. La figure 3 représente un dispositif de régulation antiblocage pour un essieu avec une régulation individuelle 25 des diverses roues. La figure 4 représente de façon encore plus simplifiée un autre ensemble de soupapes pour un système comportant un essieu, qui est identique par ailleurs avec l'ensemble représenté sur la figure 3» 30 La figure 5 représente la loi de l'établisse ment de la pression en fonction du temps lors du début du freinage provoqué par dès freins de roue courants sur les automobiles, pour diverses sections transversales des conduites. La figure 6 représente en fonction du temps la 35 loi d'établissement de la pression au cours d'une opération de régulation selon les principes antérieurement connus pour le dimensionnement et ceux selon l'invention. D'après la figure 1, le fluide sous pression est refoulé, lors du freinage, à partir d'un cylindre de freinage 40 principal 1 par une soupape d'admission E et une soupape d'éva 69 17774 4 2009664 cuation A à trois voies en direction d'un cylindre 2 de freinage Les deux soupapes sont représentées en position de repos, la sou pape d'admission est ouverte et la soupape d'évacuation relie la soupape d'admission au cylindre de freinage, tandis que la 5 liaison entre le cylindre de freinage et une conduite d'évacuation 3 est coupée. La soupape d'admission comporte un enroulement de commande 4 et la soupape d'évacuation un enroulement de commande 5 qui sont raccordés à deux contacts branchés en parallèle +b et -b^ ou -l>2 d'un palpeur 6 de roue. La conduite 10 d'évacuation 3 de la soupape d'évacuation est reliée à une chambre d'accumulation 7, dont le piston est soumis à la pression d'un ressort 9 qui est si faible qu'il peut pratiquement fonctionner sans pression. La chambre d'accumulation est réunie, par une pompe 10 et une soupape de retenue 11, à une canalisation 15 principale sous pression 12 qui conduit au cylindre de freinage principal. Selon l'invention, une dérivation 13 de section de passage assez élevée avec une soupape d'admission E addition z nelle normalement ouverte pendant la marche est disposée en pa-20 rallèle des soupapes E et A. La soupape E d'admission est égale ment à commande électro-magnétique et comporte un enroulement de commande 14. Une extrémité de cet enroulement est reliée à la masse comme les deux autres enroulements de commande, cependant que l'autre extrémité est réunie par l'intermédiaire d'un con-25 tact de relais 15 avec une ligne d'alimentation 16 à laquelle sont également raccordés les contacts du palpeur de roue. La ligne d'alimentation est elle-même alimentée en courant à partir du pôle positif d'une batterie par l'intermédiaire du contacteur 17 de la lampe-témoin de freinage d'un modèle connu qui est com-30 mandé, par l'intermédiaire d'un dispositif de liaison mécanique, par un organe 18 sensible à la pression organe, qui est raccordé à la conduite principale sous pression ou à la partie de la déri vation 13 placée en amont de la soupape d'admission additionnelle Le contact de relais 15 ouvert au repos est actionné par un en-35 roulement de relais 19. Celui-ci est relié à la masse par une borne et reçoit par l'autre borne du courant en provenance du contact -t>2 commandant la soupape d'évacuation, par l'intermédiaire d'une diode 20 et du contact 15 propre au relais, par l'intermédiaire d'une diode 21. 40 On décrit ci-après, à l'aide du diagramme de la 69 17774 5 2009664 figure 2, le mode de fonctionnement du dispositif représenté sur la figure 1. La courbe en traits pointillés v^, représente la loi de variation de la vitesse du véhicule pendant la manoeuvre de freinage, vR la vitesse circonférentielle de la roue en cours 5 du freinage et P la pression de freinage dans le cylindre de freinage 2 . Les trois diagrammes à la partie inférieure de la figure E, Ez et A concernant les impulsions indiquent, en liaison avec les inscriptions "ouvert" et "fermé",les positions des soupapes au cours de la manoeuvre de freinage réglée. Bien que 10 les détails du mode de fonctionnement du système de régulation antiblocagesoient sans importance pour la présente invention et ne doivent en aucun cas être considérés comme limitatifs, on a cependant représenté, pour être complet, le déroulement d'un cycle de régulation. 15 Une chose importante en ce qui concerne l'inven tion est tout d'abord le fait que la soupape d'admission E0 additionnelle, tout comme la soupape d'admission E utilisée jusqu'à maintenant, est ouverte au début de la manoeuvre de freinage» La pression de freinage peut, par conséquent, augmenter rapide-20 ment et sans entrave par l'intermédiaire de la dérivation. Dans ces conditions, le contacteur de la lampe-témoin de freinage 1? se ferme tout d'abord. La lampe-témoin de freinage, non représentée, s'allume et le système de régulation antiblocage est alors prêt à fonctionner, parce que le palpeur de roue est sous 25 tension. On part alors du fait que la pression est déjà montée jusqu'à un niveau déterminé, qui permet de craindre l'application d'un effort de freinage excessif à la roue. A l'instant tx|, le contact -b^ du palpeur et, par conséquent, la soupape d'admission E se ferment, car un certain ralentissement de la 30 rotation s'est produit, lequel cependant ne rend pas encore nécessaire une diminution de la pression à l'instant considérée Ce n'est qu'un accroissement ultérieur du ralentissement de la vitesse de rotation de la roue du véhicule, qui a pour conséquent ce qu'à l'instant t2 la soupape A d'évacuation change de position 35 par l'intermédiaire du contact -Dp du palpeur et provoque ainsi une chute de pression. En même temps, l'enroulement 19 du relais est excité par l'intermédiaire de la diode 20 et le contact 15 se ferme. Par suite, la soupape d'admission E_ additionnelle se ferme et le relais se maintient en même temps de lui-même, 40 par 1'intermédiaire de la diode 21. Dans le cas de certains 69 17774 6 2009664 systèmes déjà réalisés, la soupape d'admission peut s'ouvrir un petit peu avant le début d'une reprise de 1saccélération9 ce qui est indiqué en pointillés, mais il n'y a pas lieu d'en tenir compte pour la soupape d'admission additionnelle. A l'instant 5 t^, le contact +b se ferme à la suite de l'accélération de la roua du véhicule qui s'est produite alors ets en même temps, le contact -bg s'ouvre, si bien que la conduite 3 d'évacuation est désormais à nouveau fermée et la pression de freinage ne peut plus varier. Pendant la durée des petits maxima d*accéléra-10 tion, qui se produisent ultérieurement entre t^ et t^ ainsi qu'entre tg et tr,, le contact -s-b du palpeur s'ouvre et, en même temps que lui, la soupape d'admission E, si bien qu'à chaque fois la pression de freinage augmente lentement par échelons successifs» Enfin, à l'instant tg, le contact +b s'ouvre à la 15 suite de la disparition de l'accélération, si bien que le cycle de régulation décrit est maintenant terminé. Le cas échéant, d8autres cycles peuvent lui succéder. Cependant, indépendamment de ce qui précède, la deuxième soupape d'admission Eg reste fermé® jusqu'à es que 20 le contact 17 de la lampe-témoin de freinage s'ouvre à nouveau, ce qui est indiqué à l'instant t^ sur le schéma. A cet instant, le conducteur a retiré son pied de la pédale de freinages La vitesse de réponse du frein est instantanément rétablie dans ces conditions dans son intégralité» 23 La figure 3 représente un système de régulation pour un essieu avec une régulation séparée des deux roues, dans lequel on a choisi une représentation schématique des soupapes, et le dispositif commun de refoulement partant des conduites d'évacuation 23 et 24 et aboutissant à la conduite prin-30 cipale 22 sous pression a été supprimé. Bans la conduite sous pression aboutissant à un cylindre 25 de frein sur roue, on a intercalé en série une soupape d'admission S-, et une soupape d'évacuation A^&. De même, une soupape d'admission E^ et une soupape d'évacuation A^ sont intercalées dans la conduite sous -'!? pression aboutissant à un deuxième cylindre 26 de frein sur roue® Dans une dérivation 27 sur ces deux conduites sous pression se trouve la soupape d'admission E additionnelles la dérivation étant reliée, par l'intermédiaire de deux soupapes de rétenue 28 et 29, au cylindre de freinage sur roue. Quand Ez est ouvert, 40 le canal en dérivation peut par conséquent alimenter les deux BAD ORIGINAL 69 17774 7 2009664 cylindres de freinage sur roue et, par conséquent, provoquer un établissement rapide de la pression. Par ailleurs, du fait de la présence des soupapes de retenue, une égalisation de la pression entre les cylindres de freinage sur roue est impossible. 5 les soupapes des conduites gauche et droite sous pression sont actionnées par leurs propres palpeurs de roue 30 et 31, qui sont représentés ici, pour simplifier, avec deux contacts seulement. Comme indiqué sur la figure 1, le contact de la lampe-témoin de freinage 17 alimente les palpeurs et le 10 contact de relais 15 pour la soupape d'admission additionnelle. Par contre, l'enroulement de relais 19 peut être excité au choix par le contact de manoeuvre de la soupape d'évacuation de chacun des deux palpeurs, cependant que deux diodes 32 et 33 découplent les lignes de commande. Pour le reste, ce relais fonctionne de 15 la manière décrite sur la figure 1. La seule chose essentielle est que, lors de la première fermeture d'une des deux soupapes d'évacuation au cours d'un processus de régulation, la soupape d'admission additionnelle se ferme également, mais peu importe celle des deux soupapes d'évacuation qui réagit la première. 20 La figure 4 représente également une unité de commande de la pression pour un essieu avec des freins sur roue réglables indépendamment l'un de l'autre, dans laquelle on a choisi cependant une autre disposition des soupapes. La partie électrique est identique à celle de la figure 3 et n'est, par 25 conséquent, pas représentée. La différence avec la disposition des soupapes de la figure 3 consiste en ce que les soupapes d'évacuation A4a et ne sont pas des soupapes à trois voies, mais des soupapes à deux voies fermées au repos. Elles ne sont par conséquent pas intercalées sur le parcours des conduites 30 sous pression aboutissant aux cylindres des freins sur roue, mais sont intercalées dans les tronçons de conduites qui partent des cylindres de freins pour aboutir à une conduite d'évacuation 35 commune. La dérivation contenant la soupape d'admission additionnelle Ez court-circuite désormais exclusivement les sou-35 papes d'admission avec ses deux branches contenant les soupapes de retenue 28 et 29. Sur le diagramme de la figure 5, on a porté les courbes de variation de la pression en fonction du temps, lors du début du freinage de freins à tambour et de freins à disque, 40 telles qu'on les obtient avec les dispositifs de régulation 69 17774 8 2009664 antiblocage utilisés jusqu'à maintenant et les dispositifs analogues selon l'invention. Les courbes et représentent les variations de pression pour les freins à tambour et à disque tels qu'on les obtient avec un système de freinage sans soupape 5 d'admission additionnelle. Les courbes T2 e"k ^2 son^ ^es cour^es correspondantes telles qu'on les obtient avec le dispositif selon l'invention. On voit, en considérant la courbe de pression , qu'il s'écoule un temps relativement long jusqu'à ce que les mâchoires de freinage du frein à tambour soient serrées et que 10 l'établissement de la pression puisse commencer. La courbe de pression correspondante pour le frein à disque S^j exige également une durée d'établissement de la pression relativement grande pour ce type de frein. Jusqu'à maintenant, on s'était efforcé de choisir les résistances opposées à l'écoulement du fluide des soupa-15 pes d'admission juste suffisamment grandes pour obtenir au début du freinage une durée d'établissement de la pression encore tolé-rable. Les courbes correspondantes Tg et illustrent l'action de la soupape d'admission additionnelle Ez. Le temps 20 d'établissement de la pression meut, comme on voit, être nettement raccourci. Les mesures effectuées sur le frein à tambour d'un camion ont montré que par exemple pour une augmentation de pression de 100 atmosphères, on peut raccourcir le temps d'établissement t = 700 ms à t^ = 300 ms par l'emploi de la soupape 25 d'admission additionnelle. Si l'on admet, conformément à cet exemple, une décélération de freinage d'environ 0,8 g, on peut montrer que lors d'un freinage à fond à partir de 30 km/h, le parcours de freinage peut être raccourci de 9»7 à 7,2 m, par conséquent d'environ 20 % grâce à la réduction de 4-00 ms de la 30 durée du premier accroissement de pression. Enfin la figure 6 représente l'accroissement de la pression pendant la régulation, la courbe en trait continu de droite correspond aux conditions de la soupape d'admission ouverte et de la soupape d'admission additionnelle fermée. La 35 courbe de gauche en traits pointillés représente l'accroissement de la pression lors de l'utilisation d'une seule soupape d'admission, qui devait être dimensionnée en se basant sur un compromis, c'est-à-dire ne pouvait pas être davantage réduite, compte tenu des considérations exposées à propos de la figure 5 car, dans 4-0 le cas contraire, le temps d'établissement de la pression serait 69 17774 9 2009664 devenu trop grand au début du freinage. Les courbes ont une allure différente de celles de la figure 5, car on admet ici que le conducteur freine déjà à fond et qu'une pression supplémentaire de l'ordre de 140 atmosphères apparaît ainsi dans la conduite de 5 freinage principale. L'accroissement de la pression est plus rapide dans la partie inférieure des courbes car, dans ce cas, la différence de pression entre la conduite principale sous pression et le cylindre du frein sur roue est maximale» L'invention permet par conséquent désormais une 10 liberté de choix totale en ce qui concerne la vitesse d'accroissement de la pression pendant le processus de régulation. Evidemment, la courbe de droite en trait continu est plus favorable en ce qui concerne le mode d'action satisfaisant d'un système de régulation antiblocage, car on peut admettre une plus grande 15 tolérance pour l'instant de la manoeuvre des soupapes» De plus, la vitesse d'accroissement de la pression est plus régulière. Alors que le rapport des vitesses d'augmentation de pression pour les valeurs les plus élevées et les plus basses de la pression pour des durées constantes d'ouverture de la soupape d'ad-20 mission atteignait Jusqu'à maintenant 1/5 (courbe de gauche), on peut désormais améliorer ce rapport en l'abaissant à environ 1/2 (courbe de droite). 69 17774 10 2009664 REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation antiblocage pour des freins de véhicule, actionnés par un fluide sous pression, avec des soupapes à commande électromagnétique, en fonction de la 5 loi de variation du mouvement de rotation des roues du véhicule, comprenant une soupape d'admission ouverte au repos, grâce à laquelle le fluide sous pression s'écoule en direction des cylindres de freinage et une soupape, d'évacuation fermée au repos, grâce à laquelle le fluide sous pression sort des cylindres de 10 freinage, caractérisé en ce qu'une dérivation en parallèle de la soupape d'admission comporte un organe de fermeture à commande électromagnétique ouvert au repos, qui comprend lui-même un dispositif de maintien raccordé d'une part à l'organe de manoeu=» vre électrique de la soupape d'évacuation et d'autre part au 15 contacteur de la lampe-témoin de freinage. 2e Dispositif de régulation antiblocage selon la revendication 1, avec plusieurs cylindres de freins sur roue réglables indépendamment les uns des autres, auxquels est associée à chaque fois \me soupape propre d'admission et d'évacuation, 20 caractérisé en ce que l'on a incorporé une dérivation commune avec un organe d'obturation qui est relié par l'intermédiaire de soupapes de retenue avec les divers cylindres de freinage sur roue, et en ce que les organes de manoeuvre de toutes les soupapes d'évacuation sont raccordés par l'intermédiaire de diodes 25 au dispositif de maintien, si bien que l'organe de fermeture se ferme lors de la première fermeture d'une soupape quelconque d1 évacuation.