Brevet FR2077410A1 — publié le 19711022

L'invention concerne un procédé et un dispositif de freinage antidérapage. L'un des inconvénients les plus graves des systèmes connus de freinage antidérapage est la grande discontinuité du processus de freinage, se traduisant par de brusques à-coups et des secousses du véhicule au cours d'une manoeuvre de freinage. Cela provient du fait que la pression dans les cylindres de frein est amenée à varier rapidement et dans une large mesure. Certes, on a essayé de limiter les sauts de pression à des valeurs relativement petites, en réduisant la pression d'un taux proportionnel à sa valeur initiale, mais cela nfest pas toujours possible. Alors qu'un pourcentage fixe d^diminution de pression donne des résultats satisfaisants lors du freinage sur un sol ferme, c'est-à-dire un sol ayant un coefficient d'adhérence relativement élevé, par exemple un sol qui est sec et non glissant, le même taux de diminution ne permet pas des modifications suffisamment étendues de la pression pour éviter le dérapage sur un sol glissant, par exemple sur le verglas, la neige ou la boue, ayant un faible coefficient d'adhérence. Par contre, si des dispositions sont prises pour que le dispositif produise un taux de diminution qui soit suffisant sur un sol glissant à coefficient d'adhérence relativement faible, la même diminution de pourcentage peut donner lieu à des sauts ahsolus de pression qui sont inacceptables en ce qui concerne le freinage sur sol ferme. On a en effet découvert qu'il existe un maximum admissible de saut absolu de pression lors du freinage, et c'est quand cette limite est dépassée qu'apparaissent les a-coups et les secousses du véhicule, lesquels sont à proscrire pour différentes raisons, notamment le manque de confort pour.les passagers du véhicule, les effets dangereux sur la direction, la réduction de l'efficacité de freinage, etc..- L'invention a pour but de fournir un procédé de freinage par lequel les sauts de pression sur les freins lors du freinage puissent être maintenus dans des limites acceptables, tout en continuant à assurer la prévention du dérapage des roues sur tous les genres de sol. Il en résulte une amélioration des difficultés dont il a été question ci-dessus. Conformément à l'invention, les buts et avantages précités sont atteints par un procédé de freinage antidérapage d'une 71 02818 2 2077410 roue de véhicule, dans lequel la force de freinage est réduite et augmentée à répétition au cours d'une manoeuvre de freinage en fonction de la situation dynamique de la roue, ce procédé étant caractérisé par le fait que la force de freinage est ré-5 duite à chaque fois, de façon pratiquement instantanée et dans une mesure fixe qui n'est pas inférieure à la valeur de la force de freinage qui provoquerait le blocage de la roue au cas où le véhicule est freiné sur un sol glissant. L'invention concerne également un dispositif pour le 10 freinage antidérapage d'une roue de véhicule, comprenant une source de pression pneumatique, un cylindre de frein, une canalisation reliant la source au cylindre de frein, des moyens de décharge montés dans la canalisation et un dispositif anti^ dérapage relié aux moyens de décharge et réagissant à la situa-15 tion dynamique de la roue pour délivrer à répétition des ordres aux moyens de décharge.afin de provoquer le relâchement de la pression qu'exige la situation dynamique de la roue au cours d'une manoeuvre de freinage, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu1 il.comprend en outre : des moyens à 20 soupape différentielle comportant deux orifices de commande, un orifice d'admission raccordé à une sortie des moyens de décharge et un orifice d'échappement en communication avec l'atmosphère; une conduite reliant le cylindre de frein à l'un des orifices de commande des moyens à soupape différentielle; 25 des moyens de maintien de la prëssion, comportant une entrée reliée au cylindre de frein et une•sortie connectée à l'autre orifice de commande des moyens à soupape.différentielle ; les moyens à soupape différentielle comportant un passage normalement ouvert entre les orifices d'admission et d'échappement, pas 30 sage qui est obturé lorsque la pression dans l'un des orifices de commande est inférieure d'au moins une valeur fixe à la pression dans l'autre orifice de commande.. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est fait usage dans le dispositif précité - mais non:exclusivement 35 dans celui-ci - d'une soupape pneumatique, comprenant un corps contenant, un passage libre entre un orifice d'admission et un orifice d'échappement., un piston mobile dans une cavité cylindrique qui fait partie du passage, ce piston pouvant occuper' une première position dans laquelle le. passage est obturé, cette 40 soupape étant caractérisée par le fait que le piston est sourais 71 02B18 2077410 à une première pression de commande qui agit par un premier orifice de commande, à une seconde pression de commande qui agit par un second orifice de commande, ainsi qu'à l'action d'un ressort. 5 Certaines formes préférées d'exécution de l'invention sont décrites ci-après en référence aux dessins annexés* La figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'un système de freinage antidérapage selon 1'invention. ,10 La figure 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation d'un système de freinage antidérapage selon 1'invention. La figure 3 est un graphe représentant la pression P sur les freins en fonction du temps t pendantune manoeuvre de 15 freinage sur un sol ayant un coefficient élevé d'adhérence; La figure 4 est un graphe qui montre la variation de la pression P sur les freins en fonction du temps . t pendant une manoeuvre de freinage sur sol glissant. La figure 5 est -une coupe transversale d'une soupape qui 20 convient pour le système de freinage des figures 1 et 2. Sur la base du fait qu'un système de freinage antidérapag ne peut pas tolérer un saut de pression excédant un maximum prédéterminé pendant les cycles de freinage et de relâchement le taux constant de diminution de pression est de préférence 25 égal à une valeur telle que la pression sur les freins soit abaissée pratiquement à zéro lorsque le freinage se produit sur un sol glissant, tandis que la pression oscille autour d'une valeur qui est différente de zéro et est relativement élevée lorsque le freinage intervient sur un sol à coefficient 30 d'adhérence élevé. Dans le présent mémoire, les termes "sol glissant" et "sol à bas coefficient d'adhérence" définissent le genre de surface que l'on considère couramment comme exigeant une attention particulière à la conduite de la part des automobilistes. 35 II s'agit notamment des surfaces verglacées et enneigées, les routes boueuses, les sols recouverts de sable et de gravier. Conformément à l'invention, on parvient à des performances satisfaisantes, tant sur sol glissant que sur surface sèche selon les définitions précédentes, en faisant tomber la 40 pression de freinage très rapidement, d'une quantité qui est 71 02818 4 2077410 constante et indépendante de la valeur maximale atteinte par la pression au cours d'une manoeuvre de freinage, de sorte que si cette valeur maximale de la pression est élevée, la pression subisse des fluctuations sans jamais tomber à zéro, tandis 5 que si la valeur maximale de pression est basse, comme tel sera le cas sur un sol glissant, ledit taux de diminution soit suffisant pour relâcher complètement la pression. Afin de parvenir à ce résultat, la quantité fixe dont est réduite la pression est choisie de sorte qu'elle soit pratiquement égale ou supé-10 rieure à la pression maximale admissible de freinage, c'est-à-dire à lapression maximale de freinage qui ne donne pas lieu à un dérapage sur un sol moyennement glissant. Sur la figure 1, une soupape 10 à commande; par solénoxde à trois voies et à deux positions reçoit une pression de frei-15 nage par une conduite 12 en provenance d'une source de pression pneumatique 11, laquelle est commandée par une pédale de frein 13- Dans les conditions normales, la soupape 10 transmet la pression à une soupape 14 à décharge rapide. La soupape 14 à décharge rapide est de type connu et elle transmet à la condui-20 te 15 la pression qui règne dans la conduite 17, à condition que la pression dans la conduite 17 ne soit pas inférieure à la pression dans la conduite 15» Lorsque la"pression dans la conduite 17 est supprimée, la soupape 14 à décharge rapide dirige vers une conduite 30 le fluide sous pression provenant de la • 25 conduite 15, tout en obturant la conduite 17« La conduite 15 est raccordée à un cylindre de frein 16 qui est destiné à actionner un frein sur une roue 3.1 • La pression transmise au cyxindre de frein 16 passe également,par l'intermédiaire d'une conduite 18, dans une conduite d'embran-30 chement 19 qui aboutit à un premier orifice de commande. 20 d'une soupape à commande différentielle 22 qui sera décrite plus amplement ci-après, et, par 1'intermédiaire d'une autre conduite d'embranchement 21, dans un étranglement 24 monté en parallèle sur un clapet de retenue 25. Cet ensemble composé de 33 l'étranglement et du clapet de retenue délivre la pression à un second orifice de commande 26 de la soupape 22. Un tachymètre 23 fournit par une ligne 29, à un dispositif antidérapage 27, un signal significatif de vitesse de la ' roue. Lorsque la situation dynamique de la roue 31 l'exige, le 40 dispositif antidérapage 27 émet un ordre vers le solénoxde de 71 02818 20774,0 la soupape 10 pour placer celle-ci dans son autre position, dans laquelle la soupape relâche dans l'atmosphère la pression qui règne dans la conduite 17* Une forme d'exécution appropriée d'un dispositif anti-5 dérapage est décrite dans la Demande de brevet en France E° 71/00935, déposée le 13 Janvier 1971 au nom de la Demanderesse La soupape 22 est agencée de façon à permettre normalement la décharge dans l'atmosphère de la pression qui règne dans la conduite 30, par une tubulure d'échappement 28, lorsque les 10 pressions aux deux orifices de commande 20 et 26 sont égales, et à s'opposer à une telle décharge quand la différence entre càs deux pression a atteint une valeur de seuil prédéterminée. Lorsque la soupape 22 est fermée, une décharge réduite du fluide sous pression contenu dans la conduite 30 se produit encore à 15 travers un étranglement 31 monté en parallèle sur la soupape 22. Pendant une manoeuvre de freinage, la pression en provenance de la source 11 atteint la conduite 12, débutant à la valeur nulle pour s'élever progressivement selon ce qui est représenté par la courbe 0-A sur la figure 3- Par la soupape 20 10, la conduite 17, la soupape 14, le fluide sous pression atteint la conduite 15 et le cylindre de frein 16. Il n'y a pas de pression dans la conduite 30, mais le'fluide sous pression pénètre dans la conduite 18 et arrive d'une part à l'orifice 20 et, d'autre part, à l'orifice 26 de la soupape 22 en tra-25 versant le clapet de retenue 25 et l'étranglement 24. Le rôle du clapet de retenue 25 est de permettre un passage immédiat du fluide sous pression vers l'orifice 26, tandis que l'étranglement 24 freine la décharge du fluide sous pression en sens opposé, avec une constante de temps suffisamment grande pour assu-30 rer le stockage d'une valeur sensiblement constante de la pression à l'orifice 26 pendant'un cycle de relâchement. On supposera que pour une certaine valeur de la pression, correspondant au point A sur les figures 5 et 4, la soupape 10 à commande par solénoïde reçoit du dispositif antidérapage 27 35 un ordre qui l'amène à fermer la conduite 12 et à décharger la conduite 17 dans l'atmosphère. A cet instant, les deux pressions aux orifices 20 et 26 de la soupape 22 sont égales. Le passage entre la conduite 30 et la tubulure d'échappement 28 est donc libre. Le fluide sous pression en provenance du cy-40 lindre de frein 16, de la conduite 15 et, par suite de la con- H 2077410 71 02818 duite 18 est déchargé, par l'intermédiaire de la soupape 14 à décharge rapide, dans la conduite 30 et à travers la tubulure d'échappement 28. La pression à l'orifice 26 est maintenue par le clapet de rëtenue 25 et l'étranglement 24-, tandis que la 5 pression à l'orifice 20 diminue progressivement du fait~que le fluide s'échappe par la conduite 18, la conduite 15, la soupape 14, la conduite 30 et la soupape 22. Lorsque la valeur de seuil de la différence de pression entre l'orifice 26 et l'orifice 20. est atteinte, la soupape 22 ferme le passage de décharge entre 10 la conduite 30 et la tubulure d'échappement 28. L'une des deux situations suivantes peut intervenir. Dg^s ]_e premier cas, un ordre de rétablissement de la pression dans le cylindre de frein atteint la soupape 10 à commande par solénoxde, en provenance du dispositif antidérapage 2?, avant que la différence 15 seuil entre les pressions à l'orifice 26 et à l'orifice 20 ne soit atteinte; dans ce cas, la pression dans le cylindre de fr-ein commence à remonter, la soupape à décharge rapide 14 referme le passage aboutissant à la conduite 30, les pressions appliquées aux deux orifices 20 et 26 redeviennent égales et la 20 soupape 22 reprend son état initial. Dans d'autres circonstances, l'ordre de rétablissement de la pression dans le cylindre de frein 16 arrive après que la soupape 22 s'est fermée. Dans ce second cas, l'étranglement 31 permet à la pression de décroître, à une vitesse plus lente. Toutefois, même dans ce 25 cas,.le dispositif d'antidérapage 27 rétablira éventuellement la communication entre les conduites 12 et 17 par la soupape 10, et la pression sera ainsi appliquée de nouveau au cylindre de frein 16. Il est donc certain que la pression sera toujours susceptible de tomber à des valeurs qui permettent que des 30 cycles de freinage antidérapage et de relâchement soient produits. Sur la figure 3, la section A-B représente la décharge à travers la soupape 22, tandis que la section B-C représente la décharge à travers l'étranglement 31. La courbe G-D sous forme 35 d'une ligne discontinue, représente ce que serait ensuite la loi de décharge à travers'1'étranglement si le dispositif antidérapage 27 n'intervenait pas. Sur la figure 4 d'autre part, on a supposé que 1'ordre de rétablissement de la pression arrive avant que l'étranglement 31 associé à la soupape 22 n'entre en fyO service. La différence entre les pressions en A et en B ast la 71 02818 7 2077410 même sur les deux figures. La figure 2 illustre un second mode de réalisation de l'invention, qui diffère du premier système par le fait que l'ensemble constitué par le clapet de retenue 25 et l'étrangle-5 ment 24 est remplacé par une soupape 52 à commande par solénoxde Grâce à cette soupape, la pression à l'orifice 2b peut être em-r magasinée avec une plus grande précision. A cette fin, le même signal électrique que celui qui est reçu par la soupape 10 à commande par solénoxde doit être appliqué au solénoxde 34 10 de la soupape 32. Normalement, la soupape 52 est ouverte et permet au iLuide sous pression contenu dans la conduite 18 d'atteindre l'orifice 28. Lorsque l'ordre électrique de détente parvient à la soupape 10, ce même.ordre ferme la soupape 32, ce qui a pour effet de maintenir la pression à l'orifice 26, quelles que soient les variations subies par la pression dans la conduite 18. Lorsque l'ordre de rétablissement du freinage arrive, la soupape 32 est ramenée dans son état normal d'ouverture. L'ensemble constitué par la soupape 22 et l'étranglement 31 peut être réalisé de - manière particulièrement favorable par 20 une soupape-étranglement combinée proposée par l'invention, telle que représentée sur la figure 5« Sur la figure 5, une soupape 100 comprend un corps formé de deux parties 11o et 112 qui sont réunies par des vis 111 et munies d'une garniture d'étanchéité 115- Les parties 110 25 et 112 délimitent une cavité cylindrique 114 dans laquelle peut coulisser un piston 116. Le piston, représenté en coupe partielle, est muni d'un collet 118 équipé d'un segment 119, d'une tête supérieure 120 avec un segment 121 et d'une tête inférieure 122 qui est de même équipée d'un segment 123. Un renfoncement 30 125 est formé à l'extrémité inférieure du piston pour loger l'une des extrémités d'un ressort de rappel 124 qui porte, par son autre extrémité, contre le fond de la cavité 114. Un passage d'admission incliné 126, ayant une extrémité filetée, est formé dans la partie 110 du corps. Le fluide qui pénètre dans la 35 soupape peut parcourir ce passage pour pénétrer dans la cavité cylindrique 114 en traversant une cavité annulaire 127 et des trous radiaux 128 formés dans la partie 112 qui entoure cette cavité 114. Un passage d'échappement 28 s'étend obliquement à travers la partie 112, mais débouche directement dans la cavité 4"0 cylindrique 114. 8 2077410 71 02818 Le corps contient aussi un passage composite 129 qui s'étend entre la cavité 127 et le passage oblique 28 et qui est constitué par un canal 138, une chambre d'étranglement 140 et un canal 142. La largeur de la chambre d'étranglement 140 5 peut être réglée au moyen d'une vis 144 recouverte par un capuchon protecteur 146. La pression de commande peut être appliquée aux deux têtes 120, 122 du piston 116 par deux orifices de commande 20 et 26 formés respectivement dans la paroi supérieure et la 10 paroi inférieure du corps de soupape. Lorsqu'aucune pression de commande n'est appliquée, le ressort 124 maintient le piston 116 dans uneposition. dans laquelle il porte contre la paroi supérieure de la cavité 114. Dans cette position, le collet 118 du piston est situé complètement au-dessus des trous radiaux 15 128, de sorte que le fluide peut passer librement du passage oblique 126 vers le passage oblique 28 "et parcourir aussi le passage composite 129.. Mais quand la pression à l'orifice 20 est suffisante pour vaincre la pression à l'orifice 26, combinée à la force du ressort 124, le piston est abaissé et le 20 collet 118 se place au-dessous des trous radiaux 128. La communication entre les deux passages obliques 126 et 28 par la cavité 114 est donc interrompue. Cependant, un courant limité de fluide atteint le passage 28 à partir du passage 126 en traversant les trous radiaux 128, la chambre 127 et le passage 25 composite 129. Il en résulte donc que la différence de pression nécessaire pour 1'actionnement du piston 116 dépend de la force du ressort 124. Deux modes de réalisation préférés de l'invention ont 30 été décrits à propos d'installations pneumatiques. On peut Toutefois envisager la possibilité d'appliquer le même principe avec les modifications nécessaires, à des systèmes de freinage hydraulique. De plus, tous les détails structurels ont été donnés à titre de simple exemple et l'homme de l'art pourra 35 introduire de nombreuses modifications et variantes sans porter atteinte au principe général de l'invention. ' 2077410 71 02818 REVENDICATIONS -:- 1 - Procédé de freinage antidérapage d'une roue de véhicule, dans lequel la force de freinage est réduite et augmentée à répétition au cours d'une manoeuvre de freinage en fonction de l'état dynamique de la roue, caractérisé par le fait 5 que la force de freinage est réduite à chaque fois de façon pratiquement instantanée et d'une quantité fixe qui est au moins égale à la valeur de la force de freinage qui provoquerait le blocage de la roue en cas de freinage du véhicule sur un sol glissant. 10 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la force de freinage, après avoir été réduite de la quantité fixe, est encore réduite de façon relativement progressive, jusqu'à ce qu'elle recommence à augmenter. 3 - Dispositif de freinage antidérapage d'une roue de 15 véhicule (31) comprenant une source de pression pneumatique (11, 13), un cylindre de frein (16), une canalisation (12, 17, 15) reliant la source au cylindre de freins, des moyens de décharge (10, 14) montés dans la canalisation et un dispositif antidérapage (23, 29, 27) relié aux moyens de décharge et réagissant 20 à l'état dynamique de la roue pour délivrer à répétition des ordres aux moyens de décharge afin de provoquer le relâchement de la pression qu'exige l'état dynamique de la roue au cours d' une manoeuvre de freinage, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre : a) des moyens à soupape différentielle (22) 25 comportant deux orifices de commande (20, 26), un orifice d'admission (30) raccordé a une sortie des moyens de décharge et un orifice d'échappement (28) en communication avec l'atmosphère; b) une conduite (18, 19) reliant le cylindre de frein à l'un des orifices de commande (20) des moyens à soupape différentielle; 30 c) des moyens de maintien de la pression (24, 25, 32), comportant une entrée reliée au cylindre de frein et une sortie connectée à l'autre orifice de commande (26) des moyens à soupape différentielle; les moyens à soupape différentielle comportant un passage normalement libre entre les orifices d'admission et d'é-35 chappement, passage qui est obturé lorsque la pression dans l'on des orifices de commande est inférieure, d'au moins une valeur fixe, à la pression dans l'autre orifice de commande. 10 2077410 71 02818 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite valeur fixs. est au moins égale à la valeur de la pression de freinage qui provoquerait le blocage de la roue lorsque le véhicule se déplace sur un sol glissant. 5 - 5 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4, carac térisé par le fait que les moyens à soupape différentielle comportent un passage resserré (3*1) ouvert en permanence, en parallèle entre les orifices d'admission et d'échappement. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- 10 tions 3 à 5} caractérisé par le fait que les moyens de maintien de la pression sont constitués par un montage en parallèle d'un clapet de retenue (25) et d'un étranglement (24). 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que les moyens de maintien 15 de la pression,sont constitués par une soupape (52) normalement ouverte qui est manoeuvrée par les ordres en provenance du dispositif d'antidérapage en vue de sa fermeture pendant les périodes où les moyens de décharge sont ouverts. 8 - Soupape pneumatique , utilisable dans un procédé ou y 20 un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un corps (100) qui présente un passage libre (127, 114, 128) entre un orifice d'admission (126) et un orifice d'échappement (28) et un piston (116) mobile dans une cavié cylindrique (114) qui fait partie du passage, le piston pouvant 25 occuper une première position dans laquelle le passage est ouvert et une seconde position dans laquelle le passage est fermé, caractérisée par le fait que le piston est soumis à une première pression de commande qui agit par unpremier orifice de commande (20), à une seconde pression de commande qui agit par 30 un second orifice de commande (26) et à 1!action d'un ressort (124). 9 - Soupape pneumatique selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte un passage étranglé (129) ouvert en permanence, en parallèle sur le passage libre. 35 10 - Soupape pneumatique selon la revendication 9 caractérisée par le fait que le passage étranglé est réglable au moyen d'une vis (144).