Brevet FR2189238A1 — publié le 19740125

La présente invention a pour objet un dispositif de freinage, notamment pour véhicules automobiles, du type de ceux qui permettent d'appliquer une force de freinage pulsée sur les roues du véhicule et qui de ce fait améliorent l'effet cacité du freinage sur sol glissant. Dans les réalisations actuelles, il est le plus souvent fait appel à des dispositifs dits "antilock" qui relâchent le freinage des roues dès qu'il y a imminence de bloquage et donc risque de platinage. Ces dispositifs sont tous très complexes et par conséquent d'un coût très élevé et d'une fiabilité relativement faible. En effet, ils nécessitent tous une source dynamique à haute pression, une centrale électronique très élaborée, de nombreuses électro-valves ainsi que des détecteurs de rotation placés sur chacune des roues. Si l'on ajoute à cela qu'ils sont le plus souvent entraînés par le moteur du véhicule, on connaît fort bien pourquoi les constructeurs de véhicules hésitent à en reprendre l'usage. I1 existe cependant une méthode très simple de freinage sur sol très glissant, employée de longue date par les pilotes de rallyes automobiles dite du pompage, elle consiste à freiner par grands coups secs et très rapides de manière à bloquer et débloquer les roues pendant des temps très courts et très rapprochés. Par ce procédé, on détruit le film glissant interposé entre le pneu et le sol et un contact à adhérence maximale est rétabli, on conçoit que, débloquée immédiatement, la roue entre à nouveau en rotation assurant ainsi le maintien de la trajectoire du véhicule. On a déjà proposé des solutions basées sur le principe, mais les réalisations mises au point jusqu'à ce jour n'ont pas permis d'en envisager une utilisation rationnelle par tous les conducteurs. On peut parfaitement admettre que le système de freinage classique dit "statique" - assisté ou non - convient dans la très grande majorité des cas de freinages - et que-les coups de frein qui déclenchent les catastrophes sont ceux qui sont donnés par un pilote ayant perdu les moyens de contrler ses réflexes, la peur lui rive les mains au volant et le pied à fond sur la pédale de frein. C'est au moment précis où il faudrait qu'il utilise la méthode de pompage qu'il en est le plus incapable. La présente invention vise à s'affranchir des inconvénients des techniques connues, par la conception d'un dispositif de grande sécurité mis à la portée de tout conducteur et d'un prix de revient raisonnable, susceptible d'être installé et entretenu rapidement par un mécanicien moyen. Le dispositif de freinage selon l'invention est remarquable en ce qu'il comporte en combinaison, des moyens de freinage continu et des moyens de freinage pulsé reliés à des circuits hydrauliques qui commandent des organes de freinage de chacune des roues d'un véhicule, des moyens de détection du fonctionnement, des moyens de freinage continu, des moyens de détection du fonctionnement, des moyens de freinage pulsé, des moyens de sélection qui commandent sélectivement le fonctionnement des moyens de freinage continu et pulsé, des moyens de pilotage qui commandent les moyens de sélection. Les moyens de freinage continu sont d'un type classique avec un maître cylindre qui engendre la pression hydraulique initiale et les moyens de freinage continu sont associés aux moyens de freinage pulsé comportant au moins un moyen de pulsation du type à compresseur. Des moyens de détection du fonctionnement des moyens de freinage pulsé comportent une détection du fonctionnement du moyen de pulsation. Les moyens de sélection comportent une vanne à tiroir commandée par un circuit d'asservissement piloté par les moyens de détection des moyens de freinage continu et des moyens de freinage pulsé. Suivant une caractéristique intéressante de l'invention les moyens de pilotage comportent des commutateurs commandés par le conducteur. L'ensemble de ces moyens constitue une solution très simple permettant un passage immédiat d'un mode de- freiaa à l'autre à la demande du conducteur ou automatiquement et le retour instantané au freinage continu (classique) en cas de panne du dispositif. L'invention est illustrée ci-après par la description d'un mode de mise en oeuvre particulier, choisi à titre d'exemple non limitatif. Cette description se réfère aux figures 1 à 3 qui représentent schématiquement le dispositif et où plus précisément: - la Fig. 1 illustre schématiquement l'ensemble du dispositif avec ses différents circuits hydrauliques con forme ment à l'invention; - la Fig. 2 représente en coupe partielle, un mode de réalisation préféré des organes principaux du dispositif de la Fig. 1, - la Fig. 3 illustre les diagrammes de pression du dispositif suivant l'invention. Le dispositif schématiquement illustré par la Fig. 1, comporte des organes classiques d'un système de freinage hydraulique simple d'un véhicule par exemple à quatre roues. On y trouve en particulier, une pédale 1 pour la commande du freinage par le conducteur, un maitre cylindre 2, alimenté en liquide à partir d'un réservoir 3, et des circuits hydrauliques reliant le maitre cylindre à des freins 4, 5, 6 et 7 respectivement associés aux roues (non figurées) d'un véhicule. La commande de la pédale 1 permet, en déplaçant un piston 2a dans le martre cylindre 2, d'isoler celui-ci du réservoir 3 et d'y créer une pression hydraulique qui est transmise par les circuits hydrauliques 20a, 20b et 20c, 20d aux freins 4,5 6 et 7 pour les actionner dans le sens du freinage des roues. Le dispositif selon l'invention, comporte en outre des moyens interposés sur les circuits hydrauliques 20a à 20d et susceptibles d'être mis-en fonctionnement à volonté pour provoquer lors du freinage une pulsation de la pression hydraulique, individuellement dans chacun des circuits. Ces moyens comprennent principalement un compresseur 8, de type Lyxot, une vanne à tiroir 10, utilisée notamment pour le passage du freinage simple au freinage pulsé, et un circuit électrique d'asservissement des moyens de pulsation, soit plus précisément ici d'un moteur 11 d'entraînement du rotor du compresseur 8. Bien entendu, tout autre type de compresseur peut être utilisé sans sortir du cadre de l'invention. La vanne 10 est représentée sur la Fig.l dans la position qu'elle occupe en freinage normal. Elle comporte un tiroir 12, mobile dans un corps 13. Le tiroir 12 est solidaire d'un noyau plongeur 14 placé dans le circuit magnétique d'un électro-aimant 15 excité par une bobine 15a dont la mise sous tension commande ainsi le déplacement du tiroir. Dans le corps 13, la partie inférieure du tiroir 12 délimite un espace 16 dans lequel, au moins dans la position de freinage normal, mais de préférence également dans la position de freinage pulsé, débouche une conduite 17 de liaison avec le maître cylindre 2. Des canaux 18, ménagés dans la masse du tiroir 12, mettent en communication l'espace 16 avec: - dans la position de freinage normal, les conduits 20a à 20d respectivement associés aux freins 4 à 7; - dans la position de freinage pulsé, une conduite 22 de liaison reliée à un limiteur de pression 24 qui sera décrit par la suite. Le compresseur 8 comporte un stator 23 dans lequel sont ménagées plusieurs cavités 25 qui sont respectivement reliées en permanence par des canalisations 19a, 19b, et 19c, 19d aux conduits correspondants 20a , 20b et 20c, 20d qui transmettent la pression hydraulique aux freins 4, 5, 6 et 7. Un rotor 26 à trois têtes telles que 28 est disposé dans le stator 23. Un maneton 27 de forme allongée, susceptible d'être entrainé en rotation autour de l'axe de la cavité 25 et coopérant avec une came 29 en forme de triangle curviligne ménagée dans le rotor 26, permet de communiquer à ce dernier, en fonction de la forme donnée aux têtes 28, des mouvements de basculement successifs tels que les têtes 28 viennent alternativement se placer au fond des cavités 25 du stator 23, faisant ainsi varier le volume limité dans chaque cavité par la position du rotor. On comprend que ces variations de volume permettent d'induire des pulsations de pression individuellement dans chacun des circuits hydrauliques communiquant avec les cavités du stator, sous réserve que ces circuits soient isolés les uns des autres et du maître cylindre au moyen de la vanne à tiroir 10. Le moteur 11 qui assure l'entrainement du maneton 27 et par conséquent le fonctionnement du compresseur, est un moteur électrique alimenté à partir de la batterie 30 par un circuit dont la fermeture est commandée par l'intermédiaire d'un relais 31. Deux commutateurs 32 et 33, sur le circuit de commande du relais, permettent de commander la mise en fonctionnement du dispositif, soit à partir du tableau de bord (commutateur 32), soit à partir du volant du véhicule (commutateur 33). Lorsque l'un ou l'autre de ces commutateurs 32 ou 33 est en position fermée, la mise en route du moteur 11 reste encore tributaire de la fermeture des contacts 34a, 34b commandés par un manostat 34, disposé sur la conduite 17 et, par conséquent, sensible à la pression hydraulique régnant à la sortie du martre cylindre 2. Un voyant lumineux 35, sur le tableau de bord, témoigne de la fermeture du circuit d'alimentation du moteur 11 lors d'une manoeuvre de freinage. Un circuit électrique dérivé du précédent, assure l'alimentation de la bobine 15, par l'intermédiaire d'un relais 36 dont la fermeture est commandée par un détecteur 37 de la rotation du rotor du compresseur 8. Lorsque le compresseur est en marche sa rotation est détectée par le détecteur de rotation 37. La fermeture du relais 36 devient effective et la fermeture de ses contacts 36a, 36b commande par l'intermédiaire de l'electro-aimant 15 le déplacement du tiroir 12 de la vanne 10 vers la position de freinage pulsé. Inversement, le tiroir 12 revient à la position de freinage normal dès que la rotation du compresseur 8 cesse, que ce soit dû à un arrêt de la commande de freinage ou à un incident de fonctionnement quelconque du dispositif. I1 est bien évident que les circuits logiques de type électrique décrits plus haut pourraient être d'un type différent sans changer la portée de l'invention. Le dispositif comporte également deux limiteurs de pression, intervenant dans le fonctionnement en freinage pulsé, l'un 24, déjà mentionné, pour la limitation de la pression maximale et l'autre 38 pour la limitation de la pression minimale. Le limiteur de pression maximale 24 comporte des valves telles que 24a tarées à la pression désirée et interpo sées respectivement dans chacun des circuits hydrauliques 20a à 20d associés aux freins. Ces valves débouchent dans une chambre 24b reliée à la conduite 22. De même, le limiteur de pression minimale 38 comporte des valves telles que 38a et une chambre 38 reliée à la conduite 43. Les limiteurs de pression pourraient être éventuellement remplacés par une fente entre les lobes 28 du rotor 26 et les cavités du stator 25. Des accumulateurs hydrauliques 40a à 40d sont reliés au corps de la vanne à tiroir 10 de façon à pouvoir être mis en communication avec les circuits hydrauliques 20a à 20d par des dégagements 12a du tiroir 12. Ces accumulateurs sont destinés à allonger les périodes de blocages de roues pendant le freinage pulsé. La suppression de ces accumulateurs ne modifierait aucunement la portée de l'invention. Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant: Lorsque le conducteur appuie sur la pédale 1, il provoque un freinage normal par les circuits hydrauliques définis par la conduite 17, les canaux de la vanne 10 dans la position illustrée par la figure 1 et les conduits 20a à 20d. Si l'un au moins des commutateurs 32 ou 33 est en position fermée, les contacts 34a, 34b du manostat 34 provoquent la fermeture du circuit électrique d'alimentation du moteur 11. Le compresseur 8 entre alors en fonctionnement et le détecteur 37 commande l'alimentation de la bobine 15 et par suite le déplacement du tiroir 12 de la vanne 10 vers la position de freinage pulsé. Une lampe témoin 42 sur le tableau de bord informe le conducteur du mode de freinage adopté continu ou pulsé. Les conduits 20a à 20b de transmission de la pression hydraulique aux freins de roues 4-5-6 et 7 étant alors isolés les uns des autres ainsi que du martre cylindre 2, le compresseur 8 provoque des variations de pression alternativement dans chacun des freins 4 à 7. La pression maximale est limitée par le limiteur 24 dont les valves 24a sont tarées à la pression nécessaire pour obtenir dans tous les cas de sol glissant un blocage énergique des roues correspondantes. Le fluide en excès retourne au martre cylindre2 à travers la vanne 10, par les conduites 22 et 17; le conducteur peut éventuellement ressentir de légères secousses imprimées alors à la pédale 1 et constater ainsi le bon fonctionnement du dispositif. Le limiteur 38 évite par ailleurs que l'air puisse s'introduire dans les cylindres de roues au moment des baisses de pression, du fait que la variation de volume induite dans chaque circuit par le compresseur 8 peut être plus grande que celle strictement nécessaire au blocage ou au déblocage des roues. Les valves 38a, tarées à la pression minimale à conserver, sont susceptibles de s'ouvrir pour laisser passer du liquide en provenance du réservoir 3. On notera que les interrupteurs 32 et 33 permettent de passer instantanément d'un mode de freinage continu (classique) à un mode de freinage pulsé (séquentiel) et inversement. Par exemple, la fermeture du commutateur 32 (contacts 32a, 32b) sur le tableau de bord a pour effet d'exciter le relais 36 qui ferme le circuit de l'électro-aimant 15, lequel déplace le tiroir 12 vers la position de freinage pulsé, comme il a été décrit plus haut. Pour accroitre la sécurité de freinage en fonction des réflexes du conducteur, il est possible de commander le dispositif soit à partir du commutateur 33 (homologue du commutateur 32) monté sur le volant, soit par tout autre commutateur (non figuré) convenablement disposé et sensible, par exemple, à la pression exercée sur la pédale de frein au moment d'un réflexe du conducteur. Dans le mode de réalisation particulier du dispositif illustré par la figure 2, le compresseur 8, la vanne 10 et les principaux organes associés ont été montés dans un même ensemble mécanique, ceci de manière à faciliter la mise en place du dispositif dans un véhicule à freinage classique. En désignant les mêmes organes par les chiffres de référence de la figure 1 augmentés d'une centaine, on retrouve sur la figure 2 le tiroir 112 de la vanne, solidaire du plongeur 114 dans la bobine 115. Dans le corps 110 de la vanne est ménagé un conduit 150 pour le raccordement de la chambre 116 à la conduite 117 de liaison avec le maître cylindre 2. Les limiteurs des pressions minimale et maximale en freinage pulsé sont intégrés dans le corps de la vanne. On trouve ainsi une valve 124 pour la limitation de la pression maximale et une vanne 138 pour la limitation de la pression minimale sur chacune des conduites telles que 120 disposées dans le corps de la vanne 113 pour former les circuits hydrauliques d'alimentation 20a a 20d correspondant aux freins 4 à 7. Les accumulateurs hydrauliques 40a à 40 d de la figure 1 sont représentés par le repère 140 sur la figure 2. Chaque accumulateur comporte un piston 140a disposé dans un cylindre 140b. Une tige 140c guide le piston 140a qui est rappelé par un ressort 140d. Un passage 141 fait communiquer chaque amortisseur 140 avec le cylindre 116 dans la région délimitée par le dégagement 112a du tiroir 112. Sur la figure 2, la vanne est représentée en position de freinage normal, les conduites 120 communiquant avec la chambre-116 par les canaux ménagés dans le tiroir 112. La valve 124 est susceptible de s'ouvrir sur un conduit 152 qui, lorsque la vanne est dans la position de freinage pulsé (piston 12 placé vers la droite de la figure 2) se trouve mise en communication par un canal intérieur 112b avec la conduite 150, et de là avec le maitre cylindre 2, pour l'expulsion du fluide excédentaire. Quant à la valve 138, elle est susceptible de s'ouvrir vers une chambre-annulaire 151, prévue dans le corps 113 et reliée à la conduite 143 permettant de compenser un défaut de liquide à partir du reservoir 3. Les accumulateurs hydrauliques tels que 140 sont mis en communication avec les conduites telles que 120 en période de freinage pulsé lorsque le tiroir 12 se déplace vers la droite de la figure 2. Le compresseur 108 est solidaire de la vanne 110. Dans le stator sont ménagées des conduites 154 qui prolongent les conduites 120 des circuits hydrauliques au travers de la cavité 125 et jusqu'aux conduits 20a à 20d raccordés aux freins. A l'intérieur de la cavité 125 on a représenté le rotor 126 et son maneton d'entraînement 127. On remarque que le fond d'une cavité 125 débouche au droit des conduites 154, de maniere à assurer en permanence la liaison des freins de roues avec les circuits hydrauliques, même lorsqu'une tête 28 (visible fig.l) du rotor se trouve au fond d'une cavité 25. Enfin, le détecteur de rotation 137 est également monté dans le même ensemble, composé de contacts 137a, 137b et de composants électroniques 137c en série avec le circuit électrique d'alimentation de la bobine 115, devant lesquels tournent des aimants 156 solidaires, comme le montre la figure 2, d'une poulie 157 qui transmet le mouvement de rotation du moteur au maneton 127 par l'intermédiaire d'un arbre d'entrainement 158. Les diagrammes a,b,c,d de la figure 3 représentent les variations de la pression nominale p dans les freins 4, 5, 6, et 7, et pour un tour complet (3600) du rotor 26. Par suite des déplacements successifs des lobes 28 dans les cavités du stator 23, les pression pl à p4 dans les freins s'établissent successivement avec un décalage de même ordre et une pression nominale P proportionnelle au taux de compression exercé par chaque lobe dans le stator. Les zones hachurées sur chacun des diagrammes de la fig. 3 correspondent à l'action des accumulateurs hydrauliques pour obtenir un recouvrement des périodes de blocage ou du temps de blocage de chaque roue prise séparémént. Naturellement, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation particulier décrit ci-dessus à titre d'exemple. Elle en englobe au contraire toutes les variantes restant dans le cadre des équivalences mécaniques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage pour véhicules et notamment pour véhicules automobiles dans lesquels une pression hydraulique est obtenue à partir d'un martre cylindre qui commande des freins de roues, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison - des moyens de freinage continu et des moyens de freinage pulsé reliés à des circuits hydrauliques qui commandent des organes de freinage de chacune des roues d'un véhicule, - des moyens de détection du fonctionnement des moyens de freinage continu, - des moyens de détection du fonctionnement des moyens de freinage pulsé, - des moyens de sélection qui commandent sélectivement le fonctionnement des moyens de freinage continu et des moyens de freinage pulsé, - - des moyens de pilotage qui commandent les moyens de sélection. 2. Dispositif suivant la revendication1,caractérisé en ce que les moyens de freinage pulsé comportent au moins un moyen de pulsation. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de pulsation est un compresseur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de détection dufonctionnement des moyens de freinage pulsé comportent un détecteur de fonctionnement du moyen de-pulsation. 5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de sélection comportent une vanne à tiroir commandée par un circuit d'asservissement piloté par les moyens de détection des moyens de freinage continu et par les moyens de détection des moyens de freinage pulsé. 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de pilotage comportent des commutateurs commandés par le conducteur.