Brevet FR2471895A1 — publié le 19810626

La présente invention concerne les valves de modula- tion de la pression du fluide d'un circuit de freinage de véhicule et elle se rapporte plus particulièrement, mais non exclusivement, à des valves réductrices de pression. Des valves réductrices de pression sont habituellement montées dans les circuits de freinage des véhicules automobi- les et elles sont disposées entre le maitre-cylindre hydrau- lique et les freins arrière. Ces valves réductrices servent à assurer que, lors du serrage des freins, une fois qu'une pression prédéterminée du maître-cylindre a été atteinte, le taux d'accroissement de la pression fournie aux freins arriè- re est inférieur au taux deaccroissement de la pression ré- gnant dans le maCtre-cylindre et, par conséquent, dans les freins avant0 Le point auquel la valve commence à agir pour moduler la pression dans les freins arrière sera appelé cid après le point d'actionnement0 Les valves réductrices de pression peuvent être ren- dues sensibles à la charge du véhicule de façon que le point d'actionnement varie en fonction de la charge du véhicule; par exemple, si la charge du véhicule est accrue, la pression prédéterminée à laquelle la valve commence à agir est égale- ment accrue. Le procédé normal pour rendre une valve sensi- ble à la charge du véhicule consiste à suivre l'écrasement de la suspension du véhicule au moyen d'un système de ressorts et de leviers, par exemple comme décrit dans le brevet GB 1 555 667, au nom de la Demanderesse. Un problème lié à ce type de valve sensible à la charge réside en ce que les di- vers ressorts doivent être réglés correctement en usine et que toute altération ultérieure du réglage d'un ressort peut avoir pour effet que la valve a un point d'actionnement in- correct. La valve réductrice de pression peut tre également rendue sensible aux changements de la charge appliquée à la suspension du véhicule, provoqués par une décélération rapide. Ce résultat peut être obtenu en utilisant un organe sensible a l'inertie, tel qu'un mécanisme à bille, qui peut interrom- pre ou détourner l'écoulement du fluide hydraulique autour de la valve une fois qu'un changement prédéterminé d'inertie a été dépassé, provoquant ensuite le passage de la totalité du fluide à travers la valve pour moduler la pression fournie aux freins arrière. Une telle valve réductrice a été décrite dans le brevet GB 1 479 797. La présente invention a pour but de réaliser une valve de modulation de pression qui est sensible à la charge du véhicule et qui n'utilise pas de procédés mécaniques pour changer le point d'actionnement auquel la valve commence a moduler la pression fournie aux freins arrière. Par conséquent, il est prévu, conformément à l'inven- tion, une valve de modulation de la pression du fluide d'un circuit de freinage de véhicule qui comporte un piston princi- pal pour effectuer la modulation de la pression, qui est sen- sible à la charge nette qui lui est appliquée, d'une part, par un ressort de commande et par la pression du mattre-cylin- dre et, d'autre part, par la pression antagoniste du circuit de freinage, et un servo-piston sensible également à la pres- sion du maltre-cylindre et qui commande un point d'actionne- ment auquel le piston principal commence à effectuer là modu- lation, des transducteurs électriques, sensibles respective- ment à l'effet de la pression du maître-cylindre et la charge du véhicule, étant utilisés en combinaison avec la valve de modulation, ainsi que des moyens pour combiner les signaux de sortie des transducteurs en vue de l'actionnement consécu- tif d'un robinet d'arrêt pour interrompre l'application de la pression du maître-cylindre au servo-piston lorsque le point d'actionnement est atteint, ce point d'actionnement é- tant commandé par la relation entre les signaux des deux transducteurs. Par l'expression "charge du véhicule" on entend non seulement la charge que le véhicule porte mais également les charges d'inertie engendrées par des variations de la quantité 2471 895 de mouvement. De préférence, le servo-piston est également sensible à la pression du circuit de freinage et il est monté en tan- dem avec le piston principal, le piston principal étant tra- versé par un passage qui relie entreelles les faces de ce piston soumises respectivement à la pression du maXtre-cy- lindre et à la pression du circuit de freinage. L'écoulement du fluide par le passage est soumis à l'action d'une soupape de retenue qui est maintenue ouverte par le servo-piston jusqu'au moment o la pression du maltre-cylindre cesse d'ê- tre appliquée au servo-piston, immobilisant ainsi le servo- piston dans sa position et permettant ainsi à la soupape de retenue de se fermer et à la modulation de commencer. Avantageusement, le transducteur qui détecte la charge du véhicule est un accéléromètre ou bien un capteur d'effort fixé à la suspension du véhicule, ou encore un transducteur de proximité qui détecte le mouvement d'un organe de suspen- sion sensible à la charge. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple, en regard des dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une représentation schématique d'une valve de modulation de pression selon l'invention; - la Fig. 2 est un graphique qui représente la pres- sion régnant dans la canalisation des freins en fonction de la pression du maltre-cylindre. Une valve de modulation de la pression du circuit de freinage d'un véhicule automobile, telle que représentée sur la Fig. 1, comporte un piston principal 12 monté coulis- sant dans l'alésage 13 d'un corps de valve (non représenté). Le piston principal divise l'alésage en deux chambres, A sa- voir une chambre d'entrée 14 et une chambre de sortie 15. La chambre d'entrée 14 est raccordée à un maître-cylindre hy- draulique (non représenté) par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée 32 et la chambre de sortie 14 est raccordée aux freins arrière par l'intermédiaire d'un orifice de sortie 33 et les deux chambres sont reliées entre elles par un passage coaxial 19 qui traverse le piston principal 12. Le piston principal 12 comporte une tige coaxiale 16 qui fait saillie à partir de sa face située dans la chambre d'entrée et qui traverse de manière étanche une paroi d'ex- trémité de l'alésage 13. La tige 16 est en appui contre la cuvette d'extrémité 17 d'un ressort de commande 18 qui est monté de façon à solliciter le piston principal 12 vers la chambre de sortie 15. Un clapet de retenue 21 est monté dans le passage 19 et est agencé de telle sorte que, lorsque ce clapet 21 est fermé, le fluide hydraulique peut s'écouler à partir de la chambre de sortie 15 jusqu'à la chambre d'entrée mais non dans le sens inverse. Un servo-piston 22 est monté dans le corps de valve de façon à être disposé en tandem et coaxialement par rapport au piston principal 12 et ce servo-piston comporte une face avant 23 qui forme une paroi de la chambre de sortie 15 et une face arrière 24 qui a la même section transversale que la face avant 23 et est située dans une chambre qui est reliée, par l'intermédiaire d'un passage 26 et d'une électro-vanne 27, à la chambre d'entrée 14. La face avant 23 du servo-pis- ton 22 porte un prolongement coaxial 25 qui s'étend vers le piston principal 12 et est reçu dans l'alésage 19 de façon à actionner la soupape de retenue 21 entre ses positions ou- verte et fermée. L'électro-vanne 27 est normalement ouverte mais, lors- que l'électro-aimant est excité, l'électro-vanne 27 ferme le passage 26, isolant ainsi le servo-piston 22 de la chambre d'entrée 14. L'électrovanne est actionnée par une botte de commande 28 à laquelle elle est connectée. La boîte de com- mande 28 reçoit les signaux de sortie de deux transducteurs électriques, à savoir un premier transducteur 29 qui produit un signal électrique indicatif de la charge s'exerçant sur la suspension du véhicule et un second transducteur 31 qui est 2471 895 sensible à l'effet de la pression du ma tre-cylindre régnant dans la chambre d'entrée 14 et qui produit un signal électri- que indicatif de cette pression. Le transducteur 29 peut être un tranducteur de dépla- cement qui détecte la hauteur du châssis du véhicule au-des- sus des essieux des roues, ou bien un transducteur de proxi- mité qui détecte, par exemple, l'lcrasement d'un organe de suspension en caoutchouc sensible à la charge d'essieu ou de roue. Dans un autre mode de réalisation, le transducteur 29 est un capteur d'effort fixé à un organe de la suspension qui détecte la charge de roue. Le second transducteur 31 est un transducteur de dé- placement qui détecte la longueur totale du ressort de coma- mande 18, longueur qui est directement fonction du déplace- ment du piston principal 12 et est, par conséquent, fonction de la pression du maatre=cylindre régnant dans la chambre d'entrée 14. La boîte de commande 28 est un comparateur qui mesure la différence entre les signaux des deux transducteurs 29 et 31 et réagit à une différence prédéterminée. Suivant une va- riante, on pourrait utiliser un dispositif de sommation qui réagit à une valeur prédéterminée de l'addition des deux si- gnaux. Lorsque le circuit de freinage est "au repos", le res- sort de commande 18 repousse le piston principal 12 en di- rection du servo-piston 22 de sorte que le clapet de retenue 21 est maintenu ouvert par le prolongement 25. Lorsqu'une pression hydraulique P est engendrée dans un mattre-cylindre hydraulique, la pression plus élevée est transmise à la cham- bre d'entrée 14, par le passage 19 et par le clapet 21 ou- vert à la chambre de sortie 15 et, de là, aux freins arrière, par l'intermédiaire du conduit 33. La pression P agit égale- ment sur la face avant 23 du servo-piston 22 et elle est éga- lement transmise, à partir de la chambre d'entrée 14, par l'intermédiaire de l'électro-vanne 27 et du passage 26,de fa- çon à agir sur la face arrière 24 du servo-piston 22. La pression P agit sur la surface annulaire découverte A du piston principal 12 dans la chambre d'entrée 14 et sur la surface découverte A2 du piston principal 12 dans la cham- bre de sortie 15. Etant donné que la surface A2 est plus grande que la surface A1, la charge hydraulique nette agis- sant sur le piston 12 déplace le piston 12 à l'encontre de la charge "'L" du ressort 18. Comme le montre également le graphique de la Fig.2, lorsque la pression régnant dans le ma tre-cylindre s'accroit, étant donné qu'alors le clapet de retenue 21 est ouvert, la pression s'accroît également dans les freins arrière et cette situation correspond à la partie X de la courbe. Lorsque la pression P s'accroit jusqu'à un point o PA2-PA1i L, le pis- ton principal 12 se déplace alors vers la droite à l'encontre de la sollicitation du ressort 18 jusqu'à ce que: PA2-PA1 = L1 (L1 est la force accrue du ressort 18 du fait de sa compression). Etant donné que la pression P agit également sur les deux faces 23 et 24 du servo-piston 22, ce dernier est maintenu stationnaire et le déplacement vers la droite du piston principal 12 ferme le clapet de retenue 21, isolant ainsi les freins arrière de la pression du mattre-cylindre. Si la pression du mattre-cylindre est légèrement ac- crue, à P+dp, le servo-piston 22 qui a, par exemple, une sec- tion transversale "a"i est soumis alors à une charge égale à (P+dp).a sur sa face 24 et à une charge égale à P.a sur sa face 23; par conséquent, une fois que l'accroissement de charge dp.a dépasse les forces de frottement des joints d'étanchéité, le servo-piston se déplace vers la droite pour ouvrir le clapet 21. Par conséquent, la pression de fluide P+dp est alors transmise au circuit des freins arrière. Un nouvel accroissement de la pression du mattre-cy- lindre, à la pression P2, provoque la poursuite du déplace- ment du piston principal 12 vers la droite à l'encontre de l'action du ressort 18 lorsque: P2A2 - P2A1 - L1 Le clapet 21 se ferme alors à un point o: P2A2 - P2A1 = L2 (L2 étant la force accrue du ressort 18 par suite du nouvel accroissement de sa compression). Comme dans le cas précédent, si la pression du mat- tre-cylindre est légèrement accrue jusqu'à une pression P2 + dp, le servopiston 22 est déplacé vers la droite pour ouvrir à nouveau le clapet 21 et la pression accrue P2 + dp est transmise aux freins arrière. Ainsi, la pression fournie aux freins arrière s'accroft de la mnme manière que la pres- sion du- mattre-cylindre et elle s'élève suivant la partie X de la courbe de la Fig.2. Pour une charge donnée, portée par le véhicule, qui est détectée par le transducteur 29, il existe une pression prédéterminée du maître-cylindre telle que détectée par le transducteur 31 qui provoque l'actionnement de l1électro-van- ne par la botte de commande 28. L'actionnement de 11électro- vanne 27 interrompt la fourniture de la pression du maUtre- cylindre au servo-piston 22, immobilisant ce dernier dans sa position. Ceci correspond au point anguleux S de la courbe de la Fig.2 et ce point est le point de commande après lequel commence la modulation de la pression fournie aux freins ar- rière. Une fois que le servo-piston est immobilisé dans sa position, un accroissement de la pression du maitre-cylindre, à une valeur P3, provoque le déplacement du piston principal vers la droite lorsque: P3A2 > P3A + L (Lx étant la force du ressort)-et jusqu'au point d'équilibre o P3A2 = P3A1 + L 32 31 x Ce déplacement ferme le clapet 21 et isole la pression des freins arrière à la valeur P3; lorsque la pression du maitre- cylindre est à nouveau accrue jusqu'à une valeur P4 le piston principal se déplace en sens inverse-pour ouvrir le clapet 21 lorsque P4A1 + Lx 7 P3A2 et le fluide s'écoule alors par le clapet 21 jusqu'aux freins arrière jusqu'à ce que la pression Pb des freins arrière agissant sur la surfa- ce A, soit suffisante pour surmonter la pression Pm du mal- tre-cylindre à la quelle s'ajoute la charge du ressort 18 et, au point d'équilibre, auquel le clapet 21 se ferme, on a: Pb A2= PmA1 + Lx Ainsi, les changements de pression dans le maitre cylindre et dans les freins arrière à partir de P3 sont donnés par les équations: PbA2 = PmA1+ Lx P3A2 = P3A1 + Lx A2(Pb-P3 iA (Pm-P3) 3) (Pb-P3) =(PF-P3)A, A2 Par conséquent, une fois que la modulation commence, le changement de pression dans les freins arrière est égal au changement de pression dans le maitre-cylindre multiplié par le rapport des surfaces Af/A2. Ceci est représenté par la partie Y de la courbe de la Fig.2. Le point anguleux de la courbe peut être abaissé ou élevé pour donner respectivement la courbe Y et la courbe i Y2en réponse aux changements de la charge portée par le vé- hicule. Ce changement de la position du point anguleux de la courbe est commandé par la boîte de commande 28 qui n'excite 1,électro-vanne que lorsque les conditions établies par le signal du transducteur 29 sont remplies par le signal du transducteur 31 conformément à la formule: AS + BS2 >X dans laquelle S = signal du transducteur 29 S2 = signal du transducteur 31 et A, B et X sont des valeurs préd6terminées. Par conséquent, le servo-piston 22 peut être immobilisé dans de nombreuses positions différentes selon la combinaison des signaux des deux transducteurs.-La valeur de la force L x du ressort de commande dépend du point auquel le servo-pis- ton 22 est immobilisé et, étant donné que le point anguleux de la courbe est directement fonction de la valeur de la char- ge Lx, on peut voir que l'arrêt de la transmission de la pression du maître-cylindre au servopiston 22 commande le point d'actionnement de la valve de détente. Lorsque les freins sont desserrés, la pression du main tre-cylindre retombe dans la chambre d'entrée 14 et la pres- sion plus élevée régnant dans la chambre de sortie 15 déplace le piston principal 12 et le servo-piston 22 de façon à dé- tendre la pression du circuit des úreins arrière et à permet- tre à la pression Pb de retomber. La pression régnant dans la chambre de sortie 15 s'abaisse jusqu'à ce que la pression hy- draulique régnant dans la chambre de sortie et agissant sur le piston principal 12 soit en équilibre avec la pression an- tagoniste du maItre-cylindre régnant dans la chambre 14 A laquelle s'ajoute la charge exercée par le ressort 18, point auquel la pression du circuit de freinage est supérieure à - la pression du ma tre-cylindre de sorte que le fluide hydrau- lique s'écoule lentement par le clapet de retenue 21 et que le ressort 18 ramène lentement le piston principal 12 à sa position de "repos". Bien que le mode de réalisation ait été décrit en se référant à une valve sensible à la charge,- il est évident que le transducteur 29 pourrait être constitué par un accéléro- mètre, ce qui permettrait à la valve d'Atre sensible par iner- tie aux changements de la charge imposée à la suspension du véhicule provoqués par les variations de la quantité de mou- vement pendant les opérations de freinage. Une autre manière de détecter l'accélération et la décé- lération du véhicule consisterait à détecter, au moyen de l'accéléromètre, les changements de la vitesse des roues ou de la vitesse de l'arbre de transmission du véhicule. REVEND I CAT IONS 1 - Valve de modulation de la pression du fluide d'un circuit de freinage de véhicule, qui comporte un piston prin- cipal pour effectuer la modulation de la pression, piston qui est sensible à la charge nette qui lui est appliquée, d'une part, par un ressort de commande et par la pression du ma tre- cylindre et, d'autre part, par 1l pression antagoniste du cir- cuit de freinage, caractérisée en ce qu'elle comporte un ser- vo-piston (22) qui est également sensible à la pression du maltre-cylindre et qui commande un point d'actionnement au- quel le piston principal (12) commence à effectuer ladite mo- dulation de la pression de freinage, des transducteurs élec- triques (29, 31) sensibles respectivement à la charge du ve- hicule et à la pression du mattre-cylindre, et un comparateur (28) pour combiner les signaux de sortie des transducteurs en vue de l'actionnement consécutif d'un robinet d'arr4t (27) pour interrompre l'application de la pression du maître-cy- lindre au servo-piston (22) lorsque le point d'actionnement est atteint, le point d'actionnement étant commandé par la re- lation qui existe entre les signaux des deux transducteurs. 2 - Valve de modulation de pression selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le servo-piston (22) est monté en tandem par rapport au piston principal (12) et est sensi- ble à la pression du circuit de freinage, le piston principal (12) étant traversé par un passage (19) qui relie entre elles les faces (A1) et (A2) du piston soumises respectivement à la pression du maltre-cylindre et à la pression du circuit de freinage, et en ce que l'écoulement du fluide par le passage (19) est commandé par un clapet de retenue (21) qui est main- tenu ouvert par le servo-piston (22) jusqu'au moment o la pression du maltre-cylindre cesse d'être appliquée au servo- piston (22), immobilisant ainsi le servo-piston dans sa posi- tion et permettant au clapet de retenue (21) de se fermer et à la modulation de commencer. il 3 - Valve de modulation de pression selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le transduc- teur (31) est un transducteur de déplacement qui détecte le déplacement du piston principal (12) à l'encontre de l'ac- tion du ressort de commande (18). 4 - Valve de modulation de pression selon la revendi- cation 3, caractérisée en ce que le transducteur de déplace- ment (31) détecte le déplacement du piston (12) en détectant les changements de la longueur totale du ressort de commande (18). - Valve de modulation de pression selon l'une des revendications 1 à 4, caractériséeen ce que le transducteur (29) sensible à la charge du véhicule est un accéléromètre capable de détecter l'accélération dans une direction longi- tudinale. 6 - Valve de modulation de pression selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le transducteur (29) sensible à la charge du véhicule détecte la charge par l'intermédiaire de la suspension du véhicule.