Brevet FR2480217A1 — publié le 19811016

Perfectionnements aux dispositifs de commande des ralentisseurs. L'invention est relative aux dispositifs de com- mande des ralentisseurs, notamment du type électrique, montés sur des véhicules équipés par ailleurs de freins à friction eux-mêmes télécommandés à partir d'une péda- le à l'aide d'un fluide sous pression. Elle vise plus particulièrement, parmi ces dis- positifs de commande, ceux qui équipent des véhicules comprenant à des fins de sécurité deux circuits de flui- de sous pression indépendants, affectés respectivement à la commande des freins à friction montés sur deux trains de roues distincts du véhicule, notamment sur son train avant et sur son train arrière, circuits commandés tous les deux simultanément à l'aide de la même pédale. Il est connu de commander l'excitation d'un tel ralentisseur à l'aide d'une telle pédale en faisant actionner des microrupteurs par cette pédale elle-même lors d'une première partie de sa course d'enfoncement. Cette formule conduit souvent à une dispersion de résultats inacceptable, vu la difficulté d'assurer un réglage précis et durable de l'actionnement des microrupteurs avec une pédale de frein de véhicule, un tel organe étant guidé avec des jeux importants et étant soumis à des chocs intenses et répétés. Il a été proposé par ailleurs d'asservir l'exci- tation d'un ralentisseur du genre ci-dessus à la pression qui règne dans l'un des circuits de fluide servant à la commande du freinage à friction. Cette solution permet une commande relativement précise et durable du ralentisseur, mais elle présente l'inconvénient de dépendre du bon état du circuit de freinage sollicité: la conséquence d'une avarie éven- tuelle de ce circuit est alors aggravée du fait qu'une 248021 7 telle avarie n'entra'ne pas seulement la suppression du freinage à friction du train de roues correspondant, mais aussi la mise hors service du ralentisseur. L'invention permet de remédier à ces divers inconvénients. Le dispositif de commande de ralentisseur de véhicule du genre ci-dessus est, selon l'invention, ca- ractérisé en ce qu'il comprend d'une part, d'une façon connue en soi,des manocontacts montés de façon à exci- ter le ralentisseur avec une intensité réglable en fonc- tion de la pression de commande d'un fluide, et d'autre part des moyens propres à donner automatiquement à chaque instant à ladite pression de commande une valeur qui est liée à la plus élevée des valeurs des deux pressions régnant audit instant dans les deux circuits de freinage du véhicule. Dans ces conditions, si les deux circuits de freinage en question fonctionnent normalement, tout se passe comme si la commande du ralentisseur était asser- vie à la pression régnant dans l'un quelconque de ces deux circuits, alors qu'au contraire, si l'un quelconque de ces derniers est défectueux, c'est automatiquement à la pression régnant dans l'autre circuit qu'est asservie la commande du ralentisseur. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivan- tes: - les moyens de réglage de la pression de commande comportent une valve relais à double pilotage, notam- ment de type ++, dont deux entrées sont reliées respec- tivement aux deux circuits de freinage à friction, dont l'autre entrée est reliée à une source de fluide sous pression et dont une sortie est reliée aux manocontacts, - la commande du ralentisseur se traduit par l'excita- tion successive de n étages correspondant à des couples de ralentissement croissants lorsque la pression de com- mande croit de sa valeur minimum à sa valeur maximum, 2480217' - des moyens sont prévus pour neutraliser automati- quement au moins un étage d'excitation du ralentisseur lorsque la décélération du véhicule dépasse un seuil prédéterminé, - des moyens sont prévus pour neutraliser automati- quement au moins un étage d'excitation du ralentisseur lorsque la charge du véhicule passe au-dessous d'un seuil prédéterminé, - dans un dispositif de commande selon les trois alinéas précédents pour lequel le nombre n des étages est égal à 4, deux de ces étages sont neutralisables en fonction de la décélération du véhicule et les deux au-, tres étages sont neutralisables en fonction de la char- ge du véhicule. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on-va décrire des modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure unique, de ce dessin, est le schéma de principe d'un dispositif de commande de ralentisseur électrique selon l'invention. - Sur cette figure, on voit ce ralentisseur 1 monté sur l'arbre de transmission 2 d'un véhicule V, les roues avant 3 de ce véhicule avec leurs freins à fric- tion 4 et ses roues arrière 5 avec leurs freins à fric- tion 6. D'une façon connue en soi - les freins avant 4 sont excités, à travers un cir- cuit 7, à partir d'une source 8 de fluide sous pression, - les freins arrière 6 sont excités, à travers un circuit 9,indépendant du circuit 7, à partir d'une source 10 de fluide sous pression, indépendante de la source 8, O 24802 1 7 - et lesdites excitations des freins avant 4 et arrière 6 sont commandées simultanément, mais indépen- daimment l'une de l'autre, par deux vannes 11, 12 mon- tées sur les circuits 7 et 9 et elles-mêmes activées par appui du pied du conducteur du véhicule sur une même pédale 13. Le fluide sous pression contenu dans les circuits 7 et 9 est avantageusement de l'air comprimé, mais pour- rait également être un liquide tel qu'une huile appropriée. D'une façon également connue en soi, l'excitation du ralentisseur 1 est assurée selon n paliers succes- sifs (n étant un entier supérieur à 1 et généralement égal à 4), correspondant à n puissances de ralentisse- ment différentes. Ces n paliers peuvent correspondre aux excita- tions successives et cumulatives de n ensembles identi- ques de bobines ou à une application simultanée sur la totalité des bobines d'une même tension électrique, croissant elle-meme par paliers. L'ensemble des bobines du ralentisseur, consti- tuant le stator de celui-ci, a été schématisé sur la figure par le rectangle 11 dans un souci de clarté, mais il est bien entendu que ce stator fait partie du ralentisseur 1, ce qui a été symbolisé par la flè- che F. Les n paliers d'excitation sont commandés respec- tivement par l'actionnement de n manocontacts (dési- gnés sur la figure par les références 14 à 17, n étant alors supposé égal à 4), tarés à n pressions différen- tes croissant de la première à la dernière et tous soumis à la pression d'un fluide de commande approprié. Il est connu de choisir ce fluide de commande de façon telle que sa pression croisse avec les be- soins de ralentissement du véhicule et que la valeur de cette pression atteigne successivement les n seuils de tarage des manocontacts lorsque la pédale de frein décrit par exemple la premiere moitié de sa course d'enfoncement. Comme indiqué plus haut, dans les modes de réa- lisation connus des dispositifs de commande basés sur le principe cidessus, le fluide de commande considéré est celui utilisé pour télécommander le freinage à friction de l'un des trains de roues du véhicule: une telle for- mule rend la commande en question du ralentisseur vulné- rable aux avaries (fuites ou autres) du circuit de freina- ge dudit train. Pour s'affranchir de cette servitude, conformé- ment à l'invention, on asservit en permanence la commande des manocontacts (14 à 17) à la fois aux pressions régnant dans les deux circuits de freinage à friction 7 et 9, ou plus précisément à la plus forte de ces deux pressions, c'est-à-dire en définitive aux deux dites pressions si elles sont égales et à l'une quelconque de celles-ci si l'autre s'annule ou s'affaiblit à la suite d'une avarie. En d'autres termes, on est assuré que la commande du ralentisseur sera correctement assurée, même si l'un quelconque des deux circuits de commande du freinage à friction est défaillant, c'est-à-dire en pratique tou- jours en vertu du principe de "l'unicité de la défaillan- ce": on entend par là qu'il est pratiquement exclu d'ob- server simultanément une défaillance sûr les deux circuits considérés en raison de leur totale indépendance. Le double asservissement en question est assuré en faisant appel à un organe 18 à double pilotage pré- sentant deux entrées 19 et 20 branchées toutes les deux sur les circuits. 7 et 9, en des points 21 et 22 de ces circuits situés en aval des vannes 11 et 12, et une sor- tie 23 reliée aux différents manocontacts 14 à 17, éven- tuellement par l'intermédiaire d'une rampe ou came mo- bile 24. Cet organe 18 est avantageusement une valve relais à double pilotage de type ++ comprenant, en plus des deux entrées 19 et 20 et de la sortie 23 ci-dessus, une autre entrée 25 reliée à une source d'un fluide sous pres- sion 26 tel que l'air comprimé. Cette valve 18 est agencée de façon telle que l'ap- plication de deux pressions P1 et P2 sur ses deux entrées 19 et 20 se traduise par l'application,sur sa sortie 23, d'une troisième pression P3 liée à la plus forte des deux pressions P1 et P2. et ce sans qu'il y ait aucune communi- cation entre les deux entrées 19 et 20, c'est-à-dire entre les deux circuits 7 et 9, ni entre l'une quelconque de ces deux entrées 19 et 20 et la sortie 23: les pressions P1 et P2 appliquées sur les deux entrées 19 et 20 ont unique- ment un rôle de pilotage en ce sens qu'elles règlent le degré d'ouverture du passage réservé, dans la valve 18, au fluide sous pression entre l'entrée 25 et la sortie 23, ce degré d'ouverture étant nul tant que les deux pressions P1 et P2 conservent leur valeur de repos (par exemple égale à la pression atmosphérique) et étant d'autant plus grand que la plus forte des deux pressions P1 et P2 est elle- mime plus élevée. La relation existant entre la pression P3 et la plus forte des pressions P1 et P2 est avantageusement une "pré- dominance" p de valeur constante de la première sur la se- conde. La valeur constante de cette prédominance D est avantageusement réglable, par exemple entre 0 et 1 bar, ce qui permet de modifier à volonté le calage de la loi du freinage du au ralentisseur par rapport à la loi du freina- ge dû aux freins à friction. Cette "prédominance" présente Ce outre l'avantage que l'on travaille au niveau des manocontacts avec des pressions de commande relativement élevées, ce qui permet d'éviter pour ceux-ci des tarages trop faibles et par suite insuffisamment précis. Une telle valve 18 est par exemple celle diffusée sous la référence 937.002.050.0 par la Société WABCO WESTINGHOUSE. Le fonctionnement du dispositif de commande décrit ci- dessus est le suivant. Au repos, les freins à friction sont relâchés et le ralentisseur électrique est désexcité, la pression qui rè- gne dans chacun des différents circuits 7,9 et 23 est mini- mum et par exemple égale à la pression atmosphérique. Pour simplifier, on considérera dans la suite cette pression de repos comme une pression de référence "nulle", les différentes pressions dont il sera question étant a- lors en réalité des "surpressions" s'ajoutant à cette pression de repos. Lorsque le conducteur du véhicule appuie progressive- ment sur la pédale 13, la pression dans chacun des deux circuits 7 et 9 augmente progressivement si ces deux cir- cuits sont en bon état: si l'un des deux circuits en ques- tion est avarié, la pression qui y règne n'augmente pas et c'est la pression dans l'autre circuit qui intervient seule à la place de celle régnant dans les deux circuits, ce qui conduit aux mêmes conséquences étant donné le type à double pilotage choisi pour la valve 18. En raison de la présence des différents jeux interve- nant tant au niveau de la pédale 13 qu'au niveau des freins à friction, ainsi que de l'existence des ressorts de rap-. pel des mâchoires de ces freins, c'est seulement lorsque la pression ci-dessus atteint un certain seuil S, par exem- ple de l'ordre de 0,6 bar, correspondant à l'arrivée de la pédale en un point intermédiaire donné de sa course d'enfon- cement,que les freins à friction commencent à fonctionner. L'ensemble composé par la valve 18 et par les manocon- tacts 14 à 17 est sensible à des pressions très inférieu- res à ce seuil S: c'est ainsi que, en supposant la pres- sion P3 sensiblement égale à chaque instant à la plus grande des deux pressions P1 et P2 (hypothèse d'une "pré- dominance" p nulle), on peut tarer les deux premiers ma- nocontacts 14 et 15 sur des valeurs de pression respec- tivement égales à 0,1 et 0,3 bar. - Dans ces conditions, les deux premiers éatges du ra- lentisseur 1 sont actionnés lorsque la pression dans les circuits 7 et 9 franchit respectivement ces deux valeurs de 0,1 et 0,3 bar, c'est-à-dire avant le début du fonc- tionnement des freins à friction. On peut tarer ensuite les deux autres manocontacts 16 et 17 respectivement sur le seuil S correspondant au début de freinage à friction effectif et sur une valeur supé- rieure,par exemple égale à 1 bar pour l'hypothèse ci-dessus. 8 2480217 Dans ces conditions, l'appui sur la pédale de frein 13 se traduit respectivement par l'excitation du premier étage du ralentisseur, puis par celle du second étage, puis par celle du troisième étaqe en même temps que par le début du freinage à friction, et enfin par une crois- sance progressive de la puissance de ce freinage à fric- tion avec excitation du quatrième étage du ralentisseur pour une valeur intermédiaire de cette progression. Le lâcher de la pédale de frein se traduit ensuite par la succession des résultats inverses des précédents. Il est à noter que,dans l'exemple ci-dessus,on obser- ve au cours de la commande du freinage un chevauchement des deux plages de décélération. dues respectivement aux freins à friction et au ralentisseur. Ce chevauchement présente sur l'autre formule des pla- ges juxtaposées sans chevauchement l'avantage de mettre plus souvent à contribution les freins à frictionce qui améliore leur nettoyage: avec l'autre formule ci-dessus,on a observé dans certains cas des grippages ou encrassements des freins à friction en raison de leur sollicitation trop rare. La commande "jumelée" des freins à friction et du ra- lentisseur qui vient d'être décrite présente un certain nombre d'avantages sur les commandes connues et en particulier les suivants: - elle est très sûre en vertu du principe rappelé ci- dessus de l'unicité de la défaillance, - elle est précise et facile à régler vu qu'elle dépend uniquement de la pression régnant dans l'un quelconque des deux circuits de freinage et qu'elle n'est donc plus sensi- ble aux modifications des jeux de montage de la pédale de caomande, - elle est très facile à adapter sur les véhicules exis- tants puisqu'elle n'exige aucune modification de leur péda- le de frein, ni des vannes commandées par cette pédale, - elle est très simple à mettre en oeuvre puisqu'elle est assurée par simple appui du conducteur sur la pédale de frein habituelle. Comme la commande du ralentisseur n'est plus ici assurée indépendamment de celle des freins à friction, mais est jumelée à cette dernière en en renforçant les effets décélérateurs, il convient de prendre des mesures pour empêcher que la commande jumelée et renforcée en question conduise à des patinages ou dé- rapages du véhicule lorsque la décélération de celui-ci est trop élevée et/ou que sa charge est trop faible. A cet effet, selon des dispositions avantageuses de l'invention, on prévoit des moyens pour neutraliser automatiquement au moins un étage du ralentisseur lors- que la décélération du véhicule dépasse un seuil D pré- déterminé et/ou des moyens pour neutraliser automatique- ment au moins un étage de ce ralentisseur lorsque la charge de ce véhicule passe au-dessous d'un seuil C prédéterminé. Dans un mode de réalisation préféré, on prévoit à la fois ces deux sécurités et on affecte à l'une d'el- les deux des quatre étages du ralentisseur et à l'autre les deux autres étages. C'est ce qui a été schématisé sur la figure par les blocs en traits mixtes 27 et 28: - le bloc 27 désigne un organe sensible à la décélé- ration du véhicule, propre à neutraliser les deux pre- miers étages du ralentisseur dès que cette décélération dépasse le seuil D, conformément aux enseignements du brevet France de la demanderesse no 76 00716 et éven- tuellement de sa première addition no 79 09098, - le bloc 28 désigne un organe sensible à la charge du véhicule, propre à neutraliser les deux derniers étages du ralentisseur dès que cette charge passe au- dessous du seuil C. Bien entendu, les seuils D et C sont détermi- nés de façon telle que le comportement du véhicule équipé du dispositif de commande jumelé ci-dessus satisfasse aux différentes réglementations lors de l'actionnement de ce dispositif, le premier de ces deux seuils étant par exemple de l'ordre de 1,5 m/s2 Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réa- 24802 17 lisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse,au contraire, toutes les variantes, notam- ment - celles o la valve relais à double pilotage serait d'un type -++ au lieu d'être du type ++ indiqué ci-dessus, c'est-à-dire comporterait en outre une sortie supplémen- taire permettant l'exploitation d'une autre pression de sortie analogue à la pression P3 recueillie sur la sor- tie 23, - celles o la valve relais à double pilotage serait remplacée par l'ensemble de deux organes unidirectionnels branchés respectivement entre, d'une part, les points 21 et 22 ci-dessus des circuits 7 et 9 et, d'autre part, une chambre communiquant directement ou non avec les manocontacts, ces organes étant propres à transmettre les informations de pression qu'ils reçoivent dans un seul sens, savoir en direction de ladite chambre et non pas en sens inverse. il 2480217 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pour un ralentisseur, notamment du type électrique, monté sur un véhicule équi- pé de deux circuits de fluide sous pression indépendants commandés simultanément à l'aide d'une même pédale et affectés respectivement à la commande de freins à fric- tion montés sur deux trains de roues distincts du véhi- cule, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, d'une façon connue en soi, des manocontacts (14-17) montés de façon à exciter le ralentisseur (1) avec une intensité réglable en fonction de la pression de commande d'un fluide, et d'autre part des moyens propres à donner au- tomatiquement à chaque instant à ladite pression de com- mande une valeur (P3) qui est liée à la plus élevée des valeurs (P1 et P2) des deux pressions régnant audit ins- tant dans les deux circuits de freinage à friction du véhicule (7, 9). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la relation entre la valeur (P3) de la pression de commande et la plus élevée des valeurs (P1et P2) des deux autres pressions est une prédominan- ce p de la première sur la seconde, de valeur constante. 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur constante de la pré- dominance p est réglable, notamment entre 0 et 1 bar. 4. Dispositif de commande selon l'une quelcon- que des précédentes revendications, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la pression de commande comportent une valve relais à double pilotage (18), notamment de type ++, dont deux entrées (19, 20) sont reliées respectivement aux deux circuits de freinage à friction (7, 9), dont une autre entrée (25) est reliée à une source de fluide sous pression (26) et dont la sortie (23)-est reliée aux manocontacts. 5. Dispositif de commande selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la commande du ralentisseur (1) se traduit par l'excitation 1 2480217 successive de n étac[es correspondant à des couples de ra- lentissement croissants lorsque la pression de commande croit de sa valeur minimum à sa valeur maximum. 6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens (27) sont prévus pour neutraliser automatiquement au moins un étage d'excitation du ralentisseur lorsque la décélération du véhicule dépasse un seuil prédéterminé. 7. Dispositif de commande selon l'une quelcon- que des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que des moyens (28) sont prévus pour neutraliser automatiquement au moins un étage d'excitation du ralentisseur lorsque la charge du véhicule passe au-dessous d'un seuil prédé- terminé. 8. Dispositif de commande selon les revendications à 7, caractérisé en ce que, le nombre n des étages du ralentisseur étant égal à 4, deux de ces étages sont neu- tralisables en fonction de la décélération du véhicule et les deux autres étages sont neutralisables en fonc- tion de la charge du véhicule.