Brevet FR2492755A1 — publié le 19820430

L'invention concerne une installation de freinage hydraulique avec dispositif de régulation du glissement de freinage, cette instal- lation comportant un maître-cylindre et au moins un cylindre de roue, une vanne de commande de pression montée en amont de ce cylindre de roue pour établir une communication entre celui-ci et le maître-cylindre ou un retour, et un dispositif de vanne comportant un piston de commande pour envoyer dans les circuits de frein du fluide de réalimentation provenant d'une source de pression. Une installation de freinage hydraulique ayant les caracté- ristiques sus-mentionnées est décrite dans une demande de brevet français 81 04857 déposéele Il mars 1981 par la demanderesse et intitulée "Système de freinage hydraulique comportant une installation de régulation antiblocage". Cette installation présente un amplificateur de force de freinage opérant par dépression, suivi d'un maître-cylindre en tandem. Les chambres de travail du ma tre-cylindre en tandem sont reliées aux cylindres des freins des roues par des conduites de pression et par des vannes ouvertes en l'absence de courant électrique. Aux -cylindres des freins,sont en outre associées des vannes fermées en l'absence de courant, lesquelles sont, lors d'une régulation du glisse- ment de freinage, ouvertes en fonction des ordres d'un dispositif élec- tronique de contrôle, de façon qu'une chute rapide de la pression puisse avoir lieu dans les cylindres en cause. Pour éviter qu'en cas de régu- lation, il y ait épuisement du fluide contenu dans les chambres de travail du maître-cylindre, il faut que le fluide prélevé à l'occasion de la régulation soit remplacé à partir d'une source de pression. A cette fin, l'installation de freinage dispose d'un dispositif de vanne qui, à sa sortie, offre une pression qui correspond à celle régnant dans les chambres de travail du maître-cylindre. On est- ainsi assuré que le fluide prélevé au cours d'une régulation sera remplacé à partir d'un accumulateur indépendant. Le fluide est, lorsque c'est nécessaire, envoyé en réalimentation dans les circuits de freins, via des clapets de retenue ouvrant contre la pression du maître-cylindre. Le dispositif de vanne est précédé d'une autre vanne fermée en l'absence de courant, laquelle est ouverte dès qu'il y a commutation de l'une des vannes, fermées en l'absence de courant,agencées sur les freins. La position de la vanne fermée en l'absence de courant associée au dispositif de vanne est en outre sous la dépendance de la pression initiale du dispositif de vanne. On est ainsi assuré que la communication entre la source de pression et le dispositif de vanne ne sera interrompue que si la pression dans les chambres du ma tre-cylindre en tandem est complètement évanouie. Par ailleurs, cela exige un montage relativement compliqué et onéreux de la vanne fermée en l'absence de. courant associée au dispositif de vanne. Le piston de commande du dispositif de vanne présente, outre plusieurs trous radiaux, des canaux de commande intérieurs exigeant un important travail d'usinage de ce composant. Comme déjà mentionné, la pression à la sortie du dispositif de vanne correspond exactement à celle établie dans les chambres de travail du maître-cylindre en tandem. La présente invention a pour objet de réaliser une installation de freinage hydraulique du genre mentionné au début, mais qui sera simple et dans laquelle la complexité du système de vannes sera réduite et le dispositif de vanne sera réalisé de façon à pouvoir y monter un piston de commande dont seule la surface extérieure sera usinée. En outre, une réserve de fluide devra absolument subsister dans les chambres de travail du maître-cylindre. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que le piston de commande est sollicité dans le sens de la fermeture par un piston auxiliaire chargé par ressort, par le fait qu'une face extrême du piston auxiliaire est, lors d'un actionnement des freins, sollicitée par la pression de la source contre la force du ressort et par le fait que le piston de commande peut être sollicité, dans le sens de l'ouverture, par une pression antagoniste dans une conduite de retour. Une telle disposi- tion a pour conséquence que l'on économise des électrovannes. Le piston auxiliaire chargé d'un seul côté par un ressort constitue un arrêt qui ne libère le dispositif de vanne que si l'on entreprend un freinage. A cette fin, le piston auxiliaire est hydrauliquement relié à la chambre de l'amplificateur hydraulique. Dès que du fluide sous pression est envoyé dans la chambre de l'amplificateur, le piston auxiliaire se déplace à une position de travail, ce qui rend opérationnel le dispositif de vanne. Le piston de commande se trouve alors en "condition de veille" et peut immédiatement provoquer une opération de réalimentation de fluide, si du fluide est évacué des freins. A cette fin, une vanne de limitation de pression est insérée dans la conduite de retour et, lors d'un retour de fluide, établit une pression qui est faible par rapport à celle des freins et qui sollicite une face du piston de commande du dispositif de vanne, lequel piston, jusque là immobile, établit alors, par son change- ment de position, une communication entre la chambre de l'amplificateur hydraulique et les chambres de travail du maître-cylindre en tandem. Il est avantageux que le niveau de pression dans la conduite de retour soit maintenu à une valeur relativement faible, afin que la vitesse de décroissance de la pression des freins ne soit pas inutilement diminuée. Il est recommandé que le niveau de pression dans la conduite de retour soit réglé aux environs de deux bars. D'une façon générale, la pression dans la conduite de retour peut être réglde, par la vanne de limitation-de pression, à une valeur faible de façon à surmonter simple- ment les forces de frottement du piston de commande. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse du dispositif de vanne, le piston de commande est guidé à coulissement dans un boîtier comportant un canal d'admission et un canal de sortie, et une communication entre ces canaux d'admission et de sortie peut être établie par un évidement du'piston de commande. Dans ce cas, seules les surfaces extérieures du piston doivent être usinées. Une configuration avantageuse de l'installation de freinage selon l'invention peut être obtenue par le fait que le canal d'admission est relié à la chambre de l'amplificateur hydraulique de force de freinage, tandis que le canal de sortie est relié aux chambres de travail du maîtrecylindre via les clapets antiretour pouvant s'ouvrir contre la pression du maître-cylindre. On est alors assuré qu'il n'y aura réalimentation par du fluide venant de la chambre de l'amplifi- cateur hydraulique que si la pression dans les chambres de travail du maître-cylindre en tandem est descendue en dessous-du niveau de la pression dans l'amplificateur. On exclut ainsi toute influence sur les pressions du maître-cylindre lorsqu'elles ne sont pas inférieures à celles de l'amplificateur. Afin qu'après un freinage avec régulation du glissement, la décroissance complète de la pression dans le système soit assurée, le bottier du dispositif de vanne présente un canal de retour, qui, dans la position de fermeture, établit une liaison avec le canal de sortie. La sortie du dispositif de vanne, à laquelle les clapets antiretour sont raccordés, est donc constamment en communication, par une conduite, avec un réservoir de retour sans pression, cela dans la condition de non-freinage. Dans une autre forme de réalisation avantageuse, dans la condition de non-serrage des freins, la position du piston de commande est fixée dans la position de fermeture,par un poussoir formé sur le piston auxiliaire et par une butée solidaire du boîtier. De cette façon, lors des changements de pression subits survenant dans les situations extrêmes, une position définie, dans laquelle son aptitude fonction- nelle est assurée, est conférée au dispositif de vanne. Il est techniquement rationnel que la face du piston de com- mande qui peut être sollicitée par la pression possède un diamètre inférieur a celui de la face du piston auxiliaire. Avec une telle forme de réalisation, le piston auxiliaire vient à sa position de travail pour de très faibles pressions dans l'amplificateur. Dans cette position, l'arrêt du piston de commande est supprimé. Cet agencement a pour effet que, lors des freinages au cours desquels le conducteur commence d'abord par freiner avec prudence puis passe à la condition impliquant une régulation, le piston de commande peut être amené plus rapidemment à sa position d'ouverture, puisque le piston auxiliaire a déjà été rendu inopérant (pour ce qui est de sa fonction d'arrêt). Il est avantageux que l'installation de freinage selon l'invention soit aménagée de façonque le rapport effectif.entre la surface du piston de l'amplificateur et la surface d'un piston du maître- cylindre soit tel que les forces de rappel de la pression dynamique introduite dans les chambres de travail soient au moins aussi grandes que les forces de poussée du piston de l'amplificateur. On évite ainsi le phénomène d'enfoncement lent de la pédale de frein qui, dans certaines circonstances, se produit avec d'autres dispositifs. Il est en outre possible et souhaitabledans certains cas, que les pressions de rappel dans le maître-cylindre soient plus grandes, ce qui conduit à un mouve- ment de la pédale dans le sens du relâchement. L'invention-sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après, en se référant à la figure unique du dessin annexé qui représente un système de freinage hydraulique assisté comportant un amplificateur hydraulique de la force de freinage et un maître-cylindre en tandem. Sur le dessin, les références I et 2 désignent respectivement un maîtrecylindre en tandem et un amplificateur hydraulique de force de freinage. Par un raccord 3, l'amplificateur 2 est relié à une source de pression 4 qui est ici symbolisée par un accumulateur de pression mais qui, dans le cas d'une réalisation concrète, est constituée par une pompe de fluide, un accumulateur de pression et une valve de charge de cet accumulateur. La commande de l'amplificateur hydraulique 2 de force de freinage s'effectue par une pédale de frein 5, laquelle est liée, par par l'intermédiaire d'une tige de poussée 6 et d'un piston d'actionne- ment 7, au tiroir de commande 8 de l'amplificateur 2. Lorsque le disposi- tif est à la position de repos représentée, il y a communication entre une chambre 9 de l'amplificateur et un réservoir de retour 10 qui est luimême subdivisé en trois chambres 11, 12, 13. Les chambres Il et 12 communiquent, via des trous d'admission 14, 15, avec des chambres de travail 16, 17 du maître-cylindre en tandem 1. La chambre 13 est prévue en premier lieu pour maintenir une quantité de fluide suffisante à la disposition de la pompe non représentée. Le dispositif constitué par le maître-cylindre en tandem 1 et par l'amplificateur hydraulique 2 de force de freinage comprend en outre les deux pistons 18, 19 du ma tre- cylindre et le piston 20 de l'amplificateur. Par des vannes 21, 22 ouvertes en l'absence de courant électrique et par des conduites de pression correspondantes, les chambres de travail 16, 17 du maître-cylindre en tandem 1 communiquent avec les freins 23, 24, 25 et 26 des roues. Ce sont donc à chaque fois deux freins de roue qui ont leur pression commandée par une vanne ouverte en l'absence de courant. Une vanne 27, fermée en l'absence de courant est en outre raccordée aux freins 23, 24, cette vanne permettant d'établir une communication entre les freins 23, 24 et une conduite de retour 28. De la même façon, une autre vanne 29, fermée en l'absence de courant, est associée aux freins 25, 26. Les vannes 21, 22, ouvertes en l'absence de courant, et les vannes 27, 29, fermées en l'absence de courant, sont commandées par des moyens de contrôle électroniques non représentés qui reçoivent leurs informations de senseurs ou capteurs associés aux roues. Les moyens de contrôle électroniques de type classique reconnaissent précocement, à partir des signaux de capteurs, une tendance au blocage d'une ou plusieurs roues et fournissent alors des ordres appropriés aux vannes 21, 22, 27, 29, de sorte que la pression dans les freins 23, 24, 25, 26 peut être diminuée ou réaugmentée selon la condition des roues en cause. Cette commande intervient jusqu'à ce que la ou les roues en cause ne risquent plus de se bloquer. La conduite de retour 28 va des vannes 27, 29 fermées en l'absence de courant à la chambre Il du réservoir de retour 10. Sur cette conduite de retour 28,est montée une vanne de limitation de pression 30 qui amène à environ deux bars la pression antagoniste opposée à un écoulement de fluide dans la conduite de retour 28. Cette pression antagoniste est faible par rapport à la pression des freins de sorte qu'aucune résistance notable n'est opposée à un prélèvement de fluide des freins 23, 24, 25, 26. La vitesse de décroissance de la pression des freins 23, 24, 25, 26 n'est donc réduite par la vanne de limitation 30 que de façon à peine décelable. Au système de freins décrit jusqu'ici est en outre associé un dispositif de vanne 31 qui est relié à la chambre 9 de l'amplifica- teur hydraulique 2. Pour l'essentiel, le dispositif de vanne 31 est constitué d'un boîtier ou corps 32 dans lequel deux alésages cylin- drique 33, 34 sont aménagés l'un à la suite de l'autre en direction axiale. Un piston auxiliaire 35 est guidé dans l'alésage 34 qui est celui représenté à droite. La face de droite du piston auxiliaire constitue, avec des parties du corps 32, une chambre 38 qui, par des conduites de pression appropriées, est constamment reliée au réservoir de retour 10. Dans cette chambre 38,est agencé un ressort de compres- sion 39 dont la force sollicite le piston auxiliaire 35 dans la direction de l'alésage 33 qui, sur le dessin, est à gauche. La face 40 (face de gauche sur le dessin) du piston auxiliaire 35 constitue,avec des parties du corps 32, une autre chambre 41 qui est reliée à la chambre 9 de l'amplificateur 2. La raideur du ressort de compression 39 est relativement faible, de sorte qu'il y a déplacement du piston vers la droite (sur le dessin) pour de faibles pressions dans la chambre 9 de l'amplificateur. Par ailleurs, le ressort 39 doit être réalisé de façon à posséder une force telle que le piston auxiliaire 35 puisse être ramené à sa position initiale, contre les forces de frottement des moyens d'étanchéité, lorsque la pression dans la chambre 41 est suppri- mée. Sur la face 40 du piston auxiliaire 35,est aménagé, perpendicu- lairement à cette face, un poussoir 42 qui, lorsque ce piston auxi- liaire 35 est dans sa position initiale, pénètre, avec étanchéité, dans l'alésage 33 représenté à gauche. La longueur de ce poussoir 42 est choisie de façon que, lorsque l'installation de freinage est dans la position de repos représentée, ce poussoir constitue, par son extrémité libre, une première butée axiale pour un piston de commande 43. Dès qu'une commande a provoqué l'introduction de fluide dans la chambre 41, l'extrémité libre du poussoir 42 se déplace vers la droite (sur le dessin) jusqu'à ce qu'elle soit reçue dans un trou de communication 44 entre les alésages 33, 34. Il est prévu, dans le dispositif de vanne 31, une deuxième butée 45 qui est solidaire du boîtier et qui, dans la condition de repos représentée, détermine de façon certaine la position du piston de com- mande 43. Dans la paroi de l'alésage cylindrique 33,est aménagé un espace annulaire 46 qui est, lui aussi, en communication avec la chambre 9 de l'amplificateur hydraulique 2. Lorsque le dispositif de vanne 31 est dans la position de fermeture, une gorge annulaire 47 du piston de commande 43 se trouve mise en face de l'espace annulaire 46 de l'alésage 33. Le piston de commande 43 présente, sur la suite de son profil, une extrémité dégagée 48 qui, dans la position représentée, établit une communication entre un canal de sortie 49 et un canal de retour 50. Le canal de retour 50 est en communication, par une conduite de pression, avec la chambre Il du réservoir de retour 10. Entre le canal de sortie 49 et les conduites de pression reliant les chambres de travail 16, 17 du maître-cylindre et les vannes 21, 22 ouvertes en l'absence de courant, il y a également des liaisons par conduites de pression. Sur ces liaisons par conduites de pression,sont disposés des clapets antiretour 51, 52, de façon qu'il ne puisse y avoir écoulement de fluide que dans le sens allant du canal de sortie 49 aux chambres de travail 16, 17 ou aux vannes 21, 22 ouvertes en l'absence de courant. L'installation de freinage décrite opère comme suit. Lorsqu'une force est appliquée à la pédale 5, le tiroir de commande 8 de l'amplifi- cateur 2 se déplace vers la gauche (en considérant le dessin) et, au- cours de ce mouvement, interrompt la communication entre la chambre 9 de l'amplificateur et la chambre 13 du réservoir de retour 10. Pour un déplacement supplémentaire du tiroir de commande 8, les canaux dans le tiroir de commande 8 et dans le piston 20 de l'amplificateur sont, de façon connue, amenés en vis-à-vis de façon que du fluide provenant de la source 4 puisse pénétrer dans la chambre 9 de l'amplificateur. Cette pression dans l'amplificateur exerce, sur la surface efficace du piston 20 de l'amplificateur, une force qui déplace le piston 20 de l'amplificateur dans la direction de l'actionnement. Le déplacement du piston 20 se communique, par des moyens de liaison appropriés, aux pistons 18, 19 du maître-cylindre, lesquels passent devant les trous d'admission 14, 15 et établissent, dans les chambres de travail 16, 17, une pression hydraulique correspondante. La pression établie dans les chambres de travail 16, 17 parvient, via les vannes 21, 22 ouvertes en l'absence de courant, aux freins 23, 24, 25, 26 des roues. En même temps, la pression introduite dans la chambre 9 de l'amplificateur parvient dans la chambre 41 du dispositif de vanne 31, de sorte que le piston auxi- liaire 35 est déplacé vers la droite (en considérant le dessin), contre la force du ressort de compression 39, et que le poussoir 42 formé sur le piston auxiliaire 35 s'escamote dans le trou de communication 44. Le piston de commande 43 se trouve ainsi dans une "position de veille" dans laquelle les deux faces de celui-ci subissent des poussées équilibrées. Si les moyens électroniques de contrôle décèlent un risque de blocage, au moins une des deux vannes 21, 22 ouvertes en l'absence de courant est commutge, de façon que la communication entre les chambres de travail 16, 17 du maître-cylindre et les freins 23, 24 ou éventuelle- ment 25, 26 soit interrompue. Si l'installation antiblocage constate que la pression dans les freins 23, 24 ou 25, 26 doit être diminuée, les vannes 27 ou 29 fermées en l'absence de courant viennent alors à leur position ouverte, de façon que du fluide provenant des freins 23,24 ou 25, 26 puisse aller au réservoir de retour 10 via les vannes 27 ou 29 fermées en l'absence de courant et via la vanne de limitation de pression 30. Dans l'exemple de réalisation représenté, on a admis que les freins étaient régulés par paires, à savoir 23, 24 et 25, 26, chacune au moyen d'une combinaison de vannes, respectivement 21, 27 et 22, 29. L'invention est néanmoins tout aussi bien applicable aux installations de régulation du glissement de freinage dans lesquelles il est prévu une régulation individuelle de chaque roue du véhicule, ou bien dans lesquelles les roues arrière sont régulées ensemble, tandis que les roues avant sont régulées indépendamment l'une de l'autre. Dés qu'à l'occasion d'un prélèvement de fluide des freins 23, 24, 25, 26, du fluide s'écoule par la conduite de retour 28 jusqu'au réservoir de retour 10, la vanne de limitation de pression 30 crée une pression antagoniste qui se propage jusqu'au dispositif de vanne 31 o elle sollicite la face gauche du piston de commande 43 (face gauche en considérant le dessin), de sorte que ce piston 43 est écarté de la butée 45 solidaire du boîtier et vient, par sa face droite, en butée contre une surface du boîtier 32. Dans cette position d'ouverture du piston de commande 43, le canal d'admission 46 et le canal de sortie 49 communiquent, tandis que la communication entre le canal de sortie 49 et le canal de retour 50 est interrompue. Grâce à un réglage approprié de la vanne de limitation 30, la pression antagoniste formée dans la conduite de retour 28 possède une valeur telle qu'elle peut déplacer le piston de commande 43 contre les forces de frottement des moyens d'étanchéité. Une pression de l'ordre de deux bars est suffisante pour cela. Cette pression, faible par rapport à la pression des freins, n'influence que de façon négligeable la vitesse de chute de la pression des freins 23, 24, 25, 26. Lorsque, par une chute de pression suffisante, les roues du véhicule sont sorties de la condition de risque de blocage, les vannes 21, 22, 27, 29 reviennent à leur position de repos dans laquelle une montée en pression est de nouveau possible dans les freins 23, 24, 25, 26. Toutefois, comme il y a eu prélàvement de fluide, il faut d'abord, avant une montée de la pression, que du fluide soit envoyé en complément dans les circuits des freins. Si ce fluide de réalimentation était prélevé dans les chambres de travail 16, 17 du maître-cylindre en tandem, cela entraînerait un enfoncement supplémentaire de la pédale de frein 5. Toutefois, à l'instant de la commutation des vannes 21, 22, la pression dans les conduites de liaison entre les chaibres de travail 16, 17 et les vannes 21, 22 ouvertes en l'absence de courant est inférieure à la pression dans le canal de sortie 49, de sorte que les clapets anti- retour 51, 52 ouvrent et qu'une réalimentation de fluide est effectuée via le dispositif de vanne 31. De cette façon, on est assuré qu'en cas de régulation, les pistons 18, 19 du maître-cylindre conserveront leur position axiale. Si la pression dans les freins 23, 24, 25, 26 atteint de nouveau une valeur telle que les roues sortent de la plage de glisse- ment correcte, une nouvelle régulation intervient alors. En cas de défaillance de la source de pression 4, l'installa- tion de freinage décrite opère comme une installation habituelle avec maître-cylindre en tandem. Dans un tel cas de défaillance, les moyens électroniques de contrôle maintiennent à leur position de repos les vannes 21, 22 ouvertes en l'absence de courant et les vannes 27, 29 fermées en l'absence de courant. Dans un tel cas, aucune pression auxiliaire n'est introduite dans la chambre 9 de l'amplificateur. Il en résulte que le piston auxiliaire 35 reste aussi à sa position de repos dans laquelle le piston de commande 43 est maintenu à sa position de fermeture. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation de freinage hydraulique avec dispositif de régulation du glissement de freinage, cette installation comportant un maître-cylindre et au moins un cylindre de roue, une vanne de commande de pression montée en amont de ce cylindre de roue pour établir une communication entre celui-ci et le maître-cylindre ou un retour, et un dispositif de vanne comportant un piston de commande pour envoyer dans les circuits de frein du fluide de réalimentation provenant d'une source de pression, cette installation étant caractérisée en ce que le piston de commande (43) est sollicité dans le sens de la fermeture par un piston auxiliaire (35) chargé par ressort, en ce qu'une face extrême (40) du piston auxiliaire (35) est, lors d'un actionnement des freins, sollicité par la pression de la source (4) contre la force du ressort et en ce que le piston de commande (43) peut être sollicité dans le sens de l'ouverture, par une pression antagoniste dans une con- duite de retour (28). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face extrême (40) du piston auxiliaire (35) limite une chambre en communication avec la chambre (9) d'un amplificateur hydraulique de force de freinage (2). 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une vanne de limitation de pression (30) est insérée sur la conduite de retour (28). 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le niveau de pression dans la conduite de retour (28) est réglé à environ deux bars. 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston de commande (43) est guide à coulissement dans un boîtier (32) comportant un canal d'admission (46) et un canal de sortie (49) et en ce qu'une communication entre ces canaux d'admis- sion (46) et de sortie (49) peut être établie par une gorge annu- laire (47) du piston de commande (43). - 6. Installation selon l'une des revendications 1 ou 5, caractérisée en ce que le canal d'admission (46) est relié à la chambre (9) de l'amplificateur hydraulique de force de freinage (2), tandis que le canal de sortie (49) est relié aux chambres de travail (16, 17) du maître-cylindre (1) via les clapets antiretour (51, 52) pouvant s'ouvrir contre la pression du maître-cylindre. il 7. Installation selon l'une des revendications 5 ou 6, caracté- risée en ce que le boîtier (32) présente un canal de retour (50) qui, dans la position de fermeture, établit une liaison avec le canal de sortie (49).. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que dans la condition de non-serrage des freins, la position du piston de commande (43) est fixée dans la position de fermeture,par un poussoir (42) formé sur le piston auxiliaire (35) et par une butée (45) solidaire du bottier. 9. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face du piston de commande (43) qui peut être sollicitée par la pression comporte un diamètre inférieur a celui du piston auxiliaire(35). 10. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport-effectif entre la surface du piston de l'amplificateur et la surface d'un piston du maître-cylindre est tel que les forces de rappel de la pression dynamique introduite dans les chambres de travail (16, 17) soient au moins aussi grandes que les forces de poussée du piston (20) de l'amplificateur.