Brevet FR2505282A1 — publié le 19821112

La présente concerne un dispositif antiblocage pour les roues d'un véhicule avec régulation commune de la pression de freinage dans deux cylindres de frein au moins, comportant un distributeur 3/2 commun aux cylindres de frein et un distributeur 2/2 propre à chaque cylindre de frein, ainsi qu'un équipement de freinage hydro- pneumatique dans lequel le distributeur 3/2 est inséré dans une cana- lisation pneumatique reliant une soupape de frein à un cylindre hydropneumatique et les distributeurs 2/2 sont insérés dans une cana- lisation hydraulique de freinage reliant le cylindre hydropneumati- que aux cylindres de frein Un tel dispositif antiblocage est connu (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le N O 26 56 983) Ce dispositif connu exige toutefois un modèle spé- cial de cylindre hydropneumatique Les distributeur électromagnétiques 2/2 hydrauliques à commande directe ne permettent en outre de sur- veiller qu'une section de passage relativement faible Des sections aussi faibles sont insuffisantes pour application dans des équipe- ments de freinage de véhicules utilitaires. L'invention a pour objet un dispositif antiblocage ne présentant pas ces inconvénients Selon une caractéristique essentielle de l'in- vention,les distributeurs 2/2 sont commandés par pression et le fluide sous pression de commande est dérivé sur une canalisation sous pres- sion pendant le freinage Le dispositif antiblocage selon l'inven- tion présente l'avantage de permettre l'emploi de cylindres hydro- pneumatiques de série Etant pilotés, les distributeurs 2/2 peuvent être plus grands et surveiller-des sections de passage plus grandes. Enfin, dans le cas d'un véhicule à frein hydraulique sur l'essieu avant et frein pneumatique sur l'essieu arrière, la commande électri- que des deux essieux est identique, car les distributeurs électro- magnétiques de pilotage nécessaires sont identiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente le schéma de principe en coupe d'un dispositif antiblocage avec un groupe d'appareils; la figure 2 représente une variante du détail du groupe d'appareils;et la figure 3 représente un autre détail du groupe d'appareils. Un équipement de freinage hydropneumatique comprend une sou- pape de frein 1, qui applique l'air comprimé d'un réservoir 2 à une ligne de commande 3 ou purge cette dernière à l'atmosphère La ligne de commande 3 aboutit au corps 4 d'un groupe d'appareils 5, dans lequel un distributeur 3/2 6 et deux distributeurs 2/2 7 et 8 sont disposés côte à côte. Le distributeur 3/2 6 comprend deux sièges 9 et 10, un siège d'admission 9 et un siège d'échappement 10, entre lesquels est dis- posé un obturateur 11 qui peut recouvrir alternativement un des deux sièges 9 et 10 Le distributeur 6 comprend un raccord d'admission 12, sur lequel est dérivé un canal de commande 13 aboutissant au siège de la soupape d'admission 14, 15, 16 de trois distributeurs électro- magnétiques de pilotage 17, 18 et 19 Ces derniers comprennent chacun un siège d'échappement 20, 21 ou 22. Les trois distributeurs 6, 7 et 8 comprennent chacun une chambre de commande 23, 24, 25, fermée par une membrane 26, 27, 28 et reliée au siège d'admission 14, 15, 16 correspondant La membrane 26 porte un poussoir 29 actionnant l'obturateur 11, et les deux membranes 27 et 28 des distributeurs 2/2 7 et 8 portent également des poussoirs 30 et 31 actionnant chacun une bille d'obturation 32 ou 33 Un poussoir 34 ou 35 chargé par un ressort est en outre fixé de l'autre côté de chaque bille d'obturation 32 ou 33 et tend à maintenir cette dernière éloignée d'un siège 36 ou 37 On voit que les deux distributeurs 7 et 8 présentent des sections de passage relativement grandes Les deux distributeurs 7 et 8 peuvent aussi être réalisés sous forme de dis- tributeurs à tiroir. La canalisation de commande 3 se prolonge au-delà du distribu- teur 3/2 6 par une canalisation 3 ' aboutissant au côté pneumatique 38 d'un cylindre hydropneumatique 39 Ce dernier est d'un modèle usuel pour équipements de freinage, c'est-à-dire qu'aucune fabrica- tion spéciale n'est requise Le côté hydraulique du cylindre 39 alimente une canalisation de freinage hydraulique 41 en liquide de freinage provenant d'un réservoir 42 La canalisation de freinage 41 aboutit aux deux distributeurs 7 et 8 du groupe d'appareils 5, dans lequel elle se divise en deux branches 41 ' et 41 " de la canalisation de freinage, aboutissant aux cylindres de frein 43 et 44 des roues du véhicule. La rotation des roues du véhicule est surveillée par des cap- teurs 45 et 46, qui sont reliés à un appareil de commande électro- nique 47 Ce dernier est également relié à des lignes électriques de liaison des électroaimants 48, 49 et 50 des distributeurs de pilo- tage 17, 18 et 19 - Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant Comme le montre la figure, la modulation de la pression de freinage est effectuée dans le dispositif antiblocage selon l'invention par le distributeur 3/2 6 du côté pneumatique et à l'aide des deux distri- buteurs 2/2 7 et 8 du côté hydraulique Les deux distributeurs 2/2 hydrauliques 7 et 8 ainsi que le distributeur pneumatique 6 sont pilotés par l'air comprimé appliqué aux chambres de commande 23, 24 et 25 par les distributeurs de pilotage 17, 18 et 19 Cette solution présente l'avantage suivant: les deux distributeurs hydrauliques 7 et 8 sont réalisables sous forme de soupapes à bille simples, ne sou- levant aucune difficulté et dont les sections doivent être relative- ment grandes, car la commutation des distributeurs 7 et 8 comportant chacun un pilotage est sûre même en présence de forces élevées Des sections de passage d'un diamètre jusqu'à 4 mm sont ainsi utilisables. La soupape de frein 1, le groupe d'appareils 5 et le cylindre hydropneumatique 39 sont en outre des composants séparés, la soupape de frein 1 et le cylindre hydropneumatique 39 étant des produits de série usuels Tous les composants 1, 5 et 39 sont reliés par des canalisations Dans un tel modèle, le montage d'un régulateur usuel d'effort de freinage en fonction de la charge est possible par son insertion au choix dans la canalisation de commande pneumatique 3, 3 ' ou dans la canalisation de freinage hydraulique 41, 41 ', 41 ". On voit enfin que la nature particulière de la commande pneuma- tique des distributeurs hydrauliques 7 et 8 permet d'élaborer un concept de freinage pour un véhicule dont l'essieu avant est freiné hydrauliquement et l'essieu arrière pneumatiquement Il conviendrait dans ce cas de surveiller les freins de l'essieu avant à l'aide d'un groupe d'appareils 5 selon l'invention et l'essieu arrière à l'aide d'un groupe d'appareils tel que celui décrit par exemple dans la demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nô 27 53 992 (distributeur de c Duiana: de la pression 22) La commande électronique des deux groupes d'appareils pourrait être identique et assurée par le même appareil. Le fonctionnement du groupe d'appareils 5 appelle encore les remarques suivantes. Une réduction de la pression de freinage en cas de protection contre le blocage s'effectue par le distributeur 3/2 central 6, et une fonction de maintien de la pression est assurée par les deux dis- tributeurs 2/2 hydrauliques 7 et 8 en aval; une réduction de la pression de freinage s'effectue par diminution de la pression pneuma- tique dans la canalisation de commande 3 ' et par augmentation de volume par le recul du piston du maitre-cylindre dans le cylindre hydropneumatique 39 Un maintien de la pression de freinage s'effec- tue dans le seul circuit hydraulique La possibilité de blocage de la pression dans un cylindre de frein par rapport à celle dans l'autre cylindre de frein permet une commande à deux circuits Un liquide hydraulique étant toutefois incompressible par principe, il convient d'interdire des temps d'ouverture égaux des deux distributeurs 7 et 8 pour éviter la compensation de pression dans les deux cylindres de frein 43 et 44 Ce résultat est obtenu par un décalage du cadencement des deux distributeurs pendant les phases d'établissement de la pres- sion Il n'en résulie aucun inconvénient fonctionnel, car le rapport de la phase d'établissement de la pression (soupape de maintien ouverte) à la phase de maintien de la pression (soupape de maintien fermée) est d'environ 1/6 et un asynchronisme est par suite très facile à obtenir Cette mesure simple permet ainsi d'obtenir des pres- sions de freinage différentes dans les deux cylindres de frein 43 et 44, même en cas d'utilisation d Jun fluide hydraulique " Il existe toutefois par contre des régimes du véhicule aux- quels seule une pression différentielle déterminée est admissible dans les deux cylindres de frein pour limiter le couple d-;'embardée. Ce résultat est obtenu en admettant dans ce cas une commande syn- chrone des distributeurs, limitée dans le temps. Il est ainsi possible d'éliminer la différence de pression dans les deux cylindres de frein par une commande synchrone des distri- buteurs 7 et-8, de commander une différence de pression maximale par une commande asynchrone des distributeurs 7 et 8, ou de commander une pression différentielle déterminée, selon le rapport des durées de commande synchrone/commande asynchrone. A titre d'exemple, il est possible avec un établissement pulsé et plat de la pression et une durée d'ouverture des distributeurs 7 et 8 de 10 ms par exemple, d'adopter un rapport de commande synchrone/ asynchrone de 4/6, le cylindre de frein ayant la pression la plus élevée ne pouvant alors présenter qu'une différence de pression déter- minée par rapport à la pression inférieure de l'autre cylindre de frein. Il est également concevable de faire varier la commande des distributeurs pendant l'opération de freinage réglé en fonction du temps ou de la vitesse du véhicule, par le rapport de la commande syn- chrone/asynchrone Au début du freinage ou à une vitesse élevée du véhicule, la commande synchrone du distributeur assure la limitation maximale du couple d'embardée, tandis qu'à la fin du freinage, une commande plus asynchrone permet un couple d'embardée plus grand. Cette mesure soulage notablement le conducteur dans la phase de début du freinage, généralement critique; vers la fin du freinage, la pression différentielle plus grande assure aussi un freinage plus important. Afin d'optimiser l'action temporelle de l'élévation et de la diminution de pression, une adaptation supplémentaire de l'étrangle- ment peut être effectuée à l'aide d'un étrangleur 51 dans la cana- lisation de freinage 41 ', comme le montre la figure 2. Des mesures supplémentaires peuvent alors être nécessaires en cas d'utilisation de simples maitres-cylindres de frein pour la régulation antiblocage Dans ces maîtres-cylindres simples et par suite économiques, une commande par reniflard assure de façon connue la liaison entre la chambre du piston et le réservoir en l'absence de freinage. De tels maitres-cylindres à commande par reniflard présentent le risque suivant: lors d'un freinage rapide, la manchette du pis- ton est refoulée dans l'alésage du reniflard par la contre-pression et risque ainsi d'être détériorée Des maîtres-cylindres à soupape de basculement sont donc préférables, car ils permettent d'obtenir des pressions de freinage élevés pour de très faibles courses du piston Les mesures supplémentaires suivantes sont possibles selon l'invention pour permettre néanmoins l'utilisation de maîtres- cylindres à commande par reniflard pour la régulation antiblocage. 1 Comme le montre la figure 2, un réservoir à pression 52, de faible volume (environ 2 à 5 cm), et dont la pression est inférieure à la pression de serrage des mâchoires de frein, est inséré dans la canalisation de freinage 41, entre le cylindre hydropneumatique 39 et le groupe d'appareils 5. Ce réservoir a pression 52 interdit le refoulement de la man- chette du piston dans le reniflard en cas de manoeuvre rapide du maltre-cylindre et par suite sa défaillance fonctionnelle. Le réservoir à pression 52 peut évidemment être intégré au groupe d'appareils 5. 2 Une autre possibilité pour protéger la manchette du piston contre les détériorations consiste à interdire le franchissement du reniflard par cette manchette lors du recul du piston, pendant la régulation antiblocage. Ce résultat est possible en insérant dans la canalisation de l'unité de commande de la pression de freinage, reliant le distri- buteur 3/2 6 à l'air extérieur, un clapet de non-retour 53 dont la pression de fermeture est inférieure à la pression de serrage des mâchoires de frein, comme le montre la figure 3 Dans le cas d'une régulation, une pression résiduelle demeure ainsi dans le cylindre hydropneumatique 39, qui permet certes le desserrage total du frein de roue, mais ne permet pas le franchissement du reniflard par la manchette du piston. Dans le cas du freinage normal, la purge totale du cylindre hydrcpneumatique s'effectue par contre par la soupape de frein. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1 Dispositif antiblocage pour les roues d'un véhicule avec régu- lation commune de la pression de freinage dans deux cylindres de frein au moins, comportant un distributeur 3/2 commun aux cylindres de frein et un distributeur 2/2 propre à chaque cylindre de frein, ainsi qu'un équipement de freinage hydropneumatique dans lequel le distributeur 3/2 est inséré dans une canalisation pneumatique reliant une soupape de frein à un cylindre hydropneumatique et les distributeurs 2/2 sont inséxélt dans une canalisation hydraulique de freinage reliant le cylindre hydropneumatique aux cylindres de frein, ledit dispositif étant caractérisé en ce que les distribu- teurs 2/2 ( 7, 8) sont commandés par pression; et le fluide de com- mande sous pression est dérivé sur une canalisation sous pression pendant le freinage (canalisation de commande 3). 2 Dispositif antiblocage selon revendication 1, caractérisé en ce que le distributeur 3/2 ( 6) et les deux distributeurs 2/2 ( 7, 8) sont des distributeurs principaux pilotés par des distributeurs de pilotage ( 17, 18, 19). 3 Dispositif antiblocage selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide sous pression piloté est le môme pour les trois distributeurs ( 6, 7, 8). 4 Dispositif antiblocage selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'obturateur de chaque distributeur 2/2 ( 7, 8) est une bille ( 32, 33); et chaque bille ( 32, 33) est actionnée de chaque côté par un poussoir ( 30, 31, 34, 35). Dispositif antiblocage selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par la réalisation des distributeurs 2/2 sous forme de distributeurs à tiroir. 6 Dispositif antiblocage selon une des revendications-4 ou 5, caractérisé par le branchement d'un réservoir à pression ( 52) sur la canalisation de freinage ( 41), entre le cylindre hydropneumatique ( 39) et le distributeur 2/2 ( 7). 7 Dispositif antiblocage selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fluide sous pression commandant les distributeurs ( 6, 7, 8) est de l'air comprimé; et le fluide sous pression commandé par les deux distributeurs 2/2 ( 7, 8) est hydrau- lique. 8 Dispositif-antiblocage selon revendication 7, caractérisé en ce que pendant la régulation antiblocage, une réduction de la pression de freinage est obtenue essentiellement par une baisse de pression dans le circuit d'air comprimé et une fonction de maintien dans le circuit hydraulique. 9 Dispositif antiblocage selon revendication 8, caractérisé en ce que pour une commande différente de la pression dans les deux cylindres de frein ( 43, 44), les deux distributeurs ( 7, 8) cadencent avec déphasage les phases d'établissement de la pression. Dispositif antiblocage selon revendication 9, caractérisé en ce que le déphasage de la phase d'établissement de la pression est variable en fonction du temps ou de la vitesse pendant le freinage réglé. 11 Dispositif antiblocage selon une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé par l'emploi d'un étrangleur ( 51) inséré dans la canalisation de freinage ( 41 ') pour optimiser l'action temporelle pendant l'augmentation ou la baisse de pression. 12 Dispositif antiblocage selon une quelconque des revendications 8 a 11, caractérisé par un clapet de non-retour ( 53) inséré dans la canalisation reliant le distributeur 3/2 ( 6) à l'atmosphère.