Brevet FR2519919A1 — publié le 19830722

La présente invention concerne un dispositif de régulation de force de freinage pour un essieu d'un véhicule équipé d'un système anti-blocage - notamment un véhicule automobile dont les freins de roues du ou des autres essieux sont réglés par au moins un canal de régulation propre -, à chaque roue dudit essieu étant associés un détecteur et deux circuits de freinage séparés comportant des cylindres de freinage pouvant être commandés séparément, et le premier circuit de freinage de chaque roue étant lui-même réglé par un canal de régulation respectif en fonction du comportement dynamique de la roue à régler. La fonction d'un système antiblocage dans des véhicules est d'assurer une stabilité de direction, une facilité de conduite et de courtes distances d'immobilisation, même lors d'un actionnement à fond de l'installation principale de freinage. Un système anti-blocage (ABS) se compose d'un ou plusieurs détecteurs servant à capter la condition de mouvement d'une ou plusieurs roues, d'un dispositif électronique de traitement et régulation et d'un ou plusieurs organes d'actionnement, l'expression "canal de régulation" définissant la partie du circuit électro- nique de traitement qui traite les signaux d'au moins un détecteur ainsi que l'organe d'actionnement, com- mandé par les composants précités à l'aide du circuit électronique de régulation associé et coopérant avec les valves d'admission et d'échappement correspondantes pour assurer la modulation de la pression de freinage dans la conduite de frein de la roue ou des roues dont la régulation doit être assurée par l'organe d'action- nement. En pratique, on a appliqué différentes ré- gulations A titre de système "techniquement intégra- lement efficace", on peut considérer, dans le cas d'un véhicule à quatre roues, un système anti-blocage dans lequel chaque roue individuelle est réglée par un canal de régulation propre (régulation individuelle = RI). L'avantage d'un système RI consiste en ce qu'on peut utiliser les coefficients de frottement physiquement disponibles entre un pneumatique et la route en tenant compte de la priorité au guidage latéral de façon optimale pour établir des ralentis- sements maximaux, c'est-à-dire les distances de frei- nage les plus courtes possibles Cependant le système RI présente des inconvénients lorsque les degrés'd'ad- hérence dés roues situées du côté gauche et du côté droit du véhicule sont différents Dans ce cas, la force de freinage maximale possible est à chaque fois établie par le système anti-blocage, ce qui provoque, dans les conditions indiquées, l'application d'un grandmoment d'embardée au véhicule Ce moment d'embardée doit être contrebalancé par des forces de braquage exercées sur les roues, ce qui conduit à l'application de trop grandes forces correctrices à la direction Ces corrections apportées à la direction sont également nécessaires dans le cas de véhicules ayant un départ nul ou négatif de l'axe de pivot de fusée, même si cela est associé à une diminution correspondante de la force à exercer. Dans le cadre des systèmes anti-blocage, on s'est rendu compte relativement tôt de ce qu'un système de régulation intégrale basé sur le large spec- tre-des situations de freinage possibles, ne corres- pond pas aux possibilités optimales Dans de nombreuses situations, il serait mieux approprié par exemple d'utiliser un système de régulation dans lequel, en vue d'améliorer la tenue de route, on n'utiliserait pas in- tégràlement les forces de freinage sur la "roue la mieux susceptible d'être freinée' Cela se produit dans un cas extrême avec ce qu'on appelle le système de "régulation faible sélective" (SLR) dans lequel les pressions de freinage exercées dans les cylindres de freins des roues d'un essieu sont toujours réglées à la même valeur, la grandeur absolue étant cependant déterminée par la roue qui dispose de la plus faible adhérence. Ce système SLR garantit évidemment l'aptitu- de du véhicule à être dirigé également sur des routes présentant de fortes différences d'adhérence à gauche et à droite (coefficient de répartition u) mais il nécessite cependant les plus longues distances d'immobilisation. Sur la base des connaissances décrites ci- dessus, on a mis en évidence, au cours de l'évolution des systèmes anti-blocage, notamment pour des véhi- cules utilitaires lourds, des solutions dans les- quelles, par utilisation d'un circuit logique de régu- lation spécial, il est possible d'atténuer le moment d'embardée (variable) qui est appliqué à un ou aux deux essieux d'un véhicule routier à deux essieux L'installation de régulation RI qui est pourvue de ce dispositif se situe par conséquent, en ce qui concerne les effets, entre le système de régula- tion RI et le système de régulation SLR et il est dénommé "régulation individuelle modifiée (MIR)". Dans des véhicules de tourisme de cons- truction classique on utilise de façon confirmée en pratique des systèmes anti-blocage avec circuit de régu- lation RI sur l'essieu avant et avec circuit de ré- gulation SLR sur l'essieu arrière Cependant, tous les véhicules routiers ne peuvent pas être freinés de façon contrôlée avec ce système dans toutes les condi- tions de marche. L'utilisation d'un système anti-blocage pourvu d'une telle logique de régulation spéciale ne peut pratiquement pas être envisagée de façon économique pour le nombre relativement petit de véhi- cul E pour lesquels il serait nécessaire. L'invention a en conséquence pour but de créer un système anti-blocage du type précité, à l'aide d'éléments de systèmes anti-blocage et de freins qui sont déjà produits en-nombres suffisants et d'ob- tenir ainsi, sans la conception et la fabrication d'une logique de régulation propre (dispositif élec- tronique de régulation) une atténuation efficace du moment d'embardée et par conséquent une régulation économique de la force de freinage conformément au principe MIR. Ce problème est résolu conformément à la présente invention en ce que le second circuit de freinage de chaque roue de l'essieu considéré est réglé par un canal de régulation commun qui est associé exclusivement aux roues de cet essieu en fonction d'un comportement physique desdites roues et/ou d'une autre grandeur physique de marche du véhicule. Avec un tel agencement, on obtient un com- portement MIR qui, en fonction de la conception, se rapproche d'un système RI ou d'un système SLR et peut être adapté d'une manière simple aux structures des différents types de véhicules. Selon d'autres particularités de l'invention a) une autre grandeur physique de marche est l'angle de braquage de la direction; b) d'autres grandeurs physiques de marche sont consti- tuées parla vitesse d'embardée et/ou l'accélération d'embardée; c) la pression maximale moyenne de freinage du premier circuit de freinage peut être commandée en fonction de la condition de charge du véhicule ou d'un essieu; d) la pression maximale moyenne de freinage du premier et/ou du second circuit de freinage peut être commandée en fonction de la grandeur de commande d'un dispositif de commande de force de freinage agissant automatique- ment en fonction de la charge; e) les forces maximales de freinage ou bien les dia- mètres des cylindres de frein du premier circuit de freinage sont égaux et ont des valeurs égales ou différentes de celles des forces maximales de frei- nage ou des diamètres des cylindres de frein, respec- tivement, du second circuit de freinage, qui sont elles aussi égales. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente un exemple de réalisation correspondant à un véhicule comportant deux essieux et deux roues par essieu, les freins de l'essieu avant étant réglés en double cir- cuit tandis que les freins de l'essieu arrière sont réglés en simple circuit. Par l'expression "circuit de freinage", il faut entendre dans ce cas le partie mécanique-hydraulique ou mécanique-pneumatique de l'installation de freinage s'étendant de la pédale de frein jusqu'au cylindre de frein d'une roue par l'intermédiaire d'un organe d'ac- tionnement. Les freins de roues ont été représentés, en vue d'une meilleure compréhension, sous la forme de freins à disque comportant des disques 1, 1 ' et des étriers 2, 2 ' Dans l'étrier de frein 2, il est prévu de chaque cÈté du véhicule des ensembles cylindres- pistons 3, 4 et 3 ', 4 ' correspondant aux freins de roues. La sollicitation en pression des cylindres de freins de roues 4, 4 ' est effectuée lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein 5, la force exercée par le pied étant amplifiée par un amplificateur de force de freinage 6 éventuellement prévu et étant appliquée au maltre cylindretandem 7; la pression hydraulique engendrée dans celui-ci est alors transmise, par l'intermédiaire du raccord 8, dans la conduite 9 jusqu'à la zone de dérivation 10 et de là, par les conduites 11 et 11 '; aux organes de manoeuvre des canaux de régulation 12, 12 ' Les éléments des canaux de régulation ont été respectivement représentés en un bloc divisé en deux parties, dans l'une de ces parties, devant se trouver le circuit électronique de traitement ainsi que le circuit électronique de régulation et dans l'autre partie l'organe d'actionne- ment La pression de freinage réglée en correspondance par les organes d'actionnement parvient par l'inter- médiaire des conduites 13, 13 ' dans les cylindres de freins de roues associés 4, 4 ' de façon à appliquer à ces endroits les garnitures de frein, non représentées, contre les disques de frein 1, 1 ' Le circuit de frei- nage décrit ci-dessus (associé à chaque roue de l'essieu avant) est désigné par la suite circuit A Le second circuit de freinage B aboutissant aux freins de roues avant pour les actionner se compose de la conduite 14, qui est reliée au-raccord 15 du mattre cylindre- tandem 7 et conduit, par l'intermédiaire de la zone de dérivation 16 et de la conduite 17 à un troisième canal de régulation 18 qui est nécessaire pour assurer la ré- gulation de l'essieu avant conformément au principe de l'invention Du fait que les pressions dans les cylin- dres de freinage de roues avant 3, 3 ' sont réglées confor- mément au principe SLR, une conduite commune 19, pla- cée en aval de l'organe d'actionnement du canal de ré- gulation 18, conduit à la zone de dérivation 20 et, à partir de là et par l'intermédiaire des conduites 21, 21 ', aux cylindres de freins de roues précités 3, 3 ', de façon à appliquer dans cette zone les éléments de friction, également non représentés, contre les disques de frein 1, 1 '. A partir de la zone de dérivation 16, une conduite 22 assure en outre la communication - le cas échéant par l'intermédiaire d'une valve additionnelle d'un dispositif automatique de commande de freinage en fonction de la charge (ALB) 23 et d'une conduite 24, avec le canal de régulation 25 qui assure dans l'exemple représenté la régulation des pressions d'actionnement des freins de roues 26, 26 ' de l'essieu arrière suivant le principe SLR Ainsi la pression de freinage engendrée par l'appareil de freinage 5, 6 et 7 parvient par l'intermédiaire du raccord 15 et des conduites 14, 22, 24 et 126 à la zone de dérivation 27 et ensuite, par l'intermé- diaire des conduites 28, 28 ', aux cylindres 29, 29 ' des freins des roues arrière Le circuit de frei- nage décrit dans l'exemple considéré sera appelé dans la suite "circuit de freinage C". Une autre caractéristique de la régulation de force de freinage décrite consiste en ce que les cylindres de freins de roues 3, 3 ' ont le même diamètre, mais ils peuvent avoir cependant un diamètre différent de celui des cylindres de freins de roues 4 et 4 ', ces derniers ayant eux aussi l'un et l'autre le même dia- mètre Dans l'installation décrite, on utilise trois détecteurs, à savoir les détecteurs 30 et 30 ' pour les roues de l'essieu-avant et le détecteur 31 pour l'essieu arrière, ce détecteur captant par exemple ses informa- tions sur l'arbre de transmission 32. Pour réaliser ce système anti-blocage, il est par conséquent nécessaire de prévoir quatre canaux de régulation qui traitent cependant les signaux provenant seulement de trois détecteurs. Lors d'un freinage sur-des routes ayant des coefficients d'adhérence homogènes sur le côté gauche et sur le côté droit du véhicule, l'installa- tion décrite ci-dessus secomporte pratiquement de la môme façon que des installations de freinage opérant suivant le principe RI ou MIR ou bien égale- ment, avec certaines limitations, comme une instal- lation de freinage SLR Lors d'un freinage sur des routes ayant des coefficients d'adhérence très dif- férents pour les roues situées du côté gauche et du côté droit du véhicule, il se déroule par contre le processus suivant: en admettant que le conducteur aug- mente constamment la force exercée par son pied sur la pédale 5 et en supposant que la pression de freinage exercée dans les circuits de freinage A, B et C augmente également constamment, le coefficient de frottement critique entre le pneumatique et la route est initialement dépassé sur un côté du véhicule, en fonction de la plus faible adhérence, et en consé- quence la régulation commence En admettant que le conducteur continue à augmenter la pression de freinage, la pression de freinage dans le circuit de freinage B est maintenue constante en moyenne par des actions ap- propriées de régulation se déroulant dans le canal de régulation 18 Dans l'hypothèse o la roue ayant ten- dance initialement à se bloquer est celle qui est re- liée au disque de frein 1, la pression de freinage dans le cylindre deroue 4 est également maintenue constante par des actions appropriées de régulation dans le canal de régulation 12 L'augmentation de pression de freinage peut, comme décrit ci-dessus, avoir maintenant une influence seulement sur le cylindre de frein 4 ' (dans le circuit de freinage A) de sorte que, à partir du moment ot, sur l'un des côtés de l'essieu avant du véhicule, la roue passe dans la condition de régulation de freinage, seul est disponible de l'autre côté du véhicule, pour la génération d'une force additionnelle de freinage lors d'un actionnement ainsi accentué de la pédale de frein, le piston de cylindre de frein 4 ' car dans les conditions décrites il ne peut se produire aucune augmentation de la pression de freinage dans le cylindre de frein 3 '. Par ce moyen, on est assuré de ce que, par rapport à une installation de freinage dont la régu- lation est effectuée suivant le principe Ri, les roues de l'essieu précité ne soient plus sollicitées dans un cas extrême par la force maximale de freinage établie pour chaque roue, agissant comme une force différentielle de freinage mais seulement par la fraction de force correspondant au rapport de la sur- face du piston de freinage correspondant (par exemple 4 ') à la somme des surfaces-des deux pistons 3 ' et 4 '. L'installation de freinage conforme à l'in- vention se comporte par conséquent, pour des diffé- rences d'adhérence à gauche et à droite qui peuvent être encore précisément contrôlées par le conducteur, comme une installation de freinage RI permettant d'éta- blir de courtes distances de freinage Cependant lors- que les différences d'adhérence augmentent de telle sorte qu'une installation de freinage RI enclencherait des actions de freinage qui ne seraient plus contrôla- bles, la différence entre les forces de freinage s'e- xerçant sur les roues de l'essieu avant est limitée de telle sorte que, même dans le cas de différences d'adhé- rence extrêmement défavorables entre la gauche et la droite, il ne puisse se produire une manoeuvre incon- trôlable des freins. On peut également évidemment envisager de prévoir sur l'essieu arrière de ce véhicule des freins de roues pouvant être commandés par double circuit, auquel cas il faut alors prévoir sur cet essieu également trois canaux de régulation. Pour obtenir l'effet désiré d'atténuation du moment de giration également dans la condition à vide, il est prévu dans la conduite 9 du circuit de freinage A un organe de commande de pression 34 qui modifie la pression de freinage en fonction de la condition de charge du véhicule Ainsi par exemple dans le cas o le véhicule est à vide, il intervient dans le circuit de freinage A une pression initiale qui est affaiblie en correspondance par rapport à celle du cir- cuit de freinage B et il en résulte que la différence maximale possible entre les forces de freinage s'exer- çant sur l'essieu avant du véhicule à vide est plus faible Ainsi dans ce cas également il est encore possible de bien contrôler le freinage du véhicule en correspondance avec le coefficient de répartition È La pression de freinage s'exerçant dans l'organe de commande de pression 34 peut cependant être également commandée indépendamment de la différence entre les pressions de freinage s'exerçant dans les cylindres de freins de roues 4, 4 ', ce qui n'a cepen- dant pas été représenté sur le dessin Il en résulte qu'une différence déterminée entre les pressions de freinage ne peut pas être dépassée. Enfin il est également possible d'établir une grandeur de commande de l'organe de commande de pression 34 à partir de la combinaison de la condition de charge, de la différence de pression de freinage et d'autres grandeurs physiques de marche, comme par exemple l'angle de braquage de la direction, la vitesse d'embardée, l'accélération d'embardée, etc. -251991 ' L'invention est également applicable à des véhicules à trois roues, par exemple dans le cas o une seule roue comportant un frein à double circuit est installée sur l'essieu avant A la place du comportement de l'autre roue du même essieu, on fait alors intervenir par exemple le comportement de l'une ou bien des deux roues arrière. REVENDICATIONS l Dispositif de régulation de force de freinage pour un essieu d'un véhicule équipé d'un système anti-blocage notamment un véhicule auto- mobile dont les freins de roues du ou des autres essieux sont réglés par au moins un canal de régulation propre - A chaque roue dudit essieu étant associés un détecteur et deux circuits de freinage séparés-comportant des cylindres de freinage pouvant être commandés séparé- ment, et le premier circuit de freinage de chaque roue étant lui-même réglé par un canal de régulation respec- tif en fonction du comportement dynamique de la roue a régler, caractérisé en ce que le second circuit de freinage (B) de chaque roue (l, 1 ') dudit essieu est réglé par un canal de régulation commun d'une autre grandeur physique de marche du véhicule. 2 Dispositif de régulation de force de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une autre grandeur physique de marche est l'angle de braquage de la direction. -3 Dispositif de régulation de force de frei- nage selon la revendication 1, caractérisé en ce que d'autres grandeurs physiques de marché sont constituées par la vitesse d'embardée et/ou l'accélération d'embar- dée. 4 Dispositif de régulation de force de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression maximale moyenne de freinage du premier circuit de freinage (A) peut être commandée en fonction de la condition de charge du véhicule ou d'un essieu. Dispositif de régulation de force de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pression maximale moyenne de freinage du premier et/ou du second circuit de freinage (A, D) peut être commandée en fonction de la grandeur de commande d'un dispositif de commande de force de freinage ( 23) agis- sant automatiquement en fonction de la charge. 6 Dispositif de régulation de force de freinage selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que les forces maximales de freinage ou bien les diamètres des cylindres de frein ( 4, 4 ') du premier circuit de freinage (A) sont égaux et ont des valeurs égales ou différentes de celles des forces maximales de freinage ou des diamètres des cylindres de frein ( 3, 3 '), respectivement, du second circuit de freinage (B), qui sont elles aussi égales.