Brevet FR2543500A1 — publié le 19841005

L'invention part d'un procédé pour répartir les efforts de freinage sur l'essieu avant et l'essieu arrière de véhicules automobiles avec ou sans réglage automatique de l'effort de freinage en fonction de la charge (appelé ci-après FAC pour Freinage Automatique Charge), ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre-de ce procédé. Il est généralement connu que les automobiles dont les roues avant sont bloquées par suite d'un freinage ne sont certes plus dirigeables mais conservent au moins leur mouvement en ligne droite, si la chaussée est régulière, à la différence d'une automobile dont les roues arrière bloquent en premier. On s'efforce par conséquent, par certains procédés de réglage, par exemple par un réglage automatique de l'effort de freinage en fonction de la charge du véhicule (FAC), de répartir les efforts de freinage sur les essieux du véhicule de manière que, quel que soit l'état de charge, un freinage excessif ou surfreinage (partiel) se produise toujours sur l'essieu avant d'abord; c'est en tout cas ce que l'on s'efforce d'obtenir et ce qui est également connu déjà, par exemple par la Directive de la Communauté Européenne EGRR ( 71/320/E 4 G) et ses suppléments. Cependant, quels que soient les points de vue selon lesquels les efforts de freinage sont répartis sur les essieux, il y a toujours un freinage simultané sur l'essieu avant et sur l'essieu arrière, bien qu'il soit plus ou moins intense sur l'essieu arrière sous l'influence du FAC suivant l'état de charge momentané du véhicule Cette répartition connue des efforts de freinage n'est cependant pas en mesure d'éviter l'usure beaucoup plus forte qui est souvent constatée des freins de l'essieu arrière Comme des expérimentations l'ont démontré, cela provient de ce que la majorité des freinages se font sous une très basse pression de freinage et que, dans cette plage de basse pression, l'inclinaison éventuellement plus forte en direction de l'essieu avant de la courbe de répartition des efforts de freinage (qui est habituellement une droite) n'a que peu d'effet, de sorte qu'il se produit quand même un surfreinage de l'essieu arrière Les réglages 2 2543500 ou régulations employés jusqu'à présent peuvent devenir particuliè- rement critiques lorsque l'adhérence entre les pneumatiques et la route est très faible, par exemple sur des chaussées glissantes en hiver, lesquelles exigent déjà une conduite prudente avec des débuts de freinage très en douceur C'est donc précisément sous de telles conditions qu'un véhicule peut déraper au freinage, qu'il soit dépourvu d'un FAC ou malgré la présence d'un tel réglage en fonction de la charge Il va de soi que ce qui vient d'être dit ne s'applique qu'au cas o le véhicule n'est pas équipé d'un système antiblocage, dont on sait qu'il évite quoi qu'il arrive le blocage des roues par suite d'un freinage. L'invention vise notamment à éviter les problèmes décrits ci-dessus. Selon l'invention, un procédé comme indiqué au début est caractérisé en ce que, dans la plage inférieure de la pression de freinage (domaine des taux de freinage faibles et très faibles), on réduit ou on ramène à zéro l'effort de freinage de l'essieu arrière parla retenuede la pression de freinage envoyée, dans le sens d'un décalage exactement ou approximativement parallèle de la courbe de répartition des efforts de freinage dans le diagramme d'efforts de freinage, de telle manière que, dans la plage inférieure de la pression de freinage, l'essieu avant atteint en premier la tendance au blocage, tout en maintenant la participation adéquate de l'essieu arrière au freinage sous des pressions de freinage hautes et très hautes. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé, la courbe de répartition des efforts de freinage, décalée de l'origine du diagramme d'efforts de freinage, commencea une pression de point de brisure pour l'essieu avant, avec une inclinaison déterminée par le comportement de réglage en fonction de la charge du FAC. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par la prévision de moyens de retenue de la pression de freinage pour la région de l'essieu arrière, qui agissent à des pressions de freinage basses ou très basses. Comparativement à l'état de la technique, le procédé et le dispositif selon l'invention ont l'avantage d'assurer, également pour les petits freinages qui sont beaucoup plus fréquents que les freinages intenses, que l'essieu avant bloque en premier, avec une très grande probabilité, de sorte que la stabilité directionnelle est garantie dans le cas d'un freinage adapté aux circonstances; ceci s'applique en particulier à des chaussées glissantes et à une conduite prudente. La retenue de l'action de freinage sur l'essieu arrière en faveur de l'essieu avant, combinée avec une réduction correspon- dante, obtenues par un décalage parallèlement à elle-même de la courbe de répartition des efforts de freinage dans le diagramme d'efforts de freinage, améliore par conséquent_ le comportement de freinage sous des valeurs faibles de la pression de freinage et empoche en même temps que l'essieu arrière ne soit tropfortement sous-freiné (freiné de façon insuffisante) au cas o un brusque ralentissement important est nécessaire, que le véhicule soit vide ou pleinement chargé. Les moyens nécessaires pour la mise en oeuvre de l'inven- tion sont peu importants quant à la construction et demandent le cas échéant seulement l'emploi de ressorts de compression renforcés dans le cylindre de frein de l'essieu arrière, ou la disposition de ressorts supplémentaires ou d'une vanne supplémentaire dans le circuit de frein de l'essieu arrière; l'application de l'invention est par conséquent très peu coûteuse. Un autre avantage est qu'une avance du comportement de freinage de l'essieu arrière prévue pour d'autres motifs dans le robinet de frein de service est compenséepar la retenue de pression selon l'invention, de sorte que l'essieu avant et l'essieu arrière peuvent alors réagir en tout cas à la même pression Comme il n'est donc pas nécessaire d'intervenir dans le mode opératoire du robinet de frein de service, il n'y a pas de conséquences nuisibles pour le comportement dans le temps d'une commande de remorque éventuelle Ainsi, bien que l'application de l'invention assure le maintien de l'avance désirée dans le circuit de frein de l'essieu arrière, en vue de la réaction rapide du robinet de commande de remorque, elle empêche l'action de cette avance sur le freinage effectif de l'essieu arrière du véhicule tracteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est un diagramme classique pour la répartition des efforts de freinage; les figures 2 et 3 sont des diagrammes correspondantsde répartition d'efforts de freinage en cas d'application de l'invention pour un véhicule chargé et un véhicule vide; et les figures 4 et 5 montrent des modes de réalisation pratique possibles de la retenue du freinage de l'essieu arrière selon l'invention. La figure l montre un diagramme de répartition d'efforts de freinage, sur lequel on peut voir l'ordre de blocage installé (fixé par la conception et/ou le réglage de l'installation de freinage), l'essieu avant bloquant en premier Dans ce diagramme, les efforts de freinage rapportés au poids du véhicule pour l'essieu avant Bv/G et pour l'essieu arrière Bh/G sont indiqués en abscisses respectivement en ordonnées Les lignes reliant des valeurs égales en abscisse et en ordonnée correspondent à des répartitions d'efforts de freinage avec des taux de freinage réalisables égaux, le taux de freinage Z du véhicule étant défini par la formule suivante Bv Bh z c + -7 G Le long de la courbe P (idéalisée), les efforts de freinage sont répartis de telle manière sur les essieux, dans un exemple de réalisation pratique, que les deux essieux participent de manière égale à l'exploitation de l'adhérence L'essieu avant est surfreiné au-dessous de la courbe P et l'essieu arrière est surfreiné au- dessus de cette courbe Le diagramme indique en plus, par les courbes limites Gl et G 2, les limites admissibles selon les directives communautaires. Une répartition d'efforts de freinage qui suit la droite I et est installée dans un véhicule automobile s'oriente suivant l'allure de la courbe P; si le véhicule est équipé d'un FAC, les courbes P, GI et G 2 ont des positions différentes suivant la charge du véhicule La répartition installéedes efforts de freinage suivant la courbe (droite) I est influencée de façon connue par le FAC Il va cependant de soi que le concept de base de l'inven- tion est applicable aussi aux véhicules qui ne sont pas équipés d'un réglage automatique de l'effort de freinage en fonction de la charge du véhicule (FAC) puisque les avantages apportés par l'invention, qui consistent en ce que le surfreinage de l'essieu arrière est évité, en particulier sur chaussées glissantes et dans le cas de petits freinages, sont obtenus aussi lorsque le véhicule n'est pas muni d'un FAC. Le régulateur FAC modifie de façon connue la courbe I de répartition des efforts de freinage sur l'essieu avant et l'essieu arrière en changeant l'inclinaison de cette courbe dans le diagramme d'efforts de freinage dans l'un ou l'autre sens indiqué par la double flèche A La pression pour l'essieu arrière peut être limitée dans la plage de pression supérieure, ce qui conduit à une meilleure égalisation à la courbe P dans le domaine supérieur des taux de freinage Certes, pour conserver au freinage la stabilité directionnelle du véhicule, une marge de sécurité est prévue dans la répartition installée des efforts de freinage afin d'obtenir un surfreinage sur l'essieu avant-; cependant, comme cela ne permet pas de résoudre le problème lors de freinages sous très basse pression, l'invention emprunte une autre voie, qui consiste essentiellement à conférer à la répartition d'efforts de freinage installée un décalage parallèle plus ou moins exact, ou seulement approximatif le cas échéant, en ce sens, comme lemontrentfigures 2 ét 3, que la courbe I devient la courbe Il selon l'invention,avec le résultat que, en raison de la nette formation d'une brisure aux basses et aux très basses pressions de freinage sur l'essieu arrière, on obtient une retenue de pression qui a pour effet que, pour commencer du moins, les cylindres de frein de l'essieu arrière ne reçoivent pas de pression ou pas de pression notable, ou reçoivent une pression qui ne devient pas effective, de sorte qu'une action de freinage sur l'essieu arrière n'est pas possible (figures 2 et 3). Le but de l'invention est naturellement atteint également lorsque le décalage parallèle mentionné s'effectue avec de faibles écarts angulaires. Les diagrammes de figures 2 et 3 montrent en traits mixtes la courbe I de la répartition des efforts de freinage installée pour les exemples d'un véhicule chargé et d'un véhicule vide et ils montrent par la courbe I 2 une répartition installée possible obtenue par une inclinaison beaucoup plus forte par rapport à l'axe des ordonnées, ce qui a pour effet que l'essieu avant devient fortement préférentiel dans la répartition des efforts de freinage, tout au moins dans la région des pressions de freinage moyennes et hautes Il ressort toutefois clairement de la représentation de figure 2 que, même en prévoyant un très important changement d'inclinaison de la courbe I 2 par rapport à la répartition initiale selon la courbe I, cette inclinaison ne peut pratiquement pas produire d'effets aux basses et très basses pressions de freinage, qui sont celles appliquées en majorité; l'action de freinage de l'essieu arrière est effectivement à peine réduite pour les valeurs en ordonnée correspondant aux très basses pressions de freinage. En revanche, la solution selon l'invention a à cet égard une influence considérable Pour les très faibles freinages, elle ramène pour commencer les actions de freinage sur l'essieu arrière complètement à zéro, jusqu'à une valeur de pression préfixée sur l'essieu avant, permet ensuite une augmentation progressive de l'action de freinage sur l'essieu arrière et possède le grand avantage que, d'un autre côté, dans le cas de freinages plus forts, grâce à la répartition installée des efforts de freinage suivant la courbe Il, l'essieu arrière participe beaucoup plus et de manière plus réaliste au freinage que ne le permettrait une répartition à forte inclinaison selon la courbe 12 ' La solution selon l'invention est par conséquent bien plus efficace et en outre adaptée de façon optimale aux conditions de circulation routière réelles dans la répartition effectivement obtenue des efforts de freinage sur l'essieu avant et l'essieu arrière, tant pour les freinages sous très basse pression que pour des freinages sous pression moyenne ou haute. L'allure réalisée par l'invention de la répartition des efforts de freinage suivant la courbe I évite que la cisaille entre I et I ne s'ouvre dangereusement aux pressions de freinage plus élevées précisément et que l'essieu arrière ne participe moins au freinage qu'il ne le faudrait, surtout dans des cas d'urgence par exemple, tout en évitant de façon efficace un surfreinage également dangereux de l'essieu arrière dans le cas de freinages sous basse et très basse pression. Le concept de base de l'invention, correspondant à une retenue initiale de la pression au début de-la commande des freins de l'essieu arrière, peut être réalisé, comme la figure 4 le montre seulement de façon très schématique, par l'incorporation d'une vanne d'arrêt supplémentaire 10 dans le circuit de frein de l'essieu arrière HAK; dans cet exemple, la vanne d'arrêt 10 est installée, en amont de l'appareil FAC désigné par 11, dans la conduite pour la transmission de la pression de freinage depuis le robinet de frein de service 15 à la zone de l'essieu arrière La vanne d'arrêt 10 est seulement ouverte lorsque sa pression d'entrée dépasse une valeur préfixée Un cylindre de frein de l'essieu arrière, représenté Schématiquement, est désigné par 12 L'installation de freinage qui est seulement représentée très schématiquement sur la figure 4 comporte en outre des accumulateurs de pression 13 et un cylindre de frein 14 de l'essieu avant Lorsque le véhicule est équipé d'un appareil FAC, il peut s'avérer avantageux, en cas d'installation de la vanne 10 supplémentaire entre l'appareil FAC et le cylcindre de frein 12 de l'essieu arrière, de relever le point de transmission, c'est-à-dire le début des réductions de pression pour la zone de l'essieu arrière par l'appareil FAC, afin de contrer ainsi l'influence d'une dépendance de la charge sur la fonction selon l'invention. La vanne supplémentaire est conçue, quant à son fonctionnement, pour qu'elle s'ouvre seulement en cas d'application d'une pression limite qui correspond à la pression (point) de brisure marquée par X respectivement X' dans les diagrammes de figures 2 et 3 e Ce n'est qu'après le dépassement de cette pression de brisure ou d'arrêt que la pression de freinage envoyée par le robinet de frein de service est transmise à l'essieu arrière, ce qui correspond à la retenue désirée de la pression pour l'essieu arrière. Un autre mode de mise en oeuvre possible consiste à prévoir des ressorts de compression renforcés pour les cylindres de frein de l'essieu arrière 12, de manière qu'une action de freinage sur l'essieu arrière ne commence que lorsque la pression de freinage envoyée par le robinet de frein de service 15 atteint une valeur de brisure X, XI préfixée L'emploi de ressorts renforcés est une mesure très peu coûteuse, elle agit également dans le sens d'une retenue de la pression et d'un décalage parallèle de la courbe de répartition installée des efforts de freinage et elle peut également être combinée de façon avantageuse avec un relevage du point de transmission du FAC Un troisième et dernier exemple de mise en oeuvre, qui est également remarquable par son faible coût, consiste, en cas de présence d'un robinet relais 16 (figure 5) prévu à la suite de l'appareil FAC ou incorporé dans celui-ci, à incorporer un ressort 17 supplémentaire pour assurer ainsi la retenue désirée de la pression La précontrainte de ce ressort est telle que le robinet relais ne s'ouvre que lorsque la pression de brisure selon les diagrammes des figures 2 et 3 est atteinte. L'application de l'invention est également avantageuse lorsque le robinet de frein de service du véhicule est conçu pour produire une avance dans le circuit de frein de l'essieu arrière en vue de l'entrée en action rapide d'un robinet de commande de remorque Grâce aux mesures de retenue de la pression selon l'inven- tion, cette avance n'agit pas sur les freins de l'essieu arrière du véhicule tracteur. L'invention permet de réduire l'effort de freinage sur l'essieu arrière, ou de la ramener à zéro, en faveur de l'essieu avant, de manière qu'on obtienne un comportement stable au freinage dans le cas de freinages sous basse ou très basse pression, comme ils sont produits de façon particulièrement fréquente lorsque les taux d'adhérence des pneumatiques à la chaussée sont faibles, sans pour autant provoquer un sous-freinage excessif, c'est-à-dire une participation trop faible de l'essieu arrière lorsque des freinages plus forts sont nécessaires. REVENDICATIONS 1 Procédé pour répartir les efforts de freinage sur l'essieu avant et l'essieu arrière de véhicules automobiles avec ou sans réglage automatique de l'effort de freinage en fonction de la charge (FAC), caractérisé en ce que, dans la plage inférieure de la pression de freinage (domaine des taux de freinage faibles et très faibles), on réduit ou on ramène à zéro l'effort de freinage de l'essieu arrière par la retenue de la pression de freinage envoyée, dans le sens d'un décalage exactement ou approximativement parallèle de la courbe de répartition des efforts de freinage (I t I 1) dans le diagramme d'efforts de freinage, de telle manière que, dans la plage inférieure de la pression de freinage, l'essieu avant atteint en premier la tendance au blocage, tout en maintenant la participation adéquate de l'essieu arrière au freinage sous des pressions de freinage hautes et très hautes. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe de répartition des efforts de freinage (IT), décalée de l'origine du diagramme d'efforts de freinage, commence, à une pression de point de brisure (x, x') pour l'essieu avant, avec une inclinaison déterminée par le comportement de réglage en fonction de la charge du FAC. 3 Dispositif de répartition des efforts de freinage sur l'essieu avant et l'essieu arrière de véhicules automobiles avec ou sans réglage automatique de l'effort de freinage en fonction de la charge (FAC), pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de retenue de la pression de freinage pour la région de l'essieu arrière, qui agissent à des pressions de freinage basses ou très basses. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour la retenue de la pression de freinage pour la région de l'essieu arrière, une vanne d'arrêt ( 10), qui est seulement ouverte en cas de dépassement d'une pression préfixée, est installée dans la conduite pour la transmission de la pression de freinage du robinet de frein de service ( 15) à la région de l'essieu arrière. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vanne d'arrêt est disposée,dans le circuit de frein de l'essieu arrière, en amont de l'appareil ( 11) pour le réglage automatique de l'effort de freinage en fonction de la charge. 6 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que des ressorts de compression renforcés sont disposés dans le cylindre de frein ( 12) de l'essieu arrière, l'agencement étant tel qu'une action de freinage de l'essieu arrière commence seulement lorsque la pression de freinage envoyée par le robinet de frein de service ( 15) atteint une valeur préfixée (x, x') de pression de brisure. 7 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'appareil ( 11) pour le réglage automatique de l'effort de freinage en fonction de la charge est suivi par ou contient, dans la conduite de frein, un robinet relais qui comporte un ressort supplémentaire ( 17) qui permet seulement la transmission à l'essieu arrière de la pression de freinage envoyée par le robinet de frein de service lorsque la pression envoyée dépasse une valeur de point de brisure préfixée. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les moyens prévus pour la retenue de la pression de freinage sont utilisés en outre pour relever le point de transmission (début de la réduction de pression) pour le réglage automatique de l'effort de freinage-en fonction de la charge.