Brevet FR2538329A1 — publié le 19840629

L'invention concerne-un système de freinagehydraulique à deux circuits, avec régulation du glissement de freinage, notamment pour véhicule automobile, ce système comportant plusieurs capteurs évaluant le comportement en rotation des roues, et plusieurs électro- valves aptes à être commandées par des moyens électroniques de contra- le du glissement de freinage, et dans lequel des freins de roues rac- cordés aux circuits de freinage peuvent être, d'une part, mis sous pression par un maître-cylindre en tandem et, d'autre part, alimentés au moyen d'une source de pression auxiliaire constituée par une pompe à fluide à laquelle est attelé un moteur électrique et par un accumu- lateur de pression. Un système de freinage hydraulique ayant les caractéristiques précitées est connu par l'ouvrage en langue allemande intitulé "Bosch- Technische Beritche", volume 7, n C 2, page 87, figure 39 Ce système de freinage connu comporte un maître-cylindre en tandem, et une première chambre de travail de ce ma Ttre-cylindre est, via une électrovalve à trois positions, en communication commune avec les cylindres des freins des roues de l'essieu arrière d'un véhicule automobile Une deuxième chambre de travail du maître-cylindre en tandem est, d'une part, en communication avec un premier cylindre de frein d'une roue de l'essieu avant du véhicule, via une électrovalve, et est, d'autre part, reliée au deuxième cylindre de frein de roue de l'essieu avant du véhicule par une autre électrovalve à trois positions Dans la position de re- pos des électrovalves, les communications entre les chambres de tra- vail du maître-cylindre et les cylindres des freins des roues sont libres, de sorte que la pression hydraulique dans les cylindres des freins des roues correspond sensiblement aux pressions dans les cham- bres de travail du maître-cylindre en tandem. Si des moyens électroniques de contr 8 le du glissement de freinage décèlent l'existence d'une valeur de glissement critique sur l'une des roues du véhicule, l'électrovalve affectée à cette roue est mise à une position médiane, dans laquelle la communication entre la chambre de travail du ma tre-cylindre en tandem et le cylindre de frein de roue correspondant est interrompue La pression hydraulique dans le cylindre du frein qui a provoqué la valeur de glissement critique est alors maintenue constante Si ce maintien à une valeur constante ne suffit pas pour faire apparaître une certaine valeur de réaccélération de la roue correspondante, l'électrovalve concernée passe alors à une troisième position dans laquelle du fluide de pres- sion est prélevé au frein, de sorte que la pression de freinage chute et que la roue est plus fortement incitée à réaccélérer - Le système de freinage connu présente en outre un groupe de pompage, entraîné par un moteur électrique, qui dispose de deux cir- cuits séparés l'un de l'autre et qui, lorsqu'une valeur de glissement de freinage critique est atteinte sur au moins une roue du véhicule, est mis en marche au moyen d'un moteur électrique Un premier circuit du groupe de pompage est relié à la première chambre de travail du maître-cylindre en tandem, tandis que le deuxième circuit du groupe de pompage refoule du fluide de pression vers l'autre chambre de tra- vail du maître-cylindre en tandem. Par conséquent, s'il a fallu s'écarter d'un état de risque de blocage d'une roue du véhicule en recourant à une chute de pres- sion appropriée, l'électrovalve affectée à cette roue passe, après franchissement de la position médiane, à la position de repos, et le volume nécessaire pour une remontée de la pression est fourni par le groupe de pompage. Le groupe de pompage tire du fluide de plusieurs accumula- teurs de pression qui, par ailleurs, ont un volume limité En cas de rupture de l'une des conduites de pression du système de freinage, la réserve de fluide de-l'accumulateur de pression est épuisée en un temps relativement court, de sorte que le groupe de pompage est lui aussi défaillant après un temps d'une brièveté correspondante, par manque de fluide de pression c 8 té aspiration. La présente invention a pour but de réaliser un système de freinage hydraulique à deux circuits ayant les caractéristiques in- diquées au début, de façon telle qu'en cas de défaillance d'un cir- cuit de freinage, l'amenée de fluide de pression au circuit de frei- nage endommagé soit certes empêchée, mais que, par ailleurs, l'envoi de fluide de pression au circuit de freinage intact, par le groupe de pompage, soit néanmoins assuré. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que chaque chambre de travail du maître-cylindre en tandem est en communication avec une valve de freinage, par le fait que cette valve de freinage est capable d'engendrer une pression dynamique qui, lors du freinage, est amenée, par manoeuvre de valves d'admission, aux freins des roues, et par le fait que lesdites valves d'admission sont aptes à être com- mandées, en plus, par un commutateur de signalisation de différence de pression raccordé aux chambres de travail du maître-cylindre en tandem. Tant que les circuits de freinage raccordés au maître-cylindre en tan- dem sont intacts et présentent donc approximativement la même pression, le commutateur de signalisation de-différence de pression reste à une position dans laquelle les valves d'admission peuvent être commandées directement par des moyens électroniques de contrôle du glissement de freinage Alors, lors de l'actionnement des freins, une pression hydrau- lique proportionnelle à la force d'actionnement exercée sur la pédale de frein est modulée au moyen d'une valve de freinage En outre, lors de l'actionnement des freins, les valves d'admission sont manoeuvrées de façon que la pression dynamique produite par la valve de freinage par- vienne aux freins des roues En cas de rupture dans l'un des circuits de freinage raccordés au maître-cylindre, le commutateur de signalisa- tion de différence de pression est amené à une position dans laquelle un contact indicateur appartenant à ce commutateur est ouvert et l'ame- née de fluide à la valve d'admission du circuit défectueux est inter- rompue La position de la valve d'admission affectée au circuit de frei- nage intact reste non-influencée par cette manoeuvre de valve, de sorte que la régulation peut continuer dans le circuit de freinage intact sans que le volume de fluide fourni par la valve de freinage s'épuise via la valve d'admission du circuit de freinage défaillant Ainsi, du fait du commutateur de signalisation de différence de pression, c'est à chaque fois la valve d'admission associée à une chambre de-travail du maftre- cylindre en tandem ayant une plus faible pression hydraulique qui est mise à la position de repos La différence de pression admissible dans les chambres du maître-cylindre est alors réglable par une conception ap propriée du commutateur de signalisation de différence de pression. On parvient à une avantageuse forme de réalisation du système de freinage à deux circuits selon l'invention si un piston du com- mutateur de signalisation de différence de pression peut, par une pression hydraulique dans l'une des chambres du maître-cylindre en tandem, être amené à une position axiale dans laquelle les contacts de signalisation ne sont pas actionnés Il est alors opportun qu'une plus petite surface active du piston du commutateur de signalisation de différence de pression soit en communication avec une autre cham- bre de travail du maître-cylindre en tandem. Il est en outre avantageux que les freins affectés à un même circuit de freinage soient en communication avec une conduite de re- tour, via des valves à deux voies et deux positions, normalement fermées, chaque conduite de retour débouchant dans une chambre séparée d'un réservoir d'alimentation et retour Le réservoir d'alimentation et de retour dispose alors d'une troisième chambre reliée au c 6 té aspira- tion de la pompe à fluide Une telle forme de réalisation conduit à disposer, côté aspiration de la pompe à fluide, d'une réserve de flui- de suffisante même si l'un des circuits de freinage raccordés au maître- cylindre en tandem présente une perte de fluide On peut parvenir à une conception structurellement simplifiée du réservoir d'alimentation et. de retour si l'on agence dans celui-ci des cloisons autorisant, par déversement par-dessus elles, un remplissage de la troisième chambre en cas de dépassement du niveau de remplissage maximal dans la pre- mière et/ou la deuxième chambre. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention, il est prévu, sur le commutateur de signalisation de diffé- rence de pression, deux contacts normalement fermés qui sont agencés sur des communications entre des moyens électroniques de contrôle du glissement de freinage et les organes électromagnétiques d'actionne- ment des valves d'admission En principe, on pourrait aussi utiliser, sur le commutateur de signalisation de différence de pression, des contacts normalement ouverts. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure unique du dessin annexé qui représente le schéma d'un système de freinage hydraulique selon l'invention. Sur le dessin, la référence 1 désigne un amplificateur de force de freinage opérant par dépression, actionnable par une pé- dale de frein 2 L'amplificateur de force de freinage 1 est suivi d'un ma tre-cylindre en tandem 3 qui comporte deux raccords de carter 4 et 5 Par des conduites de fluide 6 et 7, un réservoir d'alimentation et retour, exempt de pression, est raccordé au maître-cylindre en tandem Ce réservoir 8 est subdivisé en trois chambres 11, 12 et 13 par des cloisons 9 et 10. Aux raccords 4 et 5 du carter du maître-cylindre en tandem sont raccordées des conduites de pression 14 et 15 qui vont à une valve de freinage 16 Partant de la chambre médiane 12 du réservoir sans pression 8, une conduite de fluide 17 va au cote aspiration 18 d'une pompe de fluide de pression 20 à laquelle est attelé un moteur is électrique 19 L'entraînement à moteur électrique 19 de la pompe 20 est commandé par un dispositif de mesure de pression (non représenté), de façon qu'un accumulateur de pression 21, hydrauliquement relié à la pompe, fournisse une certaine pression auxiliaire au système de freinage, lors du fonctionnement de celui-ci. La pression de l'accumulateur de pression 21 est amenée, par une conduite de pression 22, à la valve de freinage 16 qui, par ailleurs, est en communication, via une conduite de fluide 23, avec la chambre médiane 12 du réservoir sans pression La valve de frei- nage 16 est de construction classique et dispose d'un tiroir de com- mande 24 qui peut coulisser axialement dans un carter de valve, 25. Le tiroir de commande 24 est mobile en fonction de l'application de pression à deux pistons 26 et 27 Entre ces deux pistons 26 et 27, une chambre annulaire 28 -est, via une conduite de pression, 14, en communication avec le raccord 4 du carter du maître-cylindre en tandem La face terminale de droite en considérant le dessin) du piston 27 de la valve de freinage 16 communique, via la conduite de pression l 5, avec le raccord 5 du carter du maître-cylin- dre 3 Les surfaces actives des pistons 26 et 27 délimitant la chambre annulaire 28 de la valve de freinage 16 sont de même taille, de sorte que seule la pression hydraulique du maître-cylindre en tandem 3 amenée à la valve de freinage 16 par la conduite de pression 15 exerce une influence sur la position du tiroir de commande 24. Une pression hydraulique exercée sur la pédale de frein 2 est modulée, dans une chambre de pression 29 de la valve de freinage 16, en fonction de la position du tiroir de commande 24. La chambre de pression 29 de la valve de freinage 16 est en communication hydraulique avec deux valves d'admission 30 et 31 à trois voies et deux positions qui, dans la position de non-frei- nage, arrêtent le courant de fluide de pression élaboré dans la chambre de pression 29 Commandées électroniquement par des moyens électroniques 32 de contrôle du glissement de freinage, les électrovalves 30 et 31 à trois voies et deux positions libèrent des voies de passage hydraulique entre les conduites de pression 14, et les freins 33, 34, 35 et 36 des roues, les freins 33 et 34 étant affectés à la valve 30 à trois voies et deux positions et se trouvant de préférence à l'essieu avant d'un véhicule automobile. L'électrovalve 31 à trois voies et deux positions commande une com- munication entre le raccord 5 du carter du maître-cylindre en tan- dem 3 et les freins de roues 35 et 36, lesquels se trouvent de pré- férence à l'essieu arrière du véhicule automobile. A la sortie de l'électrovalve 30 à trois voies et deux positions sont agencées deux électrovalves 37 et 38 à deux voies et deux positions, normalement ouvertes qui sont situées sur la communication entre la valve 30 et les freins 33 et 34 A ces freins 33 et 34, sont en outre raccordées des électrovalves 39 et 40 à deux voies et deux positions qui sont normalement fermées et qui, lors d'une commande appropriée fournie par les moyens électroniques 32 de contrôle du glissement de freinage, peuvent être mises à une po- sition dans laquelle les freins 33 et 34 sont, par une conduite de retour 61, en communication avec la chambre 13 du réservoir sans pression 8 Une électrovalve 4 l à deux voies et deux positions, normalement ouverteest agencée sur la communication entre la valve 31 à trois voies et deux positions et les freins 35 et 36 des roues de l'essieu arrière du véhicule, et, lors d'une commande appro- priée fournie par les moyens électroniques 32 de contrôle du glissement de freinage, interrompt cette communication De même, entre les freins 35, 36 et une conduite de retour 43 communiquant hydrauli- quement avec la chambre 1 I du réservoir sans pression 8, on trouve une communication normalement fermée par une électrovalve à deux voies et deux positions, 42. Un autre composant du système de freinage à deux circuits. décrit est un commutateur de signalisation de différence de pres- sion, 44, qui comporte un piston différentiel 46 mobile à coulis- sement axial dans un alésage de carter, 45 Pour l'essentiel,-le piston différentiel 46 est constitué de deux têtes de piston 47 et 48 mutuellement liées par une âme de liaison 49 Aux transitions entre ces têtes de piston 47, 48 et l'âme de liaison 49, on a amé- nagé des rampes 50 et 5 l par lesquelles des contacts électriques 52 et 53 peuvent être actionnés lors d'un déplacement approprié du piston différentiel 46 Ces contacts électriques 52 et 53 sont montés en tant que contacts d'ouverture, normalement fermés, et sont branchés en série avec les organes d'actionnement électromagnétiques des valves à trois voies et deux positions La configuration de circuits adoptée est telle que l'électrovalve à trois voies et deux positions, 30, puisse être commandée par les moyens électroniques 32 de controle du glissement de freinage et par le contact électrique 53, tandis que la bobine de l'électro- valve 31 à trois voies et deux positions est raccordée aux moyens électroniques 32 de contrôle du glissement de freinage par l'inter- médiaire du contact électrique 52. L'extrémité de l'alésage de carter 45 du commutateur de signalisation de différence de pression située à gauche en consi- dérant la figure présente une portion 54 à diamètre agrandi, dans laquelle un piston de butée 55 peut coulisser axialement, sous étanchéité radiale Ce piston de butée 55 est traversé, avec étan- chéité, par un taquet 56 formé sur la tête de piston 47 et ferme une chambre 57 qui est raccordée à la conduite de pression 14, autrement dit au raccord 4 de carter du maître-cylindre en tandem 3, par l'intermédiaire d'une conduite de pression 58 La face terminale de la tête de piston 48 située à droite sur le dessin ferme en outre une chambre 59 qui, via une conduite de pression 60, est en communi- cation avec la conduite de pressioni 15, autrement dit avec le rac- cord 5 du carter du maître-cylindre en tandem 3. Le fonctionnement du système de freinage à deux circuits décrit est expliqué plus en détail dans ce qui suit On va d'abord admettre que la pédale de frein 2 n'est pas actionnée, de sorte que tous les éléments se trouvent à la position dans laquelle ils sont représentés En outre, on va admettre que la pompe à fluide de pres- sion 20, entraînée par moteur électrique, a produit une pression de fonctionnement suffisante dans l'accumulateur de pression 21 Ceci étant, si l'on freine, des pressions hydrauliques sont établies dans les chambres de travail du maitre-cylindre en tandem 3, et ces pressions se propagent, via les conduites de pression 14, 58, 15, , jusqu'au commutateur de signalisation de différence de pression, 44 L'application de pression à la chanbre 57 de ce commutateur de signalisation de différence de pression 44 a pour effet que le pis- ton de butée 55 est déplacé à une position extrême située à droite sur le dessin, position dans laquelle ce piston 55 vient en butée contre la tête 47 du piston 46 et empêche un déplacement de ce der- nier vers la gauche La chambre 59 est mise en pression via les con- duites de pression 15, 60, depuis une deuxième chambre de travail du maître-cylindre en tandem 3 Comme la surface efficace du piston de butée 55 est plus grande que la surface efficace de la tête de pis- ton exposée à la pression, le piston 46 se trouve à la position re- présentée tant que les pressions appliquées aux chambres 57 et 59 ne diffèrent pas sensiblement l'une de l'autre Dans cette position du piston différentiel 46, les contacts électriques 52 et 53 se trouvent en condition de fermeture. Les pressions hydrauliques engendrées dans le maître-cylin- dre en tandem 3 parviennent en outre, via les conduites de pression 14 et 15, à la valve de freinage 16 Au début du freinage, les élec- tro-valves 30 et 31 à trois voies et deux positions sont encore non excitées, de sorte que les freins 33, 34 des roues de l'essieu avant sont, via la valve à trois voies et deux positions qui est alors passante, sollicités par la pression provenant de la chambre annulaire 28 de la valve de freinage 16, tandis que la pression engendrée dans la deuxième chambre'de travail du martre-cylindre en tandem 3 parvient aux freins 35 et 36 via la conduite de pres- sion 15 et la valve 31 à trois voies et deux positions qui est alors "passante". La pression régnant dans la conduite 15 sollicite la face terminale droite, en considérant le dessin, du piston 27 de la valve de freinage 16, ce qui a pour effet que le tiroir de commande 24 dans le carter 25 de cette valve se déplace dans la di- rection d'actionnement, de sorte qu'il s'établit, dans la chambre de pression 29 de la valve de freinage 16, une pression dynamique proportionnelle à la force d'actionnement exercée sur la pédale de frein 2 Après un certain délai, inhérent au système ou imposé par les moyens électroniques 32 de contrôle du glissement de freinage, les électrovalves 30 et 31 à trois voies et deux positions passent à la position d'actionnement dans laquelle est établie une communi- cation hydraulique entre la chambre de pression 29 de la valve de freinage 16 et les freins de roues, 33, 34, 35 et 36, de sorte que ces freins sont sollicités par une pression dynamique. Si les moyens électroniques 32 de contrôle du glissement de freinage décèlent une valeur de glissement critique sur une ou plusieurs des roues du véhicule, il est alors possible, par comman- de appropriée des électrovalves à deux positions et deux voies, 37, 38, 39, 40, 4 l et-42, de maintenir constante la pression de freina- ge, pendant un temps approprié, ou de diminuer la pression par pré- lèvement de fluide aux freins 33, 34, 35 et 36 Le fluide prélevé aux freins 33, 34, 35 et 36 s'écoule, via les conduites de retour 61 et 43, au réservoir sans pression 8, le fluide envoyé à ce ré- servoir ne se déversant dans la chambre 12 que s'il y a dépassement d'un niveau de remplissage maximal dans les chambres 1 l et 13. Dans ce qui suit, on va admettre que, par exemple à la suite d'une rupture de conduite, une chute de pression inadmissi- blement grande est survenue dans la portion du système de freinage raccordée au raccord 4 du carter du mâ tre-cylindre 3, et que l'on dispose, en même temps, au raccord de carter 5, d'une pression e. hydraulique élevée Par suite, la pression hydraulique dans la chambre 57 du commutateur de signalisation de différence de pres- sion, 44, chute également, de sorte que, du fait de la sollici- tation sur la tête de piston 48, le piston 46 est déplacé vers la gauche (en considérant la figure), le piston de butée 55 res- tant en contact mécanique contre la tête de piston 47 Un tel dé- placement du piston 46 a pour effet que le contact électrique 53 vient à la position d'ouverture, ce qui interrompt une communica- tion entre les moyens électroniques 32 de contrôle du glissement de freinage et la bobine magnétique de l'électrovalve à trois voies et deux positions Cette électrovalve à trois voies et deux positions revient donc à la position de repos, dans laquelle une communication entre la chambre de pression 29 de la valve de frei- nage 6 et les freins 33 et 34 est interrompue On est ainsi assuré que du fluide de pression dynamique ne parviendra pas dans la por- tion défectueuse du système de freinage, de sorte que l'épuisement du volume de fluide de pression sera évite La sollicitation des freins 35 et 36 reste inaffectée par ce processus, de sorte que les freins 35 et 36 des roues arrière continueront à être mis dyna- miquement sous pression. Si la pression hydraulique au raccord 5 du carter du maitre- cylindre en tandem 3, donc aussi dans la chambre 59 du commutateur de signalisation de différence de pression 44, chute avec une am- pleur inadmissible, alors que la pression hydraulique au raccord de carter 4 est sensiblement maintenue, le piston 46 du commutateur de signalisation de différence de pression 44 se déplace vers la droite (en considérant la figure), sous-l'effet de la pression ap- pliquée à la surface efficace du taquet 56, le contact électrique 52 étant alors seul ouvert, de sorte que la liaison électrique en- tre les moyens électroniques 32 de contrôle du glissement de frei- nage et la bobine magnétique de l'électrovalve 31 à trois voies et deux positions est interrompue Le transport de fluide sous pression, de la chambre de pression 29 de la valve de freinage 16 au circuit de freinage défectueux, est ainsi évité - Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Système de freinage hydraulique à deux circuits, avec régulation du glissement de freinage, notamment pour véhicule au- tomobile, ce système comportant plusieurs capteurs évaluant le comportement en rotation des roues, et plusieurs électrovalves aptes à être commandées par des moyens électroniques de contrôle du glissement de freinage, et dans lequel des freins de roues rac- cordés aux circuits de freinage peuvent être, d'une part, mis sous pression par un maître-cylindre en tandem et, d'autre part, alimen- tés au moyen d'une source de pression auxiliaire constituée par une pompe à fluide à laquelle est attelé un moteur électrique et par un accumulateur de pression, caractérisé en ce que chaque chambre de travail du maître-cylindre en tandem ( 3) est en communication avec une valve de freinage ( 16), en ce que cette valve de freinage ( 16) est apte à engendrer une pression dynamique qui, lors du freinage, est amenée, par manoeuvre de valves d'admission ( 30, 31), aux freins ( 33, 34, 35, 36) des roues, et en ce que lesdites valves d'admission ( 30, 31) sont aptes à être commandées, en plus, par un commutateur de signalisation de différence de pression ( 44) raccordé aux cham- bres de travail du maître-cylindre en tandem ( 3). 2 Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur de signalisation de différence de pression ( 44) peut mettre à la position de repos celle des valves d'admission ( 30, 31) qui est affectée à une chambre de travail du maître-cylindre en tandem ( 3) ayant une moindre pression hydraulique 3 Système de freinage selon les revendications I et 2, caractérisé en ce qu'un piston ( 46) du commutateur dé signalisation de différence de pression ( 44) peut, par une pression hydraulique dans l'une des chambres de travail du maître-cylindre en tandem ( 3), être amené à une position axiale dans laquelle les contacts de si- gnalisation ( 52, 53) ne sont pas actionnés. 4 Système de freinage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une plus petite surface active du piston ( 46) du commutateur de signalisation de différence de pression ( 44) est en communication avec une autre chambre de travail du maître-cylindre en tandem ( 3 M. Système de freinage selon une quelcoique des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les freins, ( 33, 34, 35, 36) affectés à un même circuit de freinage sont en communication avec une conduite de retour ( 61, 43), cela via des valves ( 39, 40, 41, 42) à deux voies et deux positions, normalement fermées, chaque conduite de retour ( 61, 43) débouchant dans une chambre séparée ( 13, 11) d'un réservoir d'alimentation et retour ( 8). 6 Système de freinage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le réservoir d'alimentation de retour ( 8) dispose d'une troisième chambre ( 12) qui est reliée au coté aspiration ( 18) de la pompe à fluide ( 20). 7 Système de freinage selon les revendications 5 et 6, carac- térisé en ce qu'il y a, dans le réservoir d'alimentation et de retour ( 8) des cloisons ( 9, 10) qui autorisent, par déversement par-dessus elles, un remplissage de la troisième chambre ( 12) en cas de dépassement du niveau de remplissage maximal dans la première et/ou la deuxième cham- bre ( 11, 13). 8 Système de freinage selon une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, sur le commuta- teur de signalisation de différence de pression ( 44), deux contacts ( 52, 53) normalement fermés, qui sont agencés sur des communications entre des moyens électroniques ( 32) de contr 8 le du glissement de freinage et les organes électromagnétiques d'actionnement des val- ves d'admission ( 30, 3 l).