Brevet FR2538328A1 — publié le 19840629

La présente invention concerne un système de freinage hydrau- lique à deux circuits, avec régulation du glissement de freinage, notamment pour véhicule automobile, dans lequel des freins de roues sont raccordés, par l'intermédiaire d'électrovalves à plusieurs positions, à des circuits de freinage mutuellement séparés du point hydraulique et aptes à être, d'une part, mis sous pression par un maître-cylindre en tandem et, d'autre part, reliés à un groupe de pompage à deux circuits entraîné par un moteur électrique. Un système de freinage hydraulique ayant les caractéristiques précitées est connu, par exemple, par l'ouvrage en langue allemande intitulé "Bosch-Technische Berichte", Volume 7 ( 1980), N O 2. Le système de freinage décrit dans cet ouvrage consiste, pour l'essentiel, en un maître-cylindre en tandem précédé d'un ampli- ficateur de force de freinage opérant par dépression, une première chambre de travail du ma tre-cylindre en tandem mettant ensemble sous pression les cylindres des freins des roues de l'essieu arrière d'un véhicule automobile, tandis que la deuxième chambre de travail du maî- tre cylindre sert à fournir de la pression aux freins des roues de l'es- sieu avant du véhicule Sur la communication entre la première chambre de travail du maître-cylindre en tandem et les freins des roues de l'es- sieu arrière du véhicule, il est prévu une valve à commande électromagnétique ou électrovalve pouvant être commandée par une centrale de contrô- le du glissement de freinage, cette valve établissant, lorsqu'elle n'est pas excitée, un libre passage allant à la première chambre de travail du maitre-cylindre en tandem Dans une deuxième position, cette électro- valve interrompt cette communication et, dans une troisième position, elle prend une situation dans laquelle la première chambre de travail du maitre-cylindre en tandem est séparée des freins des roues de l'es- sieu arrière du véhicule et du fluide est prélevé aux freins des roues alimentés par la première chambre de travail. Les freins des roues de l'essieu avant du véhicule automobile sont alimentés en pression à partir de la deuxième chambre de travail -du maître-cylindre en tandem, chaque communication entre la deuxième chambre de travail du maître-cylindre et un frein de roue avant étant pourvue d'une valve à plusieurs voies, a commande électromagnétique, qui, pour ce qui est de sa fonction, correspond à l'électrovalve sur la communication entre la première chambre de travail du mà tre- cylindre en tandem et les freins des roues arrière du véhicule D'une telle configuration de branchement, il résulte un système de freinage à plusieurs circuits dans lequel les freins des roues arrière du véhicule sont régulés ensemble pour ce qui est du glissement de freinage, tandis que les freins des roues avant sont commandés individuellement. Une manoeuvre de l'une des électrovalves a en même temps pour conséquence l'entrée en fonctionnement d'un groupe de pompage à deux circuits, entraîné par moteur électrique, ce groupe fournissant aux freins des roues une pression auxiliaire appropriée pendant la phase de montée en pression, au cours de la régulation du glissement de freinage. Dans le système décrit, il y a lieu de considérer comme un inconvénient le fait que, dans les phases de montée en pression, pen- dant la régulation du glissement de freinage, la pression de sortie du groupe de pompage agit constamment dans les cylindres des freins des roues Cela peut conduire à une montée très rapide de la pression de freinage pendant la régulation, de sorte qu'un nouvel état de bloca- ge peut s'établir en un temps aussi court Cela a pour conséquence l'établissement de différences de pression relativement importantes pendant la régulation du glissement de freinage En outre, les pressions de sortie du groupe de pompage à deux circuits parviennent directement aux chambres de travail du maître-cylindre en tandem, de sorte que, pendant la régulation du glissement de freinage, on peut ressentir, sur la pédale de frein, une forte pulsation qui, dans certains cas, peut contribuer, dans une situation de freinage qui est de toute façon critique, à distraire le conducteur. La présente invention a pour but de réaliser un système de freinage hydraulique à plusieurs circuits, avec régulation du glisse- ment de freinage, présentant les caractéristiques indiquées au début, mais dans lequel le fonctionnement du groupe de pompage n'aura aucune influence sur la position de la pédale de frein. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les deux sorties du groupe de pompage sont raccordées à des valves de freinage, normalement fermées, qui sont commandées par la pression du maître-cylindre, et par le fait que des valves séparatrices aptes à être fermées par la pression de sortie des valves de freinage sont disposées sur les communications entre le maitre-cylindre en tandem et les freins des roues Une telle conception conduit au résultat avantageux qu'au cours de la phase d'établissement du freinage, la pres- sion de freinage parvient d'abord aux freins des roues, via les valves séparatrices qui sont ouvertes, les moyens d'entraînement du groupe de pompage étant mis en marche par un organe de commande qui est prévu sur le maître-cylindre et qui opère en fonction de la course ou de la pression Dès que le groupe de pompage produit une pression appropriée, les valves séparatrices se ferment, de sorte que les communications entre le maître-cylindre et les freins sont fermées A partir de ce moment-là, les pressions de sortie du groupe de pompage sont "modulées" à l'aide des valves de freinage, en fonction des pressions dans les chambres de travail du maître-cylindre, de sorte que, pendant la régulation du glissement de freinage, la pression fournie par le groupe de pompage ne parvient pas directement aux freins des roues, mais présente une évolution qui dépend de la force d'actionnement du moment Si, par suite d'une panne, la fourniture d'énergie provenant du moteur électri- que et du groupe de pompage est défaillante, les valves séparatrices restent ouvertes, de sorte que les freins des roues sont alors action- nables directement par le maître-cylindre en tandem De préférence, l'affectation des circuits de freinage est choisie de façon que l'une 2 ' des valves de freinage commande l'amenée de pression aux freins des roues de l'essieu arrière et que l'autre valve de freinage commande l'amenée de pression aux freins des roues de l'essieu avant Le système de freinage décrit remplit sa fonction de manière correspondante si le maîtrecylindre en tandem est précédé d'un amplificateur de force de freinage opérant par dépression Il est ainsi possible, de façon simple et avantageuse, d'associer le système de freinage proposé à des installations de freinage préexistantes. Les valves de freinage et les valves séparatrices du système de freinage selon l'invention sont avantageusement réalisées sous forme de valves à siège,-chaque valve séparatrice présentant un piston de valve muni d'un trou axial Une face extrême de ce piston de valve est mobile dans une chambre sans pression, tandis que l'autre face extrê- me de ce piston de valve est aménagée en organe obturateur de valve pré- contraint contre un siège de valve, cet organe obturateur de valve permettant de fermer une chambre annulaire reliée à une sortie de pompe. En outre, du point de vue construction, il est particulièrement sim- ple d'agencer, colaxialement au piston de valve, un piston susceptible d'être exposé à la pression du maître-cylindre et capable de fermer un trou axial du piston de valve puis de décoller de son siège l'organe obturateur aménagé sur le piston de valve Des chambres normalement sans pression sont avantageusement aménagées entre les pistons de valve et les pistons des valves de freinage, ces chambres étant en communication hydraulique avec un piston obturateur d'une valve sépa- ratrice. 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 qui représente schématiquement un système de freinage hydraulique selon l'invention. Sur le dessin, la référence 1 désigne un maître-cylindre en tandem précédé d'un amplificateur de force de freinage 2 fonction- nant par dépression, cet amplificateur étant lui-même actionnable par nae pédale de frein, 3 Le mattre-cylindre en tandem 1 est en commu- nication, via des conduites de fluide 4 et 5, avec un réservoir d'ali- mentation 6, exempt de pression Le maître-cylindre en tandem 1 dispose en outre de deux raccords de carter,-7 et 8, auxquels des conduites de pression 9 et 10 sont raccordées La conduite de pression 9 est en communication hydraulique avec une valve séparatrice 11, tandis que la conduite de pression 10 est hydrauliquement reliée à une valve séparatrice 12. La valve séparatrice 11 dispose d'une chambre d'entrée 13 dans laquelle est agencé un piston 14 mobile axialement, dont l'extré- mité située à gauche sur le dessin est aménagée en organe obturateur de valve 15 Coaxialement au piston 14, le carter 16 de la valve sépara- trice 11 comporte un trou 17 qui débouche dans la chambre d'entrée 13 et qui, à cette embouchure, forme un siège de valve 18 obturable par l'organe obturateur 15. Le piston 14 est réalisé sous la forme d'un piston étagé et pénètre avec étanchéité dans une chambre 19 qui est constamment exempte de pression L'étage 20 à plus grand diamètre du piston 14 est guidé dans un alésage cylindrique 21, la face en bout de cet étage à grand diamètre 20 située à droite sur le dessin fermant une chambre 22 Partant du trou 17, une conduite de pression 23 va une valve 24 à commande électromagnétique du type à deux positions et deux voies offrant un libre passage hy- draulique lorsqu'elle n'est pas excitée et est elle-même raccordée via une conduite de pression 25, à des freins 26 et 27 des roues de l'es- sieu arrière d'un véhicule automobile La valve séparatrice 12 est cons- truite comme la valve séparatrice h 1 et dispose d'un carter 28, d'une chambre d'entrée 29 et-d'un piston 30, lequel porte, à son extrémité située àgauche en considérant le dessin, un organe obturateur de valve 31, et est guidé dans un alésage cylindrique 33 par sa partie à plus grand diamètre, 32 La valve séparatrice 12 dispose en outre d'une chambre 34 constamment exempte de pression, et dispose d'une cham- bre 35 qui est délimitée par la face terminale de la partie à grand diamètre 32 du piston La valve séparatrice 12 présente en outre un trou 36 débouchant dans la chambre d'entrée 29 et formant un siège de valve 37 situé vis-à-vis de l'organe obturateur de valve 31 Partant du trou 36, une conduite de pression 38 va à des valves 39, 40 à commande électromagnétique du type à deux positions et deux voies, lesquelles, lorsqu'elles sont dans la position de repos représentée sur le dessin, établissent une communication hydraulique avec les freins 41 et ú 2 des roues de l'essieu avant du véhicule automobile. Le système de freinage représenté sur le dessin comporte d'autres composants tels que des valves de freinage 43 et 44, auxquelles est amende, via des conduites de pression 45 et 46, la pression régnant aux raccords de carter 7 et 8 du maître-cylindre en tandem La valve de freinage 43 dispose d'une chambre d'entrée 47 dans laquelle un piston 48 est guidé à coulissement axial et chargé par un ressort de compression 49 L'extrémité du piston située à droite sur le dessin pénètre dans une chambre de commande 50 et est aménagée en organe obturateur de valve 51 De l'autre côté, la ch Wambre de commande 50 est bordée par un alé- sage 52 s'élargissant radialement vers l'extérieur et formant un siège de valve 53 Applicable contre ce siège de valve 53, un organe obtura- teur 54 est une partie constitutive d'un piston 56 muni d'un trou axial et précontraint contre le siège de valve 53 par un ressort de com- pression 57 L'extrémité du piston 56 située à droite sur le dessin pénètre avec étanchéité dans une chambre 58 dans laquelle la pression I N atmosphérique est établie en permanence - Les valves de freinage 43 et 44 sont de conception identique, une chambre d'entrée 59 de la valve 44 communiquant, via des conduites de pression 46 et 9, avec le raccord de carter 8 du maître-cylindre 1. Dans la chambre d'entrée 59 de la valve de freinage 44 pénètre un piston 60 chargé par un ressort de compression 61 L'extrémité du piston 60 située à droite en considérant le dessin pénètre avec étanchéité dans une chambre de commande 62 et est également aménagée en organe obtura- teur de valve, 63 En outre, un piston 65 pénètre dans la chambre de commande 62. Ce piston 65 est muni d'un organe obturateur de valve 64, et compor- te un trou axial 66 et, par son extrémité située à droite en considérant le dessin, pénètre dans une chambre 67 constamment exempte de pression. L'organe obturateur de valve 64 du piston 65 coopère également avec un siège de valve 68 de la valve de freinage 44 et est précontraint, contre le siège de valve 68, par un ressort de compression 69. Partant des chambres de commande 50 et 62 des valves de frei- nage 43 et 44, des conduites de pression 70 et 71 vont aux chambres 22 et 35 des valves séparatrices Il et 12 Partant des conduites de pres- sion 70 et 71, des comxunications 72 et 73 vont aux électrovalves à deux positions et deux voies 39, 40 et 24, des soupapes de retenue 74 et 75 étant insérées dans ces communications 72 et 73. Dans le système-de freinage représenté sur le dessin, il est prévu, pour fournir de l'énergie hydraulique extérieure un groupe de pompage 76, 77, à deux circuits, entraîné par un moteur électrique 78 Le moteur électrique 78 est mis en fonctionnement lorsque, par exemplela pédale de frein 3 a accompli une certaine course réglable. Des valves de surpression 79, 80 sont montées en parallèle sur le groupe de pompage 76, 77 à deux circuits et limitent les pressions de sortie de ce groupe 76, 77 Les-c 8 tés aspiration du groupe de pompage 76, 77 sont reliés au réservoir d'alimentation sans pression 6, tandis que les c 8 tés pression sont raccordés aux valves de freinage 43 et 44 par des conduites 81 et 82 En outre, des accumulateurs de pression 83 et 84 sont reliés aux côtés aspiration du groupe de pompes 76 et 77 et sont eux- mêmes reliés, par des conduites de pression 85 et 86, à des électrovalves 87, 88, 89 du type à deux positions et deux voies Ces électrovalves 87, 88, 89 à aeux positions et deux voies sont fermées en l'absence d'excitation, de sorte que le fluide de pression envoyé aux freins 41, 42, 26 et 27 des roues ne peut alors pas s'échapper. Le mode de fonctionnement du système de freinage décrit est expliqué dans ce qui suit, en partant de la condition de non-freinage dans laquelle aucune force d'actionnement n'est exercée-sur la pédale de frein 3 et tous les composants mobiles occupent la position repré- sentée sur le dessin Si une force d'actionnement est exercée sur la pédale de frein 3, il y alors, avec l'assistance de l'amplificateur de force de freinage opérant par dépression, établissement d'une pression dans les chambres de travail du maître-cylindre en tandem 1 Par les raccords de carter 7 et 8 et par les conduites de pression 9 et 10, cette pression parvient aux valves séparatrices Il et 12 qui sont d'abord ouvertes La pression engendrée dans le ma tre-cylindre en tan- dem 1 parvient ainsi aux freins des roues 26, 27, 41 et 42 via les conduites de pression 23 et 28 La pression régnant dans le maître- cylindre en tandem 1 parvient en outre, via les conduites de pression et 46, aux chambres d'entrée 47 et 59 des valves de frein 43 et 44 de sorte que les pistons 48 et 60 sont déplacés, vers la droite en considérant le dessin, contre la force des ressorts de compression 49, 61, ce qui a pour effet que les organes obturateurs de valve 51 et 63 aménagés sur les pistons 48 et 60 s'appliquent'contre les embou- chures des trous axiaux 55 et 66 des pistons 56 et 65, et séparent les chambres de commande 50 et 62 du-réservoir d'alimentation sans pression, 6. Le moteur électrique 78 est mis en marche simultanément à l'actionnement des freins, de sorte que le groupe de pompage 76, 77,à deux circuits, engendre une pression hydraulique qui est amenée aux valves de freins 43 et 44 via les conduites de pression 81 et 82. Il y a en même temps, limitation des pressions de sortie du groupe dé pompage 76,et 77, due aux valves de surpression 79 et 80 qui, au-dessus de valeurs de pression réglables, renvoient au réservoir de retour sans pression 6 le fluide refoulé par le groupe 76, 77 Si la force d'actionnement appliquée à la pédale de frein 3 augmente, la pression dans les chambres d'entrée 47 et 49 atteint finalement une valeur pour laquelle les pistons 56 et 65 sont déplacés, vers la droite en consi- dérant le dessin, contre les forces des ressorts de compression 57 et 69, de sorte que les organes obturateurs 54 et 64 se décollent des sièges de valve 53 et 68, et que du fluide sous pression parvient dans les chambres de commande 50 et 62 La pression ainsi établie dans les cham- bres de commande 50 et 62 est proportionnelle àla force d'actionnement exercée sur la pédale de frein et parvient, via les conduites de pres- sion 70 et 71, aux chambres 22 et 35 des valves séparatrices Il et 12, de sorte que les pistons 14 et 30 de ces valves séparatrices Il et 12 se déplacent, vers la gauche en considérant le dessin, et que les or- ganes obturateurs 15 et 31 viennent au contact des sièges de valve 18 et 37 Dans cette condition des circuits, les communications entre- le maître-cylindre en tandem 1 et les freins 26, 27, 41 et 42 des roues sont interrompues L'application de pression aux freins des roues s'effectue désormais par les valves de freinage 43 et 44 actionnés r bydrauliquement, lesquelles par les communications 72 et 73 amènent aux freins des roues, 26, 27,:41 et 42, la pression établie dans les cham- bres de commande 50 et 62. Si des moyens de contrôle du glissement de freinage électro- niques, non représentée, décèlent une condition critique sur une ou plusieurs des roues du véhicule, les valves à deux positions et deux voies, 39, 40 et 24, affectées aux roues du véhicule sont manoeuvrées de telle sorte que la pression reste constante dans les freins 41, 42, 26 et 27 de roues Si, pour s'écarter d'une condition de blo- cage, il faut diminuer la pression dans un ou plusieurs des freins des roues, 26, 27, 41 et 42, les électrovalves à deux positions et deux voies, 87, 88 et 89, sont égalementmanoeuvrées de sorteque du fluide est prélevé aux freins 26,' 27, 41 et 42, et s'écoule dans les conduites de pression 85 et 86 Le fluide prélevé aux freins 26, 27, 41 et 42 est alors partiellement reçu par les accumulateurs dépression 83 et 84 Lors du relâchement des freins, les processus décrits s'inversent, jusqu'à ce que finalement, dans la condition de non-freinage, la position à laquelle les organes mobiles sont représentés soit rétablie. Si, par suite d'une défaillance du groupe de pompage 76 et 77, aucune pression n'est établie dans les conduites de pression 81 et 82, les valves séparatrices 11 et 12 restent alors dans une position d'ouverture, dans laquelle les freins 26, 27, 41 et 42 sont directe- ment mis sous pression par le mattre-cylindre en tandem 1. 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 auto- mobile, dans lequel des freins de roues sont raccordés, par l'inter- médiaire d'électrovalves à plusieurs positions, à des circuits de freinage mutuellement séparés du point de vue hydraulique et aptes à être, d'une part, mis sous pression par un maître-cylindre en tandem et, d'autre part, reliés à un groupe de pompage à deux circuits, entraîné par un moteur électrique, caractérisé en ce que les deux sorties du groupe de pompage ( 76,77) sont raccordés à des valves de freinage ( 43,44), normalement fermées, qui sont commandées par la pression du maître-cy- lindre, et en ce que des valves séparatrices ( 11, 12) aptes à être fermées par la pression de sortie des valves de freinage ( 43, 44) sont disposées sur les communications entre le maître-cylindre en tandem ( 1) et les freins des roues ( 26, 27, 41, 42). 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des valves de freinage ( 43, 44) commande l'amenée de pression aux freins ( 26, 27) des roues de l'essieu arrière, et l'autre valve de frei- nage commande l'amenée de pression aux freins ( 41, 42) des roues de l'essieu avant. 3 Système selon la revendication l caractérisé en ce que le maître-cylindre en tandem ( 1) est précédé d'un amplificateur de for- ce de freinage ( 2) opérant par dépression. 4 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valves de freinage ( 43, 44) et les valves séparatrices ( 11, 12) sont réalisées sous forme de valves à siège. Système selon la revedendication 1, caractérisé en ce que chaque valve de freinage ( 43, 44) présente un piston de valve ( 56, 65) doté d'un trou axial ( 55, 66), en ce qu'une première face extrême de ce piston de valve ( 56, 65) est mobile dans une chambre sans pression ( 58, 67), en ce qu'un organe obturateur de valve ( 64, 54) est aménagé sur l'autre face extrême de ce piston de valve ( 56, 65) et précontraint contre un siège de valve ( 53, 68), en ce que l'organe obturateur de valve ( 54, 64) permet de fermer une chambre annulaire reliée à une sortie de pompe, et en ce qu'un piston ( 48, 60) susceptible d'être exposé à ll la pression du maître-cylindre ( 1) est agencé coaxialement au piston de valve ( 56, 65), et est capable de fermer le trou axial ( 55, 66) du piston de valve ( 56, 65) et, ensuite, de décoller de son siège ( 53, 68) l'organe obturateur ( 64, 54) aménagé sur le piston de valve. 6 Système selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que des chambres ( 50, 62), normalement sans pression sont aménagées entre les pistons de valve ( 56, 65) et les pistons ( 48, 60) des valves de freinage ( 43, 44), ces chambres étant chacune en communication hy- draulique avec un piston obturateur ( 14, 30) d'une valve séparatrice I ( 11, 12). 31, 3.