Brevet FR2553845A1 — publié le 19850426

L'invention se rapporte à une installation hydraulique de freinage àcontrledu glissement de freinage, en particulier pour véhicules automobiles, comprenant un ma tre-cylindre pouvant être mis sous pression au moyen d'un amplificateur hydraulique, dans laquelle sont prévues, entre le maître-cylindre et les freins de roues reliés au maître-cylindre, des valves au moyen desquelles le fluide de pression peut être prélevé sur les freins de roues, dans laquelle, le fluide de pression prélevé sur les freins de roues peut être compensé à partir de la chambre de pression de l'amplificateur hydrau10 lique et dans laquelle une limitation de la course de pédale de frein est effectuée pendant la commande de glissement contrôlé. On connaît, par la demande de brevet allemand n 30 40 562 2, une installation de freinage hydraulique qui possède les caractéristiques précitées Il est prévu, dans cette installation de freinage connue, 15 un amplificateur hydraulique auquelune pression est fournie par une source d'énergie extérieure Il est possible d'obtenir, par l'intermédiaire d'une valve de freinage actionnable au moyen de la pédale de frein, une pression hydraulique dans la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, proportionnelle à la force d'actionne20 ment exercée sur la pédale Pour une pression de réponse dans la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, essentiellement déterminée par le frottement des garnitures,le piston de l'amplificateur se met en mouvement dans le sens de l'actionnement et déplace ainsi en même temps un ou plusieurs pistons du martre-cy25 lindre dans le sens de l'actionnement Les pistons du maître-cylindre délimitent les chambres de travail, qui sont en liaison hydraulique avec un réservoir de compensation sans pression dans la position de desserrage des freins Lorsque les pistons du maître- cylindre ont parcouru une course déterminable, la liaison entre le réservoir 30 de compensation sans pression est interrompue au moyen de valves appropriées La poursuite du mouvement des pistons de maîtrecylindre dans le sens de l'actionnement a donc pour effet de mettre sous pression les chambres du maître-cylindre Ces chambres se trouvent en liaison hydraulique avec les freins de roues d'un véhicule 35 automobile. Des premières valves sont disposées sur les raccordements entre les chambres de travail du maître-cylindre en tandem et les freins de roues qui leur sont raccordés; elles sont normalement ouvertes et scnt commutables en position de fermeture à l'aide d'une comnar de électronique du glissement de freinage; les freins de roues sontalors sépares du maître-cylindre D'autres valves sont affectées aux frein S de roues; elles sont normalement fermées et s'ouvrent, par un ordre approprié de la commande électronique du glissement, et prélèvent du fluide de pression des 10 freins de roues pour l'envoyer au réservoir sans pression Comme le volume de liquide sous pression enfermé dans les chambres de travail du maître-cylindre tandem est limité, il est nécessaire de leur restituer l'agent de pression prélevé sur les freins de roues. Il est prévu à cet effet, dans l'installation de freinage con15 nue,une valve de commutation manoeuvrable au moyen de la commande électronique de glissement, qui fonctionne au début d'une opération de contr 3 le et relie la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique aux faces avant cÈté pédale des pistons du maltre-cylindre Les pistons du ma tre- cylindre sont pourvus de garniture d'étanchéité et comprennent 20 des passages entre leurs faces extrêmes, de sorte que, le fluide de pression fourni par la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique arrive aux chambres de travail du maître-cylindre tandem ou aux freins de roues après avoir soulevé les garnitures des pistons du maître-cylindre. Dans l'installation de freinage connue, il y a lieu de s'assurer pendant le contr&ledu glissement qu'un volume minimum reste enfermé dans les chambres de travail du maître-cylindre tandem Dans ce but, le générateur de pression de freinage dispose d'un manchon de positionnement qui reçoit intérieurement le piston de l'amplificateur 30 hydraulique et subit l'effet de la pression lorsque la valve de commutation fonctionne, dans le sens du desserrage des freins Le manchon de positionnement se déplace alors en sens opposé à celui de l'actionnement et vient s'appuyer après une course déterminée sur un épaulement circulaire du piston de l'amplificateur Etant donné les rapports 35 de surfaces définis par construction, il n'est pas possible d'en- 2553845. foncer davantage la pédale de frein dans cet état de fonctionnement. Il peut également se faire que la pédale de frein soit légèrement rappelée au moyen du piston d'amplificateur. L'installation de freinage connue comporte dans l'ensemble une structure compliquée, ce qui nécessite un encombrement en longueur relativement important. La présente invention a donc pour objet d'améliorer le générateur de pression de freinage connu, en faisant appel à des moyens simples, de manière à obtenir une réduction de la longueur de montage 10 nécessaire en utilisant un effet de préremplissage connu en soi. Selon l'invention, ce problème est résolu en utilisant comme piston du maître-cylindre un piston à étages, tel qu'un étage du piston pourvu d'un plus grand diamètre délimite une chambre de travail 15 du maître-cylindre et qu'une surface annulaire délimite entre les étages du piston un espace annulaire du carter,qui peut être relié à la chambre de travail au moyen d'une valve de connexion commandée par la pression établie dans la chambfe de travail La communication hydraulique entre la chambre de travail du maître-cylindre et l'espace annu20 laire du corps est coupée par la valve de connexion en position de desserrage des freins ou lorsque les-forces d'actionnement sont faibles. Lorsqu'on actionne les freins, la valve de connexion étant fermée, toute la surface du plus grand étage du piston à étages joue un rôle actif, ce qui fait qu'une quantité relativement importante de fluide 25 de pression est évacué de la chambre de travail pour des parcours d'actionnement réduits Le fluide de pression évacué par cette voie parvient à l'installation de freinage et, finalement, la remplit entièrement Une foisquel'installation de freinage se trouve entièrement remplie par le liquide deépression et que les garnitures de freins sont 30 arrivées à l'appui, il se produit une montée en pression relativement rapide dans la chambre de travail du maître-cylindre; cette pression se propage jusqu'au raccord de commande de la valve de connexion et a pour effet que la valve de connexion prenne une position d'ouverture. Lorsque la valve de connexion établit la communication, il règne dans l'espace annulaire du carterla même pression que dans la chambre de travail du ma tre-cylindre;-Il en résulte que la surface qui participe désormais à la production de pression dans la chambre de travail correspond àla surface de la section du plus petit étage de piston. Une valve de retenue ouvrant vers la chambre de travail est avan5 tageusement montée en parallèle avec la valve de connexion; elle veille à ce que le volume du liquide sous pression n'arrive pas, pendant la phase de préremplissage, dans l'espace annulaire du carter, d'une partet assure, par ailleurs,une compensation de volume dans l'espace annulaire du carterpendant la phase de desserrage des freins. 10 Une amélioration avantageuse de l'objet de l'invention prévoit le montage en série avec la valve de connexion d'une valve d'arrêt commutable en position de blocage, sous la dépendance du glissement La valve d'arrêt adopte normalement une position d'ouverture et passe en position de blocage, lors de la constatation de valeurs 15 de glissement critiques sur une ou plusieurs roues du véhicule. Dans ces conditions, l'espace annulaire du carterest, lorsque se produit le contr 6 le du glissement, bloqué hydrauliquement, indépendamment de la position de la valve de connexion,et la pression hydraulique qui prévaut dans la chambre de travail ne peut pas être en mesure 20 de déplacer le piston à étages,contre la force d'actionnementdans le sens du desserrage des freins Comme on peut admettre que,pendant lec-ontr 6 le du glissement, la pression dans la chambre de travail est, par suite du frottement des garnituresdu plus grand étage de piston, légèrement plus élevée que dans l'espace annulaire du carter,la valve 25 de retenue, en parallèle avec la valve de connexion,est maintenue en position de blocage et une compensation de volume dans l'espace annulaire du carters'avère impossible par cette voie La valve d'arrêt peut être avantageusement commutée en position de blocage sous l'effet de la pression de la chambre de pression Dans ce but, la 30 conduite hydraulique de commande de la valve d'arrêt est reliée à une conduite par laquelle le fluide de pression est amené de la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique à la chambre de travail pendant le réglage. Il s'avère en outre avantageux d'amener à un deuxième raccord de commande de la valve de connexion la pression d'une source d'énergie auxiliaire, de tellésorte que la pression auxiliaire exerce une force en position de fermeture sur la valve de connexion. Comme il ressort des considérations qui précèdent, on utilise pour l'actionnement de l'amplificateur hydraulique une source d'énergie auxiliaire telle qu'un amplificateur de pression En cas de défaillance de cette source d'énergie auxiliaire, il y a lieu de veiller à ce que le conducteur du véhicule puisse produire une pression aussi élevée que possible dans la chambre de travail en n'exerçant que des forces d'actionnement relativement faibles. La course d'actionnement n'a alors qu'une importance secondaire En cas de défaillance de la source d'énergie auxiliaire, la valve de connexion est donc, par suite de la suppression de la pression auxiliaire au raccord de commande correspondant, amenée en une position d'ouverture stable dans laquelle la chambre de travail est 15 reliée en permanence à l'espace annulaire du carter On élimine ainsi, dans tous les cas, l'effet de préremplissage lors de la défaillance de la source d'énergie auxiliaire. Un exemple d'exécution de l'invention va maintenant être exposé en détail ci-après, en se reportant à la figure qui représente, 20 dans son principe, une installation de freinage hydraulique. Sur la figure, un amplificateur hydraulique de freinage est désigné par 1 et un maître-cylindre pouvant être mis sous pression est désigné par 2 L'amplificateur hydraulique 1 contient un piston amplificateur 3 qui est coaxial aux deux pistons 4, 5 du maître25 cylindre La face avant proche dela pédale du piston amplificateur 3 se trouveau niveau d'une chambre de pression 6 et supporte l'extrémité d'une tige de poussée 8 reliée à une pédale de frein 7 Une des extrémités d'un levier de commande 9 est monté sur cette tige de poussée 8; l'autre extrémité est en prise avec une valve de commande 10 de l'ampli30 ficateur hydraulique 1 Il est possible d'engendrer au moyen de la tige de poussée 8 reliée à la pédale de frein 7 et du levier de commande 9 une pression hydraulique dans la chambre de pression 6 de l'amplificateur hydraulique 1, qui soit proportionnelle à la force d'actionnement exercée sur la pédale de frein 7 Un accumulateur 35 de pression hydropneumatique 11,d'une part, et un réservoir de retour sans pression 12,d'autre part,sont reliés à la valve decommande. La face du piston amplificateur 7 opposée à la pédale de frein 3 est connecté au piston du maître-cylindre 4 par l'intermédiaire d'une tige de poussée 13 agissant dans le sens de l'actionnement Le maître-cylindre 4 comporte une partie 14 de petit diamètre et une partie 15 ayant un diamètre plus grand. Une première chambre de travail 16 est délimitée par la face avant de la partie de piston 15 En outre, la face tournée vers la pédale du piston du maître-cylindre 5 est en rapport avec la première 10 chambre de travail 16 et la face opposée à la pédale du piston du ma tre-cylindre 5 délimite une deuxième chambre de travail 17. Le piston de maître-cylindre 4 comporte entre les parties de piston 14, 15 une surface annulaire 18 qui délimite une chambre annulaire 19, un raccord de carter 20 étant connecté à cette chambre annulaire 19 Deux raccords de carter 21, 22 donnent accès également aux chambres detravail 16, 17 du maître-cylindre en tandem. Le corps 23 du maître-cylindre tandem est en outre pourvu d'un raccord 24, qui débouche dans un espace annulaire 25 L'espace annulaire 25 se trouve dans la partie de l'alésage du maître-cylindre 20 tandem qui conduit au piston 5 et est pourvu des deux côtés de garnitures d'étanchéité 26, 27 qui se'comportent comme des valves de retenue et à travers lesquelles le fluide de pression peut être amené jusqu'aux chambres 16, 17 du maîtrecylindre en tandem Les deux chambres 16, 17 sont, en position de desserrage des freins, reliées 25 par des valves 28, 29 au réservoir de retour sans pression 12 Les valves 28, 29 sont fermées après une course d'actionnement relativement réduite des pistons 4, 5 du maître-cylindre et les chambres de travail 16, 17 sont alors séparées du réservoir de retour 12. Une valve de retenue 30 est disposée entre les raccords de 30 carter 22, 20 du maître-cylindre en tandem 2 et permet le passage du fluide seulement depuis la chambre annulaire 19 et vers la chambre de travail 16 Parallèlement à la valve de retenue 30,estdisposé le montage en série d'une valve de connexion 31 et d'une valve d'arrêt 32 La valve de connexion 31 est constituée par une valve à 2/2 voies 35 qui adopte normalement une position de blocage; dans cette position, un premier raccord de commande 33 de la valve de connexion 31 est soumis à la pression qui prédomine dans l'accumulateur de pression 11 Un deuxième raccord de commande 34 de la valve de connexion 31 est relié au raccord de carter 22 ou à la première chambre de travail 16. La valve d'arrêt montée en série avec la valve de connexion 31 est également constituée par une valve à 2/2 voies et adopte normalement une position de passage La valve d'arrêt est également commutable en fonction de la pression au moyen d'un raccord de commande 35 Enfin une valve principale 36 est reliée à la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique; elle est constituée par une valve à 2/2 voies, qui est commutable au moyen d'une commande électronique de glissement non représentée ici Dans la position de desserrage des freins illustrée par la figure, la valve principale 36 adopte un position dans laquelle la chambre de pression 6 de l'amplificateur hydraulique 1 est isolée; en outre, le raccord de carter 24 est relié à un raccord de carter 37 et le raccord de carter 37 est, pour sa part, en communication avec le réservoir de retour sans pression 12 Une valve de retenue 38 est, en outre, 20 disposée entre les raccords de carter 37, 24; elle est ouverte pour une différence de pression, du'raccord au corps 37 au raccord au corps 24. Les freins de roues 41, 42 sont reliés à la première chambre de travail du maître-cylindre tandempar le raccord de carter 22, à 25 travers les valves d'admission 39, 40 qui sont normalement ouvertes Les valves d'admission 39, 40 sont à commande électromagnétique et actionnée par la commande électronique de glissement non représentée De même, les freins de roues 45, 46 sont reliés à la deuxième chambre de travail 17 du maître- cylindre tandem 2 à travers 30 les valves d'admission 43, 44 Les valves d'admission 43, 44 se trouvent normalement en position d'ouverture et sont commutables en position de fermeture par la commande électronique de glissement Une valve de décharge 47 estdisposée sur chaque frein de roue; les valves de décharge adoptent normalement une position de blocage et sont commutables en position de passage par la commande électron de glissement, grâce à quoi il est possible de prélever sur les freins de roues 41, 42, 45, 46,1 es valves d'admission 31, 40, 44 étant fermées, du fluide de pression qui peut être ramené au réservoir de retour sans pression 12 par un conduit de retour commun 48. Le mode de fonctionnement de l'installation de freinage va maintenant être exposé en détail en partant de l'état de desserrage des freins représenté par la figure Il s'établit, en état de desserrage des freins, une communication hydraulique,par la valve de commande 10, entre la chambre de pression 6 de l'amplificateur hydraulique 1 et le réservoir de retour sans pression 12. En outre, les chambres de travail 16, 17 du maître-cylindre tandem ou les freins de roues 41, 42, 45, 46 qui leur sont reliés sont privés de pression, car il existe, par l'intermédiaire des valves 28, 15 29, une communication hydraulique entre les chambres de travail 16, 17 et le réservoir de retour sans pression 12 On admettra à ce sujet que 1 'accumulateur de pression 11 présente un état de charge suffisant pour assister 1 'effort de freinage; la pression de l'accumulateur de pression 11 est donc appliquée au raccord de commande 33 de la 20 valve de connexion 31 et maintient la valve de connexion 31 dans la position représentée sur la figure. Si une force d'actionnement est exercée sur la pédale de frein 7, il s'établit dans la chambre de pression 6 de l'amplifiateur hydraulique 1 une pression proportionnelle à cette force d'action25 nement Lorsque la pression dans la chambre de pression 6 de I'amplificateur hydraulique a dépassé une pression de réponse essentiellement déterminée par l'effet de frottement des garnitures, le piston amplificateur 3 se déplace dans le sens de l'actionnement et ce déplacement du piston amplificateur 3 est transmis en premier 30 lieu, par l'intermédiaire de la tige de poussée 13, au piston 4 du maitre-cylindre, qui se déplace également dans le sens de l'actionnement Après une brève course du piston 4 du maître-cylindre, la valve 29 se ferme et la communication hydraulique entre la première chambre de travail 16 du maître-cylindre tandem et le réservoir de 35 retour sans pression 12 se trouve interrompue La poursuite du déplacement du piston du maître-cylindre provoque la constitution d'une pression hycdraulique dans la première chambre de travail 16, qui est transmise, d'une part,aux freins de roues 41, 42 par les valves d'admission 39, 40 ouvertes, et entraîne, d'autre part, que le piston 5 du maître-cylindre soit déplacé dans le sens de l'actionnement, ce qui a pour effet de fermer la valve 28, d'interrompre la communication entre la chambre de travail 17 et le réservoir de retoursans pression 12, puis de créer dans la chambre de travail 17 une pression qui se propage jusqu'aux freins 10 de roue 45, 46 par les valves d'admission 43, 44 ouvertes Au début de la phase de freinage et jusqu'au remplissage complet de l'installation de freinage, toute la face avant de la partie de piston 15 joue un r 6 le actif, car la valve de connexion 31 se trouve dans une position pour laquelle l'espace annulaire 19 se trouve séparé hydrauliquement de la première chambre de travail 16. En outre, la valve de retenue 30 empêche le fluide de pression de s'échapper de la première chambre de travail 16 dans l'espace annulaire du carter 19 Après le préremplissage de toute 20 l'installation de freinage et la constitution d'une pression minimale susceptible d'être déterminée dans la chambre de travail 16 du maître-cylindre tandem 2, la valve de connexion 31 est commutée, sous l'effet de la pression du raccord de commande 34 en une position de passage, dans laquelle il existe une communication hydraulique, 25 par la soupape d'arrêt 32 encore ouverte,entre l'espace annulaire du carter 19 et la première chambre de travail 16 du maître-cylindre tandem Désormais, des pressions à peu près identiques règnent dans la première chambre de travail 16 et dans l'espace annulaire 19, ce qui fait qu'une nouvelle montée de pression dans les chambres 30 de travail 16, 17 du maître-cylindre tandem 2 est uniquement déterminée par la surface active de la partie de piston 14 ayant un plus petit diamètre. On admettra maintenant qu'une valeur critique de glissement intervient sur une ou plusieurs des roues du véhicule en rapport 35 avec les freins de roues 41, 42, 45, 46 Ces comportements des roues du véhicule est enregistré par la commande de glissement non représentée; un signal correspondant est adressé à la valve principale dès qu'un tel état de fonctionnement a été constaté La valve principale 36 commute donc et établit une communication entre la chambre de pression 6 de l'amplificateur hydraulique 1 et le raccordde carter 24 La pressionprévalant dans la chambre de pression 6 de l'amplificateur hydraulique arrive, par ailleurs,au raccord de commande 35 de la valve d'arrêt 32 et commute la valve d'arrêt en position de blocage Le fluide de pression 10 est ainsi enfermé dans l'espace annulaire du corps 19 indépendamment de la position de la valve de connexion 31. Il règne maintenant dans les chambres de travail 16, 17 du martrecylindre tandem 2 la même pression hydraulique que dans la chambre de pression 6 de l'amplificateur hydraulique 1 Une force 15 de rappel est ainsi exercée sur la face de la partie de piston 15 du maître-cylindre 4 qui est tournée vers la chambre de travail 16 Toutefois, il ne se produit pas de mouvement de rappel car le volume enfermé dans l'espace annulaire du corps 19 fait office de barrage La valve de retenue 30 doit avoir une pression d'ouverture de quelques bars afin de garantir que des pointes de pression de cette valeur sont en mesure de rappeler le piston 4 par l'intermédiaire de la valve de retenue. On admettra que c'est d'abord la roue du véhicule portant le frein de roue 41 qui présente une valeur de glissement exces25 sive Sur ce, la commande électronique du glissement commute la valve d'admission 39 en position de blocage et la communication hydraulique est interrompue entre la chambre de travail 16 et le frein de roue 41 Si une telle phase de maintien d'une pression constante sur le frein de roue 41 ne suffit pas pour entraîner une réaccélération de la roue correspondante du véhicule, la soupape de décharge 47 affectée au frein de roue 41 est commutée et du fluide de pression est prélevé sur le frein de roue 41, ce qui réduit la pression utile de freinage Les valves 39, 47 affectées au frein je roue 41 commutent ainsi tour à tour jusqu'à ce que la 35 roue correspondante du véhicule ait accéléré de manière satisfaisante Le fluide de pression prélevé sur le frein de roue 41 est restitué dans la première chambre de travail 16 du maître-cylindre en tandem et la perte de fluide de pression dans la chambre de travail 16 est compensée, par l'intermédiaire de la garniture d'étanchéité 27, à partir de La chambre de pression 6 de l'amplificateur hydraulique. Le processus d E mouvements décrits est inversé au desserrage des freins jusqu'à ce que la position de repos de l'installation de freinage, représentée par la figure, soit à nouveau atteinte. Si dans l'installation de freinage décrite I'accumulateur de pression hydropneumatique 11 ne présente pas un état de charge suffisant, la pression qui prédomine au raccord de commande 33 de la valve de connexion est insuffisante pour commuter la valve de connexion 31 en position de blocage Il existe ainsi une communication 15 permanente entre les raccords du cartr 20, 22 ou entre l'espace annulaire de carter 19 et la chambre de travail 16 du maître-cylindre tandem 2, ce qui élimine l'effet décrit de préremplissage de l'installation de freinage Le conducteur du véhicule est ainsi en mesure de mettre sous pression avec une force d'actionnement relati20 vement faible les chambres de travail 16, 17 ou les freins de roues , 46, 41, 42 reliés aux chambres de travail La suppression de l'effet étagé de remplissage impose sans doute,au regard de l'actionnement des freins avec l'accumulateur de pression 11 intact, une course plus longue de la pédale, mais on est assuré d 'engendrer dans 25 les chambres de travail 16, 17 du ma tre-cylindreen tandem 2 une pression qui garantit le freinage minimum prescrit pour le véhicule. 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 30 de l'invention. REVENDICATIONS 1 Installation hydraulique de freinage à contrôle du glissement de freinage pour véhicule automobile, comprenant un maître-cylindr E pouvant être mis sous pression au moyen d'un amplificateur hy5 draulique, dans laquelle sont prévues entre le ma tre-cylindre et les freins de roues reliés au maître-cylindre des valves au moyen desquelles le fluide de pression peut être prélevé sur les freins de roues, avec compensation du volume prélevé à partir de la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, et dans laquelle se pro10 duit une limitation de course de la pédale de frein pendant le contrôle du glissement, caractérisée en ce qu'on utilise comme piston du maître-cylindre ( 4) un piston à étages, tel qu'un étage du piston ( 15) pourvu d'un plus grand diamètre délimite une chambre de travail ( 16) du maître-cyliridre ( 2) et en ce qu'une surface annulaire 15 ( 18) délimite entre les étages du piston ( 14, 15) un espace annulaire du carter( 19) qui peut être relié à la chambre de travail ( 16) au moyen d'une valve de connexion ( 31) commandée par la pression établie dans la chambre de travail ( 16). 2 Installation hydraulique de freinage selon la reven20 dication 1, caractérisée en ce qu'une valve de retenue ( 30) ouvrant vers la chambre de travail ( 16) est montée en parallèle avec la valve de connexion ( 31). 3 Installation hydraulique de freinage selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'une valve d'arrêt ( 32) 25 commutable en position de blocage en fonction du glissement est montée en série avec la valve de connexion ( 31). 4 Installation hydraulique de freinage selon la revendication 3, caractérisée en ce que la valve d'arrêt ( 32) peut être commutée en position de blocage sous l'effet de la pression de la 30 chambre de pression ( 6). Installation hydraulique selon l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisée en ce qu'il est amené à la valve de connexion ( 31) la pression d'une source d'énergie auxiliaire ( 11) de telle sorte que la pression auxiliaire exerce une 35 force en position de fermeture sur la valve de connexion ( 31).