Brevet FR2565186A1 — publié le 19851206

La présente invention concerne un servofrein et en particulier un servofrein à plusieurs circuits avec un antibloqueur (ABS) affecté, un simulateur de course et une soupape de freinage pour l'application de la pression d'une source. Les servofreins, y compris ceux à plusieurs circuits, sont bien connus (demandes de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiées sous les numéros 25 31 264, 29 25 478 et 31 51 292). Ces servofreins connus sont réalisés avec un circuit de freinage fermé et un second circuit de freinage habituellement ouvert. Le circuit de freinage ouvert est chargé directement par la pression de l'accumulateur d'une source, appliquée par une valve de commande ou de freinage. En cas de défaillance de la source de pression, le circuit de freinage ouvert devient un circuit de freinage fermé. Le circuit de freinage ouvert comprend habituellement un piston annulaire, monté sur un poussoir actionné par la pédale de frein. Il existe un besoin de servofreins insérés dans le concept ABS avec un antibloqueur (ABS), de façon à être utilisables aussi pour des fonctions ABS, au moins indirectement, sous forme d'un composant intégré, permettant ainsi de réaliser un système mixte "servofreinantibloqueur" (ABS intégré) à coûts et appareillage notablement réduits, pour une puissance acceptable de l'antibloqueur. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, dans le cas de deux circuits de freinage au moins, à savoir un circuit de freinage ouvert (II), auquel est appliquée la pression d'une soupape de freinage (18), et un circuit de freinage fermé (I), une régulation de pression ABS s'effectue dans ledit circuit de freinage fermé par action acommandée d'une pression sur son piston (3) de maîtrecylindre. Ie servofrein selon l'invention présente l'avantage suivant : certaines au moins des fonctions de régulation ABS - élévation de pression, maintien de la pression et/ou baisse de pression - sont transférées dans le servofrein, qui assume ainsi une double fonction. L'invention présente l'avantage particulier suivant : dans le cas de la baisse de pression résultant d'un signal ABS approprié, le piston correspondant du maître-cylindre est repoussé dans le servofrein par une force de commande d'intensité appropriée, produite par l'application du fluide sous la pression de l'accumulateur, de sorte que la vitesse de réduction de la pression est plus élevée dans le cas de l'ABS, notamment aux faibles pressions de freinage. Outre la pression de freinage, la force exercée par un ressort est une composante de rappel agissant habituellement sur le mouvement du piston; ces deux composantes peuvent toutefois être relativement faibles dans le domaine des basses pressions, de sorte que la vitesse de baisse de pression résultante est trop faible pour le cas de régulation ABS, en particulier aux basses températures.L'invention y remédie et prévoit dans ce cas particulier un piston auxiliaire additionnel, intégré au servofrein et agissant par une force supplémentaire appropriée sur le mouvement du piston de maître-cylindre. L'invention présente en outre l'avantage suivant : pour les faibles pressions également, le poussoir de pédale est réalisé et disposé par rapport au piston de maître-cylindre réagissant aux signaux de régulation ABS de façon à produire un contact sur la plage de modulation de pression, permettant ainsi d'obtenir le cas échéant en ABS une modulation de pression directe pour réaction sur le poussoir de pédale et par suite sur la pédale de frein. Le conducteur du véhicule reçoit ainsi par la pédale de frein une information directe sur l'intervention de fonctions de régulation ABS. L'invention présente en outre l'avantage d'être protégée contre les défauts et de ne comporter aucune ouverture de circuits de freinage fermés, même pour les fonctions ABS. Une défaillance de la source de pression produit une discontinuité de multiplication, mais la défaillance du circuit ouvert n' entraîne aucune réduction sensible de la course de la pédale. Un autre avantage réside dans le verrouillage du poussoir de pédale et du piston primaire, qui est traversé par ledit poussoir et affecté au circuit de freinage ouvert, auquel une soupape de freinage applique directement la pression de la source. L'invention assure une combinaison parfaitement fonctionnelle servofrein-ABS avec une puissance acceptable de tous les composants et simultanément une réduction importante du nombre de composants ABS nécessaires, y compris les capteurs de vitesse et les valves électromagnétiques, et le cas échéant aussi des canaux de régulation, tout en maintenant intégralement la stabilité, la manoeuvrabilité et la course de freinage de sécurité. L'invention est applicable aussi bien à une division conventionnelle des circuits de freinage, c'est-à-dire séparément pour les essieux avant et arrière, que pour une division des circuits de freinage en diagonale, dans laquelle par exemple les cylindres de frein de roue avant sont affectés à des circuits de freinage différents. La commande de la modulation de pression pour l'ABS peut s'effectuer selon des algorithmes de régulation connus et etre complétée le cas échéant par des signaux de capteurs de course, décelant la translation des pistons du maître-cylindre pour la régulation. Un exemple de réalisation préférentielle comprend une valve de commande séquentielle dans le cas de la régulation séparée de l'essieu arrière, dont les deux cylindres de frein de roue sont ainsi réglés par un seul canal; d'autre part, en cas de défaillance du circuit de freinage fournissant la pression pour cette régulation, une inversion de valve est produite mécaniquement par palpage du piston de maître-cylindre dudit circuit, afin de pouvoir appliquer à une roue arrière au moins la pleine pression de freinage du second circuit de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 es le coupe schématique d'un premier exemple de réalisatin d un servofrin selon l'invention avec soupape de commande extérielre; et la figure 2 représente un second exemple de réalisation d'un servofrein pour une réalisation de l'EBS à quatre canaux pour une division des circuits de freinage en diagonale. !.a re 1 représente un servofrein avec un maître-cylindre tandem 10 à deux circuits, coaxialement auquel est disposé un poussoir 12 actionné par une pédale de frein 11. Le maître-cylindre tandem 10 est étagé, mais peut aussi comporter un alésage de diamètre constant pour les deux pistons 13 (du circuit de freinage fermé I) et 14 (du circuit de freinage ouvert II). L'ensemble du dispositif représenté à la figure 1 comprend une source de pression 20, le servofrein hydraulique 30 et un groupe de valves 40 monté en aval du servofrein pour la réalisation de fonctions de régulation.ABS, l'alimentation en pression entre le servofrein et les divers cylindres de frein de roue avant gauche (VL), avant droite(VR) et vers l'essieu arrière (HA), ou séparément pour l'arrière droit (HR) et l'arrière gauche (HL), s'effectuant même dans le cas du freinage normal par les valves électromagnétiques ABS du groupe 40, inversées sur la position de passage dans ce cas. Les valves électromagnétiques ABS sont réalisées, sauf précision ci-après, de façon à adapter de manière appropriée selon l'état de la chaussée ou le comportement des roues, la pression de freinage dans les deux circuits (I) et (II), avec division le cas échéant, aux cylindres de frein des diverses roues, à l'aide d'un circuit électronique de commande. logique auquel sont appliqués ies signaux d'entrée d'un capteur de roue au moins. Il va de soi que l'exemple de servofrein représenté à la figure 1 ne limite pas l'application de l'invention, qui est au contraire applicable à toutes les formes possibles de réalisation de servofreins à simulateur de course, dans lesquels une réduction de la pression du fluide en cas d'intervention ABS est possible par recul commandé d'un piston du maître-cylindre. Le piston 14 postérieur ou primaire du maître-cylindre 10 est annulaire et ttaversé par un poussoir 12 que la pédale de frein il actionne par l'intermédiaire d'une plaque 15. Le piston annulaire est mobile dans la partie correspondante du maître-cylindre et délimite par sa face intérieure une-première chambre de pression 16, qu'un canal 17 relie à une soupape de freinage ou de commande 17 du servofrein. Dans l'exemple de réalisation représenté, la soupape de commande 18 est extérieure à l'axe du maître-cylindre tandem 10, mais parallèle à ce dernier.La manoeuvre de la soupape de commande et du poussoir de pédale est effectuée par la pédale de frein, par l'intermédiaire de la plaque 15, sur laquelle est en outre fixée une broche 19 pouvant interagir avec un premier interrupteur 52 de surveillance de position pour déterminer la position de la pédale.La plaque 19 sert en outre de support, par l'intermédiaire d'un ressort de course 21, à un coulisseau 22 a appui élastique pour la manoeuvre de la soupape de commande 18, de sorte que la fonction connue d'un simulateur de course est obtenue dans ce cas par l'application de la pression de l'accumulateur de la source 20 à la chambre de travail 16 du circuit de freinage ouvert II. La source de pression 20 comprend une pompe 23 et un accumulateur 24, et est reliée à la soupape de frein 18 par une canalisation de liaison hydraulique 25 et un clapet de non-retour 26. Le piston antérieur 13 de maître-cylindre du circuit de freinage fermé I, dans la position initiale représentée sur la figure, maintient ouverte une liaison (reniflard 27) entre un récipient 28 de réserve ou de réalimentation et sa chambre 29 dans le maltre-cylindre. Cette chambre est reliée par une canalisation de pression hydraulique a au circuit de freinage fermé I. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, des moyens sont prévus pour le rappel rapide du piston 13 de maîtrecylindre du circuit de freinage fermé I dans le cas de l'intervention de fonctions de régulation ABS, et sont avantageusement réalisés de façon que la pleine pression de l'accumulateur agisse sur une surface active, affectée au piston 13 de maître-cylindre, pour le rappel rapide et la réduction de pression correspondante dans les divers cylindres de frein de roue reliés au circuit de freinage fermé I. L'exemple de réalisation représenté comprend un circuit auxiliaire 31 pour l'application de la pression de l'accumulateur; ce circuit est constitué par une chambre de pression 32 supplémentaire, disposée sur et de préférence intégrée au maître-cylindre tandem 10, et dans laquelle un piston auxiliaire 33 est maintenu par un ressort bandé 34 dans la position représentée. Le piston auxiliaire 33 porte un prolongement 35 en forme de tige qui traverse une cloison 36, disposée entre la chambre 29 du maître-cylindre et sa chambre de pression 32, et vivent s'appliquer en 37 sur le piston 13 du maîtrecylindre. Le circuit auxiliaire est complété par une valve électromagné- tique d'inversion 38 qui est disposée au voisinage du groupe de valves ABS 40 et réalisée de façon à appliquer, dans le cas d'une baisse de pression souhaitée dans le circuit de freinage I, la pleine pression de l'accumulateur à la charre de pression 32 par une canalisation 25' de dérivation de la pression de l'accumulateur. De la façon habituelle pour le freinage normal, la pression appliquée à la chambre de pression primaire 16 par la soupape de freinage 18 charge le piston 13 de maître-cylindre du circuit de freinage fermé I; un prolongement 12a du poussoir de pédale se place simultanément à une faible distance d'une pièce de pression postérieure 13e du piston 13 de maître-cylindre, de sorte qu'en cas de défaillance de la source, une pression peut être établie au moins dans le circuit de freinage fermé I pour le freinage de secours. La constitution et la disposition des valves de régulation ABS du groupe 40 sont les suivantes. Le circuit de freinage ouvert II contient un distributeur électromagnétique 3/3 39 qui,compte tenu de l'aptitude particulière du montage selon figure 1 pour la division classique des circuits de freinage, est responsable dans ce cas de la réalisation commune des trois fonctions de régulation ABS différentes pour l'essieu arrière HA.Une simple valve d'inversion, c'està-dire un distributeur électromagnétique 2/2 41a, 41b, est prévue pour chaque cylindre de frein de roue avant VL et VR; la valve électromagnétique 38 commutant le circuit auxiliaire du piston de commande est enfin un distributeur électromagnétique 3/2, réalisé par suite de façon à soit appliquer la pression de l'accumulateur à la chambre de pression 33 du circuit auxiliaire, soit - dans le cas d'un freinage normal - à relier cette chambre de pression à la canalisation de retour. Il est superflu de préciser les fonctions de régulation ABS de l'essieu arrière, qui se déroulent de façon connue. Lorsqu'un signal de commande ABS de baisse de la pression apparaît dans le circuit de freinage fermé I, le distributeur électromagnétique 3/2 38 est inversé dans le circuit auxiliaire et la pression de l'accumulateur agit sur le piston auxiliaire 33, qui repousse alors le piston 13 de maitre- cylindre dudit circuit de freinage avec une force et une vitesse appropriées, de façon à produire la réduction de pression souhaitée. Il va de soi que selon les signaux de commande ABS, la réduction de pression peut s'effectuer dans les deux canaux de régulation, auquel cas les distributeurs électromagnétiques 2/2 demeurent sur la position de passage, ou dans un seul canal, le distributeur électromagnétique 2/2 correspondant 41a ou 41b étant alors inversé sur la position de maintien. On voit ainsi que les trois fonctions de régulation ABS sont réalisables séparément pour chaque cylindre de frein de roue avant VL et VR, en vue d'une modulation souhaitée de la pression et par intégration du servofrein, c'est-à-dire dans le cas de l'exemple de réalisation selon figure 1 dans le sens d'un ABS à trois canaux avec une division classique des circuits de freinage. Il va de soi que les signaux de sortie analogiques ou numériques du capteur de position S2 et du capteur de position S1 affecté au piston 13 de maître-cylindre sont utilisables pour la détermination des opérations de modulation de la pression et/ou la détection d'une défaillance de circuit de freinage. Il entre en outre dans le cadre de l'invention de fermer le côté primaire du piston 13 de maître-cylindre par rapport à la chambre de pression 16, à l'aide d'une cloison traversée par exemple par un prolongement du poussoir de pédale, et d'appliquer d'une autre façon une pression dans la chambre de pression supplémentaire ainsi formée sur le côté primaire du piston 13.Une réalisation préférentielle consiste finalement à verrouiller le piston annulaire 14 et le poussoir 12 de pédale qui le traverse en cas de défaillance de la pression de l'accumulateur et en fonction de cette dernière, par exemple en prévoyant des moyens de verrouillage à mobilité radiale, directe ou par l'intermédiaIre de pistons de réglage supplémentaires soumis à l'action de la pression de l'accumulateur, et établissant par sûreté de fore une liais entre le piston annulaire et ie poussoir 12 de pédale en cas de défaIllance de la pression de l'accumulateur, qui atteint le piston annulaire par un canal a2 interne au corps Dans l'exemple de réalisation représenté, et pour les faibles pressions, le piston 13 de maître-cylindre vient en contact avec le poussoir de pédale quand le piston auxiliaire agit sur ledit piston 13 dans le sens d'une réduction de pression, par suite de fonctions de régulation ABS; 1 en résulte une modulation de pression directement décelable par le conducteur sous forme d'une vibration corres pondante de la pédale il de frein, quand le conducteur maintient la soupape de freinage 18 enfoncée et l'interxtenPion des fonctions de régulation ABS applique l'extrémité arrière du piston 13 de maître-cylindre sur le prolongement du poussoir de pédale. Dans l'exemple de réalisation selon figure 2, le principe de constitution du servofrein est identique à celui de l'exemple de réalisation selon figure 1, de sorte qu1une description détaillée est superflue. Les mêmes références sont utilisées pour les mêmes pièces ayant des fonctions identiques. Le groupe 40' de valves ABS est différent et convient par sa réalisation à quatre canaux pour la division des circuits de freinage en diagonale La répartition des canaux peut être effectuée comme indique sur les sorties des canalisations de pression du groupe de valves 40', ctest-à-dire que le distributeur électromagnétique 3/3 39' est utilisé pour la régulation du cylindre de frein de roue avant droite (VR) et la sortie du distributeur électromagnétique 2/2 41a' module directement la pression du cylindre de frein de roue avant gauche (VL). La dérivation en parallèle contient alors de nouveau un autre distributeur électromagnétique 2/2 41bu, relié au circuit de freinage I et responsable dans ce cas de l'ensemble des fonctions de régulation ABS de maintien et d'élévation de la pression sur l'essieu arrière.La pression appliquée par le circuit de freinage I est transmise au cylindre de frein de roue arrière HR par un régulateur de pression standard 43 interposé et un côté d'une valve de commande séquentielle 44 supplémentaire, tandis que la pression vers l'autre cylindre de frein de roue arrière HL est certes dérivée du circuit de freinage (ouvert) II par une canalisation de dérivation 45, mais soumise aussi à l'action de commande du cylindre de frein de roue arrière droite. Le fonctionnement de la valve de commande séquentielle 44 est tel qu'une diminution de la pression sur le côté gauche de cette dernière (vers le cylindre de frein de roue HR) s'accompagne d'une baisse de pression correspondante dans le cylindre de frein de roue HL (modulation de pression ABS commune pour l'essieu arrière), par un déplacement du piston 44a de la valve 44 et la fermeture résultante du clapet 44b sur le côté droit. Une telle valve de commande séquentielle exige un clapet de dérivation dans le cas d'une défaillance du circuit de freinage I, afin que la roue arrière HL du circuit de freinage II reçoive la pleine pression de freinage. Ce résultat est obtenu en disposant dans une autre canalisation de pression 45', dérivée sur le circuit de freinage II, un clapet hydraulique 46 supplémentaire, qui est actionné par le palpeur 47 du capteur de position S1', par l'intermédiaire d'un poussoir 46a (et d'un levier coudé 48), de sorte que lorsque le piston 13 de maître-cylindre atteint se position limite gauche, ce qui équivaut à une défaillance du circuit de freinage, la position de son plan incliné déterminée par le palpeur 47 ouvre le clapet de dérivation hydraulique 46 et que la pression du circuit de freinage II est transmise directement au cylindre de frein de roue arrière gauche, en évitant le clapet de fermeture 44b de la valve de commande séquentielle. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Servofrein, et en particulier servofrein à plusieurs circuits avec un antibloqueur (ABS) affecté, un simulateur de course et une soupape de frein pour l'application de la pression d'une source, ledit servofrein étant caractérisé en ce que dans le cas de deux circuits de freinage au moins, à savoir un circuit de freinage ouvert (II), auquel est appliquée la pression d'une soupape de freinage (18), et un circuit de freinage fermé (I), une régulation de pression ABS s'effectue dans ledit circuit de freinage fermé par action commandée d'une pression sur son piston (13) de maître-cylindre. 2. Servofrein selon revendication 1, caractérisé en ce que la régulation de pression dans le circuit de freinage fermé (I) s'effectue par un circuit hydraulique auxiliaire (31), commandé par une valve d'inversion (38) dans le cas de fonctions de régulation ABS. 3. Servofrein selon revendication 2, caractérisé en ce que le circuit hydraulique auxiliaire (31) est constitué par un cylindre de travail supplémentaire, disposé sur le maître-cylindre (10) et contenant un piston de réglage (33) qui, par l'intermédiaire d'une tige de pression (35) semblable à une tige de piston et étanche, agit mécaniquement sur le piston (13) de maître-cylindre du circuit de freinage fermé (I). 4. Servofrein selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le cylindre de travail hydraulique supplémentaire sur le maîtrecylindre (10) du servofrein (30) comprend une chambre de pression (32) à laquelle le distributeur électromagnétique 3/2 dtinversion (38) affecté aux valves de régulation ABS d'un groupe de valves ABS (40) applique la pleine pression de l'accumulateur dans le cas d'un signal de réduction de pression ABS dans les cylindres de frein de roue (VL, VR; HR, HL) reliés audit circuit de freinage (I). 5. Servofrein selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le coté primaire du piston (13) de maître-cylindre du circuit de freinage fermé (I) est chargé par la pression appliquée par la soupape de freinage (18) à une chambre de pression (16) du circuit de freinage ouvert (II), la pression de l'accumulateur appliquée dans le cas de fonctions de régulation ABS agissant au moins indirecte ment sur l'autre côté; et le côté primaire du piston (13) de maître- cylindre du circuit de freinage fermé (I) presente en outre une distance prédéterminée, le cas échéant très faible, au poussoir (12) de la pédale (11) de frein traversant le piston primaire, réalisé sous forme de piston annulaire (1S), de sorte que les modulations de pression apparaissant dans le circuit de freinage fermé (I) sont perceptibles par le conducteur sous forme de vibrations, par l'intermédiaire de la pédale de frein. 6. Servofrein selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un distributeur électromagnétique 3/3 (39) est inséré dans le circuit de freinage ouvert (II? comme valve de régulation ABS de l'essieu arrière et deux distributeurs électromagnétiques 2/2 (41a, 41b) sont insérés dans le circuit de freinage fermé (I) pour réaliser des fonctions de transmission et de maintien de la pression dans chaque cylindre de frein de roue avant (VL, VR). 7. Servofrein selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pour une division des circuits de freinage en diagonale, le circuit électromagnétique 3/3 t39') dans le circuit de freinage ouvert (II) est affecté à un cylindre de frein de roue avant (VR) et un des distributeurs électromagnétiques 2/2 (41a') insérés dans le circuit de freinage fermé (I) est affecté à l'autre cylindre de frein de roue avant (VL), le second distributeur électromagnétique 2/2 (41b') étant utilisé pour l'essieu arrière avec maintien des fonctions de réduction de la pression par la commande de pression du circuit auxiliaire. 8. Servofrein selon revendication 7, caractérisé en ce que le second distributeur électromagnétique 2/2 (41b') du circuit de freinage fermé (I) transmet une pression à un cylindre de frein de roue arrière affecté (HR) par l'intermédiaire d'un régulateur de pression standard (43) et d'un côté d'une valve de commande séquentielle (44), dont l'autre côté transmet la pression du circuit de freinage ouvert (II) à l'autre cylindre de frein de roue arrière lHL) par l'interné- diaire d'un clapet de fermeture (44b). 9. Servofrein selon une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un clapet hydraulique de dérivation (46) est prévu pour le cas d'une défaillance du circuit de freinage (I), est actionné par un poussoir capteur de course (palpeur 47) du piston (13) de maîtrecylindre du circuit de freinage fermé (I), puis transmet la-pression du circuit de freinage (II) au cylindre de frein de roue arrière affecté (HL) en évitant le clapet de fermeture (44b) dans la valve de commande séquentielle (44).