Brevet FR2583694A1 — publié le 19861226

- 1 - La présente invention concerne un système hydraulique de freinage, destiné notamment à des véhicules automobiles, comprenant un amplificateur hydraulique et un maitre-cylindre monté en aval de l'amplificateur, et comprenant au moins une chambre de travail, des éléments d'actionnement de freins reliés à la chambre de travail, et un dispositif de limitation de la course de la pédale, un agent de pression dynamique pouvant être envoyé dans la chambre de travail. Un système hydraulique de freinage possédant les caractéris- tiques ci-dessus est décrit dans la demande de brevet allemand n 2.452. 952. Le système de freinage connu comprend un carter dans lequel est logé un amplificateur hydraulique et un maître-cylindre en tandem monté en aval. En l'occurence, l'amplificateur hydraulique est muni d'une valve de freinage qui permet d'obtenir, dans la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, une pression proportionnelle à la force d'actionnement exercée sur la pédale de frein. Dans cet agencement, le carter de la valve de freinage repose, par l'intermé- diaire d'un ressort de compression, sur un manchon de rappel qui en- toure un prolongement du piston d'amplificateur à la manière d'un an- neau et qui délimite une chambre annulaire du carter dans laquelle peut être atteint le niveau de pression obtenu à l'aide de la valve de freinage. Dans un agencement de ce type, la course de la pédale est donc limitée lorsque l'alimentation en énergie extérieure est correcte, le manchon de rappel pouvant coulisser dans le sens d'ac- tionnement en cas de défaillance de l'énergie auxiliaire, de sorte que les chambres de travail du mattre-cylindre peuvent être mises en pression par des moyens purement mécaniques. Dans le générateur de pression de freinage connu, il est également prévu que de l'agent de pression dynamique pénètre dans les chambres de travail par l'inter- médiaire de coupelles d'étanchéité qui sont situses sur le piston de maître-cylindre et qui font office de valve anti-retour. Cependant, le générateur de pression de freinage connu pré- sente un inconvénient, à savoir que sa longueur totale est considéra- blement augmentée par l'utilisation du manchon de rappel. En outre, le manchon de rappel est un élément qui est guidé de manière étanche, d'une part, sur le carter et, d'autre part, sur le prolongement du - 2 - piston d'amplificateur, ce qui provoque l'apparition de forces de friction correspondantes qui compromettent l'actionnement des freins en cas de défaillance de l'énergie auxiliaire. La présente invention a donc pour but de fournir un système de freinage du type indiqué précédemment, qui permet de limiter en toute sécurité la course de la pédale par des moyens simples. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce qu'un dispositif de valve est relié à la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, en particulier une valve à trois voies/trois positions par l'intermédiaire de laquelle une chambre de carter annulaire, délimitée par un piston d'amplificateur, est reliée soit à réservoir de liquide sans pression, soit à la chambre de pres- sion, en fonction de la position axiale du piston d'amplificateur et d'une valve d'entrée sollicitée lors de la régulation du glissement de freinage, et en ce que, dans l'une des positions de commutation, le dispositif de valve ou la valve à trois voies/trois positions iso- le hydrauliquement la chambre de carter annulaire. Dans un agencement de ce type, il est prévu de manière avantageuse que la chambre de carter annulaire, délimitée par le piston d'amplificateur, est reliée à un réservoir sans pression tant que la course d'actionnement du piston d'amplificateur n'excède pas une distance prédéterminée au stade de la conception. Lors de la régulation du glissement de frei- nage, la valve à trois voies/trois positions peut adopter une seconde position de commutation dans laquelle la chambre de carter annulaire est séparée hydrauliquement de la chambre de pression de l'amplifica- teur hydraulique, ce qui permet au piston d'amplificateur de conser- ver sensiblement sa position axiale instantanée, indépendament de la pression atteinte dans la chambre de pression. Si le piston d'ampli- ficateur poursuit son déplacement, la valve à trois voies/trois posi- tions adopte finalement une position dans laquelle la chambre de car- ter annulaire est reliée à la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, de sorte qu'une composante de force est exercée sur le piston de l'amplificateur hydraulique et provoque un déplacement du piston d'amplificateur dans le sens de relâchement des freins. En l'occurence, le retour du piston d'amplificateur est limité dans la - 3 - mesure o la valve à trois voies/trois positions adopte finalement à nouveau une position intermédiaire dans laquelle la chambre de pres- sion de l'amplificateur hydraulique est isolée de la chambre de car- ter annulaire, une liaison entre la chambre de carter annulaire et le réservoir sans pression étant également interrompue. Dans un mode de réalisation avantageux de la présente inven- tion, il est prévu qu'à la chambre de carter annulaire est reliée une valve à deux voies/deux positions qui établit normalement une liaison avec le réservoir sans pression et qui adopte une position fermée lors de la régulation du glissement de freinage. Un agencement de ce type garantit dans tous les cas que la chambre de carter annulaire est bien isolée du réservoir sans pression dès que la valve à trois voies/trois positions quitte sa position de départ. Dans un mode de réalisation avantageux de la présente inven- tion, il est prévu que la valve à deux voies/deux positions peut être commutée hydrauliquement par la pression qui règne dans la chambre de pression de l'amplificateur. Dans ce cas, la commande de la valve à deux voies/deux positions est reliée, de préférence par l'intermé- diaire de la valve d'entrée, à la chambre de pression de l'amplifica- teur hydraulique, ce qui permet de supprimer l'actionnement séparé de la valve à deux voies/deux positions par le système électronique de régulation du glissement. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure annexée qui représente un schéma de principe. Sur la figure, le chiffre de référence 1 désigne le carter d'un amplificateur hydraulique 2 qui permet d'actionner un maître-cy- lindre non représenté. L'amplificateur hydraulique 2 se compose d'un piston étage 3 d'amplificateur dont une collerette annulaire 4, si- tuée c8té pédale, vient en butée contre le carter 1. Le piston d'am- plificateur 3 délimite une chambre de pression 5 qui, par l'intermé- diaire d'une valve non représentée, est soumise à une pression pro- portionnelle à la force spécifique d'actionnement F exercée sur la pédale de frein. -4 - Le piston d'amplificateur 3 comprend un étage de piston 6 de grand diamètre qui délimite, d'une part, une chambre de carter annu- laire 7 et, d'autre part, la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique 2. A cet effet, l'extrémité du piston d'amplificateur 3 qui pénètre dans la chambre de pression 5 de l'amplificateur.hydrau- lique 2 se compose de trois portions 8, 9 10 de diamètres différents, la portion de piston 8 présentant le plus grand diamètre et la por- tion de piston 10 le plus petit. Dans cet agencement, les portions de piston 8, 9, 10 sont reliées entre elles par des parties inclinées 11, 12, ce qui permet à un poussoir 13 servant à actionner une valve à trois voies/trois positions 14 de se déplacer sur la surface exté- rieure du piston d'amplificateur et d'actionner la valve à trois voies/trois positions 14 en fonction de la position axiale du piston d'amplificateur. A l'intérieur de l'extrémité du piston d'amplifica- teur 3 proche de la pédale est guidé un piston d'actionnement 15 qui coulisse par l'intermédiaire d'une pédale de frein 16 et qui, lors de ce déplacement, établit, à l'intérieur de la chambre de pression 5 de l'amplificateur hydraulique 2, une pression sensiblement proportion- nelle à la force d'actionnement F exercée sur la pédale de frein 16. A la chambre de pression 5 de l'amplificateur hydraulique 2 est re- liée une valve d'entrée 17 qui est conçue sous la forme d'une valve à trois voies/deux positions et qui a normalement pour rôle d'isoler hydrauliquement la chambre de pression 5. Cette valve d'entrée 17 est commandée par un système électronique de régulation du glissement non représenté et, pendant la régulation du glissement de freinage, elle relie la chambre de pression 5, par l'intermédiaire d'une coupelle d'étanchéité 18 faisant office de valve anti-retour, à une chambre de travail 19 du mattre-cylindre, des éléments d'actionnement de freins étant reliés à la chambre de travail 19. La valve à trois voies/trois positions 14 est reliée à la sortie de la valve d'entrée 17 et possède une première position de commutation dans laquelle la chambre de carter annulaire 7 est reliée à un réservoir sans pression 21, tandis que la liaison entre la cham- bre de pression 5 de l'amplificateur hydraulique et la chambre de carter annulaire 7 est interrompue, quelle,que soit la position de la - 5 - valve d'entrée 17. Dans une seconde position de commutation de la valve à trois voies/trois positions 14, la chambre de carter annulai- re 7 est isolée du réservoir sans pression 21. Dans une troisième po- sition de commutation de la valve à trois voies/trois positions 14, la chambre de carter annulaire 7 du générateur de pression de freina- ge est reliée à la chambre de pression 5 de l'amplificateur hydrauli- que 2, le réservoir sans pression 21 étant simultanément isolé de la chambre de carter annulaire 7. La chambre de carter annulaire 7 de l'amplificateur hydrau- lique 2 est également reliée au réservoir sans pressinn 21 par l'in- termédiaire d'une valve à deux voies/deux positions 22. La valve à deux voies/deux positions 22 possède une position de commutation dans laquelle la chambre de carter annulaire 7 est isolée du réservoir sans pression 21. La commande de la valve à deux voies/deux positions 22 est également reliée à la sortie de la valve d'entrée 17, de sorte que les valves 17, 2 sont commutées pratiquement au même moment. Le mode de fonctionnement du système de freinage décrit sera expliqu6 ciaprès en détail, en partant de la position o les freins sont relâchés et o toutes les pièces mobiles se trouvent dans la po- sition indiquée sur la figure. Lorsqu'une force est appliquée sur la pédale de frein 16, le piston d'actionnement 15 se déplace dans le sens d'actionnement des freins (vers la gauche lorsqu'on regarde la figure), ce qui a pour effet d'établir une pression hydraulique dans la chambre de pression 5 de l'amplificateur hydraulique 2 par l'in- termédiaire d'une valve de freinage non représentée. Dès que la pres- sion établie dans la chambre de pression 5 de l'amplificateur hydrau- lique 2 excède la pression de réaction de l'amplificateur hydraulique 2, le piston d'amplificateur 3 se déplace dans le sens d'actionnement et une pression hydraulique est établie dans la chambre de travail 19 du générateur de pression de freinage et dans les éléments d'action- nement de freins 20 reliés à- la chambre de travail 19. Dans cet état de fonctionnement, la chambre de carter annulaire 7 est reliée au ré- servoir sans pression par l'intermédiaire, d'une part, de la valve à trois voies/trois positions 14 et, d'autre part, de la valve à deux voies/deux positions 22. - 6 - Lorsque la force exercée sur la pédale de frein 16 augmente, la pression qui règne dans la chambre de pression 5 de l'amplifica- teur hydraulique 2 augmente elle aussi, et le piston d'amplificateur 3 poursuit son déplacement dans le sens d'actionnement. En l'occuren- ce, le poussoir 13 de la valve à trois voies/trois positions 14, qui prend appui sur le piston d'amplificateur 3, se positionne sur les portions 9, 10 du piston d'amplificateur 3, ce qui a pour effet de modifier à chaque fois la position de commutation de la valve à trois voies/trois positions 14. Cependant, dans ces états de fonctionne- ment, la commutation de la valve à trois voies/trois positions 14 est sans importance car la chambre de carter annulaire 7 de l'amplifica- teur hydraulique 2 est en liaison permanente avec le réservoir sans pression par l'intermédiaire de la valve à deux voies/deux positions 22. On supposera qu'une roue du véhicule associée à l'élément d'actionnement de freins 20 présente une valeur de glissement criti- que, alors que le poussoir 13 de la valve à trois voies/trois posi- tions 14 est encore en appui sur la portion 8 du piston d'amplifica- teur 3. Dans un état de fonctionnement de ce type, la valve d'entrée 17 est d'abord commutée, ce qui a pour effet d'envoyer la pression, qui règne à l'intérieur la chambre de pression 5 de l'amplificateur hydraulique 2, dans la chambre de travail 19 du générateur de pres- sion de freinage. Simultanément, la valve à deux voies/deux positions 22 adopte une position fermée dans laquelle la chambre de carter an- nulaire 7 de l'amplificateur hydraulique 2 est isolée du réservoir. Cependant, étant donné que la valve à trois voies/trois positions 14 demeure dans sa position initiale, un équilibre de pression est main- tenu entre la chambre de carter annulaire 7 et le réservoir sans pression 21, de sorte qu'en raison du prélèvement d!agent de pression sur l'élément d'actionnement 20, le piston d'amplificateur se déplace vers la gauche, lorsqu'on regarde la figure, jusqu'à ce que le pous- soir 13 de la valve 14, après avoir passé la partie inclinée 11, vienne en appui contre la portion 9 et permette à la valve 14 d'adop- ter sa position intermédiaire. Dans cet état de fonctionnement, la chambre de carter annulaire de l'amplificateur hydraulique 2 est iso- - 7 - lee hydrauliquement, ce qui empêche le piston d'amplificateur 3 de poursuivre son déplacement dans le sens d'actionnement. Ceci permet de garantir qu'un volume minimum suffisant est disponible dans la chambre de travail 19 du générateur de pression de freinage. On supposera maintenant qu'en présence, par exemple, d'un important coefficient de friction avec la chaussée, le piston d'am- plificateur 3 se soit déjà déplacé suffisamment loin dans le sens d'actionnement pour que le poussoir 13 de la valve 14 repose sur la portion 10 du piston d'amplificateur 3. Si, dans un état de fonction- nement de ce type, une valeur de glissement critique apparaît à nou- veau au niveau de la roue du véhicule affectée à l'élément d'action- nement de freins 20, la valve d'entrée 17 se commute à nouveau et la valve à deux voies/deux positions 22 adopte pratiquement simultangme- nt la position fermée. La chambre de carter annulaire 7 de l'amplifi- cateur hydraulique 2 est alors reliée à la chambre de pression 5 de l'amplificateur hydraulique par l'intermédiaire de la valve à trois voies/trois positions 14 et le piston d'amplificateur 3 est sollicité par une pression dans le sens de relâchement des freins. Dans la me- sure o les surfaces, qui sont actives dans ce cas, sont dimension- nées de manière appropriée, le piston 3 de l'amplificateur hydrauli- que 2 se déplace dans le sens de relâchement des freins jusqu'à ce que le poussoir 13 de la valve 14 vienne en appui contre la portion 9 du piston d'amplificateur 3 après avoir passé la partie inclinée 12, et jusqu'à ce que la valve 14 adopte une position dans laquelle la chambre de carter annulaire 7 est à nouveau isolée hydrauliquement, ce qui empêche le piston d'amplificateur de poursuivre son déplace- ment dans le sens d'actionnement. I1 ressort de la description du fonctionnement faite ci-des- sus que, lors de la régulation du glissement de freinage, le piston Z de l'amplificateur hydraulique adopte toujours une position dans la- axiale, la chambre de travail 19 du générateur de pression de freina- ge renferme toujours un volume suffisant pour assurer un actionniment durgence des Eléments d'actionnement de freins 20, mlme en cas de - 8 - défaillance de l'énergie hydraulique auxiliaire. Tout prélèvement d'agent de pression sur l'élément d'action- nement de freins 20, effectué lors de la régulation du glissement de freinage, est directement compensé à partir de la chambre de pression 5 de l'amplificateur hydraulique par l'intermédiaire de la coupelle d'étanchéité 18. Pour retarder le déplacement axial du piston d'amplificateur 3 lors de la régulation du glissement de freinage, des étranglements sont prévus dans la valve 14 pour les positions de commutation dans lesquelles le poussoir 13 de la valve 14 est en appui contre la por- tion 8 ou contre la portion 10. - 9 - REVENDICATIONS 1. Système hydraulique de freinage, destiné notamment à des véhicules automobiles, comprenant un amplificateur hydraulique et un maltrecylindre monté en aval dudit amplificateur, et comprenant au moins une chambre de travail, des éléments d'actionnement de freins reliés à ladite chambre de travail, et un dispositif de limitation de la course de la pédale, un agent de pression dynamique pouvant être envoyé dans ladite chambre de travail, caractérisé en ce qu'un dispo- sitif de valve est relié à la chambre de pression (5) dudit amplifi- cateur hydraulique (2), en particulier une valve à trois voies/trois positions (14) par l'intermédiaire de laquelle une chambre de carter annulaire (7), délimitée par un piston d'amplificateur (3), est re- liée soit à un réservoir de liquide sans pression (21), soit à ladite chambre de pression (5), en fonction de la position axiale dudit pis- ton d'amplificateur (3) et d'une valve d'entrée (17) sollicitée lors de la régulation du glissement de freinage, et en ce que, dans l'une des positions de commutation, ledit dispositif de valve (14) isole hydrauliquement ladite chambre de carter annulaire (7). 2. Système hydraulique de freinage conforme à la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'à ladite chambre de carter annulaire (7) est reliée une valve à deux voies/deux positions (22) qui établit normalement une liaison avec ledit réservoir sans pression (21) et qui adopte une position fermée lors de la régulation du glissement de freinage. 3. Système hydraulique de freinage conforme à la revendica- tion 1, caractérisé en ce que ladite valve à deux voies/deux posi- tions (22) peut être commutée hydrauliquement par la pression régnant dans ladite chambre de pression (5) dudit amplificateur (2). 4. Système hydraulique de freinage conforme à la revendica- tion 3, caractérisé en ce que la commande de ladite valve à deux voies/deux positions (22) peut être reliée, par l'intermédiaire de ladite valve d'entrée (17), à ladite chambre de pression (5) dudit amplificateur hydraulique (2).