Brevet FR2585314A1 — publié le 19870130

-1 La présente invention concerne un système de freinage à am- plification hydraulique de la force de freinage, destiné à être uti- lisé dans des véhicules automobiles, comprenant un générateur de pression de freinage qui est actionné par une pédale et auquel les freins de roue sont reliés par l'intermédiaire de conduites de liqui- de de pression, comprenant un système d'alimentation en pression au- xiliaire et une valve de régulation qui établit une pression auxi- liaire proportionnelle à la force exercée sur la pédale, comprenant des agencements de valve qui sont implantes sur les conduites de li- quide de pression et qui, dans l'une des positions de commutation, relient hydrauliquement le générateur de pression de freinage aux freins de roue et qui, après avoir adopté une seconde position de commutation, relient la source de pression auxiliaire, au lieu du gé- nérateur de pression de freinage, aux conduites de liquide de pres- sion menant aux freins de roue, et comprenant un simulateur de course de pédale autorisant une course de pédale proportionnelle à la force exercée sur la pédale. On connaît déjà des systèmes de freinage à amplification hy- draulique de la force de freinage, qui comprennent un maître-cylindre auquel est relié un amplificateur hydraulique de force de freinage monté en amont, et qui sont équipés d'un système d'alimentation de pression auxiliaire, l'amplificateur de force de freinage étant cons- titué d'une valve de régulation de pression auxiliaire qui, lorsque les freins sont actionnés, établit une pression auxiliaire propor- tionnelle à la force exercée sur la pédale, cette pression auxiliaire étant transmise aux pistons du maltre-cylindre et/ou directement aux freins de roue d'un circuit de freinage par l'intermédiaire d'une conduites hydrauliques de liaison. En outre, il a déjà été proposé un système hydraulique de freinage qui, en conditions normales, c'est-à-dire en cas de fonc- tionnement sans défaut, en particulier-lorsque le système d'alimenta- tion de pression auxiliaire est intact, adopte, lors d'un freinage quel qu'il soit, un mode de commande dynamique de la pression dès que la pédale de frein est actionnée (demande de brevet allemand P 35 02 018.0). A cet effet, lorsque la pédale de frein est actionnée, une -2- pression auxiliaire régulée et proportionnelle à la force exercée sur la pédale est établie pour commuter des valves multidirectionnelles commandées par la pression, ce qui empêche le liquide de pression de sortir du maitre-cylindre et relie alors la source de pression auxi- laire aux freins de roue. Dans ce système, un simulateur de course de pédale permet au piston de maitre-cylindre, malgré le blocage hy- draulique, de parcourir une distance en fonction de la pédale. A cet effet, il est prévu, dans le maitre-cylindre, un piston supplémentai- re qui peut se déplacer à l'encontre de la force exercée par un res- sort. Des simulateurs de course de pédale de ce type sont d'un prix de revient relativement élevé car ils exigent de prévoir un ressort de rappel puissant, produisant la force antagoniste nécessaire, et une course de pédale appropriée pour doser la force de freinage. La présente invention a donc pour but de pallier les incon- vénients décrits ci-dessus en fournissant un simulateur de course de pédale convenant à des systèmes hydrauliquesde freinage, en particu- lier à des systèmes de freinage du type décrit précédemment, et pou- vant être réalisé avec une mise en oeuvre de moyens réduite et conçu de façon compacte. Il s'est avéré que ce but pouvait être atteint de manière étonnamment simple et techniquement évoluée par un perfectionnement du système de freinage du type décrit précédemment, résidant en ce que le simulateur de course de pédale comprend un piston logé dans un cylindre, ce piston pouvant être déplacé par la pression, qui est proportionnelle à la force exercée sur la pédale et qui est établie dans le générateur de pression de freinage lorsque les freins sont actionnés, à l'encontre de la force d'un ressort de rappel et à l'en- contre de la pression auxiliaire qui provient du système d'alimenta- tion de pression auxiliaire et qui est introduite de manière régulée dans le simulateur de course de pédale. En raison de l'agencement, conforme à l'invention, du simu- lateur de course de pédale, la force, qui est dirigée à l'encontre de la pédale de frein et qui procure une distance d'arrêt appropriée, peut donc ne plus être uniquement produite par un ressort relative- ment puissant et volumineux. Par conséquent, conformément à la pré- - 3 - sente invention, la pression dynamique régulée du système d'alimenta- tion de pression auxiliaire peut être utilisée pour produire la force antagoniste. En faisant varier les surfaces de piston, qui sont sou- mises à la pression auxiliaire antagoniste proportionnelle à la force exercée sur la pédale, et en appliquant le ressort de rappel, il est possible d'obtenir de manière simple la caractéristique et la simula- tion de course de pédale souhaitées, et de les adapter aux besoins spécifiques. Conformément à un mode de réalisation avantageux de l'inven- tion, le simulateur de course de pédale est conçu sous la forme d'un cylindre hydraulique séparé, relié hydrauliquement au générateur de pression de freinage. Il comprend une chambre de simulateur dans la- quelle une pression dirigée à l'encontre de la force exercée sur la pédale peut être envoyée de manière régulée, et qui est reliée au système d'alimentation de pression auxiliaire par l'intermédiaire d'une valve multidirectionnelle simple ou double commandée par la pression. A l'inverse, il est également possible, si le générateur de pression de freinage est conçu sous la forme d'un maitre-cylindre simple ou en tandem, de réaliser le simulateur de course de pédale sous la forme d'un piston de simulateur situé à l'intérieur du mal- tre-cylindre et en aval de ce dernier, ce piston de simulateur pou- vant se déplacer à l'encontre de la force du ressort de rappel et à l'encontre de la pression auxiliaire qui est exercée sur le piston sur le côté opposé à la pédale et qui est envoyée de manière régulée à travers une valve multidirectionnelle commandée par la pression. Un autre mode de réalisation avantageux de l'invention rési- de en ce que la valve multidirectionnelle commandée par la pression est bloquée en position de repos ou initiale et peut être commutée en position ouverte par la pression auxiliaire du système d'alimentation de pression auxiliaire. Dans certains cas, il peut être avantageux que la commutation de la valve multidirectionnelle commandée par la pression et la mise en marche du simulateur de course de pédale qui en résulte soient subordonnées au dépassement d'une valeur de seuil prédéterminée de la pression auxiliaire. Au lieu ou en plus des valves multidirectionnelles comman- 258 53 1 4 -4- dées par la pression peuvent être prévues des valves à commande élec- trique. Dans ce cas, le moment de commutation et la mise en et hors circuit du simulateur de course de pédale peuvent être sélectionnés en fonction de critères librement choisis. De manière appropriée, le système d'alimentation de pression auxiliaire comprend une pompe hydraulique à commande électrique, qui peut être mise en circuit lors de l'actionnement de la pédale de frein. Des systèmes de freinage du type proposé dans le cadre de la présente invention peuvent être transformes en systèmes de freinage kntiblocage"' et, respectivement, en systèmes à régulation du glisse- ment en implantant des valves manoeuvrables sur les conduites de li- quide de pression qui relient le générateur de pression de freinage aux freins de roue, et en prévoyant une commande correspondante. L'agencement du simulateur de distance d'arrêt proposé dans le cadre de la présente invention revêt une importante toute particu- lière lorsqu'il est allié à des systèmes de freinage qui, tant que le système d'alimentation de pression auxiliaire est intact, ont un com- portement purement dynamique. Dans un exemple de mode de réalisation de ce type, des valves multidirectionnelles commandées par la pres- sion sont implantées sur les conduites de liquide de pression reliant le générateur de pression de freinage et les freins de roue, ces val- ves à commande multidirectionnelle, dans leur position initiale, re- liant hydrauliquement le générateur de pression de freinage aux freins de roue et, après avoir adopté une seconde position de commu- tation, reliant la source de pression auxiliaire, au lieu du généra- teur de pression de freinage, aux conduites de liquide de pression qui mènent aux freins de roue. Ce n'est qu'en cas de défaillance du système d'alimentation de pression auxiliaire que la pression de freinage est établie directement par le générateur de pression de freinage; en cas d'incident, le circuit de freinage dynamique se transforme en circuits de freinage statique. En freinage "normal', le générateur de pression de freinage ne commande que la pression auxi- liaire régulée directement fournie aux freins de roue. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- - 5 - 5 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, sous forme schématique, les principaux composants du système de freinage et le schéma des connexions hydrauliques. Dans le mode de réalisation représenté, le système de frei- nage conforme à l'invention comprend un générateur de pression de freinage 1 conçu sous la forme d'un maître-cylindre en tandem. A ce maitre-cylindre sont reliés en diagonale, par l'intermédiaire de deux circuits de freinage séparés hydrauliquement I, II et d'agencements de valve 2, 3 qui seront décrits en détail ultérieurement, les freins 4 à 7 des roues avant et arrière VL, HR; VR, HL. En outre, sur les conduites de liquide de pression des deux circuits I, I' et II, II' sont implantés des modulateurs de pression de freinage 8, 9 qui per- mettent de réguler le glissement de roue de manière connue et donc d'empêcher le blocage des roues. Les modulateurs 8, 9 n'ont pas été représentés en détail car la régulation du glissement ne présente qu'un intérêt secondaire pour le système de freinage conforme à la l'invention. Le système de freinage comprend un système d'alimentation de pression auxiliaire qui, pour l'essentiel, se compose d'une pompe hy- draulique 10 actionnée par un moteur électrique M, d'une valve anti- retour correspondante 11 et d'une valve de régulation de la pression de freinage 12. En outre, il est prévu un réservoir de compensation de pression et de liquide de pression 13 auquel sont reliés le côté entrée de la pompe 10 et des chambres 14, 15 du générateur de pres- sion de freinage et, respectivement, du maItre-cylindre 1 qui permet- tent, en liaison avec des valves centrales 16, 17, d'établir un équi- libre de pression lors du relâchement des freins. Les chambres de travail du maitre-cylindre, auxquelles sont reliés les circuits de freinage I, II, sont désignées par les chif- fres de référence 18 et 19, et les ressorts de rappel, prévus dans ces chambres de travail, par les chiffres de référence 20 et 21. Lorsque les freins sont actionnés dans le sens de la flèche F, une force est exercée par l'intermédiaire d'une pédale de frein 22, ce qui provoque le déplacement des deux pistons de maitre-cylindre 23, -6 - 24 et donc, l'établissement d'une pression dans les chambres de tra- vail 18 et 19 après la fermeture des valves centrales 16 et 17. L'exemple décrit correspond à un système assurant, en temps normal, un freinage à l'aide d'une pression dynamique. En effet, à chaque fois que les freins sont actionnés, le moteur d'entraînement M de la pompe hydraulique 10 est mis en marche par l'intermédiaire d'un contact de pédale 25 et de la connexion m, et la valve de régulation de pression de freinage 12 est actionnée. A cet effet, la pression établie dans les chambres de travail 18, 19 du maitre-cylindre 1 est transmise aux chambres de commande 26, 27 de la valve de régulation de pression auxiliaire 12 et exerce ainsi, sur une valve à siège sphérique 28 de la valve de régulation 12, une pression de fermeture proportionnelle à la force exercée sur la pédale. La conduite de li- quide de pression précédemment ouverte, qui mène de la pompe hydrau- lique 10 à un réservoir de compensation de pression 13 par l'intermé- diaire d'une conduite de liquide de pression 41, de la connexion 42, de la valve 28, d'une chambre de valve 29 et d'une conduite de retour , est donc &tranglée de manière à établir, dans les conduites 41, 42, une pression régulée proportionnelle à la force F exercée sur la pédale. La pression auxiliaire régulée provoque la commutation des valves multidirectionnelles commandées par la pression 31, 32; 33, 34 des agencements de valve 2, 3. En effet, à ce moment précis, c'est-à-dire après que les freins ont été actionnés, une pression hy- draulique règne déjà dans les conduites de commande 35, 36 des valves 31, 33. Les deux valves 31, 33 sont donc commutées en position ouver- te, ce qui amène également les valves à trois voies/deux positions 32, 34 dans leur seconde position de commutation dans laquelle la source de pression auxiliaire et, respectivement, la pression régulée qui règne dans la conduite 41, sont reliées, au lieu du générateur de pression de freinage 1, au freins de roue 4 à 7 par l'intermédiaire des modulateurs 8, 9 et des circuits de freinage I', II'. En raison de la commutation décrite au mode d'alimentation dynamique de pression de freinage et en raison du blocage du maitre- cylindre 1 ou, respectivement, des circuits de freinage I, II provo- 2585 3 1 4 - 7 qué par la commutation des valves à trois voies/deux positions à com- mande hydraulique 32, 34, les pistons de maitre-cylindre 23, 24 ne pourraient pas poursuivre leur déplacement, même en cas d'augmenta- tion de la force de freinage F. Cependant, un dosage fin de la force de freinage sans déplacement de la pédale, c'est-à-dire sans course de pédale proportionnelle à la force de freinage, serait extrêmement difficile à réaliser. L'utilisation de freins de ce type (freins du type dit "à bouton") est même interdit dans certains pays. Pour cette raison, le système de freinage présenté est donc muni d'un simulateur de course de freinage 37 qui, en l'occurence, est conçu sous la forme d'un cylindre hydraulique séparé, relié hydrauliquement a la chambre de travail 19 du mattre-cylindre. Ce cylindre hydraulique comprend un piston 38 qui peut se déplacer à l'encontre de la force d'un ressort de rappel 39 et qui, dès qu'une valve à deux voies/trois positions commandée par la pression 40 est commutée en position ouverte, peut se déplacer à l'encontre de la pression auxiliaire régulée qui règne dans les conduites de liquide de pression 41, 46, 47. En position de repos ou initiale, la valve à commande multi- directionnelle 40 est maintenue par un ressort à faible tension 48 dans la position de blocage représentée. Si besoin est, il est possi- ble, par un dimensionnement correspondant du ressort 48, de définir une valeur de seuil qui détermine la pression a laquelle la valve 40 est commutée ou revient à la position représentée. Il est également possible de concevoir la valve 40 sous la forme d'une valve commandée par la pression, dont la commutation est fonction de la différence de pression. Le mode de fonctionnement du système de freinage conforme à l'invention et, en particulier, du simulateur de distance d'arrêt 37 décrit, est facile à comprendre. La pression, qui est établie dans les chambres de travail 18, 19 du maître-cylindre 1 lorsque les freins sont actionnés, provoque la commutation des agencements de valve 2, 3 et, dans la conduite de liquide de pression 41 et à l'en- trée 42 de la valve de régulation 12, l'établissement d'une pression auxiliaire proportionnelle à la force F exercée sur la pédale et à la pression régnant dans les chambres 18, 19, car le passage de liquide de pression à travers la valve à siège sphérique 28 est réduit pro- portionnellement à la force (F) exercée sur la pédale, en raison de la pression régnant dans les chambres 26, 27. La pression régnant dans les chambres de mattre-cylindre 18, 19 ne sert donc qu'à commnan- der la pression auxiliaire qui est alors appliquée aux freins de roue 4 à 7 comne décrit précédemment. Le déplacement du piston dit à tige 24, qui se produit lors de l'augmentation de la force F exercée sur la pédale de frein 22, n'est provoqué que par le simulateur 37. En effet, le liquide de pression est transmis, par l'intermédiaire de la conduite de liquide de pression 43, dans la chambre 44 du cylindre hydraulique et, res- pectivement, du simulateur de course de pédale 37, le piston 38 se déplaçant à l'encontre du ressort de rappel 39 et, surtout, à l'en- contre de la pression auxiliaire régulée transmise par l'intermédiai- re des conduites de liquide de pression 45, de la valve 40 et de la conduite 46. Le simulateur 37 peut être conçu sous la forme d'un cylindre hydraulique relativement petit et bon marché, car le déplacement du piston 38 déterminant la course de la pédale dépend essentiellement 20. du rapport entre les surfaces du piston 38 soumises à la pression de commande et à la pression antagoniste. Le ressort 39 sert surtout à rappeler le piston 38 lorsque les freins sont relâchés. Comme le montre la figure, le simulateur de course de pédale 37 peut être réalisé sous la forme d'un cylindre hydraulique séparé, reli6 au mattrecylindre 1 par une conduite de pression 43, ou sous la forme d'un agencement inséré dans le mattre-cylindre et intégré au piston de maitre-cylindre. Le simulateur 37 peut- également être relié à la seconde chambre de travail 18 du maltre-cylindre en tandem représenté. Il est également possible de le relier aux deux chambres par l'intermédiaire de circuits séparés hydrauliquement et d'agencements équivalents. - 9- REVENDICATIONS 1. Système de freinage à amplification hydraulique de la force de freinage, destiné à être utilisé dans des véhicules automo- biles, comprenant un générateur de pression de freinage qui est ac- tionné par une pédale et auquel les freins de roue sont reliés par l'intermédiaire de conduites de liquide de pression, comprenant un système d'alimentation en pression auxiliaire et une valve de régula- tion qui établit une pression auxiliaire proportionnelle à la force exercée sur la pédale, comprenant des agencements de valve qui sont implantés sur les conduites de liquide de pression et qui, dans l'une des positions de commutation, relient hydrauliquement le générateur de pression de freinage aux freins de roue et qui, après avoir adopté une seconde position, relient la source de pression auxiliaire, au lieu du générateur de pression de freinage, aux conduites de liquide de pression menant aux freins de roue, et comprenant un simulateur de course de pédale autorisant une course de pédale proportionnelle à la force exercée sur la pédale, caractérisé en ce que le simulateur de course de pédale (37) comprend un piston (38) logé dans un cylindre, ledit piston pouvant être déplacé par la pression, qui est propor- tionnelle à la force exercée sur la pédale et qui est établie dans le générateur de pression de freinage (1) lorsque les freins sont ac- tionnés, à l'encontre de la force d'un ressort de rappel (39) et à l'encontre de la pression auxiliaire du système d'alimentation de pression auxiliaire (10, 11, 12). 2. Système de freinage conforme à la revendication 1, carac- térisé en ce que le simulateur de course de pédale (37) est conçu sous la forme d'un cylindre hydraulique séparé, relié hydrauliquement au générateur de pression de freinage (1), ledit cylindre hydraulique comprenant une chambre de simulateur (45) dans laquelle une pression dirigée à l'encontre de la force (F) exercée sur la pédale peut être envoyée de manière régulée, et qui peut être reliée au système d'ali- mentation de pression auxiliaire par l'intermédiaire d'une valve mul- tidirectionnelle simple ou double (40) commandée par la pression. - 10 - 3. Système de freinage conforme à la revendication 1, carac- térisé en ce que le générateur de pression de freinage (1) est conçu sous la forme d'un maitre-cylindre simple ou en tandem, et en ce que le simulateur de course de pédale (37) est conçu sous la forme d'un piston de simulateur situé à l'intérieur du maitre-cylindre (1) et en aval de ce dernier, ledit piston de simulateur pouvant se déplacer à l'encontre de la force du ressort de rappel et à l'encontre de la pression auxiliaire qui est exercée sur le piston sur le c8té opposé à la pédale et qui est envoyée de manière régulée à travers une valve multidirectionnelle commandée par la pression. 4. Système de freinage conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la valve multidirectionnelle (40) commandée par la pression est bloquée en position de repos ou initiale et peut être commutée en position ouverte par la pression auxiliaire du système d'alimentation de pression auxiliaire. 5. Système de freinage conforme à la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la valve multidirectionnelle (40) commandée par la pression est bloquée en position de repos, est commutée lorsque la pression auxiliaire dépasse une valeur de seuil prédéterminée pour mettre en marche le simulateur de course de pédale (37). 6. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications 2 à 5, caractérisé en ce que des valves à commande élec- tromagnétique sont implantées sur les conduites de liquide de pres- sion (46, 47) au lieu ou en plus des valves multidirectionnelles commandées par la pression (40). 7. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que le système d'alimentation de pression auxiliaire comprend une pompe hydraulique à commande électrique (10) qui est mise en marche lors de l'actionnement de la pédale de frein. 8. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 7, caractérisé en ce que des modulateurs de pression de freinage (8, 9), conçus par exemple sous la forme de valves multi- directionnelles à commande électromagnétique, sont également implan- tés sur les conduites de liquide de pression menant du générateur de - 11 - pression de freinage (1) aux freins de roue (4 à 7), lesdits modula- teurs de pression de freinage permettant de réguler le glissement de roue en commandant la pression de freinage en fonction du comporte- ment en rotation des roues. 9. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est conçu sous la forme d'un système de freinage dont l'action est purement dynamique lorsque l'alimentation de pression auxiliaire est intacte, et qui comprend des valves à commande multidirectionnelle (31, 32, 33, 34) qui sont implantées sur les conduites de liquide de pression menant du genéra- teur de pression de freinage (1) aux freins de roue (4 à 7), qui, en position initiale, relient hydrauliquement le générateur de pression de freinage (1) aux freins de roue (4 à 7) et qui, après avoir adopté une seconde position de commutation, relient la source de pression auxiliaire (10, 11, 12), au lieu du générateur de pression de freina- ge (1), aux conduites de liquide de pression menant aux freins de roue. 10. Système de freinage conforme à la revendication 9, ca- ractérisé en ce que les valves à commande multidirectionnelle (31 à 34), qui sont implantées sur les conduites de liquide de pression re- liant le générateur de pression de freinage (1) aux freins de roue (4 à 7) , sont conçues sous la forme de valves commandées par la pression et peuvent être amenées dans la seconde position de commutation par la pression auxiliaire régulée provoquée lors de l'actionnement des freins.