Brevet FR2574736A1 — publié le 19860620

La présente invention concerne un dispositif permettant de surveiller un système hydraulique de freinage pour véhicules automo- biles, en particulier un système de freinage équipé d'un système de régulation du glissement, comprenant un maitre-cylindre de freinage, destiné à produire une pression d'actionnement, et une valve de frei- nage reliée à une source d'agent de pression et à un réservoir et ac- tionnée par l'intermédiaire d'un simulateur de course. Dans des systèmes hydraulique de freinage de ce type,]'ac- tionnement des freins est commandé par la valve de freinage alimentée par une énergie extérieure. L'actionnement mécanique direct du mai- tre-cylindre de freinage ne s'effectue qu'en cas de défaillance de l'alimentation en énergie extérieure, pour éviter une défaillance complète du système de freinage. Des systèmes de freinage de ce type sont d'un fonctionnement très commode et conviennent particulièrement bien à un système de régulation du glissement, car l'énergie exté- rieure assurant les opérations de commande est disponible. Cependant, ces systèmes de freinage posent un problème, à savoir que des er- reurs, telles qu'un jeu de freinage trop grand ou trop petit ou un défaut d'étanchéité du système, ne peuvent pas être décelées par le conducteur en raison de la course parcourue par l'élément d'actionne- ment, de sorte qu'une défaillance du système de freinage peut se pro- duire sans avoir été signalée au préalable. La présente invention a donc pour but de fournir un disposi- tif de surveillance qui est destiné à des systèmes de freinage du ty- pe indiqué précédemment et qui est capable de déceler et de signaler les défaillances et les erreurs se produisant dans le système de freinage. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce que, lors de l'actionnement as freins, le volume admis dans le système de freinage est mesuré jusqu'à une pression d'actionnement prédéterminée et comparé avec des valeurs de consigne inférieure et supérieure, et en ce que toute valeur tombant en dessous de la valeur de consigne inférieure ou excédant la valeur de consigne supérieure est enregistrée et affichée pour signaler une défaillance. On dispose ainsi d'un dispositif qui permet de surveiller un système de freinage -- 2 -- actionné par une énergie extérieure et qui signale en toute sécurité une fuite sur le circuit de freinage, de mauvaises conditions de ven- tilation, un fading des freins, la formation de bulles et un jeu in- adapté. En outre, les fuites se produisant au niveau des valves d'un système de régulation du glissement peuvent être détectées. Pour surveiller un système de freinage, dans lequel le pis- ton du maitre-cylindre de freinage est soumis à la pression d'action- nement de la valve de freinage pour actionner lesfreins,un mode de réalisation conforme à la présente invention prévoit que les courses d'actionnement parcourues par l'élément d'actionnement commandant la valve de freinage et par le piston de maître-cylindre lors de l'ac- tionnement desfreilz sont mesurées et comparées l'une à l'autre, et que tout dépassement par défaut ou par excès d'un rapport de courses prédéterminé est enregistré et affiché. Ce mode de réalisation de l'invention autorise une conception particulièrement simple du dispo- sitif de surveillance, car la pression d'actionnement est mesurée par l'intermédiaire de la course parcourue par l'élément d'actionnement et le volume admis par l'intermédiaire de la course parcourue par le piston de maitre-cylindre. Dans un perfectionnement de la présente invention, la course d'actionnement parcourue par le piston de maitre-cylindre est mesurée lorsque l'élément d'actionnement a parcouru une course prédéterminée. Cela permet donc de simplifier le dispositif de mesure. Une autre simplification du dispositif de mesure est obtenue en ce que la course d'actionnement du piston de maitre-cylindre est divisée en trois sections qui peuvent être surveillées par un dispo- sitif de mesure, la section intermédiaire correspondant au volume normal qui est nécessaire au système de freinage et qui est admis par l'intermédiaire du piston de mattre-cylindre pour une course d'ac- tionnement prédéterminée parcourue par l'élément d'actionnement. Dans un mode de réalisation de ce type, le dispositif de me- sure peut être avantageusement constitué de commutateurs électriques qui sont reliés à un circuit de surveillance et qui sont commutés lorsque des courses d'actionnement prédéterminées ont été parcourues. Les commutateurs sont, de préférence, solidarisés au bottier et ac- tionnés par des cames de commutation prévues sur l'éément d'action- nement et le piston de maitre-cylindre. Conformément à un autre mode de réalisation avantageux de la présente invention, le piston de maitre-cylindre comporte deux cames de commutation permettant à un double commutateur de passer d'une po- sition normale à deux positions de commutation, la distance entre les cames de commutation correspondant à la section intermédiaire sur- veillée de la course d'actionnement. Conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention, le piston de mattre-cylindre comprend une came de commuta- tion qui permet d'actionner un commutateur et dont la longueur axiale correspond à la section intermédiaire surveillée de la course d'ac- tionnement. Pour mesurer le volume admis, le dispositif de surveillance conforme à la présente invention peut également comprendre deux com- mutateurs actionnés l'un après l'autre par une came de commutation prévue sur le piston de maître-cylindre, l'un de ces commutateurs étant commuté lorsque la section intermédiaire surveillée de la cour- se d'actionnement est atteinte et l'autre lorsqu'elle est dépassée. - Dans le cas d'un système de freinage actionné directement par la pression commandée par la valve de freinage, l'invention pré- voit qu'un débitmàtre est implanté à la sortie de la valve de freina- ge, la valeur indiquée par ce débitmàtre étant comparée avec les va- leurs de consigne pour une course prédéterminée parcourue par l'élément d'actionnement. 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 aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, une vue schématique d'un dispositif d'action- nement de freinsalimenté par une énergie extérieure et équipé d'un dispositif de surveillance conforme à l'invention, - - la figure 2, un diagramme du volume nécessaire et des courses d'actionnement du dispositif d'actionnement de frein conforme à la figure 1, - la figure 3, un tableau indiquant les signaux de commuta- tion du dispositif de surveillance conforme i la figure 1, - la figure 4, une vue schématique d'un dispositif d'action- nement de freinséquipé d'un dispositif de surveillance à double com- mutateur, lesfreinsétant en position relâchée, - la figure 5, un dispositif d'actionnement de freinset un dispositif de surveillance, conformes à la figure 4, en position de surveillance, - la figure 6, une vue schématique d'un dispositif d'action- nement de freinséquipé d'un dispositif de surveillance à commutateur simple, - la figure 7, une vue schématique d'un dispositif d'action- nement de freins équipé d'un dispositif de surveillance avec débitmê- tre. Le dispositif d'actionnement de freinsreprésenté la figure 1 se compose d'un maitre-cylindre de freinage-1 associé à un piston de mattrecylindre 2 et d'un amplificateur de force de freinage 3, un élément d'actionnement 4 pénétrant dans une chambre d'amplificateur 5 adjacente au maître-cylindre de freinage 1. La pression régnant dans la chambre d'amplificateur 5 est commandée par une valve de freinage 6 qui est reliée à un accumulateur de pression 7 et à un réservoir sans pression 8. L'accumulateur de pression 7 est mis en pression par une pompe 9. Pour actionner la valve de freinage 6, l'élément d'ac- tionnement 4 comprend un bras 10 qui, par l'intermédiaire d'un res- sort de simulateur 11, agit sur un élément de commande 12, conçu sous la forme d'un piston de réaction de la valve de freinage 6. A travers une valve principale 14, une conduite 15 mène de la chambre de pression 13 du maitre-cylindre de freinage 1 aux freins (non représentés) d'un système de freinage de véhicule. Au moyen de la valve principale a commande électromagnétique 14, la conduite 15 peut être isolée de la chambre de pression 13 et reliée directement a la sortie commandée de la valve de freinage 6 par l'intermédiaire d'une conduite 16. La valve principale 14 fait partie d'un système de régu- lation du glissement dont les autres composants ne sont pas non plus représentés et qui sert à abaisser la pression au niveau des freins de roues en dessous de la pression d'actionnemenz commandée par la valve de freinage et à la ramener à zéro. Lorsque le système de régu- lation du glissement se met en marche, la valve principale est commu- tée de manière qu'après chaque réduction de pression, la pression d'actionnement puisse être renvoyée aux freins de rouesdirectement à travers la valve de freinage 6 sans utiliser le maitre-cylindre de freinage 1. Pour permettre de déceler les défaillances se produisant dans le système de freinage, telles que jeu inadapté, ventilation in- suffisante, fuites, etc., il est prévu un dispositif de surveillance qui est constitué d'un commutateur 18 actionné par une came de commu- tation 17 de l'élément d'actionnement 4 et de commutateurs 20, 21 ac- tionnés par une came de commutation 19 prévue sur le piston de mal- tre-cylindre 2. La surveillance du système de freinage s'effectue en analysant la séquence, au cours de laquelle les commutateurs 18, 20, 21 sont commutés lors de l'actionnement desfreins,au moyen d'un cir- cuit électronique d'analyse 22 qui allume un témoin lumineux 23 en cas de défaillance. La fermeture du commutateur 17 intervient lorsque l'élément d'actionnement 4 a parcouru une course s1. La fermeture des commutateurs 20 et 21 intervient lorsque le piston de maitre-cylindre 2 a parcouru respectivement les courses s21 et s22. Pour la description du mode de fonctionnement du dispositif de surveillance, on se reportera au diagramme de la figure 2. La moi- tié supérieure du diagramme représente le volume minimum et maximum admis V du système de freinage, relié au maitre-cylindre de freinage 1, par rapport à la pression d'actionnement fournie par l'amplifica- teur de force de freinage 3. Ces valeurs limites admissibles pour le volume admis sont imposées par les dimensions du système de freinage et peuvent être clairement définies. La moitié inférieure du diagram- me représente la course d'actionnement SB, parcourue par l'élément d'actionnement 4, par rapport à la pression d'actionnement p intro- duite, ainsi que les courses d'actionnement sH min et sH max parcou- rues par le piston de maitre-cylindre pour un volume minimum et maxi- mum admis par le système de freinage. La zone hachurée située en des- sous de la courbe sH min et au-dessus de la courbe sH max représente une to&lérance de sécurité destinée à compenser les inexactitudes de mesure. Pour surveiller le système de freinage, la course d'action- nement sB de l'élément d'actionnement 4 est comparée avec la course d'actionnement sH du piston de maitre-cylindre 2 en un point de con- trôle A qui est atteint dans la plupart des actionnements desfreins. Dans le mode de réalisation décrit, le point de contrôle A est at- teint à une pression d'actionnement de l'amplificateur de force de freinage égale à 30 bar. Ce point de contrôle est détecté par le com- mutateur 18 du dispositif de surveillance lorsque la course de commu- tation s1 est égale à la course d'actionnement sB parcourue par l'élément d'actionnement à cette pression. La course de commutation s1 est donc égale à 10 mm. Les courses de commutation s21 et s22 du piston de maitrecylindre 2 au point de contrôle A découlent des courses d'actionnement sH min et sH max au point de contrôle A en te- nant compte des tolérances de sécurité. Par conséquent, s2l est égale à 15 mm et s22 à 22,5 mm. Si la course d'actionnement parcourue par le piston de maître-cylindre 2 se situe entre ces deux valeurs lors- que le commutateur 18 se ferme, c'est-à-dire si le commutateur 20 est fermé avant le commutateur 18 et le commutateur 21 après le commuta- teur 18, le volume admis par le système de freinage est normal et il n'y a pas de défaillance. La séquence de commutation est décelée par le circuit d'analyse 22 et le témoin lumineux 23 ne s'allume pas. Le dispositif de surveillance permet d'analyser trois états de fonctionnement différents, indiqués dans le tableau de la figure 3, en fonction de I'ordre de commutation des commutateurs 18, 20, 21. La séquence de commutation est indiquée par les chiffres 1, 2, 3. La première ligne représente la séquence de commutation correspondant à un volume admis normal. La séquence de commutation de la seconde li- gne indique que le volume admis est trop élevé et celle de la troi- sième ligne indique que le volume admis est trop faible. Un volume admis trop élevé ou trop faible traduit une défaillance dans le sys- tème de freinage. Un volume admis trop élevé peut être la conséquence d'une fuite, de mauvaises conditions de ventilation, d'un jeu trop important ou d'un phénomène de fading associé à une formation de bul- -7- les à l'intérieur du système de freinage relié au maître-cylindre de freinage 1. Le volume admis peut être trop faible si la valve princi- pale 14 fuit et si de l'agent de pression passe de la conduite 16 dans le système de freinage. Une fuite se produisant lorsque la valve principale 14 est commutée pendant une opération de régulation du glissement, au cours de laquelle de l'agent de pression passe du sys- tème de freinage dans la chambre de pression isolée 13 du maitre-cy- lindre 1, peut également être décelée si, sous l'effet de la pression d'amplificateur qui est supérieur à la pression du maitre-cylindre, le piston de maitre-cylindre revient en arrière et le commutateur 10 est ramené en position initiale. Un volume admis trop faible peut également être la conséquence d'un jeu trop réduit entraînant un risque de blocage desfreins. Dans son principe, la conception du dispositif d'actionne- ment de freim du mode de réalisation représenté aux figures 4 et 5 correspond à celle du dispositif d'actionnement de freinsreprésenté à la figure 1. Les mêmes éléments constitutifs ont donc été désignés par les mêmes chiffres de référence. Dans ce mode de réalisation, le piston de maitre-cylindre 2 comporte deux cames de commutation 24, 25 qui permettent de faire passer un double commutateur 26 de la posi- tion normale, dans laquelle il est fermé, à une position ouverte et à une seconde position fermée. Les cames de commutation 24 et 25 sont respectivement placées aux distances s21 et s22 devant la tige d'ac- tionnement du commutateur 26. Le commutateur 26 est relié à une sour- ce de tension en série avec le commutateur 18 et un témoin lumineux 23. La figure 4 représente le dispositif d'actionnement de freins en position de repos lorsque les freins sont relâchés. Le commutateur 18 est ouvert et le circuit électrique interrompu. A la figure 5, le dispositif d'actionnement de frein est représenté en position action- née dans laquelle l'élément d'actionnement 4 a atteint la position de surveillance et la pression admise correspond à la pression de con- tr le. Le commutateur 18 a été fermé par la came de commutation 19. Le volume admis dans le système de freinage relié au maitre-cylindre de freinage 1 est normal, de sorte que le double commutateur 26 a été -8 ouvert avant même la fermeture du commutateur 18 et qu'il se trouve encore en position ouverte. Le circuit électrique est toujours inter- rompu et le témoin lumineux 23 ne s'allume pas. Si, dans la position de fonctionnement représentée à la figure 5, le volume admis est trop faible, la came de commutation 24 n'a pas encore ouvert le double commutateur 26 et le témoin lumineux 23 est allumé. De même, si le volume admis est trop grand, le double commutateur 26 est déjà refer- mé par la came de commutation 25 et le témoin lumineux est allumé. Dans le mode de réalisation décrit du dispositif de surveillance, pour éviter que le témoin lumineux 23 ne s'allume que pendant une courte durée, un relais de maintien peut être prévu à titre supplé- mentaire pour maintenir le témoin lumineux 23 alluma. L'avantage du dispositif de surveillance représenté aux figures 4 et 5 réside en ce que les signaux de commutation du dispositif de surveillance sont combinés en un seul signal, de sorte qu'aucun circuit d'analyse par- ticulier n'est requis. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 6 dont la conception correspond, dans son principe, à celle des modes de réali- sation décrits précédemment, un commutateur simple 27 est prévu pour capter la course d'actionnement du piston de maitre-cylindre 2, ce commutateur étant commuté par une came de commutation 28 dont la lar- geur axiale correspond à la différence entre les courses de commuta- tion s21 et s22, c'est-a-dire à la section intermédiaire entre les deux points de commutation au point de contrôle A. Si le volume admis est normal, la came de commutation 28 maintient le commutateur 27 ou- vert lorsque la came de commutation 19 prévue sur l'élément d'action- nement 4 actionne le commutateur 18. Si, lors de l'actionnement des freins,le volume admis dépasse le volume normal par excès ou par dé- faut, la came de commutation 28 évite ou n'atteint pas la tige d'ac- tionnement du commutateur 27 lorsque le commutateur 18 se ferme, de sorte que le commutateur est également fermé et que le témoin lumi- neux 23 est allumé. Dans ce mode de réalisation, un relais à maintien peut être utilisé pour maintenir le témoin lumineux 23 allumé. La figure 7 représente une coupe d'un système de freinage dans lequel les freins de roue 30 sont actionnés directement par la pression qui est fournie par une source d'agent de pression (non re- présentée) et qui est commandée par une valve de freinage 6 associée à un ressort de simulateur et à un piston de réaction 12. Uniquement pour assurer un actionnement d'urgence en cas de défaillance de l'alimentation en énergie fournie par la source d'agent de pression, il est prévu un maitre-cylindre de freinage 31 qui est relié aux freins de roue 30 à travers une électrovanne 32. La valve de freinage 6 et le maitre-cylindre de freinage sont actionnés par un élément d'actionnement commun 33. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de surveillance comprend un commutateur 34 qui est fermé par une came de commutation 35, prévue à l'extrémité de l'élément d'actionnement 33 agissant sur le ressort de simulateur 11, lorsque cette came de commutation a parcouru la course de commutation sI. Pour réguler le volume admis dans le système de freinage, il est également prévu un débitmètre 36 sur le trajet d'écoulement de l'agent de pression four- ni par la valve de freinage 6. La figure 7 représente les différents composants du système de freinage lorsque lesfreir sonten position relâchée. Les freins de roue 30 sont reliés au maitre-cylindre de freinage 31 à travers l'électrovanne 32 et communiquent de manière connue avec un réservoir de compensation sans pression 40 à travers la valve de compensation ouverte du maître-cylindre de freinage 31. Lorsque l'élément d'ac- tionnement 33 est actionné, le piston de maitre-cylindre 37 se dépla- ce d'abord jusqu'à ce que la valve de compensation soit fermée et qu'une pression inférieure soit établie. Ensuite, un commutateur com- mandé en fonction de la pression ou de la course, par exemple un com- mutateur de feu stop, actionne l'électrovanne 32, de sorte que le maitrecylindre de freinage 31 est isolé des freins de roue 30 et que les freins de roue 30 sont reliés à la valve de freinage 6. Etant donné que le piston de maître-cylindre 37 ne peut pas aller plus loin, tout nouvel actionnement de l'élément d'actionnement 33 se tra- duit par une augmentation de la pression commandée par la valve de freinage 6, ce qui comprime de plus en plus le ressort de simulateur. Le volume d'agent de pression ainsi admis dans le système de freinage à travers la valve de freinage 6 est mesuré par le débitmètre 36 et, - 10 - lorsque le commutateur 34 est fermé par la came de commutation 35, il est comparé avec une valeur de consigne inférieure et supérieure par un circuit d'analyse 38. Si le volume admis mesuré se trouve entre les valeurs de consigne, le système de freinage fonctionnement cor- rectement. En cas de défaillance de l'alimentation en énergie, l'élec- trovanne 32 est ramenée dans la position représentée et le frein ne peut être actionné qu'au moyen du maitre-cylindre de freinage 31. Dans la mesure o une fuite se produisant à l'entrée de l'électrovanne 32 correspondant au maître-cylindre ne peut pas être décelée en surveillance le volume admis, il est prévu, à l'intérieur du maitre-cylindre de freinage 31, un commutateur d'avertissement supplémentaire 39 qui est actionné par le piston de maitre-cylindre 37 si celui-ci pénètre trop loin à l'intérieur de l'alésage du mal- tre-cylindre. - 11 - REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant de surveiller un système hydrauli- que de freinage pour véhicules automobiles, en particulier un système de freinage équipé d'un système de régulation du glissement, compre- nant un maitre-cylindre de freinage, destiné à produire une pression d'actionnement, et une valve de freinage reliée à une source d'agent de pression et à un réservoir et actionnée par l'intermédiaire d'un simulateur de course, caractérisé en ce que, lors de l'actionnement de freins, le volume admis dans le système de freinage (30) est mesu- ré jusqu'à une pression d'actionnement prédéterminée (p) et comparé avec des valeurs de consigne inférieure et supérieure, et en ce que toute valeur tombant en dessous de la valeur de consigne inférieure ou excédant la valeur de consigne supérieure est enregistrée et affi- chée pour signaler une défaillance. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, dans lequel le piston du maitre-cylindre de freinage est soumis à la pression d'ac- tionnement de la valve de freinage pour actionner 1l freins,caractê- risé en ce que les courses d'actionnement (sl, s2l, s22) parcourues par l'élément d'actionnement (4) commandant la valve de freinage (6) et par le piston de mattre-cylindre (2) lors de l'actionnement des freine sont mesurées et comparées l'une à l'autre, et en ce que que tout dépassement par défaut ou par excès d'un rapport de courses pré- ddterminé est enregistré et affiche. 3. Dispositif conforme à la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que la course (s21, s22) parcourue par le piston de maître- cylindre (2) est mesurée lorsque l'élément d'actionnement (4) a par- couru une course prédéterminée (sl). 4. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la course d'actionnement (s21, s22) parcourue par le piston de maitre-cylindre (2) est divisée en trois sections surveillées par un dispositif de mesure, la section intermédiaire correspondant au volume normal admis qui est nécessai- re au système de freinage et qui est admis par l'intermédiaire du - 12 - piston de maitre-cylindre (2) pour une course prédéterminée (si) par- courue par l'élément d'actionnement (4). 5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de mesure est constitué de commutateurs électri- ques (18, 20, 21, 26, 27) qui sont reliés à un circuit de surveillan- ce (22, 23) et qui sont commutés lorsque des courses prédéterminées (s1, s21, s22) ont été parcourues. 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les commutateurs (18, 20, 21, 26, 27, 34) solidarisés au bol- tier sont actionnés par des cames de commutation (19, 24, 25, 28, 35) prévues sur l'élément d'actionnement (4) et le piston de maitre-cy- lindre (2). 7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le piston de maItre-cylindre (2) comporte deux cames de commu- tation (24, 25) permettant à un double commutateur (26) de passer d'une position normale à deux positions de commutation, et en ce que la distance entre les cames de commutation correspondant à la section interm6diaire surveillée de la course d'actionnement. 8. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le piston de iattre-cylindre (2) comprend une came de commuta- tion (28) qui permet d'actionner un commutateur (27) et dont la lon- gueur axiale correspond à la section intermédiaire surveillée de la course d'actionnement. 9. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le piston de maitre-cylindre (2) comprend une came de comuta- tion (19) permettant d'actionner deux commutateurs (20, 21) éloignés l'un de l'autre, l'un desdits commutateurs (20) étant commuté lors- que la section intermédiaire surveillée de la course d'actionnement est atteinte et l'autre (21) lorsqu'elle est dépassée. 10. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le volume admis dans un système de freinage (30) directement alimenté par la valve de freinage (6) est mesur6 par un débitmétre (36) implanté à la sortie de la valve de freinage (6>, la valeur in- diquée par ledit débitmètre étant comparée avec les valeurs de consi- gne pour une course prédéterminée (sj) parcourue par l'éliment d'ac- tionnement (33).