Brevet FR2579540A1 — publié le 19861003

La présente invention concerne un système hydraulique de freinage pour véhicules automobiles, comprenant un générateur de pression de freinage actionné par une pédale, auquel les freins de rouessont reliés par des conduites de liquide de pression, un système d'alimentation de pression auxiliaire muni d'une source de pression auxiliaire et d'une valve de régulation de pression auxiliaire per- mettant d'établir une pression auxiliaire proportionnelle à la force exercée sur la pédale-, et des valves multidirectionnelles commandées par la pression qui sont implantées sur les conduites de liquide de pression reliant le générateur de pression de freinage et les freins de roues qui, en position de repos ou initiale, établissent une liai- son hydraulique entre le générateur de pression de freinage et les freins de roues, et qui, après avoir adopté une seconde position de commutation, relient la valve de régulation de pression auxiliaire, au lieu du générateur de pression de freinage, aux conduites de li- quide de pression menant aux freins de roue, conformément à la deman- de de brevet allemand n P 35 02 018.0. Des systèmes de freinage classiques de ce type, comportant un amplificateur hydraulique de force de freinage, se composent d'un maitre-cylindre simple ou en tandem relié à un amplificateur hydrau- lique de force de freinage prévu en amont. Une pompe hydraulique à entraînement électrique et un accumulateur hydraulique sont inté- grés au système pour fournir la pression auxiliaire. L'amplificateur de force de freinage comporte une valve de régulation de pression au- xiliaire qui, lors de l'actionnement de la pédale de frein, établit une pression auxiliaire proportionnelle à la force qui est exercée sur la pédale et qui agit sur les pistons du maitre-cylindre. Le co- efficient d'amplification du système de freinage est choisi en fonc- tion du rapport entre les surfaces d'un piston de transmission, prévu à l'intérieur de l'amplificateur de force de freinage, et la surface d'un piston d'actionnement relié mécaniquement à la pédale de frein. Dans la mesure o les circuits de freinage reliés au maitre-cylindre sont conçus sous la forme de circuits statiques, il est nécessaire d'adapter le volume des chambres de pression du maître-cylindre au système de freinage considéré. -2- 225 79540 Les demandes de brevet allemand nos DE-OS 30 40 561 et DE-OS 40 562 décrivent des systèmes de freinage à régulation du glisse- ment comprenant également un maitre-cylindre relié à un amplificateur hydraulique de force de freinage prévu en amont, et une pompe hydrau- lique ainsi qu'un accumulateur hydraulique fournissant la pression auxiliaire. Pour assurer la régulation du glissement, des valves à commande électromagnétique sont implantées sur les conduites de li- quide de pression menant aux freins de roue, et permettent de couper la conduite de liquide de pression menant du maitre-cylindre aux freins de roueset, pour réduire la pression, d'ouvrir une conduite de retour pour renvoyer le liquide de pression du frein de roue à un ré- servoir de compensation de pression. Pendant la régulation du glisse- ment, à l'aide de l'amplificateur de force de freinage, une pression dynamique régulée est introduite à travers une autre valve dans les circuits de freinage reliés au maitre-cylindre, qui sont eux aussi statiques jusqu'au début de la régulation du glissement, pour éviter - que les circuits de freinage ne se vident et, respectivement, pour remplacer le liquide de pression refoulé dans le réservoir de compen- sation pendant la phase de baisse de pression. En outre, dans des systèmes de freinage à plusieurs circuits de ce type, un circuit de freinage peut être directement relié à l'amplificateur de force de freinage et peut donc être actionné dynamiquement. Les systèmes de ce type sont relativement complexes et coûteux. Dans le système de freinage conforme au brevet antérieur, le maître-cylindre - le système de freinage étant intact -sert en pre- mier lieu à réguler la pression auxiliaire. A cet effet, il est prévu une pompe hydraulique à entraînement électrique, qui est mise en marche lors de l'actionnement des freins, et une valve de régulation de pression auxiliaire qui est conçue pour établir une pression au- xiliaire proportionnelle à la pression régnant dans les circuits du maître-cylindre et, donc, proportionnelle à la force exercée sur la pédale. A travers des valves multidirectionnelles commandées par pression, la source de pression auxiliaire, et non plus le maitre-cy- lindre, est reliée aux freins de roueslors de chaque actionnement des freins. En cas de défaillance de l'alimentation de pression auxiliai- - 3 -25 79540 re, les valves à commande multidirectionnelle adoptent leur position de repos dans laquelle les circuits de freinage du maitre-cylindre sont reliés aux freins de roues On dispose ainsi d'un système de freinage particulièrement simple et fiable qui peut également être transformé en système à régulation du glissement car les circuits de freinage sont de conception dynamique; le liquide de pression qui s'écoule lors de la phase de baisse de pression est directement com- pensé par la pompe hydraulique. La présente invention a donc pour but de simplifier la mise en oeuvre du système de freinage du type dé- crit, sans pour autant affecter la capacité de fonctionnement ni la fiabilité du système. Il s'est avéré que, dans un système de freinage du type in- diqué précédemment, ce problème pouvait être résolu par un perfec- tionnement consistant à prévoir, comme source de pression auxiliaire, une pompe hydraulique actionnée directement ou indirectement par le moteur du véhicule ou par l'intermédiaire des roues du véhicule. Conformément à un mode de réalisation avantageux de l'inven- tion, la pompe hydraulique est reliée aux roues du véhicule par l'in- termédiaire du raccord d'arbre du compteur de vitesse qui est si- tué, par exemple, sur l'arbre principal du différentiel D'autre part, il est également possible de relier la pompe hydraulique, par ajustement serré, par l'intermédiaire d'un engrenage ou d'une courroie trapézoïdale, à l'arbre de sortie du moteur du vé- hicule, par exemple, au vilebrequin d'un moteur à mouvement alterna- tif. Un mode de réalisation spécial de l'invention, qui peut être avantageux dans certains cas, prévoit d'équiper la pompe hydraulique d'un entraînement supplémentaire de puissance comparativement faible et donc relativement simple à réaliser, capable d'établir la pression hydraulique auxiliaire requise pour arrêter le véhicule automobile dans une voie en pente ou pour le ralentir lorsque sa vitesse est réduite. Conformément à l'invention, il n'est donc pas nécessaire de prévoir un moteur électrique séparé pour commander la pompe hydrauli- que et cette pompe peut donc être reliée au moteur d'entraînement ou - 4 - 25 79540 - par i'intermédiaire du différentie] - aux roues motrices, ce qui garantit que, lors une décélération effectuée à grande vitesse, l'im- portante énergie auxiliaire requise et, respectivement, une pression auxiliaire élevée sont disponibles, tandis qu'une pression de freina- ge comparativement faible suffit pour arrêter le véhicule automobile ou pour le ralentir lorsque sa vitesse est réduite, cette pression de freinage étant fournie par la pompe, même à faible vitesse, ou pou- vant être directement établie par le maitre-cylindre actionné par une pédale. La suppression d'un moteur d'entraînement spécial pour la pompe hydraulique permet également d'améliorer la fiabilité du systè- me de freinage car les moteurs à courant continu pouvant être utili- sés pour actionner des pompes de ce type sont plus fragiles que les composants hydrauliques. 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 système de freinage comprenant un maître-cylindre en tandem servant de générateur de pression de freinage 1. Par l'in- termédiaire d'une pédale de frein 2, la force F exercée sur la pédale est appliquée au piston de tige de poussée 3 et au piston intermédiaire 4 du ma tre-cylindre. Les freins de roue à commande hydraulique 9 à 12 sont reliés aux deux chambres de travail 5, 6 du maitre-cylindre par l'in- termédiaire de deux circuits de liquide de pression séparés hydrauli- quement I, II, à travers des valves multidirectionnelles commandées par la pression 7, 8 et des valves d'entrée à commutation électroma- gnétique EV1, EV2. Dans le mode de réalisation décrit ici, les cir- cuits de freinage 1, II sont répartis en diagonale. Le circuit de freinage I mène à la roue avant gauche VL et à la roue arrière droite HR, et le circuit de freinage II aux deux autres roues VR, HL. En outre, les deux chambres de commande 13, 14 d'une valve de régulation de pression auxiliaire, désignée dans son ensemble par la référence 15, sont reliées aux chambre de travail 5, 6. Par l'intermédiaire d'un piston de commande en deux parties 16 lo- gé à l'intérieur de la valve 15, la pression de commande est appli- - 5 - 25 79540 quée à une valve sphérique à siège 17 qui est implantée sur la con- duite de liquide de pression menant du côté pression d'une pompe hy- draulique 18, à travers la valve anti-retour correspondante 18', et au c$té admission de la pompe, par l'intermédiaire d'une conduite 19, et qui détermine le niveau de la pression auxiliaire régulée en fonc- tion de la pression régnant dans les chambres de commande 13, 14. Tout comme les trous de remplissage 20, 21 du ma tre-cylin- dre 21, qui sont obturés lors de l'actionnement des freins, le côtd admission de la pompe 18 débouche dans un réservoir de compensation de pression et d'alimentation de liquide de pression 22. Les valves 7, 8 sont conçues sous la forme de valves multi- directionnelles commandées par deux sources de pression pouvant adop- ter deux positions. En position initiale ou de repos, les deux valves se trouvent dans la position de commutation représentée, dans laquel- le elles établissent une liaison entre le générateur de pression de freinage 1 et les freins de roue 9 à 12. Des ressorts de rappel 23, 24 garantissent le maintien de cette position de commutation lorsque les entrées de commande sont sans pression ou en cas d'équilibre de pression. La pression établie dans le générateur de pression de frei- nage 1 et la pression auxiliaire régulée régnant au niveau du raccord de liquide de pression 25 de la valve de régulation de pression auxi- liaire 15 agissent, par l'intermédiaire des entrées 26, 27 et, res- pectivement, 28, 29, sur les valves 7, 8 dans des sens d'actionnement opposés. La valve 8 est conçue sous la forme d'une valve à commande multidirectionnelle à trois voies/deux positions reliant soit le cir- cuit de freinage Il du générateur de pression de freinage 1, soit la source de pression auxiliaire, c'est-à-dire la pression auxiliaire régulée appliquée au raccord 25 de la valve de régulation 15, aux freins de roue 11, 12. Ceci vaut également pour la valve à commande multidirectionnelle 7 qui est cependant conçue sous la forme d'une valve à commande multidirectionnelle à quatre voies/deux positions, la conduite de liquide de pression supplémentaire reliant un simula- teur de course de pédale 30 au circuit de freinage I du générateur de - 6 - 25 79540 pression de freinage 1 après que la valve a adopté la seconde posi- tion de commutation. Lorsque la valve 7 se trouve dans cette seconde position de commutation, la pression auxiliaire régulée est appli- quée aux freins de roues9, 10. Le simulateur 30 se compose pour l'essentiel d'un piston 32 pouvant être déplacé par la pression hydraulique à l'encontre de la force d'un ressort de rappel 31. Pour rappeler ce piston après avoir relâché les freins, il est prévu une valve anti-retour 33 pouvant s'ouvrir vers le générateur de pression de freinage 1. Enfin, le système de freinage représenté comprend également des valves de sortie AV1, AV2 à travers lesquelles, pour réduire la pression de freinage en cas de blocage imminent d'une roue, le liqui- de de pression peut s'écouler vers le réservoir de compensation 22 par l'intermédiaire de la conduite de retour 34. Les valves d'entrée et de sortie EV1, EV2, AV1, AV2 ne servent qu'à la régulation de glissement. La position de commutation des valves 7, 8 peut être signa- lée par des commutateurs mécaniques ou électroniques 35, 36 reprisen- tés de manière symbolique. Toute chute de pression se produisant dans le système d'alimentation de pression auxiliaire ou dans un circuit de freinage I, II du générateur de pression de freinage est signalée par la position de commutation des valves 7, 8. De manière appro- priée, les signaux électriques de sortie des commutateurs 35, 36 sont transmis à un voyant de pression (non représenté) et/ou analysés pour interrompre la régulation de glissement lorsqu'un état défectueux a été décelé. Conformément à l'invention, la pompe hydraulique 18 est ac- tionnée par un arbre 37 qui est relié, par l'intermédiaire d'engrena- ges 38, 39, à un arbre 40 commandé directement ou indirectement par le moteur d'entraînement du véhicule. Il s'est avéré avantageux de relier l'arbre de commande 37 à un arbre du différentiel du véhicule qui est en liaison permanente avec les roues motrices. En effet, pen- dant la marche du véhicule, la pompe 18 est actionnée, même si le mo- teur d'entraînement est arrêté. Sur de nombreux véhicules, l'arbre de commande 37 peut être relié au raccord d 'arbre du compteur de vi- U9540 tesse 41 du véhicule, représenté de manière symbolique, ce qui implique des moyens de mise en oeuvre limités. Dans un mode de réalisation (non représenté) de l'invention, un moteur électrique comparativement peu coûteux et de faible puis- sance peut être relié à la pompe 18, en plus de sa commande, par l'intermédiaire d'un arbre 37, afin d'établir une pression auxiliaire suffisante pour amplifier la force de freinage, même lorsque le véhi- cule automobile est arrêté ou lorsqu'il roule à très faible vitesse. Cependant, si le générateur de pression de freinage 1 et les freins.9 à 12 du véhicule sont conçus de manière appropriée, une commande au- xiliaire de ce type peut être supprimée, sans pour autant que le con- fort en soit affecté. Le mode de fonctionnement du système de freinage décrit est exposé ci-après. Au début du freinage, toutes les valves se trouvent dans la position de commutation représentée. Une pression minimum règne à la sortie de la pompe 18 car le côté pression et le côté admission de la pompe sont courtcircuités par l'intermédiaire de la valve sphérique ouverte 17 et de la conduite de retour 19. Cependant, après établissement d'une pression de freinage aux sorties du générateur de pression de freinage 1 et, respective- ment, dans les circuits de freinage I, II, une pression auxiliaire proportionnelle à la force F exercée sur la pédale s'établit sur le siège de la valve sphérique 17 et donc, dans le raccord 25 de cette dernière, et excède rapidement la pression régnant dans les circuits de freinage I, II. Le rapport de pression qui apparaît alors dépend essentiellement du rapport entre la surface exposée à la pression de la valve sphérique 17 et la (plus grande) surface efficace dans la chambre de commande 14; la chambre de commande 13 est efficace en cas de défaillance du circuit de freinage Il. Dès que la pression auxiliaire régulée disponible aux en- trées de valve 27 et, respectivement, 29 excède la pression du mal- tre-cylindre aux entrées 26 et, respectivement, 28, les valves 7, 8 sont commutées. Au lieu du générateur de pression de freinage 1, c'est la sortie 25 de la valve de régulation de pression auxiliaire - E6- 25 79540 et, donc, la pression auxiiiaire régulée qui est appliquée aux freins de roues9 à 12. Après commutation des valves 7, 8, seul le si- mulateur de course de pédale est encore en communication avec le gé- nérateur de pression de freinage 1. En cas de défaillance du système d'alimentation de pression auxiliaire, par exemple, en cas notamment de mauvais fonctionnement de la pompe 18, d'état défectueux de la valve de régulation 15 ou des conduites de communication, la position de commutation représentée des valves 7, 8 est maintenue, ou bien les valves reviennent en posi- tion de repos. Même dans cette situation, le générateur de pression de freinage 1 conçu sous la forme d'un mattre-cylindre en tandem per- met de ralentir le véhicule. Cependant, il est nécessaire d'augmenter la force F exercée sur la pédale car la force de freinage n'est plus amplifiée. Si l'état défectueux ou la chute de pression sont limités à l'une des deux valves commandées par la pression 7, 8, la force de freinage reste amplifiée dans le circuit intact et, donc, dans une diagonale du véhicule. Si, conformément à l'invention, la commande de la pompe hy- draulique est assurée par l'intermédiaire du moteur d'entraînement du véhicule ou des roues du véhicule, on peut réduire le nombre de com- posants du système de freinage tout en améliorant sa fiabilité. L'énergie auxiliaire disponible pour les besoins de l'amplification de la force de freinage augmente à mesure que le véhicule automobile prend de la vitesse; une courbe caractéristique de ce type est opti- male. 79540 REVENDICATIONS 1. Système hydraulique de freinage pour véhicules automobi- les, comprenant un générateur de pression de freinage actionné par une pédale, auquel des freins de rouessont reliés par des conduites de liquide de pression, un système d'alimentation de pression auxi- liaire muni d'une source de pression auxiliaire et d'une valve de ré- gulation de pression auxiliaire permettant d'établir une pression au- xiliaire proportionnelle à la force exercée sur la pédale, et des valves multidirectionnelles commandées par pression qui sont im- plantées sur les conduites de liquide de pression reliant le génêra- teur de pression de freinage et les freins de rouez qui, en position de repos ou initiale, établissent une liaison hydraulique entre le générateur de pression de freinage et les freins de rouez et qui, après avoir adopté une seconde position de commutation, relient la valve de régulation de pression auxiliaire, au lieu du générateur de pression de freinage, aux conduites de liquide de pression menant aux freins de rouez caractérisé en ce que la source de pression auxiliai- re est une pompe hydraulique (18) actionnée directement ou indirecte- ment par le moteur du véhicule ou par l'intermédiaire des roues du véhicule. 2. Système de freinage conforme à la revendication 1, carac- térisé en ce que la pompe hydraulique (18) est reliée aux roues du véhicule par l'intermédiaire du raccord d'arbre du compteur de vites- se (41). 3. Système de freinage conforme à la revendication 1, carac- térisé en ce que la pompe hydraulique (18) est reliée à l'arbre de sortie (40) du moteur du véhicule, c'est-à-dire au vilebrequin dans les moteurs à mouvement alternatif. 4. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pompe hydraulique (18) est équipée d'une commande supplémentaire produisant la pression au- xiliaire nécessaire pour arrêter le véhicule en descente ou pour le ralentir lorsqu'il roule à vitesse réduite.