Brevet FR2586638A1 — publié le 19870306

-1 i -2586638 La présente invention concerne un système de freinage à ré- gulation du glissement, destiné en particulier à des véhicules auto- mobiles, comprenant un maître-cylindre pouvant être mis en pression par un amplificateur hydraulique de force, dans lequel sont prévus, entre le maître-cylindre et les freins de roues reliés au maître-cy- lindre, des moyens de valve permettant de prélever du liquide de pression sur les freins de roues, le liquide de pression prélevé sur les freins de roues pouvant être compensé à partir de la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique de force, et dans lequel la course de la pédale de frein est limitée lors de la régulation du glissement. Un système hydraulique de freinage présentant les caracté- ristiques ci-dessus est décrit dans la demande de brevet allemand n 30 40 562.2. Le système connu comprend un amplificateur hydrau- lique de force de freinage dont la pression peut être réglée propor- tionnellement à la force d'actionnement par l'intermédiaire d'une valve de freinage actionnée par une pédale. L'amplificateur hydrauli- que de force peut actionner un maître-cylindre en tandem aux chambres de travail duquel sont reliés des freins de roues. Les liai- sons entre les chambres de travail du maître-cylindre en tandem et les freins de roues qui y sont raccordés peuvent être interrompues par des moyens de valve à commande électromagnétique. En outre, des moyens de valve supplémentaires sont affectés aux freins de roues et permettent, en cas de besoin, de prélever du liquide de pression sur les freins de roues pour abaisser la pression de freinage effective, ce qui, en général, a pour effet, en cas de risque de blocage immi- nent, de soumettre le véhicule à une réaccélération suffisante. Le liquide de pression prélevé sur les freins de roues lors de la régulation du glissement est compensé à partir de la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique de force, le liquide de pres- sion se trouvant dans la chambre de pression de l'amplificateur hy- draulique de force étant transmis, par l'intermédiaire de moyens de valve supplémentaires, dans les chambres de travail correspondantes à travers les coupelles du piston de mattre-cylindre. Dans le système de freinage connu, il est nécessaire de prévoir une limitation de la -2 -2586638 course pour garantir la présence d'un volume minimum dans le maître- cylindre en tandem. A cet effet, lorsqu'une pression est appliquée aux chambres de travail du maitre-cylindre en tandem, une pression est simultanément appliquée à un manchon dit de positionnement, à l'encontre d'une force de ressort, lorsque les freins sont en posi- tion relâchée, ce qui a pour effet d'appliquer le manchon de posi- tionnement contre une butée du piston d'amplificateur et, en raison des conditions régnant au niveau des surfaces efficaces, d'empêcher le piston d'amplificateur et les pistons du maître-cylindre de pour- suivre leur déplacement. En fonction des conditions de coefficient de frottement don- nées, il peut arriver, dans le système de freinage décrit, que la pé- dale de frein soit rappelée en position initiale, par l'intermédiaire du piston d'amplificateur, à l'encontre de la force d'actionnement exercée sur la pédale de frein. A l'inverse, lorsque les coefficients de frottement sont faibles et que la limite de blocage est déjà at- teinte pour des pressions de mattre-cylindre relativement basses, il est possible, au début de la régulation du glissement, que la pédale de frein effectue une course supplémentaire dans le sens d'actionne- ment avant que la butée du piston d'amplificateur ne soit appliquée contre le manchon de positionnement. Un fonctionnement de ce type peut, à tort, donner au conducteur l'impression que l'ensemble du système de freinage est défectueux. Sur un plan général, le système de freinage connu est de conception relativement complexe, du fait surtout que le piston d'amplificateur est partiellement guidé dans le manchon de positionnement, ce dernier devant, quant à lui, être monté coulissant et étanche à la pression sur la périphérie extérieure à l'intérieur du carter. La présente invention a donc pour but de simplifier la con- ception d'un système hydraulique de freinage du type indiqué précé- demment et d'assurer un rappel contrôlé de la pédale de frein lors de la régulation du glissement. En particulier, la vitesse de rappel doit être, autant que possible, indépendante de la pression et de la viscosité. Conformément à la présente invention, ce problème est résolu à l'aide d'une chambre annulaire qui est située entre le piston d'am- plificateur et le piston de maltre-cylindre, qui est traversée par un petit étage, tourné vers le piston d'amplificateur, du piston de mal- tre-cylindre conçu sous la forme d'un piston étagé, et dans laquelle un grand étage du piston de maître-cylindre est guidé de manière étanche, cette chambre annulaire communiquant, par l'intermédiaire d'une conduite de liquide de pression, sur laquelle est implantée une valve, avec une chambre de travail du maître-cylindre, la paroicy- lindrique de la chambre annulaire comportant une connexion qui peut être ouverte par le piston de maître-cylindre, lorsque celui-ci se déplace dans le sens d'actionnement des freins, et qui peut être mise en communication avec le réservoir d'entrée par l'intermédiaire d'une conduite de liquide de pression sur laquelle est implantée une valve verrouillable de régulation de débit. De préférence, la valve implantée sur la conduite de liquide de pression qui mène de la chambre annulaire à la chambre de travail du maîtrecylindre est une valve à deux voies/deux positions qui est commandée par la pression régnant dans la conduite principale relive à la valve principale, et qui adopte une position fermée si, lors de la régulation du glissement, la valve principale ouvre le passage pour la pression régulée entre la chambre de pression de l'amplifica- teur hydraulique de force et la conduite principale. De manière appropriée, la.valve de régulation de débit com- prend un piston de blocage qui est supporté par un piston de commande auquel est appliquée la pression régulée de l'amplificateur de force et qui, lors de la régulation du glissement, adopte une position ou- verte, ce qui permet au liquide de pression de passer à travers l'ou- verture du régulateur de débit. La conduite principale, qui, par l'intermédiaire de la valve principale, peut être reliée à la pression régulée régnant dans la chambre de pression de l'amplificateur de force, peut être mise en communication, à travers des valves anti-retour, avec les chambres de travail du maître- cylindre, de manière que du liquide de pression soit envoyé, lors de la régulation du glissement, dans les conduites de freinage reliées aux chambres de travail du maître-cylindre. De manière avantageuse, la connexion, qui relie la chambre annulaire à la valve de régulation de débit par l'intermédiaire de la conduite de pression, est située dans la paroi du maître-cylindre et est fermée par le piston de maitre-cylindre si ce dernier se trouve en position de relâchement des freins, le piston de mattre-cylindre étant muni d'un joint annulaire qui, au cours de cette phase, se trouve sur le c8té de la connexion tourné vers le piston d'amplifica- teur, et qui, lors du freinage, glisse sur le c8té de la connexion opposé au piston d'amplificateur. Pour permettre une conception compacte et fiable du système hydraulique de freinage, la valve verrouillable de régulation de dé- bit comprend deux alésages cylindriques; l'un est relié à la valve principale par l'intermédiaire d'une conduite de commande et renferme un piston de commande qui, par l'intermédiaire d'un tourillon ou d'une tige de piston, coopère avec un piston de blocage logé coulis- sant dans l'autre alésage cylindrique, le piston de blocage étant pourvu d'un passage ou d'un orifice reliant l'ouverture à l'espace situé devant le piston de blocage dont l'extrémité opposée à la tige de piston comporte un élément de valve coopérant avec le siège de valve qui forme la connexion destinée à la conduite de retour, la chambre de valve étant munie, sur le côté opposé à l'élément de val- ve, de la connexion destinée à la conduite de pression menant à la chambre annulaire du mattre-cylindre. Le principal avantage du système de freinage conforme à l'invention réside en ce que, pendant la régulation du glissement, la pédale de frein est rappelée dans une position prédéterminée avec précision, le rappel s'effectuant à une vitesse pouvant être prédé- terminée avec précision et, en particulier, indépendamment de la pression et de la viscosité, de manière que ce mouvement de rappel s'effectue pratiquement sans que le conducteur du véhicule ne le re- marque. 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: - 5 - - la figure 1, le diagramme d'un système hydraulique de freinage à régulation du glissement, - la figure 2, la valve de régulation de débit comprenant la valve de blocage intégrée conforme à la figure 1. A la figure 1, un amplificateur hydraulique de force est dé- signé par le chiffre de référence 1; cet amplificateur de force peut actionner un maitre-cylindre en tandem 2 et comprend une valve de freinage 3 montée sensiblement parallèle à l'axe d'un piston d'ampli- ficateur 4 et, respectivement, des pistons de maître-cylindre 5, 6. Par l'intermédiaire d'un levier d'actionnement 7, la valve de freina- ge 3 est reliée à une tige 9 reliée à une pédale de frein 8. En ou- tre, l'amplificateur hydraulique de force 1 comprend une chambre de pression 10 qui, lorsque les freins sont en position relâchée, commu- nique, à travers la valve de freinage 3, avec un réservoir d'entrée sans pression 11. Lorsqu'une force est appliquée à la pédale de frein 8, du liquide de pression est transmis d'un accumzLateur hydropneuma- tique 12 à la chambre de pression 10 pour y établir une pression pro- portionnelle à la force d'actionnement. Le maitre-cylfndre 2 est monté coaxialement au piston dram- plificateur 4 et peut être déplacé dans le sens d'actionnement par une tige 13 située entre les pistons 5 et 4. Le piston de maitre-cy- lindre 5 est conçu sous la forme d'an piston étagé, l'étage de piston de plus petit diamètre 14 gtant tourné vers le piston d'amplificateur 4 et l'étage de plus grand diamètre 15 délimitant une chambre de tra- vail 16 du mattre-cylindre 2. Normalement, la chambre de travail 16 communique, à travers une valve 17 commandée en fonction de la cour- se, avec le réservoir d'entrée sans pression 11. Entre les étages de piston 14 et 15, le piston de maitre-cylindre 5 comprend une face an- nulaire 70 qui délimite une chambre annulaire 19. Le piston de mat- tre-cylindre 6 est monté coaxialement aux pistons 4 et 5 et il peut être déplacé hydrauliquement dans le sens d'actionnement par un pres- sion s'établissant dans la chambre de travail 16. Le piston de maî- tre-cylindre 6 délimite une seconde chambre de travail 20 qui, lors- que les freins sont en position relâchée, communique avec le réser- voir d'entrée sans pression 11 à travers une valve 71 analogue a la valve 17. Une connexion de carter 22 débouche dans la première chambre de travail 16 et est reliée à un frein de roue 25 à travers une valve à commande électromagnétique à deux voies/deux positions 23, le frein de roue 25 étant implanté, par exemple, sur l'essieu avant d'un véhi- cule automobile. Une connexion de carter 27 communique avec la cham- bre de travail 20 du maitre-cylindre 2 et est reliée, à travers une valve à commande électromagnétique 28, à un frein de roue 30 qui est également implanté, par exemple, sur l'essieu avant du véhicule auto- mobile. Entre les valves à commande électromagnétique 23 et 28, qui sont commandées par une unité électronique de surveillance du glisse- ment (non représentée) et qui se trouvent normalement en position ou- verte, sont implantées des valves à commande électromagnétique à deux voies/deux positions 29, 24 qui peuvent elles aussi être commandées par une unité électronique de surveillance du glissement (non repré- sentée) et qui se trouvent normalement en position fermée. Aux valves à commande électromagnétique à deux voies/deux positions 29, 24 est reliée une conduite de retour commune 36 qui mène au réservoir d'en- trée sans pression 11. En commutant de manière appropriée les valves à deux voies/deux positions affectées aux freins de roues, il est possible de maintenir constante la pression dans chacun des freins de roues 30, 25 ou de l'abaisser indépendamment des pressions régnant dans les chambres de travail 16, 20, afin de prévenir un blocage im- minent. Le maitre-cylindre comprend une autre connexion de carter 18 qui débouche radialement dans une chambre annulaire 19 entourant le piston de mattre-cylindre 5. La connexion de carter 18 communique avec une conduite de pression 21 qui est reliée à la conduite de freinage 31 à travers une valve 26 commandée par la pression. En ou- tre, le maître-cylindre 2 comprend une connexion 33 qui, par l'inter- mdiaire d'une conduite de pression 34, communique avec une valve de régulation de débit 35 représentée en détail à la figure 2. La valve de régulation de débit 35 est reliée à la valve principale 43 qui, quant à elle, communique par l'intermédiaire de la conduite principa- le 48 et des valves des valves anti-retour 50, 51 avec la conduite de - 7 - freinage 37 qui, par l'intermédiaire de la connexion 38 et de la val- ve à commande magnétique à deux voies/deux positions 39, relie la chambre de pression 10 aux freins de roues 40, 41, par exemple de l'essieu arrière. En outre, la valve à deux voies/deux positions 42 est reliée à la conduite de freinage 37, ce qui permet au liquide de pression de revenir des freins de roues 40, 41 à la conduite de re- tour 36. Le mode de fonctionnement du système de freinage décrit pré- cédemment sera maintenant expliqué en détail, en considérant au dé- part que les freins sont en position relâchée, dans laquelle aucune force d'actionnement n'est exercée sur la pédale de frein 8, et que toutes les pièces se trouvent dans la position indiquée sur la figu- re. Si une force d'actionnement est exercée sur la pédale de frein 8, la chambre de pression 10 de l'amplificateur hydraulique de force 1 est d'abord isolée du réservoir d'entrée sans pression 11 par l'in- termédiaire de la valve de freinage 3. Au terme d'une course d'ac- tionnement prédéterminée, du liquide de pression est transmis de ma- nière régulée de l'accumulateur hydropneumatique 12 à la chambre de pression 10 à travers la valve de freinage 3, la pression régnant dans la chambre de pression 10 étant proportionnelle à la force d'ac- tionnement appliquée à la pédale de frein 8. Lorsque la pression hy- draulique régnant dans la chambre de pression 10 a dépassé un niveau prédéterminé, le piston d'amplificateur 4 se déplace vers la gauche en considérant la figure, ce déplacement du piston d'amplificateur 4 étant transmis au piston de mattre-cylindre 5 par l'intermédiaire de la tige 13. A l'issue d'une faible course du piston de maître-cylin- dre 5, la valve 17 se ferme, isolant ainsi la chambre de travail 16 de la chambre annulaire sans pression 44 et, respectivement, du ré- servoir d'entrée 11 qui est en communication avec la chambre annulai- re 44 par l'intermédiaire d'un passage 45 et de l'élément de conne- xion 46. Lorsque le piston de maître-cylindre 5 poursuit son déplace- ment dans le sens d'actionnement après la fermeture de la valve 17, il s'établit, dans la chambre de travail 16, une pression hydraulique qui déplace également le piston de maître-cylindre 6 hydrauliquement dans le sens d'actionnement. Par conséquent, une pression s'établit - 8 - également dans la seconde chambre de travail 20 du mattre-cylindre 2. Les pressions hydrauliques établies dans les chambres de travail 16 et 20 sont transmises aux freins de roues 25, 30 pour décélérer l'es- sieu avant du véhicule automobile. La pression qui règne dans la première chambre de travail 16 est également transmise à la chambre annulaire 19 par l'intermédiaire de la valve ouverte et de la conduite de pression 21, l'étage de pis- ton 5, 14 étant seul responsable de l'établissement d'une pression dans la première chambre de travail 16. Si l'unité électronique de surveillance du glissement (non représentée) détecte alors un état de blocage critique sur une ou plusieurs roues surveillées du véhicule automobile, la valve princi- pale 43 est d'abord commutée, de sorte que les conduites de freinage 31, 32 et la chambre annulaire 19 du maltre-cylindre 2 sont reliées à la chambre de pression 10 de l'amplificateur hydraulique de force par l'intermédiaire de la conduite de pression 47. En outre, la pression de la chambre de pression 10 est envoyée aux connexions de commande de la valve 26 et de la valve de régulation de débit 35, ce qui pro- voque la commutation des valves 26, 35. La commutation de la valve 26 a pour effet de bloquer hydrauliquement la chambre annulaire 19. En raison de la commutation de la valve de régulation de débit 35, la connexion de carter 33 est reliée au réservoir d'entrée sans pression 11 par l'intermédiaire de la conduite de pression 47. La valve de régulation de débit 35 est commutée de manière que toutes ses connexions 52, 53, 54 (figure 2) soient sans pression en position de repos, car la valve principale 43 isole la conduite principale 49 de la conduite de freinage 37se trouvant sous pression régulée. Lors de l'actionnement de la pédale de frein 8, la connexion 52 se trouve sous la même pression que celle régnant dans la chambre annulaire si le joint 61 du piston de mattre-cylindre 5 a dépassé la connexion 33 (vers la gauche). Cette pression agit alors sur la tige de piston 55 et donc à l'encontre du ressort de compression 56. Dans chaque plage de pression, le ressort de compression 56 garantit une fermeture complète de la valve 35. En cas de blocage critique (après commutation de la valve principale 43) au niveau de la connexion 54, la pression régulée agit de manière que le piston 57 de la valve 35 quitte sa position de repos et libère le passage de valve au point 58, la pression qui règne dans la conduite de pression 34 sollicitant le piston 57 vers la droite. Le liquide de pression traverse l'ouver- ture 59 et l'orifice 62 vers le côté droit du piston 57. La pression qui en résulte (plus la force du ressort 60) agissent vers la gauche, ce qui instaure un état d'équilibre, de sorte qu'il se produit un écoulement régulier de liquide de pression hors de la conduite de pression 34, qui est transmis, par l'intermédiaire de la connexion 53 et de la conduite de retour 47, 36, au réservoir d'entrée Il jusqu'à ce que le joint 61 du piston de mattre-cylindre 5 recouvre la conne- xion 33. -10 2586638 REVENDICATIONS 1. Système hydraulique de freinage à régulation du glisse- ment, destiné en particulier à des véhicules automobiles, comprenant un maltre-cylindre (2) pouvant être mis en pression par un amplifica- teur hydraulique de force (1), dans lequel sont prévus, entre le mal- tre-cylindre (2) et les freins de roues (25, 30, 40, 41) relias au maitrecylindre, des moyens de valve (24, 29, 42 et, respectivement, 23, 28, 39 et 43) permettant de prélever du liquide de pression sur les freins de roues (25, 30, 40, 41), le liquide de pression prélevé sur les freins de roues (25, 30, 40, 41) pouvant être compensé à par- tir de la chambre de pression (10) de l'amplificateur hydraulique de force (1), et dans lequel la course de la pédale de frein (8) est li- mitée lors de la régulation du glissement, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre annulaire (19) qui est située entre le piston d'amplificateur (4) et le piston de maitre-cylindre (5), qui est tra- versée par un petit étage (14), tour'n vers le piston d'amplificateur (4), du piston de mattre-cylindre (5) conçu sous la forme d'un piston étagé, et dans laquelle un grand étage du piston de mattre-cylindre (5) est guidé de manière étanche, ladite chambre annulaire (19) com- muniquant, par l'intermédiaire d'une conduite de liquide de pression (18, 21, 22), sur laquelle est implantée une valve (26), avec une chambre de travail (16) du maitre-cylindre (2), la paroi cylindrique de la chambre annulaire (19) comportant une connexion (33) qui est ouverte par le piston de maitre-cylindre (5), lorsque celui-ci se dé- place dans le sens d'actionnement des freins, et qui peut être mise en communication avec le réservoir d'entrée (11) par l'intermédiaire d'une conduite de liquide de pression (34, 47, 36) sur laquelle est implantée une valve verrouillable de régulation de débit (35). 2. Système hydraulique de freinage conforme à la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la valve (26) implantée sur la conduite de liquide de pression (18, 21, 22) qui mène de la chambre annulaire (19) à la chambre de travail (16) du maître-cylindre (2) est une val- ve à deux voies/deux positions qui est commandée par la pression ré- - h - 2586638 gnant dans la conduite principale (49) reliée à la valve principale (43), et qui adopte une position fermée si, lors de la régulation du glissement, la valve principale (43) ouvre le passage pour la pres- sion régulée entre la chambre de pression (10) de l'amplificateur hy- draulique de force (1) et la conduite principale (49). 3. Système de freinage à régulation du glissement conforme aux revendications 1 et 2, carhct6risé en ce que la valve de régula- tion de-débit (35) comprend un piston de blocage (57) qui est suppor- té par un piston de commande (63) auquel est appliquée la pression régulée de l'amplificateur de force (1) et qui, lors de la régulation du glissement, adopte une position ouverte, ce qui permet au liquide de pression de passer à travers l'ouverture (59) du régulateur de dd- bit (35). 4. Système de freinage à régulation du glissement conforme à l'une quelconque des revendications pr6cédentes, caractgrisg en ce que la conduite principale (49), qui, par l'intermndiaire de la valve principale (43), peut être reliîe à la pression régulée régnant dans la chambre de pression (10) de l'amplificateur de force (1), peut être reliée, à travers des valves ant!-retour (50, 51), aus conduites de freinage (31, 32) communiquant avec les chambres de travail (16l ) du maitre-cylindre (2). 5. Système de freinage à régulation du glissement conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, earactgrise en ce que la connexion (33), qui relie la chambre annulaire (19) à la valve de régulation de débit (35) par l'intermédiaire de la conduite de pression (34), est située dans la paroi du mattre-cylindre (2) et est fermée par le piston de mattre-cylindre (5) si ce dernier se trouve en position de relâchement des freins, ledit piston de mattre-cylîn- dre (5) étant muni d'un joint annulaire (61) qui, au cours de cette phase, se trouve sur le côté de la connexion (33) tourné vers le pis- ton d'amplificateur (4), et qui, lors du freinage, glisse sur le côté de la connexion (33) opposé au piston d'amplificateur (4). 6. Système de freinage à régulation du glissement conforme à l'une quelconque des revendications pr6cédentes, caractgrtse en ce que la valve verrouillable de régulation de dgbit (35) comprend deux - 12 - alésages cylindriques (66, 67) dont l'un est relié à la valve princi- pale (43) par l'intermédiaire d'une conduite de commande (48) et ren- ferme un piston de commande (63) qui, par l'intermédiaire d'un tou- rillon ou d'une tige de piston (55), coopère avec un piston de blocage (57) logé coulissant dans le second alésage cylindrique (67), le piston de blocage (57) étant pourvu d'un passage ou d'un orifice (62) reliant l'ouverture (59) 'à l'espace situé devant le piston de blocage (57) dont l'extrémité opposée à la tige de piston (55) com- porte un élément de valve (68) coopérant avec le siège de valve (58), qui forme la connexion (53) destinée à la conduite de retour (47, 36), la chambre de valve (69) étant munie, sur le côté opposé à l'élément de valve (68), de la connexion (52) destinée à la conduite de pression (34) menant à chambre annulaire (19) du mattre-cylindre (2).