Brevet FR2594395A1 — publié le 19870821

- 1- 2594395 La présente invention concerne un système de freinage à ri- gulation du glissement, comprenant pour l'essentiel un amplificateur actionné par une pédale et associé à un maitre-cylindre auquel les freins de roues sont reliés par l'intermédiaire de conduites de li- quide de pression, un système hydraulique d'alimentation en pression auxiliaire équipé d'une pompe hydraulique et d'un réservoir de com- pensation de pression et d'alimentation en liquide de pression, ainsi que des capteurs de roues et des circuits électroniques pour détermi- ner le comportement en rotation des roues et pour produire des si- gnaux électriques de commande de la pression de freinage, qui servent à commander des valves d'entrée et de sortie de liquide de pression à commande électromagnétique implantées sur les conduites de liquide de pression pour réguler le glissement. Dans un système de freinage à deux circuits de ce type, con- forme à la demande de brevet allemand 35 02 451.8, il est prévu une valve de régulation qui, en fonction de la pression régnant dans une charmbre de travail du maltrc-cylindre, régule la pression régnant dans le trajet de liquide de pression menant de la pompe aux deux conduites de freinage, des valves anti-retour étant implantées sur le trajet de liquide de pression reliant les conduites de freinage et la pompe. En outre, ce système de freinage est également équipé d'un in- terrupteur de pression différentielle qui est implanté sur le circuit électronique et qui permet de détecter et d'analyser la présence d'une pression différentielle. Par l'intermédiaire de conduites de pression spéciales, cet interrupteur de pression différentielle est relié à la fois à la conduite de liquide de pression, menant de la pompe aux conduites de freinage, et à une chambre de travail du mal- tre-cylindre. La présente invention a pour but de simplifier le système de freinage et de mettre en oeuvre, au lieu de plusieurs commutateurs, valves et conduites, une seule unité de conception relativement sim- ple et de rendement particulièrement élevé pour surveiller et réguler la pression de la pompe. Ce but est atteint au moyen d'une valve de régulation et de surveillance de pression comprenant trois chambres de commande et - 2 - 2594395 trois pistons coopérant avec ces chambres de commande, la première chambre de commande étant reliée, par l'intermédiaire d'un trajet de liquide de pression, à l'une des chambres de pression, la deuxième chambre de commande étant reliée, par l'intermédiaire d'un autre tra- jet de liquide de pression, à l'autre chambre de pression du maitrecylindre, et la troisième chambre de commande, conçue sous la forme d'une chambre de valve, étant reliée, d'une part, au réservoir d'ali- mentation en liquide de pression et, d'autre part, à la conduite de pression de la pompe, le premier piston pénétrant à la fois dans la première chambre de commande et dans la deuxième chambre de commande et coopérant avec le deuxième piston qui s'engage dans les deuxième et troisième chambres de commande, le deuxième piston étant appliqué, par l'intermédiaire d'un élément de valve, par exemple d'une bille de valve, contre le siège de valve du troisième piston qui est logé cou- lissant entre deux butées dans la troisième chambre de commande et qui comporte un perçage longitudinal reliant le siège de valve à la partie de la troisième chambre de commande qui communique avec la conduite de pression de la pompe. De préférence, la valve de régulation et de surveillance de pression comprend plusieurs pistons coaxiaux disposés les uns derriè- re les autres, dont l'un est muni d'une rampe d'actionnement qui co- opère avec un palpeur d'un interrupteur de pression différentielle relié au circuit électronique, ce palpeur étant maintenu et guidé dans le bottier de la valve. De manière avantageuse, le premier piston de la valve de ré- gulation et de surveillance de pression est sollicité par un ressort qui, lorsque les freins se trouvent en position relâchée, pousse le premier piston contre le deuxième piston et, par l'intermédiaire de l'élément de valve, c'est-à-dire de la bille de valve, pousse le deu- xîème piston contre le siège de valve prévu sur le troisième piston, amenant ainsi la valve en position fermée. De manière appropriée, les premier et deuxième pistons de la valve de régulation et de surveillance de pression sont conçus sous la forme de pistons plongeurs, et le troisième piston comprenant le perçage longitudinal et le siège de valve est maintenu et guidé de - 3 -2594395 façon étanche dans la partie cylindrique de la troisième chambre de commande. Ue épaulement ou une butée, prévus dans la troisième chambre de commande formant la chambre de valve, limitent la course du troi- sième piston en cas de baisse de pression dans les deux autres cham- bres de commande et permettent donc à l'élément de valve ou à la bil- le de valve de décoller du siège de valve, de sorte que le liquide de pression fourni par la pompe peut refluer dans le réservoir d'alimen- tation en liquide de pression à travers le perçage longitudinal, la chambre de valve et la conduite de retour. 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, de façon simplifiée, représente, en partie en coupe, en partie sous forme purement schématique, les principaux composants d'un sys- tème de freinage à régulation du glissement conforme à l'invention et de la valve de régulation assurant la surveillance de la pression. Dans le mode de réalisation représenté, le système de frei- nage conforme à l'invention comprend, comme générateur de pression de freinage 1, une unité hydraulique constituée pour l'essentiel d'un maîtrecylindre en tandem 2 précédé d'un amplificateur à dépression 3. Par l'intermédiaire d'une tige 4, la force F exercée sur la pédale de frein 5 est transmise de manière connue à l'amplificateur à dé- pression 3 et, de ce dernier, aux pistons de travail 6 et 7 du mai- tre-cylindre en tandem 2, après avoir été augmentée de la force auxi- liaire. Lorsque les freins se trouvent dans la position relâchée re- présentée, les chambres de pression 8, 9 du mattre-cylindre communi- quent avec un réservoir de compensation de pression et d'alimentation en liquide de pression 20 par l'intermédiaire de valves centrales ou- vertes 10, 11, de canaux de liaison 12, 13 prévus à l'intérieur des pistons 6, 7, et enfin par l'intermédiaire de chambres annulaires 14, , de perçages de liaison 16, 17 et de conduites hydrauliques 18, 19. A l'une des deux chambres de pression, en l'occurence à la - - 2594395 chambre de pression 8, est reliée l'entrée de commande 21 et, par l'intermédiaire de cette dernière, la première chambre de commande 22 d'une valve de régulation 23 assurant la surveillance de la pression. Par l'intermédiaire des pistons 24, 52 logés à l'intérieur de la val- ve de régulation 23, la pression de commande est transmise à une val- ve à siège sphérique 25 qui, d'une part, est reliée hydrauliquement au c8té pression d'une pompe hydraulique 26 et, d'autre part, est re- liée au réservoir de compensation de pression 20. Cette pompe est une pompe hydraulique à entraînement électromoteur (moteur M). Les conne- xions électriques "m" et "Masse" (terre) sont également représentées symboliquement. Il est à noter que le piston 24 est également monté de manière étanche par rapport à son alésage de guidage situé dans le carter de la valve de régulation 23, au moyen de deux anneaux d'étan- chéité qui, par souci de clarté, ne sont cependant pas représentés sur la figure. Les deux circuits de freinage I, II du maître-cylindre 2 sont reliés à deux freins de roues 31, 32; 33, 34 à travers des val- ves à commande hydraulique 27, 28, qui sont ouvertes à l'état désex- cité, et à travers des valves à commande électromagnétique, à savoir des valves dites d'entrée 29, 30 qui sont également ouvertes en posi- tion initiale. Les freins de roues montés en parallèle 31, 32 et, respectivement, 33, 34 peuvent, par exemple, comme c'est le cas ici, être affectés aux roues d'un essieu (roues arrière HR, HL, roues avant VR, VL) ou aux diagonales. Les freins de roues sont reliés à des valves de sortie à commande électromagnétique 35, 36 qui sont fermées en position désex- citée et qui sont reliées au réservoir de compensation de pression 20 par l'intermédiaire d'une conduite de retour hydraulique 37. Par l'intermédiaire de valves anti-retour 38, 39 et d'une conduite de liaison 40, les circuits de freinage I, II sont reliés au système d'alimentation en-pression auxiliaire, c'est-à-dire à la pom- pe 26 et à la valve de régulation 23. Les valves anti-retour 38, 39 s'ouvrent dès que la pression auxiliaire excède d'une valeur minimum définie la pression régnant instantanément dans les circuits de frei- nage I, II entre les valves d'entrée 29, 30 et les valves 27, 28. En outre, la pression auxiliaire a pour effet de commuter les valves 27, 28 dans une seconde position de commutation o seule une réduction de pression en direction du générateur de pression de freinage 1 est en- core possible. A cet effet, des valves anti-retour correspondantes 41, 42 sont montées en parallèle aux valves 27, 28 ou sont réunies structurellement avec ces valves. Ces valves sont conçues sous la forme de valves à commande hydraulique ou électromagnétique. Les roues du véhicule sont équipées de capteurs inductifs S1 à S4 qui coopèrent avec un disque denté entra!né en rotation de façon synchrone avec les roues et qui produisent des signaux électriques correspondant au comportement en rotation des roues, c'est-à-dire à la vitesse des roues et à ses variations. Par l'intermédiaire des en- trées S1 à 54, ces signaux sont transmis à un circuit électronique de traitement et de combinaison de signaux 44 qui produit des signaux de commande de la pression de freinage destines à commuter temporaire- ment les valves d'entrée et de sortie 29, 30, 35, 36 lorsqu'une ten- dance au blocage est détectée, et à maintenir ainsi la pression de freinage constante, à l'abaisser et à la réaugmenter en temps utile. A cet effet, les aimants d'actionnement des valves d'entrée et de sortie sont excités par l'intermédiaire des sorties A1 à A4. Par sou- ci de simplification, les lignes électriques de liaison prévues entre les connexions A1 à A4 et les enroulements des valves 29, 30, 34, 35 ne sont pas représentées. Le circuit 44 peut être réalisé de manière connue à l'aide de circuits câblés ou de composants électroniques programmables, com- me des micro-ordinateurs ou des microrégulateurs. Lors de la production des signaux de commande de la pression de freinage, l'état de commutation d'un interrupteur de pression dif- férentielle 43, qui fait partie de la valve de régulation 23 et, le cas échéant, d'autres signaux sont également analysés. L'entrée de signaux d est prévue à cet effet. Le signal de démarrage destiné à mettre en marche le moteur d'entraînement de la pompe hydraulique 26, qui ne fonctionne que lors de la régulation duglissement, est appli- qué au moteur M par l'intermédiaire de la connexion m. Le mode de fonctionnement du système de freinage est le sui- - 5 - -6 - vant: Lorsque les freins sont actionnés, la force F exercée sur la pédale et augmentée de la dépression régnant dans l'amplificateur 3, est transmise aux pistons de maitre-cylindre 6, 7. Les valves centra- les 10, 11 se ferment, de sorte que, dans les chambres de pression 8, 9 et donc dans les circuits de freinage I, II, peut donc s'établir une pression de freinage qui se propage aux freins de roues 31, 32 et, respectivement, 33, 34 à travers les valves 27, 29 et, respecti- vement, 28, 30. La pression régnant dans la chambre 8 est transmise à l'en- trée de commande 21 et à la chambre de commande 22 de la valve de ré- gulation 23, et augmente la force de fermeture, produite par le res- sort de régulateur 49, de la valve à siège 25. De même, par l'intermédiaire de la conduite de pression 50, le circuit de freinage Il et, respectivement, la chambre de pression 9 sont reliés à la deu- xième chambre de commande 51 dans laquelle pénètrent les deux pistons 24, 52. Cependant, ceci n'a aucune incidence, car la pompe hydrauli- que 26 ne fonctionne pas encore. Lorsqu'une tendance au blocage est détectée au niveau d'une ou de plusieurs roues au moyen des capteurs S1 à S4 et du circuit 44, la régulation du glissement commence. Le moteur d'entraînement M de la pompe 26 est mis en marche, de sorte qu'une pression auxiliaire, proportionnelle à la pression régnant dans les chambres de commande 22, 51 et, respectivement, dans les chambres de pression 8, 9, et donc à la force F exercée sur la pédale, peut alors s'iétablir dans le système d'alimentation en pression auxiliaire et dans la conduite d'alimentation 40. La pression auxiliaire provoque la commutation des valves à commande hydraulique 41, 42 et donc la fermeture des circuits de freinage I, II (au lieu d'être actionnées hydrauliquement, les valves 41, 42 peuvent également l'être électromagnétiquement). Ceci empêche les pistons de maître-cylindre 6, 7 de poursuivre leur déplacement dans le sens de la force F exercée sur la pédale, et les chambres de pression 8, 9 de se vider. Dis qu'une pression suffisante est attein- te, le système d'alimentation en pression auxiliaire se substitue au -7 - 2594395 générateur de pression de freinage 1 par l'intermédiaire de la con- duite d'alimentation 40 et des valves anti-retour 38, 39 qui s'ou- vrent alors. Du liquide de pression s'écoule dynamiquement dans les circuits de freinage I, II à travers les valves anti-retour 38, 39. La variation effective de la pression de freinage dans les freins de roues 31 à 34 est déterminée par les valves d'entrée et de sortie 29, , 35, 36 qui, par l'intermédiaire des lignes A1 à A4, reçoivent des signaux de commande de la pression de freinage destinés à réguler le glissement. Des anomalies de différents types peuvent être détectées en toute sécurité en comparant la pression régnant dans les chambres de pression 8 et 9 du maitre-cylindre 2 et, respectivement, dans les conduites 48, 50 menant à la valve de régulation de pression auxi- liaire 23 avec la pression auxiliaire instantanée produite par la pompe 26 et par la valve de régulation 23, tout en tenant compte de l'état de fonctionnement, c'est-à-dire freinage normal ou réaction de la régulation du glissement. Lors d'un freinage sans régulation du glissement, une pression doit s'établir dans les chambres de pression 8, 9, mais pas dans le système d'alimentation en pression auxiliaire. Une défaillance du circuit de freinage II, due par exemple à une fui- te, peut être détectée au moyen de l'interrupteur de pression diffé- rentielle 43. Lorsque le système est intact, la différence de pres- sion est faible ou nulle lorsque la régulation du glissement commence. En cas de défaillance ou de mauvais fonctionnement de la pompe 26 ou de la valve de régulation 23, lors de l'apparition d'une anomalie sur le trajet de démarrage du moteur M ou d'un défaut simi- laire, il subsiste, dans la chambre de pression 9, une pression supé- rieure à celle régnant dans la conduite d'alimentation en pression auxiliaire 40, même après le début de la régulation du glissement. Des anomalies peuvent donc être détectées et signalées en combinant logiquement cet état et d'autres au moyen du circuit 44. En fonction du type de défaut, le circuit 44 met automatiquement hors circuit la régulation du glissement complètement ou partiellement, c'est-à-dire seulement pour certains freins de roues, pour qu'un freinage efficace reste possible par l'intermédiaire du circuit de freinage intact. - 8 - 2594395 La valve de régulation, qui assure la surveillance de la pression et qui est désignée dans son ensemble par 23, comprend au total quatre chambres 22, 51, 53, 54 disposées coaxialement les unes aux autres et isolées les unes des autres par trois pistons 24, 52, 55. Alors que les deux pistons 24, 52 soumis à la pression régnant dans les circuits de freinage I et II sont de conception identique, le piston de valve 55 est muni d'un perçage longitudinal 56 pouvant être fermé par une bille de valve 57 qui est disposée entre le siège de valve 45 et le piston 52. La surface périphérique extérieure du piston de valve 55 comporte une rampe d'actionnement 46 coopérant avec un palpeur 47 qui est logé dans un perçage transversal du bot- tier de valve et qui peut coulisser à l'encontre de la force d'un ressort de contact 58 de l'interrupteur de pression différentielle 43. Si la pression hydraulique produite par la pompe 26 est supérieu- re à la pression régnant dans les chambres de commande 22 et/ou 51, le piston de valve 55 se déplace vers la droite jusqu'à ce qu'il re- pose contre l'épaulement 59. La bille de valve 57 peut alors se dé- coller du siège de valve 45, de sorte qu'une partie du liquide de pression fourni par la pompe 26 peut refluer, par l'intermédiaire de la conduite de retour 60, dans le réservoir 20 pour abaisser la pres- sion. Si, comme indiqué précédemment, le piston de valve 55 se dépla- ce en direction de la première chambre de commande 22, le palpeur-47 est déplacé simultanément à l'encontre de la force du ressort de con- tact 58, de sorte que l'interrupteur de pression différentielle 43 se ferme et qu'un signal correspondant est fourni au circuit 44. - 9- 2594395 REVENDICATIONS 1. Système de freinage à régulation du glissement, compre- nant pour l'essentiel un amplificateur actionné par une pédale et as- socié à un maitre-cylindre auquel les freins de roues sont reliés par l'intermédiaire de conduites de liquide de pression, un système hy- draulique d'alimentation en pression auxiliaire équipé d'une pompe hydraulique et d'un réservoir de compensation de pression et d'ali- mentation en liquide de pression, ainsi que des capteurs de roues et des circuits électroniques pour déterminer le comportement en rota- tion des roues et pour produire des signaux électriques de commande de la pression de freinage, qui servent à commander des valves d'en- trée et de sortie de liquide de pression à commande électromagnétique implantées sur les conduites de liquide de pression pour réguler le glissement, caractérisé en ce qu'il comporte une valve de régulation et de surveillance de pression (23) comprenant trois chambres de com- mande (22, 51, 54) et trois pistons (24, 52, 56) coopérant avec ces chambres de commande, la première chambre de commande (22) étant re- liée, par l'intermédiaire d'un trajet de liquide de pression (48), à l'une des chambres de pression (8), la deuxième chambre de commande (51) étant reliée, par l'intermédiaire d'un autre trajet de liquide de pression (50), à l'autre chambre de pression (9) du maltre-cylin- dre (2), et la troisième chambre de commande (54), -conçue sous la forme d'une chambre de valve, étant reliée, d'une part, au réservoir d'alimentation en liquide de pression et, d'autre part, à la conduite de pression (40) de la pompe (26), le premier piston (24) pénétrant à la fois dans la première chambre de commande (22) et dans la deuxième chambre de commande (51) et coopérant avec le deuxième piston (52) qui s'engage dans les deuxième et troisième chambres de commande (51 et, respectivement, 65), ledit deuxième piston étant appliqué, par l'intermédiaire d'un élément de valve, par exemple d'une bille de valve (57), contre le siège de valve (45) du troisième piston (55) qui est logé coulissant entre deux buttes (59, 61) dans la troisième chambre de commande (54) et qui comporte un perçage longitudinal (56) - 10 - reliant le siège de valve (45) à la partie de la troisième chambre de commande (54) qui communique avec la conduite de pression (40) de la pompe (26). 2. Système de freinage conforme à la revendication 1, carac- térisé en ce que la valve de régulation et de surveillance de pres- sion (23) comprend plusieurs pistons coaxiaux (24, 52, 55) disposés les uns derrière les autres, dont l'un (55) est muni d'une rampe d'actionnement (46) qui coopère avec un palpeur (47) d'un interrup- teur de pression différentielle (43), ledit palpeur étant maintenu et guidé dans le bottier de la valve. 3. Système de freinage conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le- premier piston (24) de la valve de régula- tion et de surveillance de pression (23) est sollicité par un ressort (49) qui, lorsque les freins se trouvent en position relâchée, pousse le premier piston (24) contre le deuxième piston (52) et, par l'in- termédiaire de l'Slément de valve, c'est-à-dire de la bille de valve (57), pousse ledit deuxième piston (52) contre le siège de valve (45) prévu sur le troisième piston (55), amenant ainsi la valve (25) en position fermée. 4. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que les premier et deuxième pistons (24 et, respectivement, 52) de la valve de régulation et de surveillance de pression (23) sont conçus sous la forme de pistons plongeurs, et en ce que le troisième piston (55) comprenant le perça- ge longitudinal (56) et le siège de valve (45) est maintenu et guidé de façon étanche dans la partie cylindrique de la troisième chambre de commande (54). 5. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaulement ou la butte (59), prévus dans la troisième chambre de commande (54) formant la chambre de valve, limitent la course du troisième piston (55) en cas de baisse de pression dans les deux autres chambres de commande (22, 51) et permettent donc à l'élément de valve ou à la bille de valve (57) de décoller du siège de valve (45), de sorte que le liqui- de de pression fourni par la pompe (26) peut refluer dans le réser- - il - 2594395 voir d'alimentation en liquide de pression (20) à travers le perçage longitudinal (56), la chambre de valve (54) et la conduite de retour (60). 6. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'interrupteur de pression différentielle (43) actionné par la rampe d'actionnement (46) du troisième piston (55) fait partie du circuit électronique.