Brevet FR2586389A1 — publié le 19870227

La présente invention est relative à un modu- lateur de pression pour dispositif de freinage anti-blo- cage pour véhicule. Un dispositif anti-blocage émet un signal 5 électrique lorsqu'un seuil de décélération, par exemple 12 m/sec2 est franchi. Ce signal commande une réduction de la pression de freinage jusqu'à ce que la décéléra- 2 tion franc isse un second seuil, par exemple 10 m/sec2. ~land ce second seuil est atteint, le dispositif anti- 10 blocage émet un second signal électrique qui commande la remontée de la pression de freinage jusqu'à ce qu'on revienne au premier seuil de décélération. Ces montées et descentes de la pression de freinage sont obtenues à l'aide d'un modulateur de pres- 15 sion. Habituellement, de tels modulateurs sont com- mandés hydrauliquement à l'aide de pompes séparées. Cette technique présente pour inconvénients que, d'une part, la vitesse de réponse du modulateur dépend forte- 20 ment de la viscosité du fluide hydraulique, et de la dif- férence de pression qui est liée à cette viscosité, et d'autre part que le système est coiteux pour ne fournir qu'une régulation imprécise. En outre, elle présente le risque de voir une défaillance de la pompe hydraulique 25 se traduire par un freinage défectueux ou même nul. Le brevet DE-C-2648042 décrit un dispositif modulateur à actionnement magnétique qui sert à arrêter le freinage d'une roue en train de patiner en agissant à la façon d'un différentiel à blocage. Des excitations pé- 50 riodiques de la bobine de l'électro-aimant font que son- armature, liée à un élément de pompe, entraîne du fluide hydraulique depuis une chambre de pompe vers le cylindre de frein de la roue en train de patiner, et interrompt le freinage de celle-ci. 55 Un tel modulateur n'est pas adapté à réguler la pression de freinage dans un dispositif anti-blocage, 2 car ni la baisse de la pression ni sa montée ne sont dé- finies. L'invention a pour but de fournir un modula- teur de pression à actionnement électro-magnétique qui 5 régule la pression de freinage dans un cylindre de frein de manière définie et reproductible lorsque la pression qui lui est envoyée depuis le maître-cylindre est supé- rieure à celle qui conduit à un blocage de la roue. Ce problème est résolu par le fait que le pis- 10 ton de décharge est relié au ressort agissant sur l'ar- mature de l'électro-aimant par l'intermédiaire d'une transmission à rapport variable telle qu'une force à loi linéaire appliquée sur le piston de décharge résul- te de la force à loi non linéaire du ressort et de pré15 férence que le piston de décharge est en liaison avec une valve de telle façon que le cylindre de frein est séparé du maître-cylindre lorsqu'une pression de freina- ge maximale pré-fixée est dépassée. Suivant des modalités avantageuses : 20 - la transmission est constituée par une came curviligne de forme adaptée à la loi force/déplacement du ressort, - le déplacement du piston de décharge est mesuré en continu à l'aide d'un système de mesure de dé- 25 placement qui est relié au circuit de régulation du sys- tème anti-blocage par l'intermédiaire d'un circuit élec- tronique de régulation de position, ou en alternative, - la vitesse de variation de force de l'arma- ture est déterminée en continu par l'intermédiaire du 50 ressort relié à ladite armature, et à l'aide d'un quartz piézo-électrique, lequel est relié au circuit de régulation du système anti-blocage par l'intermédiaire d'un circuit de régulation électronique fermé, - la force du ressort, en position de repos de 35 l'armature, est choisie en fonction du produit d'une pression maximale pré-fixée par la valeur du rapport variable de la transmission dans la position de repos 3 du piston de décharge. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des dessins parmi lesquels : la figure 1 montre le dispositif à modulateur 5 de pression avec dispositif de mesure de déplacement, à l'état initial, - la figure 2 montre le dispositif à modulateur de pression avec dispositif de mesure de vitesse de va- riation de la force, à l'état initial, 10 la figure 3 est un diagramme force/entrefer de l'armature, la figure 4 est un diagramme force/déplacement du piston. Le dispositif à modulateur de pression de la 15 figure 1 comprend essentiellement les parties suivan- tes : le modulateur de pression 1 avec son piston de décharge 2 et le clapet à bille 5, disposés dans le modulateur ; le dispositif de mesure de déplacement 4 20 associé au piston ; l'électro-aimant 5 avec son armatu- re 6 et sa bobine 12 , la transmission à rapport varia- ble 8 comportant une came curviligne ; et le ressort de pression 9. Dans l'état initial représenté, le ressort 9, 25 qui prend appui sur un boîtier 10 monté sur l'électro- aimant 5, maintient l'armature 6 dans une position qui fournit l'entrefer S maximum, par l'intermédiaire d'une tige 11 qui traverse l'électro-aimant de part en part, et le piston de décharge 2 est maintenu à son point o50 mort haut par l'intermédiaire de l'extrémité lla de la tige ll et du galet 7, qui roule sur la came de la transmission 8. Une tige 13 montée sur le piston de décharge 2 ouvre, dans cette situation, le clapet à bille 3, si 35 bien que le ma tre-cylindre 15 est en communication avec le cylindre de frein 16 à travers la chambre de 4 pression 14. Le piston 2 est relié à un système de me- sure de déplacement 4, qui est relié à un comparateur 17 qui compare la valeur instantanée à la valeur de con- signe, ce comparateur compare le signal de déplacement 5 mesuré avec le signal de consigne pré-établi par le dispositif anti-blocage, et commande en conséquence la bo- bine 12 de l'électro-aimant 5. La force du ressort 9 est choisie de façon que le piston 2 soi maintenu à son point mort haut tant que 10 la pression de freinage créée dans le maître-cylindre 15 et transmise au cylindre de frein 16 par l'intermé- diaire de la chambre de pression 14 est inférieure à une pression qui conduirait de façon certaine au bloca- ge de la roue. Il en résulte que la pression créée dans 15 le maitre-cylindre 15 est transmise sans modification au cylindre de frein 16 tant qu'elle est inférieure à cette pression de blocage. Le mode d'action du modula- teur est le suivant : Freinage non régulé : 20 Lorsque la pression provenant du maltre-cylin- dre 15 et agissant dans la chambre de pression 14 vient à dépasser une valeur déterminée, par exemple 60 bars, le piston de décharge 2 se déplace contre la force du ressort 9 en direction de son point mort bas. La tige 25 13 cesse d'agir sur le clapet 3, et le ma tre-cylindre 15 est séparé du cylindre de frein 16. Il en résulte que, même lors d'un freinage de panique, o la pression dans le maître-cylindre 15 peut atteindre 150 bars, la pression dans le cylindre de 30 frein 16 s'arrête à 60 bars, ce qui conduit à une forte réduction des contraintes dans les autres éléments. Lorsque le maître-cylindre est convenablement déchargé, le piston 2 est ramené à sa position initiale par le ressort 9 et la tige 13 ouvre à nouveau le cla- 35 pet 3. Freinage régulé : 5 Dans le freinage régulé, le dispositif anti- blocage ABV détecte le fait que la pression régnant dans le cylindre de frein 16 amène la roue, non représentée, au blocage. La bobine 12 est excitée, et l'armature 6 re- 5 cule. Il est important de noter que l'électro-aimant 5 est choisi de telle sorte que la loi de sa force (fi- gure 5) est fondamentalement au-dessus de la caractéris- tique du ressort 9, et que Ies différentes parties de 10 l'organe de transmission 8 sont adaptées à la somme algébrique de la force non linéaire de l'armature et de la force non linéaire du ressort, de façon que la force ap- pliquée au piston de décharge 2 soit linéaire (figure 4). Au moment o l'armature est tirée en arrière, 15 le piston 2 recule en direction de son point mort bas sous l'action de la pression qui s'exerce sur lui. La tige 15 cesse alors d'agir sur le clapet à bille 3 et le maitre-cylindre 15 est par suite séparé de la chambre de décharge (chambre de pression) 14 et 20 donc du cylindre de frein 16. Un agrandissement supplémentaire de la chambre 14 fait baisser la pression de freinage qui agit sur le cylindre de frein 16. La valeur instantanée de la varia- tion de volume est comparée, par l'intermédiaire du sys- 25 tème de mesure de déplacement 4, avec la valeur de con- signe de la réduction de pression, et la bobine 12 est excitée en conséquence. Lorsque la roue atteint le second seuil de dé- célération, la roue freinée étant donc à nouveau accélé- 50 rée, le système anti-blocage donne un signal pour ré- augmenter la pression de freinage. L'excitation de la bobine 12 est réduite. Il en résulte que le ressort 9 repousse l'armature 6, et, par suite, grâce à la tige lla et le galet 7 se déplaçant sur la came 8, le piston 35 2 remonte en direction de son point mort haut. La réduc- tion du volume de la chambre 14 élève la pression dans 6 le cylindre de frein 16. Il est évident que, à ce mo- ment aussi, la valeur instantanée de la variation de vo- lume est comparée avec la valeur de consigne de l'aug- mentation de pression et la bobine 12 est excitée en 5 conséquence. Un nouveau cycle de régulation commence quand le seuil supérieur de décélération (12 m/sece) est atteint. La figure 2 montre un modulateur avec un élé- ment pour déterminer la vitesse de variation de la for- 10 ce du ressort 9. Le mode opératoire du modulateur 1 est le même que celui qui a été décrit plus haut. Un quartz piézo-électrique 4a placé sous le ressort 9 donne des signaux de tension correspondant à la vitesse de variation de la force qui agit sur lui et 15 les envoie au comparateur 17a qui compare la valeur ins- tantanée à la valeur de consigne, et qui fait partie d'un circuit fermé de régulation de position, lequel excite en retour l'électro-aimant 5. L'avantage d'une telle régulation est que le 20 quartz piézo-électrique 4a constitue un élément passif, qui n'exige pas d'alimentation électrique et peut être obtenu a bas prix, étant fabriqué en grande série. REVENDICATIONS 1. Modulateur de pression, à actionnement électromagnétique, notamment pour installation de frei- nage anti-blocage de véhicules, caractérisé en ce que le 5 piston de décharge (2) est relié au ressort (9) agissant sur l'armature (6) de l'électro-aimant (5) par l'inter- médiaire d'une transmission à rapport variable telle qu'une force à loilinéaire appliquée sur le piston de décharge (2) résulte de la force à lôi non linéaire du 10 ressort (9). .CLMF: 2. Modulateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le piston de décharge (2) est en liai- son avec une valve (3) de telle façon que le cylindre de frein est séparé du maître-cylindre lorsqu'une pression 15 de freinage maximale pré-fixée est dépassée. 3. Modulateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la transmission (8) est cons- tituéepar une came curviligne de forme adaptée à la loi force/déplacement du ressort (9). 20 4. Modulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déplacement du pos- ton de décharge (2) est mesuré en continu à l'aide d'un système de mesure de déplacement (4) qui est relié au circuit de régulation du système anti-blocage par l'in- 25 termédiaire d'un circuit électronique de régulation de position. 5. Modulateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vitesse de variation de force de l'armature (6) est déterminée en continu par 30 l'intermédiaire du ressort (9) relié à ladite armature, et à l'aide d'un quartz piézo-électrique (4a), lequel est relié au circuit de régulation du système anti-blo- cage par l'intermédiaire d'un circuit de régulation élec- tronique fermé. 35 6. Modulateur selon la revendication 5, carac- térisé en ce que la force du ressort (9), en position de repos de l'armature (6) est choisie en fonction du pro- duit d'une pression maximale pré-fixée par la valeur du rapport variable de la transmission (8) dans la position de repos du piston de décharge.