Brevet FR2596346A1 — publié le 19871002

-1- La présente invention concerne un système hydraulique de freinage, destiné en particulier à des véhicules automobiles, comprenant un amplificateur hydraulique et un maitre-cylindre relié en aval de l'amplificateur, dans lequel la chambre de pression de l'amplifi5 cateur peut être soumise à une pression auxiliaire qui est fonction de la position d'une valve de freinage actionnée par la pédale, et dans lequel il est prévu un cylindre auxiliaire, par exemple un cylindre à remplissage rapide, qui peut être soumis à la pression dynamique et au moyen duquel la chambre de travail du maitre-cylindre 10 peut être alimentée en liquide de pression supplémentaire au cours de la phase initiale de freinage. Par exemple dans la demande de brevet allemand P 30 16 683.7 est décrit un système hydraulique de freinage qui comprend un maitrecylindre en tandem, en amont duquel est relié un amplificateur hy15 draulique. Une chambre du maitre-cylindre en tandem communique avec des cylindres de freins de roues par l'intermédiaire d'une conduite de freinage sur laquelle est implantée une valve dite à deux voies. Les cylindres de freins de roues qui équipent des freins de véhicules automobiles de conception récente sont généralement carac20 térisés en ce qu'ils peuvent accepter un important volume de liquide de freinage avant que la garniture ne soit appliquée contre le disque de frein. Certains systèmes de freinage classiques, dans lesquels la pression de freinage est augmentée au moyen d'un amplificateur hy25 draulique relié en amont du maitre-cylindre, présentent donc un inconvénient en raison de l'important volume de liquide absorbé, à savoir que les pistons de maltre-cylindre doivent parcourir une certaine distance avant qu'un freinage quelconque ne soit effectué. En outre, dans ce contexte, l'effet de décollage se traduit par le 30 fait que le piston d'amplificateur ne commence à se déplacer que lorsqu'une pression relativement élevée est atteinte dans la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, les forces de friction du matériau d'étanchéité diminuant brusquement au moment du passage de la friction statique à la friction de glissement, de sorte que la 35 pression de freinage régnant dans les chambres de travail du maitre- 10 15 20 30 -2 cylindre commence à augmenter plus ou moins brusquement, ce qui est favoris& par le fait qu'en raison du volume de glissement, une contrepression correspondante fait défaut, dans un premier temps, dans les circuits de freinage. Pour remédier à cet inconvénient fonctionnel, la demande de brevet allemand 30 16 683.7 prévoit des valves à deux voies à commande hydraulique qui ferment les conduites de freinage lorsque les freins sont en position de repos, c'est-à-dire lorsque les chambres de travail du maitre-cylindre sont sans pression, les deux valves à deux voies étant également reliées à la pression de l'amplificateur hydraulique. Lorsqu'une valve de freinage, actionnée par la pédale, de l'amplificateur hydraulique est sollicitée, il est connu qu'une liaison entre la chambre de pression et un réservoir d'alimentation sans pression est d'abord fermée, tandis qu'après une course de commande allant au-delA de ce point, la pression d'alimentation en direction de la chambre de pression est d'abord partiellement ouverte. Une pression relativement basse s'établit donc d'abord dans la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, cette pression, bien qu'encore insuffisante pour déplacer le piston d'amplificateur, parvenant déjà aux cylindres de freins de roues à travers les valves à deux voies reliées A la chambre de pression. Selon l'agencement connu, de l'agent de pression soumis A une faible pression est envoyé dans les cylindres de freins de roues, de sorte que ces derniers surmontent les courses a vide inhérentes au système, tout en absorbant un certain volume de fluide. En calculant les dimensions du système de freinage de façon appropriée, il est possible de surmonter les courses A vide lorsque la pression régnant dans la chambre de pression est juste assez élevée pour déplacer le piston d'amplificateur. Une pression s'établit donc dans les chambres de travail du maltre-cylindre en tandem. En outre, les valves A deux voies A commande hydraulique connues sont conçues de façon A se commuter lorsque la pression régnant dans les chambres de travail du maltre-cylindre dépasse celle rognant dans le circuit dynamique de freinage. A cette pression de. -3 commutation, une liaison libre entre les cylindres de freins de roues et les chambres de travail du maître-cylindre en tandem est établie, tandis que la liaison entre la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique et les cylindres de freins de roues est interrompue. Dans certaines applications, il est souhaitable d'obtenir un freinage faible au niveau des freins de roues lorsque les chambres de travail du maitre-cylindre de freinage sont encore sans pression. Un mode de fonctionnement de ce type est avantageux, notamment pour des véhicules automobiles à transmission automatique, car ce type de vé10 hicule peut être maintenu en position de repos, même lorsque la position de marche est engagée, en exerçant une force relativement faible sur la pédale de frein. La demande de brevet allemand P 32 15 954.4 décrit un système hydraulique de freinage dans lequel un générateur de pression de 15 freinage est prévu pour actionner des cylindres de roues. Le générateur de pression de freinage se compose pour l'essentiel d'un amplificateur hydraulique et d'un maître-cylindre relié en aval de l'amplificateur hydraulique. Le maître-cylindre comprend un piston de maitre-cylindre de diamètre relativement réduit, tandis que le piston 20 d'amplificateur présente un grand diamètre. A l'intérieur du piston d'amplificateur est disposée une valve de freinage qui permet de régler la pression hydraulique régnant dans la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique en fonction de la force exercée sur la pédale de frein. A côté du générateur de pression de freinage est disposé un cylindre auxiliaire dans lequel un piston est guidé de façon étanche et coulissante à l'encontre d'un ressort de pression. L'une des faces avant du piston guidé dans le cylindre auxiliaire est soumise à la pression régnant dans la chambre de pression de l'amplificateur hy30 draulique, tandis que la chambre, dans laquelle est logé le ressort de pression, est reliée à la chambre de travail du maître-cylindre. Etant donné que le piston disposé dans le cylindre auxiliaire présente un diamètre nettement inférieur à celui du piston d'amplificateur, le piston est déplacé même lorsque la pression régnant dans la cham35 bre de pression de l'amplificateur hydraulique est très basse, de I I - 2 -4sorte qu'un volume de préremplissage est introduit dans les Eléments d'actionnement de freins avant que le piston d'amplificateur, auquel est relié le piston de maitre-cylindre, ne se déplace. Entre les pistons du générateur de pression de freinage est prévue une chambre an5 nulaire de carter qui communique avec un réservoir d'alimentation sans pression par l'intermédiaire d'une conduite de pression correspondante. Dans le système de freinage décrit, il peut très bien arriver, si certaines conditions marginales sont réunies, que le piston.0 du cylindre auxiliaire se mette en mouvement plus t8t ou plus tard que le piston d'amplificateur, de sorte que l'effet de préremplissage recherché n'est pas toujours atteint. La présente invention a pour but de perfectionner, à l'aide de moyens structurels simples, un système de freinage du type indiqué.5 précédemment, de manière que, d'une part, l'effet de préremplissage se produise avec certitude et, d'autre part, une synchronisation exacte entre le déplacement du piston du mattre-cylindre et le piston étagé du cylindre à remplissage rapide soit réalisée. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en 20 ce qu'une chambre située entre les deux étages de piston du cylindre à remplissage rapide peut être reliée à un réservoir d'alimentation sans pression à travers un agencement de valve, et en ce que la pression de cylindre de roue est fournie à l'agencement de valve en tant que variable de régulation. Un perfectionnement avantageux de la présente invention prévoit que l'agencement de valve comporte un orifice de valve qui est normalement en position ouverte et qui peut être fermé par la pression régnant dans la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique. Comme indiqué précédemment, il est prévu que l'orifice de valve 3O peut être soumis à la pression de cylindre de roue dans le sens d'ouverture de l'orifice de valve. Cependant, selon un autre mode de réalisation, il peut également être prévu que l'orifice de valve est soumis à une variable de régulation qui est fonction de la pression de cylindre de roue. t5 Selon une conception particulièrement simple, il est prévu - 5 que l'agencement de valve comporte un piston conçu sous la forme d'un piston étagé, dont l'étage de plus petit diamètre est conçu sous la forme d'un élément de fermeture de valve, et dont l'étage de plus grand diamètre délimite deux chambres dont l'une est reliée au cylin5 dre de roue et dont l'autre est reliée à la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique. Pour pouvoir réaliser ce dispositif à moindre coût, il est prévu, de préférence, que les surfaces actives de l'étage de plus grand diamètre du piston sont de mimes dimensions, et que, dans la chambre reliée au cylindre de roue, est disposé un 10 ressort de pression qui sollicite l'orifice de l'agencement de valve dans le sens d'ouverture. Le ressort de pression exerce, sur le piston étagé de l'agencement de valve, une force de commande prédéterminée par le taux d'élasticité et, d'autre part, garantit que le piston étagé de l'agencement de valve adopte toujours une position extrême 15 définie lorsque le véhicule n'est pas freiné. Il est possible de faire varier la force de commande, qui est exercée sur le piston Etagé de l'agencement de valve, en jouant sur la force du ressort de pression. A cet effet, il est prévu que la force du ressort de pression est réglable. De manière appropriée, il est prévu, sur le trajet d'agent de pression menant de la chambre d'amplificateur au cylindre à remiplissage rapide, une valve, par exemple une valve à commande directionnelle à trois voies/deux positions, qui permet de relier la chambre de pression du cylindre à remplissage rapide au réservoir. Le 25 cylindre à remplissage rapide comprend avantageusement trois chambres, dont la chambre de remplissage étagée est reliée directement au circuit de freinage, la chambre de pression est reliée à la chambre d'amplificateur, et la chambre de commande est reliée à la conduite de retour à travers la valve de régulation, la chambre de la valve de 30 commande communiquant, par l'intermédiaire d'une conduite de commande, avec la chambre de pression. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure annexée 35 qui représente un mode de réalisation de l'invention. 15 20 25 30 35 -6 Conformément à la figure 1, le système de freinage conforme à la présente invention se compose pour l'essentiel d'un gén6rateur hydraulique de pression de freinage allongé et actionné par une pédale, qui est désigné dans son ensemble par le chiffre 1, d'une source de pression auxiliaire 2, d'un réservoir d'alimentation et de compensation de pression 3, et de valves directionnelles à deux voies/deux positions à commande &lectromagnitique 4.à 6, par l'intermtdiaire desquelles les freins de roues, c'est-a-dire les roues avant et arrière VR, VL, HR et HL, sont reliés sous la forme de trois circuits de freinage séparés hydrauliquement. Normalement, c'est-à-dire à l'Itat désexcité, les valves sont commutées en position ouverte. En outre, il est prévu une conduite de retour 10 qui mène des roues avant et arrière VR, VL, HR, HL au réservoir de compensation 3, mais qui est séparée des cylindres de freins de roues par l'intermidiaire de trois autres valves à commande directionnelle à deux voies/deux positions 7 à 9, tant que ces dernières sont à l'état d4sexcitf. Pour sa part, le générateur de pression de freinage 1 est constitué d'un amplificateur hydraulique d'effort de freinage 11, d'un agencement de maUtre-cylindre 12 et d'un dispositif de positionnement 13. A l'amplificateur d'effort de freinage 11 est relié directement un circuit de freinage, c'est-à-dire le circuit de freinage de roues arrière 14, tandis que les deux chambres de travail 15 et 16 de l'agencement de maltre-cylindre 12, qui est conçu ici sous la forme d'un maltre-cylindre en tandem, sont reliées à une roue avant VR ou VL par l'intermédiaire de circuits de freinage séparés 17 et 18. Les deux circuits de maltrecylindre d'un agencement de ce type sont conçus sous la forme de circuits statiques de liquide de pression et le circuit d'essieu arrière sous la forme d'un circuit dynamique de liquide de pression, car, dans le circuit 14, la pression est déterminée par la position d'une valve de régulation 19 qui est actionnée par la pédale par l'intermédiaire d'une tringlerie 41. En fonction du déplacement d'un piston de valve 20, la valve de régulation 19 permet à une plus ou moins grande quantité de pression provenant de la source d'énergie auxiliaire 2 de pénétrer dans la chambre d'amplificateur -7 21 et, de là, dans le circuit de freinage 14. La pression, qui est établie dans la chambre d'amplificateur 21 lors de l'actionnement d'une pédale de frein 22 ou qui est introduite à travers la valve de régulation 19, agit simultanément sur les 5 piston 42, 43 de l'agencement de maitre-cylindre 12 et, comme on le conçoit facilement, provoque l'établissement d'une pression de freinage dans les chambres de travail 15 et 16 des deux circuits statiques de freinage 17, 18 qui mènent aux roues avant VR et VL. Dans une préchambre 23 de l'agencement de maltre-cylindre 12, il règne, dans 10 un premier temps, une pression atmosphérique, car cette chambre communique avec le réservoir de compensation de pression 3 à travers une valve dite principale 24 en position de repos, dans laquelle la valve est à l'état désexcité. Sur chaque roue VL, VR, HL, HR du véhicule équipé du système 15 de freinage conforme à l'invention est monté un capteur SI a S4 qui est conçu, par exemple, sous la forme d'un capteur inductif et qui transmet à un régulateur électronique des informations sur le comportement en rotation des roues. Les entrées correspondantes du régulateur 38 sont désignées par Es. Ce régulateur comprend notamment une 20 logique électronique de combinaison sous la forme de circuits câblés ou programmables, tels que des microprocesseurs, et produit, après analyse des signaux de capteurs, des instructions de commande qui sont appliquées aux sorties A1 à A6 et HV et transmises aux électrovannes correspondantes 4 à 9, 24 et 25 par l'intermédiaire de lignes 25 de signaux non représentées. Au cours de la phase initiale de régulation du glissement de freinage, les valves 24 et 25 sont toutes deux commutées. Un trajet de liquide de pression 26 menant de la chambre d'amplificateur 21 à la préchambre 23 est ainsi ouvert, de sorte que du liquide de pres30 sion pénètre dans la préchambre 23. A travers des canaux de liaison 27, 28, cette pression est transmise à des chambres annulaires 29, 30 prévues à l'intérieur de l'agencement de maitre-cylindre 12. A partir de ces chambres, la pression est envoyée dynamiquement, par l'intermédiaire de coupelles d'étanchéité 31, 32 qui sont disposées à la 35 circonférence des pistons 42, 43 et qui tiennent lieu de valves anti- - 8 retour, dans les chambres de travail 15, 16 qui communiquent avec les freins des roues avant. La pression introduite dynamiquement provoque simultanément le rappel d'un manchon de positionnement 33 du dispositif de posi5 tionnement 13, ce qui amène les pistons 42, 43 à adopter, de manière connue, une position définie à l'intérieur de l'agencement de maitrecylindre 12. L'introduction dynamique de liquide de pression dans les circuits statiques des roues avant VR, VL et dans la chambre annulai10 re 30, qui détermine la pression de rappel du manchon de positionnement 33, permet d'éviter une "régulation à vide" des chambres de travail 15 et 17, même en cas de baisses de pression fréquentes dues à l'écoulement de liquide de pression à travers les valves commutées 7 et 8. Par l'intermédiaire d'une conduite de pression 39, un cylindre à remplissage rapide 40 est également relié au circuit de freinage 18; ce cylindre à remplissage rapide comporte également un alésage étagé 44 dans lequel un piston étagé peut coulisser dans le sens longitudinal à l'encontre de la force d'un ressort de rappel 46. Le 20 piston étagé 45 divise l'alésage étagé 44 en une chambre de remplissage étagée 47, une chambre de commande annulaire 48, et une chambre de pression 49. La chambre de pression 49 peut être reliée, à travers une valve à commande directionnelle à trois voies/deux positions 25, soit au trajet de liquide de pression 26, soit à une conduite de re25 tour 50. La chambre de commande 48 est reliée à une valve de régulation 51 qui peut être actionnée par l'intermédiaire d'une conduite de commande 52 reliée à la chambre de pression 49. La valve de régulation, qui est représentée en détail à la figure 2, comporte quatre orifices de liaison A à D. Elle établit une liaison entre la chambre -30 de commande 48 et la conduite de retour 10 menant au réservoir 3, lorsque la pression régulée a atteint la chambre de pression 49, et cette pression est également appliquée, par l'intermédiaire de la conduite de commande 52, à l'orifice de liaison C de la valve de régulation 51. Cependant, le déplacement du piston 53 de la valve de 35 commande est également déterminé simultanément par la pression ré- -9 gnant dans la chambre de remplissage étagée 47 qui peut être reliée, par l'intermédiaire de la conduite de pression 39, au circuit de freinage 18 et/ou à la chambre de travail 16 du maitre-cylindre 12, et qui est également reliée, par l'intermédiaire d'une conduite de 5 dérivation 54, à la chambre de ressort 55 de la valve de régulation 51. A l'état sans pression, l'orifice d'entrée A de la valve de régulation 51 est relié à l'orifice de sortie B, tandis que la chambre annulaire 56 est reliée au réservoir 3. Lorsque la pédale de frein 22 est actionnée, une pression est appliquée à la chambre de remplissage 10 étagée 47 et également à l'orifice d'entrée de commande C de la valve de régulation 51, car, par l'intermédiaire du trajet de liquide de pression 26 et de la valve à commande directionnelle à trois voies/deux positions 25, la chambre de pression 49 est également soumise à la pression régulée de la chambre d'amplificateur 21. Le pas15 sage de A à B de la valve de régulation 51 est alors fermé jusqu'à ce que la pression du maltre-cylindre ou la pression régnant dans le circuit de freinage 18 ouvre la valve de régulation 51 à l'orifice d'entrée de commande D et que soit donc établi un état d'équilibre. A mesure que la pression augmente dans la chambre d'amplificateur 21, 20 le volume présent dans la chambre annulaire 56 est évacué vers le réservoir 3 et le volume de remplissage est introduit de manière régulée dans les circuits de freinage. Lorsque la pédale de frein 22 est relâchée, la pression diminue à l'orifice d'entrée de commande C, la liaison de A à B est établie, et le piston étagé 45 peut revenir en 25 position initiale. En cas de défaut dans le système d'alimentation en pression auxiliaire 2, qui est constitué en l'occurrence d'une pompe de liquide de pression 35 munie d'une valve anti-retour correspondante 34 et d'un réservoir de liquide de pression 36, le circuit d'alarme de 30 pression 37 réagit, signale cet état au régulateur électrique 38 du système de freinage et, en fonction du volume de pression résiduelle, provoque une mise hors circuit partielle ou complète de la régulation du glissement de freinage. Le circuit d'alarme de pression 37 est nécessaire dans le mode de réalisation représenté de la présente inven35 tion, car l'énergie auxiliaire est également utilisée en freinage 10 15 20 - 10 normal sans régulation du glissement pour amplifier la force de freinage dans les circuits statiques de freinage 17, 18 et pour produire une pression de freinage dans le circuit dynamique de freinage 14. Cependant, conformément à la présente invention, des défauts se produisant dans le trajet dynamique de liquide de pression situé à l'intérieur du générateur de pression de freinage 1 - par exemple, un défaut dans la chambre d'amplificateur 21 ou dans la conduite 26, un défaut d'étanchéité sur la valve principale 24, ou un défaut d'ouverture de la valve principale 24 - sont détectés en mesurant la course parcourue par le manchon de positionnement 33 ou en déterminant sa position. En effet, si une fuite ou un défaut sur le trajet de liquide de pression empêche la pression dynamique de pénétrer dans la chambre annulaire 30, il en résulte, en cas de régulation du glissement de freinage, une réduction du volume dans les chambres de travail 15, 16 et un déplacement important du manchon de positionnement 33 vers la gauche lorsqu'on regarde la figure, de sorte que finalement - lorsque le volume résiduel de liquide de pression dans les circuits de roues avant devient trop faible - un commutateur non représenté est déplacé, ouvre le trajet de signaux et transmet un signal d'erreur par l'intermédiaire de l'entrée E2 du régulateur électronique 38. Par l'intermédiaire des sorties A1 à A6 et HV, qui mènent aux valves à commande directionnelle 4 à 9 et aux valves 24 et 25, le système de freinage est donc partiellement ou complètement mis hors circuit. - il REVENDICATIONS 1. Système hydraulique de freinage, destiné en particulier à des véhicules automobiles, comprenant un amplificateur hydraulique et un maitre-cylindre relié en aval de l'amplificateur, dans lequel la chambre de pression de l'amplificateur peut être soumise à une pres5 sion auxiliaire qui est fonction de la position d'une valve de freinage actionnée par la pédale, et dans lequel il est prévu un cylindre auxiliaire, par exemple un cylindre à remplissage rapide, qui peut être soumis à la pression dynamique et au moyen duquel la chambre de travail du maitre-cylindre peut être alimentée en liquide de pression 10 supplémentaire au cours de la phase initiale de freinage, caractérisé en ce qu'une chambre (48) située entre les deux étages de piston (57, 58) du cylindre à remplissage rapide (40) peut être reliée à un rEservoir d'alimentation sans pression (3) à travers un agencement de valve (51), et en ce que la pression de cylindre de roue est fournie 15 à l'agencement de valve (51) en tant que variable de régulation. 2. Système hydraulique de freinage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'agencement de valve, par exemple la valve de régulation (51), comporte un orifice de valve (59) qui est normalement en position ouverte et qui peut être fermé par la pres20 sion régnant dans la chambre de pression (21) de l'amplificateur hydraulique (11). 3. Système hydraulique de freinage conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'orifice de valve (59) peut être soumis à la pression de cylindre de roue dans le sens d'ouverture de 25 l'orifice de valve (59). 4. Système hydraulique de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agencement de valve (51) comporte un piston (53) conçu sous la forme d'un piston étagé, dont l'étage de plus petit diamètre est conçu sous la 30 forme d'un élément de fermeture de valve (60), et dont l'étage de plus grand diamètre délimite deux chambres (55, 61) dont l'une est reliée au cylindre de roue et dont l'autre est reliée à la chambre de - 12 - pression (21) de l'amplificateur hydraulique (11). 5. Système hydraulique de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces actives de l'étage de plus grand diamètre du piston (53) sont de 5 mimes dimensions, et en ce que, dans la chambre (55) reliée au cylindre de roue, est disposé un ressort de pression (62) qui sollicite l'orifice (59) de l'agencement de valve (51) dans le sens d'ouverture. 6. Système hydraulique de freinage conforme à la revendica10 tion 5, caractérisé en ce que la force du ressort de pression (62) est réglable. 7. Système hydraulique de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, sur le trajet d'agent de pression (26, 63) menant de la chambre 15 d'amplificateur (21) au cylindre à remplissage rapide (40), une valve, par exemple une valve à commande directionnelle à trois voies/deux positions (25), qui permet de relier la chambre de pression (49) du cylindre à remplissage rapide (40) au réservoir (3). 8. Système hydraulique de freinage conforme à l'une quelcon20 que des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre à remplissage rapide (40) comprend trois chambres (47, 48, 49), dont la chambre (47) est reliée directement au circuit de freinage (18), la chambre (49) est reliée à la chambre d'amplificateur (21), et la chambre de commande (48) est reliée à la conduite de retour (10, 3) à 25 travers la valve de régulation (51), la chambre (61) de la valve de commande (51) communiquant, par l'intermédiaire d'une conduite de commande (52), avec la chambre de pression (49).