Brevet FR2589410A1 — publié le 19870507

25894.10 PROCEDE ET DISPOSITIF DE FREINAGE ANTIBLOQUANT POUR UN VEHICULE A QUATRE ROUES MOTRICES L'invention concerne un procédé et un dispositif de frei- nage antibloquant pour unvéhicule à quatre roues motrices, dans les- quels une unité motrice est reliée à un des essieus avant et arrière, l'autre essieu étant connecté à l'unité motrice par un élément de transmission de couple dont la vitesse de transmission de couple aug- mente en fonction de l'augmentation de la vitesse de rotation rela- tive des essieus. Dans un véhicule à quatre roues motrices classique, des freins sont généralement prévus sur l'ensemble des roues montées sur les essieus avant et arrière. Dans un véhicule o un des essieus avant et arrière est entraîné par une unité motrice alors que l'autre essieu est entraî- né par celle-ci par l'intermédiaire d'un élément de transmission de couple, les essieus sont tout le temps connectés entre eux essen- tiellement d'une manière rigide, de sorte que les essieus se gênent. C'est-à-dire que, si les freins sont appliqués aux roues sur un des essieus, spécialement l'essieu avant qui supporte une charge plus grande, cela a pour effet d'appliquer les freins aux roues sur les deux essieus avant et arrière à la fois. Dans le cas o la pression de freinage hydraulique devient excessivement élevée quand le véhi- cule décrit ci-dessus comportant des freins sur toutes les roues est subitement freiné, toutes les roues sont bloquées à la fois. Par conséquent, la stabilité de ce véhicule pendant une opération de freinage est améliorée en comparaison de celle d'un véhicule à roues motrices à l'avant ou d'un véhicule à roues motrices à l'arrière, mais les problèmes d'un manque de stabilité par rapport à une pertur- bation et d'une perte de capacité de braquage du véhicule à quatre roues motrices restent encore irrésolus. En conséquence, il est sou- haitable que le système de freinage soit pourvu de fonctions d'anti- blocage. Cependant, un système de freinage antibloquant est conçu fondamentalement pour régler le couple de freinage pour chaque roue" ou essieu séparément et pour maintenir ainsi un rapport de patinage pour chaque roue à un niveau approprié, et il est nécessaire de faire varier la vitesse de chaque roue ou essieu indépendamment d'un autre. D'autre part, dans un véhicule o les essieus avant et arrière sont connectés essentiellement de façon rigide, ces essieus se gênent ou interagissent entre eux. Par conséquent, il est impos- sible d'assurer un réglage antibloquant approprié pour chaque frein dans un véhicule classique qui est muni d'un frein sur chaque roue. Dans un véhicule o les essieus avant et arrière sont connectés essentiellement de façon rigide, en réglant les roues sur un essieu avec un rapport de patinage approprié, cela entraîne né- cessairement que le rapport de patinage des roues sur l'autre essieu atteint essentiellement le même niveau. Un but de la présente invention est de fournir un véhi- cule à quatre roues motrices muni d'un système de freinage permet- tant d'obtenir un effet de freinage efficace avec un nombre minimal de freins voulus. Pour atteindre ce but, on prévoit des freins sur les roues sur l'essieu avant seul selon la présente invention, de sorte qu'on puisse appliquer une force de freinage appropriée aux roues avant et arrière au moyen d'un nombre minimal de freins. Un autre but de la présente invention est de fournir un véhicule à quatre roues motrices permettant d'obtenir un excellent effet antibloquant avec un nombre minimal de freins et un dispositif de commande d'antiblocage associé. Les buts ci-dessus et d'autres ainsi que les caractéris- tiques avantageuses de l'invention deviendront évidents d'après la description suivante d'un exemple de réalisation préféré considéré en relation avec les dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est un schéma de principe d'un système d'entraînement; la Figure 2 est un schéma de principe d'un système de freinage; et la Figure 3 est un schéma de principe d'un dispositif de commande d'antiblocage. On va maintenant décrire un exemple de réalisation de la présente invention en se référant aux dessins annexés. En se réfé- rant d'abord à la Figure 1, on voit que des roues avant de gauche et de droite Wff et Wfr et des roues arrière de gauche et de droite WrE et Wrr sont prévues dans les parties avant et arrière d'un châssis (non représenté) d'un véhicule. Une paire d'essieus avant Aft et Afr joints aux roues avant de gauche et de droite Wft et Wfr sont connectés entre eux par un engrenage différentiel avant Df, alors qu'une paire d'essieus arrière Arp et Arr joints aux roues arrière de gauche et de droite WrY et Wrr sont connectés entre eux par un engrenage différentiel arrière Dr. Une unité motrice P incluant un moteur et un élément de transmission est connectée à une partie d'entrée de l'engrenage dif- férentiel avant Df. Un arbre à cardan arrière Pr est connecté à une partie d'entrée de l'engrenage différentiel arrière Dr. L'arbre à cardan arrière Pr est connecté coaxialement à un arbre à cardan avant Pf par un embrayage visqueux 1 servant de mécanisme de trans- mission de couple. La force d'entraînement de l'unité motrice P est transmise à l'arbre à cardan avant Pf. L'embrayage visqueux 1 comprend un élément d'embrayage extérieur 2 ayant la forme d'un carter et un élément d'embrayage in- térieur 3 ayant la forme d'un arbre. Les éléments d'embrayage inté- rieur et extérieur peuvent être tournés l'un par rapport à l'autre. Une boîte à huile étanche 4 est formée entre l'élément d'embrayage extérieur 2 et l'élément d'embrayage intérieur 3 et une huile très visqueuse et une faible quantité d'air qui permet de dilater thermi- quement l'huile très visqueuse sont enfermées hermétiquement dans la chambre à huile 4. Un ensemble de disques d'embrayage extérieurs 5 sont connectés par cannelures à l'élément d'embrayage extérieur 2 et un ensemble de disques d'embrayage intérieurs 6 sont connectés par cannelures à l'élément d'embrayage intérieur 3. Les disques d'embrayage 5, 6 sont disposés dans un état juxtaposés et chacun des disques d'embrayage 5, 6 est pourvu d'une ouverture ou d'une rainure (non représentée) qui permet à l'huile de circuler à l'in- térieur de celle-ci. L'élément d'embrayage extérieur 2 est formé d'une seule pièce avec l'arbre à cardan avant Pf, et l'élément d'em- brayage intérieur 3 est formé d'une seule pièce avec l'arbre à car- dan arrière Pr. Quand une force de rotation relative se produit entre les éléments d'embrayage intérieur et extérieur 2,3 contenus dans l'embrayage visqueux 1, les disques d'embrayage 5, 6 sont tournés l'un par rapport à l'autre quand ils partagent l'huile très visqueu- se, et une transmission visqueuse de couple est effectuée entre les disques d'embrayage 5, 6. Quand la vitesse de rotation-relative aug- mente, un gradient de température compliqué apparaît dans les dis- ques d'embrayage 5, 6 en raison d'une augmentation de la température de l'huile. En raison de l'effet multiplié de l'effort mécanique dans les disques d'embrayage, qui est produit par ce gradient de température, et d'une augmentation de la pression dans la chambre à huile étanche 4, une partie de contact par frottement ou très légè- rement séparée apparaît entre les disques d'embrayage voisins 5, 6, de sorte que la transmission de couple est réalisée avec frottement entre les éléments d'embrayage intérieur et extérieur 2,3. Grâce à l'embrayage visqueux 1, les arbres à cardan avant et arrière Pf, Pr, c'est-à-dire, les essieus avant et arrière Aft, Afr; Art, Arr sont connectés essentiellement de façon rigide tout le temps, et une action sur les roues avant ou arrière Wft, Wfr; WrY, Wrr entraîne une interférence avec les autres roues. Selon l'invention, on prévoit des freins Bft, Bfr sur les roues ayant la plus grande charge d'essieu, c'est-à-dire les roues avant Wfl, Wfr seules et les roues arrière Wrú et Wrr sont dépourvues de freins. Sur la Figure 2, on a prévu un système de freinage hydrau- lique 7 pour régler les pressions hydrauliques sur les freins Bfk, Bfr, un cylindre principal du type en tandem 8 comportant une paire d'orifices de sortie 8a, 8b, et des modulateurs Mf!, Mfr qui sont agencés pour régler les pressions hydrauliques qui leur sont fournies par les orifices de sortie 8a, 8b séparément, et appliquer les pres- sions hydrauliques résultantes aux freins Bfe, Bfr. Le système de freinage hydraulique 7 est pourvu en plus d'un dispositif de comman- de d'antiblocage 9 agencé pour commander les opérations des modula- teurs Mfl, Mfr séparément et pour régler de la sorte les pressions de freinage hydraulique des freins Brt, Bfr. Le dispositif de commande d'antiblocage 9 est agencé pour recevoir des signaux de détecteurs de vitesse de roue 10t, lOr qui détectent les vitesses des roues avant WfV, Wfr, et des signaux de détecteurs 11i, llr qui détectent les vitesses des roues arrière WrY, wrr. Les détecteurs 11t, lir pour les roues arrière Wrt, Wrr peuvent être omis. Le dispositif de commande d'antiblocage 9 fonctionne pour commander les modulateurs MfM, Mfr séparément en fonction des vitesses des roues avant Wff, Wfr de manière à empêcher que les roues Wff, Wfr soient bloquées pendant une opération de freinage. Le moyen de commande d'antiblocage est construit comme on l'a indi- qué sur la Figure 3. Le dispositif de commande d'antiblocage 9 comprend une première partie correspondant au modulateur Mff, et une seconde par- tie correspondant au modulateur Mfr, ces parties ayant fondamentale- ment la même construction. La construction du dispositif de commande 9 va maintenant être décrite en se référant à la première partie correspondant au modulateur Mf, la lettre de référence "t"étant ajoutée à chacune des références numériques associées aux éléments consti- tutifs alors que les éléments de l'autre partie correspondant au modulateur Mfr sont indiqués par l'addition de la lettre de réfé- rence "r" à chacune des références numériques de ses éléments. Le dispositif de commande d'antiblocage 9 est constitué d'un certain nombre d'éléments logiques interconnectés comme on le décrira dans la suite. Afin de déterminer si une roue est sur le point d'être bloquée ou non, une vitesse de roue Vw détectée par le détecteur 0lt est envoyée à une borne d'inversion d'un premier comparateur 13. et également à un circuit opérateur 12f. Un signal d'accélération de'roue Vw est obtenu du circuit opérateur 12t, qui est envoyé à une borne d'inversion d'un deuxième comparateur 14f et à une bor- ne de non-inversion d'un troisième comparateur 152. Dans le premier comparateur 13P, une vitesse de roue de référence VR qui a été en- voyée à une borne de non-inversion de celui-ci est comparée à la vitesse de roue Vw. Quand VR > Vw, un signal \ servant à réduire la pression de freinage hydraulique est fourni à la sortie du premier comparateur 13t. Dans le deuxième comparateur 14E, une décélération de roue de référence Vwo est envoyée à une borne de non-inversion de celui-ci et comparée à l'accélération de roue Vw. Quand -Vwo>Vw, un signal P servant à réduire la pression de freinage hydraulique est fourni à la sortie du deuxième comparateur 141. Dans le troisiè- me comparateur 15t, une accélération de roue de référence + Vwo est envoyée à une borne d'inversion de celui-ci et comparée à l'accélé- ration de roue Vw. Quand Vw > + Vwo, un signalo peut être déterminé. La borne de sortie du premier comparateur 132 est connec- tée à une borne d'entrée d'une porte ET 16E et également à une borne d'entrée d'une porte OU 17f. La borne de sortie du deuxième compara- teur 14E est connectée aux bornes d'entrée de la porte ET 16P et de la porte OU 17L La borne de sortie du troisième comparateur 152 est connectée à une borne d'entrée de la porte OU 17M. La borne de sortie de la porte ET 16t est connectée aux bornes d'entrée d'inversion des portes ET 182, 19Z, et également à une borne de sortie 202. Une borne de sortie de la porte OU 17P est connectée à une second borne d'entrée de la porte ET 182, et une borne de sortie de la porte ET 182 est connectée à une borne de sor- tie 221,et à une borne d'entrée d'inversion de la porte ET 192 La borne de sortie de la porte ET 19ú est connectée à une borne de sor- tie 212. Dans le dispositif de commande d'antiblocage 9 ainsi cons- truit, des signaux servant à réduire les pressions de freinage sont fournis aux bornes de sortie 202, 2Or, des signaux servant à augmen- ter les pressions de freinage proviennent des bornes de sortie 21A, 21r, et des signaux servant à maintenir les pressions de freinage à des niveaux prédéterminés proviennent des bornes de sortie 22ú,22r. Le modulateur Mft est mis en fonctionnement en fonction des signaux provenant des bornes de sortie 202, 212, 22], et l'autre modulateur Mfr est mis en fonctionnement en fonction des signaux provenant des bornes de sortie 20r,21r,22r, ce qui permet d'effectuer une commande d'antiblocage des freins Bff, Bfr séparément. On va maintenant décrire le fonctionnement de cet exem- ple de réalisation. Quand le véhicule roule sur une surface de route 2 589410 régulière, les roues avant Wft, Wfr sont entraînées par l'unité mo- trice P, et les roues arrière WrY, Wrr sont tournées quand elles sont entraînées par les roues avant Wf2, Wrr. En conséquence, la ro- tation relative ne se produit pas dans l'embrayage visqueux 1. Quand des pressions hydrauliques sont fournies aux freins Bfl, Bfr dans ces conditions de marche, pour appliquer une force de freinage aux roues avant Wfi, Wfr, une rotation relative se produit entre les éléments d'embrayage intérieur et extérieur 2 et 3 dans l'embrayage visqueux 1, et une transmission de couple est effectuée par l'embrayage visqueux 1. En conséquence, la force de freinage est également appliquée à l'arbre à cardan arrière Pr, c'est-à-dire, aux essieus arrière Ar,, Arr, de sorte que les roues arrière WrI,Wrr sont également freinées. Ainsi, on peut appliquer une force de frei- nage aux roues arrière WrY, Wrren faisant fonctionner les freins Bfe, Bfr pour les roues avant Wf&,Wrr. Quand la force de freinage hydraulique devient excessive- ment élevée pendant cette opération de freinage, toutes les roues Wfi, Wfr, WrY, Wrr sont bloquées à la fois. Quand les rapports de patinage des roues avant Wf2,Wfr sont alors réglés à des niveaux appropriés en commandant les modulateurs Mfe, Mfr au moyen du dis- positif de freinage antibloquant 9, les rapports de patinage des roues arrière WrY, Wrr atteignent aussi nécessairement des niveaux appropriés, de sorte qu'on peut empêcher ie blocage des roues. En outre, puisque les modulateurs Mf2, Mfr sont commandés séparément par le dispositif de commande d'antiblocage 9, on peut obtenir des effets excellents en ce qui concerne la distance de freinage et la stabilité de marche. Dans un véhicule à quatre roues motrices o les roues avant WfL, Wfr et les roues arrière Wrú, Wrr sont connectées essentiellement de façon rigide, la commande des roues avant Wfú, Wfr a une influence sur la rotation des roues ar- rière WrY, Wrr. En conséquence, dans un véhicule mettant en oeuvre un système hautement sélectif dans lequel deux freins Bf, Bfr sont commandés simultanément en fonction de la vitesse de la roue avant qui est du côté de vitesse la plus élevée, il est possible qu'une des roues avant puisse être bloquée. En outre, le blocage de la roue avant a une influence sur la rotation des deux roues arrière Wri, Wrr pour entraîner le patinage de ces roues, de sorte que la stabilité de marche du véhicule est abaissée. Il est clair que, si un système faiblement sélectif dans lequel les deux freins Bf., Bfr sort commandés simultanément en fonction de la vitesse in- férieure d'une des roues avant, qui comportent une répartition de charge supérieure, la distance de freinage augmente. Dans l'exemple de réalisation d'un véhicule à quatre roues motrices décrit ci-dessus, les roues avant Wfú, Wfr sont entraînées tout le temps par l'unité motrice P. Cependant, la pré- sente invention peut également être appliquée à un véhicule à quatre roues motrices dans lequel les roues arrière wrY, Wrr sont entraînées tout le temps par l'unité motrice P. Bien qu'on ait décrit l'invention par rapport à un exem- ple de réalisation spécifique de celle-ci, il sera évident pour l'homme de l'art que de nombreuses modifications et variantes peu- vent être faites dans le cadre et l'esprit de l'invention telle que définie dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Véhicule à quatre roues motrices, caractérisé en ce qu'il comprend des essieus avant et arrière (Aft, Afr, Arú, Arr), des roues de gauche et de droite (Wf, Wfr, Wrt, Wrr) sur chaque essieu, une unité motrice P connectée de manière à entraîner un des essieus, un moyen de transmission de couple 1 connectant l'au- tre des essieus à l'unité motrice, la transmission de couple ayant une vitesse de transmission de couple qui augmente en fonction de l'augmentation de la vitesse de rotation relative des essieus, des freins (Bff, Bfr) sur les roues montées sur l'essieu avant, les roues montées sur l'essieu arrière étant dépourvues de freins, et un moyen 7 pour appliquer une force aux freins pour que les freins appliquent une pression de freinage sur les roues. 2. Véhicule à quatre roues motrices selon la revendica- tion 1, dans lequel le moyen 7 pour appliquer une force aux freins comprend un système de freinage hydraulique 7 pour appliquer une pression de freinage hydraulique aux freins. 3. Véhicule à quatre roues motrices selon la revendica- tion 2, dans lequel le système de freinage hydraulique 7 comprend un dispositif de commande d'antiblocage 9 pour régler séparément la pression de freinage hydraulique fournie aux freins des roues de gauche et de droite sur l'essieu avant. 4. Véhicule à quatre roues motrices selon la revendica- tion 3, dans lequel le système de freinage hydraulique 7 comprend en outre un modulateur séparé (Mfe, Mfr) pour chaque frein de la roue associée sur l'essieu avant. 5. Véhicule à quatre roues motrices selon la revendica- tion 4, dans lequel le dispositif de commande d'antiblocage 9 com- prend un détecteur de vitesse (10t,10r, 114 Ilr) pour chaque roue sur l'essieu avant et une section incluant des éléments logiques (122-22X) connectés à un détecteur respectif pour déterminer un blo- cage de roue. 6. Véhicule à quatre roues motrices selon la revendica- tion 5, dans lequel chaque section est connectée à un modulateur respectif. 2 589410 7. Véhicule à quatre roues motrices selon la revendica- tion 1, dans lequel le moyen de transmission de couple 1 comprend un embrayage visqueux 1. 8. Procédé de commande du freinage d'un véhicule à quatre roues motrices comportant des essieus avant et arrière et des roues de gauche et de droite sur chaque essieu, dans lequel les essieus sont essentiellement connectés d'une manière rigide pour un entraî- nement à partir d'une unité motrice, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une pression de freinage aux roues sur un des essieus pendant une opération de freinage alors que les roues sur l'autre essieu sont laissées libres et qu'aucune pression de freinage ne leur est appliquée. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel ledit essieu est l'essieu avant. 10. Procédé selon la revendication 9, consistant à détec- ter le blocage des freins sur les roues sur l'essieu avant et à moduler la pression de freinage appliquée à la roue sur l'essieu avant dont le blocage est détecté. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le blocage est détecté en fonction de la mesure de la vitesse des roues. 12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le blocage de chaque roue est détecté séparément en mesurant la vitesse de la roue respective. 13. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la con- nexion essentiellement rigide de l'entraînement des essieus inclut l'entraînement de l'autre essieu par l'intermédiaire d'un embrayage visqueux.