Brevet FR2597422A1 — publié le 19871023

La présente invention concerne les systèmes de freinage à régulation du glissement pour véhicule automobile à traction avant ou à lpknlsicn arrière, du type qui est essentiellement constitué d'un générateur de pression de freinage commandé par la pédale et de préférence assisté par une 5 force auxiliaire, auquel sont reliés dans chaque cas les freins d'une roue avant et d'une roue arrière par l'intermédiaire de deux conduites séparées de freinage, d'un dispositif hydraulique de fourniture de pression auxiliaire comportant par exemple une pompe hydraulique, d'un réservoir de compensation de pression et d'alimentation en liquide de pression et d'une valve de 10 régulation de pression auxiliaire, ainsi que de capteurs de roueset de circuits électroniques permettant de déterminer le comportement des roues en rotation et de créer des signaux électriques de régulation de pression de freinage qui, aux fins de la régulation du glissement, servent à ounfrder des valves d'entrée et des valves de sortie de liquide de pression, à Clma 15 de électromagnétique et interposées dans les conduites de liquide de pression. Comme on le sait, dans des systèmes de freinage à commande hydraulique ou par air comprimé, on peut empécher le blocage des roues du véhicule au cours d'une opération de freinage à l'aide de valves dites d'entrée 20 et de sortie qui sont interposées dans la conduite de liquide de pression conduisant aux freins des roues et respectivement dans une conduite de retour ou dans une conduite de décharge de pression, et qui permettent de prévenir une élévation supplémentaire de la pression de freinage ou de réduire cette pression de freinage dès que la décélération et/le glissement 25 des roues dépasse une valeur 'rrlesmior Qn1connaît des systèmes de ce type dans un grand nombre de variantes. On peut s'attendre à un comportement optimal de freinage sur chaque roue du véhicule, ce qui signifie une tenue de route élevée et une stabilité élevée de direction, et simultanément à uecourte distance d'arrêt, lorsqu'on 30 règule individuellement la pression de freinage. Toutefois, étant donné que les dépenses engagées à cet effet en ce qui concerne les éléments constitutifs parmi lesquels les circuits de commande et de régulation, les circuits de surveillance et de sécurité sont très importantes, et étant donné qu'une limitation Judicieuse à deux ou trois lignes de régulation en combinaison 35 avec des critères spécifiques de sélection tels que la sélection dite basse, et la sélection dite haute et avec une régulation simultanée de la pression de freinage dans plusieurs des freins de roues entraîne des inconvénients relativement faibles, il est Judicieux de s'écarter de la régulation individuelle de toutes les roues. C'est pourquoi on a déjà mis au point et décrit des systèmes hydrauliques de freinage à double circuit du type décrit au début, qui, lors de 5 la détection d'un risque imminent de blocage des roues, permettent de faire varier la pression de freinage d'une manière simultanée, ce qui signifie, d'une manière conjointe pour les deux roues connectées, à l'aide d'une paire commune de valves d'entrée et de valves de sortie. Si, à cet effet, on donne à la pression régnant dans chaque ligne de régulation une valeur conforme 10 au principe de sélection basse appliquée à la roue présentant le contact le plus mauvais avec la route, on devra se contenter d'une distance d'arrét plus longue. Il a par ailleurs déjà été connu dans un système analogue de freinage d'interposer en plus une valve de régulation à deux voies/deux positions dans la conduite de liquide de pression conduisant aux freins de roue, afin que, lorsque la roue arrière est libérée d'une charge en raison du transfert dynamique de la charge d'essieu, après commutation de cette valve, on évite un blocage de la roue arrière libérée et qu'on puisse simultanément réaliser une élévation supplémentaire de la pression de frei20 nage sur la roue avant (demande de brevet allemand publiée nn 3.136.616). Dans des situations o il est critique d'utiliser l'effet de freinage des roues arrière, plus particulièrement en présence d'un faible oA die t d'adhérence, cette disposition connue n'apporte aucune amélioration. Il a en outre déjà été proposé de déduire normalement de la valeur 25 de référence le niveau de la pression de freinage sur la diagonale de la roue avant, mais de réaliser par contre une inversion dans des circonstances particulières correspondant à des critères p 'tenié si bien que c'est provisoirement la roue arrière qui mène, c'est-à-dire détermine la pression de freinage, à la place de roue avant (demande de brevet allemand 30 n' 3.314.802.3). G'est par contre un inconvénient dans certaines situations de régler conjointement la pression de freinage des deux roues connectées sur un circuit de liquide de pression par comparaison aux systèmes à trois ou quatre lignes de régulation. C'est pourquoi l'invention a pour but d'éliminer les inconvénients 35 des systèmes connus de freinage à double circuit et à régulation de glissement et de concevoir un système de freinage qui se distingue par un effort réduit de fabrication et autorise néanmoins un fonctionnement efficace de freinage avec régulation à la fois en présence de valeurs d'adhérence élevées et faibles, tandis que la tenue de route et la directibilité sont pré- servées dans toutes les situations importantes en pratique. D'une manière plus précise, ce système de freinage doit convenir pour des véhicules comportant une séparation en diagonale des circuits de freinage et on désire que le freinage soit possible même dans le cas o les deux roues de l'essieu moteur -du véhicule atteignent le domaine de glissement sous l'effet du couple appliqué à 1l' eqseiu:ta tandis que les deux roues de l'essieu non moteur du véhicule roulent encore librement. A cet effet, l'invention a pour objet un système de freinage du type indiqué au début, caractérisé en ce qu'il est prévu un élément de retenue qui 10 retarde l'application des machoires des freins des roues motrices du véhicule sur les tambours de frein ou les disques de frein associés, de façon que, lorsqu'une pression se développe dans les conduites principales de freinage reliées au générateur de pression de freinage ou à la source de pression auxiliaire lors du début de l'opération de freinage, seuls les 15 freins des roues non motrices du véhicule sont en fonctionnement, ledit êlément de retenue étant un ressort. A la place d'un ressort, on prévoit, dans un système de freinage fonctionnant d'une manière purement hydraulique, un élément de retenue qui retarde l'application des mâchoires des freins des roues motrices du véhi20 cule sur les tambours de frein ou les disques de frein associés, de sorte que, lorsqu'une pression se développe dans les circuits de frein reliés au générateur de pression de freinage ou la source de pression auxiliaire lors du début de l'opération de freinage, seuls fonctionnent les freins des roues non motrices du véhicule, ledit élément de retenue étant une valve de rete25 nue de pression à commutation qui est dans chaque cas interposée dans la conduite de liaison respective reliant les freins des roues motrices respectivement aux conduites principales associées de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, a titre d'exemple non limitatif et en re30 gard du dessin annexé sur lequel la figure unique représente une vue simplifiée, partiellement en coupe transversale et partiellement d'une manière purement schématique, les éléments constitutifs les plus importants d'un système de freinage à régulation de glissement pour véhicule à traction popilsian suivant un mode de réalisation conforme à l'invention, système dans 35 lequel le frein d'une roue avant est connecté en commun avec le frein d'une roue arrière. Dans le mode de réalisation représenté, le système de freinage conforme à l'invention comprend, en tant que générateur de pression de freinage 1, un ensemble hydraulique qui est essentiellement constitué d'un maître-cy- lindre tandem 2 et d'un amplificateur de force de freinage à vide 3 monté en amont de celui-ci. A l'aide d'une tige de poussée 4, la force F appliquée sur une pédale de frein 5 est transmise d'une manière connue à. cet amplificateur à vide 3 et, à partir de celui-ci, en étant amplifiée par une 5 force auxiliaire, aux pistons de travail 6 et 7 du maîtrecylindre tandem 2. Dans la position desserrée représentée des freins, les chambres de pression 8, 9 de ce maître-cylindre 2 communiquent avec un réservoir de compensation de pression et d'alimentation en liquide de pression 20 par 10 l'intermédiaire de valves centrales ouvertes 10, 11, par l'intermédiaire de canaux de liaison 12, 13 ménagés à l'intérieur des pistons 6, 7, ainsi que finalement par l'intermédiaire des chambres annulaires 14, 15, des passages de liaison 16, 17 et des conduites hydrauliques 18, 19. L'entrée de commande 21, et par celle-ci la chambre de commande 22, 15 d'une valve de régulation de pression auxiliaire 23 sont reliées à l'une des deux chambres de pression, ici la chambre de pression 8. Par l'intermédiaire d'un piston 24 disposé à l'intérieur de cette valve de régulation 23, la pression de régulation est transmise à une valve à siège sphérique 25 qui est reliée, d'une part, de manière hydraulique au côté refoulement d'une pom20 pe hydraulique 26 et, d'autre part, au réservoir de compensation de pression 20. Le côté aspiration de la pompe 26 communique d'une manière analogue avec le réservoir 20. Cette pompe est une pompe hydraulique entraînée par moteur électrique (moteur M). Les Jonctions électriques " m " et " Nasse " (terre) sont également représentées d'une manière symbolique. Les deux circuits de freinage I et II et, d'une manière correspondante, les conduites principales de freinage 53, 54, du maître-cylindre 2 sont reliés aux deux freins de roue 31-32, 33-34, chacun par l'intermédiaire de valves à commande électromagnétique qui sont ouvertes dans la position initiale 29, 30 et que l'on appelle plus précisément valves séparatrices ou 30 valves d'entrée. Les freins de roue 31-32 et 33-34 sont affectés respectivement aux diagonales, ce qui signifie que dans chaque cas un frein d'une roue avant est connecté à frein d'une roue arrière du côté opposé du véhicule. Ces freins de roue sont reliés à des valves de sortie à commande 35 électromagnétique 35, 36 qui sont fermées dans leur position inactive et qui communiquent avec le réservoir de compensation de pression 20 par l'intermédiaire d'une conduite hydraulique de retour 37. Par ailleurs, les circuits de freinage I et II se font par l'intermédiaire, pour chacun, de l'une de deux valves d'admission 43, 44 et de l'une des deux valves antiretour 38, 39 et par l'intermédiaire d'une tuyauterie de liaison 40 communiquant avec le dispositif d'alimentation en pression auxiliaire, c'est-à-dire avec la pompe hydraulique 26 et avec la valve de régulation de pression auxiliaire 23. Les valves antiretour 38, 39 s'ouvrient dès que la pression auxiliaire dépasse d'une valeur minimale fixée la pression qui règne à l'instant considéré dans les circuits de freinage I et II et dès que les valves d'admission 43, 44 adoptent leur position ouverte. Les roues du véhicule sont équipées de capteurs inductifs S1 à S4 qui coopèrent avec un disque denté qui tourne en synchronisme avec la rotation 10 de la roue et créent des signaux électriques traduisant le comportement de la roue en rotation, à savoir la vitesse de la roue et ses variations. Ces signaux sont envoyés par des entrées si à s4 à un circuit électronique de traitement et de combinaison de signaux 28 qui crée des signaux de commande de pression de freinage servant à commuter provisoirement les valves 15 d'admission, séparatrices et de sortie 29, 30, 35, 36, 43, 44 lors de la détection d'un état bloqué imminent et à maintenir ainsi constante la pression de freinage, à la faire décroître et à la faire recroître au moment approprié. A cet effet, les bobines de commande des valves d'entrée et de sortie sont cmiritAs à partir des sorties ai à a.. Les lignes de Jonction élec20 trique entre ces sorties ai à a4 et les bobines des valves 29, 30, 35, 36, 43, 44 ne sont pas représentées pour des raisons de simplification. Le circuit 28 peut être réalisé d'une manière connue à l'aide de circuits câblés ou à l'aide d'unités électroniques programmées telles que des microprocesseurs ou des microégulateurs. Le signal de mise sous tension servant au démarrage du moteur d'entraînement de la pompe hydraulique 26 qui ne tourne qu'au cours d'une action de régulation du glissement est appliqué à ce moteur M à l'aide de la liaison m. Il est prévu, interposée dans la conduite de liaison 49, 50 de cha30 que circuit de freinage I ou II qui conduit dans chaque cas au frein 31 ou 33 de la roue arrière que les freins associés de roue avant 33, 34 agissent déjà. Le système de freinage ainsi décrit fonctionne de la manière suivante: Lorsqu'on applique les freins, la force F appliquée sur la pédale et amplifiée par la dépression régnant dans l'amplificateur 3 est transmise aux pistons de maître-cylindre 6, 7. Les valves centrales 10, 11 se fer- ment, ce qui permet alors à la pression de freinage de se développer maintenant dans les chambres de pression 8, 9 et par conséquent dans les circuits de freinage I, II en se propageant, par l'intermédiaire des valves 29, , Jusqu'aux freins de roue respectivement 31-32 et 33-34. La pression régnant dans la chambre 8 est en outre appliquée a l'entrée de commande 21 et dans la chambre de commande 22 de la valve de régulation 23 et accroît la force de fermeture de la valve à siège 25 qui est produite par le ressort indiqué. Il n'en résulte toutefOis aucun effet étant donné qu'initialeÀient la pompe hydraulique 26 n'est pas encore en 10 service. Lors de la détection d'un état bloqué imminent sur une ou plusieurs des roues grâce aux capteurs Si à S4 et au circuit 28, une régulation de glissement va commencer. Le moteur d'entraînement N de la pompe 26 va être mis sous tension, ce qui va permettre à une certaine valeur de pression 15 auxiliaire de se développer dans le dispositif d'alimentation de pression auxiliaire et dans la conduite d'alimentation 40, cette valeur de pression auxiliaire étant proportionnelle à la pression régnant respectivement dans la chambre de commande 22 et dans la chambre de pression 8, et donc à la force F appliquée sur la pédale. Un signal du circuit 28 provoque une commutation des valves séparatrices à commande électromagnétique 29, 30 et donc une fermeture des circuits de freinage I et II. On empêche ainsi que les pistons de maîtrecylindre 6, 7 ne continuent de se déplacer en direction de la force F appliquée sur la pédale et que les chambres de pression 8, 9 ne se vident. 25 Dès qu'est atteinte une pression, suffisante, le dispositif d'alimentation en pression auxiliaire prend le pas pour jouer le rôle de générateur de pression de freinage 1 par l'intermédiaire de la conduite d'alimentation 40 et des valves antiretour 38, 39 qui s'ouvrent maintenant. Le liquide de pression s'écoule de manière dynamique dans les circuits de freinage I et II 30 par l'intermédiaire des valves antiretour 38, 39 et des valves d'admission 43, 44. La variation réelle de pression de freinage dans les freins de roue 31 à 34 est déterminée, d'une part, par les valves d'entrée et de sortie 29, 30, 35, 36 qui reçoivent, par les lignes ai à a4, des signaux de régulation de pression de freinage destiné à la régulation du glissement et, d'autre 35 part, par les valves de retenue de pression 51, 52 qui sont interposées dans les conduites de liaison 49, 50. On peut détecter d'une manière fiable des défauts de divers types grâce à un agencement qui n'est pas représenté de manière détaillée, en comparant la pression régnant dans la chambre de pression 8 du maître-cylin- dre 2 et respectivement celle régnant dans la conduite 27 conduisant à la valve de régulation de pression auxiliaire 23, à la pression auxiliaire instantanée produite par la pompe 26 et la valve de régulation 23, tout en tenant compte de l'état de fonctionnement, c'est-à-dire du fait de savoir s'il 5 s'agit d'une action normale de freinage ou d'une action en réponse de la régulation du glissement. Dans le cas d'une action de freinage sans régulation du glissement, une pression doit se développer dans la chambre de pression 8, mais non pas dans le dispositif d'alimentation en pression auxiliaire. Dans le cas d'une panne ou d'un mauvais fonctionnement de la pompe 26 ou de 10 la valve de régulation 23, lorsqu'il survient un défaut sur la ligne de mise sous tension du moteur X ou analogue, il sera maintenu dans la chambre de pression 8 une valeur de pression qui se trouve dépasser celle régnant dans la conduite d'alimentation en pression auxiliaire 40, même après le commencement de la régulation du glissement. Il s' ensuit que des défauts peuvent être détectés et signalés en combinant de manière logique ces états ainsi que d'autres, grâce au circuit 28. En fonction du type de défaut, ce circuit 28 déconnectera alors automatiquement la régulation du glissement d'une manière totale ou d'une manière partielle, c'est-à-dire limitée à. certains des freins de roue, afin de rendre encore possible un freinage effi20 cace grâce au circuit de freinage intact. Comme on peut le voir sur le dessin, les valves d'entrée et séparatrices respectivement 29, 30 sont encore protégées par des valves antiretour 41, 42 montées en parallèle. Dans des cas spéciux, ces valves antiretour 41, 42 permettent respectivement une coupure de la régulation de 25 pression de freinage et un desserage des freins de roue, étant donné qu'une faible quantité de liquide de pression peut s'écouler en retour. à partir des freins de roue Jusque dans les chambres de pression 8, 9, les valves séparatrices 29, 30 étant encore fermées. Un avantage particulier du système de freinage représenté réside 30 dans le fait que les valves d'admission 43, 44 peuvent être agencées avec un diaphragme, ce qui signifie que leurs sections transversales d'écoulement peuvent être dimensionnées de manière a empêcher le liquide de pression fourni par la pompe 26 de pénétrer dans les freins de roues d'une manière trop brusque dans le cas d'un réglage de pression de freinage. Par opposi35 tion, les valves d'entrée ou séparatrices 29, 30 sont dimensionnées d'une manière plus généreuse en ce qui concerne leurs sections transversales d'écoulement, ce qui peut empêcher une sensation de pédale " spongieuse ". Finalement, un avantage essentiel du système de freinage décrit peut être vu dans le fait que, dans le cas d'une régulation de pression de freinage, on peut faire diminuer Jusqu'à un minimum les bruits produits par ce système de freinage, du fait qu'on peut maintenir un faible gradient de pression. Si on atteint par exemple une valeur de pression de 100 bars à la sortie de la pompe 26 et que, par la suite, les valves d'admission 43, 44 5 s'ouvrent brusquement, la pression respectivement à la sortie de la pompe et dans la conduite d'alimentation va se réduire d'une manière relativement lente étant donné que l'on peut dimensionner les sections transversales d'écoulement dans cet embranchement du système de freinage de façon qu'elles soient relativement faibles. Grâce aux valves de retenue de pression et à pression différentielle 51, 52 interposées dans les conduites de liaison 49, 50, on obtiendra que, dans les cas o les capteurs Si, S3 de l'essieu arrière détectent un glissement des roues, tandis que les roues de l'essieu avant roulent sans glissement, les freins de roue 32, 34 de cet essieu avant puissent être 15 actionnées. Sans de telles valves de retenue de pression 51, 52, le régulateur 28 devrait fermer les valves d'admission 43, 44 dans l'affectation diagonale décrite des circuits de frein I et II, étant donné que sinon la conséquence en serait une action de freinage encore plus excessive des freins 31, 33 des roues arrière qui sont déjà dans le domaine de glissement. Il est clair que, à la place d'une valve de retenue de pression ou valve à pression différentielle 51, 52 disposée dans la conduite de liaison 49, 50 d'un circuit de freinage respectivement I ou II directement avant le frein 31, 33 d'une roue motrice de véhicule VR, HL, on peut interposer d'une manière analogue un autre dispositif qui introduit un retard dans l'entrée 25 en service du frein 31, 33 et/ou réduit son efficacité. Un tel dispositif peut être un ressort qui retient les machoires du frein de la roue motrice 31, 33, c'est-à-dire qui agit dans le sens qui le desserre. On peut également utiliser le système de freinage décrit sur un véhicule à traction avant; dans ce cas, les deux valves de retenue 30 de pression 51, 52 ne devraient pas être disposées dans les conduites de liaison 49, 50 mais dans les conduites de liaison 56, 57, c'est-à-dire dans les conduites de liaison des deux circuits de freinage respectivement I et II qui communiquent directement avec les freins des roues avant motrices (qui sont les freins de roues 56, 57 dans le cas présent). La valve de retenue de pression 51, 52 peut comprendre un élément obturateur assurant la régulation de l'écoulement vers le cylindre de roue et sur lequel un ressort agit dans le sens de la fermeture, tandis qu'il est prévu un autre élément obturateur qui permet au liquide de pression de s'écouler en retour à partir de ce cylindre de roue jusque dans 5 la conduite principale de freinage 53, 54 après l'action de freinage. Dans le cas o l'élément de retenue est un ressort, le ressort est un ressort de rappel agissant sur les deux mâchoires d'un frein de roue dans le sens qui le desserre. 10 Chaque mâchoire individuelle d'un frein de roue peut être équipée d'un ressort de rappel qui agit dans le sens qui h desserre et qui est fixé sur la plaque d'ancrage ou l'étrier de frein d'une part et sur les mâchoires de frein d'autre part. Le ressort peut finalement être un ressort de compres15 sion qui est interposé entre detx mnâchoires en regard d'un frein à disque, les deux extrémités de ce ressort prenant chacune appui contre les plaques de support de ces mâchoires de frein. 1. Système de freinage & régulation du glissement pour véhicule automobile & traction avant ou à popJulsicn arrièe, du type qui est essentiellement constitué d'un générateur de pression de freinage (1) commandé par la pédale et de préférence assisté par une force auxiliaire, auquel sont re5 liés dans chaque cas les freins (31 à 34) d'une roue avant et d'une roue arrière par l'intermédiaire de deux conduites séparées de freinage (53, 54), d'un dispositif hydraulique de fourniture de pression auxiliaire (55) comportant par exemple une pompe hydraulique (26), d'un réservoir de compensation de pression et d'alimentation en liquide de pression (20) et d'une val10 ve de régulation de pression auxiliaire (23), ainsi que de capteurs de roues (Sl à S4) et de circuits électroniques permettant de déterminer le comportement des roues en rotation et de créer des signaux électriques de régulation de pression de freinage qui, aux fins de la régulation du glissement, servent à réguler des valves d'entrée (29, 30; 43, 44) et des valves de 15 sortie (35, 36) de liquide de pression, à commande électromagnétique et interposées dans les conduites de liquide de pression (37; 45, 46; 53, 54), caractérisé en ce qu'il est prévu un élément de retenue qui retarde l'application des mâchoires des freins (31, 33) des roues motrices du véhicule sur les tambours de frein ou les disques de frein, de façon que, lorsqu'une 20 pression se développe dans les conduites principales de freinage (53, 54) reliées au générateur de pression de freinage (1) ou à la source de pression auxiliaire (55) lors du début de l'opération de freinage, seuls les freins des roues non motrices du véhicule sont en fonctionnement, ledit élément de retenue étant un ressort. 2. Système de freinage à régulation du glissement pour véhicule automobile à traction avant ou à ptçulsn arrière,, du type qui est essentiellement constitué d'un générateur de pression de freinage (1) commandé par la pédale et de préférence assisté par une force auxiliaire, auquel sont reliés dans chaque cas les freins (31 à 34) d'une roue avant et d'une roue ar30 rière par l'intermédiaire de deux conduites séparées de freinage (53, 54), d'un dispositif hydraulique de fourniture de pression auxiliaire (55) comportant par exemple une pompe hydraulique (26) , d'un réservoir de compensation de pression et d'alimentation en liquide de pression principales associées de freinage (53, 54). 3. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que le ressort est un ressort de rappel agissant sur les deux machoires d'un frein de roue dans le sens qui le desserre. 4. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque mâchoire individuelle d'un frein de roue est équipée d'un ressort de rappel qui agit dans le sens qui la desserre et qui est fixé sur la pla20 que d'ancrage ou l'étrier de frein d'une part et sur les machoires de frein d'autre part. 5. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort est un ressort de compression qui est interposé entre deux mâchoires en regard d'un frein a disque, les deux extrémités de ce ressort 25 prenant chacune appui contre les plaques de support de ces mâchoires de frein. 6. Système de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valve de retenue de pression (51, 52) comprend un élément obturateur assurant la régulation de l'écoulement vers le cylindre de roue et sur le30 quel un ressort agit dans le sens de la fermeture, tandisqu'il est prévu un autre élément obturateur qui permet au liquide de pression de s'écouler en retour à partir de ce cylindre de roue jusque dans la conduite principale de freinage (53, 54) après l'action de freinage.