Brevet FR2586220A1 — publié le 19870220

1- 1 -2586 O La présente invention concerne un système hydraulique de freinage à plusieurs circuits, destiné en particulier à des véhicules automobiles, comprenant un dispositif d'actionnement de freins com- portant plusieurs chambres de travail pouvant être mises en pression, comprenant un système d'alimentation en énergie auxiliaire destiné à mettre en pression des cylindrés de freix de roue% et comprenant un cylindre à remplissage rapide qui est implanté sur un circuit de freinage, dont l'un des compartiments communique avec l'une des cham- bres de pression du dispositif d'actionnement de freins par l'inter- médiaire de conduites de pression, et dont l'autre compartiment est relié à une conduite de freinage menant du dispositif d'actionnement de freins à au moins un cylindre de roue. Dans un système de freinage connu du type indiqué ci-dessus (demande de brevet allemand 35 08 709.9), le piston d'amplificateur pénètre dans une chambre annulaire prévue entre le mattre-cylindre et l'amplificateur d'effort de freinage, cette chambre étant reliée, d'une part, à la chambre de pression d'un cylindre à remplissage ra- pide et, d'autre part, au réservoir d'alimentation. La conduite de liquide de pression menant de la chambre annulaire au réservoir d'alimentation comporte une valve qui peut être actionnée par la pression de la chambre d'amplificateur, qui, dans l'une de ses posi- tions de commutation, ferme le passage de liquide de pression vers le réservoir d'alimentation et permet donc au liquide de pression de passer de la chambre annulaire à la chambre de pression du cylindre à remplissage rapide lors du freinage, et qui, dans son autre position de commutation, relie la chambre annulaire au réservoir d'alimenta- tion. Ce système de freinage connu comporte un inconvénient, à savoir que le dispositif d'actionnement de freins possède une longueur tota- le comparativement importante car, outre les chambres de travail du mattre-cylindre et celle de l'amplificateur d'effort de freinage mon- tées en série, une autre chambre de travail doit également être mon- tée en série avec les précédentes. La présente invention a pour but de fournir un système de freinage qui peut être relié à une unité électronique de surveillance et de régulation du glissement de freinage, qui, en cas de défaillan- - 2 -- 2586220 ce de l'amplificateur, fonctionne avec une surface réduite de maitre- cylindre de freinage, et dont le dispositif d'actionnement de freins possède une longueur totale particulièrement faible. Conformément à la présente invention, ce but est atteint en ce qu'une valve est implantée sur la conduite de pression reliant l'un des compartiments du cylindre à remplissage rapide à la chambre de travail du dispositif d'actIonnement de freins, cette valve fer- mant son passage de liquide de pression en cas de défaillance du sys- tème d'alimentation d'énergie auxiliaire et/ou en cas d'augmentation de la pression dans l'une des chambres de travail, et bloquant donc hydrauliquement le piston étagé du cylindre à remplissage rapide. De préférence, la valve qui est implantée sur la conduite de pression reliant l'un des compartiments du cylindre à remplissage ra- pide à une chambre de travail, par exemple à la chambre d'amplifica- teur, est conçue sous la forme d'une valve anti-retour commandée, l'élément de valve qui commande le passage de liquide de pression de la valve pouvant être déplacé par un piston de valve dans le sens d'ouverture, ce piston de valve étant soumis, d'une part, à la pres- sion du système d'alimentation d'énergie auxiliaire, par exemple d'un accumulateur, et d'autre part, à la pression régnant dans le compar- timent du cylindre à remplissage rapide qui y est relié. De manière avantageuse, le piston de valve est conçu sous la forme d'un piston étagé, la surface extrême du petit étage du piston de valve étant soumise à la pression de l'accumulateur, tandis que la surface extrême du grand étage, proche de l'élément de valve, est soumise à la pression régnant dans le compartiment du cylindre à rem- plissage rapide, l'une des extrémités avant du piston de valve étant munie d'un nez ou d'un poussoir coopérant avec l'élément de valve. De manière appropriée, l'élément de valve commandant le pas- sage de liquide de pression est sollicité dans le sens de fermeture par la pression régnant dans la chambre de travail, par exemple dans la chambre d'amplificateur, et peut être déplacé dans le sens d'ou- verture par le piston de valve. Le système hydraulique de freinage à plusieurs circuits con- forme à la présente invention présente un avantage, à savoir qu'en -3 -2586220 cas de défaillance de l'amplificateur d'effort de freinage, le véhi- cule peut être décéléré sans modifier sensiblement la force exercée sur la pédale ni la course de la pédale. En outre, le générateur de pression de freinage possède une longueur totale relativement réduite car la valve nécessaire peut être implantée à l'extérieur du généra- teur de pression de freinage proprement dit. 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 aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, l'agencement de circuits d'un système hydrau- lique de freinage à plusieurs circuits, constitué pour l'essentiel des freins de roues d'un cylindre à remplissage rapide, d'un disposi- tif d'actionnement avec maltre-cylindre en tandem, d'un modulateur, d'une valve anti-retour commandée, d'un système d'alimentation d'énergie auxiliaire et d'un réservoir d'alimentation de-liquide de pression, - la figure 2, une vue en coupe de la valve anti-retour com- mandée représentée à la figure 1. Le système de freinage à régulation du glissement destine à un véhicule automobile comprend, pour l'essentiel, un dispositif d'actionnement, c'est-à-dire une unité hydraulique 1 associée à un système d'alimentation en énergie auxiliaire 2 et à un bloc de valves ou modulateur 3 dans lequel sont rassemblées les valves à commande électromagnétique d'augmentation et de réduction de pression affec- tées à une roue ou, respectivement, à un essieu, un cylindre à rem- plissage rapide 38 et une valve anti-retour manoeuvrable 53. Dans le mode de réalisation représenté d'un système de freinage à plusieurs circuits, les deux roues avant ou, respectivement, cylindres de freins de roues6, 7 et les deux roues et, respectivement, cylindres de freins de roue 4, 5 de l'essieu arrière sont commandés par paires. Les capteurs, qui sont également nécessaires à ces systèmes pour mesurer la vitesse des roues, ainsi que l'unité électronique produisant les signaux de commande destinés aux valves du modulateur 3 ne sont pas représentés. 4- - 2586220 Le dispositif d'actionnement 1 se compose pour l'essentiel d'une valve de freinage 14, d'un maitre-cylindre en tandem 15 et de deux valves principales 16, 17 associées à unepréchambre 18. Dans le mode de réalisation décrit ici, la valve de freinage 14 est conçue sous la forme d'un amplificateur hydraulique d'effort de freinage. Lorsque la pédale de frein 19 est actionnée, la force F exercée sur la pédale est transmise, par l'intermédiaire d'une tige 20 et d'un piston à tige 21, à un agencement constitué de deux leviers 22, 23 articulés I l'aide d'un axe 24 et, de 1l, au piston de commande 25 de la valve de freinage. Etant donné que la force nécessaire au déplacement du piston d'amplificateur 40 de la valve de freinage 14 est nettement supérieure à celle nécessaire au déplacement du piston de commande 25, ce dernier est d'abord déplacé vers la gauche, c'est-a-dire lorsque le levier 22 pivote autour de son articulation 24 sous l'action de la force F. Le système d'alimentation en énergie auxiliaire 2 est alors relié à la chambre d'amplifi- cateur 29 à travers l'entrée 27 et les perçages intérieurs 28 du pis- ton de commande 25. Juste avant a été fermée l'ouverture 30 qui fait communiquer la chambre d'amplificateur 29 avec un réservoir d'alimen- tation et de compensation de pression 31 lorsque les freins ne sont pas actionnés. La pression qui s'établit dans la chambre de pression 29 agit également sur le piston d'amplificateur 40 et le déplace vers la gauche. Les pistons 32 et 33 du maitre-cylindre en tandem sont alors également déplacés, de sorte qu'une pression de freinage s'éta- blit dans les chambres de pression correspondantes 34, 35 ainsi que dans les circuits statiques de freinage 36, 37 qui y sont reliés et qui correspondent aux deux roues avant 6 et 7 et, respectivement, aux deux roues arrière 4, 5. L'élément intermédiaire 39, qui relie le piston d'amplifica- teur 40 aux pistons de mattre-cylindre en tandem 32, 33 et qui forme une unité structurelle avec le piston de maitre-cylindre 32, supporte un piston de positionnement ou un manchon de positionnement 41 qui, de manière connue, empêche les pistons du maitre-cylindre en tandem de se déplacer trop loin vers la gauche au début de la régulation et empêche une "régulation à vide" des chambres de travail 34, 35. Si la régulation du glissement de freinage se déclenche en raison d'un blocage imminent d'une ou plusieurs roues, les électro- vannes 16, 17, c'est-à-dire les valves dites principales, sont exci- tées, ce qui provoque simultanément la fermeture de la conduite de liaison 58 menant au réservoir d'alimentation 31 qui est sous pres- sion atmosphérique, et l'ouverture du trajet d'écoulement 55 menant de la chambre d'amplificateur 29 à la préchambre 18. L'agent hydrau- lique, dont la pression est augmentée en raison de l'alimentation d'énergie auxiliaire, quitte la préchambre 18 par l'intermédiaire des canaux de liaison 42, 43 en direction des côtés secondaires des deux pistons de maitre-cylindre 32, 33 et, de là, est transmis aux cham- bres de travail correspondantes 34, 35 par l'intermédiaire des pis- tons et des perçages d'alimentation 44, 45, les coupelles d'étanchéité adjacentes 46,47 servant de valves anti-retour. Le piston de posi- tionnement 41 qui, avant le début de la régulation, est flottant, c'est-à-dire qu'il se trouve dans une position intermédiaire, est dé- placé vers la droite jusqu'à une butée, ce déplacement s'effectuant à l'encontre du sens de la force F exercée sur la pédale et intervenant à la suite de l'augmentation de pression intervenue précédemment dans le compartiment 48 de cêté secondaire du piston 32. Des signaux sont produits au moyen d'un régulateur (non re- présenté) en fonction du comportement en rotation des différentes roues 4, 5, 6, 7, qui est déterminé au moyen de capteurs, ces signaux servant à commander les valves à commande électromagnétique d'augmen- tation et de réduction de pression situées dans le modulateur 3. Les valves principales 16 et 17, qui modulent l'introduction dynamique de liquide dans les circuits statiques de freinage 36, 37, ainsi que la pression à l'intérieur de la préchambre 18, sont également excitées et commutées au début de la régulation du glissement de freinage. Pour réduire la pression de freinage dans les deux circuits de freinage (c'est-à-dire, dans le mode de réalisation décrit ici, le circuit de freinage de roues avant 37 et le circuit de freinage de roues arrière 36), en cas de blocage imminent d'une roue, on utilise des valves 59, 60, 61, 62 du modulateur 3, qui, après avoir été exci- tées, établissent par l'intermédiaire de la conduite de retour 63 une - 6 - 2586220 liaison entre les cylindres de frein de roue 4, 5 et, respectivement, 6, 7 et le réservoir d'alimentation 31 se trouvant sous pression at- mosphérique, et qui abaissent donc la pression de freinage. De maniè- re identique, la pression régnant dans la préchambre 18 est réduite par l'intermédiaire de la valve principale 16 et de la conduite 58, dès que cette valve est désexcitée. Lorsque la valve principale 17 est désexcitée, l'introduction dynamique de liquide dans la précham- bre est interrompu. De manière appropriée, les valves principales 16 et 17 sont montées électriquement en parallèle ou en série, de sorte qu'elles peuvent être commutées simultanément à tout moment, l'état de commu- tation "ouvert/fermé" des deux valves 17, 17 étant toutefois toujours opposé. Les véhicules possédant un poids total autorisé important exigent de prévoir un facteur d'amplification élevé pour maintenir la force exercée sur la pédale et la course de la pédale dans les limi- tes souhaitées. En cas de défaillance de l'amplificateur, ceci se traduit par une élévation indésirable, voire inadmissible, des forces exercées sur la pédale et par un raccourcissement des courses de la pédale. En cas de défaillance de l'amplificateur, le système de frei- nage représenté fonctionne donc avec une surface réduite de maitre- cylindre de freinage, car un cylindre à remplissage rapide 38, relié par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation 68 à la conduite de freinage 37 des freins de roue avant 6, 7, reste inopérant. A cet ef- fet, le cylindre à remplissage rapide 38 comporte un alésage étagé 39 dans lequel un piston étagé 50 peut coulisser longitudinalement, le compartiment 51 situé devant le petit étage 52 étant relié à la con- duite de freinage 37 par l'intermédiaire de la conduite de dérivation 68, et le compartiment 54 situé devant le grand étage 56 pouvant être relié au trajet d'écoulement 55, destiné à la préchambre 18, par l'intermédiaire de la conduite de pression 57 à travers une valve an- ti-retour commandée par la pression 53 et la conduite de pression 69. Lorsque le système de freinage est intact et que les freins sont actionnés, la valve anti-retour commandée 53 ouvre le passage de liquide de pression menant de la conduite de pression 69 à la con- -7- dulte de pression 57 et au compartiment 54, de sorte que le liquide de pression régnant dans le compartiment 51 est envoyé dans le cir- cuit de freinage 37 par l'intermédiaire de la conduite de dérivation 68. La valve anti-retour commandée 53 est représentée en dé- tail à la figure 2. Elle se compose d'un piston de valve 72 qui est guidé de manière étanche dans le bottier de valve 71, dont l'une des surfaces extrêmes 73 est soumise à la pression de l'accumulateur 70 qui communique avec l'orifice 74 par l'intermédiaire de la conduite de pression 75. L'orifice 76 de la valve 53 communique avec le réser- voir d'alimentation 31 par l'intermédiaire de la conduite 81. La sur- face extrême du piston de valve 72, proche de l'élément de valve 78, est soumise à la pression régulée qui se propage jusqu'à la chambre d'amplificateur 29 par l'intermédiaire de l'orifice 79 et de la con- duite de pression 69. Enfin, l'orifice 80 de la valve 53 est relié au compartiment 54 du cylindre à remplissage rapide 38 par l'intermé- diaire de la conduite de pression 57. Tant que la pression régnant à l'intérieur du compartiment 82 de la valve 53 correspond à une pres- sion d'accumulateur prédéterminée (ex. 180 bars), le piston de valve se trouve en position ouverte (à droite en regardant la figure) et son poussoir 83 décolle l'élément de valve 78 deR son siège de valve 84, de sorte que le liquide de pression peut passer de l'orifice 80 au compartiment 54 du cylindre à remplissage rapide 38 par l'intermé- diaire de la chambre de valve 85, de la chambre annulaire 86, de l'orifice 79 et de la conduite de pression 57. L'augmentation de pression à l'intérieur du compartiment 54 déplace alors le piston étagé 50 à l'encontre de la force du ressort de piston 87 (vers la gauche) et envoie le liquide de pression se trouvant dans le compar- timent 51 dans le circuit de freinage 37 des roues avant (c'est-à-di- re dans les cylindres de roue 6 et, respectivement, 7). Si une dé- faillance se produit dans le système d'alimentation en énergie auxiliaire 2 ou, respectivement, si la pression de l'accumulateur 70 tombe en dessous d'un niveau déterminé,-le piston de valve 72 revient alors à la position initiale représentée à la figure 2 et le passage de liquide de pression entre la chambre de valve 85 et la chambre an- - 8 - 2586220 nulaire 86 reste fermé, de sorte que le piston étagé 50 conserve po- sition qu'il vient d'adopter. Le liquide de pression restant dans le compartiment 54 et, respectivement, dans la conduite 57 ne peut pas refluer en raison de la fermeture de la valve, de sorte que la totalité du liquide de pression, déplacé uniquement par la force exercée sur la pédale par l'intermédiaire des pistons de cylindre 32, 33, sert à établir une pression dans le circuit de freinage 37. De manière appropriée, les surfaces efficaces du piston étagé 50 et de la valve anti-retour ma- noeuvrable 53 sont adaptées l'une à l'autre de manière que la valve 53 se ferme lorsque la pression régulée (dans le trajet d'écoulement ) soit égale à environ 70 Z de la pression régnant dans l'accumula- teur 70. Lorsque la pression régnant à l'intérieur de la chambre d'amplificateur 29 atteint celle de l'accumulateur 70, le piston de valve 72 revient en position initiale, ce qui a pour effet de bloquer le piston 50 du cylindre à remplissage rapide 38. REVENDICATIONS 1. Système hydraulique de freinage à plusieurs circuits, destiné en particulier à des véhicules automobiles, comprenant un dispositif d'actionnement de freins (1) comportant plusieurs chambres de travail (29, 34, 35) pouvant être mises en pression, comprenant un système d'alimentation en énergie auxiliaire (2) destiné à mettre en pression des cylindres de freins de roues (4, 5, 6, 7), et comprenant un cylindre à remplissage rapide (38) qui est implanté sur un circuit de freinage (37), dont l'un des compartiments (54) communique avec l'une des chambres de pression (29) du dispositif d'actionnement de freins (1) par l'intermédiaire de conduites de pression (69, 63, 55), et dont l'autre compartiment (51) est relié à une conduite de freina- ge (37) menant du dispositif d'actionnement de freins (1) à au moins un cylindre de roue (6, 7), caractérisé en ce qu'une valve (53) est implantée sur la conduite de pression (69) reliant l'un des comparti- ments (54) du cylindre à remplissage rapide (38) à la chambre de tra- vail (29) du dispositif d'actionnement de freins (1), ladite valve fermant son passage de liquide de pression en cas de défaillance du système d'alimentation d'énergie auxiliaire (2) et/ou en cas d'aug- mentation de la pression dans l'une des chambres de travail (29), et bloquant donc hydrauliquement le piston étagé (50) du cylindre à rem- plissage rapide (38). 2. Système hydraulique de freinage à plusieurs circuits con- forme à la revendication 1, caractérisé en ce que la valve qui est implantée sur la conduite de pression (69) reliant l'un des comparti- ments (54) du cylindre à remplissage rapide (38) à une chambre de travail, par exemple à la chambre d'amplificateur (29) du dispositif d'actionnement de freins (1), est conçue sous la forme d'une valve anti- retour commandée (53), l'élément de valve (78) qui commande le passage de liquide de pression de la valve pouvant être déplacé par un piston de valve (72) dans le sens d'ouverture, ledit piston de valve étant soumis, d'une part, à la pression du système d'alimenta- tion d'énergie auxiliaire (2), par exemple d'un accumulateur (70), et - 10 - 2586220 d'autre part, à la pression régnant dans le compartiment (54) du cy- lindre à remplissage rapide qui y est relié. 3. Système hydraulique de freinage à plusieurs circuits con- forme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston de valve (72) est conçu sous la forme d'un piston étagé, la surface ex- trême du petit étage du piston de valve (72) étant soumise à la pres- sion de l'accumulateur, tandis que la surface extrême du grand étage, proche de l'élément de valve (78), est soumise à la pression régnant dans le compartiment (54) du cylindre à remplissage rapide (38), l'une des extrémités avant du piston de valve (72) étant munie d'un nez ou d'un poussoir (83) coopérant avec l'élément de valve (78). 4. Système hydraulique de freinage à plusieurs circuits con- forme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de valve (78) commandant le passage de liquide de pression est sollicité dans le sens de fermeture par la pression ré- gnant dans la chambre de travail, par exemple dans la chambre d'am- plificateur (29), et peut être déplacé dans le sens d'ouverture par le piston de valve (72).