Brevet FR2593449A1 — publié le 19870731

La présente invention concerne un système de freinage à ré- gulation du glissement pour véhicules automobiles, comprenant un mo- dulateur de pression de freinage qui est actionné en fonction de la décélération et qui comporte une masse inerte qui est reliée à la roue à glissement régulé, qui tourne avec cette roue, qui peut se dé- placer axialement à l'encontre d'une force de rappel lors de la d5ce- lération de la roue, et qui actionne un Elément de valve lorsqu'un seuil de décélération de roue est dépassé, assurant ainsi une modula- tion de la pression dans le frein de la roue régulée. La vitesse de la masse inerte rotative correspond à la vitesse de la roue du vêhi- cule ou à un multiple de cette vitesse. On connaît déjà un circuit de commande qui est destiné à ré- guler la force de freinage de véhicules et qui est muni d'un disposi- tif mesurant la décélération de rotation et comportant une masse ro- tative (brevet allemand n 16 55 394). A l'aide d'un dispositif d'accouplement, la masse tournant est reliée, par l'inter- médiaire d'un arbre, à la roue du véhicule à glissement régulé. Lors- qu'un seuil de décélération de roue est dépassé la masse inerte con- serve d'abord sa vitesse en raison de son inertie. Il en résulte une différence de vitesse entre l'arbre et la masse rotative, cette der- nière étant déplacée axialement par l'intermédiaire d'un mécanisme à bille et à rampe inclinée. Par l'intermédiaire d'un Elément d'action- nement mécanique, ce mouvement est transmis à une résistance électri- que variable implantée sur une branche d'un pont de Wheatstone. Une seconde résistance prévue dans ce circuit de pont modifie sa valeur proportionnellement à la pression de freinage. Si le rapport entre les deux résistances variables change, ceci a pour effet de dêsaccor- der le pont de Wheatstone. Une électrovanne est alors actionnée et module la pression de freinage de la roue régulée. Des circuits de commande de ce type sont relativement com- pliqués et coûteux, car il nécessitent des composants m&caniques, électriques et électromagnétiques. Pour assurer la régulation du glissement, on connaît égale- ment déjà des modulateurs de pression de freinage purement mécani- ques. Pour mesurer la décélération de rotation, ces modulateurs com- portent un agencement similaire au dispositif décrit précdemment. Cependant, dans ce cas, le déplacement axial de la masse inerte, qui intervient lorsqu'un seuil de décélération de roue est dépassé, pro- voque directement, par l'intermédiaire d'une liaison mncanique - le- vier -, l'actionnement d'un élément de valve qui entraîne une réduc- tion de pression dans la roue régulée correspondante et s'oppose ainsi à la tendance au blocage apparue lors de la forte décélération (SAE Technical Paper Series, n 840464, Riddy, Intern. Congress, 27 février au 2 mars 1984). Un inconvénient de ces modulateurs réside en ce que, pour la valeur de seuil de décélération, est prédéterminée une valeur fixe qui doit être de l'ordre de grandeur ou même supérieure à la décélé- ration maximum possible du véhicule qui est de 1 g, 'g" correspondant dans ce cas à la constante de l'accélération due à la gravité. Dans le cas contraire, sur une chaussée sèche et non glissante, la pres- sion de freinage serait réduite trop tôt, ce qui provoquerait un al- longement excessif de la distance de freinage par rapport à un frei- nage régulé. Le comportement instable de la roue n'est donc détecté que lorsque la décélération de la roue excède une valeur supérieure à la valeur de seuil comprise, par exemple, entre 1 et 1,5 g. Cependant, en hiver ou en cas d'aquaplaning, la décélération maximum possible du véhicule n'est souvent comprise qu'entre 0,1 et 0,3 g, de sorte qu'une décélération de roue de cet ordre de grandeur indique une instabilité ou, respectivement, un blocage de roue immi- nent. La régulation intervient donc relativement tard, c'est-à-dire que lorsque le seuil de décélération fixe prédéterminé de 1 à 1,5 g est dépassé. Le glissement des roues présente alors des valeurs qui provoquent l'apparition de forces longitudinales et latérales infé- rieures à celles obtenues en cas de glissement optimal. Le seuil de décélération relativement élevé comporte égale- ment un inconvénient, à savoir qu'en cas de freinage prudent sur chaussée glissante, même avec l'appui éventuel de moments d'inertie de masse élevés des roues accouplées, des arbres d'entratnement et des masses rotatives d'engrenages, la valeur de seuil fixe comprise entre 1 et 1,5 g n'est pas atteinte avant le blocage des roues. Le - 3 - dispositif de régulation du glissement ne se déclenche donc pas. Dans de telles conditions, le seuil de décélération est donc, dans une certaine mesure, est donc "dépassé par défaut". La présente invention a donc pour but de remédier à ces in- convénients et de perfectionner un système de freinage du type indi- qué précédemment, de manière à garantir que, même dans des conditions défavorables, c'est-à-dire, par exemple, sur des chaussées glissan- tes, le dispositif de régulation se dgclenche assez tôt et, dans tous les cas, détecte une instabilité. En revanche, sur des chaussées non glissantes, la décélération maximum possible des roues doit être at- teinte sans solliciter le dispositif de r&gulation du glissement, pour garantir l'obtention d'une distance de freinage aussi courte que possible. Il s'est avéré que ce but pouvait être atteint de manière étonnamment simple par un perfectionnement du système de freinage, caractérisé en ce que la force de rappel s'exerçant à l'encontre du déplacement axial de la masse inerte peut être modifiée en fonction de la pression de freinage régnant dans les freins de la roue de vé- hicule régulée. La présente invention reprend donc le principe selon lequel une information relative à l'état de la route ou, respectivement, au coefficient de friction et une grandeur régl!e correspondante peuvent être dérivées de la pression de freinage instantanée. Sur une chaus- sée glissante et donc pour une faible pression de blocage, la valeur de seuil de décélération de roue est basse dans le système de freina- ge conforme à la présente invention, de sorte que le dispositif de régulation du glissement se déclenche dès l'apparition d'une décEl9- ration comparativement faible. A l'inverse, en présence d'un coeffi- cient de friction important et d'une pression de blocage tout aussi importante, la force s'exerçant à l'encontre du déplacement de la masse inerte et donc la valeur de seuil de décélération de roue sont relativement élevées. La caractéristique très simple proposée permet donc d'adapter la régulation au coefficient de friction instantané et, par conséquent, d'améliorer considérablement la régulation du glissement. -4- Conformément à un mode de réalisation avantageux de l'inven- tion, un ressort de rappel et un manchon de rappel, directement ou indirectement sollicité par la pression de freinage régnant dans le frein de roue, ou un piston de rappel correspondant sont prévus pour produire la force de rappel. De manière appropriée, le ressort de rappel comporte, du côté opposé à la masse inerte, une butée qui est conçue sous la forme d'un manchon ou d'un piston et qui peut être dé- placée en direction de la masse inerte sous l'action de la pression de freinage de la roue régulée. Un autre mode de réalisation avantageux de l'invention est caractérisé en ce que la masse inerte est montée sur un arbre qui tourne, avec la roue de véhicule régulée, à la même vitesse ou à un multiple de cette vitesse angulaire, et est reliée à cet arbre par l'intermédiaire d'un mécanisme qui comprend une bille et une rampe inclinée, qui autorise une différence de vitesse entre l'arbre et la masse inerte en cas de décélération de la roue, et qui provoque donc le déplacement axial de la masse inerte sur l'arbre ou, respective- ment, par rapport à l'arbre. Conformément à un mode de réalisation de la présente invern- tion, il est enfin prévu que le déplacement de la masse inerte peut être transmis à l'élément de valve par l'intermédiaire d'un levier d'actionnement sollicité, d'une part, par la masse inerte et, d'autre part, par le ressort de rappel. Le ressort de rappel peut également reposer directement sur la masse inerte. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- rnnt maintenant d taillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure annexée qui représente, sous forme schématique, un agencement de freinage comportant un système de freinage conforme à l'invention. Dans le mode de réalisation illustré, un modulateur de pres- sion de freinage 5 est implanté entre un générateur de pression de freinage 1 - en l'occurence: un maltre-cylindre en tandem 2 et un amplificateur 3 relié en amont - et un frein de roue 4. Sont égale- ment représentés un disque de frein 6, actionné par le frein de roue 4 frein à disque à garnitures partielles -, et la roue de véhicule correspondante symbolisée par sa jante 7 et son pneumatique 8. Le gé- nérateur de pression de freinage 1 de cet agencement comporte deux circuits de freinage I et Il qui sont séparés hydrauliquement l'un de l'autre et auxquels sont reliés respectivement, par exemple, les freins de roues de chaque diagonale du véhicule. Cependant, seule la liaison du circuit de freinage I au frein de roue 4 est représente. La roue représentée 7, 8 ou, respectivement, le disque de frein 6 sont reliés à un modulateur de pression de freinage 5 par l'intermédiaire d'un arbre 9 entratné directement par la roue du vé- hicule ou par l'intermédiaire d'un engrenage, d'une chaîne ou d'un dispositif similaire. A l'intérieur du modulateur 5, l'arbre 9 sup- porte une masse inerte 10 conçue sous la forme d'un volant relis à l'arbre 9 par l'intermédiaire d'un mécanisme 11 représenté sous forme schématique. Le m&canisme 11 est constitué d'une bille 12 se dépla- çant sur une rampe inclinde circulaire qui est fraisée ou pratiquée selon un autre procédé - selon une trajectoire circulaire ou une spi- rale - dans le volant et/ou dans la pièce correspondante 13 qui est également conçue en forme de disque et qui repose sur l'arbre 9. Dans la mesure o des mécanismes de ce type sont connus, ils n'ont pas gté représentés en détail. La masse inerte 10 est guidée sur l'arbre 9 au moyen d'un palier 14 qui renferme un dispositif d'accouplement permettant, en cas de forte dgcelération de l'arbre 9, à la masse rotative 10 - le volant - de poursuivre sa rotation et donc autorisant une différence de vitesse entre le volant et l'arbre 9. Un frein non représenté est intégré au mécanisme 11 ou au palier 14. Ce frein assure une d6c&lg- ration prédéterminée de la masse rotative 10 pendant la phase de r - gulation, c'est-à-dire à l'issue du déplacement axial. Un levier d'actionnement 16 repose sur un disque intermé- diaire 15 disposé sur le volant 10. Dans la position représente, c'est-à-dire dans la position de repos du modulateur, le levier d'ac- tionnement 16 est maintenu par un ressort de rappel 17. Dans cet agencement, un piston de rappel 18 est prévu pour supporter le res- sort 17 du c8té opposé au volant 10 et, respectivement, au levier d'actionnement 16. Le piston de rappel 18 peut se déplacer axialement sur l'arbre 9 dans un alésage cylindrique 19 pratiqué à l'intérieur du carter de modulateur 33 et est guidé de manière étarche à l'inté- rieur et à l'extérieur, c'est-à-dire par rapport à la paroi intérieu- re de l'alésage 19 et à l'arbre 9, au moyen d'un joint torique repré- senté 19', 19". Dans la position de repos représentée, le piston 18 repose contre un bord formé par l'alésage étagé à l'intérieur du car- ter de modulateur 33. A l'intérieur du modulateur 5 ou, respectivement, du carter de modulateur 33 est également prévue une chambre annulaire 20 qui est délimitée par l'arbre 9, par des parois du modulateur 5 et par le ressort de rappel 18. La présence d'une pression dans cette chambre provoque donc le déplacement axial du piston 18 ea direction de la masse inerte 10. Le levier d'actionnement 16 repose sur un élément de valve 21, c'est-àdire sur le piston d'une valve à tiroir. Ce piston (21) comporte une chambre annulaire 22 qui, dans la position de repos re- présentée, relie un perçage 23 avec un autre perçage 24. En position de repos, une seconde liaison 25 menant au perçage 24 est fermée par le piston de l'élément de valve 21. Le perçage 24 mène à la chambre annulaire 20 et le perçage 23 vers l'extérieur. Dans le mode de réalisation représenté de la présente inven- tion, le levier 16 est monté pivotant dans le carter de modulateur 33 par l'intermédiaire de sa collerette 32. En référence à la figure, le piston de l'organe de réglage 21 est déplacé vers la droite sous l'action d'un ressort hélicoïdal 26. Dans un premier temps, le passa- ge entre le perçage 23 et le perçage 24 est donc fermé. Ensuite est ouvert un trajet qui mène d'un autre perçage 27 à la liaison 25 avec le perçage 24. Au perçage 23 est relié le circuit de freinage I du généra- teur de pression de freinage 1. La chambre annulaire 20 est reliée au frein de roue 4 par l'intermédiaire d'un perçage 28, pratiqué dans le modulateur 5, et d'une conduite d'agent de pression 29. Au perçage 24 est relié un réservoir de compensation ou d'accumulation d'agent de pression 30. Par souci de simplicité, une pompe, qui sert à refouler dans le système de freinage l'agent de pression s'écoulant dans le - 7 - réservoir 30 au cours de la phase de réduction de pression, n'est pas représentée car ce type de refoulement est connu et ne fait pas par- tie de la présente invention. Le mode de fonctionnement du système de freinage repr&senté est le suivant: Le modulateur de pression de freinage 5 n'a aucune influence sur les freinages normaux, c'est-à-dire non régules. Le circuit de freinage I communique directement avec le frein de roue 4 par l'in- termédiaire des perçages 23, 24 et 28, et de la conduite d'agent de pression 29. Etant donne que la chambre annulaire 20 est Implantée sur le circuit d'agent de pression, la pression de freinage agit éga- lement sur la face avant du piston 18, cette face avant delimitant la chambre annulaire 20. La pression de freinage est donc également transmise à la masse inerte 10 et au macanisme 11 par lvintermgdiaire du piston 18, du ressort 17, du levier d'actionnement 16 et du disque intermédiaire 15. La masse inerte 10, c'est-a-dire le volant, est relive a l'arbre 9 par l'intermédiaire du palier 14 et du mécanisme 11. L'ar- bre 9 tourne avec la roue ou, respectivement, avec le disque de frein 6. Dans un premier temps, la masse 10 et l'arbre 9 tournent à la n-me vitesse. S'il se produit une d&claration de la roue de véhicule et donc de l'arbre 9, et si cette d&c&lration est supérieure à une va- leur de seuil donnée, la masse 10 conserve d'abord sa vitesse de ro- tation en raison de l'énergie de rotation qui y est emmagasinDe I! en résulte une différence de vitesse entre la masse 10 et le disque 13 monté sur l'arbre 9. En raison de la présence de la rampe inclinge sur laquelle est guidée la bille 12, le volant 10 se d-place axiale- ment dans le sens de la flèche 31, à l'encontre de la force du res- sort de rappel 17 et de la pression de freinage qui règne dans la chambre annulaire 20 et qui - par l'interm8daire du piston 18 - ang- mente la force de rappel du ressort 17. Le déplacement axial dans le sens de la flèche 31 provoque un pivotement du levier 16. Le piston de l'élément de valve 21 se dg- place dans le sens de la flèche 34, ce qui provoque, dans un premier temps, l'interruption du trajet d'agent de pression entre le maitre- cylindre 2 et le frein de roue 4. La pression de freinage reste d'abord sensiblement constante. Lorsque l'éliment de valve 21 pour- suit son déplacement de piston dans le sens de la flèche 34, la liai- son 25 est mise en communication avec le perçage 27 par l'intermé- diaire de la chambre avant 35 de l'élément de valve 21, ce qui provoque un écoulement d'agent de pression en direction du réservoir de compensation 30. Par l'intermédiaire du perçage 24, la pression est donc abaissée dans la chambre annulaire 20 et, par conséquent, également dans le frein de roue 4. La décélération de roue décrite a été provoquée par la perte de stabilité d'une roue 7, 8 ou, respectivement, par l'apparition d'une tendance au blocage. La pression de freinage réduite selon la manière décrite permet alors de réaccélrer la roue du véhicule, de manière que la masse inerte tournantelO et l'arbre 9 retrouvent la même vitesse de rotation. Le volant 10 est ramené dans la position illustrée par rapport à l'arbre 9 ou, respectivement, repoussé axia- lement dans le sens opposé à celui de la flèche 31. Par l'intermé- diaire du levier 16 et du piston de l'élément de valve 21, ceci met fin à la réduction de pression et libère à nouveau les trajets d'agent de pression reliant le générateur de pression de freinage 1 au frein de roue 4. La pression de freinage régnant dans le frein de roue 4 remonte ainsi au niveau de celle du maltre-cylindre 2 du géné- rateur de pression de freinage 1. Par l'intermédiaire d'un système de pompe non représenté, de l'agent de pression est refoulé du réservoir 30 dans le circuit de freinage I. Dans l'agencement conforme à l'invention, la valeur de ré- ponse du modulateur 5, qui déclenche la régulation du glissement, ou, respectivement, la valeur de seuil de décélération de roue varient donc en fonction de la pression de freinage instantanée. En effet, le déplacement axial de la masse inerte 10 sur l'arbre 9 n'est pas seu- lement déterminé par la décélération de roue, mais également par les forces antagonistes qui, à leur tour, dépendent du piston de rappel 18, sollicité par la pression de freinage, et du ressort 17. La va- leur de seuil de décélération de roue est ainsi adaptée en permanence I l'état de la route ou, respectivement, au coefficient de friction. - 9 _ REVENDICATIONS 1. Système de freinage à régulation du glissement pour v6hi- cules automobiles, comprenant un modulateur de pression de freinage qui est actionné en fonction de la décélération et qui comporte une masse inerte qui est reliée à la roue à glissement régulé, qui tourne avec cette roue, qui peut se déplacer axialement à l'encontre d'une force de rappel lors de la décélération de la roue, et qui actionne un élément de valve lorsqu'un seuil de décélération de roue est dé- passé, assurant ainsi une modulation de la pression dans le frein de la roue régulée, caractérisé en ce que la force de rappel s'exerçant à l'encontre du déplacement axial (flèche 31) de la masse inerte (10) peut être modifiée en fonction de la pression de freinage régnant dans le frein (4) de la roue de véhicule régulée (7, 8). 2. Système de freinage conforme à la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un ressort de rappel (17) et un manchon de rappel, directement ou indirectement sollicité par la pression de freinage régnant dans le frein de roue (4), ou un piston de rappel correspon- dant (18) sont prévus pour produire la force de rappel. 3. Système de freinage conforme à la revendication 2, carac- térisé en ce que le ressort de rappel (17) comporte, du c8té opposé à la masse inerte (10), une butée qui est conçue sous la forme d'un manchon ou d'un piston (18) et qui peut être déplacée en direction de la masse inerte (10) sous l'action de la pression de freinage de la roue régulée (7, 8). 4. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que la masse inerte (10) est montée sur un arbre (9) qui tourne avec la roue régulée et est reliée audit arbre (9) par l'intermédiaire d'un m&canisme (11) qui comprend une bille (12) et une rampe inclinée, qui autorise une différence de vitesse entre l'arbre (9) et la masse inerte (10) en cas de d&célara- tion de la roue, et qui provoque donc le déplacement axial de la mas- se inerte (10) sur l'arbre (9) ou, respectivement, par rapport à l'arbre. - C- - 5. Système de freinage conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déplacement de la masse inerte (10) peut être transmis à l'élément de valve (21) par l'inter- médiaire d'un levier d'actionnement (16) sollicité, d'une part, par la masse inerte (10) et, d'autre part, par les forces de rappel.