Brevet FR2586390A1 — publié le 19870227

La présente invention est relative a un modu- lateur de pression pour dispositif de freinage anti-blo- cage pour véhicules. Un dispositif anti-blocage émet un signal électrique lorsqu'un seuil de décélération, par exemple 12 m/sec2 est franchi. Ce signal commande une réduction de la pression de freinage jusqu'à ce que la décéléra- tion franchisse un second seuil, par exemple 10 m/sec2. Quand ce second seuil est atteint, le dispositif anti- blocage émet un second signal électrique qui commande la remontée de la pression de freinage jusqu'à ce qu'on revienne au premier seuil de décélération. Ces montées et descentes de la pression de freinage sont obtenues à l'aide d'un modulateur de pres- sion. Habituellement, de tels modulateurs sont com- mandés hydrauliquement à l'aide de pompes séparées. Cette technique présente pour inconvénients que, d'une part, la vitesse de réponse du modulateur dépend forte- ment de la viscosité du fluide hydraulique, et de la différence de pression qui est liée à cette viscosité, et d'autre part que le système est coûteux pour ne fournir qu'une régulation imprécise. En outre, elle pré- sente le risque de voir une défaillance de la pompe hy- draulique se traduire par un freinage défectueux ou même nul. Le brevet DE-C-2648042 décrit un dispositif modulateur à actionnement magnétique qui sert à arrêter le freinage d'une roue en train de patiner en agissant à la façon d'un différentiel à blocage. Des excitations périodiques de la bobine de l'électro-aimant font que son armature, liée à un élément de pompe, entraîne du fluide hydraulique depuis une chambre de pompe vers le cylindre de frein de la roue en train de patiner, et interrompt le freinage de celle-ci. Un tel modulateur n'est pas adapté à réguler la pression de freinage dans un dispositif anti-blocage, car la variation Lforce de l'armature n'est pas pro- portionnelle à la variation de l'entrefer. Il en résul- te un comportement non linéaire du piston de décharge, si bien qu'"n ne reut avoir des variations définies de la pression au cylindre de frein. Il existe certes des électro-aimants qui pré- sentent une loi linéaire pour le rapport force/entrefer, mais ces électroaimants se signalent par un poids et un encombrement importants. L'invention a pour but de fournir un modula- teur de pression a réponse rapide, travaillant de façon reproductible, et qui fournisse une régulation de haute qualité pour un poids réduit. Ce problème est résolu par le fait que le pis- ton de décharge est relié par une transmission à un ar- bre et un dispositif d'accouplement à friction de telle façon que la course du piston peut être commandée en fonction du couple transmis par le dispositif d'accou- plement, de préférence, que le piston de décharge est en liaison avec une vanne qui permet de séparer le cy- lindre de frein du maître-cylindre lorsqu'une pression de freinage maximalefixée à l'avance est dépassée. D'autres modalités avantageuses sont les sui- vantes: - la transmission est constituée par un organe flexible qui peut s'enrouler sur une poulie et, de pré- férence, l'organe flexible est une chaîne, - le déplacement du piston de décharge peut être obtenu en continu à l'aide d'un système de mesure de déplacement qui est relié avec un dispositif élec- trnnique de commande anti-blocage par l'intermédiaire d'un circuit électronique fermé de régulation de posi- tion, ou en alternative: - la détermination en continu de la vitesse de variation de la force résultant du déplacement du piston de décharge est rendue possible par un quartz piézo-électrique, ce dernier étant relié au circuit de régulation du dispositif anti-blocage par l'intermé- daire d'un circuit électronique-fermé de régulation de position, - le piston de décharge peut se déplacer con- tre la force d'un ressort de pression. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en s'aidant des dessins parmi lesquels: la figure 1 est un schéma de principe du dis- positif modulateur avec système de détection de portion, la figure 2 est un schéma de principe du dis- positif modulateur avec système de détection de la vi- tesse de variation de la force. La figure 1 montre un schéma de principe d'un dispositif modulateur de pression qui comprend essen- tiellement les éléments suivants: le modulateur de pression proprement dit 1, avec un piston de décharge 2 et un clapet à bille 3; le système de détection de position 4; une cha ne 5 fixée au piston 2; une pou- lie 7 montée sur un arbre 6 et formant avec la cha ne une transmission G; un accouplement à friction 8 et un ressort de pression 11. Dans la position représentée, le ressort 11 maintient le piston de décharge 2 à son point mort haut, et une tige 9, fixée à ce piston, maintient ou- vert le clapet à bille 3, si bien que le maitre-cylindre , dont le débouché 13 est en amont du clapet 3, et le cylindre de frein 12, dont le débouché est en aval de ce clapet 3, dans la chambre de pression 10, sont en communication. La force du ressort 11 est choisie pour que le piston de décharge 2 reste à son point mort haut tant que la pression de freinage, qui est créée dans le maitre-cylindre 15 et transmise au cylindre de frein 12 en passant par la chambre de pression 10, est inférieure à celle qui conduit avec certitude au blocage, par exemple 60 bars. Le dispositif de détection de postion 4, qui est actionné par la course du piston 2 est relié à un comparateur 18 qui compare le signal du déplacement à une valeur instantanée de référence établie par le dis- positif anti-blocage ABV et actionne en conséquence la bobine de commande 16 de l'accouplement à friction 8. Le mode opératoire du modulateur est le sui- vant: Freinage non régulé: Tant que le produit de la pression de freina- ge par la surface efficace du piston est inférieur à la force du ressort 11, la pression de freinage déli- vrée par le maître-cylindre 15 est transmise au cylin- dre de frein 12. Lorsque ce produit dépasse la force du ressort, le piston de décharge 2 se déplace en direc- tion de son point mort bas. La tige 9 cesse d'agir sur la bille du clapet 3, qui se ferme, si bien que la com- munication entre le maître-cylindre et le cylindre de frein s'interrompt. Cela signifie que, même lors d'un freinage de panique, o le maître-cylindre peut engen- drer une pression de 150 bars, le cylindre de frein n'est soumis qu'à une pression qui ne dépasse pas la valeur choisie à l'avance (60 bars). Cela conduit à une moindre charge des organes du frein, et ainsi à une plus grande durée de vie. Freinage régulé Partant de l'idée de réduire la pression dans le cylindre de frein en augmentant le volume qui est offert au fluide, le fonctionnement dans le cas d'un freinage régulé est le suivant: Le dispositif anti-blocage ABV détecte le sur- freinage de la roue et excite la bobine 16 de l'accou- plement à friction 8. Celui-ci est actionné en réponse au signal de tension, et un certain couple de rota- tion est transmis à l'arbre 8 à partir de l'arbre en- traîné 17. Il résulte de la force de pression créée entre les plateaux 8 à 8b de l'accouplement. La chaîne fixée au piston 2 s'enroule sur la poulie 7, et la chambre de pression 10 s'agrandit. Le déplacement du piston 2 fait que la tige 9 cesse d'être en contact avec la bille du clapet 5, si bien que la communication du maître-cylindre 15 avec le cylindre de frein 12 et avec la chambre de pression 10 est interrompue. L'aug- mentation de volume de la chambre 10 entraîne une baisse de la pression effective de freinage. Une première valeur de la variation de volume est comparée avec la valeur de commande de la réduction de pression, et la bobine 16 est excitée en conséquence. Lorsque la roue atteint le second seuil de décélération (10 m/sec2), le dispositif anti-blocage émet un signal pour réduire encore la force de freinage exactement -à une valeur fixée à l'avance, qui est calculée à partir du moment d'inertie de la roue, si bien que la roue freinée accélère encore, et ensuite la pression de frei- nage est à nouveau relevée. Pour cela, la valeur de con- signe envoyée au comparateur 18 est abaissée, après quoi l'excitation de la bobine 16 est réduite, d'o il résulte une diminution du couple transmis à l'arbre 6. Le piston 2 est déplacé en direction de son point mort haut, et la pression de freinage dans le cylindre de frein 12 s'élève. Il est clair que même à ce moment la valeur instantanée de la variation de volume est comparée avec la valeur de consigne de la pression de freinage, et la bobine 16 excitée en conséquence. Un nouveau cycle de régulation commence lorsque la valeur supérieure de dé- célération (12 m/sec2) est atteinte. Il en résulte des montées et descentes conti- nuelles de la pression jusqu'à ce que le véhicule s'ar- rête, ou bien jusqu'à ce que la pression agissant de- puis le naître-cylindre 15 sur le clapet à bille 3 de- vienne inférieure à la pression dans la chambre de pres- 6 4e sion 10. La figure 2 montre un modulateur avec un élé- ment pour déterminer la vitesse de variation de la for- ce du ressort 11. Le mode opératoire du modulateur 1 est le même que celui qui a été décrit plus haut. Un quartz piézo-électrique 4a placé sous le ressort 11 donne des signaux de tension correspondant à la vitesse de variation de la force qui agit sur lui et les envoie au comparateur 18 qui compare la valeur ins- tantanée à la valeur de consigne, et qui fait partie d'un circuit fermé de régulation de position, lequel excite en retour la bobine 16 de l'accouplement à fric- tion 8 en fonction de l'écart entre valeur instantanée et valeur de consigne. L'avantage d'une telle régulation est que le quartz piézo-électrique 4a constitue un élément passif, qui n'exige pas d'alimentation électrique et peut être obtenu à bas prix, étant fabriqué en grande série. 7 2586390 REVENDICATIONS 1. Modulateur de pression pour dispositif de freinage anti-blocage de véhicules, caractérisé en ce que le piston de décharge (2) est relié par une trans- mission (G) à un arbre (17) et un accouplement à fric- tion (8) à commande électromagnétique, de telle façon que la course dudit piston (2) peut être commandée en fonction du couple transmis par ledit accouplement (8). 2. Modulateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le piston de décharge (2) est en liaison avec une vanne (3) qui est capable de séparer le cylindre de freinage du maitrecylindre quand une pression de freinaee maximale fixée & l'avance est dé- passeée. 3. Modulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la transmission (G) est consti- tuée par un organe flexible (5) qui peut s'enrouler sur une poulie (7). 4. Modulateur selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que l'organe flexible (5) est une chai- ne. 5. Modulateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déplacement du piston de décharge (2) peut être obtenu en continu à l'aide d'un système de mesure de déplacement (4) qui est re- lié avec un dispositif électronique de commande anti- blocage par l'intermédiaire d'un circuit électronique fermé de régulation de position. 6. Modulateur selon l'une des revendications 1 A 4, caractérisé en ce que la détermination en conti- nu de la vitesse de variation de la force résultant du déplacement du piston de décharge (2), est rendue pos- sible par un quartz piézo-électrique (4a), ce dernier étant relié au circuit de régulation du dispositif an- ti-blocage par l'intermédiaire d'un circuit électroni- que fermé de régulation de position. 7. Modulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston de déchar- ge (2) peut se déplacer contre la force d'un ressort de pression.