Brevet FR2594769A1 — publié le 19870828

I DISPOSITIF ANTIBLOCAGE DE ROUES DE VEHICULE A MOTEUR COMPORTANT UNE UNITE DE COMMANDE PILOTEE PAR UN DETEC- TEUR DE PRESSION La présente invention se rapporte à un dispositif antibLocage pour Les roues d'un véhicule à moteur comportant un système de freinage incLuant un maître-cyLindre relié aux freins. Le domaine technique de L'invention est un dispositif antiblocage comprenant: - des valves d'actionnement pneumatiques, hydrauliques ou hydropneumatiques commandées électri- quement, ces valves étant conçues pour interrompre l'action de freinage en reliant les freins à une canalisation d'évacuation; - une unité de commande électronique reLiée aux valves d'actionnement et comportant des moyens de détection associés pour détecter La vitesse de rotation des roues, l'unité étant conçue, si Les roues se bloquent, de manière à provoquer des cycles successifs de relâchement de freinage et de freinage au moyen des valves d'actionnement; et - au moins une région étant définie dans les valves d'actionnement, dans laquelle la pression est directement reliée à la pression appliquée aux freins. Dans la demande de brevet italien 67710-A/85, on décrit un système de freinage hydraulique comportant une servo-commande pneumatique actionnée par Le vide. Cette servo-commande comporte un dispositif antiblocage de roues du type décrit ci-dessus. Ce dispositif comporte une valve à soLénoide interposée entre Le maître-cylindre et Les freins et conçue de manière à interrompre le freinage en reliant les freins à une canalisation d'évacuation, et un actionneur hydro- pneumatique relié à la canaLisation d'évacuation et comportant un circuit de commande pneumatique relié à La servo-commande pneumatique. Si les roues se bloquent, L'unité électronique de ce dispositif pro- voque, par la valve à soLénoide, une première inter- ruption du freinage puis des cycles successsifs de freinage et de relichement de l'action de freinage par la fermeture et la mise en pression, ainsi que l'ouverture, respectivement, de la canalisation d'évacuation au moyen de l'actionneur hydropneumatique. Le dispositif antiblocage décrit ci-dessus peut être fabriqué à un coût qui est comparable à celui des dispositifs complètement pneumatiques en comparaison avec lesquels, toutefois, il possède des temps de réponse beaucoup plus courts. Le dispositif hydropneumatique décrit ci- dessus présente en fait des temps de réponse compa- rables à ceux des dispositifs entièrement hydrau- liques, lesquels sont plus complexes et coûteux. Parmi ces derniers, on connaît particulièrement les dispositifs antiblocage dans lesquels, durant les phases de freinage commandées par l'unité de commande, la pression hydraulique appliquée aux freins est réduite en étant commandée par une unité hydrau- lique, de telle sorte qu'elle décroît linéairement avec un gradient négatif prédéterminé constant. Par conséquent, dans de tels dispositifs, la durée de chaque phase du relâchement du freinage est reliée directement à la diminution de la pression hydraulique appliquée aux freins. L'unité de commande de tels dis- positifs peut ainsi évaluer très précisément la réduc- tion de pression provoquée et par conséquent élaborer la manière optimale d'augmentation de pression dans la phase de freinage commandée immédiatement ensuite. Dans de tels dispositifs de l'art antérieur du type entièrement hydrauliques, ces caractéristiques avan- tageuses sont obtenues par des dispositifs très complexes et coûteux qui limitent leur utilisation à des véhicules- de haut de gamme exclusivement. Dans le dispositif antiblocage hydropneuma- tique décrit dans la demande de brevet n 67710-A/85, La diminution de La pression hydraulique appliquée aux freins durant Les cycles de relâchement du freinage se produit d'une façon non Linéaire, d'une manière qui varie en gros sel ton une courbe exponen- tielle. En conséquence, dans ce dispositif, la durée du relâchement de freinage commandé ne constitue pas une indication précise et fiable de La réduction de la pression de freinage provoquée par l'unité de com- mande dans chaque cycle de relâchement de freinage. Par conséquent, dans chaque cycle de freinage commandé par L'unité de commande, il n'est pas possible d'opti- miser la pression appliquée aux freins,et en fait la pression hydraulique appliquée aux freins durant ces cycles est très souvent supérieure à la valeur opti- mum ou inférieure à cette valeur. L'objet de la présente invention est de créer un dispositif antiblocage du type mentionné ci-dessus, dans lequel il est possible de commander de manière précise la réduction de la pression appliquée aux freins durant les phases de relâchement de la pression commandée par l'unité de commande et, par suite, dans lequel il est possible de commander l'augmentation de la pression durant les phases de freinage d'une manière optimale, en évitant les inconvénients décrits ci-dessus, ce qui permet d'atteindre des performances qui sont ainsi comparables à celles des dispositifs connus entièrement hydrauliques, qui sont très coûteux. Cet objet est atteint conformément à la présente invention grâce à un dispositif antiblocage hydropneumatique du type décrit ci-dessus, la carac- téristique essentielle de ce dispositif résidant dans le fait qu'il comprend en outre des moyens élec- triques de détection de pression associés aux valves d'actionnement pour délivrer à l'unité de commande des 2594769. signaux électriques représentatifs de La pression dans ladite région définie dans Les vaLves d'actionnement, et en ce que L'unité de commande est conçue pour com- mander la pression appliquée aux freins durant les cycles de relâchement de freinage et de freinage en fonction des signaux fournis par Les moyens de détec- tion de pression. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif conforme à l'invention apparaîtront encore à la lecture de La description détaillée qui suit, faite en référence à La figure unique annexée, fournie à titre purement indicatif et nullement limi- tatif. Cette figure représente un diagramme d'un sys- tème de freinage hydrauLique comportant une servo- commande pneumatique actionnée par le vide et incluant un dispositif antiblocage hydropneumatique conforme la La présente invention. En référence à la figure, un maitre-cylindre d'un circuit de freinage hydraulique pour les freins F des roues d'un véhicule à moteur est désigné par la référence 10. Le maitre-cylindre 10 est actionné au moyen d'une pédale de commande 12 par un servo-frein à vide de type connu comportant un vérin pneumatique 14. Le maître-cylindre 10 est relié à un réservoir d'alimentation 16 et, par L'intermédiaire d'une cana- lisation 20, à des actionneurs hydrauliques 18 pour les freins F. Dans l'exemple de réalisation décrit, la canalisation 20 est reliée à une canalisation 24 par l'intermédiaire d'une valve à solénoide 22, la canalisation 24 étant reliée à un actionneur de freinage hydraulique 18 de type connu. La vaLve 22 est une valve à trois voies reliée en 22a à la cana- lisation 20, en 22b à La canalisation 24 et en 22c à une canalisation d'évacuation 26 reliée au réser- voir 16. 2594769; La valve à solénoide 22 est commandée par une unité électronique 28 reliée à des moyens de détection électriques 30 pour détecter la vitesse de rotation des roues. La valve à soLénoide 22 est normaLement maintenue dans un état non alimenté dans La confi- guration illustrée sur La figure, dans laquelle elle ferme la voie 22c. La canalisation d'évacuation 26 est reliée à un actionneur hydropneumatique 32 compor- tant un vérin pneumatique 34 comprenant une première chambre 36 et une seconde chambre 38 séparées par une membrane élastique liée à une tige 42. Le vérin pneumatique 14 du servo-frein comporte une première chambre 43 reliée à une source de dépression D (par exemple le collecteur d'admission de la chambre de combustion interne du véhicule) et une seconde chambre 44 qui, de manière connue, commu- nique avec la chambre 43 lorsque la pédale de frein 12 n'est pas actionnée et qui est mise en communication avec l'atmosphère lorsque la pédale de frein 12 est actionnée. La première chambre 43 du vérin pneumatique 14 du servo-frein communique avec la seconde chambre 38 de l'actionneur hydropneumatique 32 par une canalisa- tion 46. La canalisation 46 est également reliée à la première chambre 36 de l'actionneur hydropneumatique 32 par une première partie de canalisation 48 et une seconde partie de canalisation 50. Entre Les parties 48 et 50 est disposée une valve à solénoide à trois voies 52. Une première voie 52a est reliée à La cana- lisation 48, une seconde voie 52b communique avec la canalisation 50 et une troisième voie 52c est reliée à une canalisation 54 qui communique avec la seconde chambre 44 du vérin pneumatique 14 du servo-frein. L'actionneur hydropneumatique 32 comporte une partie hydraulique. Cette partie comporte un piston 56 présentant une ouverture centrale 58 qui fait face au piston 42 et qui est alignée avec lui. Le piston 56 coulisse dans un cylindre 60 qui com- munique avec la canalisation d'évacuation 26. La tige ou piston 42 comporte une extrémité 42a qui joue le r8le d'un obturateur qui plonge dans une chambre 62 située au-dessus du piston 56. La chambre 62 communique avec le réservoir de fluide hydraulique 16 par une canalisation 64 et l'obturateur 42a est normalement espacé du piston 56. Cet obtura- teur, comme on l'expliquera plus en détail ultérieu- rement, est conçu de manière à coopérer avec un siège de valve annulaire 58a constitué par l'extrémité de l'ouverture 58 qui est située en regard de la chambre 62. Un détecteur électrique de pression 70 est interposé sur la canalisation 50 entre la voie 52b de la valve à solénoide 52 et la chambre 36 de l'unité hydropneumatique 32. Ce détecteur de pression est de préférence du type comportant des transducteurs exten- sométriques constitués par des résistances en film épais qui ont des caractéristiques piézorésistives bien connues. La sortie du détecteur 70 est reliée à l'unité de commande électronique 28. Lorsque la pédale 12 est relâchée, le circuit hydraulique comprenant les canalisations 20, 24, 26 et 64 se trouve à une pression relative nulle, tandis que le circuit pneumatique comprenant les canalisations 46, 48, 50 et 54 est en dépression, puisqu'il est en communication avec la source de dépression D. Lorsque la pédale de frein 12 est actionnée, le maîtrecylindre 10 met en pression les canalisations et 24 et actionne l'actionneur hydraulique 18 des freins F. Si les roues du véhicule à moteur ne se bloquent pas durant le freinage, le circuit hydrau- tique situé en aval de la voie 22c de la valve à soLénoide 22 reste à une pression relative égale à zéro et, de ce fait, eLLe est fermée. Durant le freinage, La seconde chambre 44 du vérin pneumatique 14-du servo-frein est mise en communication avec l'at- mosphère, de telle sorte que la canalisation 54 est également à La pression atmosphérique. La voie 52c de la valve à trois voies 52 étant fermée, cette pression n'agit pas sur l'actionneur hydropneumatique qui reste inactif. Au cas o les roues se bloquent durant le freinage, le détecteur 30 envoie des signaux corres- pondants à l'unité de commande 28 qui est conçue de manière à alimenter la valve à trois voies 22 de façon à fermer la voie 22a et à ouvrir la voie 22c, ce qui permet à la pression hydraulique appliquée sur l'actionneur hydraulique 18 d'être évacuée dans le réservoir 16 par les canalisations 24 et 26, l'ou- verture 58 prévue dans le piston 56 et la canalisa- tion 64. Dès que la ou les roues freinées ont commencé à tourner de nouveau, les moyens de détection 30 envoient des signaux correspondants à l'unité de commande 28 qui, dans cette situation, alimente la valve à solénorde 52 de manière à provoquer l'ouverture de la voie 52c et la fermeture de la voie 52a. En conséquence, la chambre 36 de l'actionneur hydropneumatique 32 a tendance à revenir à la pression atmosphérique par les canalisa- tions 50 et 54 et la seconde chambre 44 du vérin pneu- matique du servo-frein 14, tandis que la chambre 33 continue à communiquer par la canalisation 46 avec la chambre 43 du servo-frein 14 qui est en dépression. La différence de pression entre la chambre 36 et la chambre 38 de l'actionneur hydropneumatique provoque un mouvement correspondant de la membrane 40 et la tige 42 reliée à cette membrane se déplace vers le piston 56 présentant une ouverture. L'obturateur 42a de la tige 42 ferme Le siège de valve 58 du piston 56. La communication entre Le cyLindre 60 et La chambre 62 est ainsi interrompue. Lorsque la tige 42 continue son mouvement vers Le bas, eLLe exerce un effort sur Le piston 56 pour mettre sous pression Le fLuide hydrau- lique contenu dans Le cyLindre 60 et, simultanément, actionner l'actionneur hydraulique 18 des freins F par les canalisations 26, 24, et par la voie 22c de la valve à solénoide 22. Par conséquent, Lorsque L'ac- tion de la pédale 12 se poursuit, le freinage est ter- miné par L'actionneur hydropneumatique 32 grâce à son circuit de commande pneumatique. Durant cette action de freinage due à l'actionneur hydropneumatique 32, la ou les roues commandées pourraient se bloquer à nouveau. L'unité électronique 28 est concue de manière à couper L'alimentation de La valve à solénoide 52 dans ce cas, de manière à fermer la voie 52c et à mettre Les deux chambres 36 et 38 de L'actionneur hydropneumatique 32 en communication avec la chambre 43 du servo-frein 14 qui est maintenue en dépression. La pression dans la chambre 36 a ainsi tendance à revenir à l'équilibre avec la pression régnant dans la chambre 38. Dans ce cas, la tige 42 revient à sa position ini- tiale, ce qui rétablit la communication entre le cylindre 60 et la chambre 62 par l'ouverture 58 prévue dans le piston 56. La pression dans l'actionneur hydrau- liquide 18 et dans les canalisations 24, 26, peut ensuite être évacuée dans le réservoir 16 par l'ouver- ture 58 et la canalisation 64. Lorsque la roue ou les roues commandées par l'unité de commande 28 commencent à tourner à nouveau, la valve à solénoide 52 est alimentée à nouveau de manière à réaliser une série de cycles de freinage et de relâ- chement de freinage entièrement pilotés par l'action- neur hydropneumatique 32 et la valve à solénoide 52 qui lui est associée. Durant ces cycles, la valve à solénoide 22 est alimentée en permanence de manière à maintenir la voie 22a fermée. Lorsque le véhicule à moteur atteint une vitesse suffisamment basse, par exemple de l'ordre de 10 km par heure, L'unité électronique 28 inter- rompt l'alimentation de la valve à solénoïde 22 de manière à provoquer à nouveau la fermeture de la voie 22c. Ainsi, l'actionneur hydropnneumatique est déconnecté des freins F. Durant les cycles de freinage et de reLâche- ment de freinage commandés par l'unité 28 par l'inter- médiaire de l'unité hydropneumatique 32, le détecteur de pression 70 fournit à l'unité de commande 28 des signaux électriques qui indiquent la pression de l'air contenu dans la chambre pneumatique 36 de l'actionneur 32. Cette pression est reliée directement à la pres- sion hydraulique appliquée sur les actionneurs 18 des freins F. L'unité électronique 28, sur la base du signal fourni par le détecteur de pression 70, peut ainsi déduire une information concernant la valeur de la pression hydraulique appliquée sur les actionneurs des freins en temps réel. Sur la base de cette infor- mation, l'unité de commande 28 peut ensuite commander la pression de freinage appliquée aux freins durant les phases commandées de freinage de manière optimale. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage antiblocage pour les roues d'un véhicuLe à moteur comportant un système de freinage incluant un maitre-cyLindre (10) relié aux freins (18, F), ce dispositif antiblocage comprenant: - des valves d'actj'onnement (22, 32) pneu- matiques, hydrauLiques ou hydropneumatiques commandées électriquement, ces valves étant conçues pour inter- rompre L'action de freinage en reliant Les freins (18, F) à une canalisation d'évacuation (26); - une unité de commande électronique (28) reliée aux valves d'actionnement (22, 32) et compor- tant des moyens de détection (30) associés pour détec- ter La vitesse de rotation des roues, L'unité (28) étant conçue, si les roues se bloquent, de manière à provoquer des cycles successifs de relâchement de freinage et de freinage au moyen des valves d'action- nement (22, 32); - au moins une région (36) étant définie dans les valves d'actionnement (22, 32), dans laquelle la pression est directement reliée à La pression appli- quée aux freins (18, F); caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens élec- triques de détection de pression (70) associés aux valves d'actionnement (32) pour délivrer à l'unité de com- mande (28) des signaux électriques représentatifs de La pression dans ladite région (36), et en ce que l'unité de commande (28) est concue pour commander la pression appliquée aux freins (18, F) durant Les cycles de relâchement de freinage et de freinage en fonction des signaux fournis par Les moyens de détection de pression (70). 2. Dispositif selon La revendication 1, destiné en particuLier à un dispositif antiblocage hydropneumatique pour un véhicule à moteur comportant un système de freinage hydraulique avec une servo- commande pneumatique (14, 44) et dans Lequel Les valves d'actionnement comprennent: - une valve à solénoide (22) interposée entre Le maitrecylindre (10Y et Les freins (18) pour interrompre L'action de freinage en reliant les freins (18) à une canalisation d'évacuation (26); et - un actionneur hydropneumatique (32) relié à la canalisation d'évacuation (26) et comportant un circuit de commande électropneumatique (46-54) relié à la servo-commande pneumatique (14, 44); et dans lequel L'unité de commande (28) est conçue, si les roues se bloquent, pour provoquer une première interruption de l'action de freinage au moyen de la valve à solénoide (22), et des cycles successifs de freinage et de relâchement de freinage en fermant, en mettant sous pression et en ouvrant, respectivement, la canalisation d'évacuation (26) par l'intermédiaire de l'actionneur hydropneumatique (32); une chambre de commande pneumatique (36) étant définie dans l'actionneur hydropneumatique (32), dans laquelle la pression d'air est directement reliée à la pression hydraulique appliquée aux freins (18) durant les cycles de freinage et de relâchement du freinage; caractérisé en ce que Les moyens de détection de pression (70) sont associés à l'actionneur hydro- pneumatique (32) de manière à détecter la pression d'air dans la chambre de commande pneumatique (36). 3. Dispositif antiblocage hydropneumatique conforme à la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les moyens de détection de pression comprennent un détecteur de pression (70) comportant au moins un transducteur de pression extensométrique constitué par une résistance en film épais. 4. Système de freinage pour un véhicuLe à moteur comportant un dispositif antibLocage pour Les roues de ce véhicuLe conforme à L'une quelconque des revendications précédentes.