Brevet FR2602478A1 — publié le 19880212

- 1- 2602478 La présente invention concerne un générateur de pression de freinage destiné à un système hydraulique de freinage pour véhicule automobile, comprenant un maitre-cylindre de freinage pouvant être actionné par au moins un piston d'amplificateur auquel une pression 5 hydraulique auxiliaire est appliquée dans une chambre d'amplificateur, et par un mécanisme d'actionnement à pédale, et comprenant une valve de commande de la pression auxiliaire qui coopère avec le mécanisme d'actionnement à pédale. Les véhicules automobiles dont le poids autoris6 est élevé 10 exigent un générateur de pression de freinage présentant un fort coefficient d'amplification pour maintenir la force exercée sur la pédaleetla oeuseà la pédale à l'intérieur des limites prédéterminées en fonction du confort d'utilisation souhaité. Un générateur de pression de freinage du type indiqué précédemment permet d'obtenir faci15 lement un coefficient d'amplification du niveau requis en commandant la pression auxiliaire de façon appropriée et en concevant en conséquence la surface active du piston d'amplificateur. Cependant, en cas de défaillance de la pression auxiliaire, les forces d'actionnement pouvant être fournies par le mécanisme d'actionnement à pédale ne 20 sont pas suffisantes pour produire la pression de freinage nécessaire pour réaliser une décélération appropriée du véhicule automobile. Pour remédier à cet inconvénient, dans un générateur de pression de freinage du type décrit dans la demande de brevet allemand no P 34 28 136. 3, le piston d'amplificateur comporte, sur le cb25 té tourné vers le mattre-cylindre de freinage, une portion de plus petit diamètre permettant de délimiter une chambre de cylindre récepteur qui est conçue sous la forme d'une chambre annulaire et dont la taille diminue lorsque les freins sont actionnés, du fait du déplacement du piston d'amplificateur. La chambre de cylindre récepteur com30 munique avec une valve pouvant être commandée par la pression auxiliaire de l'amplificateur hydraulique de force par l'intermédiaire duquel elle peut communiquer, en cas de défaillance de la pression auxiliaire, avec un réservoir d'admission sans pression et, si une pression auxiliaire est disponible, avec une chambre de travail du 35 maltre-cylindre de freinage pour fournir ainsi au système de freinage -2- 2602478 - lorsque les freins sont actionnés à l'aide de la pression auxiliaire du liquide de pression supplémentaire provenant de la chambre de cylindre récepteur, à travers le maître-cylindre de freinage, tandis qu'en cas de défaillance de la pression auxiliaire, la chambre de cy5 lindre récepteur reste inopérante, de sorte que l'actionnement du système de freinage, effectué avec une course de pédale de frein allongée en conséquence, n'est réalisé qu'à l'aide du maître-cylindre de freinage. Ce générateur de pression de freinage connu exige une mise en oeuvre de moyens comparativement importante, car la commuta10 tion de la chambre de cylindre récepteur nécessite une valve à commande hydraulique de conception complexe. En outre, le fait que la liaison entre la chambre de cylindre récepteur et la chambre de travail du maître-cylindre de freinage provoque un choc de pression pouvant être détecté par la pédale de frein constitue un inconvénient. 15 La présente invention a donc pour but de fournir un générateur de pression de freinage du type indiqué précédemment, qui, à l'aide d'un coefficient d'amplification avantageux, même en cas de défaillance de la pression auxiliaire, permet, en utilisant une course de pédale allongée, de produire une pression de freinage appro20 priée, et qui nécessite une mise en oeuvre de moyens réduite. Conformément à l'invention, ce but est atteint en ce qu'une surface active du piston d'amplificateur délimite directement une chambre de travail du maître-cylindre de freinage, en ce que le mécanisme d'actionnement à pédale agit directement sur un piston de mai25 tre- cylindre indépendamment du piston d'amplificateur, ce qui permet d'obtenir un générateur de pression de freinage dans lequel la relation entre la force d'actionnement - exercée sur le mécanisme d'actionnement à pédale - et la pression de freinage est déterminée par le rapport de transmission existant entre la pédale de frein et le 30 piston de maître- cylindre, en ce que la pression auxiliaire régulée appliquée au piston d'amplificateur déplace ce dernier indépendamment du déplacement du piston de maltre-cylindre et réalise la plus grande partie du déplacement nécessaire pour produire la pression de freinage régulée. Le maître- cylindre de freinage peut donc être conçu de 35 façon que, même en l'absence de pression auxiliaire, une pression de -3- freinage appropriée puisse être fournie, par le seul actionnement du mécanisme d'actionnement à pédale et en utilisant la course de pédale disponible, et en ce qu'en présence d'une pression auxiliaire régulée, il se produit une réduction de la course de la pédale qui cor5 respond à l'actionnement nécessaire des freins, le déplacement du piston d'amplificateur étant déterminé par l'élévation de la pression auxiliaire au début de l'actionnement des freins par rapport à l'élévation de la pression de freinage régnant dans la chambre de travail 10 du maîtrecylindre de freinage. Pour éviter qu'en cas de brusque défaillance de la pression auxiliaire se produisant lors de l'actionnement des freins, la pédale de frein ne s'affaisse etnmtebainsi un terme au processus de freinage, un mode de réalisation conforme à l'invention prévoit que la con15 duite de liaison reliant la chambre d'amplificateur et le mécanisme de valve de commande soit fermée par une valve dès qu'une défaillance de la pression auxiliaire se produit. De préférence, la valve est ouverte en position de repos et est amenée en position fermée lorsque la pression auxiliaire tombe en dessous de la pression de freinage 20 régnant dans le maltre-cylindre de freinage. Conformément à l'invention, les suf -s effic du piston d'amplificateur qui délimitent, d'une part, la chambre d'amplificateur et, d'autre part, la chambre de travail sont identiques, de sorte que la pression auxiliaire et la pression de freinage adoptent 25 respectivement la même valeur, ce qui permet, en particulier, de simplifier la conception des valves de commande. Une autre simplification structurelle du générateur de pression de freinage conforme à l'invention est obtenue en disposant le piston d'amplificateur au fond du maUtre-cylindre de freinage. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, pour éviter, en cas de freinage très rapide, que la course de la pédale ne soit réduite excessivement en raison de l'accentuation de l'élévation de la pression auxiliaire, la course du piston d'amplificateur peut être limitée dans le sens d'actionnement au moyen d'une 35 butée prévue sur le bottier. Pour éviter les chocs de pression, cette -4 -2602478 butée peut être de conception élastique. Conformément à l'invention, il est également prévu qu'en position de repos, le piston d'amplificateur est sollicité élastiquement dans le sens opposé à son mouvement d'actionnement, contre d'une butée du bottier, ce qui garantit 5 qu'il atteint sa position de repos lors du relâchement des freins et qu'en l'absence de pression auxiliaire, la pédale ne subit pas de course à vide lors du retour du piston d'amplificateur. Conformément à l'invention, pour simplifier la structure du mattre-cylindre de freinage, le piston d'amplificateur et le piston 10 de maltre-cylindre peuvent avoir des faces actives identiques. Un autre mode de réalisation avantageux du générateur de pression de freinage peut être caractérisé en ce qu'en série avec le mécanisme d'actionnement à pédale peut être monté un second piston d'amplificateur dont la urfaeeffiEoe correspond à celle du premier 15 piston d'amplificateur. Un agencement du type décrit ci-dessus, comprenant deux pistons d'amplificateur se déplaçant dans des directions opposées, permet, de manière simple, d'agrandir la surface efFicra à laquelle est appliquée la pression auxiliaire, ce qui fournit un rapport de transmission plus élevé. Cependant, en cas de défaillance de 20 la pression auxiliaire, il est nécessaire d'exercer une force plus importante sur la pédale pour obtenir des forces de freinage identiques. Un autre avantage propre à cet agencement réside dans la simplicité d'entretien du mécanisme de valve de commande. Conformément à l'invention, un mécanisme de réglage peut être prévu pour actionner 25 le mécanisme de valve de commande afin de lui transmettre le déplacement relatif entre le mécanisme d'actionnement à pédale et le second piston d'amplificateur, le mécanisme d'actionnement à pédale comprenant un piston de réaction qui pénètre dans la chambre d'amplificateur du second piston d'amplificateur. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront 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, une vue en coupe longitudinale d'un généra35 teur de pression de freinage conforme à l'invention, représentant, - 5 -2602478 sous forme schématique, les composants qui y sont reliés, - la figure 2, un diagramme des pressions et des forces par rapport au temps lors de l'actionnement du générateur de pression de freinage conforme à la figure 1. Le générateur de pression de freinage 1 représenté sur la figure comprend un maltre-cylindre en tandem 2 et un amplificateur hydraulique de force de freinage 3 qui forment ensemble une unité structurelle. L'amplificateur de force de freinage 3 communique avec un système d'alimentation en énergie hydraulique 4 contenant un accu10 mulateur de pression 5 qui est chargé par une pompe 7 actionnée par un moteur électrique 6. Du côté admission de la pompe 7 part une conduite 8 qui, à travers un filtre 9, mène à un réservoir d'admission sans pression 10. Sur le côté pression de la pompe 7 est implantée une valve anti-retour 11 qui empêche le liquide de pression de re15 fluer lorsque la pompe 7 est arrêtée. La sortie de l'accumulateur de pression 5 communique, par l'intermédiaire d'une conduite de pression 12, avec une valve de surpression 13 pour limiter la pression de chargement à un niveau prédéterminé et pour évacuer l'excès de liquide de pression vers le réservoir d'admission 10. L'amplificateur de force de freinage 3 comprend une valve de freinage 14 qui communique avec une conduite de pression 12, une conduite 8 et une chambre d'amplificateur 15. La valve de freinage 14 est actionnée au moyen d'un levier 16 qui est monté de manière pivotante dans la chambred'amplificateur 15 et qui transmez à la valve à 25 tiroir de commande 20 de la valve de freinage 14 le mou ement relatif se produisant entre un piston de réaction 18 relié à ine pédale de frein 17 et un piston d'amplificateur 19, le piston de réaction 18 étant logé de manière coulissante dans un alésage du piston d'amplificateur 19 conçu sous la forme d'un piston étagé. Le dispositif de 30 commande fonctionne de façon que, lorsque la pédale de frein 17 est actionnée par une force F, une pression auxiliaire est établie dans la chambre d'amplificateur 15, dont le niveau est proportionnel à la force F. Le maltre-cylindre en tandem 2 comprend un piston à tige 21 35 qui, par l'intermédiaire d'une tige de liaison 22, repose sur le pis- -6- 2602478 ton d'amplificateur 19. Par l'intermédiaire d'un piston flottant 23, la chambre de travail du maître-cylindre en tandem 2 est divisée en deux chambres de pression séparées 24, 25. Dans le piston à tige 21 et dans le piston flottant 23 sont prévues des valves centrales 26, 5 27 qui sont ouvertes dans la position de repos représentée et à travers lesquelles les chambres de pression 24, 25 communiquent avec des chambres d'admission 28, 29 reliées aux chambres séparées du réservoir d'admission 10. Des conduites de freinage 30, 31 mènent des deux chambres de pression 24, 25 à deux circuits de freinage séparés d'un 10 système de freinage pour véhicules automobiles (non représenté). Au fond de la chambre de pression 25 est disposé un autre piston d'amplificateur 32 dont le diamètre correspond à celui du piston flottant 23 et qui est appliqué contre le fond 33 de l'alésage du maître-cylindre en tandem 2. Entre le piston d'amplificateur 32 et le 15 fond 33 est prévue un eqpre d'amplificateur 34 qui, par l'intermédiaire d'une conduite de liaison 35, communique avec la chambre d'amplificateur 15. Tout comme le piston flottant 23, le piston d'amplificateur 32 comprend, entre deux joints, une chambre annulaire 36 qui communique avec l'atmosphère pour interdire une liaison hydraulique 20 directe entre la chambre de pression 25 et l'espace d'amplificateur 34. Sur la conduite de liaison 35 est implantée une valve qui est ouverte en position de repos, qui est sollicitée par un ressort et qui peut être commutée en position fermée par la pression de la 25 conduite de freinage 31 dès que la pression régnant dans la portion de la conduite de liaison 35 en communication avec la chambre d'amplificateur 15 qui agit également sur la valve 37 tombe en dessous de la pression de la conduite de freinage 31. En position fermée, la conduite de liaison 35 est fermée par la valve 37. Dans la position de repos représentée, les pistons d'amplificateur 19 et 32, le piston à tige 21 et le piston flottant 23 sont positionnés par des ressorts de compression 38 et des butées télescopiques 39 prévues dans les ressorts de compression et disposées de chaque côté d'un piston flottant 23 dans les chambres de compression 35 24, 25, les butées télescopiques 39 servant également à actionner les _ 7 _2602478 -7 valves centrales 26, 27. Le mouvement de relâchement de la pédale de frein 17 et du piston de réaction 18 est assisté par un ressort de compression 40 agissant sur la tige de pédale 41. Le mode de fonctionnement du générateur de pression de frei5 nage 1 sera maintenant décrit en partant de la position représentée sur la figure, dans laquelle les freins sont relâchés. Dans cette position, toutes les chambres et les espaces du générateur de pression de freinage rempli de liquide de pression sont sans pression et communiquent avec le réservoir d'admission 10. La pression prédéterminée 10 de chargement de l'accumulateur ne règne que dans l'accumulateur de pression 5 et dans la conduite de pression 12 du système d'alimentation en énergie 4. Pour déclencher un processus de décélération, une force F est àpliq? e a la pédale de frein 17 et transmise de la tige de 15 piston 41 au piston de réaction 18. Le diagramme de la figure 2 indique le niveau de la force F par rapport à l'axe du temps à l'aide de la courbe a. Le piston de réaction 18 est déplacé par la force F et actionne ainsi, par l'intermédiaire du levier pivotant 16, le tiroir de commande 20, de sorte que la chambre d'amplificateur 15 est sépa20 rée de la conduite 8 menant au réservoir d'admission 10, et du liquide de pression est envoyé de la conduite de pression 12 dans la chambre d'amplificateur 15, de sorte que la pression régnant dans la chambre d'amplificateur 15 et dans l'espace d'amplificateur 34 communiquant avec la chambre d'amplificateur 15 augmente rapidement et at25 teint sa valeur maximum sensiblement en même temps que la force F, comme le montre la portion de la courbe b correspondant à la pression d'amplificateur p sur le diagramme de la figure 2, le maximum de la pression d'amplificateur p excédant la valeur prédéterminée par la force F, de sorte que le piston de réaction 18, auquel la pression 30 d'amplificateur p est appliquée, est légèrement rappelé jusqu'à ce que la position d'étranglement de la valeur de freinage ainsi atteinte adapte la pression d'amplificateur p à la valeur résultant du produit de la force F par lasurfa-e-ff rrcdet-availcLpiston de réaction 18. Le niveau de la pression d'amplificateur p correspond à la partie 35 horizontale de la courbe b. -8 - 2602478 Lorsque la pression d'amplification est appliquée, les pistons d'amplification 19 et 32 commencent à se déplacer l'un vers l'autre dans le sens d'actionnement, de sorte que les valves centrales 26, 27 se ferment et que-s'établit également dans les chambres de pression 24, 25 une pression qui se propage, par l'intermédiaire des * circuits de freinage 30, 31 au système de freinage pour actionner les différents freins de roues. En raison de la résistance au mouvement et à l'inertie de masse des pistons d'amplificateur 19 et 32 du piston à tige 21 et éventuellement du piston flottant 23, et en raison des forces de rappel des ressorts de compression 38, la pression de freinage régnant dans les chambres de pression 24, 25 augmente plus lentement que la pression d'amplification, de sorte que la pression de freinage n'atteint sa valeur maximum, à laquelle les forces exercées sur les différents pistons sont en situation d'équilibre, qu'à l'issue d'un laps de temps At. L'élévation de la pression de freinage dans les chambres de pression 24, 25 est représentée sur le diagramme de la figure 2 par la courbe en trait discontinu c. L'élévation retardée de la pression de freinage dans les chambres de pression 24, 25 a pour effet de déplacer les'deux pistons d'amplificateur 19, 32 simultanément, de sorte que la course du piston d'amplificateur 19 et donc également le trajet d'actionnement de la pédale de frein 17 ne correspondent qu'à la moitié de la course d'actionnement nécessaire du maître-cylindre en tandem 2, tandis que la seconde moitié de la course d'actionnement du maitre-cylindre en tandem 2 est effectuée par la course du piston d'amplificateur 32, dans la mesure o il décolle du fond 33. Dès que la pression de freinage a atteint sa valeur maxi correspondant à la pression d'amplification, les pistons d'amplificateur 19, 32 restent dans la position o ils se trouvent alors, la force F exercée sur la pédale de frein 17 étant absorbée par la pression d'amplification agissant sur le piston de réaction 18. Le piston de réaction 18 et le piston d'amplificateur 19 se trouvent dans une position relative o la sortie et l'entrée de la valve de freinage 14 sont fermées. Lors du processus d'actionnement décrit ci-dessus, la valve 35 37 reste en permanence en position ouverte, car la pression d'ampli- - 9 - 2602478 fication de la conduite de liaison 35 tend à maintenir la valve ouverte. Si la pression d'amplification baisse brusquement lors d'un processus de décélération en raison d'un défaut de fonctionnement, par exemple d'une défaillance du système d'alimentation en énergie 4, 5 la valve 37 est fermée par la pression de freinage qui règne dans les conduites de freinage 31 et qui agit dans le sens de fermeture. Le liquide de pression déjà introduit dans l'espace d'amplificateur 34 est ainsi prisonnier, de sorte que le piston d'amplificateur 32 conserve la position d'actionnement atteinte. Le processus de décéléra10 tion peut donc être poursuivi sans course à vide notable au niveau de la pédale, car la force d'actionnement F, par l'intermédiaire du piston de réaction 18, est transmise directement au piston d'amplificateur 19 et au piston à tige 21. Si la surface à action hydraulique du piston de réaction 18 est plus petite que celle du piston d'amplifi15 cateur 19 (comme dans le mode de réalisation représenté), la force d'actionnement F nécessaire pour maintenir la pression de freinage doit cependant être augmentée de la valeur inverse du rapport des surfaces. Les surfaces à action hydraulique du piston de réaction 18 et du piston d'amplificateur 19 doivent donc être conçues de façon 20 que la force maximum F pouvant être exercée sur la pédale de frein permette de réaliser un freinage approprié. Lorsque les freins sont relâchés, la valve 37 revient en position initiale ouverte dès que la pression de freinage régnant dans la conduite de freinage 31 est descendue en dessous d'une valeur prédéterminée. La pression régnant 25 dans l'espace d'amplificateur 34 peut donc également baisser de façon que le piston d'amplificateur 32 revienne en position de repos contre le fond 33. Si, lors de l'actionnement du générateur de pression de freinage 1, aucune pression d'amplification n'est disponible d'em30 blée, le processus d'actionnement peut être réalisé uniquement à l'aide de la pédale de frein 17 par l'intermédiaire du déplacement du piston d'amplificateur 19 et du piston à tige 21, dans la mesure o la totalité de la course de la pédale de frein est exploitée. Le générateur de pression de freinage décrit présente donc un degré élevé 35 de sécurité contre les défaillances. -10- 2602478 La valve 37 peut également être conçue sous la forme d'une valve à commande électromagnétique, la régulation demandée correspondant à la pression de freinage de la conduite de freinage 31 pouvant être libérée en fermant le commutateur de feux stop. En outre, le gé5 nérateur de pression de freinage du type décrit précédemment peut convenir à une utilisation dans un système hydraulique de freinage pour véhicules automobiles comprenant un dispositif de régulation du glissement de freinage, car une réserve de course de pédale est fournie par la course d'actionnement du piston d'amplificateur 32 pour 10 garantir la poursuite du processus de décélération en cas de défaillance du système de régulation du glissement de freinage. - il- 2602478 REVENDICATIONS 1. Générateur de pression de freinage destiné à un système hydraulique de freinage pour véhicule automobile, comprenant un maltre-cylindre de freinage pouvant être actionné par au moins un piston d'amplificateur auquel une pression hydraulique auxiliaire 5 est appliquée dans une chambre d'amplificateur, et par un mécanisme d'actionnement à pédale, et comprenant une valve de commande de la pression auxiliaire qui coopère avec le mécanisme d'actionnement à pédale, caractérisé en ce qu'une surface active du piston d'amplificateur (32) délimite directement une chambre de travail (25) du mat10 tre-cylindre de freinage (2), et en ce que le mécanisme d'actionnement à pédale (17, 18) agit directement sur un piston de maltre-cylindre (21) indépendamment du piston d'amplificateur (32;. 2. Générateur de pression de freinage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de liaison (35) reliant 15 la chambre d'amplificateur (34) et le mécanisme de valve de commande (14) peut être fermée par une valve (37) dès qu'une défaillance de la pression auxiliaire se produit. 3. Générateur de pression de freinage conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la valve (37) est ouverte en position 20 de repos et est amenée en position fermée lorsque la pression auxiliaire tombe en dessous de la pression de freinage régnant dans le maître-cylindre de freinage (2). 4. Générateur de pression de freinage conforme l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfa25 ces Effi;? du piston d'amplificateur (32) qui délimitent, d'une part, la chambre d'amplificateur (34) et, d'autre part, la chambre de travail (25) sont identiques. 5. Générateur de pression de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pis30 ton d'amplificateur (32) est disposé au fond (33) du maître-cylindre de freinage (2). 6. Générateur de pression de freinage conforme à l'une quel- -12- 2602478 conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la course du piston d'amplificateur (32) est limitée dans le sens d'actionnement au moyen d'une butée prévue sur le boîtier. 7. Générateur de pression de freinage conforme à l'une quel5 conque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en position de repos, le piston d'amplificateur (32) est sollicité par un dispositif élastique (38) dans le sens opposé à son mouvement d'actionnement, contre d'une butée du boîtier (33). 8. Générateur de pression de freinage conforme à l'une quel10 conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces Pff;ir du piston d'amplificateur (32) et du piston de maître-cylindre (29) sont identiques. 9. Générateur de pression de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en série 15 avec le mécanisme d'actionnement à pédale (17, 41, 18) est monté un second piston d'amplificateur (19) dont laSurfaoeEffic correspond à celle du premier piston d'amplificateur (32). 10. Générateur. de pression de freinage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un 20 mécanisme de réglage (16) est prévu pour actionner le mécanisme de valve de commande (14) afin de lui transmettre le déplacement relatif entre le mécanisme d'actionnement à pédale (17, 41, 18) et le second piston d'amplificateur (19), le mécanisme d'actionnement à pédale (17, 41, 18) comprenant un piston de réaction (18) qui pénètre dans 25 la chambre d'amplificateur (15) du second piston d'amplificateur (19).