Brevet FR2665407A1 — publié le 19920207

i La présente invention concerne un système de freinage à régu- lation antiblocage pour véhicule automobile, comprenant, d'une part, une unité d'actionnement qui est constituée d'un maître-cylindre de freinage, comprenant deux chambres de pression délimitées par deux pistons de maître- cylindre, de préférence un maître-cylindre tandem, et d'un amplificateur d'effort de freinage à dépression disposé en amont de ce maitre-cylindre de freinage et agencé de façon à pouvoir être actionné au moyen d'un organe d'entrée, des cylindres de freins de roues étant raccordés aux chambres de pression du maître-cylindre de freinage par l'intermédiaire de conduites hydrauliques, et, d'autre part, une unité électronique centrale de régula- tion sur les entrées de laquelle sont envoyés des signaux de sortie prove- nant de capteurs relevant le comportement en rotation des roues à freiner et dont des signaux de commande commandent, dans un cas de régulation anti- blocage, des valves d'agent de pression (valves de roues) insérées dans des conduites hydrauliques et disposées en amont des cylindres de freins de roues, tandis qu'une paroi mobile séparant, dans le boîtier de l'amplifi- cateur d'effort de freinage à dépression, une chambre à dépression, agencée de façon à pouvoir être mise à l'atmosphère dans un cas de régulation anti- blocage, d'une chambre de travail est agencée de façon à pouvoir se dépla- cer indépendamment de l'organe d'entrée et est en liaison de transmission de force avec le premier piston (piston principal) de maître-cylindre. Un tel système de freinage et son unité d'actionnement sont con- nus par la demande de brevet français 9101676 de la demanderesse. Dans l'objet de cette demande, pour exercer, dans un cas de régulation antiblocage, une force de retenue s'opposant à la force d'actionnement, il est prévu une chambre hydraulique qui est en liaison de coopération avec l'organe d'entrée de l'amplificateur d'effort de freinage à dépression et dont une liaison avec un réservoir d'agent de pression sans pression peut être obturée au moyen d'une valve d'obturation à actionnement électromagnétique Cette chambre est formée par un espace annulaire réalisé entre la surface du maître- cylindre de freinage et une pièce intermédiaire disposée coaxialement à ce maître-cylindre et elle est délimitée par un piston de blocage agencé de façon à pouvoir être entraîné par la paroi mobile de l'amplificateur d'effort de freinage à dépression Dans la posi- tion de relâchement des freins, les deux chambres de pression du maître- cylindre de freinage communiquent avec le réservoir d'agent de pression, les liaisons étant obturées au moyen de valves centrales lors d'un action- nement des freins. Un inconvénient particulier de l'unité connue d'actionnement doit être vu dans sa structure complexe qui entraîne des coûts considé- rables de fabrication et de montage En outre, le réglage de toutes les dimensions importantes pour le fonctionnement ou l'adaptation des dimen- sions coaxiales existantes (diamètre du maître-cylindre, diamètres inté- rieur et extérieur du piston de blocage et diamètre intérieur de la pièce intermédiaire) sont très complexes et exigent un travail important Un autre inconvénient réside dans la taille considérable de l'amplificateur d'effort de freinage à dépression, taille qui découle de la chute de dépression se produisant lors de la régulation On ressent aussi comme négatives les pulsations ou vibrations qui apparaissent dans un cas de régulation et qui peuvent être ressenties sur la pédale d'actionnement. C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile, du type indiqué dans le préambule, qui puisse être fabriqué d'une manière particulièrement économique Par ailleurs, toutes les dimensions impor- tantes pour le fonctionnement doivent pouvoir être réglées d'une manière simple Un autre but partiel consiste à éliminer les pulsations de pression apparaissant au cours de la régulation et pouvant être ressenties sur la pédale de frein. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que les chambres de pression sont agencées de façon à pouvoir être obturées dans un cas de régulation antiblocage et par le fait qu'il est prévu, dans le maître-cylindre, une chambre hydraulique modulatrice qui est délimitée par un piston modulateur se trouvant en liaison de transmission de force avec la paroi mobile et qui est agencée de façon à pouvoir communiquer au choix avec un réservoir d'agent de pression sans pression ou avec les freins de roues. Un agencement de l'objet de l'invention présentant un encom- brement particulièrement réduit est obtenu, dans le cas d'un développement avantageux de réalisation de l'invention, par le fait que la chambre modu- latrice est formée par un espace annulaire disposé en amont de la chambre principale de pression et délimitée par le piston principal et par le fait que le piston modulateur est agencé sous la forme d'un piston annulaire et est guidé par le piston principal. La liaison qui peut être réalisée au choix entre la chambre modulatrice et le réservoir d'agent de pression ou les freins de roues peut être réalisée au moyen d'une valve hydraulique à 3 voies/2 positions à actionnement électromagnétique L'obturation des chambres de pression peut s'effectuer au moyen de valves hydrauliques de blocage Ces valves de blocage peuvent être réalisées sous la forme de valves à 2 voies/2 posi- tions à actionnement électromagnétique. Afin d'avoir l'assurance que des pressions identiques se déve- loppent dans tous les cylindres de freins de roues raccordés aux diffé- rentes chambres de pression du maître-cylindre de freinage, il est prévu, dans un développement avantageux de réalisation, qu'entre les sorties des valves de blocage obturant les chambres de pression, il est interposé un agencement hydraulique qui permet un équilibrage de pression tout en assu- rant en même temps une séparation des deux chambres de pression. Le piston modulateur peut prendre appui, sous l'action d'un ressort de précontrainte, sur une plaque d'appui appliquée axialement sur le boîtier de commande La transmission de force entre la paroi mobile et le piston principal peut avoir lieu au moyen d'un élément de transmission de force de forme tubulaire. Afin de faire ressentir au conducteur l'action d'un effort qui corresponde à la force de réaction résultant de la pression hydraulique régnant dans le maître-cylindre, il est proposé, dans une autre variante de réalisation de l'objet de l'invention, qu'à son extrémité tournée vers l'amplificateur d'effort de freinage, le piston principal comporte un évi- dement cylindrique dans lequel est disposé un disque élastique de réaction sur lequel l'organe d'entrée et la paroi mobile s'appuient le premier directement et la seconde par l'intermédiaire d'une douille de transmission de force. L'élément de transmission de force peut être disposé entre la paroi mobile et la douille de transmission de force. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un système de freinage à régulation antiblocage, pour véhicule automobile, conforme à l'invention et la figure 2 est une vue en coupe axiale d'une unité d'action- nement utilisée dans le système de freinage pour véhicule automobile, conforme à l'invention, de la figure 1. Sur les figures des dessins, les éléments structurels se corres- pondant sont désignés par des repères identiques. La figure 1 représente un système de freinage à régulation anti- blocage, pour véhicule automobile, comprenant un amplificateur d'effort de freinage à dépression 1 qui, d'une manière connue, est relié à une pédale de frein 3 par l'intermédiaire d'un organe d'entrée 4 Sur le côté de l'amplificateur d'effort de freinage à dépression 1 qui est situé à l'oppo- sé de cet organe d'entrée 4, il est prévu un maître-cylindre de freinage 2 dont des chambres de pression 7, 8 communiquent avec un réservoir d'agent de pression 5. Une première conduite hydraulique 11 relie la première chambre de pression 7 (chambre principale), délimitée par un premier piston de maître-cylindre 9 (piston principal), aux cylindres de freins de roues de deux freins de roues 22, 23, qui ne sont représentés que schématiquement et sont éventuellement associés à l'essieu arrière, par l'intermédiaire de deux valves de roues 14, 24 qui sont réalisées sous la forme de valves à 2 voies/2 positions et sont montées, d'une manière habituelle, dans un bloc de valves Dans la conduite 11, il est interposé une première valve hydrau- lique de blocage 44 qui est réalisée sous la forme d'une valve à 2 voies/2 positions à actionnement électromagnétique et qui, dans un cas de régula- tion antiblocage, permet un blocage hydraulique de la première chambre de pression 7. Des cylindre de freins de roues de deux freins de roues 20, 21, en amont desquels sont montées deux autres valves de roues 47, 48 et qui sont par exemple associés à l'essieu avant du véhicule automobile, sont raccordés, au moyen d'une seconde conduite hydraulique 13 et avec inter- position d'une seconde valve de blocage 45, à la deuxième chambre de pres- sion 8 (chambre secondaire) délimitée par un second piston de maître- cylindre 10 (piston secondaire) De même que la première valve de blocage 44, la seconde valve de blocage 45 est réalisée sous la forme d'une valve à 2 voies/2 positions à actionnement électromagnétique. Une troisième conduite hydraulique 46 provenant d'une chambre hydraulique modulatrice, qui est réalisée dans le boîtier de maîtrecylin- dre et n'est pas représentée plus en détail, se raccorde à l'entrée d'une valve hydraulique à 3 voies/2 positions 19 qui permet une liaison, au choix, entre la chambre modulatrice et le réservoir d'agent de pression 5 au moyen de la conduite 85, ou entre cette chambre modulatrice et les freins 20, 21, associés à l'un des deux essieux du véhicule, au moyen de la conduite 86. A chacun des freins de roues avant et arrière 20, 21, 22 et 23, il est associé un capteur 25, 26, 27 ou 28, ces capteurs étant reliés à une unité électronique centrale de régulation 33 par l'intermédiaire de lignes de signal 29, 30, 31 et 32 respectives L'unité électronique de régulation 33 est reliée, par l'intermédiaire de lignes de commande 34, 35, 36, 37, 38 et 88 aux valves de roues 47, 48, 14, 24, aux deux valves de blocage 44, 45 et à la valve hydraulique à 3 voies/2 positions 19, en vue d'actionner ces dernières en fonction des signaux de capteur. Une valve pneumatique à 3 voies/2 positions 42, qui est agencée de façon à pouvoir être commandée par l'unité électronique centrale de régulation 33 et qui est raccordée par l'intermédiaire d'une conduite pneu- matique 43 à la chambre de travail de l'amplificateur d'effort de freinage à dépression 1 située du côté du maître-cylindre, fait communiquer la cham- bre de travail précitée au choix avec une source de dépression 12 (par l'intermédiaire d'une valve antiretour 41) ou avec l'atmosphère. Afin que, lors de l'actionnement des freins, les cylindres de freins de roues raccordés aux différentes chambres de pression 7, 8 du maître-cylindre 2 puissent être soumises à l'action de pressions hydrau- liques identiques, il est enfin prévu un agencement hydraulique 15 qui permet un équilibrage de pression entre les deux chambres de pression 7, 8 Ainsi que cela ressort de la figure 1, l'agencement 15 est constitué de deux chambres hydrauliques 17, 18 qui sont séparées l'une de l'autre par un piston 16 pouvant se déplacer d'une manière limitée et qui sont raccordées au moyen de conduites hydrauliques 39, 40 aux côtés de sortie des valves de blocage 44, 45 et à la conduite hydraulique 11 Dans le cadre de l'idée inventive, il est pensable sans aucune restriction de monter aussi bien les valves de blocage 44, 45 que la valve à 3 voies/2 positions 19 dans le bloc de valves précité Cela est valable aussi pour l'agencement hydraulique 15 qui peut être intégré aussi dans le boîtier du maître-cylindre de frein 2. L'amplificateur d'effort de freinage à dépression 1 de l'ensem- ble structurel représenté à la figure 2 comprend deux parties de boîtier 58, 59 qui sont asssemblées par leurs côtés ouverts et qui forment un boîtier d'amplificateur 70 La partie de boîtier 58 qui est représentée à gauche à la figure 1 et qui est pourvue d'un raccord pneumatique ne portant pas de repère est fixée rigidement sur le maître-cylindre de frein tandem 2, tandis qu'un boîtier de commande 72, dans lequel est logée une valve de commande 63, est guidé d'une manière coulissante et étanche dans la partie de boîtier 59 de droite La valve de commande 63 est actionnée par un piston de valve 64 relié à l'organe d'entrée 4. Ainsi qu'il ressort sans difficulté des dessins, en ce qui concerne l'amplificateur d'effort de freinage à dépression 1 représenté, il s'agit d'un amplificateur d'effort de freinage à réalisation tandem dont le boîtier 70 est divisé par une paroi séparatrice 77 en deux chambres pneumatiques 61 et 71 La chambre pneumatique 71 représentée aux dessins sur la droite est divisée, par une première paroi mobile 6 disposée dans cette chambre et constituée d'un plateau-membrane 74 et d'une membrane à enroulement 75 appliquée sur celui-ci, en une première chambre à dépression et une première chambre de travail 60, tandis que, dans la chambre pneu- matique 61 représentée à gauche, une seconde paroi mobile portant le repère 79 délimite une seconde chambre à dépression 80, qui communique avec la première chambre à dépression 50, et une seconde chambre de travail 81 communiquant avec la première chambre de travail 60 qui, dans le cas d'un freinage normal, peut être mise à l'atmosphère au moyen de la valve de commande 63. La partie de boîtier 59 située du côté de l'organe d'entrée est de préférence pourvue de nervures radiales 78 qui délimitent des conduits de mise à l'atmosphère faisant communiquer les deux chambres de travail 60, 81 La paroi séparatrice 77 prend appui sur ces nervures 78 et elle est maintenue axialement par un anneau de maintien 52 qui est serré sur son bord dans la zone d'assemblage des deux parties de boîtier 58, 59. La transmission de la force d'amplification, exercée par la seconde paroi mobile 79, au boîtier de commande 72 s'effectue au moyen d'un fourreau métallique 57 qui traverse d'une manière étanche la cloison sépa- ratrice 77 et à l'intérieur duquel est disposé un ressort de rappel 49, prenant appui sur la partie de boîtier 58 située du côté du maître-cylin- dre, qui est prévu pour rappeler les deux parois mobiles 6, 79 et qui prend appui de l'autre côté sur une plaque d'appui 56 appliquée axialement sur le boîtier de commande 72. La plaque d'appui 56 empêche un déplacement d'une garniture d'étanchéité, une coupelle d'étanchéité 69 dans l'exemple représenté, qui assure l'étanchéité du piston de valve 64 par rapport au boîtier de commande 72. Le piston principal 9 qui délimite la chambre principale de pression 7 forme, dans le boîtier du maître-cylindre 2 et en coopération avec la paroi de son alésage, une chambre annulaire qui est située en amont de la chambre principale de pression 7 et qui sert de chambre hydraulique modulatrice 53 conformément à l'idée inventive. La chambre modulatrice 53, au raccord 76 de laquelle est raccor- dée la conduite 46 représentée à la figure 1, est délimitée par un piston modulateur 51 qui est guidé sous la forme d'un piston annulaire, de préfé- rence sur la surface du piston principal 9, et qui prend appui axialement, sous l'action de la précontrainte d'un ressort de précontrainte 55, sur le boîtier de commande 72 ou plus précisément sur la plaque d'appui 56 précé- demment citée Le ressort de précontrainte 55 est serré entre une surface d'appui réalisée sur le boîtier du maître-cylindre et une rondelle élasti- que 82 fixée à l'extrémité du piston modulateur 51 et il est disposé à l'intérieur du boîtier d'amplificateur 70 d'une manière coaxiale au four- reau 57 ou au ressort de rappel 49. La transmission de la force d'amplification au premier piston 9 de maître-cylindre (piston principal) s'effectue au moyen d'un élément de transmission de force 54 de forme tubulaire qui est guidé dans le piston modulateur 51 et qui, d'un côté, prend appui sur le piston principal 9 et, de l'autre côté, est appliqué axialement sur la plaque d'appui 56. L'appui de l'élément de transmission de force 54 sur le piston principal 9 s'effectue au moyen d'une douille de transmission de force 83 qui est guidée dans un logement cylindrique axial 87 du piston principal 9 et qui coopère avec un disque élastique de réaction 84 disposé en amont de cette douille La douille de transmission de force 83 reçoit en même temps l'extrémité d'un prolongement axial 65 du piston de valve 64 qui vient en appui sur le disque de réaction 84 et dont l'aire en section transversale détermine, en coopération avec l'aire de la surface annulaire de la douille de transmission de force 83 qui prend appui sur le disque de réaction 84, le rapport de transmission de l'unité d'actionnement représentée. Le fonctionnement du système de freinage pour véhicule automo- bile, conforme à l'invention et représenté à la figure 1, est décrit ci- après en regard de la figure 2: Lors d'un freinage normal, pendant lequel les deux valves de blocage 44, 45 restent ouvertes et la valve pneumatique à 3 voies/2 posi- tions 42 fait communiquer les chambres à dépression 50 et 80 de l'amplifi- cateur d'effort de freinage à dépression 1 avec la source de dépression 12, l'augmentation et la diminution de pression se déroulent de la même manière que dans une unité connue d'actionnement constituée d'un maîtrecylindre de frein et d'un amplificateur d'effort de freinage à dépression monté en amont de ce dernier Le déplacement du piston modulateur 51 suivant la direction d'actionnement des freins entraîne un refoulement du volume d'agent de pression enfermé dans la chambre modulatrice 53 vers le réser- voir d'agent de pression 5 par l'intermédiaire de la valve hydraulique à 3 voies/2 positions 19 restant dans sa première position de commutation. L'agencement hyraulique 15 permet un équilibrage de pression entre les deux chambres de pression 7 et 8 du maître-cylindre 2. Si maintenant, au cours d'une opération de freinage, un blocage de l'une des roues est relevé par l'un des capteurs 25 à 28, l'unité élec- tronique centrale de régulation 33 produit alors des signaux de commutation qui entraînent une commutation simultanée des valves de blocage 44, 45 et de la valve hydraulique à 3 voies/2 positions 19, de sorte que les deux chambres de pression 7, 8 sont obturées et que le piston principal 9 et l'organe d'entrée 4 auquel la pédale de frein 3 est accouplée restent immo- biles La commutation de la valve hydraulique à 3 voies/2 positions 19 bloque ou interrompt la communication entre la chambre modulatrice 53 et le réservoir d'agent de pression sans pression 5 et crée une communication de cette chambre modulatrice 53 avec la conduite 86 conduisant à l'un des deux circuits de freinage 20, 21 L'unité électronique de régulation commute en même temps la valve pneumatique à 3 voies/2 positions 42, de sorte que les parois mobiles 6 et 79 de l'amplificateur d'effort de freinage à dépression 1 ne sont soumises à aucune force et que la pression régnant dans les freins de roues 20, 21 peut diminuer directement grâce au mouvement de retour du piston modulateur 51 La diminution de la pression envoyée aux freins de roues 22, 23 peut s'effectuer sous l'effet du déplacement du piston 16 de l'agencement hydraulique d'équilibrage 15. Les particularités conformes à l'invention permettent d'obtenir les avantages suivants: a) aucun enfoncement de la pédale de frein jusqu'à fond de course dans le cas d'une défaillance de la dépression; b) augmentation de la pression pendant la régulation au moyen du piston modulateur qui est soumis à l'action de la force d'amplification et dont l'aire de la surface annulaire peut être facilement adaptée aux condi- tions du véhicule, de sorte que la taille de série existante de l'amplifi- cateur d'effort de freinage à dépression peut être conservée; c) une défaillance d'une valve de blocage est immédiatement remarquée par le conducteur. REVENDICATIONS 1 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile, comprenant, d'une part, une unité d'actionnement qui est cons- tituée d'un maître-cylindre de freinage, comprenant deux chambres de pression délimitées par deux pistons de maître-cylindre, de préférence un maître-cylindre tandem, et d'un amplificateur d'effort de freinage à dépression disposé en amont de ce maître-cylindre de freinage et agencé de façon à pouvoir être actionné au moyen d'un organe d'entrée, des cylindres de freins de roues étant raccordés aux chambres de pression du maître- l O cylindre de frein par l'intermédiaire de conduites hydrauliques, et, d'autre part, une unité électronique centrale de régulation sur les entrées de laquelle sont envoyés des signaux de sortie provenant de capteurs relevant le comportement en rotation des roues à freiner et dont des signaux de commande commandent, dans un cas de régulation antiblocage, des valves d'agent de pression insérées dans des conduites hydrauliques et disposées en amont des cylindres de frein de roue, tandis qu'une paroi mobile séparant, dans le boîtier de l'amplificateur d'effort de freinage à dépression, une chambre à dépression, agencée de façon à pouvoir être mise à l'atmosphère dans un cas de régulation antiblocage, d'une chambre de travail est agencée de façon à pouvoir se déplacer indépendamment de l'organe d'entrée et est en liaison de transmission de force avec le premier piston de maître- cylindre, caractérisé en ce que les chambres de pression ( 7, 8) sont agencées de façon à pouvoir être obturées dans un cas de régulation antiblocage et en ce qu'il est prévu, dans le maître-cylindre ( 2), une chambre hydraulique modulatrice ( 53) qui est délimitée par un piston modulateur ( 51) se trouvant en liaison de transmission de force avec la paroi mobile ( 6) et qui est agencée de façon à pouvoir communiquer au choix avec un réservoir d'agent de pression sans pression ( 5) ou avec les freins de roues ( 20, 21). 2 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre modulatrice ( 53) est formée par un espace annulaire disposé en amont de la chambre principale de pression ( 7) et délimitée par le piston principal ( 9) et en ce que le piston modulateur ( 51) est agencé sous la forme d'un piston annulaire et est guidé par le piston principal ( 9). 3 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la liai- son qui peut être réalisée au choix entre la chambre modulatrice ( 53) et le réservoir d'agent de pression ( 5) ou les freins de roues ( 20, 21) est réalisée au moyen d'une valve hydraulique à 3 voies/2 positions ( 19) à actionnement électromagnétique. 4 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturation des chambres de pression( 7, 8) s'effectue au moyen de valves hydrauliques de blocage ( 44, 45). Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les valves de blocage ( 44, 45) sont réalisées sous la forme de valves à 2 voies/2 posi- tions à actionnement électromagnétique. 6 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'entre les sorties des valves de blocage ( 44, 45) obturant les chambres de pression ( 7, 8), il est interposé un agencement hydraulique ( 15) qui permet un équi- librage de pression tout en assurant en même temps une séparation des deux chambres de pression ( 7, 8). 7 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le piston modulateur ( 51) prend appui, sous l'action d'un ressort de précontrainte ( 55), sur une plaque d'appui ( 56) appliquée axialement sur le boîtier de commande ( 72). 8 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la transmis- sion de force entre la paroi mobile ( 6 ou 79) et le piston principal ( 9) a lieu au moyen d'un élément de transmission de force ( 54) de forme tubu- laire. 9 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à son extrémité tournée vers l'amplificateur d'effort de freinage ( 1), le piston principal ( 9) comporte un évidement cylindrique ( 87) dans lequel est disposé un disque élastique de réaction ( 84) sur lequel l'organe d'entrée ( 3 ou 65) et la paroi mobile ( 6 ou 79) s'appuient, le premier directement et la seconde par l'intermédiaire d'une douille de transmission de force ( 83). 10 Système de freinage à régulation antiblocage pour véhicule automobile suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'élément de transmission de force ( 54) est disposé entre la paroi mobile ( 6) et la douille de transmission de force ( 83).