Brevet FR2672555A1 — publié le 19920814

i L'invention concerne un système de freinage qui est en mesure d'assurer la régulation aussi bien du glissement de freinage que du glisse- ment de traction. En tant qu'état de la technique, on connaît des systèmes dans lesquels une valve d'isolement est prévue dans la conduite de freinage entre le maître-cylindre de freinage et le frein de roue Pour diminuer la pression dans le frein de roue, une pompe envoie de l'agent de pression de ce frein de roue dans un accumulateur à pression élevée Pour augmenter à nouveau la pression, l'agent de pression accumulé est renvoyé au frein de roue. On connaît en outre des systèmes dans lesquels une pompe est disposée dans la conduite de freinage Suivant la direction dans laquelle la pompe refoule, la pression dans le frein de roue peut être diminuée ou augmentée. Il est en outre connu des systèmes qui exécutent une régulation du glissement de freinage, c'est-à-dire empêchent un blocage d'une roue, et qui peuvent aussi être utilisés pour empêcher un patinage des roues au démarrage. En ce qui concerne le but de l'invention, cette dernière doit remplir les conditions suivantes: Le maître-cylindre doit être isolé du circuit de freinage pendant une régulation du glissement de freinage. Le système doit se suffire d'une pompe qui fonctionne aussi bien dans le cas d'une régulation du glissement de freinage que dans le cas d'une régulation du glissement de traction. Le circuit de freinage doit être fermé afin que, malgré une défaillance d'une valve de ce circuit de freinage, une pression de freinage puisse continuer à être créée. L'accumulateur à pression élevée doit être le plus petit pos- sible. Ce but est atteint, ou ces conditions remplies, par un système de freinage, comportant des moyens permettant la régulation aussi bien du glissement de freinage que du glissement de traction, caractérisé en ce qu'il comprend un maître-cylindre de freinage, auquel un ou plusieurs freins de roues sont reliés, une pompe d'agent de pression, interposée dans la conduite de freinage et reliée au maître-cylindre de freinage par l'intermédiaire d'une première valve d'admission et aux freins de roues par l'intermédiaire d'une valve de refoulement, une valve d'isolement, disposée entre le maître-cylindre de freinage et la pompe, un accumulateur à pres- sion élevée, auquel le côté de refoulement de la pompe est relié, de façon telle que la valve d'isolement ferme la conduite de freinage lorsque cet accumulateur à pression élevée est rempli, une conduite secondaire de freinage, dans laquelle une valve de régulation du glissement de traction est interposée et par laquelle les freins de roues communiquent directement avec le maître-cylindre de freinage, une conduite de retour, dans laquelle une seconde valve d'admission est interposée et par laquelle les freins de roues communiquent avec la pompe, cette seconde valve d'aspiration présen- tant une pression d'ouverture supérieure à 1 bar, et des valves d'entrée et des valves de sortie associées aux freins de roues, les valves d'entrée étant disposées dans la conduite de freinage et les valves de sortie dans la conduite de retour. Suivant des développements avantageux, il peut être prévu que la sortie de la pompe communique avec le maître-cylindre de freinage par une conduite de refoulement dans laquelle est interposée une valve anti- retour, pouvant être mise hors service, qui libère la conduite de soutirage lorsque l'accumulateur à pression élevée est rempli, que la pompe soit réalisée sous la forme d'une pompe à auto- amorçage, que le piston de la pompe soit pourvu de deux garnitures d'étanchéité, la zone située entre ces garnitures d'étanchéité communiquant par une conduite avec un accumulateur à basse pression disposé sur la conduite de retour, et que, dans chacune des conduites secondaires de freinage conduisant aux freins de roues, il soit disposé une valve anti-retour s'ouvrant en direction du maître-cylindre de freinage. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté à la figure qui doit être décrite ci-après. Le système de freinage est constitué d'un maître-cylindre de freinage 1 auquel des freins de roues 3 sont reliés par une conduite de freinage 2 Cette conduite de freinage se compose de portions partielles 2 ' à 2 '''' Cette décomposition est choisie afin de pouvoir mieux décrire le système de freinage Une conduite secondaire de freinage 4 est prévue parallèlement à la conduite de freinage 2. La première portion de conduite de freinage 2 ' s'étend du maîtrecylindre de freinage à une valve d'isolement 5 De cette valve d'isolement, la deuxième portion de conduite de freinage 2 '" conduit à la pompe 7 Cette portion de conduite de freinage se raccorde à une première valve d'admission 8 de la pompe Cette valve d'admission est caractérisée par le fait qu'elle présente une pression d'ouverture la plus faible possi- ble Elle est égale à 0,2 bar environ La portion de conduite de freinage 2 "'' se raccorde à la pompe par l'intermédiaire d'une valve de refoulement 9 Elle conduit à une valve anti-retour 10 qui se ferme en direction de la pompe La dernière portion partielle 2 '"'' conduit de cette valve antiretour aux freins de roues 3 raccordés Dans l'exemple de réalisation, cette portion de conduite de freinage se divise en deux branches partielles dans chacune desquelles une valve d'entrée 11 est montée Dans la position initiale des valves, la conduite de freinage est ouverte et, dans leur position commutée, elle est fermée Les valves d'entrée sont en général à actionnement électromagnétique. Ainsi que cela a déjà été indiqué, les freins de roues communi- quent directement avec le maître-cylindre de freinage par une conduite secondaire de freinage 4 Dans chacune des branches conduisant à chaque frein de roue, il se trouve une valve anti-retour 12 se fermant en direc- tion du frein de roue Dans la portion commune de la conduite secondaire de freinage, il est inséré une valve de régulation du glissement de traction (valve ASR) qui présente aussi deux positions Dans la position initiale, elle est ouverte et, dans la position de commutation, elle est fermée ASR est l'abréviation de l'expression allemande correspondant à "régulation du glissement de traction" Cette valve n'est nécessaire que lorsque, pour les roues comportant les freins de roues 3, il s'agit de roues motrices Sa fonction est exposée ci-après. Les freins de roues 3 communiquent en outre avec la pompe 7 par une conduite de retour 14 Dans chacune des branches de cette conduite de retour qui conduisent aux freins de roues respectifs, il se trouve une valve de sortie 15 qui, dans sa position initiale, ferme la branche de conduite qui lui est associée et, dans sa position commutée, libère cette branche de conduite Les valves de sortie sont en général à actionnement électromagnétique La conduite de retour 14 est reliée à la pompe 7 par l'intermédiaire d'une seconde valve d'admission 16 Cette seconde valve d'admission est caractérisée par le fait que sa pression d'ouverture est supérieure à 1 bar Par conséquent, la pression minimale régnant dans la conduite de retour 14 et donc dans le frein de roue 3 est de 1 bar. A la conduite de retour 14, il est raccordé un accumulateur à basse pression 17 qui reçoit l'agent de pression qui ne peut pas immédia- tement être refoulé plus loin en raison d'une capacité limitée de refoule- ment de la pompe. Une conduite de refoulement 18, qui part en dérivation de la portion de conduite de freinage 2 '"', conduit à un accumulateur 19 à pres- sion élevée Il est en outre prévu une conduite de soutirage 20 qui part en dérivation de la portion de conduite de freinage 2 '"'" dans la zone située entre la valve anti-retour 10 et la valve d'entrée 11 Elle conduit au maître-cylindre de frein 1 et il y est inséré une valve anti-retour 21, pouvant être mise hors service, qui se ferme en direction du maîtrecylin- dre de freinage. L'accumulateur 19 à pression élevée est réalisé de la manière qui suit Un piston d'accumulateur 25 est soumis à la charge d'un ressort 26 mis en précontrainte et délimite, par l'une de ses faces, la chambre d'accumulateur 27. Le piston d'accumulateur 25 actionne aussi bien la valve d'iso- lement 5 que la valve anti-retour 41 pouvant être mise hors service Dans la position initiale du piston d'accumulateur 25 (la chambre d'accumulateur 27 présente son volume le plus petit), il est en appui sur une tige-pous- soir 28 qui coopère avec l'obturateur 29 de la valve d'isolement 5, de façon telle que cet obturateur 29 soit maintenu écarté de son siège La valve d'isolement est ouverte Si l'accumulateur à pression élevée est rempli, le piston d'accumulateur 25 libère la tige-poussoir 28, de sorte que l'obturateur 29 peut s'appliquer sur son siège et ferme la conduite de freinage 2 Si l'accumulateur est rempli pendant une régulation du glisse- ment de freinage, le piston d'accumulateur 25 se déplace à l'encontre de la force du ressort d'accumulateur 26 Dans une position déterminée, le piston d'accumulateur 25 parvient en appui sur une autre tige-poussoir 30 qui coo- père avec l'obturateur 31 de la valve anti-retour 21 pouvant être mise hors service Cette tige-poussoir 30 soulève l'obturateur 31 de son siège de valve, de sorte que la conduite de soutirage 20 est ouverte. La pompe 7 peut être décrite de la manière qui suit Elle est constituée d'un piston 40 qui est entraîné par un excentrique 41 Ce piston 40 délimite la chambre de pompe 45 Le piston de pompe est pourvu de deux garnitures d'étanchéité 42 et 43, la zone située entre ces garnitures d'étanchéité communiquant en permanence avec l'accumu- lateur 17 à basse pression par une conduite 44 La chambre de pompe 45 comporte trois raccords, à savoir vers les deux valves d'admission 8 et 16 et vers la valve de refoulement 9 Il doit s'agir d'une pompe à autoamor- çage, des moyens appropriés donnant l'assurance que le piston 40 reste toujours en appui sur l'excentrique 41 Ce piston 40 doit nécessairement suivre le déplacement de l'excentrique 41. Pour être complet, il convient de remarquer qu'à la figure, il n'est représenté qu'un circuit de freinage Toutefois, on utilise habituel- lement un maître-cylindre à réalisation tandem dans lequel, à chaque chambre de ce maître-cylindre, il est raccordé respectivement un circuit de freinage, de la manière représentée Ainsi que cela a déjà été indiqué, la valve ASR 13 n'est nécessaire que dans le circuit dans lequel les roues motrices se trouvent. Le schéma de fonctionnement du système est le suivant On peut distinguer trois fonctions du système, à savoir: le freinage normal, le freinage avec régulation du glissement de freinage et le freinage avec régulation du glissement de traction. La situation initiale du système est représentée par la figure. Les valves d'entrée sont ouvertes, les valves de sortie sont fermées et la valve ASR 13 est ouverte La pompe 7 n'est pas entraînée et l'accumulateur 19 se trouve dans sa position initiale, de sorte que la valve d'isolement 5 est ouverte et la valve anti-retour 21 pouvant être mise hors service est fermée. Le freinage normal a lieu comme suit Si le conducteur actionne la pédale, de l'agent de pression est envoyé du maître-cylindre de freinage 1 dans les freins de roues 3 par l'intermédiaire de la valve d'isolement, qui est ouverte, de la première valve d'admission 8, de la chambre de pompe 45, de la valve de refoulement 9, de la valve anti-retour 10 et des valves d'entrée 11, qui sont ouver- tes Une pression, à savoir la pression de freinage, augmente alors dans le circuit de freinage Elle entraîne un ralentissement des roues et, par suite, un ralentissement du véhicule Si on relâche à nouveau la pédale, de l'agent de pression retourne au maître-cylindre de freinage par l'intermé- diaire de la conduite secondaire de freinage 4, donc par l'intermédiaire des valves anti-retour 12, qui s'ouvrent, et de la valve ASR 13. La précontrainte du ressort 26 situé dans l'accumulateur 19 à pression élevée est fixée de façon à correspondre à une pression du circuit de freinage qui est inférieure à la pression qui conduirait dans tous les cas au blocage des roues. Si cette pression limite est dépassée, le piston d'accumulateur 25 se déplace un peu, de sorte que la valve d'isolement 5 se ferme Une augmentation supplémentaire de pression s'effectue alors par l'intermé- diaire de la valve anti-retour 21, pouvant être mise en service, qui s'ou- vre vers les freins de roues La valve anti-retour 10 empêche qu'il par- vienne encore plus d'agent de pression dans l'accumulateur 19 à pression élevée. Pendant un freinage, le comportement des roues en rotation est surveillé au moyen de capteurs qui ne sont pas représentés ici Les signaux de ces capteurs sont exploités par une unité de commande qui n'est pas représentée non plus Si, sur la base de l'algorithme qui est prévu dans cette unité de commande, il est établi que l'une des roues menace de se bloquer, le freinage avec régulation du glissement de freinage commence alors. Le freinage avec régulation du glissement de freinage a lieu comme suit: L'unité de commande envoie d'abord un signal à la valve d'entrée 11 associée qui passe dans sa position de fermeture En même temps, un signal approprié de commande de l'unité de commande fait s'ouvrir la valve associée de sortie Le circuit de commande provoque en outre une mise en marche de l'entraînement de la pompe, de sorte quelle commence à refouler de l'agent de pression La valve ASR reste ouverte. A partir des freins de roues 3, l'agent de pression passe d'abord dans l'accumulateur 17 à basse pression, de sorte que la pression de freinage diminue La pompe aspire de l'agent de pression par la seconde valve d'admission 16 et le refoule dans la chambre d'accumulateur 27 de l'accumulateur 19 à pression élevée Le piston d'accumulateur de ce dernier se déplace, de sorte que la valve d'isolement 5 se ferme Une nouvelle augmentation de pression dans les freins de roues est obtenue par le fait que la valve de sortie 15 associée se ferme et que la valve d'entrée 11 associée s'ouvre De ce fait, de l'agent de pression retourne dans le frein de roue à partir de l'accumulateur à pression élevée Au moyen des valves anti-retour 12, la pression dans le frein de roue est limitée à la pression du maître-cylindre, de sorte qu'à tout instant, le conducteur peut interrompre le freinage, c'est-à-dire diminuer la pression de freinage, en relâchant la pédale La pression d'ouverture de 1 bar de la seconde valve d'admission 16 a pour effet qu'il reste en permanence dans le frein de roue une petite pression résiduelle qui est nécessaire pour maintenir encore les éléments de serrage en appui sur le disque de frein ou sur les mâchoires de frein Du fait de la pression accrue d'ouverture de la seconde valve d'admission, une dépression peut se former dans la chambre de pompe 45, ce qui n'est pas normalement souhaité, étant donné que de l'air pourrait pénétrer dans le système La double garniture d'étanchéité 42, 43 peut toutefois diminuer ce risque d'une manière sûre. Dan des situations déterminées, par exemple lors de conditions de frottement sur la route qui alternent rapidement, il peut arriver que l'accumulateur à pression élevée ne soit pas en mesure de recevoir tota- lement le volume d'agent de pression du frein de roue Il atteint une posi- tion dans laquelle la valve anti-retour 21 est mise hors service Un supplément d'agent de pression retourne alors dans le maître-cylindre de freinage par l'intermédiaire de la conduite de soutirage 20 Ce n'est que dans ces cas qui se présentent rarement qu'il se produit une réaction de la régulation sur le maître-cylindre de freinage et donc sur la pédale Cet agencement a toutefois comme avantage que l'accumulateur à pression élevée peut être conçu avec un faible volume d'accumulation, de sorte que les dimensions hors-tout de cet accumulateur ne le rendent pas trop volumineux. La régulation du glissement de freinage est terminée lorsque l'unité de commande constate, au moyen des capteurs, que les roues tournent sans risque de blocage Elle est terminée aussi lorsque la pression de freinage est réduite par l'intermédiaire des valves anti-retour 12 du fait d'un relâchement de la pédale. La régulation du glissement de traction a lieu comme suit Une régulation du glissement de traction est par exemple néces- saire lorsque, lors du démarrage, il est appliqué sur les roues un couple élevé de rotation qui ne peut pas être transmis par le frottement entre le pneumatique et la voie de roulement Dans ce cas, les roues menacent de patiner On peut compenser l'excès de couple de rotation au moyen d'une pression de freinage Par conséquent, dans la régulation du glissement de traction, il doit se développer une pression de freinage, et ceci indépen- damment d'un actionnement de la pédale. La tendance au patinage peut être constatée par l'unité de commande au moyen des capteurs de roues Si ce cas se présente, la pompe 7 est alors mise en service et la valve ASR 13 est fermée La pompe aspire de l'agent de pression à partir du réservoir de stockage 50 qui, d'une manière connue, est relié au maître-cylindre de frein 1 Cela est rendu possible par le fait que la valve d'isolement 5 est ouverte et que la première valve d'admission ne présente qu'une faible pression d'ouverture En outre, ainsi qu'il a déjà été exposé, la pompe est réalisée sous la forme d'une pompe à autoamorçage L'agent de pression aspiré est refoulé vers les freins de roues par l'intermédiaire de la valve de refoulement 9 et il y produit une pression de freinage Cette pression de freinage peut être modulée par ouverture et fermeture des valves d'entrée et des valves de sortie, d'une manière analogue au cas de la régulation du glissement de freinage S'il se trouve suffisamment d'agent de pression dans le circuit de freinage, l'accumulateur à pression élevée se trouve rempli et la valve d'isolement se trouve fermée Une augmentation de pression par l'intermédiaire de la valve anti-retour 12 ne peut pas se produire, étant donné que la valve ASR 13 est fermée. La régulation du glissement de traction est terminée dès que la tendance des roues motrices en patinage n'existe plus, ce qui peut être constaté par l'unité de commande. REVENDICATIONS 1 Système de freinage, comportant des moyens permettant la régulation aussi bien du glissement de freinage que du glissement de trac- tion, caractérisé en ce qu'il comprend un maître-cylindre de freinage ( 1), auquel un ou plusieurs freins de roues ( 3) sont reliés, une pompe ( 7) d'agent de pression, interposée dans la conduite de freinage et reliée au maître-cylindre de freinage par l'intermédiaire d'une première valve d'admission ( 8) et aux freins de roues par l'intermé- diaire d'une valve de refoulement ( 9), une valve d'isolement ( 5), disposée entre le maître-cylindre de frein et la pompe, un accumulateur ( 19) à pression élevée, auquel le côté de refou- lement de la pompe est relié, de façon telle que la valve d'isolement ferme la conduite de freinage lorsque cet accumulateur à pression élevée est rempli, une conduite secondaire de freinage ( 4), dans laquelle une valve ( 13) de régulation du glissement de traction est interposée et par laquelle les freins de roues communiquent directement avec le maître-cylindre de freinage, une conduite de retour ( 14), dans laquelle une seconde valve d'admission ( 16) est interposée et par laquelle les freins de roues commu- niquent avec la pompe, cette seconde valve d'aspiration présentant une pression d'ouverture supérieure à 1 bar, et des valves d'entrée et des valves de sortie associées aux freins de roues, les valves d'entrée étant disposées dans la conduite de freinage et les valves de sortie dans la conduite de retour. 2 Système de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie de la pompe communique avec le maître-cylindre de frei- nage ( 1) par une conduite de refoulement ( 20) dans laquelle est interposée une valve anti-retour ( 31), pouvant être mise hors service, qui libère la conduite de soutirage ( 20) lorsque l'accumulateur à pression élevée ( 19) est rempli. 3 Système de freinage suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe est réalisée sous la forme d'une pompe à autoamorçage. 4 Système de freinage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le piston de la pompe est pourvu de deux garnitures d'étanchéité ( 42, 43), la zone située entre ces garnitures d'étanchéité communiquant par une conduite ( 44) avec un accumulateur à basse pression ( 17) disposé sur la conduite de retour ( 14). Système de freinage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans chacune des conduites secondaires de freinage conduisant aux freins de roues ( 3), il est disposé une valve anti-retour ( 12) s'ouvrant en direction du maître-cylindre de freinage.