Brevet FR2665870A1 — publié le 19920221

L'invention concerne un dispositif hydraulique de régulation plus précisément, elle concerne un dispositif pour réguler la pression dans le cas d'installations de freinage protégées contre le blocage et/ou dans le cas de systèmes réglant le patinage des organes d'entraînements dans des véhicules automobiles, dans lequel au moins un modulateur de pression M est disposé entre le maître- cylindre 1 et les cylindres de roues 7, et un piston 3 dans le modulateur de pression peut se déplacer en opposition à la pression exercée par le maître-cylindre 1, sous l'effet d'une force extérieure F dont la grandeur peut être régulée électroniquement. DE-AS 36 08 573, décrit un dispositif modulateur de pression pour lequel un ensemble élastique exerce, dans la position haute du piston, une contrainte pré-programmée sur le plongeur, par l'intermédiaire d'un mécanisme à levier La contrainte pré-programmée est calculée pour que le piston, même dans le cas de la pression de blocage la plus élevée des roues du véhicule automobile, ne se déplace pas encore sous l'effet de la force due à cette pression, qui agit sur le piston en opposition à la force exercée par le ressort Pour moduler la pression de freinage, on exerce sur le mécanisme à levier une force qui déplace le piston vers le bas, en s'opposant à la force exercée par le ressort, et libère ainsi un volume supplémentaire dans le circuit de freinage, ce qui conduit à une chute de pression La pression dans le système de freinage est crée seulement au moyen de l'ensemble élastique. La force additionnelle qui est nécessaire pour la modulation, est égale, chaque fois, à la force maximale de l'ensemble élastique moins la force due à la pression agissant sur le piston Il apparaît que, de ce fait, l'entraînement est très fortement sollicité. C'est pourquoi on a cherché (DE-A-3810445) à minimiser le besoin de puissance pendant la modulation du système de freinage anti- blocage, qui sera désigné ci-après par ABS Selon ce document, le ressort est remplacé par un piston soumis à la pression du maître- cylindre Ce piston agit par l'intermédiaire d'un mécanisme à levier sur le piston de la régulation ABS. Dans ce cas, grâce à un dimensionnement approprié du mécanisme à levier, la puissance d'entraînement, nécessaire pour moduler la pression de freinage sera limitée à celle qui permet de vaincre le frottement interne des pièces constitutives mécaniques Mais cela est seulement possible comme un cas théorique idéal Dans la pratique, la caractéristique pression-volume du système de freinage peut se modifier dans de larges limites, par suite de l'influence du vieillissement et de la température, ou bien le conducteur du véhicule modifie, pendant une régulation ABS, la pression prise en compte, en faisant varier la pression du pied Par ces variations des conditions limites à partir de l'état idéal, il apparaît des forces supplémentaires élevées que doit prendre en compte l'entraînement du système Il n'est, par suite, nullement certain que l'entraînement ait à vaincre seulement des forces de frottement Enfin, il faut mettre en question la signification du mécanisme à levier proposé, qui doit précisément assurer la minimalisation des forces de l'entraînement. De plus, il existe d'autres inconvénients, qui peuvent être critiques du point de vue de la sécurité: Il n'y a aucun ressort de rappel prévu pour le piston de régulation de 1 'ABS, qui soit capable, en l'état sans pression, de recréer la position de sortie - c'est-à-dire piston-plongeur dans la position supérieure du piston, soupape ouverte Si l'entraînement ne peut s'inverser, cela conduit à ce que, dans le cas le plus défavorable (le conducteur lâche le frein pendant une régulation ABS), l'ABS est durablement incapable de fonctionner. De plus, le cas suivant peut se présenter: par exemple, dans le cas d'une modification brutale de la surface supérieure de la chaussée, passant d'un p (coefficient d'adhérence) élevé à un p bas, et d'un dépassement du réglage du piston-plongeur (pouvant se produire essentiellement à cause de l'inertie des roues), il est possible de laisser partir dans le réservoir-tampon une partie du volume introduit dans le système de freinage, en faisant reculer complètement le piston du maître-cylindre Cela conduit à un déficit en volume dans le système de freinage, ce qui, en cas extrême, peut conduire à la défaillance de l'ensemble de l'installation de freinage. L'invention s'est donc fixé pour but d'éviter les inconvénients cités cidessus et de créer, avec des moyens simples, un dispositif hydraulique de régulation ayant un fonctionnement sûr, pour réguler la pression dans le cas d'installations de freinage protégées contre le blocage et/ou dans le cas de systèmes réglant le patinage des organes d'entraînements. La solution apportée par l'invention à ce problème réside dans le fait que la pression du maître-cylindre principal est envoyée dans les deux chambres de pression du modulateur (M) et que la pression dans la chambre de pression qui contient un ressort de rappel 4,agit directement, ou, par exemple, par l'intermédiaire d'un mécanisme à levier, sur le piston 3 du modulateur, la force extérieure F agissant sur le piston 3 ou le mécanisme à levier Selon des formes d'exécution avantageuses: les deux chambres de pression sont reliées au cylindre de roue 7 par des conduites qui peuvent être coupées alternativement par des soupapes de commutation 9 commandées magnétiquement et/ou hydrauliquement la chambre de pression contenant le ressort de rappel 4 est reliée au maître- cylindre par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 5 normalement ouvert du liquide de freinage peut être aspiré du réservoir-tampon vers la chambre de pression du cylindre de roue, à travers un clapet anti-retour 5. Le fait qu'on utilise, comme accumulateur d'énergie, pour la montée en pression, le cylindre principal, et, avec lui, la force musculaire du conducteur, a les résultats suivants: une dimension plus faible du modulateur, une réaction de pédale pendant la régulation ABS, pour avertir le conducteur, un nombre plus faible des pièces une minimalisation de la puissance d'entraînement nécessaire pendant une régulation ABS, une possibilité d'intégrer de la fonction ASR (régulation anti-patinage de l'entraînement) sans grandes dépenses supplémentaires, une fonction sécurité non limitée, c'est-à- dire une action sans limitation du système de freinage normal, dans le cas de la défaillance de l'ABS. On a illustré l'invention par un exemple d'exécution, au moyen du dessin sur lequel: La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif hydraulique de régulation, selon l'invention, pour des installations de freinage protégées contre le blocage. La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif hydraulique de régulation comportant un mécanisme à levier. La figure 3 est une vue schématique d'un dispositif hydraulique de régulation pour des installations de freinage protégées contre le blocage, et comportant une régulation du patinage des organes d'entraînement. Le piston de modulation 3 est poussé vers une position "sortie" par un ressort 4 Dans cette position sortie, le clapet anti-retour 2 est maintenu ouvert par une tige portée par le piston 3, de telle façon que le passage du maître- cylindre 1 au cylindre de roue 7 soit35 ouvert. Le ressort 4 est dimensionné de façon à être capable d'amener le piston de modulation ( 3, dans le cas d'une pression nulle, dans sa position sortie définie ci-dessus On obtient ainsi qu'en cas d'un arrêt prématuré du freinage ABS du fait du conducteur, à l'intérieur d'un cycle de régulation la position sortie du piston, est toujours réalisée pour le freinage ABS qui suit, et, par suite, que l'on dispose du fonctionnement normal de l'installation de freinage Cela est également valable dans le cas d'une panne sur le modulateur ou la régulation ABS En position sortie, c'est-à-dire sans modulation ABS, la face inférieure et la face supérieure du piston sont soumises à la pression du maître-cylindre. Les deux faces du piston ont la même dimension Pour la modulation de pression ABS, le piston ( 3) se déplace, sous l'effet d' une force F, dans la direction du ressort 4. La réalisation de la force de déplacement F peut se faire suivant un moyen quelconque au choix. Le mouvement du piston a pour premier résultat que le clapet anti-retour 2 se ferme et sépare le cylindre principal du cylindre de roue En poursuivant la course du piston, le volume isolé, et comprenant le cylindre de roue, augmente, de telle façon que la pression au cylindre de roue diminue Le niveau de la force de déplacement à l'équilibre, correspond seulement à la différence de pression, à cet instant, entre maître-cylindre et cylindre de roue Si la force de déplacement F appliquée, diminue le piston 3 se déplace en reculant vers le haut sous l'effet de la différence des forces en présence, ce qui produit une diminution du volume isolé, et la pression au cylindre de roue augmente Mais, dans ce cas, on ne peut jamais réaliser une pression au cylindre de roue qui soit supérieure à la pression du maitre-cylindre, ce qui procure une incontestable sécurité. Dans le cas d'une action excessive sur le piston 3, ce qui peut se présenter, dans le cas d'une baisse brusque du coefficient d'adhérence p et sous l'effet de l'inertie des masses des roues du véhicule, le clapet anti-retour 5 d'un réservoir-tampon 6, branché entre le dispositif de modulation et le cylindre de roue, agit de façon à ce que la pression du cylindre de roue ne puisse jamais s'abaisser en-dessous de la pression de ce réservoir-tampon 6, et, par suite, empêche une éventuelle aspiration d'air au travers des manchettes. La deuxième fonction prise en charge par le clapet anti-retour 5 du réservoir-tampon est le maintien à une valeur convenable du volume du liquide de freinage à l'intérieur du circuit isolé de freinage Cela est d'une signification décisive pour la fiabilité de fonctionnement de l'installation de freinage pour le cas o, dans le cas de la sollicitation excessive décrite, une partie du volume est renvoyée par les soupapes centrales du maître-cylindre dans un réservoir-tampon 11 relié directement à ce cylindre Par suite, il ne peut donc jamais se produire un déficit en volume dans l'installation de freinage Si tous les canaux ne sont pas, sollicités de façon excessive dans la même phase, il peut se présenter, avec la disposition proposée, le cas o le volume de liquide de freinage introduit initialement est augmenté par l'aspiration supplémentaire qu'on vient de décrire La conséquence de cela serait qu'à la fin du cycle de régulation ABS, les soupapes centrales du maître-cylindre s'ouvrent sous l'effet d'une certaine pression préalable, mais cela n'est pas critique dans le cas de la forme d'exécution concernée Le fonctionnement impeccable de l'ABS et celui de l'installation de freinage n'en sont aucunement influencés. Sur la figure 2, le piston de modulation 3 est divisé en deux pistons 3 A, 3 B, couplés entre eux au moyen d'un levier 12 sur lequel est appliquée la force F Les réservoirs-tampons 6 et 11 peuvent naturellement être un récipient unique. La figure 3 représente un dispositif de régulation hydraulique comportant une intégration ASR Une électrovanne 8 et une soupape de commutation 9, permettent, si cette soupape 8 est alimentée, de réaliser et moduler une pression dépassant la pression du maître-cylindre L'électrovanne 8 est placée entre le maître-cylindre 1 et la chambre du modulateur M qui contient le ressort 4. Quand elle est alimentée en courant, elle forme clapet anti-retour, empêchant le retour de la pression du modulateur vers le maitre-cylindre. La soupape de commutation 9 est placée entre le modulateur et le cylindre de roue Au repos, elle fait communiquer directement ces deux éléments, un clapet empêchant une surpression de la chambre du ressort 4 d'être transmise au cylindre de roue Dans sa position active, la soupape 9 met le cylindre de frein directement et uniquement en communication avec la chambre du ressort 4 La soupape 9 est sollicitée vers sa position de repos par un ressort 10 et par la pression du maître- cylindre et vers sa position active par la pression dans la chambre du ressort 4. Si l'électrovanne 8 est excitée, une force F exercée sur le piston de modulation 3 provoque une élévation de pression sur sa face côté ressort, ce qui déclenche la soupape 9 Une augmentation supplémentaire de la force F détermine alors une élévation de pression dans le cylindre de freinage de roue 7, ce qui a pour effet de freiner la roue menaçant de tourner trop vite. REVENDICATIONS 1 Dispositif hydraulique pour réguler la pression dans le cas d'installations de freinage protégées contre le blocage et/ou dans le cas de systèmes réglant le patinage des organes d'entraînements dans des véhicules automobiles, dans lequel au moins un modulateur de pression (M)est disposé entre le maitre-cylindre ( 1) et les cylindres de roue ( 7) et un piston ( 3) dans le modulateur de pression peut se déplacer en opposition à la pression exercée par le maitre-cylindre ( 1), sous l'effet d'une force extérieure (F) dont la grandeur peut être régulée électroniquement, caractérisé en ce que la pression du maitre- cylindre est envoyée dans les deux chambres de pression du modulateur (M) et que la pression dans la chambre de pression qui contient un ressort de rappel ( 4), agit directement, ou, par exemple, par l'intermédiaire d'un mécanisme à levier, sur le piston ( 3) du modulateur, la force extérieure (F) agissant sur le piston ( 3) ou le mécanisme à levier. 2 Dispositif hydraulique de régulation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux chambres de pression sont reliées au cylindre de roue ( 7) par des conduites qui peuvent être coupées alternativement par des soupapes de commutation ( 9) commandées magnétiquement et/ou hydrauliquement. 3 Dispositif hydraulique de régulation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de pression contenant le ressort de rappel ( 4) est reliée au maitre-cylindre par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour ( 5) normalement ouvert. 4 Dispositif hydraulique de régulation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, du liquide de freinage peut être aspiré du réservoir-tampon vers la chambre de pression du cylindre de roue, à travers un clapet anti-retour ( 5).