Brevet FR2687969A1 — publié le 19930903

L'invention part d'un système de freinage à air comprimé pour véhicules automobiles, comprenant un générateur de valeur de freinage pour commander au moins indirectement des vannes de réglage pour la montée en5 pression, le maintien de la pression et la détente dans des cylindres de frein prévus à la suite de ces vannes, en vue de l'actionnement de freins de friction (freins à tambour, freins à disque), des capteurs de pression coordonnés chacun à un cylindre de frein pour détecter10 la pression réglée par les vannes de réglage, des générateurs de signal coordonnés chacun à un frein de roue pour générer des signaux lors d'un actionnement de freinage d'organes mobiles du frein de roue, ainsi qu'au moins un appareil de commande électronique dans lequel des signaux du générateur de valeur de freinage, des capteurs de pression et des générateurs de signal peuvent être exploités afin d'influencer et de sur- veiller l'actionnement des freins Un tel système de freinage est connu (DE 32 12 930 AI). Sur de tels systèmes de freinage, il est en principe indésiré que l'action de freinage ne commence pas au même instant sur les différents freins de roue du véhicule et que leurs entrées en action se fassent à des degrés inégaux La raison de ces différences peut être25 un réglage différent, des pertes par frottement, des tolérances, etc sur les différents freins de roue Des entrées en action différenciées des freins de roue affectent la tenue de route du véhicule et le comporte- ment de freins de friction en fonction de l'usure. Pour cette raison, des dispositions sont prises dans le système de freinage connu pour compenser ces défauts: d'une part, lors d'un actionnement des freins, la pression appliquée à chaque cylindre de frein est détectée et, d'autre part, l'action de freinage est surveillée Une action de freinage distincte d'autres actions de freinage est compensée à l'aide d'un appareil de commande électronique par une modulation adéquate de la pression La détection de l'action de freinage sur les différents freins de roue est cependant relativement onéreuse.5 L'invention vise notamment à éviter cet inconvénient A cet effet, selon l'invention, un système de freinage comme défini au débit est caractérisé en ce que les générateurs de signal génèrent au moins un signal en fonction du contact d'une garniture de frein10 avec un tambour de frein/disque de frein, que l'appareil de commande, en cas de délivrance d'un signal par un générateur de signal, mémorise la pression détectée par le capteur de pression coordonné au même cylindre de frein et que l'appareil de commande compare les pres-15 sions ainsi mémorisées et tient compte, lors d'action- nements consécutifs des freins, de l'écart de pression typique du frein de roue concerné par l'envoi d'un signal de commande corrigé à la vanne de réglage coor- donnée au cylindre de frein en question. Un système de freinage ainsi réalisé a notam- ment l'avantage, comparativement à la technique anté- rieure, que l'entrée en action des freins, lors d'un actionnement, peut être détectée et que des différences entre les freins de roue d'un véhicule peuvent être compensées moyennant une dépense réduite Un avantage particulier est que la détection de la pression peut s'effectuer avec élimination du jeu de desserrage au début de l'attaque du tambour ou du disque de frein par la garniture, ce qui accroît la précision de la compen- sation de pression lors de freinages consécutifs Il devient ainsi possible d'obtenir une entrée en action simultanée des freins sur toutes les roues freinées du véhicule, ce qui agit en faveur de la tenue de cap du véhicule ainsi que du comportement des freins en fonc- tion de l'usure et de l'échauffement S'agissant d'un train routier composé d'un véhicule tracteur et d'une remorque, les forces d'attelage sont ainsi réduites. Différents développements et perfectionnements avantageux du système de freinage caractérisé comme indiqué ci-dessus, seront traités dans la description suivante. Selon des modes de mise en oeuvre particuliè- rement avantageux, parce qu'ils procurent des généra- teurs de signal de construction spécialement simple et sûre, les générateurs de signal comportent au moins un conducteur électrique connecté à l'appareil de commande et traversant la garniture de frein, conducteur qui peut être amené en contact avec le tambour de frein/disque de frein, lui-même relié à la masse, ou les générateurs de signal comportent deux conducteurs électriques traver- sant la garniture de frein et connectés à l'appareil de commande, conducteurs qui peuvent être court-circuités par le tambour de frein/disque de frein. Lorsqu'au moins un conducteur électrique dans la garniture est un transmetteur à résistance variable ayant une caractéristique fonction de l'usure, on peut obtenir en plus une détection continue de l'usure de la garniture de frein, sans que cela demande une dépense de construction supplémentaire. Il est en outre possible de détecter l'inten- sité de l'action de freinage lorsque, selon une autre caractéristique de l'invention, au moins un conducteur électrique dans la garniture de frein est un transmet- teur à résistance variable dépendant de la température. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre de deux exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une représentation schématique simpli- fiée d'un système de freinage à air comprimé. Le dessin représente de façon simplifiée un système de freinage à air comprimé 1, possédant un générateur de valeur de freinage électrique 2, réalisé à deux circuits, qui peut être actionné par une pédale 3.5 Le générateur de valeur de freinage 2 est connecté par deux lignes 4, 5 à un appareil de commande électronique 6 du système de freinage 1 Des lignes de commande 7, 8 mènent de l'appareil de commande 6 à des vannes de réglage 11 et 12, coordonnées respectivement à un frein10 de roue 9 et un frein de roue 10, vannes par lesquelles, lors d'un actionnement des freins, peut être réglée la pression dans le cylindre de frein 13 ou 14 du frein de roue 9 ou 10 associé Bien entendu, le véhicule, non représenté, équipé du système de freinage à air comprimé 1, possède encore d'autres freins de roue appartenant à ce système Pour l'alimentation en air comprimé du système de freinage 1, on a prévu un réservoir 15 auquel les vannes de réglage 11, 12 sont raccordées par des conduites d'alimentation 16, 17 et 18 Des conduites de20 frein 19, 20 relient les vannes 11, 12 aux cylindres de frein 13, 14 A chaque conduite de frein 19, 20 est raccordé un capteur de pression 21, 22, coordonné au cylindre de frein 13 ou 14, pour détecter la pression réglée envoyée par la vanne 11 ou 12 au cylindre de frein 13 ou 14 correspondant Les capteurs 21, 22 sont reliés par des lignes à signaux 23, 24 à l'appareil de commande 6. Comme les freins de roue 9, 10 du système de freinage à air comprimé 1 ont essentiellement la même construction, la description suivante se bornera à celle du frein de roue 9 Celui-ci est constitué par un frein à friction sous la forme d'un frein à tambour 30 Ce dernier est relié au cylindre de frein 13 coordonné par un levier de frein 31 portant une came 32 Le frein à35 tambour 30 possède deux mâchoires 33, 34 portant une garniture de frein 35 Sous l'action d'un ressort de rappel 36, les deux mâchoires de frein 33, 34 restent en contact avec la came de frein 32 Lors d'un actionnement du frein, les mâchoires 33, 34 peuvent être appliquées par leur garniture 35, après avoir vaincu un jeu de desserrage, contre la paroi latérale intérieure d'un tambour de frein 37 Ceci demande une pression d'appli- cation, qui est typique pour chaque frein à tambour 30, dans le cylindre de frein 13 coordonné, pression dont l'amplitude est fonction du jeu de desserrage, de tolérances, forces de ressorts et d'autres résistances. Pour le fonctionnement convenable du système de freinage à air comprimé 1, il est important de détecter l'application des mâchoires de frein 33, 34 de tous les freins de roue 9, 10 A cet effet, on a prévu, dans le premier exemple de réalisation, décrit ici en relation avec le frein à tambour 30 du frein de roue 9, un générateur de signal 40 dont la structure est la suivante Un conducteur électrique 41 sous la forme d'une tige, d'un rivet ou d'un fil, est incorporé dans la garniture 35 de la mâchoire de frein 34 Le conduc- teur 41 traverse la garniture 35 et est isolé vis-à-vis de la mâchoire 34 Une ligne à signaux 42 relie le conducteur 41 à l'appareil de commande électronique 6. De plus, le tambour de frein rotatif 37 est relié à la masse par le roulement de roue 43 représenté symboli- quement de la roue du véhicule, non représentée, équipée du frein à tambour 30 Les autres freins du système de freinage 1 sont pourvus de la même façon que le frein à tambour 30 d'un tel générateur de signal 40. Un deuxième exemple de réalisation de l'in- vention sera ci-après décrit en référence au frein à tambour 30 constituant le frein de roue 10 Un généra- teur de signal 50 comporte dans ce cas deux conducteurs électriques 51, 52 incorporés dans la même garniture de frein 35 Ces conducteurs 51, 52, traversant la garni- ture 35 et réalisés de la même facon que dans le premier exemple, sont placés à distance l'un de l'autre et isolés entre eux et par rapport à la mâchoire de frein 34 Chacun des conducteurs 51, 52 est raccordé par une ligne à signaux 53 ou 54 à l'appareil de commande électronique 6 En cas d'utilisation de ce générateur de signal 50, il convient que tous les freins à tambour 30 du système de freinage 1 soient équipés de la même manière. Les générateurs de signal 40, 50 sont appli- cables aussi à des freins de roue 9, 10 formés par des freins à disque au lieu de par des freins à tambour 30. Fonctionnement Pour actionner les freins, le conducteur appuie sur la pédale 3, de sorte que le générateur de valeur de freinage électrique 2 génère un signal trans- mis à l'appareil de commande électronique 6 Celui-ci, destiné à influencer et à surveiller l'actionnement des freins, commute les vannes de réglage 11, 12 à une position de montée en pression, de sorte que de l'air comprimé du réservoir 15 peut s'écouler à travers les conduites d'alimentation 16 à 18 et les conduites de frein 19, 20 dans une chambre de travail des cylindres de frein 13, 14 La pression ainsi envoyée aux cylindres de frein 13, 14, est détectée par le capteur de pression 21 ou 22 coordonné, raccordé à la conduite de frein 19 ou 20, et transmise sous forme de signal électrique à l'appareil de commande 6 En fonction de la manoeuvre de la pédale 3 et du signal du capteur de pression 21 ou 22, la vanne de réglage Il ou 12 associée est commutée également à des positions de maintien de la pression et à des positions de détente La pression dans la chambre de travail du cylindre de frein 13 ou 14 coordonné change en conséquence. Sous l'effet de l'air comprimé pénétrant dans le cylindre de frein 13 ou 14, le levier 31 effectue un mouvement de pivotement, avec le résultat que, après que le jeu de desserrage entre la garniture 35 des mâchoires 33, 34 et le tambour de frein 37 a été supprimé, les garnitures sont appliquées contre le tambour de frein. De ce fait, le conducteur électrique 41 du générateur de signal 40 vient également en contact électrique avec le tambour 37 Comme ce tambour est relié électriquement au roulement de roue 43 connecté à la masse, la ligne à signaux 42 présente maintenant un signal "marche" à la place d'un signal "arrêt" Par contre, dans le deuxième exemple de réalisation, la délivrance drun signal résulte du fait que les deux conducteurs électriques 51,. 52 du générateur 50 sont court-circuités à l'application de la garniture 35 contre le tambour de frein 37, ce qui veut dire que ce tambour établit une liaison électrique entre les deux conducteurs 51, 52 Alors que les lignes à signaux 53, 54 présentaient jusqu'à ce moment un signal "arrêt", un signal "marche" est transmis à présent à l'appareil de commande 6 En même temps que le générateur de signal 40 ou 50 délivre un signal, la pression nécessaire dans le cylindre de frein 13 ou 14 pour appliquer les garnitures 35 contre le tambour 37 dans le frein de roue 9 ou 10 associé, pression qui est détectée par le capteur 21 ou 22, est mémorisée dans l'appareil de commande 6 Cette pression, désignée par "pression d'application" présente une amplitude va- riable, pour les motifs indiqués précédemment, sur les différents freins de roue 9, 10 du système de freinage 1 De plus, lors d'un actionnement des freins, la pression d'application dans les divers freins de roue est atteinte à des moments distincts, si bien que les générateurs 40, 50 délivrent un signal à des instants qui diffèrent entre eux Dans le cas d'un frein de roue 9, 10 offrant une haute résistance à l'actionnement par exemple, la pression d'application sera atteinte à une valeur de pression plus élevée dans le cylindre de frein 13 ou 14 et plus tard que sur un frein de roue offrant peu de résistance L'appareil de commande 6 compare les signaux représentatifs de ces pressions d'application et déduit de cette comparaison que le frein de roue 10 par exemple demande une pression d'application plus élevée - pour que le générateur de signal 50 délivre un signal - que le frein de roue 9 Cet écart de pression (ou différence de pression par rapport à la pression d'ap- plication du frein de roue 9), typique pour le frein de roue 10, est mémorisé sous la forme d'un signal corres- pondant dans l'appareil de commande 6 et utilisé, lors des actionnements consécutifs des freins, pour appli- quer, par un signal de commande corrigé pour la vanne de réglage 12, une pression augmentée de l'écart en ques- tion au cylindre de frein 14 du frein de roue 10. L'appareil de commande 6 peut déterminer l'écart de pression à partir de plusieurs mesures Il peut également calculer l'écart de pression au cours de plusieurs freinages effectués avec des caractéristiques dynamiques différentes Comme, pendant la course d'écar- tement, c'est-à-dire lors du desserrage du frein, alors que les garnitures 35 s'écartent du tambour 37, le générateur de signal 40 ou 50 génère un signal "arrêt", il est possible aussi de détecter la pression d'écarte- ment du frein de roue 9 ou 10 concerné lors de cette délivrance de signal, et d'utiliser cette pression pour déterminer l'écart de pression Dans un tel processus, la pression d'application et la pression d'écartement peuvent être pondérées de la même façon ou différemment. Il est également possible, par exemple, de déterminer l'écart de pression en établissement la moyenne de la pression d'application et de la pression d'écartement du même frein de roue 9 ou 10. Grâce à ces dispositions, on obtient une entrée en action sensiblement simultanée sur tous les freins de roue 9, 10 du système de freinage 1, de même qu'une intensité sensiblement concordante des actions de freinage et ce sur tous les freins de roue d'un véhicule ou d'un train routier Ce dernier est symbolisé sur le dessin par une ligne 60 partant de l'appareil de com-5 mande électronique 6 et se terminant par un accouplement 61, étant entendu que la remorque qui y est connectée, possède un système de freinage à air comprimé équipé de la même façon de vannes de réglage 11, 12, capteurs de pression 21, 22 et générateurs de signal 40, 50. Avec un système de freinage à air comprimé 1 ainsi réalisé, l'appareil de commande 6 peut déceler, d'après l'amplitude de la pression d'application ou de sa modification pendant la durée de service du véhicule, si un frein de roue 9, 10 présente un défaut de fonc- tionnement Le blocage d'un frein de roue 9, 10 peut également être constaté, par l'absence du passage du signal "arrêt" au signal "marche" Les générateurs de signal 40, 50 sont utilisables en plus pour détecter l'usure des garnitures de frein 35 Dans ce but, le conducteur électrique 41 du générareur 40, ou au moins un conducteur électrique 51 ou 52 du générateur 50, peut être constitué par un transmetteur à résistance variable ayant une caractéristique fonction de l'usure Le signal "marche" du générateur 40 ou 50, signal qui varie donc en fonction de l'usure, indique dans ce cas le degré d'usure de la garniture de frein Il est possible en outre de surveiller la température dans la garniture 35 ou sur le tambour de frein 37 lorsqu'au moins un con- ducteur électrique, le conducteur 41 du générateur de signal 40 ou l'un des conducteurs 51, 52 du générateur de signal 50, est un transmetteur à résistance variable en fonction de la température. REVENDICATIONS 1 Système de freinage à air comprimé ( 1) pour véhicules automobiles, comprenant un générateur de valeur de freinage ( 2) pour commander au moins indirec- tement des vannes de réglage ( 11, 12) pour la montée en pression, le maintien de la pression et la détente dans des cylindres de frein ( 13, 14) prévus à la suite de ces vannes, en vue de l'actionnement de freins de friction (freins à tambour 30, freins à disque), des capteurs de pression ( 21, 22) coordonnés chacun à un cylindre de frein ( 13, 14) pour détecter la pression réglée par les vannes de réglage ( 11, 12), des générateurs de signal ( 40, 50) coordonnés chacun à un frein de roue ( 9, 10 > pour générer des signaux lors d'un actionnement de freinage d'organes mobiles du frein de roue, ainsi qu'au moins un appareil de commande électronique ( 6) dans lequel des signaux du générateur de valeur de freinage ( 2), des capteurs de pression ( 21, 22) et des généra- teurs de signal ( 40, 50) peuvent être exploités afin d'influencer et de surveiller l'actionnement des freins, caractérisé en ce que les générateurs de signal ( 40, 50) génèrent au moins un signal en fonction du contact d'une garniture de frein ( 35) avec un tambour de frein ( 37)/disque de frein, que l'appareil de commande ( 6), en cas de délivrance d'un signal par un générateur de signal ( 40, 50), mémorise la pression détectée par le capteur de pression ( 21, 22) coordonné au même cylindre de frein ( 13, 14) et que l'appareil de commande ( 6) compare les pressions ainsi mémorisées et tient compte, lors d'actionnements consé- cutifs des freins, de l'écart de pression typique du frein de roue ( 9, 10 > concerné par l'envoi d'un signal de commande corrigé à la vanne de réglage ( 11, 12) coordonnée au cylindre de frein ( 13, 14) en question. 2 Système de freinage à air comprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écart de là pression est déterminé à l'application des garnitures de frein ( 35) au tambour de frein ( 37). 3 Système de freinage à air comprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écart de pression est déterminé à l'écartement des garnitures de frein ( 35) du tambour de frein ( 37). 4 Système de freinage à air comprimé selon les revendications 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que l'écart de pression est déterminé par la prise de la10 moyenne des pressions détectées à l t application et à l'écartement des garnitures ( 35) du tambour ( 37). Système de freinage à air comprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les générateurs de signal ( 40) comportent au moins un conducteur élec- trique ( 41) connecté à l'appareil de commande ( 6) et traversant la garniture de frein ( 35), conducteur qui peut être amené en contact avec le tambour de frein ( 37)/disque de frein, lui-même relié à la masse. 6 Système de freinage à air comprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les générateurs de signal ( 50) comportent deux conducteurs électriques ( 51, 52) traversant la garniture de frein ( 35) et connectés à l'appareil de commande ( 6), conducteurs qui peuvent être court-circuités par le tambour de frein ( 37)/disque de frein. 7 Système de freinage à air comprimé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'au moins un conducteur électrique ( 41, 51, 52 > dans la garniture de frein ( 35) est un transmetteur à résistance variable ayant une caractéristique fonction de l'usure. 8 Système de freinage à air comprimé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'au moins un conducteur électrique ( 41, 51, 52) dans la garniture de frein ( 35) est un transmetteur à résistance variable dépendant de la température.