Brevet FR2691690A1 — publié le 19931203

DISPOSITIF DE FREINAGE A DISTRIBUTEUR UNIQUE POUR ANTIBLOCAGE ET ANTI PATINAGE La présente invention concerne un dispositif de freinage hydraulique, susceptible d'être actionné directement ou de façon automatique, et comprenant au moins - un maître-cylindre qui est rempli d'un liquide de freinage qu'il peut dispenser sur une sortie, et qui est susceptible d'être commandé par une pédale de frein pour constituer une première source de haute pression hydraulique, - une pompe présentant une entrée aspirante et une sortie refoulante, cette pompe étant susceptible d'etre commandée automatiquement pour constituer une seconde source de haute pression hydraulique, - un premier récepteur de pression propre à utiliser une haute pression pour provoquer le freinage d'une roue motrice, - un second récepteur de pression propre à utiliser une haute pression pour provoquer le freinage d'une roue non motrice, - un circuit hydraulique formé d'un réseau de liaisons comprenant au moins une liaison à basse pression et des liaisons raccordant les sorties des sources de haute pression aux récepteurs, - des première et seconde électrovalves installées sur le circuit hydraulique et respectivement associées aux premier et second récepteurs, chacune d'elles étant susceptible d'être commandée pour raccorder sélectivement le récepteur correspondant à la basse pression ou à une source de haute pression, et - un distributeur également installé sur le circuit hydraulique pour modifier le réseau de liaisons en fonction de consignes reçues par ce distributeur. Des dispositifs de ce type sont bien connus et sont notamment utilisés dans des systèmes de freinage permettant d'éviter un blocage des-roues en cas de freinage énergique sur un revêtement d'adhérence trop faible et un patinage des roues motrices en cas d'accélération trop brutale pour entraîner le véhicule. Un problème qui se pose en permanence dans la conception de tels systèmes est celui qui consiste à éviter que la complexité relative des fonctions mises en oeuvre ne s'accompagne d'une complexité comparable des moyens utilisés pour assurer ces fonctions. Dans ce contexte, le but de la présente invention est de proposer un dispositif de freinage à distributeur dans lequel ce dernier, bien que de conception simple et de coût modeste, puisse remplir une pluralité de fonctions. A cette fin, le dispositif de l'invention est essentiellement caractérisé en ce que le distributeur comprend un corps percé d'un alésage et un tiroir susceptible de se déplacer dans l'alésage suivant une direction axiale entre une position neutre et chacune des deux positions extrêmes situées de part et d'autre de la position neutre, le tiroir se déplaçant vers les première et seconde positions extrêmes, à l'encontre de première et seconde forces respectives, sous l'effet d'une augmentation de pression dans des première et seconde chambres respectives du distributeur, reliées aux sorties respectives des première et seconde sources de pression. La simplification maximale est obtenue dans un dispositif dans lequel les première et seconde forces sont de nature élastique, dans lequel le tiroir, en première position extrême, interrompt une liaison, établie pour les autres positions du tiroir, entre la sortie du maître-cylindre et l'entrée de la pompe, et dans lequel ce tiroir, en seconde position extrême, interrompt une liaison, établie pour les autres positions du tiroir, entre la sortie du maître-cylindre et le premier récepteur. Selon un mode de réalisation avantageux, la seconde chambre est pour partie formée par un alésage du tiroir, dans lequel coulisse un piston sollicité vers l'extérieur de l'alésage par la pression qui règne dans ce dernier, et vers l'intérieur par la première force, ce piston ouvrant, après une course prédéterminée vers l'extérieur depuis la position neutre, un conduit percé dans le tiroir et mettant en communication les première et seconde chambres, ce dont il résulte une limitation de la pression de sortie de la pompe. Il est par ailleurs commode de prévoir que le tiroir, en première position extrême, établisse une liaison directe, interrompue pour les autres positions du tiroir, entre la sortie de la pompe et le second récepteur. Cette liaison directe est de préférence établie par recouvrement d'une première gorge annulaire formant une extension radiale de l'alésage et d'une seconde gorge annulaire creusée dans le tiroir, et la première gorge peut servir à relier en permanence la sortie de la pompe à la seconde chambre D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure unique qui représente de façon schématique un dispositif conforme à l'invention. Le dispositif, dans le mode de réalisation illustré, est présumé constituer l'une des diagonales d'un système de freinage en X dans lequel chaque roue avant de chaque côté du véhicule est freinée en même temps que la roue arrière de l'autre côté. Ce dispositif comprend d'abord un maître-cylindre 1 rempli d'un liquide de freinage dont la pression, sur une sortie la de ce maître-cylindre peut être portée à une valeur élevée par actionnement d'une pédale lb, ce maître cylindre constituant donc une première source de haute pression hydraulique. Une pompe 2, présentant une entrée 2a pour l'aspiration et une sortie 2b pour le refoulement, constitue une seconde source de haute pression. Cette pompe est susceptible d'être commandée, de façon automatique, par un signal externe élaboré par un calculateur ayant détecté une situation de blocage ou de patinage, selon des techniques connues de l'homme de l'art et étrangères à la présente invention. Ce dispositif comprend par ailleurs un premier récepteur 3 comportant au moins un actionneur de frein et propre à utiliser une haute pression reçue sur son entrée 3a pour provoquer le freinage d'une roue motrice. Un second récepteur 4, semblable au premier et alimenté par son entrée 4a, est prévu pour assurer le freinage d'une roue non motrice. Un circuit hydraulique, composé de liaisons schématiquement représentées par de simples lignes et comprenant notamment une liaison 5 à basse pression, sur laquelle est branchée une réserve tampon à basse pression 6, interconnecte les éléments déjà décrits et ceux dont la description est donnée ci-après. Des première et seconde électrovalves 7 et 8, respectivement associées aux premier et second récepteurs 3 et 4, sont installées sur le circuit hydraulique, chacune d'elles étant susceptible d'être commandée, de façon connue en soi, pour raccorder sélectivement le récepteur correspondant à l'une des sources de haute pression 1, 2, à travers une entrée telle que 7a, 8a, ou à la liaison à basse pression 5, à travers une sortie telle que 7b, 8b, afin de pouvoir réguler les efforts de freinage exercés par les récepteurs 3 et 4. Enfin le dispositif de l'invention comprend un distributeur 9, également installé sur le circuit hydraulique, destiné à modifier le réseau de liaisons de ce circuit en fonction de consignes, et dans lequel se concentre une proportion importante des caractéristiques de l'invention, les autres composants illustrés sur la figure pouvant être facilement mentionnés au cours de la description de ce distributeur. Ce dernier comprend essentiellement un corps 10 percé d'un alésage axial 10a dans lequel coulisse un tiroir 11 susceptible d'adopter une position neutre, telle qu'illustrée, une première position extrême (sur la gauche), et une seconde position extrême (sur la droite). La position du tiroir est en fait notamment déterminée par une première force élastique exercée, à travers une pièce d'appui 12, par un premier ressort 13 prenant appui sur le corps 10, par une seconde force élastique exercée par un second ressort 14 prenant également appui sur le corps, par la pression dans une première chambre 15 et par la pression dans une seconde chambre 16, le tiroir adoptant sa position neutre lorsque les pressions dans les chambres 15 et 16 sont nulles ou insuffisantes pour vaincre les forces élastiques antagonistes. Les ressorts 13 et 14 sont précontraints, le premier ressort 13 étant plus puissant que le second et logé dans une chambre 17 à la pression atmosphérique, tandis que le second ressort 14 est logé dans la première chambre 15. La seconde chambre 16 prend la forme d'un alésage axial percé dans le tiroir 11, ouvrant sur une première gorge annulaire 18 formant une extension radiale de l'alésage 10a. Cette chambre 16 est par ailleurs fermée axialement par un piston 19 qui y coulisse de façon étanche et qui s'appuie, comme la face axiale îîa du tiroir 11, contre la pièce d'appui 12. Pour une-course de longueur A du piston 19 dans la chambre 16 à partir de la position neutre de repos illustrée sur la figure, ce piston 19 découvre un petit orifice 20 permettant de mettre la chambre 16 en communication avec une chambre annulaire 21 formée entre un épaulement du corps 10 et un épaulement du tiroir 11, cette chambre annulaire 21 étant elle-même en permanence en communication avec la première chambre 15 à travers un canal 22 percé axialement dans le tiroir. La chambre annulaire 21 communique, sauf pour la première position du tiroir résultant d'un actionnement du maître-cylindre, avec l'entrée 2a de la pompe 2 à travers un orifice 10b du corps 10 du distributeur. Un clapet anti-retour 23, relié à l'orifice 10b et à l'entrée 2a de la pompe, empêche la perte de pression par fuite de liquide vers la réserve tampon 6 tout en autorisant le prélèvement de liquide de cette réserve par la pompe 2. La sortie 2b de la pompe est reliée d'une part à la chambre annulaire 18 à travers un orifice 10c du corps du distributeur, d'autre part à une chambre à haute pression 24, et enfin à l'entrée 7a de l'électrovalve 7 à travers un restricteur 25 et un clapet anti-retour taré 26 empêchant la perte de pression dans le récepteur 3 par fuite de liquide vers la gorge 18, ce qui retarderait le retour du distributeur vers sa position neutre en fin de phase de patinage. Un orifice lOd percé dans le corps 10 du distributeur fait communiquer la première chambre 15, sauf pour la seconde position du tiroir Il, avec la sortie du clapet 26 et l'entrée 7a de l'électrovalve 7. La première chambre 15 communique par ailleurs en permanence avec la sortie la du maître-cylindre 1 à travers un orifice 10e et avec l'entrée 8a de l'électrovalve 8 à travers un orifice 10f. Enfin, le tiroir 11 du distributeur 9 présente une gorge annulaire 27 propre à mettre en communication, dans la première position du tiroir 11, la gorge 18 dans laquelle débouche la seconde chambre 16, avec l'entrée 8a de l'électrovalve 8 à travers un orifice 10g du corps du distributeur et un restricteur 28. Le fonctionnement du dispositif peut maintenant être décrit en référence aux deux états que prend ce dernier, respectivement en cas de freinage commandé directement par le conducteur avec activation possible d'une fonction automatique d'antiblocage, et en cas de freinage automatique, non commandé par le conducteur et déclenché par la détection d'un patinage des roues motrices. Cas de freinage commandé, avec antiblocage automatique. Le processus est déclenché par action du conducteur sur la pédale de frein lb. La mise sous pression de la première chambre 15 permet l'alimentation des récepteurs 3 et 4 en liquide sous pression. La pression dans la chambre 15 déplace le tiroir 11 vers sa première position (vers la gauche sur la figure), ce qui a pour effet d'obturer l'orifice lOb, donc d'isoler l'entrée 2a de la pompe 2 par rapport au maltre-cylindre 1 et de mettre la sortie 2b de la pompe 2 en communication avec le récepteur 4 de roue non motrice, à travers la gorge 18 du corps 10, la gorge 27 du tiroir 11, le restricteur 28 et l'électrovalve 8. La sortie 2b de la pompe 2 est également reliée au récepteur 3 de roue motrice à travers le restricteur 25, le clapet 26 et l'électrovalve 7. Dans ces conditions, si X désigne la compression initiale, en longueur, du premier ressort 13 dans la position neutre (figure), A la course du piston 19 dans l'alésage 16 pour découvrir l'orifice 20, B la course du tiroir 11 vers la gauche depuis la position neutre, K1 la raideur du ressort et S la section du piston 19, la pompe 2 se met à débiter dans le maître-cylindre 1 à travers le canal 22 et la sortie la dès que la pression en sortie de la pompe atteint la valeur donnée par Kl . (X + A + B) / S. Il est donc possible, en fixant cette valeur à la valeur maximale de la pression susceptible d'être produite par le maître-cylindre 1, soit 180 bars environ, de limiter de cette manière la valeur maximale de la pression produite par la pompe 2. La mise en oeuvre de la fonction antiblocage, réalisée par commande automatique de la pompe 2 et des électrovalves 7 et 8 ne sera pas décrite dans la mesure où elle est bien connue de l'homme de l'art et où elle est étrangère aux caractéristiques spécifiques de l'invention. Cas d'un freinage automatique déclenché par un patinage. A nouveau, la détection d'un patinage, c'est-à-dire d'un emballement des roues motrices, se situe en dehors de la présente invention, est bien connue de l'homme de l'art et ne requiert donc aucune description. Une telle détection provoque, de façon automatique, la mise en marche de la pompe 2 dont les effets, dans le cadre de l'invention, sont les suivants L'entrée 2a de la pompe 2 est en communication, à travers le canal 22, avec la sortie la du maftre-cylindre. Ce dernier, qui n'est normalement pas sollicité par le conducteur en phase d'accélération, fournit du liquide à la pompe 2. La pression sur la sortie 2b de la pompe s'élève dès la mise en marche de celle-ci en raison de l'existence du restricteur 25 et du clapet taré 26. Cette pression s 'installe dans la seconde chambre 16 et sa valeur est déterminée pour faire translater le tiroir 11, à l'encontre du second ressort 14, vers sa butée droite qu'il rencontre après une course de longueur C. Ce déplacement a pour effet d'obturer l'orifice 10d, donc d'isoler le maître-cylindre 1 du récepteur 3 de roue motrice. Dans ces conditions, l'électrovalve 7 est commandée automatiquement pour moduler l'effort de freinage exercé par le récepteur 3, selon des techniques par exemple connues de l'homme de l'art. Le récepteur 4 de roue non motrice restant à la pression du maître-cylindre 1, il n'y a pas lieu d'exciter, comme il est coutume de le faire, l'électrovalve 8 avec le risque de réduire sa durée de vie de façon considérable si elle est excitée pendant toute la durée du processus d'antipatinage. Les fuites relativement faibles du tiroir 11 sont restituées au maître-cylindre 1. Pendant tout le cycle d'antipatinage, le conducteur garde la possibilité de reprendre le contrôle du freinage en actionnant la pédale lb. Bien qu'un petit seuil de pression pour faire basculer le tiroir 11 puisse apparaître, le freinage d'urgence peut aisément être assuré. Dès que l'effort de pression sur la section du piston 19 atteint la valeur donnée par (Y + A - C) . K2 où Y est la compression initiale, en longueur, du second ressort 14 dans la position neutre et K2 la raideur de ce ressort, le piston 19 libère l'ouverture 20 qui ouvre la seconde chambre 16 sur le maître-cylindre 1 à travers le canal 22, et la pression à la sortie de la pompe se trouve limitée à la pression maximale à l'intérieur du récepteur 3, soit par exemple au voisinage de 120 bars. Le limiteur de pression ainsi réalisé présente une stabilité et un niveau de bruit bien plus satisfaisants que ceux auxquels conduit l'utilisation classique d'un clapet de surpression à bille. En fin de séquence d'antipatinage la pompe 2 est arrêtée de façon automatique et la seconde chambre 16, de volume restreint, se vidange dans les chambres 15 et 21 sous l'action des ressorts 13 et 14 et grâce aux jeux existant entre le tiroir 11 et le corps 10 du distributeur. Le tiroir 11 découvre très rapidement l'orifice 10d, ce qui rétablit la liaison entre le maître-cylindre 1 et le récepteur 3 de roue motrice, l'ensemble retournant donc très rapidement à la position de repos illustrée sur la figure. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage hydraulique, susceptible d'être actionné directement ou de façon automatique, et comprenant au moins - un maître-cylindre (1) qui est rempli d'un liquide de freinage qu'il peut dispenser sur une sortie (la), et qui est susceptible d'être commandé par une pédale de frein (lb) pour constituer une première source de haute pression hydraulique, - une pompe (2) présentant une entrée aspirante (2a) et une sortie refoulante (2b), cette pompe étant susceptible d'être commandée automatiquement pour constituer une seconde source de haute pression hydraulique, - un premier récepteur de pression (3) propre à utiliser une haute pression pour provoquer le freinage d'une roue motrice, - un second récepteur de pression (4) propre à utiliser une haute pression pour provoquer le freinage d'une roue non motrice, - un circuit hydraulique formé d' un réseau de liaisons comprenant au moins une liaison à basse pression (5) et des liaisons raccordant les sorties des sources de haute pression aux récepteurs, - des première et seconde électrovalves (7, 8) installées sur le circuit hydraulique et respectivement associées aux premier et second récepteurs, chacune d'elles étant susceptible d'être commandée pour raccorder sélectivement le récepteur correspondant à la basse pression ou à une source de haute pression, et - un distributeur (9) également installé sur le circuit hydraulique pour modifier le réseau de liaisons en fonction de consignes reçues par ce distributeur, caractérisé en ce que le distributeur comprend un corps (10) percé d'un alésage (10a) et un tiroir (11) susceptible de se déplacer dans l'alésage suivant une direction axiale entre une position neutre et chacune des deux positions extrêmes situées de part et d'autre de la position neutre, le tiroir se déplaçant vers les première et seconde positions extrêmes, à l'encontre de première et seconde forces respectives, sous l'effet d'une augmentation de pression dans des première et seconde chambres respectives (15, 16) du distributeur, reliées aux sorties respectives (la, 2b) des première et seconde sources de pression (1, 2). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites première et seconde forces sont de nature élastique. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tiroir (11), en première position extrême, interrompt une liaison, établie pour les autres positions du tiroir, entre la sortie (la) du maître-cylindre et l'entrée (2a) de la pompe. 4. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tiroir (11), en seconde position extrême, interrompt une liaison, établie pour les autres positions du tiroir, entre la sortie (la) du maître-cylindre et le premier récepteur (3). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première force est de nature élastique, caractérisé en ce que la seconde chambre (16) est pour partie formée par un alésage du tiroir, dans lequel coulisse un piston (19) sollicité vers l'extérieur de l'alésage par la pression qui règne dans ce dernier, et vers l'intérieur par la première force, ce piston ouvrant, après une course prédéterminée vers l'extérieur depuis la position neutre, un conduit (20, 22) percé dans le tiroir et mettant en communication les première et seconde chambres, ce dont il résulte une limitation de la pression de sortie de la pompe. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tiroir (11), en première position extrême, établit une liaison directe, interrompue pour les autres positions du tiroir entre la sortie (2b) de la pompe et le second récepteur (4). 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite liaison directe est établie par recouvrement d'une première gorge annulaire (18) formant une extension radiale de l'alésage et d'une seconde gorge annulaire (27) creusée dans le tiroir. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la première gorge (18) relie en permanence la sortie (2b) de la pompe à la seconde chambre (16).