FR2574355A1 - Procede et dispositif de commande de la pression de freinage dans des equipements de freinage de vehicule - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE DE LA CARACTERISTIQUE D'UN EQUIPEMENT DE FREINAGE DE VEHICULE COMPRENANT UN SERVOFREIN HYDRAULIQUE. AU MOINS UN PISTON SUPPLEMENTAIRE 31 EST INSERE DANS LES CANALISATIONS DE PRESSION DE SORTIE DU SERVOFREIN CONSTITUANT LES CIRCUITS DE FREINAGEI, II, DE PREFERENCE FERMES, ET COMMANDE AVEC REGULATION TANT POUR LA COMMANDE OU VARIATION DE LA CARACTERISTIQUE QUE POUR LA MODULATION DE PRESSION ABS, DES GRANDEURS MODIFIEES DE LA COURSE DE LA PEDALE DE FREIN OU D'UN PISTON DU SERVOFREIN ETANT, LE CAS ECHEANT, COMPAREES A LA PRESSION INSTANTANEE DANS LES CIRCUITS DE FREINAGE POUR OBTENIR DES TRACES PREDETERMINES (NON LINEAIRES) DE LA CARACTERISTIQUE. LA COMMANDE EST EFFECTUEE PAR DES DISTRIBUTEURS ELECTROMAGNETIQUES.

Description

La présente invention concerne un procédé de commande et/ou adap-

tation de la pression de freinage dans ou à un ou des équipements de freinage de véhicule existants, dans lequel une soupape de frein actionnée par la pédale de frein transmet le fluide de pression à un servofrein hydraulique qui l'applique aux cylindres de frein de roue

affectés à un circuit de freinage au moins. L'invention concerne éga-

lement un dispositif de commande et/ou adaptation de la pression de freinage dans ou à un ou des équipements de freinage de véhicule existants, avec un servofrein hydraulique et une soupape de frein actionnée par la pédale pour application du fluide de pression délivré par une source. Des équipements de freinage de véhicule connus (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n 32 37 659) disposent d'un maître-cylindre tandem contenant des pistons qu'une pédale translate par l'intermédiaire d'une tige de poussée pour la production d'une pression de freinage, à l'aide par exemple d'un servofrein; deux circuits de freinage contenant des valves sont affectés à un ou deux freins de roue afin de passer de la position normale à une position de réduction de la pression en cas de risque de blocage d'une roue freinée. Cet équipement de freinage de véhicule

2.0 connu fonctionne selon le principe d'application directe d'une pres-

sion par la source et, pour réaliser une fonction de système anti-

blocage, ci-après désigné par système "ABS", la branche du circuit de

freinage située entre le frein de roue et la valve est ouverte tempo-

rairement, de sorte que du fluide de pression s'écoule du circuit de

freinage et que la pression de freinage diminue de la façon souhaitée.

Lorsque le risque de blocage a disparu, le fluide de pression écoulé est remplacé par application 'de fluide de pression délivré par une

source. Cet équipement de freinage de véhicule connu exige un disposi-

tif de surveillance électronique complexe qui, lors d'une défaillance de la source de pression, interdit la commande des valves dans leur

position de diminution de la pression en cas de protection antibiocage.

Un autre servofrein hydraulique connu, équipé d'un dispositif antiblocage intégré (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n 28 25 087), assume une double fonction, l'amplification de l'effort de freinage et une modulation de pression pour la protection antiblocage. Pour cette modulation de pression, on utilise un groupe de valves particulier en liaison avec un modèle

de servofrein spécial, dont le maître-cylindre sert pour la modula-

tion de pression.

Dans les solutions ABS intégrées, l'intégration de la double

utilisation fonctionnelle du servofrein comprend à la fois l'ampli-

ficationet la modulation de pression dans le cas de fonctions ABS.

Avec un servofrein de faible longueur, il convient d'obtenir un

échelon multiplicateur en cas de défaillance de la source de pres-

sion, une absence d'affaissement de la pédale de frein en cas de

défaillance du circuit et, dans la mesure du possible, une indica-

tion de la défaillance du circuit de freinage et d'une mauvaise purge d'air. Avec de tels systèmes intégrés, on souhaite en outre obtenir

une réaction sensible, mais dans la mesure du possible pas trop impor-

-tante sur la pédale de frein lors de l'intervention d'une fonction ABS, ainsi que la sécurité intrinsèque de la conception d'ensemble, assurant le fonctionnement du servofrein et des circuits de freinage sans circuit de surveillance-supplémentaire en cas de défaillance de composants participant à la fonction. Des servofreins hydrauliques avec ou sans simulateur de course de la pédale de frein permettent de

satisfaire à ces conditions, mais exigent soit un appareillage rela-

tivement important avec des capteurs et des circuits de surveillance supplémentaires, soit, en cas d'emploi de simulateurs de course,

d'importantes modifications constructives avec des pistons supplémen-

taires. Les deux solutions présentent en outre l'inconvénient suivant:

la constitution, la fonction de base et le dimensionnement du maître-

cylindre de tels systèmes doivent nécessairement être adaptés au type

de véhicule considéré, de sorte que de nombreux systèmes de maître-

cylindre différents et un stockage par suite difficile posent des

problèmes de coûts.

Il existe par suite un besoin d'une conception de servofrein hydraulique qui, de préférence en utilisant toujours le même modèle de servofrein,conventionnel le cas échéant, permette l'adaptation à diverses conditions extérieures du véhicule ou de l'opération de freinage considérée, y compris avec des fonctions ABS, de façon à pouvoir prédéterminer, à l'aide de la course de la pédale par exemple, des caractéristiques quelconques sous forme de courbes de consigne

de la pression de freinage appliquée.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, pour com-

mander la caractéristique de pression de freinage en fonction de la course de la pédale de frein ou du piston du servofrein, les signaux de commande obtenus par comparaison à une caractéristique de consigne prédéterminée sont transmis à un distributeur électromagnétique au moins qui, indépendamment de la fonction du servofrein, transmet du fluide de pression à un piston supplémentaire inséré dans un circuit de freinage au moins, entre la sortie de pression correspondante du

servofrein et les cylindres de frein de roue raccordés, pour l'élé-

vation ou la réduction sélective de la pression dans ledit circuit de freinage. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins un piston supplémentaire à débit réglé est inséré dans les circuits de freinage, entre le servofrein et les cylindres de frein de roue, pour la commande, le déplacement ou l'adaptation de la caractéristique

et/ou la modulation de pression ABS.

L'invention présente l'avantage suivant: un piston supplémentaire au moins permet une commande pratiquement quelconque, meme non-linéaire, et sur de larges plages de la caractéristique de la pression de freinage en fonction de la course de la pédale de frein ou de la course du piston de servofrein de sorte que chaque constructeur de véhicule peut par exemple ainsi utiliser des servofreins donnés, standards et répondant à ses exigences et critères, le tracé de la caractéristique permettant simultanément une adaptation souhaitée d'une part aux données extérieures considérées (type de véhicule) et d'autre part

aux états de fonctionnement instantanés, par variation des carac-

téristiques de consigne par exemple.

La fonction d'un piston supplémentaire au moins, et de préfé-

rence d'un piston supplémentaire affecté à chaque circuit de freinage, est soumise à une véritable régulation qui peut fournir un volume supplémentaire au circuit de freinage considéré, ou le supprimer

en fonction des paramètres de service correspondants, d'o l'avan-

tage de l'emploi possible pour la modulation de pression pour des fonctions ABS en liaison avec un blocage (hydraulique) du servofrein

ou de l'enfoncement de la pédale de frein; ladite régulation s'ef-

fectue par interrogation de la pression appliquée au piston supplé-

mentaire et transmise directement aux divers cylindres de frein de roue, et sa comparaison à des signaux de capteur, tels que course

de la pédale ou course du piston de servofrein. Des groupes de dis-

tributeurs électromagnétiques chargeant le piston supplémentaire-

sont ainsi commandés électriquement, de préférence par un signal cadencé, le facteur de durée instantané de la commande pouvant être

asservi à la pression de consigne souhaitée.

L'invention présente l'avantage particulier suivant: une élé-

vation (ou une diminution) de la pression dans les divers circuits

de freinage n'exige pas l'ouverture de ces derniers, contraire-

ment.au cas des systèmes à application de la pression. -

Outre la possibilité précitée d'utilisation de servofreins ayant fait leurs preuves, l'invention permet, par la régulation du piston supplémentaire, de réaliser une caractéristique de pédale

déterminée et variable entré de larges limites, ce qui permet simul-

tanément l'emploi du même appareil pour une vaste gamme de véhicules dans lesquels la caractéristique de pédale est alors ajustable de façon constante, bien que le servofrein hydraulique fonctionne sur

les véhicules les plus divers.

L'invention assure un échelon multiplicateur en cas de défaillance de la source de pression, permet l'indication d'une défaillance du circuit de freinage ou d'une mauvaise purge, et interdit ou réduit l'affaissement de la pédale en cas de défaillance du circuit de freinage.

Par le traitement de signaux de capteur dans le domaine électri-

que, l'invention permet en outre d'une part de fixer des caractéris-

tiques de consigne déterminées et d'autre part, selon la nature des paramètres apparaissant pour des fonctions de freinage ou ABS, de travailler avec des caractéristiques variables, c'est-à-dire par exemple d'ajuster des caractéristiques de pédale à plus forte pente par traitement de la dérivée du signal délivré par un capteur de pédale (différentiation) lors de vitesses élevées de la pédale, d'o la possibilité de réaliser des temps de seuil plus faibles, car la réaction instantanée à une translation de caractéristique variable permet d'obtenir une pression élevée pour de moindres courses de la pédale. Un autre avantage particulièrement important de l'invention réside enfin dans l'utilisation du volume supplémentaire fourni par le piston supplémentaire pour la réalisation de fonctions ABS dans les circuits de freinage considérés, les groupes de distributeurs électromagnétiques commandés étant les mêmes que ceux chargeant le

piston supplémentaire réglé en pression pour la commande de la carac-

téristique dans le cas d'un freinage normal. Il est ainsi possible d'appliquer pour des fonctions ABS une pression de freinage supérieure à la pression dans le servofrein correspondant à l'effort exercé sur la pédale, par suite du rapport multiplicateur plus élevé du piston supplémentaire. D'autres groupes de distributeurs électromagnétiques interviennent uniquement quand, dans le cas limite des fonctions ABS,

l'action du piston supplémentaire ne suffit plus pour assurer l'éta-

blissement et la suppression d'une pression dans les circuits de freinage par le volume dudit piston; ces groupes de distributeurs électromagnétiques assument alors directement la modulation ou la

commande de pression par le servofrein.

L'emploi de comparateurs électriques permet la commande cadencée

de la pression du piston supplémentaire par des groupes de distribu-

teurs électromagnétiques appropriés, par leur fonction tout ou rien

de sortie correspondant aux signaux appliqués à leur entrée pour com-

paraison: pression instantanée dans les cylindres de frein de roue d'une part et course de la pédale de frein ou du servofrein d'autre part. Le réglage des diverses durées d'impulsion par rapport aux intervalles entre impulsions (variation du facteur de durée) permet

un asservissement fin de courbes caractéristiques de consigne pré-

déterminées; la traduction du facteur de durée permet par ailleurs

aussi la détection et l'indication des sources de défaut.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront

mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exem-

ples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un servo-

frein hydraulique avec un piston supplémentaire réglable pour com-

mande de la caractéristique; la figure 2 représente diverses courbes caractéristiques de la pression produite par la pédale de frein en fonction par exemple de

la course de la pédale, avec illustration de l'influence de la com-

mande du piston supplémentaire; et la figure 3 représente une forme de réalisation possible d'un circuit électrique de commande et de traduction des signaux pour les groupes

de distributeurs électromagnétiques affectés au piston supplémentaire.

L'idée de base de la présente invention consiste à affecter dans un circuit de freinage I, II au moins, situé de préférence du côté tige, un piston supplémentaire réglable à un servofrein hydraulique; ledit piston fournit un volume supplémentaire aux circuits de freinage et est lui-même chargé sélectivement par une pression en fonction de

paramètres prédéterminés, de préférence par des groupes de distribu-

teurs électromagnétiques recevant des signaux de commande électri-

ques qui traduisent un signal de pression instantanée à partir de courbes caractéristiques prédéterminées de la pression de freinage en fonction de la course de la pédale par exemple et d'autres paramètres, de sorte que le circuit se ferme. Il est ainsi possible de produire des courbes caractéristiques variables dans de-larges limites, à l'aide de blocs générateurs de caractéristique ajoutés et extensibles à volonté, y compris d'une réalisation électrique quelconque. Ces caractéristiques, avec lesquelles l'équipement de freinage du véhicule fonctionne alors, peuvent aussi être adaptées au véhicule considéré

dans le cas de base et/ou être en outre modifiées par réaction ins-

tantanée à des états de fonctionnement donnés ou à des événements de la conduite. Deux possibilités seulement sont mentionnées ci-dessous,:

la traduction de la vitesse d'enfoncement de la pédale pour transla-

tion de la caractéristique et la réalisation, ou mieux l'insertion

de modulations de pression ABS dans les circuits de freinage.

L'exemple de réalisation d'un équipement de freinage de véhicule représenté à la figure 1 avec commande de la caractéristique présente

trois composants principaux: le servofrein 10, un groupe de distri-

buteurs 11 et la source de pression 12, constituée de façon connue

par une pompe 12a entraînée par un moteur électrique 12b, un manos-

tat 12c et un accumulateur de pression 12d. Le servofrein 10 peut par principe être de type conventionel; il présente toutefois de préférence quelques particularités structurelles et fonctionnelles correspondant à la forme de réalisation selon figure 1 et brièvement

décrites ci-après.

Le groupe de distributeurs 11 applique la pression de la source 12 au servofrein 10 et présente des composants complémentaires, qui

sont également décrits ci-après, assurent la commande de la caracté-

ristique et servent à réaliser des fonctions ABS.

La conception d'ensemble du servofrein hydraulique selon l'in-

vention, avec commande de caractéristique variable, est complétée par des moyens de commutation électriques ou électroniques qui, à partir de signaux prédéterminés de valeur instantanée, délivrés par des capteurs pendant le fonctionnement des composants représentés à la figure 1, de courbes caractéristiques prédéterminées, y compris de données de caractéristique mémorisées, et d'autres paramètres de fonctionnement, délivrent des signaux de commande et les appliquent aux divers composants constituant le groupe de distributeurs 11, et en particulier aux distributeurs électromagnétiques commandant au moins un piston supplémentaire, dont le comportement est réglé et qui

fournit un volume supplémentaire aux circuits de freinage.

Le servofrein représenté à la figure 1 doit être considéré comme

un exemple et ne limite pas l'application de la présente invention.

Un tel servofrein 10 présentant les caractéristiques décrites ci-

dessous est toutefois particulièrement avantageux en liaison avec

la présente invention.

Le servofrein est réalisé sous forme du maître-cylindre tandem 13, constituant la partie maître-cylindre, et d'une zone 14 de vérin de réglage constituant la partie servofrein. Le maître-cylindre tandem 13 contient, dans un alésage non étagé, un premier piston 15 avec un ressort de compression 15a et un second piston 16 avec un ressort de compression 16a prenant appui sur le premier piston 15, ainsi qu'une liaison mécanique entre ces deux pistons, constituée par une douille de compression 17 fixée sur le premier piston 15, dirigée

vers le second piston 16 et contenant une tige de poussée 18 cou-

lissante, partant du piston 16 et munie d'une tête élargie derrière laquelle ladite douille vient se placer. Les ressorts de compression 15a et 16a repoussent les deux pistons 15 et 16 dans leur position de base représentée sur la figure 1. Dans ces positions de base, les chambres de compression 19 et 20 des pistons 15 et 16 sont reliées à un réservoir 20 de fluide de pression par des trous de respiration 19. Dans l'exemple de réalisation de vérin de réglage ou de partie

14 de servofrein représenté à la figure 1, le piston 21 de servo-

frein, qui par l'intermédiaire d'un prolongement 21a actionne le second piston 16 de maître-cylindre à travers un alésage 22 à joint

d'étanchéité dans le fond 23 du vérin de réglage, entoure annulaire-

ment la soupape de frein 24, de sorte que cette dernière et le piston

21 se situent sur l'axe longitudinal du maître-cylindre tandem 13.

La pédale de frein 25 actionne la soupape de frein 24 par l'intermé-

diaire d'une pièce de poussée 27 mobile dans un guide 26 à joint

d'étanchéité du piston 21 de servofrein. La description structurelle

du servofrein est présentée ci-après avec sa description fonction-

nelle. Deux capteurs de valeur instantanée sont affectés au servofrein , sont utilisables de préférence en alternance et comprennent un capteur de course 28 actionné par le piston 21 du servofrein et un capteur 28' de course de pédale, représenté en tireté sur la figure 1. Les deux pistons 15 et 16 de maître-cylindre agissent, comme le montre la figure 1, sur des circuits de freinage I et II fermés, qui ne s'ouvrent pas même lors d'une modification ou d'un réglage de la

caractéristique, comme cela est normalement nécessaire avec le prin-

cipe de l'application d'une pression, de sorte que le concept est

par nature protégé contre les défauts.

En cas de défaillance du piston supplémentaire, de sa commande de pression et/ou de la source de pression, un échelon multiplicateur est produit dans la forme de réalisation-du servofrein selon figure 1 et le conducteur dispose alors d'une plus grande course de la pédale pour produire une pression de freinage prédéterminée (cf. aussi la

courbe I sur le diagramme de la figure 2: avec échelon multipli-

cateur). Le bloc de distributeurs 11 comprend quatre groupes différents de distributeurs, qui assument des tâches principales déterminées et sont utilisables seuls ou en combinaison avec la manoeuvre

d'autres groupes de distributeurs.

Un premier groupe 29 comprend les distributeurs électromagné-

tiques 2/2 29a, 29b, 29c et 29d qui sont normalement en position de passage, comme le montre la figure 1, et qu'une commande électrique permet, en cas d'apparition de fonctions ABS, de faire passer dans leur position d'arrêt, même sélectivement, pour le maintien de la pression dans les canalisations 30a à 30d aboutissant aux cylindres de fin de roue correspondants. Les distributeurs électromagnétiques 2/2 29a et 29b font partie du circuit de freinage i fermé et les

distributeurs électromagnétiques 2/2 29c et 29d du circuit de frei-

nage II fermé. L'affectation des canalisations de sortie de pression a à 30d vers les cylindres de frein de roue peut par principe être quelconque; le montage est de préférence réalisé de façon que chaque roue avant appartienne à un circuit de freinage I ou II, de sorte par exemple que les deux distributeurs, représentés par ailleurs sous forme d'un double distributeur électromagnétique 29b-29c par leur commande électrique commune, commandent le circuit de freinage de l'essieu arrière; en cas d'affectation d'un des circuits de freinage

I, II à l'essieu arrière ou à l'essieu avant, et dans des circons-

tances favorables, il peut suffire d'affecter un distributeur électro-

magnétique 2/2 commun à la commande des deux cylindres de frein de

roue de l'essieu arrière.

Un autre groupe 30 comprend deux distributeurs électromagnéti-

ques à deux positions 30a et 30b; ce groupe règle la fonction d'un piston supplémentaire 31, dont le c8té secondaire, c'est-à-dire sa chambre de compression 32 est insérée dans les-circuits de freinage I, II demeurant fermés et fournit ainsi à ces derniers un volume supplémentaire, et dont la chambre de compression de travail 33 est reliée par le groupe précité de distributeurs électromagnétiques de commande 30 à la chambre 34 de la partie 14 du servofrein 10, et

peut le cas échéant être reliée aussi à une source de pression sépa-

rée. Ce piston supplémentaire 31 est de préférence réalisé sous forme d'un piston étagé, monté en translation, contre la pression exercée par un ressort bandé 33, dans un vérin 32 également étagé; il assure par suite simultanément une multiplication de la pression dans le

volume supplémentaire qu'il fournit aux circuits de freinage I, II.

La figure 1 représente un seul piston supplémentaire 31, affecté au circuit de freinage II; il va de soi que des pistons supplémentaires offrant un volume supplémentaire et réglés en conséquence (ce point sera traité ci-après) peuvent aussi être affectés à tous les circuits de freinage et parties de circuit de freinage. De la façon précisée

ci-après, le montage de ce piston supplémentaire 31 permet une trans-

lation, une commande ou une prédétermination de caractéristique, -

c'est-à-dire d'une façon générale une variation entre de larges limites de la caractéristique de la pression de freinage délivrée par le système et transmise aux cylindres de frein de roue en fonction de la course de la pédale de-frein ou par exemple de la course du

piston de servofrein.

La constitution du bloc de distributeurs 11 est complétée enfin par un autre groupe de distributeurs électromagnétiques 34, qui assume essentiellement des fonctions de commande de la pression dans la chambre de retour 35 du piston 21 de servofrein, et par un groupe de distributeurs électromagnétiques 36 qui sert essentiellement à appliquer une pression dans un espace annulaire 37 périphérique de la partie 14 du servofrein, d'o la pression est ensuite transmise par des canaux appropriés à la soupape de frein 24. Les groupes 34 et 36.sont constitués chacun par des distributeurs électromagnétiques 2/2 34a, 34b ou 36a, 36b, qui le cas échéant ou de préférence sont

réalisables aussi sous forme de distributeurs doubles avec une com-

mande électrique commune et une partie électromagnétique commune.

Un capteur de pression 38 est affecté au moins à un piston supplé-

mentaire 31 ou au circuit de freinage considéré, le circuit de freinage II dans le cas présent, pour la production d'un signal

électrique de pression instantanée.

L'avantage particulier de la disposition d'un piston supplémen-

taire 31 dans au moins un circuit de-freinage (fermé) réside dans le

fait que ledit piston est utilisable non seulement pour une varia-

tion de caractéristique quelconque, par exemple pour modifier la caractéristique en fonction d'états de fonctionnement déterminés ou

pour l'adapter à des types prédéterminés de véhicule et/ou de servo-

frein, mais aussi pour des tâches de réalisation de fonctions ABS.,

et permet enfin, par le dépouillement possible de ses propres carac-

téristiques de commande, de déceler et d'indiquer aussi des critères de sécurité, tels que détection d'une défaillance du circuit de freinage, mauvaise purge des circuits de freinage, etc. Le principe de fonctionnement est d'abord exposé brièvement sans tenir compte du fonctionnement du piston supplémentaire ou de la réalisation de fonctions ABS. L'enfoncement de la pédale de frein 25 déplace de facon connue la soupape de frein 24 par translation de son piston de commande 24a pour l'établissement d'une pression de

freinage, de sorte que la pression délivrée par la source dans l'es-

pace annulaire 37 périphérique atteint la face arrière du piston de servofrein par des canaux transversaux 39 dans le piston 21 du 2.0 servofrein et 39' dans le piston de commande 24a de la soupape de frein. Le mouvement résultant du piston de servofrein produit un déplacement correspondant des pistons de maître-cylindre 16 et 15 des circuits de freinage I, II, qui sont situés du c8té de la tige, et une élévation correspondante de pression dans la zone des freins de roue. La caractéristique résultante correspond à la courbe I (figure 2) de pression de freinage en fonction de la course de la

pédale de'frein 25 ou du piston 21 de servofrein; cette caractéris-

tique, dont le tracé résulte des données de base prédéterminées du servofrein, correspond à une variation sans volume supplémentaire

fourni par le piston supplémentaire pour le circuit de freinage con-

sidéré, mais avec échelon multiplicateur par suite des données struc-

turelles du servofrein.

Sur le diagramme de la figure 2, A désigne la plage de variation

possible de commande de la caractéristique réalisable par l'utilisa-

tion du volume supplémentaire fourni par le piston supplémentaire 31 dans les circuits de freinage, les caractéristiques pouvant présenter

un tracé quelconque à l'intérieur de ce domaine et certaines carac-

téristiques de consigne II prédéterminées pouvant ître asservies lors de l'établissement de la pression par une commande adaptée du groupe de distributeurs électromagnétiques 30 pour la manoeuvre du

piston supplémentaire.

La figure 3 représente sous forme de schéma synoptique une forme de réalisation possible de la commande du piston supplémentaire, à

l'aide du groupe de distributeurs électromagnétiques 30 dans l'exem-

ple de réalisation représenté.

- Le circuit de commande électrique particulier du groupe de dis-

tributeurs électromagnétiques-30 peut, selon son principe de fonc-

tionnement, être un circuit logique électronique ou un système de

commande réalisé à partir d'un microcalculateur ou d'un micropro-

cesseur, qui comprend aussi des moyens de mémoire appropriés pour

la prédétermination de caractéristiques de consigne souhaitées, ser-

vant de base au fonctionnement ultérieur; de telles caractéristiques

de consigne servent essentiellement à l'adaptation précitée du con-

cept de servofrein selon l'invention à des types de véhicule et aussi à des servofreins différents, de sorte que des caractéristiques de pédale variables entre de larges limites sont ainsi réalisables ou qu'une caractéristique de pédale prédéterminée et souhaitée peut

être conservée pour une grande gamme de véhicules.

L'exemple de réalisation d'un circuit électronique de commande et dedépouillement de signaux 40 comprend les deux entrées 41 et 42 des signaux de valeur instantanée de la course s du piston 21 de servofrein, délivrée par le capteur 28, ou de la course s' de la pédale de frein 25, délivrée par le capteur 28', et de la pression p régnant

dans chaque circuit de freinage I, II... et délivrée par le capteur 28.

Un bloc 43 est prévu pour l'obtention d'un tracé souhaité de la caractéristique, reçoit le signal de course s ou s',,par exemple quand ce dernier est proportionnel à la course, et délivre un tracé souhaité de la caractéristique, même non linéaire, de la grandeur de course en fonction de valeurs mémorisées. Le bloc 43 permet par suite de fixer des tracés de consigne quelconques de la caractéristique, avec

utilisation possible de composants ou de circuits quelconques géné-

rant les courbes souhaitées, tels que des générateurs de caractéris-

tique analogiques ou des mémoires à fonctionnement numérique qui, après adressage par la grandeur de course considérée, délivrent un mot mémorisé pour traitement ultérieur.

Dans une autre forme de réalisation de l'invention, une traduc-

tion de la vitesse de la pédale, c'est-à-dire de la vitesse de variation de la grandeur de course, s'est révélée avantageuse pour une translation complémentaire de la caractéristique, pour obtenir par exemple une pente plus élevée de cette dernière, de sorte que le temps de seuil est réduit. Le signal de course est également appliqué à un autre bloc 44 et transmis en outre sous forme de signal différentié au bloc 43 de tracé de la caractéristique. La vitesse de la pédale peut ainsi intervenir dans l'élaboration du tracé de la

caractéristique de consigne.

Dans cet exemple de réalisation, la grandeur de sortie du bloc de tracé de la caractéristique est appliquée à trois comparateurs 45, 46 et 47, qui comparent la grandeur de course modifiée en fonction du tracé souhaité de la caractéristique à la valeur instantanée de la 2.0 pression P appliquée à leur autre entrée. Le comparateur 45 par

exemple peut ainsi, le cas échéant à l'aide d'un amplificateur inter-

médiaire 45a, commander l'électroaimant 30a' du distributeur électro-

magnétique 2/2 30a du groupe 30 prévu pour l'établissement d'une pression, tandis que le comparateur 46 commande par un amplificateur 46a' l'électroaimant 30b' du distributeur électromagnétique 2/2 30b

assurant la réduction de pression. Le troisième comparateur 47 com-

mande alors par exemple une lampe d'alarme 48 quand un écart de réglage prédéterminé est dépassé pendant l'asservissement de la caractéristique de consigne considérée; la commande par les comparateurs 45 et 46 des distributeurs électromagnétiques 30a, 30b affectés agissant dans le sens d'une régulation, l'écart de réglage entre les deux grandeurs d'entrée pression instantanée et grandeur de course modifiée - est faible, au moins dans le cas d'un système intact, et ne dépasse alors pas un seuil prédéterminé sur le comparateur 47; un dépassement de ce seuil indique que la caractéristique de consigne visée n'est pas

atteinte. Il en est par exemple ainsi quand ie ou les pistons sup-

plémentaires 31 ne peuvent plus fournir du fluide de pression ou en cas d'une défaillance du circuit de freinage ou d'une mauvaise purge

d'air. Le comparateur 47 réagit de même dans le cas d'un dérange-

ment du groupe de distributeurs électromagnétiques 30. Il va de soi que le tracé de la caractéristique peut aussi être effectué directement dans la zone des capteurs, par exemple avec emploi de capteurs non-linéaires tels que des potentiomètres appropriés sur la pédale de frein 25. Lorsque l'écart de réglage entre la grandeur de course modifiée et la pression instantanée dépasse par suite un seuil prédéterminé, le comparateur 46 réagit et commande le distributeur électromagnétique 30b de réduction de

la pression (vidage dans la canalisation de retour du fluide de pres-

sion dirigé vers le c8té commande du piston supplémentaire 31), tan-

dis que dans le cas contraire du fluide de pression supplémentaire

est dirigé par le distributeur électromagnétique 30a et la canalisa-

tion de pression 49 de la chambre du servofrein vers le ou les pistons

supplémentaires 31.

Le diagramme de la figure 2 (caractéristique de la pression ins-

tantanée en fonction de la course de la pédale/du piston de servofrein) représente par la caractéristique II l'action résultant de la commande du piston supplémentaire; afin que la caractéristique d'effort sur la pédale puisse correspondre à la valeur de consigne souhaitée, le

piston supplémentaire 31 est branché en cas de dépassement de la carac-

téristique de consigne, décelé par le comparateur 45, et le distribu-

- teur 30a délivre-du fluide de pression à la chambre de pression de

travail 33 dudit piston, de sorte que du fluide de pression supplé-

mentaire est également transmis au circuit de freinage II correspon-

dant jusqu'à ce que la valeur de consigne soit atteinte. Il convient de préciser ici que des moyens d'étranglement, et de préférence des étrangleurs linéaires 50, 51 sont insérés dans les canalisations d'alimentation et de retour du piston supplémentaire 31, qui produit ainsi des variations de pression instantanée non pas brutales, mais

progressives, avec croissance ou décroissance limitée.

Une fois la pression de consigne atteinte, la pression continue 25743s55 à croître (uniquement) par le piston 21 de servofrein, jusqu'à ce que la valeur tombe de nouveau au-dessous de la valeur de consigne et que

le débit additionnel par le piston supplémentaire devienne nécessaire.

Une telle variation de pression est représentée en trait gras sur la courbe II du diagramme de la figure 2, avec la variation correspon-

dante de la tension de commande électrique.

Il ressort de ce qui précède qu'une traduction appropriée de la

vitesse de la pédale par différentiation du signal de course et l'in-

tervention résultante de l'action du piston supplémentaire, plus importante ou totale, permettent de réaliser une caractéristique à

plus forte pente pour améliorer le temps de seuil des freins.

Il va de soi que l'action décrite ci-dessus d'une augmentation

ou d'une diminution intermittente de la pression par l'intermé-

diaire du piston supplémentaire, compte tenu de l'action du distri-

buteur électromagnétique 2/2 30b, est utilisable de façon particu-

lièrement avantageuse pour la réalisation de fonctions ABS, c'est-

à-dire pour un dispositif antiblocage intégré. La figure 2 représente

à titre d'exemple de toutes les formes possibles du circuit de com-

* mande électrique d'un dispositif antiblocage un bloc de circuit logique électrique 52, dont le principe de constitution peut aussi

être connu et qui commande aussi, par deux fils 52a, 52b, les distri-

buteurs électromagnétiques 30a, 30b de mise sous pression du ou des pistons supplémentaires 31. Des diodes 53 insérées dans les fils de

commande assurent l'isolation galvanique mutuelle.

Lorsqu'une fonction ABS intervient par suite, un autre fil dis-

tinct 52c commande d'abord le groupe de distributeurs électromagné-

tiques 34, qui commute alors et arrête le piston 21 de servofrein.

La modulation de pression ABS (établissement et réduction de pression) s'effectue alors d'abord par le groupe de distributeurs électromagnétiques 30 avec production de la fonction précédemment décrite du piston supplémentaire sur la pression dans les circuits

de freinage I, II qui lui sont affectés: une commande du distri-

buteur électromagnétique 2/2 30b par le circuit logique 52 produit une réduction de la pression transmise au piston supplémentaire 21 ou le commandant, de sorte que du fluide de pression s'écoule de ce

dernier dans la canalisation de retour avec une réduction corres-

pondante de la pression dans le circuit de freinage. Une action quasianalogue est de même concevable par la commande dirigée des distributeurs électromagnétiques 30a, 30b pour la réalisation d'une -5- fonction de tenue de la pression par le piston supplémentaire 31, le cas échéant avec piston 21 de servofrein arrêté, quand les deux

distributeurs 30a, 30b sont commutés dans leur position d'isolement.

Un établissement de la pression dans les circuits de freinage I, II est également possible à l'aide du distributeur électromagnétique

30a dans ce cas ABS, par une commande appropriée du piston supplé-

mentaire. La fonction ABS peut comprendre deux cas limites qui, rapportés

à la fonction décrite du piston supplémentaire, imposent le cas -

échéant une plage de variation de pression plus grande que celle pouvant être fournie par le piston supplémentaire 31 pour la fonction ABS. Les deux cas limites comprennent l'apparition de conditions

asymétriques de la chaussée et la variation du coefficient d'adhé-

rence entre la roue considérée et le revêtement routier.

Dans le premier cas limite, et par suite du blocage du piston 21 de servofrein, le piston supplémentaire ne peut pas le cas échéant fournir suffisamment de fluide de pression pour produire un freinage! à fond, correspondant à l'effort exercé sur la pédale, de la roue considérée avec le coefficient d'adhérence plus élevé sur chaussée asymétrique. Cet état est par exemple décelé par le circuit logique électrique ou électronique 52 et conduit à une coupure du groupe de distributeurs électromagnétiques 34, de sorte qu'un déplacement

du piston 21 de servofrein est produit en vue d'augmenter la pres-

sion de freinage, jusqu'à ce que la roue correspondante soit commandée en fonction de la pression de servofrein affectée à l'effort exercé

sur la pédale. Le rebranchement du groupe de distributeurs électro-

magnétiques 34 produisant le blocage du piston 21 de servofrein

s'effectue alors également par des signaux logiques appropriés.

Le second cas limite d'une variation brutale du coefficient d'adhérence, d'une valeur élevée à une valeur faible par exemple, risque de faire que l'augmentation de volume du circuit de freinage considéré par le piston supplémentaire est insuffisante pour la

réduction de pression nécessaire. Le groupe de distributeurs élec-

tromagnétiques 36 est alors branché, c'est-à-dire commuté de la position représentée sur la figure 1 dans l'autre position, de sorte qu'une pression est prélevée dans la chambre de pression 34 et trans- mise simultanément à la chambre 35 de part et d'autre du piston 21

de servofrein, qui est ainsi repoussé avec une réduction correspon-

dante de la pression dans le circuit de freinage. Il va de soi que

dans ce cas d'uhe intervention maître de la fonction ABS sur des compo-

sants du servofrein, même les distributeurs du groupe Il peuvent être individuellement ou en totalité commutés sur tenue de pression partout o cela est nécessaire par suite de la traduction des mouvements de roue. Les signaux de commande appropriés sont délivrés par le circuit

logique 52.

La figure 1 représente enfin un distributeur électromagnétique 2/2 55 supplémentaire optionnel, dont les canalisations de pression sont branchées de façon à lui permettre, quand il est commandé, de transmettre directement la pression de la source au côté pression du piston 21 dans la partie 14 du servofrein, c'est-à-dire de produire

une action de freinage même sans manoeuvre de la soupape de frein 24.

Une telle pression est établie dans le circuit de freinage quand la

réalisation de fonctions ASR (régulation antipatinage) est nécessaire.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims (28)

Revendications

1. Procédé de commande et/ou adaptation de-la pression de freinage dans ou à un ou des équipements de freinage de véhicule existants, dans lequel une soupape de frein (24) actionnée par la pédale de frein (25) transmet le fluide de pression à un servofrein hydrau- lique (10), qui l'applique aux cylindres de frein de roue affectés

à un circuit de freinage (I, II) au moins, ledit procédé étant carac-

térisé en ce que pour commander la caractéristique de pression de freinage en fonction de la course (s, s') de la pédale de frein (25) ou du piston (21) du servofrein (10), les signaux de commande obtenus par comparaison à une caractéristique de consigne prédéterminée sont transmis à un distributeur électromagnétique (30a, 30b) au moins qui, indépendamment de la fonction du servofrein, transmet du fluide de pression à un piston supplémentaire (31) inséré dans un circuit de freinage (I, II) au moins, entre la sortie de pression correspondante du servofrein (10) et les cylindres de frein de roue raccordés, pour

l'élévationou la réduction sélective de la pression dans ledit cir-

cuit de freinage (I, II).

2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que pour la commande du groupe de distributeurs électromagnétiques (30; 30a, b) délivrant une pression à un piston supplémentaire (31 au moins, un signal de course modifié en fonction du tracé souhaité de la

caractéristique et comparé au signal de pression instantanée (P).

3. Procédé selon revendication 2, caractérisé en ce que la com-

paraison de la pression instantanée (P) aux signaux modifiés de course s'effectue en deux-points séparés d'élévation et de réduction

de la pression, et une pression est transmise à un piston supplé-

mentaire (31) au moins par un premier distributeur électromagnétique 2/2 (30a) et prélevée par un deuxième distributeur électromagnétique

2/2 (30b).

4. Procédé selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce

que pour linéariser la vitesse d'élévation ou de réduction de la pression du piston supplémentaire (31), la transmission de pression s'effectue avec étranglement, de préférence par des étrangelrus

linéaires (50, 51).

5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4, carac-

térisé en ce que la caractéristique de consigne, asservie par une commande appropriée de la pression du piston supplémentaire (31) dans un circuit de freinage (I, II) au moins, est prédéterminée pour adaptation à des types de véhicule et/ou des servofreins donnés ou varie aussi ou en plus pendant le fonctionnement, par traduction

de paramètres de fonctionnement (vitesse de la pédale).

6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac-

térisé en ce que la transmission de fluide de pression à un piston supplémentaire (31) au moins s'effectue depuis la chambre -(34) du servofrein.

7. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6, carac-

térisé en ce que la fonction réglable d'augmentation ou de réduc-

tion de la pression du piston supplémentaire (31) dans le circuit de freinage (I, II) correspondant intervient pour la modulation de pression ABS avec blocage simultané du servofrein (10) ou de la

pédale de frein (25).

8. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7, carac-

térisé en ce que le facteur multiplicateur du piston supplémentaire 2.0 (31), obtenu par une forme étagée de ce dernier, produit dans le circuit de freinage (I, II) correspondant une élévation de pression

utilisable de préférence en cas de ABS.

9. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 8, carac-

térisé en ce que la commande des distributeurs électromagnétiques (30a, 30b) délivrant du fluide de pression au piston supplémentaire (31) est cadencée selon l'écart de réglage par rapport au tracé de

la caractéristique de consigne.

10. Procédé selon revendication 9, caractérisé en ce que le facteur de durée des signaux de commande du piston supplémentaire est traduit

pour déceler une mauvaise purge d'air des circuits de freinage.

11. Procédé selon une quelconques des revendications 1 à 10, carac-

térisé en ce qu'une non-obtention du tracé de la caractéristique de consigne par suite du débit limité du piston supplémentaire

(31) est traduite pour déceler une défaillance du circuit de frei-

nage et le cas échéant commander une lampe d'alarme.

12. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 11, carac-

térisé en ce que la vitesse de la pédale de frein est traduite non

seulement pour modifier la caractéristique, mais aussi pour trans-

later la caractéristique de consigne dans le cas d'une valeur trop élevée de la vitesse de la pédale, afin d'obtenir une caractéris-

tique à plus forte pente pour réduire le temps de seuil.

13. Dispositif de commande et/ou adaptation de la pression de freinage dans ou à un ou des équipements de freinage de véhicule existants, avec un servofrein hydraulique (10) et une soupape de frein (24) actionnée par la pédale pour application du fluide de

pression délivré par une source (12), ledit dispositif étant carac-

térisé en ce qu'au moins un piston supplémentaire (31) à débit réglé est inséré dans les circuits de freinage (I, II), entre le servofrein

(10) et les cylindres de frein de roue, pour la commande, le dépla-

cement ou l'adaptation de la caractéristique et/ou la modulation de

pression ABS.

14. Dispositif selon revendication 13, caractérisé en ce qu'un pre-

mier distributeur électromagnétique 2/2 (30a) est prévu pour la

charge commandée du piston supplémentaire (31) par du fluide de pres-

sion provenant de la chambre (34) du servofrein (10) correspondant, et un deuxième distributeur électromagnétique commande 2/2 (30b),

reliant la -chambre de pression de commande (33) du piston supplémen-

taire (31) à la canalisation de retour, et prévu pour la diminution

de pression.

15. Dispositif selon une des revendications 13 ou 14, caractérisé

en ce que le piston supplémentaire est étagé, en particulier pour

l'augmentation de pression dans le cas ABS.

16. Dispositif selon une quelconque des revendications 13 à 15,

caractérisé par un circuit comparateur et logique (40) électrique ou électronique, qui saisit la pression instantanée dans au moins un circuit de freinage (I, II) équipé du piston supplémentaire (31), la compare à la course (s) du piston (21) du servofrein ou la course (s') de la pédale de frein (25) pour commande de la caractéristique et délivre des signaux de commande au distributeur électromagnétique

(30a) pour augmentation de la pression ou au distributeur électro-

magnétique (30b) pour diminution de la pression sur le piston supplé-

mentaire (31), lesdits signaux de commandé étant cadencés en fonction de l'écart par rapport à la valeur de consigne et de l'écart de

réglage pour l'asservissement d'une caractéristique de consigne.

17. Dispositif selon revendication 16, caractérisé en ce qu'un bloc de tracé de caractéristique (43), qui délivre un signal modifié de course du piston de servofrein ou de la pédale de frein, est prévu

pour le tracé de caractéristique et la prédétermination de carac-

téristiques de consigne.

18. Dispositif selon une des revendications 16 ou 17, caractérisé

en ce que des capteurs de pression sont affectés aux circuits de freinage (I, II) pour saisir la pression instantanée et la convertir

en un signal électrique, et des capteurs de course (28, 28') déli-

vrant le cas échéant directement des tracés non-linéaires sont affectés au piston (21) de servofrein et à la pédale de frein (25)

pour le tracé de caractéristique.

19. Dispositif selon une quelconque des revendications 13 à 18,

caractérisé en ce que le servofrein (10) comprend un maître-cylindre tandem (13) avec des pistons formant deux circuits de freinage fermés (I, II), ainsi qu'une partie (14) servofrein comprenant un piston (21) qui entoure concentriquement et annulairement la soupape de frein (24) et entraîne, par un prolongement (21a) de la tige de

piston le piston (16) en regard du maître-cylindre tandem (13).

20. Dispositif selon revendication 19, caractérisé en ce que la

soupape de frein (24) est entraînée dans le piston (21) de servo-

frein par la pédale de frein (25), à l'aide d'une tige de poussée (27) présentant une tête plus large et logée dans la chambre (34) de servofrein, de façon que la pression appliquée par la soupape

de fre-n (24) réagit sur la pédale de frein (25).

21. Dospositif selon une quelconque des revendications 13 à 20,

caractérisé en ce que des distributeurs électromagnétiques 2/2 (29a, 29b, 29c, 29d), commandables (sélectivement) pour la fonction de

tenue ABS, sont commutés dans les canalisations de sortie de pres-

sion du servofrein (10) constituant les circuits de freinage (I,

II), de préférence en aval du piston supplémentaire (31).

2574355"

22 -

22. Dispositif selon une quelconque des revendications 13 à 21,

caractérisé par un groupe de distributeurs électromagnétiques (34)

qui, lors de l'intervention de la fonction du piston supplémen-

taire, bloque la fonction du servofrein en isolant l'évacuation de la chambre de retour du piston (21) dans le servofrein (10).

23. Dispositif selon une quelconque des revendications 13 à 22,

caractérisé par un autre groupe de distributeurs électromagnétiques (36), qui transmet le fluide de pression de la source (12) à la partie (14) du servofrein (10) et, lors de la commutation, ouvre la chambre (24) de la partie (14) du servofrein sur la canalisation

de retour.

24. Dispositif selon revendications 22 et 23, caractérisé en ce que

les deux groupes de distributeurs électromagnétiques (34, 36) sont commandables pour blocage du piston (21) de servofrein ou réduction de la pression dans la chambre du servofrein dans les cas limites

de modulation de pression ABS pour lesquels la réduction ou éléva-

tion de pression par le piston supplémentaire (31) est insuffisante.

25. Dispositif selon une quelconques des revendications 13 à 24,

caractérisé par un distributeur électromagnétique inverseur (55), qui transmet directement le fluide de pression de la source (12) à la chambre (34) de la partie (14) du servofrein pour une élévation de la pression dans les circuits de freinage lors de l'intervention

de fonctions ASR (régulation antipatinage).

26. Dispositif selon une quelconque des revendications 13 à 24,

caractérisé en ce qu'un différentiateur (44) est prévu pour traduire la vitesse de la pédale en vue d'une translation de caractéristique, différentie la course (s, s') du piston (21) de servofrein ou de la pédale de frein (25) et la transmet en outre au bloc de tracé de caractéristique (43) pour une modification supplémentaire du signal

modifié de course.

27. Dispositif selon une quelconque des revendications 13 à 26,

caractérisé en ce que le circuit électronique de traduction et de

génération de signaux (40) comprend, pour la commande des distribu-

teurs électromagnétiques attaquant le piston supplémentaire (31), un premier comparateur (45) pour déterminer un écart de réglage

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vers le haut et un deuxième comparateur (46) pour déterminer un écart de réglage vers le bas et attaquer sélectivement le distributeur correspondant d'élévation ou de réduction de la pression (30a, 30b), ainsi qu'un troisième comparateur (47) qui réagit à un écart de réglage permanent au-delà d'un seuil prédéterminéet active un dispo-

sitif d'alarme (lampe d'alarme 48).

28. Dispositif selon une quelconque des revendications 13 à 27,

caractérisé par des étrangleurs, et de préférence des étrangleurs

linéaires insérés dans les canalisations d'alimentation et d'évacua-

tion de la pression d'au moins un piston supplémentaire (31).