FR3052723A1 - Systeme de freinage mecaniquement maintenu - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de freinage pour véhicule comprenant : une source de pression (1) configurée pour mettre du fluide sous pression, une ligne d'alimentation (10) reliée à la source (1), un dispositif de freinage négatif (14) actionnable hydrauliquement, une ligne de freinage (12) reliée au dispositif de freinage (14), une valve de défreinage (4) reliée à la source pression (1) par la ligne d'alimentation (10) et reliée au dispositif (14) par la ligne de freinage (12), ladite valve comprenant : une première position, reliant la ligne d'alimentation (10) à la ligne de freinage (12), une deuxième position, reliant la ligne de freinage (12) à une sortie de mise à vide (16), au moins un actionneur pilotable électriquement (8), caractérisé en ce que : le système comprend au moins un dispositif de maintien mécanique de position (18) de la valve de défreinage (4) pour maintenir mécaniquement la valve de défreinage (4) en première et en deuxième position, ledit actionneur (8) est configuré pour faire passer la valve (4) de la première position à la deuxième position et de la deuxième position à la première position sur commande d'une unité de contrôle électronique (2).

Description

Système de freinage mécaniquement maintenu DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne ie domaine des machines comprenant un frein hydrauiique.

En particuiier, ies machines concernées sont des tracteurs agricoies ou d'autres machines agricoies comme des puivérisatrices ou des enjambeurs.

Pius précisément, i'invention concerne ies machines hydrauiiques comportant un système de freinage associé dit « à commande négative », et comportant une commande iadite commande négative, dit « de défreinage » par pression d'huiie.

ETAT DE L'ART

Les dispositifs de freins à commande négative, ou à défreinage ou encore freins négatifs sont connus : le document FR 2 529 978 au nom du Demandeur donne une iiiustration de tels dispositif de freinage.

Le dispositif de freinage à commande négative comprend une chambre de pression qui, iorsque mise sous pression, permet de libérer l'élément freiné. Inversement, lorsqu'aucune pression n'est appliquée, des moyens de rappeis, typiquement un ou des ressorts, maintiennent le dispositif en position serrée. Plus précisément, ces dispositifs comprennent généraiement un couvercle au sein duquel un piston de frein est mobiie en translation. La translation est pilotée par les moyens de rappel et par la pression au sein de la chambre de pression.

Quand on envoie un fiuide sous pression dans la chambre de pression, le piston est dépiacé en position de défreinage, ce qui provoque le relâchement des disques : le frein ne freine donc pas. En revanche, en i'absence de pression appliqué ou à tout le moins en l'absence de pression suffisante pour vaincre l'effort des moyens de rappels, le piston est maintenu en position par défaut et comprime ies disques, qui, en frottant, engendrent un freinage.

Les freins sont aiimentés en pression d'huiie par une source de pression 1. La source de pression 1 est typiquement une pompe hydrauiique, qui peut inciure ou être compiétée par des dispositifs de réguiation et de iimitation non représentés. Eiie peut être une pompe dédiée au freinage, une pompe d'accessoires de machine, une pompe de transmission en circuit ouvert, ou ia pompe de gavage d'un circuit fermé comprenant une autre pompe de puissance, ou un piquage sur un circuit hydrauiique de machine dédié à d'autres usages que ie freinage.

Comme représenté sur ia figure 1, ie dispositif de freinage négatif est piioté par une vaive B trois voies deux positions. On définit une position de repos, maintenue par défaut grâce à des moyens de rappeis C, et une position piiotée éiectriquement. La vaive B est reiiée à ia source de pression A par une iigne d'aiimentation D et est reiiée aux freins F par une iigne de freinage E.

Quand ia valve B est en position de repos, la ligne d'alimentation D est bouchée et la ligne de freinage E est reliée à une sortie de mise à vide de défreinage G, de pression nulle : la pression du fluide dans le dispositif F est donc nulle ou basse et le dispositif freine. La sortie G est reliée à une ligne de mise à vide qui se déverse dans un réservoir R à pression nulle, non représentés.

Quand la valve B est commandée électriquement, et que la source de pression A fonctionne, le fluide sous pression est envoyé depuis de la source de pression A au dispositif de frein négatif via la ligne d'alimentation D, la valve B et la ligne de freinage E. Le dispositif ne freine alors plus. Du fait des moyens de rappels C, la valve B doit être maintenue pilotée dans cette position, en envoyant en permanence une commande (électrique en général) de maintien en position.

Cette architecture présente le défaut qu'en cas de coupure du pilotage de la valve B, due à une panne électrique ou une rupture du faisceau électrique, la valve B bascule mécaniquement en position de repos, ce qui peut provoquer un freinage instantané de la roue : il y a un risque de collision avec les véhicules suiveurs et/ou de blocage de roue avec perte de dirigeabilité.

Il présente en outre le défaut de ne pas pouvoir réaliser de défreinage de secours permettant de remorquer la machine hors d'une zone.

Il n'est en outre pas possible d'utiliser le frein de parking comme frein de secours contrôlable.

Il n'est en outre pas possible de mettre à vide le circuit de frein en cas d'arrêt des moteurs et des sources de pression mais de maintien sous tension du circuit électrique

Il n'est enfin pas possible d'alerter en cas d'impossibilité de maintien sous pression

PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention présente un système de freinage pour véhicule comprenant : une source de pression configurée pour mettre du fluide sous pression, une ligne d'alimentation reliée à la source, un dispositif de freinage actionnable hydrauliquement et configuré pour freiner un élément mobile en rotation lorsqu'aucune pression hydraulique n'est appliquée et pour libérer l'élément mobile en rotation lorsqu'une pression hydraulique est appliquée, une ligne de freinage reliée au dispositif de freinage, une valve de défreinage reliée à la source pression par la ligne d'alimentation et reliée au dispositif par la ligne de freinage, ladite valve comprenant : une première position, reliant la ligne d'alimentation à la ligne de freinage, une deuxième position, reliant la ligne de freinage à une sortie de mise à vide, au moins un actionneur pilotable électriquement, caractérisé en ce que : le système comprend au moins un dispositif de maintien mécanique de position de la valve de défreinage pour maintenir mécaniquement la valve de défreinage en première et en deuxième position, ledit actionneur est configuré pour faire passer la valve de la première position à la deuxième position et de la deuxième position à la première position sur commande d'une unité de contrôle électronique.

La première position de la valve de défreinage peut fermer la sortie de mise à vide de défreinage, et la deuxième position de la valve de défreinage peut fermer la ligne d'alimentation.

La valve de défreinage peux comprendre deux actionneurs, dont chacun est configuré pour commuter d'une position vers l'autre ; une unité de contrôle électronique peut piloter lesdits actionneurs pouvant, et les dispositifs de maintien mécanique peuvent comprendre deux éléments configurés chacun pour maintenir mécaniquement une des deux positions.

La valve de défreinage peut comprendre un corps à l'intérieur duquel un tiroir est monté mobile en translation selon une direction longitudinale entre la première et la deuxième positions, et dans lequel les dispositifs de maintien mécanique comprennent une tige montés mobile en translation solidairement du tiroir, ladite tige comprenant une rainure, et comprennent deux billes ou doigts de verrouillage à des positions longitudinales différentes, lesdites billes étant configurées pour se loger dans la rainure et pour opposer alors une résistance au déplacement du tiroir, et dans lequel la valve est dans la première position, respectivement la deuxième, quand la première bille, respectivement la deuxième, est dans la rainure

Le ou les dispositifs de maintien mécanique peuvent être pilotés électriquement pour relâcher et activer un maintien mécanique.

Le système peut avantageusement comprendre : une pompe manuelle de défreinage, une valve à commande manuelle situé sur la ligne de freinage, qui comprend une première position passante reliant la valve de défreinage au dispositif de freinage via la ligne de freinage et une seconde position reliant la valve de défreinage à la sortie de mise à vide et reliant le dispositif de freinage à la pompe manuelle.

Le système peut également comprendre une valve à commande manuelle disposée sur la ligne de freinage qui comprend une commande mécanique, ladite valve à commande manuelle permet de contrôler la pression dans le dispositif de freinage en fonction d'une course de ladite commande mécanique, ladite activation de la commande mécanique permettant de diminuer la pression dans le dispositif de freinage pour activer le freinage.

La valve à commande manuelle peut comprendre un orifice d'entrée/sortie relié à la source de pression respective, un orifice d'entrée/sortie relié à un réservoir, et un orifice d'entrée/sortie relié au dispositif de freinage, la valve à commande manuelle étant adaptée pour sélectivement relier l'orifice d'entrée/sortie relié au dispositif de freinage à l'un ou l'autre des autres orifices, en fonction de la pression dans le dispositif de freinage et du degré d'actionnement de la commande.

La valve à commande manuelle peut comprendre : un plongeur mobile en translation dans un cylindre, un organe de transfert de poussée, adapté pour exercer une poussée sur le plongeur tendant à mettre en communication l'orifice d'entrée-sortie relié à la source de pression avec l'orifice d'entrée/sortie relié au dispositif de freinage en réponse à l'actionnement de la commande, et une chambre de rétroaction reliée au dispositif de freinage par un orifice d'entrée/sortie de la valve, la chambre étant disposée d'un côté opposé à l'organe de transfert par rapport au plongeur de sorte qu'une pression de fluide dans la chambre exerce une poussée sur le plongeur tendant à mettre en communication l'orifice d'entrée/sortie relié au dispositif de freinage avec l'orifice d'entrée/sortie relié au réservoir.

La vaive à commande manuelle est avantageusement adaptée pour relier l'orifice d'entrée/sortie relié à la chambre à l'orifice d'entrée/sortie relié au réservoir quand la pression dans le dispositif de freinage excède une pression correspondant à un niveau d'actionnement de la commande.

La valve à actionnement manuel est avantageusement adaptée pour relier l'orifice d'entrée/sortie relié au dispositif de freinage à l'orifice d'entrée/sortie relié au réservoir quand la pression dans le dispositif de frein excède une pression correspondant à un niveau d'actionnement de la commande.

Le système peut en outre comprendre un gicleur de sécurité relié à un point de prélèvement sur la ligne d'alimentation ou de freinage, ledit gicleur étant configuré pour permettre par une fuite de pression sur la ligne, de faire baisser la pression dans lesdites lignes.

La source de pression du système peut être un accumulateur et le système peut comprendre un circuit amont ayant : un circuit de chargement de la source de pression relié à la ligne d'alimentation, et des moyens d'alerte, configurés pour signaler une chute de pression dans la ligne d'alimentation ou la ligne de freinage, le circuit de chargement étant configuré pour recharger l'accumulateur en pression et les moyens d'alerte étant configurés pour bloquer l'accumulateur et éviter qu'il se vide lorsqu'une chute de pression est détectée.

Le système peut en outre comprendre un moteur hydraulique débrayable, et une pompe de gavage configurée pour embrayer ledit moteur par mise sous pression. Dans ce cas, la source de pression est la pompe de gavage, de sorte que l'embrayage du moteur n'est pas possible si la valve à commande manuelle est en seconde position.

Le système peut comprendre dans un ensemble comprenant en outre une unité de contrôle électronique pour piloter le ou les actionneurs de la valve de défreinage, et/ou les dispositifs de maintien mécanique en fonction du mode de réalisation. En outre, l'unité est avantageusement configurée pour maintenir la valve de défreinage en première position en fonction de données relatives au couple moteur du véhicule tant que l'accélération ne permet pas de compenser la pente, permettant ainsi d'effectuer un démarrage en côte.

Le système peut être compris dans un ensemble avec une unité de contrôle électronique qui est configurée pour piloter le ou les actionneurs du système. L'invention concerne donc aussi un tel ensemble.

Cet ensemble peut être compris dans un véhicule. L'invention concerne aussi un procédé de freinage d'un ensemble tel que décrit précédemment, comprenant une étape de génération par l'unité de contrôle électronique d'une consigne de changement de position de la valve de défreinage.

Avantageusement, l'unité de contrôle électronique envoie une consigne de commutation de la valve en première position afin de freiner le véhicule, puis envoie une consigne de commutation de la valve en seconde position une fois qu'un couple moteur seuil du véhicule est détecté, afin de pouvoir effectuer un démarrage en côte.

PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1, qui a été précédemment décrite, présente un exemple de système de freinage à commande hydraulique selon l'état de l'art ; - la figure 2 illustre une vue globale d'un système de freinage à commande hydraulique selon un aspect de l'invention : maintien de position de valve en cas de coupure électrique; - la figure 3 illustre une vue globale d'un système de freinage à commande hydraulique selon le premier aspect de l'invention et deux autres aspects de l'invention : défreinage manuel et fuite de pression, - la figure 4 illustre un mode de réalisation d'une valve conforme à l'invention, - la figure 5 illustre une vue globale d'un système de freinage à commande hydraulique selon le premier aspect de l'invention et un quatrième aspect de l'invention : défreinage manuel progressif, - la figure 6 illustre une valve à actionnement progressif telle qu'utilisée dans un mode de réalisation de l'invention, - La figure 7 illustre représente la relation entre la pression dans le dispositif de freinage et le degré d'actionnement de la commande des freins permise par cette valve, - la figure 8 illustre une vue globale d'un système de freinage à commande hydraulique regroupant plusieurs des aspects précédemment cités, - la figure 9 illustre une vue globale d'un système de freinage à commande hydraulique selon un aspect de l'invention qui permet d'alerter en cas de chute de pression hydraulique.

DESCRIPTION DETAILLEE A présent, en relation avec la figure 2, un système de freinage à commande hydraulique va être décrit.

Ce système de freinage est avantageusement monté sur des véhicules possédant une assistance hydraulique sous la forme d'une pompe de traction alimentant des moteurs hydrauliques montés sur des essieux du véhicule. D'une manière avantageuse, les moteurs hydrauliques sont reliés aux roues, et comportent un dispositif de freinage 14.

Le système comprend une source de pression 1, un dispositif de freinage 14 et une valve de défreinage 4. La source de pression 1 est reliée à la valve 4 par une ligne d'alimentation 10 et la valve 4 est reliée au dispositif de freinage 14 par une ligne de freinage 12.

La source de pression 1 est configurée pour alimenter en huile sous pression la ligne d'alimentation 10. La source de pression 1 peut être une pompe de gavage ou bien un accumulateur. Davantage de détails seront donnés par la suite.

Le dispositif de freinage 14 actionné hydrauliquement est configuré pour freiner un élément mobile en rotation lorsqu'aucune pression n'est appliquée, à l'aide de moyens de rappel, typiquement des ressorts, qui maintiennent le dispositif en position par défaut. Inversement, le dispositif de freinage 14 est configuré pour libérer en rotation l'élément mobile lorsqu'une pression est appliquée. On comprendra que la libération en rotation dépend de la valeur de la pression et que cette libération peut être continue. Il s'agit d'un dispositif de freinage négatif tel que décrit en introduction. Plus précisément et comme indiqué en introduction, la source de pression 1 alimente une chambre de pression qui permet de contrôler le déplacement d'un piston de frein, qui permet de serrer des garnitures sur un disque ou un tambour. Lorsqu'on parle de la pression dans le dispositif de freinage 14, on parle de la pression dans la chambre de pression. L'élément mobile est typiquement un arbre ou un essieu portant une roue.

Le dispositif comprend en outre une unité de contrôle électronique 2 pour piloter la valve de défreinage 4.

Dans une première position, la valve de défreinage 4 permet de relier la ligne d'alimentation 10 à la ligne de freinage 12. En d'autres termes, elle permet de relier la source de pression 1 au dispositif de freinage 14 afin de permettre son activation (et donc de relâcher le freinage).

Dans une deuxième position, la valve de défreinage 4 permet de relier la ligne de freinage 12 à une sortie de mise à vide 16 de la valve de défreinage 4. En d'autres termes, elle permet de relier le dispositif de freinage 14 à une mise à vide afin de faire tomber la pression et de freiner à nouveau.

En pratique, en deuxième position, la sortie de mise à vide 16 de la valve de défreinage 4 est reliée à une ligne de mise à vide qui se déverse dans un réservoir R à pression nulle.

La valve de défreinage 4 est pilotée électriquement.

Le système comprend en outre un dispositif de maintien mécanique de position 18 de la valve de défreinage 4. Ce dispositif 18 permet de maintenir mécaniquement la valve de défreinage 4 selon la première position et selon la deuxième position : chaque position est maintenue dans son état de manière mécanique. Avantageusement, ce dispositif 18 est compris dans la valve de défreinage 4.

Du fait de ce dispositif 18, la valve de défreinage 4 est dorénavant pilotée par l'unité de commande 2 à chaque changement de position, à l'inverse des valves décrites en introduction qui ne sont pilotées que pour être maintenues en position pilotée.

Pour changer de position, ii est nécessaire que i'unité de commande 2 génère une consigne de changement de position, qui provoque ia commutation entre ia première et ia deuxième position (ou inversement). Le maintien dans cette position est assuré par ie dispositif de maintien 18, sans qu'ii soit nécessaire que i'unité de commande 2 maintienne ia consigne de changement de position. L'unité de commande 2 peut donc piioter ia vaive de freinage 4 par impulsions.

Par conséquent, une coupure de courant n'a aucun effet sur la position de ia vaive 4.

La vaive de défreinage 4 comprend au moins un actionneur pilotable 8, qui peut changer ia valve dans l'une et dans l'autre position (actionneur bidirectionnei) ou bien deux actionneurs pilotables (8, 8'), chaque actionneur permettant de commuter respectivement de l'une position vers i'autre.

Les dispositifs de maintien mécaniques de position 18 peuvent prendre piusieurs formes.

Dans un premier mode de réaiisation, ii s'agit d'un système purement mécanique qui se débioque si un effort est supérieur à un seuii. Le seuii est déterminé de sorte qu'en utiiisation, ia vaive 4 garde sa position, mais sous impuision de i'actionneur 8, ies dispositifs de maintien dans i'une des positions se débioquent et ies dispositifs de maintien dans l'autre position se bloquent.

En figure 3 est représenté schématiquement une valve 4 comprenant deux actionneurs 8, 8' et des dispositifs de maintien sous forme de deux éléments 18, 18'. L'actionneur 8 permet de passer de la première à la deuxième position et l'élément 18' permet de maintenir mécaniquement en deuxième position. L'actionneur 8' permet de passer de la deuxième à première position et l'élément 18 permet de maintenir mécaniquement en première position.

La figure 4 représente un détail de réalisation de la valve de la figure 3. La valve 4 comprend un corps 40 à l'intérieur duquel un tiroir 41 est mobile en translation selon une direction longitudinale entre les deux positions explicitées précédemment pour relier alternativement la ligne d'alimentation 10 à la ligne de freinage 12 et la ligne d'alimentation 10 à la sortie de mise à vide 16 (les ports ont les mêmes références que les lignes, le port de la ligne 12 est dans un autre plan de coupe et n'est pas représenté). La valve 4 est pilotée dans la première position, respectivement la deuxième, par un premier solénoïde 42a, respectivement un deuxième solénoïde 42b, qui font office d'actionneurs 8, 8'. Les solénoïdes 42a, 42b mettent en mouvement respectivement des plongeurs 43a, 43b qui transmettent le mouvement au tiroir 41. Les dispositifs de maintien 8, 18 prennent la forme d'une tige 81 mobile en translation longitudinalement solidairement du tiroir 41. La tige 81 est ici montée longitudinalement entre un des deux plongeurs 43b et le tiroir 41. La tige 81 comprend une rainure 82 et deux billes, 83a, 83b qui peuvent venir se loger au sein de la rainure 82. D'une manière équivalente, les deux billes peuvent être remplacées par d'autres moyens d'arrêts connus, par exemple des doigts, ou bonhommes de verrouillage (cylindres à extrémité en demi-sphère). Les deux billes 83a, 83b sont logés à des emplacements longitudinaux différents, de sorte qu'en fonction de la position longitudinale du tiroir 41, seule une des deux billes ne peut être engagée dans la rainure 82. Chaque bille 83a, 83b est montée avec un ressort de verrouillage 84a, 84b qui tend à pousser la bille 83a, 83b contre la tige 81 et à la maintenir dans la rainure 82. Ainsi, pour changer de position, le solénoïde 8, par exemple, doit exercer une force tendant à vaincre la résistance du couple bille 83a/ressort 84a, de sorte que le ressort se comprime et que la bille aille en position rétractée. On comprend ainsi que les billes permettent de maintenir la valve en position, sans pilotage par les solénoïdes, et que ceux-ci ne sont sollicités que pour induire un changement de position. Les ressorts et les billes sont logés dans des logements respectifs, fermés chacun par un bouchon.

La valve comprend en outre une ligne de fuite T, qui emmène vers le réservoir R, et un bouchon de purge BP. La valve comprend également un canal de collectage des fuites internes reliée à la ligne de fuite, et typiquement une ligne de connexion LC entre les deux chambres aux extrémités de la tige 81 pour faciliter le déplacement alternatif de la tige 81.

Durant les positions de transition, aucune bille n'est dans la rainure. Pour changer de position, un actionneur doit être activé pour vaincre un moyen de maintien mécanique, jusqu'à ce que l'autre moyen de maintien mécanique soit enclenché. Il faut ensuite activer l'autre actionneur pour changer à nouveau la position de la valve.

Cette valve 4 peut être modifiée de façon simple en incorporant par exemple une deuxième rainure, ou en disposant une deuxième tige de l'autre côté du tiroir 41, chaque tige étant associé à une bille et un ressort, etc.

Dans un autre mode de réalisation, il s'agit d'un système mécano-électrique qui se débloque uniquement sur commande de l'unité de commande 2. Dans ce cas, l'unité de commande 2 envoie une consigne à la fois à l'actionneur 8 et aux dispositifs de maintien de position.

Les dispositifs de maintien mécanique 18 peuvent ainsi se verrouiller et se déverrouiller sur commande de l'unité de contrôle 2, mais maintiennent mécaniquement la position verrouillée en l'absence de commande.

Il est possible d'intégrer les dispositifs de maintien 18 à l'actionneur lui-même ou aux actionneurs eux-mêmes.

La valve de défreinage 4 telle qu'illustrée comprend au moins deux positions, mais peut en comporter plus, en fonction des besoins. Une position intermédiaire où toutes les voies sont coupées peut être envisageable pour des questions de commutation.

Fuite volontaire

Si la valve de défreinage 4 est défaillante et ne peut plus être commutée en première position (dispositif défreiné) même lorsque l'alimentation thermique du véhicule est arrêtée, il est préférable que le système retourne à une position par défaut, qui est le blocage des roues.

Pour cela, une fuite est placée sur la ligne d'alimentation 10 ou la ligne de freinage 12, afin de faire chuter progressivement la pression.

Le débit de cette fuite est inférieur au débit que peut fournir la source de pression, de sorte que lorsque la source de pression 1 fonctionne, la fuite ne provoque pas de chute de pression.

La fuite est réalisée par exemple sous la forme d'un gicleur 24 (figure 3). La fuite est typiquement dirigée vers une ligne de mise à vide qui se déverse dans un réservoir R à pression nulle, non représentés.

En outre, cette fuite assure un renouvellement de l'huile, pour filtrage et refroidissement. Défreinaoe manuel

Le système peut être équipé d'une pompe manuelle de défreinage 22 et d'une valve à commande manuelle de défreinage 20 (figure 3). Elles permettent, en cas de défaillance du véhicule, de manuellement provoquer le défreinage afin de remorquer librement le véhicule. Cela permet aussi de déplacer temporairement un véhicule lorsque son moteur est à l'arrêt. Par « manuellement », on entend « par intervention directe de l'homme », que ce soit avec la main ou le pied par exemple.

La valve 20 est située sur la ligne de freinage 12. La pompe manuelle est équipée de clapets anti-retours 26 de telle que sorte que le fluide ne puisse se déplacer que du réservoir de la pompe manuelle 22, vers la valve 20 et non dans l'autre sens.

Dans une première position, la valve 20 relie la valve de défreinage 4 au dispositif de freinage 14 et relie la pompe manuelle 22 à une sortie de mise à vide 21 de la valve à commande manuelle 20.

Dans une deuxième position, la valve 20 relie la pompe manuelle 22 au dispositif de freinage 14 et relie la valve de défreinage 4 à la sortie de mise à vide. La sortie de mise à vide est généralement reliée à une ligne de mise à vide qui se déverse dans un réservoir. D'une manière habituelle, il est préférable qu'il n'y ait qu'un seul réservoir d'huile R sur le circuit hydraulique de la machine, qui est relié à tous les puisages, et tous les retours, incluant les mises à vide.

Ainsi, en première position, la valve à commande manuelle 20 permet le fonctionnement normal du dispositif de frein, ainsi qu'il a été explicité auparavant. Dans la deuxième position, la valve à commande manuelle 20 permet au dispositif de freinage 14 de fonctionner grâce à la pompe manuelle 22 tout en envoyant le débit, si existant, de la source de pression 1 vers la mise à vide.

Lorsque la source 1 est une pompe de gavage, si la valve à commande manuelle 20 est en deuxième position, la source 1 se déverse dans la ligne de mise à vide et empêche la montée en pression dans le circuit de gavage. Or, ce circuit de gavage sert généralement à commander la cylindrée de la pompe de traction. Par conséquent, tant que la valve manuelle 20 n'est pas remise en première position, c'est toute la transmission hydraulique du véhicule qui peut être interrompu, ou bien même toutes les fonctions hydrauliques de la machine.

Dans le cas d'un moteur hydraulique débrayable relié aux roues dont les moyens de débrayage sont pilotés hydrauliquement par la pompe de gavage, la valve à commande manuelle 20 permet ainsi un contrôle manuel global sur l'assistance hydraulique. L'embrayage se fait typiquement par mise sous pression de chambre(s) d'embrayage qui tend à engager un bloc-cylindre avec un arbre. En l'absence de mise sous pression, le bloc-cylindre tourne à vide et l'assistance hydraulique est inactive. Le bloc-cylindre comprend une pluralité de pistons mobiles au sein du cylindre respectifs et disposés radialement autour de l'arbre. Avec la rotation, les pistons suivent une came lobée qui provoquent leur mouvement au sein du cylindre (ou inversement en fonctionnement moteur). Le moteur est typiquement un moteur hydraulique à pistons radiaux et came multi-lobes, qui d'une manière avantageuse et compacte comprend un frein multidisque, et qui peut être débrayable.

Avantageusement, la valve à commande manuelle est de type « tout ou rien », c'est-à-dire qu'il y a soit l'intégralité du débit qui passe soit aucun débit.

Commande additionnelle

Comme représenté en figures 5 et 6, une valve progressive à actionnement manuel 28 peut aussi être prévue sur la ligne de freinage. Cette dernière est contrôlée par l'opérateur du véhicule. A cette fin, la valve progressive à actionnement manuel comprend une commande mécanique 30. Il peut s'agir d'une manette ou levier ou d'une pédale. Par « manuel », on signifie « par intervention directe de l'homme ». Lorsque l'opérateur a besoin de freiner, il relève le levier 30 qui relâche progressivement la pression en aval de ladite valve. Un montage avec pédale peut exister à condition qu'il réalise le même mouvement sur la valve 28 quand on appuie sur la pédale. La pression en aval de ladite valve est évacuée dans la même proportion. Le dispositif de frein 14, normalement utilisé en tant que frein de parking, peut être utilisé comme frein de secours.

La valve progressive à actionnement manuel 28 est une valve comprenant un port d'entrée et un port de sortie et comprenant une commande mécanique unique pour contrôler la relation fluidique entre l'entrée et la sortie de la valve 28.

La valve progressive à actionnement manuel 28 permet un dosage progressif de la pression entre l'amont et l'aval. On définit, entre une position de repos, qui bloque le débit, et une position maximale, qui autorise une mise sous pression maximale, une course d'activation de la commande mécanique. Préférablement, la mise sous pression est proportionnelle à cette course.

Dans un mode de réalisation préférentiel, la pression maximale transmissible par la valve progressive à actionnement manuel 28 ne dépend pas de la source de pression, mais uniquement des caractéristiques de ladite valve 28. Une telle valve 28 permet en outre une plus grande opérabilité et une plus grande souplesse dans l'utilisation des sources de pression.

La valve 28 est conforme à une valve représentée schématiquement en coupe à la figure 6 et comporte : un orifice d'entrée/sortie 33 relié à la source de pression 1 par une voie P, la voie P est donc soumise à un débit à une certaine pression correspondant à la pression délivrée par la source de pression 1, la voie P correspond à la ligne de freinage 12, côté source de pression 1, un orifice d'entrée/sortie 34 relié au réservoir R à pression atmosphérique par une voie T, et un orifice d'entrée/sortie 35 relié au dispositif de freinage 14, par la ligne de freinage 12 aussi, côté dispositif de freinage 14.

La valve 28 comprend une ligne 36 de mesure de pression dans le dispositif de freinage 14, permettant de réguler la pression dans la voie F en fonction du degré d'actionnement de la commande de frein. Cette ligne 36 est représentée schématiquement pour illustrer une rétroaction de la pression dans le dispositif de freinage 14 sur le fonctionnement de la valve 28, la rétroaction étant décrite plus en détails ci-après.

Comme visible sur la figure 6 chaque valve 28 comprend un plongeur ou tiroir 320 monté en translation dans un cylindre 321 de manière à sélectivement mettre en communication l'orifice 35 de la voie F reliée au dispositif de freinage 14 avec l'orifice 33 de la voie P à la pression de la source de pression 1 ou avec l'orifice 34 de la voie T à la pression atmosphérique en fonction d'un degré d'actionnement du levier de frein 310. A cet égard, la valve 28 comprend un ressort de chargement 322 mis en compression par la commande mécanique 310 telle qu'un levier de frein 310 (ou plus généralement de la commande mécanique progressive), tendant au déplacement du plongeur 320 pour mettre en communication la voie P ou T avec la voie F.

La valve 28 comprend également une chambre de rétroaction 323 comprenant un ressort 324, le ressort et la chambre étant positionnés du côté opposé au ressort de chargement 322 par rapport au plongeur pour exercer une poussée antagoniste à celle du ressort de chargement.

En l'absence d'actionnement du levier 310, le ressort 322 exerce sa poussée maximum sur le plongeur 320 pour mettre en communication la voie P avec la voie F et ainsi déserrer le frein en mettant en pression le dispositif frein. Parallèlement, la pression augmente également dans la chambre de rétroaction 323 puisque celle-ci est reliée au dispositif de freinage 14. La pression dans la chambre de rétroaction 323 est égale à la pression dans le dispositif de freinage 14, aux pertes de charge éventuelles près.

La pression dans la chambre de rétroaction 323 exerce une poussée sur le plongeur 320 s'opposant à la poussée du ressort de chargement 322, et tendant à réduire le débit s'écoulant de la voie P à la voie F.

Lorsqu'il existe un équilibre entre la poussée du ressort de chargement 322 d'une part et la poussée exercée par la pression de fluide dans la chambre de rétroaction 323 d'autre part, le plongeur se maintient en équilibre et maintient la pression dans la voie F - et dans le dispositif de freinage 14 - à une valeur constante. L'équilibre dépend des caractéristiques géométriques de la valve (plongeur, cylindre) et du tarage du ressort de chargement 322. Ainsi, la valve 28 délivre une pression dans le dispositif de freinage 14 et dans la voie F qui est proportionnelle à un degré d'actionnement du levier, le coefficient de proportionnalité dépendant des caractéristiques de la valve et du tarage du ressort.

Lors de l'actionnement du levier 31 vers le haut, le ressort 324 exerce une poussée sur le plongeur 320 qui met en communication la voie T avec la voie F et vide ainsi le dispositif de freinage des freins et serre les freins. En fonction du nouvel équilibre qui se crée dans la valve 28, la pression de freinage est progressive en fonction de la position du levier. Si le levier 310 est remplacé par une pédale, raccordée de manière à détarer, c'est-à-dire décomprimer, le ressort 322 lorsqu'on appuie sur la pédale, on peut obtenir une pédale de frein proportionnelle.

Pour que la position par défaut du levier permette de comprimer les ressorts 322 et 324, un ressort de maintien 326 est prévu, de l'autre côté du point de rotation PR du levier, et qui s'oppose à l'actionnement du levier 31. Le ressort 326 a pour cela une raideur supérieure à celle des ressorts 322 et 324.

On a représenté sur la figure 7 la relation entre la pression obtenue dans le dispositif de freinage 14 et le degré d'actionnement de la commande mécanique 310. L'augmentation proportionnelle de la pression en fonction de la course de la commande mécanique ne commence que lorsque la course excède une couse appelée « course morte » dans laquelle la compression exercée par la pédale sur le ressort de chargement 322 n'est pas suffisante pour transmettre une force sur le plongeur 320.

Lorsque la pression dans la chambre de rétroaction 323 du frein excède la pression de consigne correspondant au degré d'actionnement de la commande mécanique, la pression supplémentaire dans la chambre de rétroaction 323 pousse le plongeur pour remettre en communication la voie T avec la voie F et diminuer la pression dans le frein.

La pression dans la ligne F est donc régulée quel que soit le débit circulant par F, tant que la capacité en débit de la pompe n'est pas atteinte, c'est-à-dire tant que la pompe peut fournir le débit consommé par le circuit branché sur la ligne F.

Ainsi la pression dans la voie F et dans le dispositif de freinage 14 est régulée à tout moment en fonction du degré d'actionnement de la commande du frein. Cette régulation se comprend lorsque la garniture de frein est physiquement en appui ou non sur son disque ou sur son tambour, lorsqu'il y a une pression sur la commande mécanique ou lorsqu'on la relâche, que le frein soit en mouvement, c'est-à-dire dynamiquement en train de bouger, ou statique, c'est-à-dire sans mouvement. Chaque position du levier 30, 310 ou de la pédale de frein correspond donc à une pression définie.

Dans ce mode de réalisation, c'est le fonctionnement même de la valve qui permet d'obtenir cette régulation de pression par rétroaction représentée schématiquement sur les figures par la ligne 36.

Alternativement, le fonctionnement de la valve 28 pourrait être remplacé par une rétroaction électrique 36 pilotant la valve en fonction d'une valeur de pression mesurée dans le dispositif de freinage par un capteur dédié. Défreinaoe manuel et commande additionnelle

Dans le cas où les deux variantes précédentes sont Implémentées, comme Illustré dans la figure 8, la commande additionnelle est reliée directement au dispositif de frein 14 et la valve à commande manuelle de défreinage 20 est reliée directement à la valve de défreinage 4. Ainsi, de l'amont vers l'aval, on a : la source de pression 1, la valve de défreinage 4, la valve à commande manuelle de défreinage 20, la valve progressive à actionnement manuel 28, le dispositif de frein 14.

Accumulateur

Lorsque la source de pression 1 est un accumulateur, un circuit de rechargement est prévu, pour recharger l'accumulateur lorsque la pression est inférieure à un seuil donné ou pour injecter de l'huile dans le circuit, suite aux pertes liées au relâchement du dispositif de frein 14. Le circuit de rechargement peut comprendre un conjoncteur-disjoncteur. Le circuit de rechargement est relié à la ligne d'alimentation 10. Ce circuit de rechargement 32 peut comprendre des moyens d'alerte de pression, qui indiquent à l'opérateur du véhicule ou à l'unité de contrôle électronique (ECU) 2 si la pression dans la ligne l'alimentation 10 est inférieure à un seuil donné. La figure 9 schématise ce mode de réalisation.

Par exemple, si la valve à commande manuelle de défreinage 20 est en deuxième position et que la valve de défreinage 4 est en première position, l'accumulateur 1 est envoyé directement vers la mise en vide, ce qui provoque une chute de pression.

Avantageusement, le circuit de rechargement 32 peut fermer l'accumulateur pour éviter sa décharge, par exemple si les moyens d'alerte ont détecté une chute de pression. Par conséquent, les moyens d'alerte permettent ainsi avantageusement d'indiquer à l'opérateur ou à une ECU 2 dans quelle position est la valve à commande manuelle de défreinage 20.

Le circuit de rechargement 32 est généralement relié au circuit principal par un clapet anti retour 34.

Procédé

Le dispositif tel que présenté peut être utilisé dans le cas d'un démarrage en côte. A cette fin, un capteur de couple, disposé soit sur l'essieu, soit au niveau d'un moteur monté sur l'essieu, permet de connaître le couple disponible. L'unité de traitement 2 est alors configurée, lorsque le véhicule est à l'arrêt, pour transmettre à la valve de défreinage 4 une commande de passage en première position dès lors que le couple disponible permet de vaincre le poids du véhicule.

Plus généralement, on définit un procédé d'utilisation dudit dispositif, dans lequel l'unité de commande électronique 2 génère une commande de changement de position de la valve de défreinage 4.

Claims (15)

1. Revendications

   1. Système de freinage pour véhicule comprenant : une source de pression (1) configurée pour mettre du fluide sous pression, une ligne d'alimentation (10) reliée à la source (1), un dispositif de freinage (14) actionnable hydrauliquement et configuré pour freiner un élément mobile en rotation lorsqu'aucune pression hydraulique n'est appliquée et pour libérer l'élément mobile en rotation lorsqu'une pression hydraulique est appliquée, une ligne de freinage (12) reliée au dispositif de freinage (14), une valve de défreinage (4) reliée à la source pression (1) par la ligne d'alimentation (10) et reliée au dispositif (14) par la ligne de freinage (12), ladite valve comprenant : une première position, reliant la ligne d'alimentation (10) à la ligne de freinage (12), une deuxième position, reliant la ligne de freinage (12) à une sortie de mise à vide (16), au moins un actionneur pilotable électriquement (8), caractérisé en ce que : le système comprend au moins un dispositif de maintien mécanique de position (18) de la valve de défreinage (4) pour maintenir mécaniquement la valve de défreinage (4) en première et en deuxième position, ledit actionneur (8) est configuré pour faire passer la valve (4) de la première position à la deuxième position et de la deuxième position à la première position sur commande d'une unité de contrôle électronique (2).
2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel la première position de la valve de défreinage (4) ferme la sortie de mise à vide de défreinage (16), la deuxième position de la valve de défreinage (4) ferme la ligne d'alimentation (10).
3. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les dispositifs de maintien mécanique (18) sont pilotés électriquement pour relâcher et activer un maintien mécanique.
4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la valve de défreinage comprend deux actionneurs (8, 8'), dont chacun est configuré pour commuter d'une position vers l'autre, lesdits actionneurs étant pilotables par une unité de contrôle électronique (2), et dans lequel l'au moins un dispositif de maintien mécanique (18) comprend deux éléments, chaque élément étant configuré pour maintenir mécaniquement une des deux positions.
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant : une pompe manuelle de défreinage (22), une valve à commande manuelle (20) situé sur la ligne de freinage (12), ladite valve comprenant : une première position passante reliant la valve de défreinage (4) au dispositif de freinage (14) via la ligne de freinage (12), une seconde position reliant la valve de défreinage (4) à une sortie de mise à vide (21) et reliant le dispositif de freinage (14) à la pompe manuelle (22).
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant : une valve à commande manuelle (28) disposée sur la ligne de freinage (12) et comprenant une commande mécanique (30, 310), ladite valve à commande manuelle permettant de contrôler la pression dans le dispositif de freinage (14) en fonction d'une course de ladite commande mécanique, ladite activation de la commande mécanique (30, 310) permettant de diminuer la pression dans le dispositif de freinage pour activer le freinage.
7. 7. Système selon la revendication précédente, dans lequel la valve à commande manuelle (28) comprend un orifice d'entrée/sortie relié à la source de pression respective, un orifice d'entrée/sortie relié à un réservoir, et un orifice d'entrée/sortie relié au dispositif de freinage (14), la valve à commande manuelle (28) étant adaptée pour sélectivement relier l'orifice d'entrée/sortie relié au dispositif de freinage (14) à l'un ou l'autre des autres orifices, en fonction de la pression dans le dispositif de freinage et du degré d'actionnement de la commande.
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un gicleur de sécurité (24) relié à un point de prélèvement sur la ligne d'alimentation (10) ou de freinage (12).
9. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la source de pression (1) est un accumulateur et comprenant un circuit amont (34) ayant : • Un circuit de chargement de la source de pression (1) relié à la ligne d'alimentation (10), • des moyens d'alerte (32), configurés pour signaler une chute de pression dans la ligne d'alimentation (10), le circuit de chargement étant configuré pour recharger l'accumulateur en pression et pour bloquer l'accumulateur et éviter qu'il se vide lorsqu'une chute de pression est détectée.
10. 10. Système selon la revendication 5, comprenant en outre un moteur hydraulique débrayable, une pompe de gavage configurée pour embrayer ledit moteur par mise sous pression, dans lequel la source de pression est la pompe de gavage, de sorte que l'embrayage du moteur n'est pas possible si la valve à commande manuelle est en seconde position.
11. 11. Ensemble comprenant un système selon l'une quelconque des revendications précédentes et une unité de contrôle électronique (2) configurée pour piloter notamment le ou les actionneurs (8, 8').
12. 12. Ensemble selon la revendication précédente dans lequel l'unité de contrôle électronique (2) est configurée pour maintenir la valve de défreinage (4) en première position en fonction de données relatives au couple moteur du véhicule tant que l'accélération ne permet pas de compenser la pente, permettant ainsi d'effectuer un démarrage en côte.
13. 13. Véhicule comprenant un ensemble selon la revendication 11 ou 12.
14. 14. Procédé de freinage d'un ensemble selon la revendication 11 ou 12 ou d'un véhicule selon la revendication 13, comprenant une étape de génération par l'unité de contrôle électronique (2) d'une consigne de changement de position de la valve de défreinage 4.
15. 15. Procédé selon la revendication 14 pour effectuer un démarrage en côte par un véhicule, dans lequel l'unité de contrôle électronique (2) envoie une consigne de commutation de la valve (4) en première position afin de freiner le véhicule, puis envoie une consigne de commutation de la valve (4) en seconde position une fois qu'un couple moteur du véhicule seuil est détecté, afin de pouvoir effectuer un démarrage en côte.