Brevet FR2106411A1 — publié le 19720505

La nrésente invention concerne un système de commande destiné a être utilisé dan:% le freinage adaptatif d'un véhicule automobile. Le système de comnande actionne les valves ci1 entrée et de sortie ■ i'un modulateur, le srue 1 le;- sont utilisées pour f...ir res-5 s ion îles freins. Av?nt. la or>'-sente invention, on utilisé des s"stnnes de commande cour actionne: Je?. vJvf:.: d'entrée et de sortie d'un modulateur. Ceoendant, les v.-lves d'entrée et se "tie étaient co-mutées dan." une position donné, et restaient dan:; cette -osition junou'à ce nue soit 10 obtenu un taux donné d'accélération ou de décélération, Après obtention de ce taux donné d'accélération ou de décélér-tion, l'une des valves ou les deux étaient commutées pour obtenir un noir'eau changement dans le taux d'accélération ou de décélération. Une fois eue le taux donné d'accélération ou de décélération était atteint, il n'y 15 avait pas de relation relativement linéaire entre le aébit dans le modulateur et le taux de chargement de la vitesse de rotation ( accélération ou décélération) des roues du véhicule. Ce n'était qu'après qu'un second taux de changement ce l'accélération ou de la décélération était atteint que le système de commande précédemment connu 20 pouvait faire varier les cositions des valves d'entrée et de sortie- La présente invention vise une modulation par impulsions des valves d'entrée et de sortie pour faire varier lentement le débit dans le modulateur en relation directe avec le taux de changement de la vitesse de rotation des roues du véhicule. Le présent système de 25 commande utilise un procédé par lequel la valve d'entrée et la valve de sortie peuvent chacune être modulée par impulsions lorsque des taux de changement correspondants de la vitesse de rotation des roues du véhicule ont été obtenus. En outre, la présente invention i]lustrera comment l'une des valves pour le modulateur oeut être modulée 30 par impulsions avec l'autre valve ne possédant pas c~'tte modulation par impulsions. On peut également faire varier la longueur de temps pour le fonctionnement de l'un des cycles a l'aide d'un moyen répondant à la décélération. Un objet de la présente invention consiste a réaliser un sys- r\, . 35 tème de commande freinage adaptatif pour moduler par impulsions les valves d'entrée et de sortie d'un modulateur dans un système de freinage adaptatif. Un autre objet de cette invention corsiste à réaliser un tel système qui utilise les taux de changement de la vitesse de rotation 40 des roues d'un véhicule pour faire varier linéairement la modulation 71 31451 2 210641 1 par impulsions de la valve de sortie ou de la valve d'entrée. Un autre objet de la présente invention consite à empêcher le fonctionnement des valves d'entrée et de sortie à moins qu'un taux de changement prédéterminé de la vitesse de rotation des roues 5 du véhicule existe encore après une période de temps donnée. Un autre objet encore de la présente invention consite à faire varier le fonctionnement de l'une des valves du modulateur en réponse à des changements du coefficient de frottement entre les roues du véhicule et la surface de la route. 10 Lorsqu'un niveau de décélération donné a été dépassé, si ce niveau de décélération donné existe encore après un intervalle d'essai, une valve d'entrée et une valve de sortie d'un modulateur, dans un système de freinage adaptatif, seront actionnées. La valve d'entrée sere fermée pendant tout le temps, et la valve de sortie sera oulsée 15 à une fréquence plus élevée lorsque la décélération des roues du véhicule continuera à augmenter. Une fois que la pression de freinage a été suffisamment réduite pour faire commencer l'accélération des roues, et qu'un niveau d'accélération donné a été dépassé, alors la valve de sortie sera fermée et la valve d'entrée sera puisée, c'est-20 à-dire ouverte par impulsions, à une cadence directement proportionnelle aux augmentations successives de l'accélération des roues. A-prés qu'une pression suffisante a été renvoyée pour arrêter l'accélération des roues et pour faire commencer la décélération des roues, et que le point de décélération mentionné précédemment a de nouveau 25 été dépassé, le cycle se répétera. Ces objets et caractéristiques, et d'autres encore, de la présente invention, apparaîtront plus clairement dans la description détaillée qui suit ainsi que des dessins annexés, étant bien entendu que ceux-c: ne sont donnés qu'à titre d'exemple nullement limi-30 tatif. Sur les dessins : La figure I est un schéma synoptique illustrant le système de commande. La figure 2 est un graphique de l'accélération de roue en fonc-35 tion du temps, pour illustrer les points d'intervention de l'accélération et de la décélération. La figure 3 est un graphique de la cadence typique de répétition des impulsions en fonction des unités d'accélération ou de décélération. 40 Sur la figure I, le numéro de référence 10 désigne une sonde 71 31451 3 2106411 de détection de la vitesse de roue qui est utilisée pour détecter la vitesse de rotation de roue du véhicule et engendrer une sortie puisée qui est en relation directe avec la vitesse de rotation. La Sortie puisée de la sonde de détection de vitesse 10 est convertie, 5 dans le convertisseur de fréquence 12, depuis un signal par impulsion en un signal analogique, la sortie du convertisseur de fréquence I2étant en relation directe avec le nombre d'impulsions de sortie de la sonde de détection de vitesse de roue 10. Pour obtenir le taux de changement de la vitesse de rotation de roue du véhicule, un am-10 plificateur de différentiation représenté généralement par le numéro de référence 14, prend la dérivée de la sortie analogique du convertisseur de fréquence 12. L'amplificateur 14 se compose d'un amplificateur opérationnel 16, d'un condensateur d'entrée 18 et d'une résistance de pontage 20. Le condensateur d'entrée 18 et la résis-15 tance de pontage 20 forment le réseau de différentiation. La sortie de l'amplificateur 14 correspond au taux de changement de la vitesse de rotation ( accélération ou décélération) de roue du véhicule. En se reportant simultanément aux figures I et 2, on peut voir comment le taux de changement, ou décélération, d'une roue de 20 véhicule est comparé avec un point d'accélération ou de décélération pré- sélectionné pour la roue du véhicule. Dans le présent cas, lorsque l'accélération de la roue a une valeur négative, elle est identique à une décélération de la roue. La sortie de l'amplificateur 14 est envoyée dans trois compa-25 rateurs. Dans un comparateur 22, si la sortie de l'amplificateur 14 dépasse une valeur prédéterminée G 1, le comparateur 22 aura une sortie. Cette sortie est une tension augmentant de manière linéaire entre les taux de décélération de roue G1 et G2 comme reoresenté sur la figure 2. Pour la basse tension venant du comparateur 22, un géné-30 rateur d'impulsions 24 est puisé à une fréquence minimum déterminée par une résistance variable 26. Lorsque la sortie du comparateur 22 augmente jusqu'à son niveau maximum en G2, la fréquence du générateur d'impulsions augmente depuis sa fréquence minimum jusqu'à sa fréquence maximum déterminée par une résistance variable 28. Il a été supposé 35 que la sortie du générateur d'impulsions 24 est un niveau de tension constant lorsqu'aucun signal n'est reçu du comparateur 22. Par conséquent, un inverseur 30 a été inclus pour donner une sortie qui est à un niveau zéro et puisée à une fréquence minimumlorsqii'un niveau de référence Gl a été obtenu, et qui est puisée à une fréquence ma-40 ximum lorsqu'un niveau de référence G2 a été obtenu, et est linéai 71 31451 4 2106411 rement variable entre les deux. La largeur de l'impulsion provenant du générateur d'impulsions 24 est déterminée par une résistance de contrôle de largeur d'impulsions 32 connectée entre la masse et une source de tension +V. Lorsque le taux de décélération G2 a été dé-5 passé,le générateur d'impulsions 24 est puisé à une fréquence telle qu'il donne une tension continue à la sortie de l'inverseur 30. Il est possible d'utiliser une fréquence donnée et de faire varier la largeur des impulsions pour obtenir les mêmes résultats. La sortie puisée de l'inverseur 30 est envoyée par l'intermé-10 diaire d'une porte ET d'inhibition 34 à un amplificateur 36 pour exciter 1'enroulement 38 de la valve de sortie d'un modulateur de pression. La valve de sortie est une valve normalement fermée. Simultanément avec le fonctionnement précédemment décrit de la valve de sortie normalement fermée, le signal d'accélération provenant 15 de l'amplificateur 14 est comparée, dans un comparateur 40, à un point de référence d'accélération G3. Si le signal d'accélération dépasse le point de référence G3, alors une tension sera engendrée, à la sortie du comparateur 40. Un générateur d'impulsions 42 reçoit une tension de sortie du comparateur 40, qui varie linéairement entre le 20 point de référence G3 et un point de référence G4 représentés à la figure 2. La sortie normale du générateur d'impulsions 42 est à un niveau de tension constant. Lorsque le comparateur 40 atteint le point de référence G3, le générateur d'impulsions 42 commence à envoyer des impulsions v une fréquence minimum déterminée par une résistance varia-25 ble 44. Lorsque la tension de sortie du comparateur 40 augmente du point G3 au point G4, le générateur d'impulsions 42 envoie des impulsions à une fréquence croissante, avec la fréquence maximum, qui est déterminée par une résistance variable 46, correspondant au point de référence G4. Lorsque le point G4 est atteint, le générateur d'impul-30 sions 42 a une tension de sortie continue nulle.Etant donné qu'il a été supposé que la sortie du générateur d'impulsions est à un niveau de tension sans entrée de tension, un inverseur 48 est nécessaire pour inverser la sortie de zéro à un niveau de tension ou vice-versa. Si la sortie du générateur d'impulsions 42 était nulle pour aucune entrée 35 de tension, l'inverseur 48 ne serait pas nécessaire. La largeur des impulsions de la sortie du générateur d'impulsions 42 est contrôlée par la résistance de contrôle de la largeur des impulsions 50, qui est connectée entre la masse et une source de tension +V. La sortie de l'inverseur 48 est envoyée dans une oorte ET d'in-40 hibition 52et,si l'autre signal, comme il sera décrit par la suite, 71 31451 5 2106411 a été reçu, alors une tension de sortie de la porte ET 52 sera envoyée dans un amplificateur 54 pour commander l'enroulement 56 d'une valve d'entrée à solénoîde normalement ouverte du modulateur de pression d'un système de freinage adaptatif. 5 Pendant une application initiale des freins, la sortie de l'am plificateur 14 est envoyée dans un comparateur à référence Gl, 58, et, si le point de référence Gl a été dépassé dans le sens de la décélération, alors une tension de sortie rendra un transistor 60 conducteur. Le courant s'écoule à travers une résistance 62, le transis-10 tor 60 et un condensateur de charge 64. Après réception d'une quantité prédéterminée de charge par le condensateur 64, une tension suffisante apparaîtra à l'entrée d'une porte OU 66 pour que celle-ci produise une sortie. La résistance 62 et le condensateur 64 peuvent être choisis de manière que n'importe quel temps de charge prédéter-15 miné puisse être obtenu pour une décélération donné au-dessus du point gl. Plus grande sera la décélération au-dessus du point gl, plus court sera le temps de charge du condensateur 64 parce que la tension de sortie de l'amplificateur 14 sera olus grande. La sortie de la porte OU 66 est envoyée dans une porte ET 68 avec le signal provenant du 20 commutateur de freinage. Ce dernier est un commutateur qui est connecté à la pédale de freins de manière que lors de l'application des freins du véhicule, un signal de tension soit reçu par la porte ET 68. La sortie de la porte ET 68 est renvoyée dans la porte OU 66 25 pour former un réseau de verrouillage. Par conséquent, après une application des freins du véhicule pour laquelle un signal est reçu du commutateur de freins et de la porte OU 66, une tension de sortie positive apparaîtra à la sortie de la porte ET 68 jusqu'à ce que les freins aient été relâchés. Le retard 30 formé par la résistance 62 et le condensateur de charge 64, et inversement proportionnel à la décélération, empêche une sortie initiale de la porte ET 68 à moins qu'un signal ait été reçue depuis la porte OU 66. Ceci réduit le problème du bruit dans un système de freinage adaptatif. Une sortie de 1 'ampli47icateur 14 qui dépasse le point de 35 référence Gl doit continuer pendant une période de temps prédéterminée avant qu'une sortie de la porte ET 68 n'anparaissent. Il-faut également noter que la sortie de la porte ET 68 est utilisée pour commander les signaux de sortie des portes inhibitrices ET 34 et 52. Par conséquent, avant qu'un signal ne soit reçu depuis 40 la porte ET 68, les portes inhibitrices ET 34 et 52 ne peuvent déli 71 31451 6 2106411 vrer une tension de sortie, ce qui empêche le fonctionnement de la valve de sortie et de la valve d'entrée 38 et 56 respectivement. La figure 3 représente un exemple typique du taux de répétition des impulsions d'un générateur d'impulsions 42 ou 24 en fonc-5 tion de certains taux d'accélération ou de décélération G. La raison de l'utilisation de 30 impulsions par seconde comme fréquence minimum et de 60 impulsions par seconde comme fréquence maximum est constituée par les limitations physiques normalement rencontrées dans le système de freinage. Les cadences minimum et maximum de 30 et 10 60 cycles par seconde, respectivement, se sont avérées être extrêmement appropriées dans un système de freinage hydraulique assisté. Cependant, d'autres fréquences minimum et maximum seront probablement nécéssaires dans d'autres types de systèmes de freinage adaptatifs. 15 L'attention est attirée sur le tableau donné ci-dessous à titre d'exemple typique du fonctionnement de la valve de sortie et de la valve d'entrée d'un modulateur de pression. Ce tableau se rapporte aux cycles après le oremier cycle, lorsque le retard de temps formé par les résistances 62 et le condensateur 64 ne s'applique plus. 20 TABLEAU I Niveau d'accé- Valve d'entrée norma- Valve de sortie nor- lération lerr.ent ouverte malement fermée Gl Fermée Fréquence d'impulsions minimum ; ouverte 25 Gl à G2 Fermée Fréquence d'impulsions de minimum à maximum ; ouverte G2 Fermée Ouverte G2 à Gl Fermée Fréquence d'impulsions 30 de maximum à minimum ; ouverte Gl à G3 Fermée Fermée G3 Fréquence d'impulsions Fermée minimum ; ouverte 35 G3 à G4 Fréquence d'impulsions Fermée de minimum à maximum; ouverte G4 Ouverte Fermée G4 à G3 Fréquence d'impulsionsdeFermée 40 maximum à minimum; fermée 71 31451 7 2106411 Niveau d' accélération G3 à Gl Gl Valve d'entrée normalement ouverte Valve de sortie normalement fermée Fermée Fermée Fermée Fréquence d'impulsions 5 minimum ; ouverte REPETITION DU CYCLE L'exoérimentation avec le système de commande précédemment décrit a conduit à la conclusion que, oarce que le générateur d'impulsions 24, avec ses résistances associées 26, 26, 32 et l'inver-10 seur 30, pourraient être exclus du circuit, la valve de sortie pourrait être commandée en excitant l'enroulement 38 directement depuis le point de référence G2 reçu du comparateur 22. Avec cette modification, la valve d'entrée et son enroulement associé 56 pourraient être puisés, mais la valve de sortie et son enroulement associé 38 15 ne pourraient pas être puisés. Pour inclure en outre un dispositif répondant h l'accélération qui tiendrait compte des changements de coefficient de frottement entre la surface de la route et la roue du véhicule, un commutateur de contrôle d'accélération 70 et une minuterie à bascule monostable 72 peuvent être intercalés entre la porte 20 inhibitrice ET 34 et l'amplificateur 36. Le commutateur de contrôle d'accélération 70 fonctionne de la manière suivante : le commutateur 70 sj^pose que le véhicule roule sur une surface à faible coefficient de frottement. Par conséquent, la minuterie 72 maintient la valve de sortie 33 excitée pendant une période 25 de temps prédéterminée. Un temps de retard peut être utilisé, si nécessaire, entre la fermeture de la valve de sortie ( désexicitation) et l'ouverture de la valve d'entrée ( désexcitation). Ceci oermet une nouvelle diminution de pression avant qu'une pression ultérieure ne puisse commencer à réappliquer les freins. Cependant, si après 30 l'application des freins le commutateur de contrôle d'accélération 70 indique que le véhicule se trouve sur une surface à coefficient de frottement élevé, alors la minuterie 72 sera éliminée par un court-circuit. Par conséquent, il n'y aurait pas de retard dans le fonctionnement de la valve de sortie par l'intermédiaire de son erro'île-35 ment respectif 38. Lorsqu'on utilise le commutateur de contrôle d'accélération 70 et la minuterie 72 de la manière qui vient d'être d-'crite, il peut être nécessaire dans certains systèmes de freinage d'inclure un retard pour empêcher une sortie de la porte inhibitrice ET 52 pendant une courte période de temps. Ceci est dû à des conditions de 40 résonance qui existent pendant l'ouverture initiale de la valve de 71 31451 8 2106411 sortie par l'enroulement 38, ce qui pourrait provoquer une pression oscillante du fluide. Une autre méthode de compensation pour des changements du coefficient de frottement entre la surface de la route et les pneu-5 matiques du véhicule consiste à inclure un commutateur répondant à l'accélération 74 pour modifier le point de référence du comparateur 40. Le commutateur de contrôle d'accélération 74 envoie un signal dans le comparateur 40 pour faire varier le point de référence G3 en fonction du coefficient de frottement entre les roues du véhi-10 cule et la surface de la route. Le commutateur de contrôle d'accélération 74 suppose que le véhicule roule sur une surface à faible coefficient de frottement. Cependant, si après l'application des freins, un coefficient de frottement élevé est réalisé entre les roues du véhicule et la surface de la route, alors le point de référence G3 15 sera -odifié dans le sens de la décélération le long de la courbe tracée sur la figure 2. Cependant, si par la suite une surface à faible coefficient de frottement est rencontrée pendant la même application des freins, le point de référence G3 changera le long de la courbe dans le sens de l'accélération positive. Lorsque le point de 20 référence G3 est déplacé dans le sensdela décélération aui correspond à une surface à coefficient de frottement élevé, la valve d'entrée est fermée pendant un temps plus court. Lorsque le point de référence G3 est déplacé dans le sens de l'accélération, ce qui correspond h une surface à faible coefficient de frottement , la valve 2d d'entrée est fermée plus longtemps. Bien que dans le cas présent c'est le point de référence G3 que l'on fait varier, il serait possible de faire varier d'autres points de référence pour compenser des changements de coefficient de frottement sans s'écarter de l'esprit de la présente invention ni sortir de son domaine. 71 31451 9 210641 1 revendications 1. Système de commande do freinage adaptatif comprenant un moyen pour donner le taux de variation de la vitesse de rot-tion d'une roue d'un' véhicule, un premier moyen de commande pour action-5 ner une première valve d'un modulateur de ^ression en réponse à des taux prédéterminés de variat'on de vitesse de roue, et un second moyen de commande pour actionner une second^ valve du modulateur de pression en réponse - fc.i.ux prédéterminés de varia: ion de vi tesse de roue, carct'risé en ce qu'il est or'vu un moyen pour em-10 pêcher initialement J fonctionnement de la première et de la seconde valve par le oremier moyen et le second moyen de commande, respectivement, pendant une certaine période de temps à moins i-.u'un taux donné de variation de vitesse de roue subsiste encore après cette période de temps. 15 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en oeuvre de la première valve par le premier moyen de commande est variable en fonction des taux de variation de vitesse de roue, et la mise en oeuvre de la seconde valve oar le second moyen de commande est variable en fonction des taux de variation de vites-20 se de roue, la variation de la première et de la seconde valve permettant L'obtention d'un nombre infini de taux d'établissement et de relâchement de pression à travers la première et la secoti.de valve. 3. Système selon la revendication 2, caractérise en ce eue la variation de la première et de la seconde valve est acc vr.pjJ e en fai-25 sant varier la fr'quence d'un premier et d'un second g'né-ateur d'impulsions, respectivement, en réponse aux taux de variation de vitesse de roue, le premier générateur d ' impulcio'- : .v. -»->t partie du premier moyen de commande et le second générateur d'impulsions faisant partie du séccnd moyen de commande. 30 4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la variation de la première valve est accomplie en faisant varie:- la largeur des impulsions d'un gén 'reteur- cl' impulsions en réponse aux taux de variation de vitesse de roue, ce générateur d'impulsions faisant partie du premier moyen de commande et est destiné à action-35 ner de manière puisée la première valve. 5. Système selon la rf-nver.di cation 1, caractérisé en ce que le moyen de prévention initiale comprend un moyen pour comparer le taux de variation de vitesse de roue à un signal de référence afin de procurer un signal de sortie si ce taux de variation est supérieur au signal de réference, un moyen de temporisation pour laisser passer 71 31431 10 2106411 ce signal de sortie après la dite période de temps, et un moyen pour verrouiller le moyen de prévention initiale afin d'enpêcher toute interférence ultérieure avec le fonctionnement de la première et de la secondc valve durant l'application des freins une fois que le si-5 gn'.:l de sortie a été délivré par le moyen de temporisation.