Brevet FR2077335A1 — publié le 19711022

La présente invention concerne un procédé de mesure de la vitesse instantanée d'un véhicule routier durant une certaine période de temps, en particulier pour détecter un prochain blocage des freins sur roues durant une opération de freinage au moyen de la comparaison entre la vitesse du véhicule et la vitesse de ses roues, 5 afin d'agir sur le frein pour empêcher le blocage des roues. On connaît déjà divers procédés pour agir sur le freinage d'un véhicule de manière à éviter un blocage des freins sur roues, c'est ainsi que, dans ce but, on mesure la variation de la vitesse de rotation des roues du véhicule, et lorsqu'une valeur prédéterminée est dépassée par rapport à la variation de vitesse, 10 une action est exercée sur les freins du véhicule afin de réduire l'action de freinage. Cependant, ce procédé s'est révélé peu satisfaisant dans la plage étendue des vitesses possibles des véhicules et des diverses valeurs de frottement possibles entre la surface de la route et la surface de la roue. Pour mesurer avec précision le glissement des roues d'un véhicule, il est in-15 dispensable, au cours du freinage, de mesurer d'une part la vitesse du véhicule et d'autre part la vitesse circonférentielle des roues, et de les comparer entre elles. La vitesse du véhicule, c'est-à-dire sa vitesse de déplacement, est déterminée à partir du nombre des rotations d'une roue libre. Dans ce but, il est évident que l'on pourrait utiliser l'une des roues non motrices, mais la seconde 20 roue de la paire correspondante devrait cependant être du type auquel le frein n'est pas appliqué, de manière à éviter un patinage durant l'opération de freinage. En conséquence, le frein ne pourrait être appliqué qu'à deux roues, ce qui doit être évité puisque la distance de freinage serait fâcheusement allongée. On a résolu le problème en prévoyant une cinquième roue à rotation libre qui est seule 25 destinée à la mesure de la vitesse. Cependant, le fait de prévoir une roue supplémentaire sur un véhicule nécessite une dépense supplémentaire considérable, ce qui est économiquement peu raisonnable dans le cas des véhicules routiers normaux. Enfin, il est possible de déterminer la vitesse instantanée d'un véhicule au 30 moyen de l'intégration continue de l'accélération, dans le sens de la marche. Dans ce but, cependant, il est nécessaire d'effectuer l'intégration depuis le commencement de la marche et de la poursuivre durant toute la période de marche du véhicule. Ceci entraîne cependant, une augmentation des erreurs, à mesure que le temps de conduite se prolonge. De plus,1'influence de la pente de la route doit être exclue 35 de la mesure d'accélération, ce qui nécessite de placer l'accéléromètre sur une plateforme à stabilisation gyroscopique. Ainsi, dans ce cas également, la dépense qui en résulte est exagérement élevée. La présente invention a pour objet de prévoir un procédé pour mesurer la vitesse instantanée d'un véhicule routier durant une période de temps prédéterminée, 40 plus économique que les procédés classiques utilisés jusqu'ici. En particulier, il 71 02494 2077335 2 supprime la nécessité d'une roue à rotation libre supplémentaire. La présente invention est basée sur le procédé bien connu en lui-même et qui consiste à déterminer la vitesse par intégration du déplacement relatif d'une masse inerte entraînée, en fonction du temps. De plus, l'invention se base sur le 5 fait reconnu que pour le but mentionné ci-dessus, il n'est pas important de déterminer la vitesse d'un véhicule routier avec précision durant toutes les positions de temps de sa marche, mais qu'au contraire la mesure de la vitesse instantanée peut être limitée à une période de temps très spécifique. En fait, pour contrôler vine opération de freinage, il suffit de mesurer la vitesse à partir d'une position 10 de temps précédant de peu le début du freinage, jusqu'à la fin du freinage. Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, la vitesse instantanée d'un véhicule routier est mesurée de manière qu'au début de la mesure,la vitesse est déterminée à partir du nombre des révolutions d'une roue, cette vitesse étant mise en mémoire, et en ce que la vitesse obtenue par intégration des variations 15 de vitesse mesurées ensuite y est ajoutée. En conséquence, pour déterminer la vitesse au début de la mesure, on enregistre le nombre des révolutions de l'une des roues qui doit être freinée. Ceci est possible en raison du fait que le glissement de la rotation de la roue peu avant le début du freinage est approximativement nul, c'est-à-dire que la vitesse cir-20 conférentielle de la roue à cet instant particulier est égale à la vitesse de déplacement. Peu de temps avant le freinage, le véhicule n'est ni accéléré ni ralenti, de sorte que la mesure peut, sans plus de complications, être basée sur la valeur ainsi obtenue. La valeur de vitesse ainsi obtenue est conservée en mémoire pendant la durée de la mesure et on y ajoute la vitesse dérivée de l'inté-25 gration des variations de vitesse mesurées ensuite. De cette manière, on peut durant une période de temps prédéterminée, par exemple durant le freinage, déterminer la vitesse instantanée du véhicule. Partant de la différence entre la vitesse du véhicule ainsi obtenue et la vitesse circonfèrent!elle des roues durant le freinage, il est possible de déterminer de façon continue le glissement de la 30 roue qui peut être utilisé de manière à agir sur le freinage afin que lorsqu'une différence de vitesse prédéterminée est dépassée (et, partant, un glissement prédéterminé), le dispositif de freinage puisse être actionné pour réduire la pression de freinage requise. maniéré Les variations de vitesse nécessaire à la mesure pewent être déterminées de/ 35 relativement simple à partir du déplacement relatif d'une masse qui est supportée de façon élastique et qui peut se déplacer dans la direction de l'axe longitudinal du véhicule. Cette masse est de préférence maintenue dans sa postion normale jusqu'au déclenchement de la mesure et elle est ensuite libérée uniquement durant la mesure. Pour éviter les dépenses élevées qu'entraîne l'utilisation d'une plate-40 foime à stabilisation gyroscopique pour la masse supportée élastiquement, il est 71 02494 2077335 prévu, suivant un autre exemple de réalisation de l'invention, de prendre en considération,lorsqu'on mesure le déplacement relatif de la masse, l'erreur qui résulte de la pente de la route. Ceci est effectué d'une manière simple au moyen d'un pendule amorti qui,au début de la mesure, est retenu dans sa position. L'écart 5 de l'angle d'inclinaison durant la mesure par rapport à la valeur obtenue au début de la mesure est calculé, selon un exemple de réalisation de l'invention, au moyen d'un pendule astatique non amorti. En conséquence, la mise en oeuvre du procédé prévu selon l'invention qui consiste à mesurer la vitesse de déplacement instantanée d'un véhicule, est passable-10 ment économique. Pour cela, il suffit d'utiliser une masse inerte qui est supportée élastiquement dans le sens de l'axe du véhicule, de même qu'un pendule normal amorti et un pendule astatique non amorti. Le mouvement de la masse et le mouvement des pendilles sont mesurés suivant lé procédé connu et convertis de préférence en quantités électriques à partir desquelles on peut obtenir d'une manière simple une 15 valeur qui est proportionnelle à la vitesse du véhicule. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels : 20 La figure 1 représente schématiquement la déviation d'une masse supportée élastiquement dans le véhicule par rapport à sa position normale. La figure 2 représente le schéma concernant le traitement des signaux. La figure 3 représente schématiquement l'effet de la pente d'une route sur le déplacement d'un pendule pouvant se déplacer dans le plan médian du véhicule. 25 La figure 4 représente les relations dans le cas d'un pendule astatique. La figure 5 représente schématiquement le traitement des signaux selon l'invention. A bord d'un véhicule,est suspendu un corps de masse m susceptible d'être déplacé dans le sens longitudinal x du véhicule, ce corps de masse m étant fixé 30 de façon élastique dans une position normale, ainsique le montre, schématiquement la figure 1. La déviation de la masse m par rapport à sa position normale est supposée être donné par la coordonnée % . La coordonnée : x = vt (1) 35 est supposée indiquer l'emplacement momentané du véhicule, v désignant sa vitesse. L'équation de mouvement concernant la masse m s'écrit comme suit : m d2 (X + £o + S) + d n + s.t, =0 (2) dt2 dt où s désigne la rigidité du support flexible, d une constante d'amortissement. 4o Si l'on représente par : - 71 02494 2077335 d ^ /3) w = — KJ) dt la vitesse à laquelle la masse est déplacée, et lorsqu'on introduit en fonction de l'équation (1) la vitesse v de la voiture, l'équation (2) donne ce qui suit : v = - w - â f w.dt - — f dt f w»dt (4) 5 En conséquence, la vitesse de déplacement peut être obtenue de façon conti nue au moyen de deux intégrateurs à partir de la vitesse w. Dans ce cas, cependant, deux défauts fondamentaux sont considérés comme constituant un inconvénient : (1) L'évaluation selon l'équation (4) implique que les intégrations se pour-10 suivent durant tout le déplacement de la voiture et, par conséquent, à partir de la mise en route. De ce fait, les quantités d'erreur augmentent à mesure que le temps de conduite s'allonge. (2) La relation simple selon l'équation (4) n'est applicable qu'à une route dont la surface est exactement•horizontale. Dans le cas d'une pente (descendante) - 15 de la route suivant l'angle y la composante g sin y de l'accélération gravitationnelle g s'exerçant dans la directionxapparaît comme une quantité perturbatrice. Les solutions techniques classiques visant à éviter cette variable perturbatrice sont relativement couteusespuisqu'elles impliquent de prévoir des calculateurs . 20 Cet: deux inconvénients sont évités grâce au procédé prévu selon l'invention. En premier lieu la vitesse de déplacement v^ est déterminée immédiatement avant le début de chaque freinage, de manière différente et indépendante, et elle est incluse dans la détermination continue ou progressive de la vitesse de déplacement. Suivant l'invention, on utilise dans ce but la mesure du nombre n des rota-25 tions de l'une des roues qui doit être freinée. Le glissement de rotation de la roue est en fait approximativement nul avant le début d'un freinage,c'est-à-dire que la vitesse circonférentielle de la roue est à cet instant particulier égal à la vitesse de conduite de sorte que : v = 2 "fm (5) ci 30 où r désigne le rayon effectif de la roue. Le nombre instantané de révolutions n peut être facilement mesuré selon les procédés bien cornus par exemple avec une roue dentée tournante ou libre et des éléments détecteurs, optiques ou magnétiques. Si l'on suppose que v à la position de temps t = 0 est connu, la vitesse v cl au cours du freinage ultérieur peut être obtenue selon l'équation (4) par inté- 35 grations coimnençant à la même position de temps et qui ne doivent s'étendre que sur la durée de l'opération de freirage et, par conséquent, durant une période relativement courte. En conséquence l'équation ci-dessous s'applique : •t v = V - w a - — fk wdt - — f dt f wdt (6) m/0 m Jq j0 Le point de départ t = 0 est déterminé par le premier mouvement de la pédale ^0 àe frein, du fait que la masse m est retenue jusqu'à cet instant particulier 71 02494 2077335 5 dans sa position normale £, = 0, ez n'est libérée que lorsque la pédale de frein est actionnée. La figure 2 représente le principe de traitement au signal qui résulte de cetze opération. Les quantités ez w sont représentées selon les méthodes connues 5 par des tensions électriques analogiques. Le commutateur SI est fermé par la pédale de frein. Le condensateur C indique que la tension analogue à v doit rester cl en mémoire durant le freinage. L'addition des quatre tensions de sortie aboutit , selon l'équation (6) à chaque instant qui suit le déclenchement de l'opération de freinage, à la tension qui est analogue à la vitesse de marche instantanée v. Lors-10 que la pédale de frein est relâchée le commutateur £1 est ouvert et m revient en position normale. En conséquence, w et v deviennent égaux à zéro. Pour une pente de la route égale à 1 ' angle Y, une composante gravitationnelle mg sin / procure un effet d'accélération sur la masse m dans la direction x. Cette composante est destinée à être introduite dans l'équation (2);dans l'équation (6) 15 cette composante apparaît comme une perte de la vitesse v égale à : Av = g sin Vdt (7) J— 0Q La valeur de la vitesse de déplacement telle qu'on l'obtient selon la figure 2 doit être corrigée de cette quantité. Aussi, la pente de la route doit être mesurée de façon continue. 20 Un simple pendule capable de se déplacer dans le plan médian du véhicule est impropre à remplir cette fonction. Un pendule de cette nature s'adapte toujours de lui-même en fonction en ce qu'on appelle la perpendiculaire apparente,déterminée par la soirnp de l'accélération gravitationnelle g et de l'accélération du véhicule a = — » ainsi qu il est exposé à la figure 3. Par conséquent, la 25 pendule ne donne pas l'angle voulu d'inclinaison, mais l'angle V constitué par la penpendiculaire apparente et c'est la raison pour laquelle,dans de telles mesures,on utilise des plateformes à stabilisation gyroscopique qui ne sont pas influencées par l'accélération de déplacement. Suivant la présente invention, il est également possible, dans ce cas, d'apporter une simplification importante en 30 ce que, durant la mesure, la période de temps qui précède le freinage est traitée séparément du freinage lui-même. Du fait que dans la position de temps où la vitesse initiale v du véhicule est mesurée suivant le procédé ci-dessus, son a. accélération de déplacement a est également suffisamment faible pour être négligeable, un simple pendule n'est influencé que par l'accélération gravitationnelle 35 amenant ainsi la perpendiculaire apparente à coïncider avec la perpendiculaire réelle (verticale). En conséquence, à cet instant particulier, l'angle d'inclinaison V en tant que déviation du pendule, peut être prélevé directement à partir de sa position normale, par exemple par l'intermédiaire d'un potentiomètre. Suivant le précédé connu, il est évident que l'on veut prévoir pour le pen-40 dule un amortissement approprié de manière que sa déviation soit suffisamment ra 71 02494 207733S la 6 pide à suivre la pente de/route. Comme dans le cas v& la valeur ainsi déterminée est maintenant conservée en mémoire durant la période de freinage. L'angle Y' peut maintenant varier au cours du freinage et peut ainsi différer de Y Durant ce processus de freinage, par conséquent, la formule ci-après est 5 supposée s'appliquer : y = ya+Ay (8) Selon l'invention la variation A y de l'angle d'inclinaison est mesurée à l'aide d'un pendule astatique. Un tel pendule est représenté à titre d'exemple à la figure 4. Il est supporté en son centre de gravité de sorte que l'accéléra-10 tion de déplacement demeure inopérante et,seule,est indiquée la cotation A Y par rapport à l'axe transversal. Cette rotation peut être captée par l'intermédiaire de potentiomètre à condition de veiller simplement à ce que les couples de frottement soient suffisamment faibles par rapport au moment d'inertie. la. figure 5 représente,sous forme de bloc schématique, l'arrangement ainsi 15 décrit, dans son ensemble. De v et w on obtient la quantité (variable) v selon cl la figure 2. Dès le début du freinage,, les deux commutateurs S2 et S^ sont fermés. La valeur initiale retenue V de l'angle d'inclinaison est ajoutée à la valeur déterminée de façon continue A Y"selon l'équation 8. Après formation de la quantité sinusoïdale, multiplication par l'accélération gravitationnelle g, et intégra-20 tion, on obtient la valeur Av selon l'équation (7). En soustrayant cette valeur de v, on obtient la vitesse de déplacement corrigée v(corr^gé)' L'évaluation des opérations représentées par le schéma analogique peut naturellement être exécutée, selon la méthode connue digitalement. La masse m peut être également supportée de toute autre manière qu'il est montrée, par exemple 25 sur un diaphragme élastique ou flexible ou bien encore on peut utiliser pour cela xm pendule amorti. La vitesse peut être mesurée directement, par exemple à l'aide d'un aimant permanent, constituant la masse mobile, plongé dans un enroulement. La méthode prévue selon l'invention n'est aucunement limitée à la mesure de la vitesse d'un véhicule routier dans le seul but de régler le freinage. Par ex-30 emple, indépendamment du freinage, une mesure pourrait être déclenchée en appuyant sur un bouton, cette mesure étant effectuée durant une période réglable, la valeur mesurée .étant affichée. Au lieu de la vitesse du véhicule, ou en plus de celle-ci, on pourrait également obtenir une indication du glissement. Ceci est intéressant par exemple dans le cas d'une accélération considérable et d'un frottement stati-35 que faible entre la surface de la roue et la surface de la route. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. cbnr j 71 02494 2077335 7 REVENDICATIONS 1. Procédé pour mesurer la vitesse instantanée d'un véhicule routier comportant un systbme de freinage, durant une période prédéterminée, caractérisé en ce qu'il consiste : 5 - à mesurer la vitesse dudit véhicule au début de ladite période à partir des révolutions d'une de ses roues, - à conserver en mémoire ladite mesure de vitesse, - à mesurer les variations de vitesse dudit véhicule durant ladite période, - à intégrer lesdites mesures de variation de vitesse et , i 10 - à ajouter ladite mesure de vitesse conservée en mémoire auxdites mesures des variations de vitesse intégrées. 2. Procédé tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération consistant à mesurer les variations de vitesse consiste à déterminer lesdites variations de vitesse à partir des mouvements relatifs d'une masse suppor- 15 tée de façon flexible dans ledit véhicule,apte à se déplacer dans le sens de l'axe longitudinal du véhicule. 3. Procédé tel que défini à la revendication 2, caractérisé en ce que ladite masse est normalement retenue dans sa position normale et n'est libérée que durant laditf période. 20 4. Procédé tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il con siste de plus : - à mesurer l'angle d'inclinaison entre l'axe longitudinal dudit véhicule et une ligne horizontale et - à corriger le résultat de cette mesure par addition de la valeur dudit angle 25 d'inclinaison. 5. Procédé tel que défini à la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste : - à effectuer la mesure dudit angle d'inclinaison au début de ladite période, - à conserver en mémoire la valeur mesurée dudit angle d'inclinaison, 30 - à mesurer les déviations dudit angle d'inclinaison durant ladite période - et à corriger ladite valeur enregistrée dudit angle d'inclinaison de la valeur desdites déviations dudit angle d'inclinaison. 6. Procédé tel que défini à la revendication 5» caractérisé en ce qu'il consiste de plus : 35 - à engendrer une onde sinusoïdale proportionnelle à la valeur corrigée dudit angle d'inclinaison, - à intégrer ladite onde sinusoïdale par rapport au temps durant ladite période, - à multiplier la valeur résultant de l'intégration de ladite onde sinusoïdale par la valeur de l'accélération gravitationnelle et, 40 - à soustraire la valeur résultante obtenue de cette multiplication de la valeur foco.". 71 02494 2077335 s résultante obtenue de l'addition pour obtenir une valeur indicative de la vitesse dudit véhicule. T. Procédé tel que défini à la revendication 6, caractérisé en ce que ladite mesure d'un angle d'inclinaison consiste à mesurer l'oscillation d'un pendule dans 5 le plan médian dudit véhicule,ledit pendule étam, retenu dans sa position assumée au début de ladite période. 8. Procédé tel que défini à la revendication 7» caractérisé en ce que ladite mesure des déviations dudit angle d'inclinaison consiste à mesurer l'oscillation d'un pendule astatique non amorti capable d'osciller dans le plan médian dudit 10 véhicule. 9. Procédé tel que défini à la revendication 8, caractérisé en ce que ladite période de temps est la durée nécessaire à chaque freinage dudit véhicule. 10. Procédé tel que défini à la revendication 9» caractérisé en ce que lesdites opérations de mesure de la vitesse dudit véhicule, de mesure des variations - 15 de vitesse dudit véhicule, de mesure dudit angle d'inclinaison et de mesure des déviations dudit angle d'inclinaison sont déclenchées au début de chaque opération de freinage, mais préalablement à la réponse dudit système de freinage, de manière à permettre à la valeur résultant de ladite opération de soustraction d'agir sur diaque opération de freinage.