Brevet FR2137603A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un procédé de commande de systèmes anti-dérapage, en particulier pour les véhicules à moteur, ce procédé consistant à agir sur la pression de freinage dans les cylindres de frein en fonction de l'accélération ou de la décélération de rotation de la roue. 5 Suivant la technique antérieure concernant les dispositifs de commande d'anti dérapage pour les véhicules à moteur, la pression de freinage doit être réduite quand la décélération de la roue, mesurée par un capteur, dépasse un certain seuil, et elle doit être rétablie quand la décélération s'abaisse au-dessous de ce seuil. Durant ce processus, cependant, la roue concernée revient rapidement dans la plage 10 de décélération critique de sorte que les cycles de commande doivent s'effectuer en succession rapide, ce qui risque de communiquer des vibrations au véhicule. En raison des saccades dont le véhicule est alors animé, les fluctuations de pression élevée provoquées en succession rapide dans le système de freinage aboutissent à une conduite très inconfortable. Du fait qu'avec chaque cycle de commande, la pres-15 sion de freinage s'abaisse d'une valeur élevée à une valeur relativement basse pour augmenter de nouveau jusqu'à ladite valeur élevée précédente, la force de freinage appliquée est utilisée avec un mauvais rendement. En conséquence, des procédés ont été suggérés pour agir sur la pression de freinage, tout en tenant compte de l'inertie du système de freinage hydraulique, en réduisant le nombre des cycles de com-20 mande indispensables par unité de temps et en diminuant l'intervalle entre les pressions de freinage les plus élevées et les plus basses qui se présentent au cours d'un cycle de commande. Suivant ces procédés,le nombre des valeurs seuil de décélération et d'accélération de la roue qui doivent constituer les critères pour déclencher l'action de commande, est plus élevé. 25 Dans la demande de brevet allemand n° 1 655 380 non encore publiée, la pres sion de freinage est influencée en fonction des niveaux de décélération et d'accélération de rotation. Lorsque un niveau inférieur de décélération de rotation est dépassé, la pression de freinage est maintenue à une valeur constante par les moyens de commande dont on dispose. Par suite de l'inertie du dispositif hydrauli-30 que, la décélération continue a augmentée et parvient à un second niveau supérieur de décélération de rotation qui engendre un signal déclenchant la baisse de pression dans le cylindre de roue. La décélération de rotation passe par un maximum, diminue de nouveau et s'abaisse au-dessous de ce niveau supérieur de décélération de rotation et la pression de freinage est de nouveau maintenue constante à la 35 valeur actuelle; la décélération de rotation continue à diminuer pour se transformer en une accélération de rotation. Lorsqu'un certain niveau d'accélération est dépassé, la pression de freinage est maintenue à une valeur constante jusqu'au moment où la réaccélération dépasse une valeur maximale et diminue de nouveau ; si le niveau d'accélération est en baisse, une nouvelle accumulation de pression ^0 est déclenchée. Si le véhicule est presque complètement arrêté durant le cycle de 72 16320 , 2137603 commande et si le niveau d'accélération n'est pas atteint, un élément temporisateur assure le rétablissement en condition normale des moyens de commande afin que le système de freinage soit prêt à assurer l'action de "reinage suivante. En raison de l'énergie excessive précédemment appliquée dans le système de 5 freinage, des oscillations se produisent à la suspension de la roue et, par conséquent, dans la décélération de rotation des roues au cours des cycles de commande qui suivent le premier cycle. Dans ce cas, il se peut que, durant cette période transitoire précédant une nouvelle valeur de décélération de rotation qui change continuellement, le niveau inférieur de décélération de rotation soit franchi en 10 baisse ou en hausse plusieurs fois au cours de brèves périodes,ce qui entraîne inévitablement des perturbations dans l'unité de commande. De plus la multiplication des étapes de commande constitue un inconvénient, et il est souhaitable de les réduire au minimum sans perdre de vue pour autant le rendement et une conduite confortable, ces caractéristiques devant être au contrai-15 re améliorées. La présente invention a pour objet de prévoir un système de commande perfectionné pour dispositif d'anti-dérapage ne présentant pas les inconvénients exposés ci-dessus et, tenant compte des actions transitoires dans les cycles de commande ultérieurs au premier cycle de commande , elle en élimine les effets et assure 20 l'efficacité nécessaire et le confort voulu dans la conduite avec un nombre réduit d'étapes de commande. Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, ce résultat est obtenu en ce que l'élément de commande final du circuit de commande est manoeuvré en fonction de combinaisons de signaux de différentes valeurs dérivées respectivement de 25 la décélération ou de l'accélération de rotation. Une baisse dé pression dans le circuit de freinage est déclenchée par l'élément de commande final en fonction d'une combinaison de signal engendrée par une certaine valeur de décélération et une certaine différence de vitesse déterminée à partir du moment où cette valeur de décélération est atteinte. 30 Après une baisse de pression dans le circuit de freinage, la pression est maintenue à une valeur constante en fonction d'une combinaison de signal obtenue à partir de la valeur nulle de la décélération de rotation et du coefficient différentiel positif de la décélération de rotation. L'élément de commande final est rétabli à sa condition normale en fonction 35 d'une combinaison de signal obtenue à partir de Ta valeur nulle de la décélération de rotation et du coefficient de différence négative de cette dernière. Dans un exemple de réalisation de l'invention, le signal de sortie du capteur de décélération de rotation est envoyé à un élément intégrateur, un élément ET, un élément différenciateur et un élément négateur ; le signal de sortie de l'élément intégrateur est envoyé à la seconde entrée de l'élément ET dont le signal de U0 72 16320 3 2137603 sortie est transmis aux entrées de commande de deux éléments de maintien dont les signaux de sortie sont envoyés aux connexions de commande de l'élément final du circuit de commande. L'élément différenciateur est suivi par deux détecteurs chargés de déterminer 5 la tendance à la hausse ou à la descente de la courbe de décélération . Le signal de sortie de l'élément négateur et le signal de sortie d'un détecteur constituent chacun les signaux d'entrée de deux autres éléments ET qui sont reliés chacun à une borne d'entrée de commande de l'un des éléments de maintien. Les éléments de maintien sont des multivibrateurs bistables qui sont amenés dans leur première 10 position par le signal de sortie du premier élément ET et dans l'autre position par les signaux de sortie des deux autres éléments ET. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite descrption étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans les-15 quels : La figure 1 représente la courbe de la vitesse du véhicule et de la vitesse de la roue au cours d'une action de freinage dans la plage paramètre du glissement pour un système de commande d*anti-dérapage conçu selon l'invention. La figure 2 représente la courbe de décélération de la roue en fonction du 20 temps. La figure 3 représente la courbe de la pression dans le cylindre de frein sur roue en fonction du temps, telle qu'elle se présente dans le système antidérapage selon l'invention. La figure U représente les positions de commutation correspondantes des mo-25 yens de commande de pression, sous forme de deux courbes. La figure 5 représente une courbe parmi une série de courbes de glissement, les points de mise en service des moyens de commande étant marqués selon l'invention. La figure 6 représente un exemple de réalisation du circuit logique selon 30 l'invention. On sait qu'indépendamment des conditions de l'état de la route, le freinage le plus efficace sur la distance de freinage la plus courte est possible dans la plage de glissement relativement étroite de 10 à 30 % (voir figures 1 et 5). En 4 conséquence, le but recherché est de maintenir les fluctuations de la vitesse 35 de la roue, engendrées délibérément par un système de commande d'anti-dérapage, dans les limites de cette plage de glissement comme il est représenté à la figure 1 au moyen de la courbe de vitesse de la roue 10 dans la plage du paramètre de glissement. La courbe 20 représente le tracé simultané de la vitesse v du véhicule. U0 Pour parvenir à la courbe souhaitée de la vitesse ip de la roue dans une pla- 72 16320 * 2137603 ge de glissement de 10 à 30%, il est suggéré, selon 1'invention,de déclencher la baisse de pression et l'accumulation de pression dans le circuit de freinage au cours d'une action de freinage en fonction de critères différents de manière que le cycle de commande s'en trouve d'une part simplifié et que, d'autre part, les 5 interférences dans l'action de comman^g soit éliminées. La figure 2 représente la courbe/d'accélération ou de décélération, respectivement, de la roue, laquelle courbe correspond à la courbe de vitesse 10 de la roue de la figure 1. La figure 3 représente la courbe de pression ko correspondante. Au début du freinage, c'est-à-dire lorsque la pression p augmente, la décé- If 10 lération de la roue augmente tout d'abord lentement, mais plus que ne le fait la décélération du véhicule, et elle atteint le niveau de décélération en 1'. A ce moment, le glissement est déjà légèrement supérieur à 10#, ainsi que le montre la figure 1, au point 1' de la courbe de vitesse 10. Ainsi que le montre la figure 5» les conditions de valeur de frottement pour 15 le freinage sont optimales pour les conditions extérieures données. Suivant les principes de la technique antérieure, l'unité de commande déclencherait à ce moment pour la première fois l'action de freinage et maintiendrait la pression de freinage à une valeur constante. Cependant, selon l'invention, la valeur de décélération est accumulée dans un système électronique, au point 1' selon la figu- #• 20 re 2, en même temps qu'est actionné un integrateur qui intègre la décélération Uf de la roue durant la période t à partir du/1 ', tandis que la pression p dans le circuit de freinage continue à s'élever et que la décélération de la roue augmente plus rapidement. » La figure 1 montre que la vitesse de la roue peut encore diminuer d'une 25 certaine valeur ^v de manière à demeurer dans la plage de glissement admissible de 10à 30%. Cette différence Av de la vitesse de la roue est déterminée au moyen de l'intégrateur mentionné. Dès qu'au point 1 de la courbe 30 de décélération de la roue, la valeur d'intégration de la décélération de la roue durant la période t à partir du point 1' a atteint la valeur àt déterminée de façon 30 empirique et représentée par la surface hachurée à la figure 2, un signal de commande est engendré dans l'unité de commandé électronique par l'apparition de ces deux valeurs, c'est-à-dire le niveau de décélération au point 1' et la différence de vitesse ^v, ce signal de commande agissant sur l'élément de commande final du circuit de commande et provoquant laséparation hydraulique entre le cylindre de 35 frein sur roue et le maître cylindre, aussi bien qu'une baisse de pression dans la partie de la conduite de freinage reliée au cylindre de frein sur roue. Ces deux étapes de commande sont représentées à la figure k par les courbes 50 et 60. La courbe 50 représente la séparation hydraulique entre le cylindre de frein sur roue et le maitre cylindre, tandis que la courbe 60 représente l'opération de commande pour la baisse de pression. Les deux éléments de commande qui sont mis en U0 72 16320 5 2137603 service selon ces courbes 50 et 60 et qui sont en position normale au début du freinage, sont amenés en position de mise en service au point 1 de la courbe 10 de décélération de la roue, en fonction de l'apparition des deux signaux mentionnés ci-dessus. Tandis que la pression de freinage p dans le cylindre de frein sur 5 roue s'abaisse selon la courbe i»0 de la figure 3, à partir du point 1 en direc- tion du point 2, la décélération de la roue franchit son maximum et s'abaisse de nouveau par suite de la pression de freinage réduite (voir figure 2) et la vitesse Cf de la roue se rapproche simultanément de sa valeur minimale selon la figure 1. Le début de la baisse de pression est déterminé par le choix de la va- I 10 leur d'intégration Av.de sorte que la valeur minimale de la vitesse de la roue en un point 2 de la courbe de vitesse 10 de la roue est encore comprise dans I la plaure de glissement admissible à 30?. La valeur minimale de la vitesse ^ de la roue au point 2 de la figure 1 correspond au passage à zéro de la décélération ou de l'accélération de la roue au point 2, selon la figure 2, qui marque le passa-15 ge de la décélération à l'accélération. Si la décélération nulle est détectée au capteur du dispositif de commande, le circuit logique de l'unité de commande électaonique engendre un nouveau signal de commande qui agit de nouveau sur l'élément de commande final du circuit de commande. Ce signal de commande au point 2 continue à maintenir l'élément de com-20 mande qui a provoqué la séparation entre le cylindre de roue et le cylindre de frein dans la position de commutation correspondant à la courbe 50 de la figure U, tandis que l'élément de commande qui a provoqué la bgfcse de tension correspondant à la courbe 60 de la figure U est ramené à sa position normale. Dans cette position des éléments de commande de l'élément de commande final,à partir du point 2, 25 la pression de freinage dans le cylindre de frein sur roue est maintenue à une valeur constante. Par suite de l'inertie inhérente au dispositif hydraulique,!'accé-• • lération (-{> de la roue augmente à partir de son passage par la valeur nulle au point 2 de la courbe d'accélération / décélération 30 de la figure 2, passe par » une valeur maximale et s'abaisse de nouveau. En conséquence, la vitesse de la 30 roue augmente dans les limites de la plage de glissement admissible et se rapproche de la vitesse du véhicule jusqu'à une valeur maximale qui correspond anproxi- se mativement à un glissement de 10?, ce quî7situe au point 3 de la figure 1. A cette valeur maximale de la courbe 10 de vitesse de la roue, l'accélération de la roue s'est abaissée de nouveau jusqu'à zéro et la courbe 30 de décélération /accéléra-35 tion de la roue passe par une valeur nulle dans la direction opposée au point 3 de la figure 2 ; lorsque cette valeur nulle est déterminée au capteur de l'unité de commande électronique,un autre signal de commande est engendré qui par son action sur l'élément de commande final ramène à sa position normale l'élément de commande qui a provoqué la séparation du cylindre de frein sur roue et du maître ^0 cylindre (voir courbe 50 de la figure U).Ainsi, un cycle de commande de l'action 72 16320 6 2137603 de freinage est accompli et le dispositif de freinage est ramené à sa position normale. Dans tous les schémas des figures ci-annexées, le point 3 constitue la fin d'un cycle de commande et le point de départ du cycle de commande suivant à partir duquel la pression de freinage p augmente de nouveau. 5 Comme on l'a indiqué ci-dessus, la pression de freinage p augmente encore si la décélération ^ de la roue parvient au niveau qui correspond au point 1' jusqu'au moment où à partir de ce point 1' une certaine réduction de vitesse peut être enregistrée à la roue, bien que cette dernière se trouve déjà dans la plage de glissement correspondant à un freinage optimal pour un glissement de 10$. 10 Ceci,ou dans d'autres systèmes l'inertie inhérente au système, implique l'introduction d'une force de freinage supplémentaire p.V dans le circuit de freinage, laquelle force de freinage correspond à la surface hachurée de la figure 3 et implique un surplus d'énergie qui ne peut être utilisée pour le freinage, qui est transmise à la suspension et aux essieux des roues du véhicule et y engendre des 15 oscillations qui provoquent 1 es oscillations transitoires déjà mentionnés de décélération de la roue, au début des cycles de commande suivants, ainsi que le montre la ligne en pointillé de la figure 2. L'avantage particulier qui résulte du procédé de commande selon l'invention devient ici évident. Si l'opération de commande est déclenchés seulement par le signal de décélé-20 ration en fonction du point 1' dans cette partie de chaque cycle de commande ultérieur, plusieurs signaux perturbateurs agiront sur l'unité de commande électronique lorsque ce niveau de décélération est franchi plusieurs fois en montée ou en descente au cours des oscillations transitoires. La réponse de l'unité de commande étant toujours fonction de l'apparition d'une certaine différence de vitesse & v 25 après le niveau de décélération, ces oscillations perturbatrices n'atteignent pas l'unité de commande du fait qu'à l'élément intégrateur, la demi-ond^ supérieure est soustraite de la demi-onde inférieure de chaque oscillation et ainsi la valeur ^v déterminée n'est seulement atteinte de nouveau qu'en cas d'une décélération particulièrement importante provoquée par l'action de freinage. 30 Ainsi que le montrent les figures,en particulier les figures 1 et 5» grâce au procédé prévu selon l'invention la vitesse de la roue demeure dans une même plage de glissement durant toute l'action de commande. Les conditions de valeur de frottement entre les roues et la surface de la route dans ladite plage de glissement peuvent être considérées comme optimales. Dans le système de commande selon l'in-35 vention et dans la plage de glissement optimale, trois étapes de commande seulement sont nécessaires pour chaque cycle de commande. Les signaux perturbateurs de décélération de la roue qui se produisent par suite d'oscillations du châssis, quelle qu'en soit la cause, ne parviennent pas à l'unité de commande, ce qui empêche une réponse erronnée. kO Le schéma de principe de la figure 6 représente les parties principales d'une Il 16320 7 2137603 réalisation saus forme de dispositif qui fonctionne suivant le procédé prévu selon l'invention ainsi que l'interconnexion de ce dispositif. Le signal de sortie du capteur de décélération 21 est envoyé directement a un élément ET 22 et constitue de plus le signal d'entrée d'un élé~ 5 ment intégrateur 23 dont le signal de sortie & v,comme indiqué ci-dessus, commande la seconde entrée de l'élément ET 22. Si les deux signaux d'entrée se présentent à l'élément ET 22, celui-ci engendre un signal qui inverse deux éléments de maintien qui sont,par exemple,deux multivibrateurs bistables 2k, 25 dont les signaux de sortie qui sont ensuite émis peuvent agir sur l'élément de commande final du 10 circuit de commande par l'intermédiaire d'un amplificateur, chacun l'amenant en position de service. L'élément de commande final est figuré sur le dessin par une vanne d'admission normalement ouverte 26,intercalée dans la liaison hydraulique allant du maître cylindre H au cylindre de frein sur roue B, et au moyen d'une vanne de sortie normalement fermée 27,intercalée dans la conduite hydraulique 15 allant du cylindre de frein sur roue B au réservoir R. L'élément de commande final peut assumer d'autres formes. Si les deux signaux c'est-à-dire le niveau de décélération et la différence de vitesse A v (point 1 des graphiques des figures 1 et U) se produisent, la vanne d'entrée 26 est fermée tandis que la vanne de sortie 27 est ouverte et la pression dans le cylindre 20 de frein sur roue B s'échappe dans le^réservoir R ; la décélération de la roue (t diminue. Le signal de sortie ^ du capteur de décélération 21 est, de plus,envoyé à un élément différenciateur 28 et à un élément négateur 29 pour permettre de déterminer les passages à une valeur nulle des points 2 et 3 de la courbe de décélération 2. L'élément négateur 29 émet un signal lorsqu'une décélération ou une 25 accélération nulle est mesurée au capteur 21. L'élément différenciateur 28 est suivi de deux détecteurs 31, 32 qui déterminent la tendance ascendante ou descendante de la courbe de décélération (figure 2). Les signaux de sortie de ces deux détecteurs 31, 32 sont transmis,en même temps que le signal de sortie de l'élément négateur 29, respectivement à un élément 33,3^ 30 dont les signaux de sortie sont également envoyés aux éléments de maintien ou multivibrateurs bistables 2k, 25- Si le détecteur 32 détermine une tendance ascendante de la courbe de décélération (figure 2) et si, simultanément, tin signal (point 2 des graphiques des figures 1 à 4) apparaît à la sortie de l'élément négateur 29, le multivibrateur 35 bistable 25 est neutralisé par l'intermédiaire de l'élément ET 3^, et la vanne de sortie 27 revient à sa position normale ; la pression dans le circuit de freinage est maintenue à une valeur constante. Si une tendance à la descente de la courbe de décélération est ensuite déterminée au détecteur 31 et si, simultanément, un signal (point 3 des graphiques des figures 1 à U) est présent à la sortie de l'élément négateur 29» le multivibrateur bistable 2k est neutralisé par l'intermédiaire Uo 72 16320 e 2137603 du second élément ET 3^ et la vanne d'entrée 26 revient à sa position normale de sorte que la pression peut s'établir de nouveau et un nouveau cycle de commande peut commencer. 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. 72 16320 s 2137603 REVENDICATIONS 1. Procédé de commande pour système d'anti-dérapage, en particulier pour véhicules à moteur, consistant à agir sur la pression de freinage qui règne dans les cylindres de roue des freins en fonction de l'accélération ou de la décéléra- 5 tion de rotation de la roue, caractérisé en ce que les actions de l'élément de commande final du circuit de freinage répondent à des combinaisons de signaux de différentes valeurs dérivées de la décélération ou de l'accélération de la rotation. 2. Procédé tel que défini en relation avec la revendication 1, caractérisé 10 en ce qu'une baisse de pression dans le circuit de freinage est déclenchée par l'intermédiaire de l'élément de commande final en fonction d'une combinaison de signal résultant d'une certaine valeur de décélération et d'une certaine différence de vitesse déterminéeà partir du moment où cette valeur de décélération est atteinte. 15 3. Procédé tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce qu'une baisse de pression dans le circuit de freinage est déclenchée par l'intermédiaire de l'élément de connande final en fonction d'une combinaison de signal résultant d'une certaine valeur de niveau de décélération et d'une valeur d'intégration de la décélération déterminée à partir du moment où se présente cette valeur de ni-20 veau de décélération. H. Procédé tel que défini à la revendication 2 ou à la revendication 3, caractérisé en ce qu'après une baisse de pression dans le circuit de freinage, la pression est maintenue à une valeur nulle de la décélération et du coefficient de différence positive de la décélération de rotation. 25 5- Procédé tel que défini à la revendication 3, caractérisé en ce que la position normale de l'élément de commande final est rétablie en fonction d'une combinaison de signal résultant de la valeur nulle de la décélération de rotation et du coefficient de différence négatif de la décélération de rotation. 6. Dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé prévu selon l'inven-0 tion,caractérisé en ce que le signal de sortie du capteur de décélération de rotation est envoyé à un élément intégrateur, à un élément ET, à un élément différenciateur et à un élément négateur, le signal de sortie de l'élément intégrateur étant transmis à la seconde entrée de l'élément ET , en ce que le signal de sortie de l'élément ET est transmis aux bornes d'entrée de commande de deux éléments de 35 maintier dont les bornes de sortie sont reliées aux connexions de commande de l'élément de commande final du circuit de commande, en ce que l'élément différenciateur est suivi de deux détecteurs pour déterminer la tendance ascendante ou et descendante de la courbe de décélération7ën ce que le signal de sortie de l'élément négateur et le signal de sortie d'un détecteur constituent chacun les signaux ^0 d'entrée de deux éléments ET qui sont reliés chacun à une borne d'entrée de com- 72 16320 10 2137603 mande de l'un des éléments de maintien. T. Procédé tel que défini en relation avec la revendication 5> caractérisé en ce que les éléments de maintien sont des multivibrateurs bistables qui sont placés dans l'une de leurs positions par le signal de sortie de l'un des éléments ET et dans l'autre position par les signaux de sortie des autres éléments ET.