Brevet FR2156442A1 — publié le 19730601

La présente invention concerne un dispositif de commande des freins d'un véhicule. Différents types de dispositits de commande de freins ont dé ià été proposés en vue d'éliminer, ou au moins de réduire, le risque de blocage des roues d'un véhicule au moment du freinage. En général, ces dispositifs antérieurs comportent un circuit électrique auquel un générateur applique un signal d'entrée dont la fréquence dépend de la vitesse angulaire d'une roue freinée, et qui délivre un signal qui commande, au moins partiellement, le freinage du véhicule. Mais, dans certaines circonstances, la sensibilité de ces dispositifs est insuffisante, et la présente invention vise à réduire cette insuffisance et à améliorer l'efficacité du dispositif. Le circuit électrique selon la présente invention est agencé de manière à recevoir un signal d'entrée sous forme d'impulsions électriques et il comporte un premier élément de circuit qui délivre, avec un déphasage prédéterminé par rapport aux impulsions du signal d'entrée, un second train d'impulsions électriques, dont la fréquence décroit avec celle des impulsions dudit signal d'entrée, ledit premier élément de circuit empêchant la largeur d'impulsions dudit signal de varier au delà d'une valeur définie, lorsque cette variation s'effectue dans le sens correspondant à la diminution de la fréquence du second train. Le dispositif comporte également un circuit comparateur sensible aux variations instantanées de déphasage entre le signal d'entrée et le second train qui lui sont appliqués, et qui délivre ledit signal de sortie. D'autres caractéristiqugs et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard d'un mode de réalisation donné à titre explicatif et non limitatif. Sur les dessins almexés : la figure 1 représente le diagramme synoptique d'une partie du dispositif de commande de freins la figure 2 représente le diagramme synoptique d'une autre partie du dispositif de commande de freins la figure 3 montre la forme des signaux qui apparaissent en différents points du dispositif de commande de freins la figure 4 représente le schéma de la partie du dispositif de commande de freins représentée sur la figure 1 et la figure 5 est un schéma plus detaillé de la partie du dispositif de freins représentée sur la figure 2. Le dispositif de commande de freins a ét conçu pour commander le système de freinage d'un véhicule routier et il est destin à empêcher le blocage des roues lorsque le conducteur freine avec quelque force que ce soit. La figure 1 montre un générateur 1 de signaux électriques entraîné par une roue freinée du véhicule et délivrant un signal de sortie, représenté sur la figure 3, et dont la fréquence est proportionnelle à 2a vitesse angulaire de la roue. Le courant alternatif produit par le générateur 1 est appliqué à un circuit conformateur 2 qui donne une forme d'onde en créneaux au signal qui lui est appliqué et délivre des signaux de sortie complémentaires A et A représentés sur la figure 3. Le signal A est appliqué à un générateur 3 de courant, à diodes et transistors, qui délivre un courant continu de sortie, dont la tension est proportionnelle à la fréquence du signal de sortie du générateur 1, et qui varie rapidement avec la fréquence du signal qui lui est appliqué. Le signal de sortie du générateur 3 à diodes et transistors est appliqué à un circuit 4 comportant un condensateur, dont la décharge est déterminée en fonction du signal de sortie du générateur 3. Ce condensateur est connecté en série avec un circuit qui limite la vitesse de variation de sa tension aux bornes pendant la décélération du véhicule.La tension aux bornes du condensateur, qui constitue le signal de sortie du circuit 4, varie donc avec le signal A appliqué au générateur 3 à diodes et transistors, sauf lorsque le taux de décélération du véhicule est supérieur à un taux prédéterminé et lorsque le signal de sortie du circuit 4 est en retard sur celui du circuit 3. Le signal de sortie A du circuit conformateur 2 est également appliqué à un circuit monostable 5 à largeur d'impulsions variable, déclenché par le flanc avant de chaque impulsion du signal A. Le signal de sortie du circuit 4 est également appliqué au circuit monostable 5 à largeur d'impulsions variable, dont il commande la largeur des impulsions de sortie. La commande est appliquée de manière que la largeur de l'impulsion du signal de sortie B du circuit monostable 5 diminue avec l'augmentation de la vitesse du véhicule, représentée par le signal de sortie du circuit 4.La largeur des impulsions du signal A diminue lorsque la fréquence du signal de sortie du générateur 1 augnentelc'est-a-dire lorsque la vitesse du véhicule augmente, et le dispositif est agencé de manière que le flanc arrière de chacune des impulsions A apparaisse normalement avant le flanc arrière des impulsions correspondantes du signal de sortie B du circuit monostable 5. Le circuit monostable 5 délivre deux signaux de sortie complémentaires B ct B représentés sur la figure 3. Ces signaux de sortie sont appliques à la partie du dispositif dont le diagramme est représenté sur la figure 2, avec les signaux de sortie A et A. Cette partie du dispositif constitue un circuit à portes, ou un circuit comparateur qui détermine si le flanc arrière d'une impulsion du signal de sortie B apparaît avant le flanc arrière de l'impulsion correspondante du signal de sortie A. A vitesse constante, les flancs arrière des impulsions du signal de sortie B restent dans une partie fixe (dépendant de la vitesse) d'un cycle,retarde'e par rapport aux flancs arrière des impulsions correspondantes du signal de sortie A. Lorsque les freins sont commandes, le signal de sortie du générateur 1 varie, mais la vitesse à laquelle le signal de sortie du circuit 4 peut varier est limitée et la vitesse maximale à laquelle la largeur des impulsions du signal B peut augmenter est donc limitée.Cette vitesse maximale est déterminée de manière à correspondre à la décélération maximale que peut atteindre le véhicule et, si la roue freinée se bloque (c'est-à-dire si sa décélération angulaire dépasse la décélération maximale du véhicule voulue), il se produit une modification rapide dans l'apparition des flancs arrière des impulsions du signal de sortie A, après les flancs arrière des impulsions correspondantes du signal de sortie B. Le circuit à portes, ou comparateur, détecte cette condition et provoque, par l'intermédiaire d'un commutateur 6 de commande de puissance, le rel chement des freins. Les roues du véhicule peuvent alors accélérer jusqu'à la vitesse à laquelle les flancs arrière des impulsions du signal de sortie A précèdent les flancs arriere des impulsions correspondantes du signal de sortie B. A ce moment, le commutateur de puissance 6 revient à son état initial et les freins sont serrés à nouveau. La figure 2 montre que le circuit à portes, ou comparateur, est constitué de deux portes ET 7 et 8 à deux entrées. La porte 7 reçoit les signaux de sortie A et B, tandis que la porte 8 reçoit les signaux de sortie B et A. Ces portes ne délivrent des signaux de sortie que si les deux signaux d'entrée qui leur sont appliqués sont au niveau supérieur de tension. La porte 7 ne délivre donc un signal de sortie que si le flanc arrière d'une impulsion du signal de sortie A est précédé par le flanc arrière de l'impulsion correspondante du signal de sortie B (c'est-a-dire le flanc avant de B).Do même, la porte 8 ne délivre un signal de sortie que si le flanc arrière d'une impulsion du signal de sortie B est précédé par le flanc arrière de l'impulsion correspondante du signal de sortie A (c'est-à-dire le flanc avant de A). Les signaux de sortie des portes 7 et 8 sont appliqués à un circuit bistable 9 qui commande le commutateur de puissance 6. Chaque impulsion à la sortie de la porte 7 fait passer le circuit bistable 9 dans l'état pour lequel le commutateur de puissance 6 provoque le relachement des freins. Chaque impulsion à la sortie de la porte 8 fait revenir le circuit bistable 9 dans son autre état pour lequel le commutateur de puissance 6 n'intervient pas sur le fonctionnement des freins. Chaque fois que les roues ont tendance à se bloquer, les freins sont donc relâchés jusqu'à ce que la roue qui entraîne le générateur 1 reprenne la vitesse à laquelle les flancs arrière des impulsions du signal de sortie A précèdent les flancs arrière des impulsions correspondantes du signal de sortie B. Sur la figure 4, le générateur 1, qui peut être d'un modèle courant, est représenté sous forme d'un enroulement 11. Le circuit con formateur 2 comporte deux étages amplificateurs constitués de transistors NPN 12 et 13 connectés en cascade. Une réaction positive est appliquée du collecteur du transistor 13 à la base du transistor 12 afin de produire un signal de forme d'onde en créneaux plus net. Les signaux de sortie A et A sont prélevés respectivement aux collecteurs des transistors 13 et 12. Le circuit conformateur 2 est connecte entre un fil 14 d'alimentation positive stabilisée et un fil 15 de tension nulle. L'amplitude des signaux de sortie est donc stabilisée. Le signal de sortie A est appliqué au générateur 3 à diodes et transistors d'un type courant, comportant un condensateur 16 dont la tension aux bornes est proportionnelle à la fréquence du signal de sortie A. La capacité du condensateur 16 est relativement faible et sa tension aux bornes varie donc rapidement lorsque la fréquence du signal induit dans l'enroulement 11 varie. Une résistance 17 et un condensateur 18, connectés en série, sont branchés aux bornes du condensateur 16. Le ralle des composants 17 et 18 consiste à égaliser les ondulations qui apparaissent aux bornes du condensateur 16 en raison de sa faible capacité. Le générateur 3 à diodes et transistors comporte également une résis- tance variable 19 connectée aux bornes du condensateur 18 et dans laquelle les condensateurs 18 et 16 se déchargent.La tension aux bornes du circuit parallèle formé par le condensateur 18 et la résistance variable 19 constitue le signal de sortie du générateur 3 à diodes et transistors. Le générateur 3 est connecté entre le fil 20 d'alimentation positive et le fil 15, et l'une des armatures du condensateur 17 est connectée au fil 20 de manière que la tension à son autre armature devienne moins positive lorsque la fréquence du signal induit dans l'enroulement 11 augmente, c'est-à-dire lorsque le véhicule accélère. Le circuit 4 comporte un transistor PNP dont la base est connectée à l'armature du condensateur 18 opposée au fil 20, et également au fil 15 par l'intermédiaire d'une résistance variable 22.Le collecteur du transistor 21 est connecté au fil 15 et son émetteur est con necté au fil 15, par l'intermédiaire d'un condensateur 23, et également au collecteur d'un transistor PNP 24. L'émetteur du transistor 24 est connecté au fil 20 par I'intermédiaire d'une résistance 25. Un potentiomètre 26, en série avec une résistance 27, est connecté entre les fils 20 et 1S, et son curseur 26 est connecté à la base du transistor 24. La tension à la base du transistor 21 (c1est-à-dire le signal de sortie du générateur 3) détermine la tension aux bornes du condensateur 23 qui, lorsque la tension à la base du transistor 21 devient moins positive, se charge à travers le transistor 24 la base et la résistance 25 et qui,lorsque la tension à/du transistor 21 devient moins positive, se décharge à travers le transistor 21. Le transistor 24 se comporte comme une source de courant constant qui délivre un courant, dont l'intensité est déterminée par le réglage du potentiomètre 26 qui règle ainsi la vitesse maximale à laquelle le condensateur 23 peut se charger. Lorsque la tension à la base du transistor 21 augmente a cause de la décélération de la roue qui entraîne le générateur 1, la vitesse à laquelle la tension aux bornes du condensateur 23 augmente, est limitée par le réglage de la resistance 26. I1 n'y a cependant aucune limitation correspondante de la vitesse à laquelle la tension aux bornes du condensateur 23 peut diminuer lorsque la tension à la base du transistor 21 tombe par suite de l'accélération de la roue qui entraine le générateur 1. Il ressort donc de la description ci-dessus du circuit 4, que le potentiomètre 26 est réglé dans une position qui correspond à la décélération maximale admise normalement pour le véhicule. Le circuit monostable 5 comporte deux transistors NPN 28 et 29 connectés entre les fils 14 et 15. La base du transistor 28 est connectée au collecteur du transistor 29 par l'intermédiaire d'une résistance 30. Par ailleurs, la base du transistor 29 est connectée au collecteur du transistor 28 par l'intermédiaire d'un condensateur 40 et elle est également connectée au fil 20 par l'intermédiaire du circuit collecteur-émetteur d'un transistor PNP 31, en série avec une résistance 32 et constituant un circuit de charge à courant constant du condensateur 40. L'armature du condensateur 23 connectée au collecteur du transistor 24 est également connectée à la base du transistor 31 de manière que la tension de sortie du circuit 4 détermine la période du circuit monostable 5.Le signal de sortie A est appliqué à la base du transistor 28 par l'intermédiaire d'un circuit différentiateur courant faisant partie du circuit monostable 5. Il a été supposé jusqu'à présent que la vitesse maximale à laquelle la tension de sortie du circuit 4 pouvait varier pendant la décélération était fixe, c'est-a-dire que le réglage du potentiomètre 26 n'était pas modifié dans l'utilisation normale, bien que ce potentiomètre soit réglable. Cependant, afin d'obtenir le réglage optimum du potentiomètre 26 dans toutes les conditions routieres, la polarisation effective du transistor 24, introduite par le potentiomètre 26, peut être modifiée en fonction de l'accélération ou de la décélération du véhicule, en reliant par exemple le curseur du potentiomètre 26 à un ressort bandé par un poids ou à toute autre forme d'accélé romètre. En variante, afin d'obtenir le réglage optimal de la polarisation effective du transistor 24 dans toutes les conditions routières, la décélération du véhicule peut être mesurée en contrôlant la vitesse de rotation d'une roue non freinée. Dans ce cas, le dispositif est susceptible de détecter le patinage, dans lequel la décélération angulaire de la roue freinée qui entraîne le générateur tachymetrique 1 est supérieure à celle représentée par la roue non frcinée et qui correspond à la décélération linéaire du véhicule.L dispositif peut être réglé do manière que les freins soient relâchés lorsque ce patinage dépasse un certain pourcentage (par exemple 15K:). Cette dispositicn est indiquée schématiquement sur la figure 1 par l'unité complémentaire 10 qui, en fonction de la rotation contrôlée de la roue non freinée, fournit au circuit n un signal de décélération de véhicule modifiant la constante de temps du circuit en faisant varier la tension de polarisetion du transistor 24. Les signaux de sortie A, A, B et B, représentés sur la figure 5, sont appliqués aux portes 7 et 8 par I'intermédiaire de circuits habituels de mise en forme d'impulsions. Le circuit bistable 9 est constitué de deux portes ET 41 et 42 à deux entrées, connectées entre elles de manière à se comporter comme un circuit bistable. La figure 4 montre le fil 15 connecté à une borne 33 destinée à être reliée à la borne négative de la batterie du véhicule, tandis que le fil 20 est destiné à être connecté à la borne positive 34 de la batterie du véhicule par l'intermédiaire d'une résistance 35. Le fil 20 est connecté au fil 15 par l'intermédiaire d'une diode Zener 36. La résistance 35 et la diode Zener 36 stabilisent la tension du fil 20. Ce dernier est relié au fil 14 par l'intermédiaire d'une résistance 37 et le fil 14 est relié au fil 15 par l'intermédiaire d'une diode Zener 38 et d'un condensateur 39 en parallèle. La résistance 37, la diode Zener 38 et le condensateur 39 ajoutent une stabilisation complémentaire à la tension du fil 14. Les diodes Zener 3G et 38 sont choisies de manière telle que les tensions des fils 14 et 20 soient respectivement +5 volts et +9 Volts par rapport au fil 15. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes modifications de détail sans sortir de son cadre. REVENDICATIO:4S 1.Dispositif de commande des freins d'un véhicule, ledit dispositif comportant un circuit électrique auquel un générateur applique un signal d'entrée, dont la fréquence dépend de la vitesse angulaire d'une roue freinée du véhicule et qui délivre un signal de sortie qui commande, au moins partiellement, le freinage du véhicule, caractérisé en ce que ledit circuit électrique reçoit le signal d'entrée sous forme d'impulsions électriques et comporte un premier élément de circuit qui délivre normalement, dans une relation de phase prédéterminée par rapport aux impulsions du signal d'entrée, un second signal formé d'impulsions électriques, dont la fréquence diminue avec la fréquence des impulsions dudit signal d'entrée, ledit premier élément de circuit empêchant la largeur des impulsions dudit second signal de varier au delà d'une valeur définie lorsque ladite variation s'effectue dans le sens qui correspond à la diminution de la fréquence du second signal, et un élément de circuit comparateur qui délivre ledit signal de sortie en réponse aux variations instantanées du déphasage entre le signal d'entrée et le second signal qui lui sont appliqués. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur est constitué d'un transducteur et d'un circuit électrique qui produit lesdites impulsions d'entrée sous forme d'impulsions électriques de forme d'onde en créneaux. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2-, caractérisé en ce que ledit premier élément de circuit est commandé répétitivement par ledit signal d'impulsions d'entrée de manière à produire ledit signal d'impulsions électriques sous la forme d'impulsions de forme d'onde en créneaux. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif réglable destiné à modifier ladite valeur définie de la largeur d'impulsions du second signal. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif réglable est sensible à la décélération du véhicule en fonction de laquelle il définit ladite valeur de largeur d'impulsions du second signal. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit comparateur comporte un condensateur chargé à un état qui dépend de la vitesse d'apparition des impulsions d'entrée, la vitesse de variation dc cet état de charge étant limitée, un signal. de référence étant produit avec une largeur d'impulsions qui dépend de l'état dc charge, et lesdits signaux de sortie étant produits en fonction de la différence de largeur des impulsions desdits signaux d'entrée et desdits signaux de référence.