Brevet FR2190647A1 — publié le 19740201

La présente invention se rapporte aux systèmes adaptatifs de freinage pour automobiles et, plus particulièrement, à un système adaptatif de freinage qui répond à la vitesse de roue. les courbes > -G, qui représentent le coefficient de frottement à l'interface pneumatique-sol en fonction du glissement de la roue, sont bien connusses gens de l'art, le glissement étant égal à l'unité moins le rapport de la vitesse de roue à la vitesse du véhicule. Ces courbes, qui sont obtenues empiriquement, présentent un maximum pour p dans la zone de glissement de la roue comprise entre 15 et 25 S0. En d'autres termes, le freinage optimal du véhicule se produira lorsque les roues seront autorisées à tourner à une vitesse sensiblement inférieure à 15 ffi de la vitesse du véhicule. Pour les véhicules possédant une roue libre, il est facile durant le freinage de comparer la vitesse de la roue libre à la vitesse d'une roue freinée afin de contrôler la pression de freinage de manière à obtenir le freinage optimal. Cependant, pour des véhicules, comme les véhicules de tourisme, pour lesquels toutes les roues sont freinées, il est impossible d'obtenir directement la vitesse du véhicule à partir de la vitesse de roue pendant une période de freinage puisque les roues, durant cette période, tournent à une vitesse inférieure à celle du véhicule. On connait des systèmes adaptatifs de freinage dans lesquels une tension proportionnelle à la vitesse de roue est appliquée aux bornes d'un condensateur de mémoire et le taux de décharge du condensateur durant la période de freinage est contrôlé par un accéléromètre qui est sensible à la décélération linéaire du véhicule. De cette manière, au moins théoriquement, la tension apparaissant aux bornes du condensateur de mémoire sera proportionnelle à la vitesse instantanée du véhicule, même durant les périodes de freinage. Cependant, puisque les accéléromètres linéaires sont sensibles à la direction et à la pesanteur, une erreur se trouvera introduite si l'axe effectif de l'accéléromètre linéaire n'est pas maintenu horizontal et parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. Selon la présente invention, un moyen capteur de vitesse de roue est utilisé dont le signal de sortie est une tension continue proportionnelle à la vitesse instantanée de roue qui est dénommée par la suite signal vitesse. Une mémoire formée d'un condensateur reçoit normalement le signal vitesse. Cependant, le taux maximal de décharge du condensateur est réglé à une valeur prédéterminée par une source de courant. Ainsi, si la vitesse instantanée de roue vient à diminuer plus vite que le taux maximal prédéterminé de décharge du condensateur de mémoire, le signal vitesse tombera au-dessous du signal mis en mémoire. Un comparateur engendre un signal d'erreur si la valeur du signal vitesse instantané tombe un pourcentage défini au-dessous du signal vitesse mis en mémoire.Le signal d'erreur est utilisé par un modulateur de pression de construction connue pour relåcher la pression de freinage et ainsi permettre à la roue d'accélérer. Far conséquent, un objet de la présente invention consiste à réaliser un système adaptatif de freinage pour véhicules à roues qui est compatible avec les systèmes de freinage classiques et qui permet à la pression de freinage d'être modulée en réponse à des signaux de vitesse de roue. Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser un tel système adaptatif de freinage pourvu d1 un condensateur de mémoire qui ne nécessite pas l'usage d'un accéléromètre linéaire. Ces objets et caractéristiques et d'autres encore de la présente invention apparaîtront plus clairement de la description détaillée qui suit ainsi que des dessins y annexés, étant entendu que ceux-ci ne sont donnés qu'à titre d'exemple nullement limitatif. Sur les dessins la Fig. 1 est un schéma qui illustre l'invention; et les Fig. 2 et 3 sont des diagrammes utiles à l'explication du fonctionnement du système selon l'invention lorsqu'il est utilisé pour différentes conditions de p. En se reportant maintenant à la Fig. 1, on y voit un capteur de vitesse 10 qui est associé à une roue ou un groupe de roues du véhicule sur lequel est monté le système adaptatif de freinage. Un capteur de vitesse approprié est formé d'un tachymètre connu qui est entraSné par une roue, un groupe de roues ou l'axe du véhicule et qui coopère avec un filtre 12 pour engendrer à la sortie du filtre une tension continue qui est proportionnelle à la vitesse de roue. Ce signal de tension apparaissant à la sortie du filtre 12, qui est dénonmé par la suite signal vitesse, est adressé depuis la borne de sortie 12a du filtre par une résistance 14 à la borne d'entrée d'inversion 18a d'un comparateur t8. Un potentiomètre possède un bobinage 20 qui est connecté entre la borne de sortie 12a et la masse et un curseur 22 qui est relié à la borne d'entrée de non-inversion 24a d'un amplificateur opérationnel 24.La borne d'entrée d'inversion 24b de l'amplificateur opérationnel 24 est connectée à une armature d'un condensateur 26, wai fonctionne en mémoire, con; 'autre Xr-a~ ture est reliée à le sasse. la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel 24 est branchée rétroactivement et 'une manière directe à sa borne d'entrée 24b de sorte que la tension appliquée à sa borne d'entrée 242 se trouve normalement reproduite à sa borne d'entrée 24b et, ainsi, apparat aux bornes du condensateur de mémoire 26.Le curseur 22 est réglé de pré^^érence de minière que la tension appliquée à la borne 24a soit environ 85 , de la tension apparaissant à la borne de sortie 12a, c'est-à-dire que la tension appliquée à la borne 24a est proportiornelle à 85 7 de la vitesse -instantanée de roue telle que déterminée par le capteur 10. L'amplificateur opérationnel 24 est conçu de manière que sa borne de sortie soit un collecteur dégagé d'un transistor PNP et, ainsi, un courant peut être délivré depuis la borne de sortie pour charger le condensateur 26 mais la borne de sortie ne peut faire pénétrer un courant lorsque la tension à la borne d'entrée 24; devient inférieure à la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26. La construction d'un tel amplificateur opérationnel est connue des gens de l'art. Si ce type d'amplificateur opérationnel n'est pas disponible, une diode peut être ajoutée à l'amplificateur opérationnel pour empêcher qu'un courant provenant du condersa- teur 26 puisse pénétrer dans l'amplificateur oyérationnel.En tous cas, dans cette-forme de réalisation, le seul chemin de décharge pour le condensateur 26 est celui traversant la source de courant 28 qui est décrite par la suite. La borne de sortie et la borne d'entrée 24b de l'amplificateur opérationnel 24 sont connectées au collecteur d'un transistor NPN 30 dont l'émetteur est relié à la masse par une résistance 32. La base du transistor 30 est connectée par une résistance 34 à une source de tension positive A+ de préférence stabilisée. La base du transistor 30 est également connectée à la masse par un circuit série formé d'une diode 36 et d'une résistance 38, ce dernier agencement procurant la polarisation dans le sens direct du transistor. Le transistor 30 et les autres éléments du cartouche 28 constituent une source de courant qui fixe un taux de décharge maximal pour le condensateur 26. Il apparat maintenant que la décharge du condensateur 26 s1 effectue en réponse à la décélération telle que déterminée par le taux dd variation du signal vitesse apparaissant à la borne 12a tant que ce7n'excède pas le taux de décharge maximal du condensateur de mémoire. La source de courant 28 est normalement réglée de manière que le condensateur 26 ne puisse se décharger plus rapidement que la décélération maximale du véhicule escomptée lors d'un freinage normal. Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 24 et, par conséquent, la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26 est appliquée par une résistance 16 à la borne d'entrée de noninversion 18b du comparateur 18. La résistance 14 est en général d'une valeur identique à celle de la résistance 16 et, ainsi, pour des conditions normales de fonctionnement la tension apparaissant à la borne 18a sera plus positive que celle apparaissant à la borne 18b, de sorte que la borne de sortie 18c du comparateur 18 se trouvera dans l'état bas ou de masse en supposant que la tension du signal vitesse devienne plus positive lorsque la vitesse augmente. Un condensateur 42 et une résistance 40 procurent une rétroaction entre la borne de sortie 18c et la borne d'entrée 18b. La borne de sortie 18c est connectée par une résistance 44 à la base d'un transistor EPN 48 dont le collecteur est relié par une résistance 50 à une source de tension positive qui peut ne pas Btre stabilisée. L'émetteur du transistor 48 est directement relié à la base d'un transistor NPN 54 et à la masse par une résistance de polarisation 52. L'émetteur du transistor 54 est connecté à la masse et son collecteur est relié à une extrémité d'un enroulement 60 dont l'autre extrémité est connectée à la source de tension positive non stabilisée.Un circuit série formé d'une résistance 56 et d'une diode 58 est branché en parallèle sur l'enroule- ment 60 et procure un chemin de retour lors du régime transitoire se produisant lorsque l'enroulement 60 cesse d'être excité. Dans cette forme de réalisation, l'enroulement 60 représente un modulateur de pression de freinage d'un type connu pour lequel l'excitation de l'enroulement 60 relâche la pression de freinage et l'interruption de l'excitation de l'enroulement 60 permet à la pression de freinage d'être réappliquée. D'autres modulateurs de pression de freinage connus peuvent être utilisés avec la présente invention, de sorte que celle-ci n'est pas limitée à la forme spécifique du modulateur de pression décrit. On se reportera maintenant au diagramme de la Fig. 2 qui représente les conditions qui se produisent lorsqu'un véhicule équipé d'un système adaptatif de freinage du type décrit ci-dessus est freiné sur une surface à fort coefficient de frottement r et que le véhicule décélère sensiblement selon le taux maximal de décélé ration escompté. La courbe 70 représente la vitesse linéaire du véhicule qui, avant le freinage, est normalement égale à la vitesse linéaire de roue. La courbe 72 représente la tension appliquée aux bornes du condensateur de mémoire 26 et, par conséquent, dans la forme de réalisation représentée, représente 85 S de la vitesse linéaire du véhicule avant que le freinage ne se produise. la ligne en tiret 74 représente la vitesse de roue captée ou le signal vitesse instantané durant le freinage.On a supposé que les freins étaient appliqués à l'instant t1 et qu'avant cet instant le véhicule se déplaçait à une vitesse constante représentée par les parties horizontales des courbes 70 et 72. Avant l'instant t1, la courbe 70 représente la tension apparaissant à la borne 12a tandis que la courbe 72 représente la tension apparaissant à la borne 24a et, par conséquent, la tension apparaissant aux bornes du condensateur de mémoire 26. Â l'instant tl, le véhicule est freiné et sa vitesse diminue comme il est représenté par la partie inclinée vers le bas de la courbe 70. On a supposé dans cette représentation qu'une pression de freinage excessive était appliquée et que le glissement résultant était supérieur à 15 %0, le blocage de la roue survenant à moins que la pression de freinage ait été relâchée. Par conséquent, le taux de variation de vitesse de roue, tel qu'indiqué par le taux de variation du signal vitesse, sera supérieur au taux de variation de vitesse linéaire du véhicule0 Cependant, en raison de la source de courant 28 de la Fig. 1, la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26 sera incapable de suivre le signal vitesse représenté par la courbe en tiret 74 mais diminuera selon son taux maximal possible le long de la partie inclinée de la courbe 72.Puisque, comme il est précédemment mentionné, le véhicule dans cet exemple décélère selon son taux maximal escompté, la courbe 72 reste parallèle à la courbe 70. A l'instant t2, la courbe 74 traverse la courbe 72, ce qui signifie que la tension apparaissant à la borne 18a devient inférieure à la tension apparaissant à la borne 18b et, par conséquent, le comparateur 18 engendre un signal de sortie apparaissant à sa borne 18c oui, dans cette forme de réalisation particulière, est un signal relativement élevé qui polarise dans le sens direct les transistors 48 et 54 afin de connecter une extrémité de l'enroulement 60 à la masse et, ainsi, d'exciter cet enroulement.Par conséquent, à l'instant t2 le système adaptatif de freinage fonctionne pour relâcher la pression de freinage de la roue examinée de sorte que cette roue commence maintenant à accélérer et que sa vitesse deviendra éventuellement supérieure à celle représentée par la tension avBparaissant aux bornes du condensateur 26. Ceci se produit à l'instant t3, auquel instant l'enroulement 60 cesse d'être excité de sorte que la pression de freinage se trouve à nouveau appliquée. le système adaptatif de freinage continue à fonctionner de cette manière jusqu'à ce que la tendance au blocage de la roue examinée soit éliminée. On se reportera maintenant à la Fig. 3 qui est un diagramme représentant le fonctionnement du système adaptatif de freinage lorsque le véhicule est freiné sur une surface à faible coefficient de frottement , telle qu'une surface verglacée. A nouveau, les courbes 7 et 72 représentent respectivement la vitesse linéaire du véhicule et la tension apparaissant aux bornes du condensateur de mémoire 26 et on supposera en outre que le véhicule se déplace à une vitesse uniforme avant l'instant t1 pour lequel les freins sont appliqués.Egalement, on supposera que la roue irait au blocage si la pression de freinage n'était pas relâchée. bans cette représentation, puisque le véhicule est freiné sur une surface à faible coefficient de frottement , celui-ci décélère selon un taux relativement plus lent que dans le cas axe la Fig. 2. Ce taux de décélération plus lent est représenté par la pente plus faible de la partie inclinée vers le bas de la courbe 70. Sur cette figure, la courbe 78, qui avant l'instant t1 concide avec la courbe 70, représente une courbe de vitesse idéale à 100 0% tandis que la courbe 72 représente une courbe de vitesse à 85 "io. Lorsque les freins sont appliqués à l'instant t1, le signal vitesse instantané représenté par la courbe 76 diminue rapidement. Cependant, comme il est précédemment expliqué, la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26 ne peut diminuer qu'à un taux prédeterminé et doit suivre la courbe 72. La courbe 76 traverse la courbe 72 à l'instant t2 qui est l'instant pour lequel la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26 devient égale et éventuellement supérieure au signal vitesse instantané. A cet instant le comparateur 18 engendre un signal de sortie qui provoque l'excitation de l'enrou- lement 60 pour ainsi relåcher la pression de freinage. la pression de freinage est relâchée entre les instants t2 et t3 et, à ce dernier instant, le signal vitesse instantané devient supérieur à la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26. Puisque le véhicule n'a pas décéléré à son taux maximal escompté, sa vitesse li néaire à cet instant sera supérieure à la vitesse représentée par la courbe 78. La vitesse de roue instantanée s'approchera de la vitesse linéaire réelle du véhicule.Si l'écart entre la vitesse linéaire réelle du véhicule et la vitesse représentée par la courbe 78 est suffisamment grand, le signal vitesse instantané deviendra éventuellement supérieur à la vitesse représentée par la courbe 78. A cet instant, la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26 suivra à 85 % le signal vitesse instantané. Ceci se produit entre les instants t4 et t5. A ce dernier instant, la roue examinée recommence à décélérer plus vite que le condensateur 26 peut suivre et à nouveau la pression de freinage sera relâchée si le signal vitesse instantané tombe au-dessous de la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26.Il est à remarquer qu'entre les instants t4 et t5 la tension apparaissant aux bornes du condensateur 26 est mise à jour, de sorte qu'elle correspond plus étroitement à 85 ffi de la vitesse linéaire réelle du véhicule. Naturellement, lorsque les roues sont freinées sur une surface à fort coefficient de frottement p, celles-ci décélèrent relativement lentement. Pour une surface à faible coefficient de frottement u, les roues décélèrent relativement rapidement, en supposant que la même pression de freinage soit appliquée. h la Fig. 2, qui se rapporte au cas d'une surface à fort coefficient de frottement , le taux relativement lent de décélération de roue est indiqué par la faible pente de la courbe 74 entre les instants t1 et t2. L'instant t2 survient ainsi un temps relativement long après que la pression de freinage ait été appliquée.Pour le cas de la Fig. 3, qui se rapporte à une surface à faible coefficient de frottement > , la décélération rapide de roue est représentée par la pente plus raide de la courbe 76 Dans ce cas, l'instant t2 survient un temps relativement court après que la pression de freinage ait été appliquée. On voit ainsi que ce système adaptatif de freinage procure d'une manière inhérente un retard entre l'instant pour lequel la pression de freinage est appliquée et celui pour lequel cette pression est relåchée et que ce retard dépend du coefficient de frottement p ou des conditions de l'interface pneumatique-sol. Bien que dans un but d'explication de l'invention une forme de réalisation particulière de celle-ci ait été représentée et décrite, il doit être entendu que divers changements ou modifications évidents à tout homme de l'art peuvent y être apportés sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention ni sortir de son domaine. 1. système adaptatif de freinage pour un véhicule 2 roues pos- sécant un moyen sensible à un signal a 'erreur engendré par un agen- cement logique pour contrôler automatiquement la force de freinage appliquée à au moins une roue du véhicule, l'agencement logique comme prenant un moyen pour engendrer un rewier signal électrique propor- ttonnel à la vitesse instantanée de roue, caractérise en ce ue 'agencement logique corprend en outre : un moyen pour mettre continuel lement en mémoire une partie du premier signal électrique lorsque celui-ci varie en réponse à des variations de vitesse de roue; un oyen pour limiter le taux de variation du signal ris en mémoire au moins dans le sens de la diminution de la vitesse de roue; et un ::oyen pour comparer le premier signal électrique au signal mis en mémoire et produire de cette comparaison le signal erreur. 2. Système selon la reve.dication 1, caractérisé en ce que le premier signal électrique est formé d'une tension continue et en ce que le moyen de m se en mémoire continue comprend : un moyen capacitif comprenant un condensateur; et un diviseur de tension bran ché entre le moyen engendrant le premier signal électrique et le moyen capacitif de sorte qu'une partie du premier signal électrique se trouve appliquée aux bornes du condensateur, la tension continue ainsi appliquée aux bornes de ce dernier formant le signal mis en mémoire. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce cue le moyen de limitation co.mpl-end une source de courant destinée à limiter le taux de variation du signal mis en mémoire dans le sens de la diminution de la vitesse de roue. 4. système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de comparaison provoque la production du signal d'erreur lors que le premier signal électrique devient inférieur au signal mis en mémoire et l'extinction du signal d'erreur loI--z-que le premier signal électrique devient ultérieurement supérieur au signal mis en mémoire, le moyen de contrôle de la force de freinage répondant à la production du signal d'erreur en atténuant a force ae freina- ge et à l'extinction du signal erreur en relâchant la force de freinage.