Brevet FR2145532A1 — publié le 19730223

la présente invention a trait à un procédé et à un dispositif pour empêcher le blocage et le patinage des roues d'un véhicule automobile pendant le freinage. En particulier, l'invention concerne un procédé et un dispositif anti-blocage de roues, du genre dans lequel on décèle l'état dynamique de la roue pour fournir des signaux de commande d'un système actif agissant sur les freins. On connaît déjà divers systèmes anti-blocage dans lesquels des dispositifs électriques ou électroniques décèlent simultané- ment la vitesse d'une roue de véhicule et la vitesse ou l'accélé- ration du véhicule,les signaux résultants étant traités et compa- rés pour fournir une indication relative à l'imminence d'wn blocage de la roue de véhicule. L'un des inconvénients de ces systè- mes connus réside dans le fait que la détection des facteurs vitesse et accélération exige l'usage de transducteurs qui sont des appareils intrinsequement coûteux et délicats, tout en étant par ailleurs sensibles à diverses influences externes telles que chaleur, humidité, vibrations, etc..Par exemple, le transducteur qui sert à déceler la vitesse angulaire d'une roue de véhi- cule se compose en général d'au moins deux pièces relativement mobiles dont la position doit être déterminée avec une précision maximale. En outre, l'emplacement d'un tel transducteur doit etre choisi de telle sorte qu'il soit pwot-b-é de sources de chaleur telles que le frein qui équine 2a r@ue à contrôler Ces facteurs augmentent de toute évidence le prix de de revient et réduisent la durée utile du transducteur. Un des principaux buts de la présente invention consiste à prévoir un procédé et un dispositif de freinage anti-blocage pour roues de véhicules, dans lesquels le signal représentant l'e'%at dynamique de la roue peut être d@celé p-ar es moyens a la fois simples, peu onéreux, fiables et ro@ustes. Suivant l'invention, il est préu un procédé pour le contrôle anti-plocage d'une roue de véhicule, dans lequel on engendre un signal de commande pour desserrer un dispositif de freinage lorsque le blocage de roue est imminent, puis un signal successif pour rétablir le freinage lorsque cesse l'étant de blocage imminent de la roue, ce procédé étant caractérisé en ce que le desserrage des freins se produit au cours des phases suivantes a) détection d'une sollicitation dans un organe reliant directement ou indirectement la roue du véhicule au châssis de celui-ci, organe qui est soumis aux composantes longitudinales de l'effort produit entre la roue et le véhicule au cours du freinage;; b) différenciation -en fonction au temps d'un signal repré sentatif de sollicitation détectée, et c) délivrance d'un signal de commande pour desserrer les freins dès que la dérivée du signal de sollicitation dépasse un seuil pré-établi. lit invention sera décrite plus en detail en s7 référant au dessin qui montre schématiquement å titre d'-exemple non-limitatif la façon dont elle peut entre rise an @euvre, ainsi que quelques variantes de réalisation. Sur le dessin La figure 1 montre un diagramme établissant la variation, dans le temps, de certains paramètres y-namiques d'une roue de véhicule au cours du freinage pro@@isant le patinage de celle-ci par suite de son blocage La figure 2 montre un schéma sy@o@tique d'un dispositif de freinage anti-blocage suivant un mode zarticulier de réalisation de l'invention, et les figures 3, 4, 5 et 7 montrent schématiquement différentes façons de monter des éléments extensométriques salon divers types de suspension de roue, dans d@s systèmes anti-blocage de roue suivant la présente invention Sur les figures 3 à 7, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments carra Sur la figure 1, la courbe a @ndique la variation de la vitesse de rotation V d'une roue de véhicule pendant le freinage de celle-ci, avec pour-point culminant le blocage de la roue et le patinage du véhicule. On peut eonstater que la vitesse de la roue diminue progressivement au cours d'une première fraction de temps correspondant-à un freinage normal, pour ensuite tomber rapidement jusqu'à zéro et produire le blocage de la roue. la courbe b de la même figure 1 montre la variation correspondante, dans le temps, de l'effort de froztement longitudinal sur le sol, effort qui est désigné par la lettre F et qui correspond au frottement de la bande de roulement du pneumatique sur la surface de la route, pendant l'opération de freinage indiquée par la courbe a. L'effort de frottement F croît jusqu'à une valeur maximale au moment où la vitesse de rotation V de la roue commence à tomber, après quoi l'effort F tombe brusquement jusqu'à une valeur inférieure correspondant à l'effort de frottement exercé sur la roue bloquée qui patine. Quant A la courbe c de la même figure 1, elle indique la variation dans le temps de la dérivée, par rapport au temms, de cette force F, c'est-à-dire dF/dt. On peut constater que l'instant où se produit le blocage de la roue est immédiatement précédé d'urbi aceroissement important de la dérivée dF/dt. En examinant les courbes de la figure 1, on constate que, selon toute évidence, l'efficacité du freinage commence à diminuer au sommet de la courbe b, c'est-à-dire lorsque l'effort maximal est exercé sur la roue ; il s'ensuit immediatement une brusque chute de cette force F, c'est-à-dire de Iteffort de freinage exercé sur la roue. Par conséquent, pour maintenir une efficacité maximale du freinage, il est souhaitable de desserrer le frein agissant sur la roue au moment où l'effort de freinage F atteint son maximum, afin de conserver l'efficacité maximale du freinage de la roue mais sans bloquer celle-ci. La valeur absolue de l'effort maximal de freinage F dépend du véhicule lul-meme, de la charge qu'il porte, et de l'état tant des pneus que de la surface de la route, parmi d'autres facteurs. La figure 2 montre sous forme synoptique un dispositif de contrôle anti-blocage suivant l'inventicn pour une corrande de freinage des roues. Un transducteur 10 fournit un signal électrique correspon- dant à l'effort de frottement F produit entre la roue du véhicule (non représentée) et une surface routière. Le transducteur 10 sera décrit plus loin dans différentes versions en se rapportant aux figures 3 à 7. Le signal de sortie du transducteur 10 est opportunément amplifié par un amplificateur 12 et ensuite différencié par un circuit linaire 14. Le signal de sotie de ce circuit linéaire 14 est comparé dans un comparateur 16 à un signal de référence appliqué à une borne 18 et drivé d'une source de référence (non représentée). Si le signal de sortie du circuit linéaire 14 est supérieur au signal de référence produit sur la borne 18, le comparateur 16 applique une mpulsion à une sortie 20. L'impulsion de sortie en 20 parvient Grâce à une ligne 22 à l'entrée enclenchée S d'une bascule 24 dent le signal de sortie, appliqué à une borne 26, commande un dispositif actif (non représenté} afin d'interrompre l'application de pression hydraulique ne commande au cylindre de frein de la roue. L'impulsion obtenue à la sortie 2G est également appliquée, par l'intermédiaire d'un conducteur 28 à un circuit à action différée ou de retard 30 qui introduit effectivement un retard de valeur préfixée #t dans la transm-s-iion de ce signal La sortie du circuit à action différée 30 alimente par ltentremise d'un conducteur 32 l'entrée de déclenchement R de la bascule 24, supprimant ainsi le aignal de sortie da last borne 26 et permettant de ce fait le rétablissement du freinage. Le signal de référence appliqué à la borne 18 est déterminé,en fonction du type de véhicule et d'autres facteurs déjà mentionnés, de telle sorte qu'il soit dépassé par le signal de sortie du circuit linéaire 14 avec une marge de sécurité lorsque ce signal atteint une valeur maximale correspondant à @ une valeur maximale du signal de sortie du transducteur 10 et, par conséquent, à une force de frottement maximale F. te signal de sortie@du comparateur 16 déclenche alors la bascule 24 pour produire le desserrage du frein. A la suite de ce desserrage du frein, la force de frottement F revient rapidement à une valeur située dans la zone de sécurité, c'est-à-dire une zone située au-dessous dudit maximum de la force F. te retard At introduit par le circuit à action différée 30 est réglé d'avance, par rapport aux caractéristiques du véhicule et à d'autres facteurs, afin de produire la remise à zéro de la bascule 24 à un moment propre à garantir l'efficacité du rétablissement du freinage. te retard kt doit en~fait etre relativement court car, dans des conditions particulières de freinage, il n'est évidemment guère souhaitable de desserrer le frein suffisamment longtemps pour permettre à l'effort de frottement F de tomber à une valeur nulle, correspondant à une cessation totale du freinage. te retard gSt sera choisi, au cours d'expériences pratiques, cette valeur de #t pouvant être par exemple de 25 msec. Sur la figure 3, on a représenté une roue de véhicule 40 supportant un châssis 42 d'un véhicule par l'intermédiaire de ressorts et d'amortisseurs (non représentés). ta roue 40 présente une fusée 41 reliée au châssis 42 par un bras longitudinal 44 sur lequel est montée une jauge de contrainte ou extensomètre 46, qui constitue le transducteur 10 de la figure 2. L'effort de freinage par friction F produit entre la bande de roulement du pneu équipant la roue 40 et la surface 48 de la route est égal à l'effort longitudinal produit dans le bras 44. L'extensomètre ou jauge de contrainre 46 monté sur le bras 44 délivre un signal électrique proportionnel à la compression ou extension iongitudinale de ce bras. Par conséquent, ce signal sera proportionnel à l'effort transmis à ce bras 44 par la fusée de roue 41, qui est égal à la force de frottement F. La figure 4 montre une variante de réalisation de l'ensemble representé schématiquement figure 3, dans laquelle la jauge de contrainte 46 est montée sur une biellette 52 reliant le châssis 42 à un bras de levier 50 sur lequel s'articule le bras longitudinal 44 relié à son tour à la fusée de roue 41. Le signal de sortie de la jauge de contrainte 46 est aussi proportionnel, dans ce cas à l'effort F produit entre la roue 40 et la surface 48 de ia route. Dans la variante que montre la iire 5 la fusée de roue 41 supporte, grâce à des ressorts-lames 54, un châssis secondair 56 relié au châssis proprement dit 42 4 ':niai @le ar quatre biellettes articulées 58, 60, 62, 64, dont deux, les bielleTes 58 et 64, sont disposées longitudinalement. L'une et l'autre de -ces biellettes longitudinales 58, 64, sont munies d'e@tensomètres ou jauges de contraintes 66, 68, destinées à mesurer l'effort longitudinal produit dans les biellettes 58 et/ou 64, de la façon déjà décrite en se référant à la figure 3. D'autres variantes font l'objet des figures 6 et 7. Sur la ligure 6, le ressort-lame 54 est monté de façon à starticuler directement par une extrémité sur un bras vertical 70 s'articulant a son tour sur le châssis 42 du véhicule. L'autre extrémité du ressort-lame 54 est reliée par l'entremise d'une biellette articulée 72 à un autre bras vertical 7 également monté pivotant sur le chässis 42. De petites biellettes 76, n disposées dans le sens longitudinal relient des points intermédiaires de p@votement des bras verticaux 70, 74 à des axes de pivotement correspondant prévus dans le châssis 42.Dans ce mode particulier de realisa tion des deux biellettes longitudinales 76, 78 portent respecti- vement des jauges de contrainte 80, 82 destinées à mesurer la contrainte longitudinale produits dans les biellettes correspondantes, ainsi qu'il a déjà été exposé en se rapportant a la figure 5. Dans la variante que montre la figure 7, une extrémité du ressort-lames 54 s'articule directement sur le châssis 42 grâce à une biellette 72, tandis que l'@@trémité opposée du ressortlames 54 s'articule sur un @asque @@ - lié à son tour par deux bras verticaux 86, 88 et deux bras @ @gitudinaux et borizontaux 90, 92 au châssis 42 du véhicule, @@ deux bras longitudinaux et horizontaux 90, 92 portent resp@@@ivement des extensomètres 94, 96 comme dans les modes de réalisation décrits plus haut. En général, le ou les entens@@ètres ou jauges de contraintes se fixent sur un élément reliant directement ou indirectement la roue au châssis du véhicule et qui ne subit que les composantes longitudinales des effort produits entre le roue et le châssis. Bien entendu, de nombreux modes de réalisation peuvent être envisagés pour la présente inventi@n sans cependant sortir du cadre de celle-ci ne du principe sur lequel elle est basée, ainsi qu'il apparaitra clairement à tout @pécialiste en ce domaine. REVENDICATIONS 1.-Procédé de contrôle anti-blocage du freinage d'une roue de véhicule, dans lequel on engendre un signal de commande pour détendre le cylindre de frein lorsque le blocage de la roue devient imminent, et un signal de commande successif pour rétablir le rreinage dès que l'imminence d'un tel blocage de roue cesse d'exister, ce procédé étant caractérisé en ce que le desserrage de frein s'effectue suivant les phases ci-après a) détection de la sollicitation dans un organe (44;52;58,- 64;76;78;;90,92) reliant directement ou indirectement la roue du véhicule au châssis de celui-ci (42), cet organe étant soumis aux imposantes longitudinales de l'effort produit entre la roue et le véhicule au cours du freinage b) différenciation par rapport au temps d'un signal représentatif de la sollicitation ainsi détectée, et c) génération d'un signal de desserrage des freins dès que la dérivée du signal de sollicitation dépasse un seuil pré-établi. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de commande qui rétablit le freinage est appliqué au cylindre de frein après un temps de retard pré-établi qui fait suite au moment où s'est produit le desserrage des freins. 3.- Dispositif de contrôle anti-blocage du frein suivant le procédé de l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le signal de sollicitation est fourni par un élément extensométrique (46;66,68; 80,82;94,96) monté sur ltorgane (44;52; 58,64;76,78;90,92) soumis à des composantes de forces longitudinales produites entre la roue et le chtssis du véhicule. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe soumis aux composantes longitudinales des forces produites entre la roue et le chåssis est un bras longitudinal (44;52) reliant un support, par exemple la fusée, de la roue du véhicule à son châssis. 5.- Dispositif selon la rever;lication 7, caractérisé en ce que l'organe soumis aux composantes longitudinales des forces produites entre la roue et le cassis est une biellette disposée longitudinalement (66,68;90,92) reliant un chåssis secondaire (56;84) supporté par un ressort de suspensicn (54) de la roue du véhicule au châssis du véhicule. 6.- Dispositif de contrôle anti-blocage pour desserrer automatiquement un frein de roue de véhicule lorsqu'il décèle l'imminence du blocage de cette roue, pour ensuite rétablir le freinage, caractérisé en ce que ce dispositif comprend un élément sensible aux efforts (46;66,68; 80,82; 94,96), par exemple une jauge de contrainte, montée sur au moins un organe (44;52;68,64; 76,78; 90,92) reliant directement ou indirectement la roue (40,41) du véhicule au châssis (42), et soumis aux imposantes longitudinales de L'effort produit entre la roue e-i le châssis au cours du freinage, des moyens différenciateurs 14 par différencier des signaux fournis par un élément sensible à ladite contrainte et fournir une entrée appliquée à un comparateur 16 dont l'autre entrée est une entrée de référence 1S, la sortie 20 de ce comparateur étant reliée au dispositif 24 de commande du cylindre de frein pour amorcer le desserrage du frein lorsque la dérivée du signal de contrainte dépasse un seuil pré-établi déterminé par l'entrée de référence.