Brevet FR2243093A1 — publié le 19750404

L'invention est relative aux dispositifs de freinage à servo-commande pour véhicules appelés à rouler au sol, de façon permanente (véhicules terrestres), ou occasionnelle (véhicules aériens). Par dispositif de freinage à servo-commande, on désigne, d'une façon générale, des dispositifs de freinage comportant au moins, -servo-commande de n'importe quel type approprié, agencés de façon à pouvoir engendrer sur au moins une roue du véhicule, un couple de freinage réglable. Parmi les domaines d'application de l'invention, il convient de signaler qu'il en est un particulièrement intéressant, à savoir celui pour le freinage des roues du train d'atterrisage d'aérodynes. On a déjà proposé de faire comporter à de tels dispositifs de freinage une servo-commande asservie à un ensemble électronique comprenant, d'une part, un calculateur électronique agencé pour déterminer, à partir de certaines données relatives au mouvement du véhicule, un signal de régulation représentant une vitesse angulaire de consigne pour la roue freinée, et d'autre part, un régulateur agencé pour déterminer, notamment à partir du signal de régulation et d'un signal instantané représentant la vitesse angulaire instantanée de la roue freinée, un signal de sortie commandant la servo-commande, de façon que la vitesse angulaire instantanée de la roue freinée soit maintenue à la valeur de consigne déterminée à chaque instant par le calculateur. La présente invention a pour objet d'apporter des perfectionnements au régulateur de ce dispositif de freinage. En effet, il convient de rappeler que le régulateur de ces dispositifs est principalement constitué par un ensemble électronique comportant un amplificateur et ses réseaux, le tout étant agence pour former un régulateur proportionnel, intégral et dérivé ; en d'autres termes, l'amplificateur est un amplificateur linéaire dont les gains et le déphasage sont fonction de la fréquence du signal d'entrée, c'est-à-dire, de la différence entre le signal de consigne (représentant la vitesse angulaire de consigne de la roue freinée) et le signal instantané (représentant la vitesse angulaire instantanée de la roue freinée). Bien que le calculateur qui détermine le signal de con signe prenne en considération certaines données relatives au mouvement du véhicule (vitesse du véhicule, vitesse angulaire instantanée de-la roue freinée, couple de freinage), on a constaté qu'un certain nombre de paramètres extérieurs intervenaient dans le fonctionnement du régulateur. Ces paramètres exterieurs sont complexes, mais leurs causes peuvent être les suivantes - pour l'ensemble jante, bloc de freinage, pneumatique, le rapport entre-l'inertie des masses tournantes et le couple de freinage varie-; -- les circuits de commande du freinage (circuits hydrauliques, en général) présentent chacun des fréquences propres dont il faut tenir compte, pour éviter les phénomènes de résonnance - les courbes représentant le déphasage en fonction de la fréquence sont variables, suivant les équipements considérés ; - la gamme des vitesses d'évolution à terre du véhicule doit être prise en considération : en effet, et toutes choses égales par ailleurs, une roue se bloque en un temps beaucoup plus court, à basse vitesse qu'à grande vitesse, puisque l'énergie cinétique varie comme le carré de la vitesse - l'état du sol est enfin un facteur dont l'influence est primordiale. L'invention a pour but de perfectionner le régulateur du dispositif, en le rendant capable de tenir compte de la vites se du véhicule par rapport au sol et/ou, de la différence entre le signal de consigne et le signal instantané. Selon une première disposition de l'invention, le régulateur est agencé pour multiplier le gain de l'amplificateur k par un facteur - , V étant la vitesse du véhicule par rapport Vm au sol, ce grâce à quoi le régulateur tient compte des caractéristiques liées à la vitesse du véhicule. Selon une autre disposition de l'invention, le régulateur est agencé pour que le gain de l'amplificateur soit une fonction de son signal d'entrée égal à la différence entre le signal de consigne et le signal instantané, ce grâce à quoi le régulateur fonctionne avec un gain d'autant plus grand que la différence entre le signal de consigne et le signal instantané est grande. L'invention pourra de toutes façons être bien comprise, à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des formes d'exécution préférées de ltinvention, et ne comportant, bien entendu, aucun caractère limitatif. La figure 1, de ces dessins, est un bloc-diagramme montrant un dispositif de freinage établi conformément à une première disposition-de l'invention. La figure 2 est un graphique illustrant le fonctionnement du dispositif de freinage de la figure 1. La figure 3 est un bloc-diagramme montrant un dispositif de freinage établi conformément à une deuxième disposition de l'invention. La figure 4 est un graphique illustrant la caractéristique d'un élément important du dispositif de freinage de la figure 3. La figure 5 est un graphique illustrant le fonctionnement du dispositif de freinage de la figure 3. La figure 6 est un graphique illustrant le fonctionnement drun dispositif de freinage établi en combinant les deux dispositions illustrées respectivement sur les figures 1 et 3. Sur les figures 1 et 3, on a montré schématiquement, sous forme d'uh bloc-diagramme simplifié, un dispositif de freinage qui comporte une servo-commande 1 agencée de façon à pouvoir engendrer sur une roue 2 du véhicule (roue d'un train d'atterrissage d'aérodynes), un couple de freinage réglable. Cette servo-commande 1 est asservie à un ensemble électronique comprenant, d'une part, un calculateur électronique 3 agencé pour déterminer (par exemple à partir de signaux V, n et C représentant respectivement la vitesse du véhicule par rapport au sol, la vitesse angulaire instantanée de la roue freinée 2, et le couple de freinage) un signal de régulation nc, représentant une vitesse angulaire de consigne pour-la roue freinée 1, et d'autre part, un régulateur 4 agencé pour déterminer, notamment à partir du signal de régulation nc et du signal instantané n, représentant la vitesse angulaire instantanée de la roue freinée 2, un signal de sortie Us commandant la servo-com mande 1, de façon que la vitesse angulaire instantanée de la roue freinée 2 soit maintenue à la valeur de consigne déterminée à chaque instant par le calculateur 3. Comme indiqué dans le brevet principal n 1 407 168, le régulateur 4 comprend un amplificateur 5 dont le signal d'entrée E est égal à la différence entre le signal de consigne nc et le signal instantané n, différence élaborée dans une cellule comparatrice 6. Ceci étant, et conformément à la disposition illustrée sur la figure 1, le régulateur 4 est agencé pour multiplier le k gain de l'amplificateur 5 par un facteur Vm, A cet effet, on fait comporter au régulateur 4, une cellule opératrice ?, recevant le signal nc et effectuant l'opération 1 k 1 m délivrant le signal k (nc)m, une cellule multiplicatrice 8, recevant ce signal m > c (nc) et le multipliant par la contre-réaction de I1arnplifi- cateur 5, le signal élaboré par cette cellule multiplicatrice 8 étant introduit dans la cellule comparatrice 6. Le gain final de l'ensemble est alors proportionnel à k donc à k (nc > m vm Un tel régulateur tient alors compte des caractéristiques liées à la vitesse du véhicule. Sur le graphique de la figure 2 on a porté, en abscisses, les vitesses V (V max. désignant la vitesse maximum du véhicule roulant au sol), et en ordonnées, le coefficient de frottement rentre le pneumatique et le sol. On choisit un point de réglage P sensiblement entre la vitesse maximum et la vitesse nulle et, grâce à la disposition qui vient d'être décrite, ce point de fonctionnement se déplace sur le segment P1P2, en fonction de la vitesse V. Mais on pourrait également avoir recours à la disposition illustrée sur la figure 3, et selon laquelle le régulateur 4 est agencé pour que le gain de l'amplificateur 5 soit une fonction de son signal d'entrée E = nc - n. A cet effet, on peut avoir recours à un amplificateur 5 dont la caractéristique est représentée sur-le graphique de la figure 4, sur lequel on a porté, en abscisses, le signal d'entrée E, et en ordonnées, le gain S. Ce gain S étant d'autant plus grand que le signal d'entrée E est plus important, la pente d'augmentation du gain étant plus ou moins grande selon que le signal d'entrée E est plus ou moins petit qu'un signal d'entrée type Eo. Un tel régulateur tient compte des caractéristiques liées au couple de freinage et au coefficient de frottement entre le pneumatique et le sol, puisque l'écart- (n c - n) est assimilable aux accélérations positives et négatives de la roue, lesquelles sont données par 1'équation suivante dans laquelle L4 désigne la vitesse angulaire de la roue, R son rayon, C le couple de frehage, le -coefficient de frottement et la force de frottement d = 1 ( C +ssF) dt = T Sur le graphique de la figure 5 on a porté, en abscisses, les vitesses V, et en ordonnées, le coefficient de frottement entre le pneumatique et le sol ( maux. désignant le coefficient maximum ett min. le coefficient minimum).On choisit un point de réglage P sensiblement entre le coefficient de frottement maximum et le coefficient de frottement minimum et, grâce à la disposition qui vient d'être décrite ce point de fonctionnement se déplace sur le segment P3 P4 en fonction du coefficient de frottement Enfin, il convient de signaler qu'il serait possible de combiner les dispositions illustrées sur les figurés 1 et 3, en donnant à l'amplificateur 5 du régulateur 4 du dispositif de la figure 1 la caractéristique de l'amplificateur 5 du régulateur 4 du dispositif de la figure 3. Sur le graphique de la figure 6 (analogue aux graphiques des figures 2 et 5), on constate alors que le point de réglage P pourrait se déplacer dans la zone définie par le rectangle hachuré, aussi bien en fonction de la vitesse V qu'en fonction du coefficient de frottement r Il faut noter par ailleurs que, pour des questions de redondance, on adjoint souvent au système principal de régulation un système secondaire plus sommaire. Il est bien évident que des dispositions analogues à celles prises pour le système principal peuvent être prises pour le système secondaire. Il en est également de même pour le système de commande lui-même. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage à servo-commande pour véhicules appelés à rouler au sol, notamment pour aérodynes, comportant au moins une servo-commande asservie à un ensemble électronique comprenant, d'une part, un calculateur déterminant un signal de régulation n c représentant la valeur angulaire de consigne de la roue freinée, et d'autre part, un régulateur à amplificateur recevant comme signal entrée E la différence entre le signal de régulation nc et un signal instantanénreprésentant la valeur angulaire instantanée de la roue freinée, ledit régulateur délivrant un signal de sortie commandant la servo-commande, caractérisé par le fait que le régulateur (4) est agencé pour multiplier le gain de l'amplificateur (5) par un facteur k V etant la "m vitesse du véhicule par rapport au sol. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le régulateur (4) comporte, une cellule opératrice (7 > recevant le signal de régulation nc et délivrant le signal 1 m (nc) , k , et une cellule multiplicatrice (8) recevant le-signal lnm k , et le multipliant par la contre-réaction de l'amplifi- cateur-(5), le signal élaboré par cette cellule multiplicatrice (8) étant introduit dans une cellule comparatrice (6) recevant lesignal de régulation nc et le signal instantané n. 3 Dispositif de freinage à servo-commande pour véhicules appelés à rouler au sol, notamment pour aérodynes, comportant au moins une servo-commande asservie à un ensemble électronique comprenant,d'une part, un calculateur déterminant un signal de régulation nc représentant la valeur angulaire de consigne de la roue freinée, et d'autre part, un régulateur à amplificateur recevant comme signal d'entrée E la différence entre le signal de régulation n c et un signal instantané n représentant la valeur angulaire instantanée de la roue freinée, ledit régulateur délivrant un signal de sortie commandant la servo-commande, caractérisé par le fait que le régulateur (4) est agencé pour que le gain de l'amplificateur (5) soit une fonction de son signal d'entrée E = nc - n. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'amplificateur (5) présente une caractéristique telle que son gain S soit d'autant plus grand que le signal d'entrée E est plus important, la pente d'augmentation du gain S étant plus ou moins grande selon que le signal d'entrée E est plus ou moins petit qu'un signal d'entrée type Eo. 5. Dispositif de freinage à servo-commande pour véhicules appeles à rouler au sol, notamment pour aérodynes, comportant au moins une servo-commande asservie à un ensemble électronique comprenant,d'une part, un calculateur déterminant un signal de régulation nc représentant la valeur angulaire de consigne de la roue freinée,et d'autre part, un régulateur à amplificateur recevant comme signal d'entrée E la différence entre le signal de régulation nc et un signal instantané n représentant la valeur angulaire instantanée de la roue freinée, ledit régulateur délivrant un signal de sortie commandant la servo-commandb, caractérisé par le fait que le régulateur (4) est agencé pour multiplier le gain de l'amplificateur (5) par un facteur k, V étant la Vm vitesse de véhicule par rapport au sol, le gain dudit amplifica teur (5) étant une fonction de son signal d'entrée E 5 nc - n.