Brevet FR2487276A1 — publié le 19820129

L'invention concerne un système de régulation pour instal- lations de freinage de véhicules automobiles avec frein hydrodynamique et frein à friction, notamment pour véhicules lourds à roues et/ou chenilles, dans lequel on utilise, comme mesure du couple de freinage total désiré, le déplacement de la pédale de frein ou la force appliquée à celle-ci, et dans lequel le couple de freinage total est assumé en premier lieu par le frein hydrodynamique, le frein à friction étant commandé de façon à couvrir la différence entre le couple de freinage total désiré et le couple de freinage fourni par le frein hydrodynamique. On connaît des systèmes de régulation de ce genre. Ils ont pour but d'obtenir que le frein à friction n'ait à fournir que la partie du travail de freinage total que le frein hydrodynamique ne peut pas fournir, du fait de la chute du couple de freinage fourni par ce frein hydrodynamique dans la zone des basses vitesses. Le passage du freinage hydrodynamique au freinage à friction doit alors se faire avec une discontinuité aussi faible que possible, pour ce qui est du couple de freinage total. Par la demande de brevet allemand DE-OS 21 20 743, on connaît un système de régulation pour installations de freinage de véhicules automobiles comportant un frein hydrodynamique et un frein à friction, dans lequel l'ampleur du couple de freinage total à produire est donnée par la course de la pédale de frein, et, au moyen d'un dispositif régulateur, le couple de freinage est produit en premier lieu par le frein hydrodynamique, tandis que le frein à friction est commandé de façon à couvrir la différence entre le couple de freinage total désiré et le couple de freinage fourni par le frein hydrodynamique, ce dispo- sitif de régulation étant principalement constitué d'une vanne régu- latrice de pression servant à la régulation de l'application du frein à friction, cette vanne étant influencée par la valeur désirée du couple de freinage total et, en même temps, par une pression de commande proportionnelle au couple de freinage fourni par le frein hydrodynamique, cette pression de commande ayant, dans cette vanne régulatrice de pression, une action antagoniste de celle de la valeur désirée entrante. Les principaux inconvénients d'un tel système hydraulique résident dans le retard de la montée en pression survenant dans les conduites longues, notamment s'il y a des inclusions d'air, dans la trop grande rapidité de réponse du frein à friction par rapport au frein hydrodynamique aux grandes vitesses et dans les incertitudes du signal de réaction relatif au couple de freinage venant du frein hydrodynamique. La présente invention a pour objet de parvenir à un système de régulation du genre mentionné au début, mais tel que la précision de réglage soit accrue et que, notamment, la coopération du frein hydrodynamique et du frein à friction soit optimisée, cela tout en préservant la fiabilité et sans accroître la complexité. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que le signal de commande, qui dépend du déplacement de la pédale de frein ou de la force appliquée à celle-ci et qui représente la valeur désirée de la décélération, est appliqué en tant que grandeur d'entrée, d'une part, à une boucle ouverte affectée au frein hydrodynamique et, d'autre part, à une boucle fermée associée au frein à friction, et par le fait que l'entrée de cette boucle fermée reçoit en réaction un signal qui dépend de la décélération instantanée. Le fait que le frein hydrodynamique soit commandé par une boucle ouverte et le frein à friction par une boucle fermée, dans laquelle l'effet obtenu par le frein hydrodynamique est introduit par le moyen de la réaction, permet d'être assuré que l'on obtiendra toujours d'abord le freinage maximal possible de la part du frein hydrodynamique. L'utilisation de moyens électriques pour la transmission et le traitement des signaux simplifie l'architecture générale du système et accroît la fiabilité. Dans une forme de réalisation avantageuse, il est prévu, pour produire le signal de commande correspondant à la valeur désirée de la décélération, un organe électrique manoeuvrable par la pédale de frein, et des vannes actionnables par des signaux électriques sont prévues, en tant qu'éléments commandés, aussi bien dans la boucle ouverte que dans la boucle fermée, la branche de réaction de la boucle fermée comportant un différentiateur, à l'entrée duquel est présent un signal qu'un capteur fournit en fonction de la vitesse du véhicule ou de la roue. L'utilisation de vannes, notamment de vannes électro- hydrauliques, actionnables par des signaux électriques, est avantageuse avant tout parce que le réglage et la constance du point zéro s'obtiennent sans problème avec de telles vannes. Les vannes de ce genre sont aussi plus économiques que les servo-vannes opérant de façon analogique, bien que l'utilisation de ces dernières soit également possible dans le cadre de la présente invention. C'est avantageusement en technique numérique que seront effectués la transmission électrique et le traitement des signaux. A cette fin, l'organe engendrant le signal de commande doit être suivi d'un convertisseur analogique/numérique. La technique numérique, tout en donnant des réalisations moins encombrantes, autorise un fonction- nement précis et particulièrement fiable et permet de recourir à des composants et modules économiques et fiables. C'est avantageusement au moyen d'au moins un capteur numérique que la valeur réelle de la décélération d'une roue d'un véhicule ou d'une roue de chenille, ou bien la valeur moyenne de la décélération de deux roues d'un essieu, est utilisée comme signal de réaction. Cela est avantageux car on évite ainsi les erreurs survenant lors de la mesure de la décélération du véhicule, erreurs qui peuvent être dues par exemple à des inégalités du terrain, et parce qu'au voisinage du blocage des roues ou des chenilles du véhicule, la mesure et le traitement de la décélération des roues n'autorise alors aucun surfreinage du véhicule. Si c'était la décélération du véhicule elle-même qui était utilisée comme valeur réelle de la décélération, il pourrait y avoir, en présence d'un blocage, un accroissement supplémentaire du couple de freinagece qui, bien entendu, est indésirable. Selon une autre particularité de l'invention, une unité logique, intervenant en cas de défaillance du frein hydrodynamique et inhibant le frein à friction au début d'un freinage,est raccordée à une autre entrée du régulateur prévu dans la boucle fermée, cette unité logique recevant, comme grandeur d'entrée, la valeur désirée de la décélération, la vitesse de roue et la décélération de roue. Les avantages de cette unité logique résident dans le fait qu'en fonctionnement normal, aux grandes vitesses, pour éviter les surcharges, l'application du frein à friction (plus rapide> est retenue et retardée par rapport à celle du frein hydrodynamique à réponse plus lente, tandis que, aux petites vitesses, dans l'intérêt d'une bonne possibilité de dosage du freinage, le frein à friction peut alors être appliqué sans retard. En outre, en cas de perturbation ou de défaillance du frein hydrodynamique, l'unité logique assure une prise en charge immédiate du travail de freinage par le frein à friction. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: - la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'un système de régu- lation selon l'invention; et - la figure 2 représente un schéma fonctionnel plus détaillé que le précédent, concernant une forme de réalisation concrète d'un système de régulation selon l'invention. Selon le schéma fonctionnel de la figure 1, la valeur désirée du couple de freinage total est déterminée par le conducteur agissant par l'intermédiaire de la pédale de frein, et un signal électrique correspondant à l'actionnement de la pédale est formé et amené, par l'intermédiaire d'un bloc de commande 10 représenté schématiquement, d'une part, en tant que grandeur d'entrée, à une boucle ouverte affectée au frein hydrodynamique Il et, d'autre part, à une boucle fermée affectée au frein à friction 16, cette boucle fermée comportant un régulateur électronique 13,un dispositif de vanne 14, un cylindre de frein 15 et, finalement, le frein à friction 16. La décélération du véhicule engendrée par le frein hydro- dynamique et, éventuellement, par le frein à friction, est détectée au moyen d'un accéléromètre ou d'un mesureur de vitesse 17, disposé sur le véhicule ou sur la roue 12 de celui-ci. Après passage dans un étage de traitement 18, le signal correspondant, affecté d'un signe négatif, est renvoyé au régulateur électronique. Le régulateur électronique assure ici que, si l'on se trouve par exemple dans la plage des vitesses inférieures ou s'il y a une défaillance du frein hydrodynamique, un signal correspondant au déficit du couple de freinage est formé et que, par la vanne de frein, le frein à friction produira alors un couple de freinage approprié. En principe, le couple de freinage total est la somme des deux couples de freinage partiels. Toutefois, au-dessus d'une certaine vitesse, par exemple pour une vitesse supérieure à trente kilomètres par heure, seul le frein hydrodynamique est actif car, dans cette zone, la participation du frein à friction au couple total est nulle. Sur le schéma fonctionnel de la figure 2, on peut voir une pédale de frein 20 agissant contre un ressort 21 et liée au curseur d'un potentiomètre 22 relié à une source de tension, de sorte que la force exercée par le pied du conducteur peut être convertie, par l'intermédiaire du ressort 21, en un déplacement de la pédale permettant le réglage du potentiomètre 22, de sorte que l'on peut ainsi engendrer un signal électrique qui correspond à la valeur désirée du couple de freinage total demandé. Par un convertisseur analogique/numérique 23, ce signal est envoyé à la boucle ouverte affectée au frein hydro- dynamique, cette voie comportant une unité de commande électronique 24 et, précédant le frein hydrodynamique 11, une vanne 25 répondant à des signaux électriques modulés en fréquence et/ou en durée d'impulsion. En outre, le signal de sortie du convertisseur analogique/ numérique 23 est envoyé, via un amplificateur électronique 26, à une entrée d'un régulateur 13 appartenant à la boucle fermée, ce régulateur étant, là encore, suivi d'une vanne 14 à action rapide à commande par modulation en fréquence, laquelle sert à actionner le frein à friction 16 qui la suit. Les deux freins, à savoir le frein hydrodynamique Il et le frein à friction 16, agissent sur les roues du véhicule repérées par la référence 12. Le signal de réaction représentatif de la décélération du véhicule est obtenu au moyen d'un générateur 17 d'impulsions représen- tatives de la valeur réelle de la vitesse, notamment de la valeur réelle de la vitesse d'une roue de véhicule ou d'une roue de chenille, et ce signal est appliqué, à travers un étage différentiateur 18, comme signal d'accélération oude décélérationàl'entrée du régulateur 13, par l'intermédiaire d'un étage additionneur 19. Dans un développement avantageux, le régulateur électro- nique 13 peut aussi être influencé par une unité logique 27 prenant en compte la défaillance éventuelle du ralentisseur et inhibant le frein à friction au début d'un freinage. Cette unité logique 27 reçoit, comme grandeur d'entrée, la valeur désirée du couple de freinage total, la vitesse de roue et l'accélération de roue. Cette unité logique permet d'obtenir qu'en cas de défaillance du frein hydrodynamique, le frein à friction se charge immédiatement de la partie du travail de freinage que le frein hydrodynamique ne peut plus fournir. Elle permet aussi d'obtenir qu'en présence d'une vitesse élevée, l'application du frein à friction, plus rapide en soi, soit retardée et retenue afin d'éviter les surcharges, tandis qu'aux faibles vitesses, afin d'obtenir une bonne possibilité de dosage du freinage, le frein à friction peut être appliqué sans délai. Le système de régulation selon l'invention est de préférence réalisé avec des composants opérant en technique numérique, mais il pourrait tout aussi bien être constitué par des éléments analogiques. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de régulation pour installations de freinage de véhicules automobiles avec frein hydrodynamique et frein à friction, notamment pour véhicules lourds à roues et/ou chenilles, dans lequel on utilise, comme mesure du couple de freinage total désiré, le dépla- cement de la pédale de frein ou la force appliquée à celle-ci, et dans lequel le couple de freinage total est assumé en premier lieu par le frein hydrodynamique, le frein à friction étant commandé de façon à couvrir la différence entre le couple de freinage total désiré et le couple de freinage fourni par le frein hydrodynamique, ce système étant caractérisé en ce que le signal de commande, qui dépend du déplacement de la pédale de frein ou de la force appliquée à celle-ci et qui représente la valeur désirée de la décélération, est appliqué en tant que grandeur d'entrée, d'une part, à une boucle ouverte (24, 25) affectée au frein hydrodynamique (11) et, d'autre part, à une boucle fermée (13, 14, 15, 17, 18, 19) associée au frein à friction (16), et en ce que l'entrée (19) de cette boucle fermée reçoit en réaction un signal qui dépend de la décélération instantanée. -2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour produire le signal de commande correspondant à la valeur désirée de la décélération, il est prévu un organe électrique (22) manoeuvrable par la pédale de frein (20), en ce que des vannes (25, 14) actionnables par des signaux électriques sont prévues en tant qu'éléments commandés, aussi bien dans la boucle ouverte que dans la boucle fermée, et en ce que la branche de réaction de la boucle fermée comporte un différen- tiateur (18) à l'entrée duquel est présent un signal qu'un capteur fournit en fonction de la vitesse du véhicule ou de la roue. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe électrique (22) manoeuvrable au moyen de la pédale de frein (20) est un potentiomètre qui est relié à une source de tension et dont le contact mobile fournit le signal de commande. 4. Système selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'organe pour produire le signal de commande est suivi d'un convertisseur analogique/numérique (23), en ce que la boucle ouverte et la boucle fermée sont constituées d'otages numériques et en ce que les vannes (25, 14) électrohydrauliques commandées sont des vannes à action rapide répondant à des signaux modulés en fréquence et/ou durée d'impulsion. 5. Système selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un capteur numérique (17) pour obtenir les signaux dépendant de la vitesse du véhicule ou de la roue. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que c'est au moyen dudit capteur (17) que la valeur réelle de la décélé- ration d'une roue du véhicule ou d'une roue de chenille est détectée. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte, pour la prise en charge du freinage, un système de secours hydraulique qui devient actif en cas de défail- lance de l'alimentation électrique ou en cas de panne du régulateur. 8. Système selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce que le capteur numérique (17) est constitué d'un générateur d'impulsions déterminant la vitesse périphérique de la roue. 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les valeurs désirées sont envoyées à la boucle fermée par l'intermédiaire d'un amplificateur électrique (26). 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le régulateur prévu dans la boucle fermée a une autre entrée à laquelle est raccordée une unité logique intervenant en cas de défaillance du frein hydrodynamique et inhibant le frein à friction au début d'un freinage, cette unité logique recevant, comme grandeurs d'entrée, la valeur désirée de la décélération, la vitesse de la roue et la décélération de celle-ci.