Brevet FR2490566A1 — publié le 19820326

L'invention concerne un système de régulation pour instal- lations de freinage de véhicules automobiles pourvus d'un frein hydro- dynamique et d'un frein à friction, ce système utilisant, comme mesure du couple de freinage total demandé, la force exercée sur la pédale de frein ou la position de celle-ci et provoquant prioritairement la création du couple de freinage total par le frein hydrodynamique,le frein à friction étant commandé de façon à couvrir la différence entre le couple de freinage demandé et celui fourni par le frein hydro- dynamique. Des systèmes de régulation de ce genre sont connus et sont en service. De tels systèmes présentent le problème que, du fait des conditions physiques, le frein à friction répond plus tôt que le frein hydrodynamique et se trouve donc soumis à une usure notable. En outre, l'efficacité du frein hydrodynamique n'est garantie que dans la plage des vitesses élevées, tandis que le frein à friction possède toute son efficacité aussi bien aux grandes qu'aux petites vitesses. Afin d'obtenir une efficacité optimale des systèmes de régu- lation avec combinaison de frein hydrodynamique et de frein à friction, il faut qu'au-dessus d'une certaine vitesse du véhicule, à partir de laquelle le frein hydrodynamique possède l'efficacité nécessaire, le frein à friction n'intervienne pas et n'intervienne pas non plus au début du freinage, si le frein hydrodynamique peut fournir la décélé- ration demandée. Si le frein hydrodynamique ne fournit pas la décélé- ration de roue correspondant à la force appliquée à la pédale, ou s'il ne fournit que partiellement cette décélération, il faut alors que le frein à friction fournisse le couple manquant. Enfin, aux vitesses inférieures à la vitesse limite mentionnée plus haut, pour lesquelles l'efficacité du frein hydrodynamique décroît du fait de sa constitution physique et/ou d'un défaut, le frein à friction doit fournir une contribution équivalant à la décélération manquante ou nécessaire. La présente invention a pour objet de parvenir, avec des moyens simples et économiques, à un système de régulation du genre mentionné au début, mais tel que les impératifs mentionnés plus haut soient satisfaits et que l'on soit assuré d'une grande fiabilité et d'une utilisation optimale du frein hydrodynamique et du frein à friction, ainsi que d'une réduction au minimum de l'usure du frein à friction. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que le frein à friction est agencé dans une boucle électronique fermée avec un signal de décélération réelle ramené dans sa branche de réaction et par le fait que les signaux de sortie du régulateur sont appliqués à une unité de commande actionnant le frein à friction, par l'intermédiaire d'un ensemble d'interrupteurs ou portes logiques qui sont passants ou non passants en fonction d'un examen de la vitesse, de la décélération et de la durée du freinage, l'interrupteur ou porte pour l'examen de la durée du freinage étant combiné, selon un ET logique, aux inter- rupteurs ou portes pour l'examen de la vitesse et de la décélération, ces derniers interrupteurs étant eux-mâmes combinés selon un OU logique. Le fonctionnement du frein à friction étant commandé en fonction de différents paramètres de marche, on obtient une utilisation optimale de ce frein à friction en même temps qu'une réduction au minimum de l'usure de ses garnitures. En outre, l'ensemble du système peut être constitué par des composants numériques et peut donc être réalisé très économiquement, ce qui est très avantageux. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et de la figure unique jointe qui représente schématiquement un système électro- hydraulique selon l'invention, pour commander et régler un frein à friction. Comme indiqué sur le schéma, le frein à friction 13 est monté dans une boucle de régulation fermée: un régulateur Il reçoit,d'une part,la valeur désirée bc de la décélération qui lui est transmise par un convertisseur mécanique/électrique, notamment un potentiomètre Pl, lié à la pédale de frein 10, et, d'autre part, reçoit la valeur instan- tanée br de la décélération de la roue, transmise par un capteur de vitesse 14 et un différentiateur 15. Les deux grandeurs électriques bc et br sont comparées dans le régulateur Il et le signal résultant est appliqué, via des interrupteurs ou portes S3, S2 et SI, à une unité de commande électrohydraulique 12 o il est converti en un écoulement de fluide correspondant allant au cylindre de roue. Les pistons de ce cylindre de roue pressent les garnitures de friction contre le disque et engendrent ainsi une décélération de la roue. Si la décélération br de la roue correspond à la valeur désirée bc, il n'apparaft à la sortie du régulateur Il aucun signal résultant, c'est-à-dire aucun signal d'erreur, et la condition de décélération est maintenue. Toutefois, le processus décrit ne peut avoir lieu que si les interrupteurs SI et S2 ou S3 sont en condition de fermeture (condition passante). Comme, ainsi que déjà expliqué, le frein à friction 13 ne doit entrer en fonction que dans certaines conditions, cette entrée en fonction du frein à friction 13 est commandée, en fonction de divers paramètres de marche, par les interrupteurs SI, S2, S3. Ces inter- rupteurs sont eux-mêmes commandés par l'intermédiaire de compa- rateurs KOO, KO] et K02 examinant respectivement diverses conditions de marche. Le comparateur K00 examine la durée de fonctionnement des freins, ce qui sert à éviter un actionnement précoce du frein à friction. Au levier 10 de la pédale de freinest fixée une tringle sur laquelle se trouve, pressé par un ressort, un disque mobile en trans- lation qui commande des contacts K1 et K2. Si la distance mutuelle des deux contacts est suffisamment faible, la fermeture du contact K2 intervient rapidement après l'actionnement de la pédale, et sa réou- verture n'a lieu que lorsque la pédale 10 est revenue à sa position initiale. Ainsi, la fonction du frein à friction n'est pas compromise lorsqu'on fait reculer la pédale au cours d'un freinage. Un actionnement de la pédale de frein a donc pour conséquence non seulement d'imposer au potentiomètre PI l'émission d'une valeur désirée de décélération, mais aussi de provoquer une ouverture ou une fermeture du contact KI, ou une fermeture ou une ouverture du contact K2. La condition de fermeture du contact K] doit assurer que la sortie de l'intégrateur Il est exempte de tension avant l'actionnement de la pédale de frein. La condition correspondant à la fermeture du contact K2 met en fonctionnement l'intégrateur Il dont la sortie fournit alors une tension électrique d'amplitude constamment croissante. La vitesse de croissance de cette tension est déterminée par le potentiomètre P2 (coefficient d'intégration). Cette tension positive est comparée, dans le comparateur K00, à la tension négative U2 fixée à l'avance. Ce n'est que lorsque f P2Uldt est plus grand que 1U21, c'est-à-dire lorsque la somme de ces deux tensions d'entrée appliquées au comparateur est posi- tive, que la sortie de celui-ci présente une tension définie par laquelle l'interrupteur SI est influencé (= SI fermé). L'interrupteur SI reste fermé jusqu'à ce que le contact K1 soit refermé,ce qui a pour effet de ramener à zéro la tension de sortie de l'intégrateur Il. Ce circuit provoque une mise en fonction du frein à friction retardée par rapport au début du freinage, ce retard étant réglable par le moyen du coefficient d'intégration (donc possibilité de le régler en fonction de la réponse du ralentisseur ou frein hydrodynamique). Lorsque le système de freinage du véhicule est en condition "prêt à fonctionner", ce circuit garantit un fonctionnement immédiat du frein à friction, et cela aussi en cas de diminution de l'action du frein hydrodynamique. Un examen de la vitesse est effectué à l'aide du compa- rateur KO], et cet examen sert à couper ou établir la liaison du régu- lateur 11 à l'unité de commande électrohydraulique 12. La grandeur correspondant à une vitesse limite que l'on peut fixer à l'avance est donnée sous la forme d'une tension électrique et appliquée à une entrée du comparateur KO] et doit, par exemple, corres- pondre à une vitesse réelle V de trente kilomètres par heure. Si la vitesse réelle V reste inférieure à la vitesse r limite VGR, la somme de leurs valeurs appliquées au comparateur KO] est alors positive et l'interrupteur S2 est fermé. Ce n'est que si lVrj > IVGRI que l'interrupteur S2 est ouvert par le comparateur et que le signal allant au frein à friction est interrompu. Un examen de la décélération est effectué à l'aide du compa- rateur K02, et cet examen sert à reconnaître l'efficacité fonctionnelle instantanée du frein hydrodynamique. Aux petites vitesses, ou bien si le frein hydrodynamique est défectueux, ce frein ne peut plus fournir le couple de freinage voulu et il faut alors que le frein à friction entre en action. Au début du freinage, et pour Ibri )bc|. Dans le dernier cas mentionné, le frein à friction ne doit pas intervenir en plus du frein hydro- dynamique. Le potentiomètre P3 sert à provoquer une intervention certaine du frein à friction lorsque le frein hydrodynamique est commandé. Dans ce cas, il n'est pas assuré que la condition b = b est réalisée r c pour Vr > VGR, et cela malgré que le frein hydrodynamique opère. La fonction combinée des différents examens détaillés ci-avant donne, pour le frein à friction, les conditions de fonctionnement suivantes RB = 1, soit "le frein à friction peut opérer", et RB = 0, c'est-à-dire "le frein à friction est inhibé". Les différents états possibles en marche sont récapitulés sous forme de cinq cas présentés dans le tableau ci-après: 1. P2UIdt > U2 n VR > V Ub > b RB = I 2. f P2UIldt > U2 n VGR > Vr U bc U2 n VGR br RB 4.f P2Uldt > U2 n VGR V U b > b RB = GR est déjà fermé dans les cas I à 4, mais pas dans le cas 5. L'interrupteur S1 est combiné selon un ET logique aux inter- rupteurs S2 et S3. Par suite, pour l'entrée en fonctionnement du frein à friction, il faut qu'il y ait fermeture del'interrupteur S1 et del'un des interrupteurs S2 ou S3. Cela est réalisé par le fait que les inter- rupteurs S2 et S3 sont reliés en OU logique. Les différents cas de marche présentés peuvent être décrits comme suit: Cas I: Le frein à friction opère, puisque la vitesse réelle Vr est inférieure à la vitesse limite VGR et qu'en plus la décélé- ration réelle b est inférieure à la décélération désirée bc. r c Cas 2: La combinaison logique permet théoriquement au frein à friction d'entrer en action. Comme br est plus grand que bc, il y a un écart de réglage qui est négatif et qui provoque le décollement des garnitures du disque, de sorte que le frein à friction est inopérant. Cas 3: Ici, la valeur de la vitesse réelle V est supérieure à la r valeur limite VGR fixée à l'avance, mais la décélération prédéterminée n'est pas atteinte (par exemple du fait d'un défaut du frein hydrodynamique): le frein à friction inter- vient. Cas 4: Les deux valeurs réelles (br, Vr) excèdent respectivement la valeur désirée b et la valeur limite VGR. Le signal allant à la commande électrohydraulique est interrompu. Cas 5: Ici, la condition de l'interrupteur SI est prédominante, cela quel que soit l'état du système de freinage. Cette condition n'est atteinte qu'au début d'un freinage et correspond au retardement de l'intervention du frein à friction. Ces exemples expliqués en détail montrent nettement que les dispositions prévues par l'invention permettent d'atteindre à coup sûr l'optimisation recherchée de la coopération du frein à friction et du frein hydrodynamique, et cela avec une complexité minimum, ce qui est particulièrement important pour la réalisation pratique de ce système de régulation. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de régulation pour installation de freinage de véhicules automobiles pourvus d'un frein hydrodynamique et d'un frein à friction, ce système utilisant, comme mesure du couple de freinage total demandé, la force exercée sur la pédale de frein ou la position de celle-ci et provoquant prioritairement la création du couple de freinage total par le frein hydrodynamique, le frein à friction étant commandé de façon à couvrir la différence entre le couple de freinage total demandé et celui fourni par le frein hydrodynamique, ce système étant caractérisé en ce que le frein à friction (13) est agencé dans une boucle électronique fermée avec un signal de décélération réelle ramené dans sa branche de réaction et en ce que les signaux de sortie du régulateur (11) sont appliqués à une unité de commande (12) action- nant le frein à friction (13), par l'intermédiaire d'un ensemble d'interrupteurs ou portes logiques (SI,-S2, S3) qui sont passants ou non passants en fonction d'un examen de la durée du freinage et de la vitesse de la décélération, l'interrupteur ou porte (SI) pour l'examen de la durée du freinage étant combiné, selon un ET logique, aux inter- rupteurs ou portes (S2, S3) pour l'examen de la vitesse et de la décé- lération, ces derniers (S2, S3) étant eux-mêmes combinés selon un OU logique. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que c'est par un capteur de vitesse de rotation (14) et un différen- tiateur (15) que s'effectue la réaction du signal de décélération réelle. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les interrupteurs logiques (SI, S2, S3) sont commandés par des compa- rateurs (KOO, ROI, K02) qui, lorsqu'ils fournissent un signal de sortie, provoquent la fermeture de l'interrupteur logique qui leur est associé. 4. Système selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que le comparateur (KOO) examinant la durée d'actionnement des freins reçoit, à l'une de ses entrées, une tension (U2) fixe prédéter- minée et, à son autre entrée, une tension croissant en fonction de la durée d'actionnement de la pédale de frein et émet un signal de sortie lorsque les valeurs de ces deux tensions satisfont à une relation donnée. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la croissance de la tension est réglable par un potentiomètre (P2). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le comparateur (KOI) examinant la vitesse reçoit, à l'une de ses entrées, une tension fixe (VGR) prédéterminable corres- pondant à une vitesse limite, tandis que l'autre entrée de ce compa- rateur reçoit une tension proportionnelle à la vitesse réelle déter- minée par le capteur de vitesse de rotation (14). 7. Système selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que le comparateur (K02) examinant la décélération reçoit, à l'une de ses entrées, un signal (bc) correspondant à la c valeur désirée de la décélération et donné par la position de la pédale de frein (10) et reçoit, à son autre entrée, un signal (br) correspondant à la décélération réelle, ce signal étant prélevé à la sortie d'un différentiateur (15) qui suit le capteur de vitesse de rotation (14). 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le signal correspondant à la décélération désirée est modifiable par un potentiomètre (P3).