Brevet FR2522602A1 — publié le 19830909

DISPOSITIF POUR LA COMMANDE D'UN SYSTEME DE FREINAGE DE VEHICULE NOTAMMENT D'UN AERONEF La présente invention concerne les dispositifs pour la commande des systèmes de freinage d'un véhicule, et plus particulièrement pour les aéronefs, système dans lesquels on utilise une servovalve asservie en pression. Il est déjà connu que dans les aéronefs, pour com- mander le système de freinage, on utilise une servo- valve asservie en pression pour obtenir une distribu- tion de fluide sous pression qui est appliqué aux pistons commandant les freins qui sont disposés sur les roues des trains d'atterrissage de ces aéronefs. D'une façon très schématique ces systèmes de freinage comportent des moyens pour moduler la valeur de la pression appliquée aux pistons, vérins, des moyens de freinage, en fonction de certains ordres qui sont élaborés au moyen de signaux électriques produits par des systèmes de mesure de traitement d'informa- tions représentant différents paramètres. Ces moyens sont généralement connus et notamment la Demanderesse a déjà déposé des brevets pour de tels systèmes. Cependant, très schématiquement, ces signaux sont élaborés notamment en fonction de la position d'une pédale de commande sur laquelle peut agir le pilote de l'aéronef La position de la pédale est transfor- mée en un signal électrique qui est appliqué à l'entrée d'une servo-valve, quelquefois désignée sous la déno- mination servo-distributeur électro-hydraulique. Un tel dispositif a notamment été décrit dans la demande de brevet, au nom de la Demanderesse, numéro 2 212 498 déposée en France. Il est rappelé qu'une telle servo-valve est commandée au moyen de courants électriques qui sont appliqués à des bobines magnétiques, pour créer un flux magné- tique, qui Influent sur la position d'un moyen, ce moyen permettant à son tour de moduler la valeur de la pression obtenue à une-sortie d'utilisation de cette servo-valve. Dans certains de ces dispositifs, la pression délivrée est maximum lorsque le courant à l'entrée a une valeur nulle et inversement la pression est nulle lorsque la valeur du courant appliqué à l'entrée est maximum. Donc, d'une façon générale, le résultat est que, à la sortie d'utilisation d'une telle servo-valve, la pression du fluide est proportionnelle à l'enfoncement de la pédale de freinage. Ainsi>lorsque le pilote veut freiner son aéronef, il appuie plus ou moins sur la pédale, de la même façon que le font les conducteurs d'automobiles sur leur pédale de freins Cependant, dans ce cas, le moyen de transmission de la pédale au frein n'est pas complè- tement hydraulique, mais partiellement électrique et partiellement hydraulique C'est seulement au niveau de la servo-valve que le signal électrique est trans- formé en un signal de pression fluidique qui c'-mmande les pistons de freins, notamment des freins à disques se trouvant au niveau des roues du train d'atterris- sage. Le système qui vient d'être rappelé ci-dessus est relativement S mple, tout au moins dans son principe. Il donne de ce fait de bons résultats et il est de plu 4 pratique et économique. Cependant, il peut présenter dans certaines circons- tances un inconvénient En effet, la précision du freinage dépend dans sa plus grande partie, de la caractéristique de la servo-valve, c'est-à-dire en fait, de la qualité de la transformation du signal appliqué à son entrée en une valeur de la pression de fluide utilisable à sa sortie. Ainsi dans certaines servo-valves on constate une différence entre la valeur des signaux à l'entrée (sous forme électrique) et à la sortie (sous forme fluidique) qui est due par exemple aux tolérances de réglage Mais, aussi cette différence peut être essentiellement due au vieillissement de la servo-valve, vieillissement qui peut Otre provoqué, mais non exclu- sivement, par certains liquides hydrauliques qui sont quelquefois corrosifs. Aussi, la présente invention a pour but de réaliser un système de commande de freinage d'un véhicule et notamment d'un aéronef, qui permet de s'affranchir des variations de caractéristiques des servo-valves et aussi de pouvoir surveiller la valeur de ces caracté- ristiques afin éventuellement de produire un signal d'alarme approprié et ceci pour augmenter la sécurité dans les systèmes de freinage des aéronefs. Plus précisément, la présente invention a pour objet un système de commande d'un organe de freinage compor- tant: des premiers moyens pour élaborer un premier signal électrique de commande, une source de fluide commandable, apte à délivrer ledit fluide à une pression déterminée et des moyens de sortie de ladite source, des seconds moyens pour relier la sortie de ladite source audit organe de freinage, caractérisé par le fait qu'il comprend: des troisièmes moyens pour mesurer la valeur de la pression à la sortie de ladite source, lesdits moyens étant aptes à délivrer un second signal dont la valeur est représentative de ladite pression à la sortie de ladite source, et des moyens pour commander ladite source de fluide en fonction desdits premier et second signaux, de façon que la pression du fluide en sortie de ladite source ait une valeur fonction dudit premier signal corrigé par ledit second signal. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention appara tront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins ennexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels la figure 1 représente, sous forme schématique, un bloc diagramme d'un système de freinage d'un véhicule comme par exemple un aéronef, comportant un moyen de commande à servovalve, la figure 2 représente, en coupe, sous forme sché- matique, un mode de réalisation d'une servo-valve telle qu'elle est schématisée sur la figure 1, la figure 3 représente un premier mode de réalisa- tion du dispositif de commande pour système de frei- nage selon l'invention, et la figure 4 représente un deuxième mode de réalisa- tion d'un dispositif de commande selon l'invention. En revenant plus particulièrement à la figure 1, celle- ci représente sous forme schématique un mode de réali- sation d'un système de freinage d'un véhicule comme par exemple un aéronef Ce système comprend notamment sur une roue 1 un ensemble de freins à disques 2 qui peut être commandé par un piston-vérin 3 qui permet, lorsqu'il est alimenté à son entrée 4 par un fluide sous pression, de rapprocher les disques des freins à disques, en l'occurence les stators 5 et rotors 6. De plus, le système comprend, à partir d'une source de fluide 7, un premier circuit 8 dans lequel est inséré un moyen pour amener le fluide contenu dans la source 7 à une certaine pression Ce moyen peut être constitué notamment par une pompe hydraulique 9 alimentée par une alimentation 50 qui peut être notamment une source électrique. Ce premier circuit de fluide est connecté à une entrée 19 d'un moyen de source 10 permettant de moduler la pression du fluide appliquée à l'entrée 19. La pression du fluide modulée est obtenue à la sortie 11 de ce moyen 10 Cette sortie Il est connectée fluidiquement à l'entrée 4 du piston 3 Ce moyen de source fluidique 10 est constitué par une servo-valve quelquefois dénommée servo-distributeur électro-hydrau- lique. De plus, cette servo-valve 10 est commandée à partir d'un signal électrique appliqué à son entrée 12. Ce signal est élaboré dans un générateur 13 commandé notamment dans le cas des aéronefs, par une pédale 14. Ce générateur 13 délivre à la sortie 15 un signal qui est fonction de la position de la pédale 14, c'est-à- dire que, lorsque le pilote (dans le cas-des aéronefs) appuie sur celleci, le générateur 13 produit à sa sortie 15 un signal représentatif de la position de la pédale 14. De plus, la servo-valve comporte une sortie 16 dite sortie de retour qui est connectée par un second conduit fluidique 17, à l'entrée de récupération 18 de la source de fluide 17. Il est précisé que, le fluide est généralement cons- titué par une huile incompressible dont les utilisa- teurs connaissent bien les caractéristiques. Comme mentionné précédemment, la servo-valve 10 est commandée à partir d'un signal électrique appliqué à l'entrée 12 Normalement, la servo-valve doit par- faitement traduire la valeur du signal électrique appliqué à son entrée 12 en une valeur proportionnelle de pression du fluide délivré à la sortie d'utilisa- tion 11. Mais il arrive quelquefois que ces servo-valves, pour des raisons mentionnées ci-dessus, ne traduisent pas fidèlement la valeur des signaux électriques appli- quée à laur entréeo Pour pallier cette éventuelle défaillance, le dispo- sitif comprend des moyens pour corriger les dérives de ces servo-valves Ceux-ci sont représentés schéma- tiquement sur la figure 1 par des moyens 20 qui permettent de mesurer la valeur de la pression du fluide délivrée à la sortie d'utilisation 11 et élaborer un signal correspondant à cette valeur pour corriger la valeur de la pression du fluide obtenue à la sortie Il de la servo-valve 10. Pour comprendre le fonctionnement du dispositif de commande, il a été représenté sur la figure 2, sous forme schématique, un mode de réalisation d'une servo-valve telle que référencée 10 sur la figure 1. Une telle servo-valve est bien connue et notamment un mode de réalisation a été décrit dans le brevet français 2 212 498. Cependant et très schématiquement, il est rappelé qu'une telle servovalve comprend essentiellement deux étages, un étage primaire 21 et un étage secon- daire 22. L'étage primaire 21 comprend un moyen magnétique 23 qui permet, à partir de son entrée de commande 12, de produire, dans un circuit magnétique 23, des forces électromagnétiques pour orienter un noyau 24 qui supporte une palette 25 apte à coopérer avec les deux ouvertures 26 et 27 respectivement de deux gicleurs 28 et 29. Cet étage secondaire 22 comprend à partir de son entrée d'utilisation 9 un premier conduit 30 qui permet dtap- pliquer la pression obtenue à l'entrée 19 aux deux entrées 31 et 32 des deux gicleurs 28, 29 respective- ment par exemple à travers deux pertes de charges 33 et 34. De plus, ces deux orifices d'entrée 31 et 32, respec- tivement des deux gicleurs 28 et 29, sont reliés par deux conduits 35 et 36 respectivement à deux chambres annulaires 37 et 38 qui sont définies dans un alésage 39 dans lequel coulisse un tiroir 40 Ce tiroir est éventuellement soumis à l'action d'un ressort de rappel 49 De plusdébouche dans cet alésage 39, une première sortie 11 qui est la sortie d'utilisation de la servo-valve, et une sortie 16 qui est la sortie de retour vers la source. Le tiroir 40 comporte dans ce mode de réalisation illustré, deux parties en saillie 41 et 42, et sui- vant les positions qu'il prend, celles-ci vont pou- voir obturer dans une première position, complètement l'entrée 19 par rapport aux deux sorties il et 16, et dans une seconde position définie en fonction des pressions qui seront appliquées dans les deux chambres annulaires opposées 37 et 38, découvrir plus ou moins l'entrée 19 afin que le fluide puisse, à travers la chambre annulaire 43 venir alimenter l'orifice dtuti- lisation 11 De m 9 me suivant un déplacement dans le sens opposé le tiroir 40 vient ouvrir l'orifice de sortie 16 en obturant l'entrée 19 pour que le fluide sous pression appliqué à la sortie d'utilisation Il puisse retourner à la source et abaisser ainsi la valeur de la pression du fluide vers la sortie 11. Une telle servo-valve est bien connue en elle-m Lrme et son fonctionnement ne présente pas de difficulté. D'une façon connoe pour pouvoir obtenir la modulation de la pression à la sortie 11, il suffit de commander la valeur des signaux électriques appliquée au circuit magnétique 23 pour orienter de façon convenable la palette 25, afin qu'elle vienne plus ou moins obstruer les deux orifices de sortie 26 et 27 des gicleurs O Cette obturation sélective des orifices module les pressions dans les deux chambres 37 et 38 ce qui pro- duit de ce fait deux pressions antagonistes dont la valeur de la différence varie en fonction de la posi- tion de la palette 25 par rapport aux deux orifices de sortie 26, 27 des gicleurs 28, 29 Et donc en fonc- tion de cette différence de pression sur le tiroir celui-ci se déplace en modulant de ce fait la communi- cation entre l'orifice d'entrée 19 et l'orifice de sortie 11, et donc la pression du fluide d'utilisation. Il est de plus mentionné que le fluide qui est éjecté par les deux orifices 26 et 27 s'écoule dans une chambre de récupération 44 dont le circuitd'évacua- tion 45 est relié, à travers une chambre annulaire 46 entourant le tiroir 40, à la sortie de retour à la source 16. La figure 3 pour sa part représente, sous forme sché- matique, uni mode de réalisation de l'ensemble référen- cé 100 sur la figure 1. Aussi cette ensemble 100 comprend, à partir de son entrée de commande 12 un générateur de courant 103 dont l'entrée 104 reçoit le signal de tension obtenu à l'entrée 12. La sortie 101 de ce générateur de courant 103 est reliée à l'entrée 105 d'alimentation d'unedes deux bobines du circuit magnétique 23. De plus, cette entrée 12 est connectée à un comparateur 107 constitué par exemple par un amplificateur opéra- tionnel dont les deux entrées 108 et 109 sont connec- tées respectivement à l'entrée 12 recevant le signal émis par le générateur 13 et à la sortie 110 d'un capteur de pression 111. L'entrée fluidique 112 de ce capteur de pression est reliée par une portion de conduit 113 à la sortie 11 de la servo-valve 10 telle qu'elle a été définie ci-dessus. Ce capteur de pression est apte à délivrer à sa sortie un signal électrique représentatif de la valeur de la pression du fluide qui est émis à la sortie 11 de 1 ' électro-valve 10. De plus, la sortie 114 du comparateur 107 est reliée à une entrée 115 d'alimentation de la deuxième bobine 116 du circuit magnétique 23. Avantageusement, l'ensemble 100 comprend aussi des moyens pour détecter un signal obtenue à la sortie du comparateur 114 Ces moyens peuvent être constitués simplement par un circuit électrique relié à la sortie 117 de la bobine 116 relié à une borne 118 maintenue à un potentiel de référence, à travers une résistance 119 et des moyens 120 pour détecter la variation de potentiel à la borne 121 de cette résistance 119. Ces moyens de détection 120 peuvent 9 tre constitués par un détecteur de seuil constitué, par exemple, par un amplificateur différentiel dont les deux entrées 122 et 123 sont reliées respectivement à la borne 121 de la résistance 129 et à une sortie 124 d'une source de courant de référence. La sortie 125 est reliée à l'entrée 126 d'un moyen 127 permettant à un utilisateur de connattre facile- ment le signal obtenu à la sortie 125. Ce moyen 127 peut ôtre, par exemple, un transducteur transformant un signal électrique en un signal, soit visuel, soit sonore. L'ensemble 100 illustré sur la figure 3 fonctionne de la façon suivante: le signal appliqué à l'entrée 12 représente la valeur de consigne de la pression qui doit Otre appliquée sur le piston de commande des freins Ce signal étant appliqué à l'entrée du générateur, ce dernier fournit à la sortie 101 un courant dont la valeur est proportionnelle à la valeur de cette ten- sion Ce courant alimente la bobine 106 pour commander de façon classique la servo-valve pour orienter comme mentionné ci-dessus, plus ou moins, l'obturateur par rapport aux deux orifices des deux gicleurs. De cette façon, la pression du fluide obtenue à la sortie 11 est modulée pour aller commander le piston en accord avec la valeur du signal appliquée à 1 ' entrée 12. Pour sa part, le capteur de pression délivre à sa sortie un signal qui est représentatif de la valeur de cette pression et ce signal est comparé à la valeur du du signal appliqué à l'entrée 12, c'est-à-dire aux deux entrées 108 et 109 du comparateur 107, Si les valeurs des deux signaux aux entrées 108, 109 sont égales, ceci indique que la pression en sortie et donc mesurée par le capteur 111 est donc la bonne pression commandée par le signal de tension électri- que appliqué à l'entrée 12. Par contre, s'il y a une différence entre la valeur du signal électrique en 12 représentant une pression et la pression réellement obtenue à la sortie 11, le comparateur 107 va délivrer un signal représentatif de la différence des deux signaux appliqués aux entrées 108 et 109 et commander, par exemple, la deu- xième bobine de la servo-valve pour amener la pression à sa bonne valeur et ce jusqu'à ce que le capteur de pression délivre à sa sortie 110 un signal qui appli- qué à l'entrée 109 soit égal à oelui appliqué à 1 ' entrée 108 Ceci est constant et permet donc de main- tenir la pression à la sortie à sa valeur voulue. De cette façon, il est certain que la pression de commande est bien celle désirée. En ce qui concerne le détecteur d'alarme, il permet notamment au pilote des aéronefs, de surveiller les ano- malies au niveau de la servo-valve, du moins à partir d'un certain seuil, et son attention peut ainsi être attirée sur le fait notamment que la servo-valve nxe donne pas satisfac- tion Pour cela, lorsque le comparateur 107 délivre à sa sortie 114 un signal, celui-ci est comparé dans le détecteur 120 et, lorsqu'il n'a pas la valeur voulue par rapport au signal de référence appliqué 1 1 à l'entrée 124 Le comparateur 120 délivre à sa sortie un signal qui peut ttre amené sur un visualisateur ou un cadran qui permet d'attirer l'attention des pilotes pour qu'ils agissent en conséquence. Ce mode de réalisation qui vient d'etre décrit notam- ment à l'appui de la figure 3 présente certainement des avantages, dans le cas des servo-valves qui com- portent deux bobines de commande comme représenté sur la figure 2. Cependant, il peut exister des servo-valves à une seule bobine de commande La figure 4 représente un mode de réalisation du système de commande selon l'invention dans le cas d'une utilisation d'une servo- valve à une seule entrée de commande (une seule bobine). Le dispositif de commande 100 selon cette figure 4 comprend dans ce cas de mode de réalisation, un géné- rateur de courant 203 dont l'entrée de commande 204 est reliée à l'entrée 12 La sortie 201 de ce généra- teur de courant qui transforme la valeur de la tension obtenue à son entrée 204 en une valeur de courant proportionnelle est reliée à une entrée 230 d'un som- mateur 231. Il comprend en plus un comparateur 207 dont une entrée 208 est reliée à l'entrée 12 L'autre entrée 209 de ce comparateur 207 est reliée à la sortie 210 d'un capteur de pression 211 dont l'entrée de fluide 212 est reliée à la sortie 11 par un conduit 213 Ce cap- teur 211 est constitué de la même façon que le capteur 111 décrit à l'appui de la figure 3. La sortie 214 de ce comparateur 207 est reliée à la deuxième entrée 232 d'un additionneur 231. La sortie 233 de cet additionneur 231 est reliée à 1 ' entrée de commande 205 de la bobine et unique bobine 206 de la servo-valve. De mime, cet ensemble 100 comprend aussi des moyens d'alarme et pour cela, la sortie 214 est reliée à 1 ' entrée 222 d'un comparateur 220 ou détecteur de seuil dont l'entrée de référence 223 est reliée à une sortie 224 d'un générateur de signal de référence. De même, la sortie 225 de ce comparateur 220 est reliée à l'entrée 226 d'un moyen 227 permettant de transfor- mer le signal obtenu à la sortie 225 en un signal pré- hensile par des utilisateurs tels que les pilotes dans les aéronefs. Le dispositif de commande décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante: lorsque la pression obtenue à la sortie Il corres- pond réellement à celle qui est commandée par la valeur de la tension appliquée à l'entrée 12, le cap- teur de pression délivre à sa sortie 210 un signal qui est identique au signal appliqué à l'entrée 12, et dans ce cas, le comparateur 207 ne délivre aucun signal à sa sortie et l'additionneur 231 transmet intégralement sans modification le courant obtenu a la sortie 201 du générateur de courant 203. Par contre, si la servo-valve dérive, la pression obtenue à la sortie Il d'utilisation ne sera plus représentative de la valeur de la tension appliquée à l'entrée 12. De ce fait, le capteur de pression délivre à sa sortie 210 un signal représentatif de la valeur obtenue à cette sortie Il qui sera différente de la valeur du signal obtenu à l'entrée 12 Le comparateur 207 reçoit alors respectivement sur ses deux entrées 208 et 209 deux signaux de valeur différente et il délivre à sa sortie 214 un signal de connexion égal à la différence des deux, cette différence est alors appliquée à l'entrée 232 de l'additionneur Le signal de différence est additionné à celui obtenu à la sortie 211 pour que la somme algébrique de ces deux courants de commande puisse Otre appliquée à l'entrée 205 de la bobine 206 et corriger ainsi la servo-valve pour qu'elle délivre réellement à sa sortie Il la pression désirée. -2522602 De mêime que précédemment, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, cet ensemble 100 comporte un système d'alarme qui est dans ce cas, constitué de la même façon que précédemment, c'est-à-dire par un détecteur de seuil qui commande un moyen qui permet d'attirer l'attention des pilotes lorsque le signal obtenu à la sortie 214 dépasse un certain seuil prédéterminé qui est fixé par le signal obtenu à la sortie 224 de la source de référence. Ainsi, lorsque la dérive de la servo-valve est trop importante, c'est-àdire que la valeur du signal obtenu à la sortie du comparateur 207 a dépassé un certain seuil, le comparateur 220 délivre un signal qui commande le système d'alarme 227 qui peut *tre constitué de la même façon que ceux qui ont été décrits en référence de la figure 3. R E V E N D I C A T I 0 N S I/ Dispositif de commande d'un organe de freina- ge comportant: des premiers moyens ( 13,14) pour élaborer un premier signal électrique de commande, une source de fluide ( 7,9,10) commandable, apte à déli- vrer ledit fluide à une pression déterminée à des moyens de sortie ( 11) de ladite source, des seconds moyens ( 43) pour relier la sortie de ladi- te source audit organe de freinage, caractérisé par le fait qu'il comprend des troisième moyens ( 20) pour mesurer la valeur de la pression à la sortie de ladite source, lesdits moyens étant aptes à délivrer un second signal dont la valeur est représentative de ladite pression à la sortie de la- dite source, et, des moyens pour commander ladite source de fluide en fonction desdits premier et second signaux, de façon que la pression du fluide en sortie de ladite source ait une valeur fonction dudit premier signal corrigé par le- dit second signal. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que ladite source de fluide commandable comprend une servo-valve ( 10) a deux entrées de commande correspondant à deux bobines excitatrices, les moyens ( 20) pour commander ladite source comprenant un premier comparateur ( 107) recevant respectivement sur ses deux entrées ( 108,109) lesdits premier et second signaux, ce- dit comparateur étant apte à délivrer à sa sortie un cin- quième signal représentatif de la comparaison desdits premier et second signaux, des moyens ( 103) pour appli- quer ledit premier signal à l'entrée ( 105) d'un ( 106) des deux dites bobines, et des moyens pour appliquer ledit cinquième signal à l'entrée ( 114) de l'autre dite bobine ( 116). 3/ Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que ladite source de fluide commandable comprend une servo-valve ( 10) à une entrée de commande correspondant à une seule bobine excitatrice, les moyens pour commander ladite source comprenant un second compa- rateur ( 207) recevant respectivement sur ses deux dites entrées ( 208,209) lesdits premier et second signaux, ce- dit comparateur étant apte à délivrer un sixième signal représentatif du résultat de la comparaison des moyens ( 231) pour élaborer un septième signal en fonction de la valeur desdits premier et sixième signaux, et des' moyens ( 232) pour appliquer ledit septième signal & l'entrée ( 205) de ladite bobine ( 206). 4/ Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé par le fait que lesdits moyens pour élaborer un septième signal comportent un additionneur algébrique. / Dispositif selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour élaborer un troisième signal fonction desdits seconds signaux, des moyens pour comparer ( 120,220) cedit troisième signal à un quatrième signal de référence, la sortie de ces moyens de comparaison étant apte à comman- der un moyen d'alarme ( 127,227).