Brevet FR2545628A1 — publié le 19841109

La présente invention concerne une électrovalve avec un dispositif de commande du courant d'alimentation, qui ajuste le courant d'alimentation en fonction d'une grandeur d'entrée au moins, de façon que la pression de sortie de la valve présente une valeur souhaitée entre 0 et la pression d'entrée, et notamment une électrovalve proportionnelle pour un équipement de freinage avec commande de l'effort de freinage en fonction de la charge. La réalisation constructive d'une telle électrovalve avec dispositif de commande du courant d'alimentation est décrite dans la demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne nO P 32 40 275.9 (R 18 165) et reproduite schématiquement sur les figures la et lb des dessins annexés. La force FV exercée par un ressort de fermeture applique le clapet 6 sur le siège 1 de la valve. Un piston étagé 2, qui agit sur la face apposée du clapet 6, est chargé par la force FD d'un ressort d'ouverture s'opposant à la force FV exercée par le ressort de fermeture d'une part, et par la force magnétique FM d'un électroaimant, opposée à la force d'autre part. Lorsque l'électroaimant n'est pas alimenté, la force FD décolle le clapet 6 du siège 1, contre la force Fv, et l'entrée 3 de la valve où règne la pression d'entrée p1 est reliée à la sortie 4. La pression de sortie p2 régnant dans cette dernière est identique à P1. Un courant d'alimentation est appliqué à l'électroaimant pour réduire la pression de sortie p2 de la valve.La sortie 4 de la valve est reliée à une sortie de purge 5 dès que le piston 2 décolie du clapet 6,après que ce dernier se soit appliqué sur le siège 1 en isolant l'entrée 3 de la sortie 4. La pression de sortie p2 de la valve est réduite au-dessous de la pression d'entrée P1, selon l'intensité de la force magnétique F Le dispositif de commande du courant d'alimentation, non représenté, commande la pression de sortie P2 de la valve au moyen d'un signal de commande dérivé de la pression d'entrée p1 et qui peut en outre être combiné avec un signale charge délivré par un capteur. le courant d'alimentation est ajusté et par suite la force magnétique FM commandée en fonction du signal de sortie du dispositif de commande. Une hystérésis de la valve apparaît lors du réglage de cette dernière au moyen du courant d'alimentation, par lequel la pression de sortie p2 peut être ajustée à une valeur quelconque comprise entre la pression d'entrée p1 et O. Pour une pression de sortie p2 croissante, le piston 2 décolle légèrement du siège 1 et la pression de sortie p2 résulte de l'équilibre des forces agissant sur le piston 2 + Fn- (FM + FV + NP1) P2 - . AM - AE AE étant la surface utile du siège 1 et AM la surface de la face frontale du piston 2 résultant du diamètre extérieur DM de ce dernier. Pour une pression de sortie p2 décroissante, le clapet 6 s'applique par contre sur le siège 1 et le piston 2 décolle au moins légèrement du clapet 6. La pression de sortie p2 résulte de l'équilibre des forces agissant sur le piston 2 - D M p2 AM AA A A étant la surface de la face frontale du piston étagé 2, résultant de son diamètre plus faible. La figure 2 représente la variation de la pression de sortie p2 de la valve en fonction du courant d'alimentation iM de l'électrovalve, pour deux valeurs différentes de la pression d'entre pl. On voit nettement l'hystérésis qui apparaît quand l'électrovalve est inversée d'une pression de sortie p2 croissante sur une pression de sortie p2 décroissante ou inversement. La force magnétique FM doit être augmentée ou diminuée d'une valeur fonction des caractéristiques constructives et des pressions d'entrée et de sortie de la valve avant toute variation de la pression de sortie. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'électrovalve contient un montage de compensation pour éliminer l'hystérésis, comportant en aval du dispositif de commande du courant d'alimentation un organe de correction faisant varier brusquement le courant d'alimentation d'une valeur prédéterminée, ainsi qu'un détecteur de monotonie qui active l'organe de correction en fonction de la croissance ou de la décroissance dans le temps de la pression de sortie de la valve.L'électrovalve avec dispositif de commande du courant d'alimentation selon l'inventionprésente l'avantage suivant : lors d'une inversion du sens de réglage de l'électrovalve (pression de sortie p2 décroissante ou croissante), le montage de compensation branche une force de réglage additionnelle, qui compense au moins partíelle- ment l'hystérésis de la valve. Une telle "décharge électrique de la valve" présente par rapport à une décharge mécanique l'avantage de l'absence de forces de frottement dans les joints d'étanchéité de décharge. Cela permet des forces de commande plus faibles et par suite des pistons de commande ou de valve plus petits. La décharge électrique de valve permet non seulement la compensation de l'hystérésis propre de la valve, mais aussi l'élimination des hystérésis des vannes ou appareils en aval dans une chaîne de. commande. Cela suppose simplement que ces hystérésis ne varient pas de façon sensible en fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure la, précédemment décrite, représente schématiquement une électrovalve proportionnelle connue dans la position correspondant à une pression de sortie p2 croissante; la figure lb, précédemment décrite, représente schématiquement une électrovalve proportionnelle connue, dans la position correspondant à une pression de sortie p2 décroissante; la figure 2 représente la pression de sortie p2 de la valve en fonction du courant d'alimentation iN de l'électroaimant, pour deux pressions d'entrée p1 différentes de la valve; la figure 3 représente le schéma synoptique d'un équipement de freinage avec une valve électromagnétique selon l'invention; la figure 4 représente le schéma synoptique d'un montage de compensation selon figure 3; la figure 5 représente le schéma d'un exemple de réalisation d'un détecteur de monotonie et d'un montage de contrôle selon figure 4; et la figure 6 représente les courbes du courant d'alimentation i et de la pression de sortie p2 de la valve en fonction du temps. Dans l'équipement de freinage représenté schématiquement à la figure 3 avec une régulation de l'effort de freinage en fonction de charge, un accumulateur 12 charge un cylindre de frein 10 par un fluide de pression, tel qu'huile hydraulique ou air comprimé, par l'intermédiaire d'une vanne relais 11. Cette dernière est commandée par la pression de sortie p2 d'une électrovalve 13, réalisée ici sous forme d'une électrovalve proportionnelle dont la figure 1 représente le schéma de constitution. Entrée de l'électrovalve 13 est également reliée à l'accumulateur 12 de fluide de pression par un générateur de valeur de freinage 14, qui est chargé par une pédale de freinage 15.La pression de sortie du générateur de valeur de freinage 14, qui constitue la pression d'entrée p1 de l'électrovalve 13, est déterminée par une sonde de pression 16, puis délivrée sous forme d'un signal électrique à un dispositif 17 de commande du courant d'alimentation de l'électrovalve 13. Le dispositif 17 de commande du courant d'alimentation reçoit une seconde grandeur d'entrée, délivrée par un capteur de charge 18 sous forme d'un signal de charge électrique.Le dispositif 17 ajuste le courant d'alimentation de l'électrovalve 13 en fonction de ces deux grandeurs d'entrée, de sorte que la pression de sortie p2 de la valve présente une valeur souhai- tée comprise entre 0 et la pression d'entrée p1 La figure 2 représente la relation entre le courant d'alimentation iM et la pression de sortie p2. Le tracé en trait grais I représente la variation fonctionnelle quand le capteur de charge 18 agit.Lorsque le signal de charge délivré par le capteur de charge 18 est nul, c'est-à-dire quand le courant d'alimentation est ajusté uniquement en fonction de la pression d'entrée p1 de la valve, on obtient les tracés II, dont le tracé en trait plein correspond à une pression d'entrée p1 = 8 bars et le tracé en tireté à une pression d'entrée p1 = 6 bars. Un montage de compensation 20 est prévu pour éliminer l'hystérésis de l'électrovalve 13, visible sur la figure 2. Comme le montre la figure 4, ce montage de compensation 20 comprend un organe de correction 21 en aval du dispositif de commande 17, ainsi qu'in détec teur de monotonie 22. Ce dernier détecte la croissance ou la décroissance de la variation temporelle de la pression de sortie p2 de la valve, ou d'une grandeur caractéristique de cette pression, telle que le courant d'alimentation de l'électrovalve 13, et active l'organe de correction 21 en conséquence. L'organe de correction produit une variation brusque du courant d'alimentation de l'enroulement de l'électrovalve, dont la valeur prédéterminée est dimensionnée de façon à compenser l'hystérésis de cette dernière totalement ou au moins partiellement.Cette valeur de la variation brusque dépend des caractéristiques constructives de l'électrovalve et du désir de compenser d'autres hystrésis dans la chaîne de commande; elle peut être dimensionnée en fonction de grandeurs d'entrée introduites en conséquence. Comme le montre la figure 4, le détecteur de monotonie 22 est réalisé dans ce cas sous forme d'un capteur 23 du signe de la variation du courant d'alimentation i à la sortie du dispositif de commande du courant d'alimentation; il délivre le signe de la variation di/dt du courant d'alimentation. Le dispositif 17 de commande du courant d'alimentation est réalisé dans ce cas de façon que l'apparition d'un signal délivré par la sonde de pression 14 produise l'application soudaine à l'électrovalve 13 d'un courant d'alimentation, qui est ensuite réduit en fonction du signal de pression; le montage de compensation 20 doit donc agir dans ce cas pour un courant d'alimentation décroissant (c'est-à-dire une pression de sortie p2 croissante). Seule la partie di/dt L'organe de correction 21 est réalisé sous forme d'un sommateur 24, dont une entrée est reliée à la sortie du dispositif 17 de commande du courant d'alimentation et dont l'autre entrée peut recevoir par l'intermédiaire d'un opérateur 25, commandé par le détecteur de monotonie 22, une composante de courant i K dont l'amplitude est dimensionnée en fonction de la valeur précitée de la variation brusque souhaitée du courant d'alimentation. Un générateur 26 est prévu pour ce faire, qui ajuste cette composante de courant i K en fonction des grandeurs d'entrée introduites et qui est relié par l'opérateur 25 à la seconde entrée du sommateur 24. Cette seconde entrée est inversée car le montage de compensation 20 agit ici pour un courant d'alimentation décroissant. La figure 5 représente un exemple de réalisation possible du capteur 23 indiqué sur la figure 4. Il est constitué par un compara teur 27, dont une entrée inverseuse est reliée à la sortie du dispo sitif 17 de commande du courant d'alimentation. Un intégrateur 28, constitué par une résistance et un condensateur, est branché en parallèle avec cette sortie. La seconde sortie du comparateur 27 est reliée à une prise entre la résistance et le condensateur. Le comparateur 27 détecte le signe de la variation di/dt du courant d'alimentation et délivre par exemple à sa sortie un signal de commande pré sentant la valeur logique "1" quand cette variation est négative.Pendant la durée d'apparition de ce signal de commande à la sortie du comparateur 27, l'opérateur 25 est ouvert et la composante de courant i K délivrée par le générateur 26 atteint l'entrée inversée du sommateur 24, où elle est ajoutée au courant d'alimentation i. Une courbe arbitraire du courant d'alimentation i à la sortie du dispositif de commande 17 est représentée en tireté à la partie supérieure de la figure 6. Dès que le courant d'alimentation i décroît à la sortie du dispositif de commande, la composante de courant iK est additionnée au courant d'alimentation délivré par le dispositif de commande 17, pendant la durée de cette décroissance. La variation temporelle du courant d'alimentation appliqué à l'enroulement de l'électrovalve 13 correspond ainsi à la courbe i N à la partie supé rieure de la figure 6. Par suite de la variation du courant d'ali mentation iM, on obtient la variation temporelle de la pression de sortie p2 de la valve, représentée à la partie inférieure de la figure 6. Cette courbe de pression ne présente aucun retard tempo rel, car l'hystérésis de la valve est compensée de la façon précé demment décrite. Afin de ne pas provoquer une réponse immédiate du montage de compensation 20 dans le cas de faibles irrégularités du courant d'alimentation, l'addition de la composante de courant i K dans le sommateur est autorisée uniquement quand l'inversion de la variation du courant d'alimentation, c' est-à-dire le changement de signe de cette variation persiste pendant un temps donné ou pour une diffé rené de courant donnée. Un montage de contrôle 29 est pour ce faire disposé entre le capteur 23 et l'entrée de commande de l'opérateur 25. La figure 5 représente un exemple de réalisation possible d'un tel montage de contrôle 29. Il est constitué par un opérateur ET 30, dont une entrée est reliée directement et dont la seconde entrée est reliée par une ligne de retard 31 à la sortie du comparateur 27. a sortie de l'opérateur ET 30 est reliée à entrée de commande de l'opérateur 25. Dans le cas où le montage de contrôle 29 doit autoriser l'opérateur 25 en fonction d'une différence minimale prédé- terminée du courant d'alimentation, la ligne de retard 31 est remplacée par un générateur à seuil, dont l'entrée est reliée à la sortie du dispositif de commande du courant d'alimentation et dont le seuil est commandé en fonction de ce dernier. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe ou aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Electrovalve avec un dispositif de commande du courant d'alimentation, qui ajuste le courant d'alimentation en fonction d'une grandeur d'entrée au moins, de façon que la pression de sortie de la valve présente une valeur souhaitée comprise entre 0 et la pression d'entrée, et notamment électrovalve proportionnelle pour un équipement de freinage avec commande de l'effort de freinage en fonction de la charge, ladite électrovalve étant caractérisée par un montage de compensation (20) pour éliminer l'hystérésis de la valve, comportant en aval du dispositif de commande du courant d'alimentation (17) un organe de correction (21) faisant varier brusquement le courant d'alimentation d'une valeur prédéterminée, ainsi qu'un détecteur de monotonie (22) qui active l'organe de correction (21) en fonction de la croissance et de la décroissance temporelle de la pression de sortie (P2) de la valve ou d'une grandeur caractéristique de cette valve, et de préférence du courant d'alimentation. 2. Electrovalve selon revendication 1, caractérisée en ce que la valeur de la variation brusque du courant d'alimentation est ajustable en fonction d'au moins une grandeur d'entrée du dispositif de commande du courant d'alimentation (17). 3. Electrovalve selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le détecteur de monotonie (22) comprend un capteur (23) décelant le signe de la variation du courant d'alimentation à la sortie du dispositif de commande (17.) et réalisé de façon à attaquer l'organe de correction (21) à chaque inversion de signe. 4. Electrovalve selon revendication 3, caractérisée en ce que l'organe de correction (21) est réalisé sous forme d'un sommateur (24), dont une entrée est reliée à la sortie du dispositif de commande-du courant d'alimentation (17) et dont l'autre entrée reçoit une composante de courant correspondant à la valeur de la variation brusque; et le sommateur (24) est commandé par le capteur (23) de façon à ajouter la composante de courant au courant d'alimentation avec un signe négatif, uniquement pendant la durée de décroissance du courant d'alimentation, ou avec un signe positif, uniquement pendant la durée de croissance du courant d'alimentation. 5. Electrovalve selon revendication 4, caractérisée par un montage de contrôle (29) disposé en aval du capteur (23) et autorisant le signal de commande du capteur vers le sommateur (24) uniquement quand la décroissance ou la croissance du courant d'alimentation dépasse une durée prédéterminée ou une différence minimale du courant d'alimentation.