Brevet FR2541642A1 — publié le 19840831

L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de commande de la répartition des efforts de freinage sur l'essieu avant et sur l'essieu arrière d'un véhicule automobile, en fonction de la répar- tition statique et dynamique des charges sur les essieux et/ou d'autres grandeurs mesurées déduites du comportement au freinage A cet effet, des signaux électriques correspondant au comportement des roues de l'essieu avant et de l'essieu arrière ainsi qu'h la décélération du mouvement du véhicule sont engendrés, combinés électroniquement et traités On détermine ensuite, d'après les signaux ainsi obtenus, le glissement du freinage sur les roues avant et les roues arrière ou des valeurs mesurées proportionnelles au glissement du freinage et on limite le glissement du freinage des roues arrière, à l'aide d'une commande, à la valeur du glissement du freinage sur les roues avant ou à une valeur un peu plus réduite L'invention est un complément à celle de la demande de brevet N O 84 00905. Pour mesurer le comportement des roues en rotation et la décélération longitudinale du véhicule, on utilise des capteurs dont les signaux de sortie sont combinés et traités dans des circuits électroniques à câblage fixe ou à commande programmée, par exemple,au moyen d'un microprocesseur La pression de freinage est commandée à l'aide de modulateurs tels que des valves à commande électromagnétique. On a déjà connaissance d'une répartiteur de freinage dans lequel la répartition statique des charges par essieu est mesurée par des capteurs, le véhicule étant arrêté, et est introduite dans un microprocesseur qui commande, en tenant compte des valeurs ainsi relevées et de mesures de pression, la répartition du freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière,d'après une relation mathématique mé- morisde (demande de brevet européen EP-Al 062246) Un tel répartiteur de freinage présente l'inconvénient que la valeur de l'adhérence entre la route et les roues, àl'essieu avant et à l'essieu arrière, existant effectivement au moment du freinage, qui dépend de nombreux paramètres, ne peut exercer aucun effet sur la répartition de freinage. Il faut donc, pour éviter en toute certitude un freinage excessif et danger E de l'essieu arrière, que le freinage soit conçu de telle sorte que la contribution au freinage de l'essieu arrière est faible dans la plupart des cas Autre inconvénient: les valeurs réelles s'écartent considérablement dans la pratique des valeurs théoriques fournies par le calcul Les valeurs caractéristiques de freinage supposées cons- tantes pour la répartition du freinage 'et dans la relation mathémati- que mémorisée sont sujettes dans la pratique à des variations considérables, par exemple pour le coefficient de frottement, en raison des tolérances de fabrication, par suite du vieillissement, des salissures, des variations de la constante de rappel en service, d'un ajustage défectueux, de fortes variations de températures, etc Il en résulte que la courbe caractéristique effective de la répartition du freinage peut s'écarter considérablement de ce qui a été calculé à priori. Les répartiteurs de freinage actuellement employés se limitent à un réglage fixe en fonction de la pression On connaît également de nombreuses variantes de régulateurs de freinage en fonction de la charge ou de la décélération Pour les raisons indiquées, on peut obtenir tout au plus dans un des deux cas limites "vide/chargé" une adaptation satisfaisante avec ces dispositifs connus, même enconsentantdes frais élevés de montage et d'ajustage, ce qui fait que l'exploitation de l'adhérence théorique possible de l'essieu avant et de l'essieu arrière n'est pas obtenue dans de nom- breuses situations de service. L'invention se fixe pour but de remédier aux inconvénients ci-avant mentionnés de dispositifs connus et d'améliorer la répartition du freinage sur des véhicules automobiles de telle sorte que, pour chaque freinage du véhicule, la répartition du freinage soit adaptée au mieux à la répartition statique et dynamique effective des charges par essieu, de manière à obtenir une fonction de freinage optimale, c'est-à-dire le maintien de la stabilité en marche, une courte dstance de freinage et une charge régulière des deux essieux. En outre, on a attaché de l'importance à la satisfaction des exigences relatives à un coût aussi faible que possible pour la fabrication et le montage de l'installation de freinage. On a constaté que cet objetif pouvait être atteint de manière éton- namment simple en décelant une tendance au blocage des roues arrière et en réduisant alors la pression de freinage qui leur est fournie. L'invention s'appuie sur la considération qu'en mesurant les vitesses des roues et celle du véhicule, en relevant les variations dar le temps de ces grandeurs de mesure, en traitant ces valeurs pour en dériv E un signal de commande, dans un circuit électronique, tel qu'un microproces- seur, et en utilisant des valves de commande simples telles que des modula- teurs de pression, on peut réaliser un répartiteur de freinage qui, en tenant compte des conditions réelles prévalant au moment de l'actionnement des freins, y compris l'état de la route, l'état du système de freinage, la répar- tition statique et dynamique des charges par essieu, etc,répartit de manière presque idéale l'effort de freinage entre les roues avant et les roues arrière On obtient ainsi, tout d'abord, une courte distance de freinage avec un faible risque de blocage, et, de ce fait, une bonne tenue de route et une charge régulière du système de freinage. Grâce au fait que la réduction de la pression à l'essieu arrière n'est nécessaire que dans des cas exceptionnels, on fait ainsi face à des situations relativement rares se présentant lors de changements rapidesde l'état de la route En effet, dans des situations de genre, il pourrait se produire sur l'essieu arrière un blocage des roues, après qu'ait été atteinte une pression dans le cylindre de roue initia- lement correcte, pour une pression de freinage maintenue constante Con- trairement aux installations de réglage du glissement du freinage, il n'y apas de nouvelle montée de la pression de freinage au cours d'une opération de freinage avec le répartiteur de freinage conforme a V in- vention Contrairement aux installations de réglage du glissement de freinage, la fourniture d'une énergie extérieure n'est donc pas nécessaire, par principe,pourrétablir la pression de freinage Cela s'avère d'une grande importance sillon considère les coûts de fa- brication nécessaires pour le système de freinage et pour sa-sécurité de fonctionnement. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exem ple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent la figure 1, un répartiteur de freinage selon un mode de mise en oeuvre de l'invention concernant un système de freins à deux circuits avec une répartition en diagonale du freinage. la figure 2, le diagramme de la courbe de pression en fonction du temps, lorsqu'on utilise le répartiteur de freinage conforme à l'invention. la figure 3, avec le mode de représentation déjà utilisé pour la figure 1, un mode de réalisation d'un système de freinage à deux circuits comportant respectivement un circuit de freinage pour l'essieu avant et un jour pour l'essieu arrière. Dans le système à deux circuits de la figure 1 les circuits de freinage sont disposés en diagonale La force de freinage F, telle qu'el- le est symbolisée par la flèche, s'exerce au moyen d'une pédale sur un martre-cylindre l de type courant, qui est représenté symboliquement. La roue avant gauche VR et la roue arrière droit HR sont reliées à un circuit de freinage 2 Le deuxième circuit de freinage 3 agit sur les deux autres roues VR et HR r r On utilise comme modulateurs de pression dans le mode de réali- sation de l-invention représenté les valves à deux voies et deux positions 4, ,6 à actionrapide Alors que les deux roues avant sont directement reliées au circuit de freinage 2 ou 3 du maître-cylindre tandem 1 qui leur correspond, la montée en pression sur les roues arrière n'est possible qu'après excitation de deux valves 4, 5 La commande de ces valves est assurée par un régulateur électronique 7, auquel sont amenées sous forme de signaux électriques transmis par les lignes 8 ', 9 ' et IO' prévues à cet effet les grandeurs mesurées qui sontengendrées à l'aide des capteurs 8, 9 et 10; ce régulateur calcule, par combinaison logique, les signaux de commande nécessaires et commande les modulateurs de pression de freinage Le régulateur 7 peut, par exemple, contenir un microprocesseur destiné au traitement des signaux des capteurs et à la génération des signaux de commande Dans l'exem- ple de réalisation décrit, le capteur 8 détermine une valeur moyenne de la vitesse desroues de l'essieu avant, le capteurl O une valeur loyenne W HR de la vitesse des roues de l'essieu arrière et le capteur 9 - la décélération -b du mouvement du véhicule pendant l'intervention du freinage ou des valeurs relevées qui sont proportionnelles aux vitesses des roues et à la décélération Si le véhicule est déjà équipé d'un capteur électronique en rapport avec le tachymètre, celui-ci peut être également utilisé pour la génération de la grandeur mesurée OVR' La figure 2 illustre la courbe de pression PRA produite sur l'essieu arrière à l'aide des modulateurs 4, 5, ainsi que la courbé de pression de freinage PVA sur l'essieu avant et dont dépend PAU Dans cet exemple de réalisation, le régulateur 7 produit, avec une temporisation par rapport à la montée de la pression sur l'es- sieu avant PVA' des impulsions de commande des valves 4, 5; l'augmen- tation de pression PHA sur les roues arrière, nécessaire pour une répartition idéale de la pression, est alors réglée au moyen d'im- pulsions ou d'une commutation cadencée des valves 4, 5 de la position de fermeture représentée à la position d'ouverture. D'après l'invention, il est aussi prévu une autre valve à 2/2 voies 6 pour la réduction de la pression sur les roues arrière. On a réussi à limiter les besoins à une seule valve èdeux voies 6 pour réduire la pression dans les deus circuits des roues arrière grâce à la liaison hydraulique établie entre les deux circuits des roues arrière au moyen d'un conduit pourvu de deux valves de retenue en oppo- sition Comme on peut le constater d'après la figure 1, la valve à deuxvoies 6 normalement fermée peut être commutée pour la réduction de pression par la connexion électrique venant du régulateur électronique 7 et commandant l'électro-aimant de manoeuvre de la valve 6; dans ces conditions, les deux circuits des roues arrière sont reliés par-les soupapes de retenue 11, 12 au réservoir de compensation de pression 13 qui fait partie du système de freinage. Comme on le voit sur la figure 2, la pression, lorsqu'appa- raît une tendance au blocage des roues arrière, décroît par paliers à une moindre valeur pour laquelle le glissement du freinage sur l'essieu arrière correspond au glissement du freinage sur l'essieu avant ou se situe en retrait de celui-ci la réduction de pression commence à l'instant tl, après que le régulateur 7 ait constaté une tendance au blocage des roues arrière, en comparant la décélération des roues de l'essieu arrière à la décélération du véhicule à l'instant t o Les valves de retenue 14, 15 montées en parallèle avec les valves de montée en pression 4, 5 accélèrent la réduction de la pres- sion de freinage, lorsqu'on relâche la pédale de frein. Avec une nouvelle combinaison du frein à deux circuits, o un circuit agit sur l'essieu avant et l'autre sur l'essieu arrière, le répartiteur de freinage conforme à l'invention nécessite encore moins d'éléments Il suffit, comme on le voit sur la figure 3, de faire intervenir respectivement la valve à 2 voies 16 ou 17 à actionnement électromagnétique pour établir la pression de freinage sur l'essieu arrière ou pour la réduire; cette réduction est déclenchéedès que le ré- gulateur 7 constate une tendance au blocage des roues arrière d'après les signaux des capteurs qui lui sont transmis par les lignes 8 ', 9 ', O' Les valves de retenue 11, 12 montées, selon la réalisation de la figure 1, sur le conduit qui va à la valve de réduction de pression 6, sont supprimées dans le mode de réalisation de la figure 3. La figure 1 montre par ailleurs un interrupteur manométrique différentiel qui signale au régulateur 7 par l'intermédiaire de la li- gne 19 la défaillance d'un circuit de freinage ou la différence de pression entre les deux circuits de freinage qui en résulte Cela provoque l'excitation continue des valves 4, 5 et le blocage continu de la valve 6, afin qu'en cas de défaillance d'un circuit de freinage, la totalité de la pression de freinage puisse au moins s'établir dans le deuxième circuit, sur l'essieu avant comme sur l'essieu arrière La stabilité de la tenue de route et de la direction du véhicule est alors maintenue, même en cas de blocage des roues du circuit diagonal intact, par les roues non freinées du circuit de freinage défaillant. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 41642 REVENDICATIONS 1 Procédé de commande de la répartition du freinage entre l'es- sieu avant et l'essieu arrière d'un véhicule automobile en fonction de la répartition statique et dynamique des charges sur les essieux et/ou d'autre grandeurs mesurées déduites du comportement au freinage, selon lequel des signaux électriques correspondant au comportement en rotation d roue à l'essieu avant et à l'essieu arrière, ainsi qu'à la décélé- ration du mouvement du véhicule, sont engendrés, combinés électroniquemeni et traités pour en dériver des signaux de commande proportionnels au glissement du freinage sur les roues avant et sur les roues arrière, de telle sorte que le glissement du freinage des roues arrière soit limité à la valeur du glissement du freinage sur les roues avant ou à une valeur légèrement plus faible, caractérisé en ce que, lors de l'apparition d'un signal indiquant une tendance au blocage des roues arrière (ER 1, HR), engendré à la suite d'une comparaison entre la décélération des roues arrière et la décélération du véhicule ou un signal de référence représentant la decélération duvéhicule, lapression defreinage est réduite à l'essieu arrière. ? O 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lors de l'apparition du signal indiquant la tendance au blocage, la pres- sion de freinage (PHA) à l'essieu arrière (HA) est réduite à une valeur qui dépend des valeurs de décélération des roues et du véhicule, et en ce que la pression réduite est, par la suite, maintenue constante jus- qu'à la réduction de la pression de freinage sur l'essieu avant. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé et ce que la montée de la pression de freinage à l'essieu arrière (HA) suit, avec un certain retard, la montée de la pression à l'essieu avant et en ce que la montée de la pression de freinage à l'essieu arrière s'ef- fectue par paliers, de même que sa réduction lors de l'apparition de la tendance au blocage. 4 Répartiteur de freinage pour véhicule automobile, destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, compoi tant des capteurs pour engendrer des signaux électriques proportion- nels au comportement en rotation d roue de l'essieu avant et de l'essieu arrière du véhicule, des circuits électroniques pour combiner, traiter et évaluer les signaux des capteurs et engendrer d Es signaux de commande et un ou plusieurs modulateurs de commande de la pression de freinage à l'essieu avant et à l'essieu arrière, caractérisé en ce qu 'un ou plusieurs modulateurs ( 6, 16) sont prévus pour la réduction de la pression à l'essieu arrière (HA) lors de l'apparition de signaux indiquant une tendance au blocage. Répartiteur de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu des valves à deux voies et deux positions ( 6,16) à com- mande électromagnétique et à action rapide, utilisées comme modulateurs qui, une fois excitées, relient respectivement une roue arrière (HR 1, HR r) ou un cylindre de frein de roue arrière à un réservoir d'égalisation de pression et bloquent l'écoulement lorsqu'elles sont privées de courant. 6 Répartiteur de freinage selon la revendication 4 destiné à un véhicule automobile pourvu d'un système de freinage hydraulique, avec partage en diagonal des circuits de freinage, caractérisé en ce que les circuits de freinage ( 2, 3) hydrauliques des deux roues arrière (HR 1, HR 2) sont reliés à une valve àdeux voies ( 6) à commande électromagnétique, qui est fermee lorsqu'elle ne reçoit pas de courant et qui, une fois exci- tée, établit une liaison avec un réservoir d'égalisation de pression ( 13) , des soupapes de retenue ( 11, 12) étant respectivement intercalées sur le parcours de la soupape à deuxvoies ( 6) afin de découpler les deux circuits de freinage hydrauliques.