Brevet FR2563792A1 — publié le 19851108

La présente invention concerne les moyens de transport et a notamment pour objet un dispositif de commande des modulateurs de pression faisant partie du système de freinage antiblocage d'un moyen de transport. L'invention est applicable aux automobiles et aux tracteurs, ainsi qu'aux moyens de transport aériens et ferroviaires lorsqu'on désire éviter le blocage des roues en vue de réduire la distance de freinage ou d'améliorer la stabilité transversale desdits moyens. La fonction principale de n'importe quel système de freinage pourvu de moyens antiblocage consiste à assurer une commande permettant à la roue en régime de freinage une vitesse de rotation aussi proche que possible de sa valeur optimale correspondant au meilleur coefficient d'adhérence de la roue au revêtement routier. Cette optimisation de la vitesse de rotation de la roue est surtout gênée par l'inertie propre du système de freinage, due, à son tour, à l'inertie des blocs constituant celui-ci, d'où l'importance particulière que l'on accorde à la réduction de ladite inertie. L'inertie du dispositif de commande de modulateurs de pression faisant partie du système de freinage antiblocage réside dans la réponse retardée des modulateurs de pression par rapport au moment de l'application auxdits modulateurs des signaux de l'unité calculatrice. On connaît un système de freinage autiblocage (voir le brevet d'invention des Etats Unis d'Amérique nO 3652132), qui est muni d'un dispositif de commande de modulateurs de pression comprenant un premier et un deuxième amplificateur de puissance pilotés par une unité calculatrice et des solénoides de modulateurs de chute et de maintien de la pression de freinage lesquels solenoldes sont reliés auxdits amplificateurs par l'intermédiaires d'un relais de commande. Dans ce dispositif, le temps de réponse des modulateurs de pression est considérable, étant composé d'un retard d'enclenchement et de déclenchement du relais à partir du moment d'émission des signaux par les sorties des amplificateurs de puissance, et d'un retard de réaction des modulateurs eux-memes, compris entre le moment d'arrivée des signaux aux enroulements des solénoïdes et le moment ot les organes d'exécution desdits modulateurs (dispositifs à soupapes ou tiroirs actionnés par les armatures des solénoldes) s'arrêtent en fin de course On connaît un autre système de freinage antiblocage qui comprend une unité calculatrice ayant une première et une deuxième sortie délivrant successivement un premier et un deuxième signal, respectivement, ainsi qu'un dispositif de commande de modulateurs de pression branché sur ces sorties (voir le brevet d'invention de l'URSS NO 561502). Le dispositif de commande des modulateurs de pression comprend un premier et un deuxième amplificateur de puissance et des solénoïdes de valves électromagnétiques. L'une desdites valves électromagnétiques fait partie du modulateur de chute de la pression de freinage, l'autre valve étant prévue dans le modulateur de maintien de la pression de freinage. Le solénoïde du modulateur de chute de la pression est connecté à la sortie du premier amplificateur de puissance, dont l'entrée sert de première entrée du dispositif de commande des modulateurs de pression, cette première entrée étant reliée à la première sortie de l'unité calculatrice. Le solénoïde du modulateur de maintien de la pression est connecté à la sortie du deuxième amplificateur de puissance, dont les entrées sont reliées, par l'intermédiaire de diodes d'isolement, aux première et deuxième sorties de l'unité calculatrice. Dans ce dispositif, le fait d'éliminer le relais de commande grâce à l'emploi des amplificateurs de type électronique, permet de rendre plus rapide la réponse des organes d'exécution des modulateurs d'une valeur de temps égale au retard d'enclenchement et de déclenchement du relais. Le retard de réaction des modulateurs de pression reste cependant très important, ce qui nuit à l'efficacité du système de freinage antiblocage et, de ce fait, accrolt la distance de freinage du véhicule. L'invention vise à remédier à cet inconvénient. On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif de commande des modulateurs de pression d'un système de freinage antiblocage de moyen de transport, qui rendrait le frein plus efficace grâce à une modification de la liaison électrique entre les solénoïdes de chute et de maintien de la pression de freinage, assurant une meilleure réaction de leurs organes d'exécution. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif de commande des modulateurs de pression d'un système de freinage antiblocage de moyen de transport, du type comportant une unité calculatrice ayant une première et une deuxième sortie fournissant successivement un premier et un deuxième signal, respectivement. Le dispositif comporte en outre un premier et un deuxième amplificateur de puissance, un solénolde de modulateur de chute de la pression de freinage et un solénoïde de modulateur de maintien de celle-ci. Les solénoïdes en question sont reliés électriquement à une source d'alimentation.Le solénoïde du modulateur de chute de la pression de freinage est connecté à la sortie du premier amplificateur de puissance, et le solénoïde du modulateur de maintien est connecté à la sortie du deuxième amplificateur de puissance. L'entrée du premier amplificateur de puissance sert de première entrée du dispositif de connnande des modulations de pression, destinée à la connexion avec la première sortie de l'unité calculatrice. Selon l'invention, le solénolde du modulateur de maintien est lui aussi relié à la sortie du premier amplificateur de puissance, l'entrée du deuxième amplificateur de puissance servant de deuxième entrée du dispositif de commande des modulateurs de pression,destinée à la connexion à la deuxième sortie de l'unité calculatrice. Ainsi, en phase de maintien de la pression, les solénoides sont insérés en série dans le circuit d'alimentation, ce qui provoque une augmentation de courte durée de la tension aux bornes du solénoïde du modulateur de maintien de la pression au moment de la mise hors circuit du premier amplificateur de puissance, ce qui contribue à rendre plus rapide la réponse de l'organe d'exécution de ce modulateur au moment de la mise en circuit de celui-ci. Grâce à cela, le passage du système de freinage antiblocage d'une phase opératoire l'autre s'effectue avec un retard moins important, c'est-a-dire que tout le cycle de fonctionnement du système de freinage, constitué d'une phase d'augmentation, d'une phase de chute et d'une phase de maintién de la pression, prend un temps moins important.Ainsi, on obtient une meilleure rapidité de fonctionnement et, par conséquent, une meilleure efficacité dudit système, d'out un accroissement de l'efficacité du freinage du moyen de transport, c'està-dire de sa stabilité et sa manoeuvrabilité, de pair avec une réduction du temps de freinage. D'autre part, la réduction du retard de la réaction de l'organe d'exécution du modulateur de maintien de la pression permet d'économiser le fluide moteur, cette économie résultant du fait d'une meilleure observation de la place imposée de régulation de la pression de freinage (augmentation et réduction moins excessives que dans le dispositif connu). Le mode de connexion des solénoides et des amplificateurs, auquel on a recours dans ce dispositif de commande des modulateurs de pression, exige que les signaux de commande soient délivrés d'une marnière successive, ce qui permet d'éliminer la liaison entre le deuxième amplificateur et la première sortie de l'unité calculatrice et, par là même, de rendre tout le circuit plus simple.Du fait qu'on obtient une réduction de la durée de l'un des signaux de commande délivrés aux entrées des amplificateurs de puissance, on bénéficie en même temps d'une consommation réduite d'énergie électrique, ce qui est surtout intéressant pour les véhicules à remorques à essieux multiples, dont toutes les roues, ou leur plus grande partie, sont contrôlées par le système de freinage antiblocage. Le mode préféré de réalisation de l'invention se caractérise en ce que la tension opératoire nominale du solénoïde du modulateur de chute est inférieure à la tension nominale de la source d'alimentation. Ceci permet une plus grande rapidité de fonctionnement de l'organe d'exécution du modulateur de chute et, par la même, une réduction supplémentaire du retard total dans le cycle de fonctionnement du système de freinage antiblocage. Cette réduction est très importante lorsque la tension opératoire nominale du solénoïde du modulateur de chute est de 1,5-1,8 fois inférieure à la tension nominale de la source d'alimentation. Pour obtenir une meilleure rapidité de réaction des organes d'exécution des deux modulateurs au moment de leur mise hors circuit, il est rationnel que la somme de tensions opératoires nominales des solénoïdes des modulateurs de chute et de maintien soit supérieure à la tension nominale de la source d'alimentation. Dans ce cas, les solénoïdes étant reliés en série, le courant traversant leurs enroulements devient inférieur à la valeur nominale, ce qui rend plus rapide la mise en action des organes d'exécution des modulateurs respectifs. On arrive à un effet optimal lorsque ladite somme des tensions est de 1,2-1,5 fois supérieure à la tension nominale de la source d'alimentation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts; détails et avantages de celle-ci apparaltront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de plusieurs modes de réalisation donnés à titre non limitatif, avec références aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique d'un système de freinage antiblocage muni d'un dispositif de commande de modulateurs de pression conforme à l'invention; - la figure 2 représente des diagrammes temporels illustrant le fonctionnement du dispositif de commande des modulateurs de pression conforme à l'invention. Le système de freinage antiblocage donné sur la figure 1 comprend un capteur 1 de vitesse de la roue, une unité calculatrice 2 reliée électriquement au capteur de vitesse 1, ainsi qu'un dispositif 3 de commande des modulateurs de pression, relié électriquement à 11 unité calculatrice 2 et muni de solénoïdes 4 et 5 dont les armatures sont reliées mécaniquement aux valves (non représentées) des modulateurs de chute et de maintien de la pression, respectivement. Le capteur 1 est un dispositif connu, de préférence un transducteur de fréquence monté sur la roue du moyen de transport et destiné à engendrer un signal proportionnel à la vitesse de rotation de la roue. L'unité calculatrice 2 est un dispositif produisant deux types de signaux qui apparaissent successivement à sa première sortie 6 et à sa deuxième sortie 7. L'unité 2 peut être réalisée d'une manière connue, par exemple connue décrit dans le brevet d'invention de l'URSS n0 561502, suivant lequel elle comprend un bloc différentiateur dont l'entrée sert d'entrée à ladite unité calculatrice, un détecteur à seuil dont l'une des entrées est connectée à l'entrée de l'unité calculatrice, l'autre étant reliée à la sortie du bloc différentiateur, ainsi qu'un détecteur d'accélération maximale relié par son entrée à la sortie du bloc différentiateur. En l'occurrence , la sortie du détecteur à seuil sert de première entrée 6 à l'unité calculatrice 2, et la sortie du détecteur d'accélération maximale, de deuxième sortie 7 à cette même unité 2. Dans le dispositif 3 de commands des modulateurs de pression, le solénOîde 4 du modulateur de chute de la pression de freinage est connecté à la sortie 6 de l'unité calculatrice 2 par l'intermédiaire d'un premier amplificateur de puissance 8, et le solénolde 5 du modulateur de maintien de ladite pression est relié à la sortie 7 de ladite unité par l'intermédiaire d'un deuxième amplificateur de puissance 9. Les amplificateurs de puissance 8 et 9 sont, en lloccur- rence, des commutateurs électroniques. L'entrée du premier amplificateur 8 et l'entrée du deuxième amplificateur 9 sont, respectivement, la première et la deuxième entrée du dispositif 3 de commande du modulateur de pression.Le solénoïde 5 est relié à la sortie du premier amplificateur de puissance 8, tandis que le solénoïde 4 est relié à la borne m d'une source d'alimentation, qui est une source de courant continu. Les barres d'alimentation communes des amplificateurs de puissance 8 et 9 sont reliées à la deuxième borne n de ladite source. Le système de freinage antiblocage fonctionne comme décrit ci-dessous. Les signaux délivrés par le capteur 1 de vitesse de la roue arrivent à l'unité calculatrice 2 qui détermine la nécessité d'une chute,d'un maintien ou d'une augmentation de la pression de freinage en fonction des conditions locales du freinage et de la tendance de la roue à se bloquer. Lorsqu'une chute de pression s'impose, la première sortie 6 de l'unité calculatrice 2 délivre un premier signal qui arrive à l'entrée du premier ampli- ficateur de puissance 8 qui provoque la mise en jeu du solénoïde 4 faisant partie du-modulateur de chute de pression. Alors, l'armature du solénoïde 4, reliée à la valve correspondante, agit sur celle-ci de manière à diminuer la pression de freinage P (figure 2, courbe a, portion AB). il est à noter que la réduction de la pression de freinage P ne commence pas simultanément avec l'arrivée du signal U1 au dispositif 3, mais après un certain temps t déterminé par le retard de la réponse du modulateur, composé d'un tempsA t1 pendant lequel se produit l'augmenta tion du courant dans l'enroulement du solénoïde 4 jusqu'à une valeur suffisante pour la mise an action de son armature, et d'un temps t2 pendant lequel l'organe de la valve du modulateur parcourt la distance h1. Dans le retard total de réponse du modulateur, le temps t1 constitue 70-80%, sa valeur étant sensiblement fonction de la tension alimentant le solénoïde 4. Dans un mode de réalisation préféré, la tension opératoire nominale du solénoïde 4 est choisie inférieure à la tension nominale de la source d'alimentation, grâce à quoi l'augmentation du courant dans le solénoÏde 4 est plus rapide, d'où une réduction correspondante du tempsdtl de mise en action de l'armature de ce solénoïde. Il est à noter qu'une certaine surcharge du solénoïde 4 du modulateur de chute, résultant du rapport précité des tensions de ce solénoïde et de la source d'alimentation, n'affecte pas le fonctionnement dudit solénoïde en raison de la faible valeur du temps t1 pendant lequel seul le solénoïde 4 est branche sur le circuit d'alimentation. La réduction du temps t1 conduit à une réduction du retard total de réponse du modulateur (le temps t2 de parcours de la distance h1 par l'organe de la valve du modulateur ne dépend pas de la tension dans le solénoïde 4 et ne peut pas être modifié de cette façon). il est rationnel, du point de vue économique, que la tension nominale de la source d'alimentation soit supérieure de 1,5-1,8 fois à la tension opératoire nominale du solénoïde 4. Un tel dépassement permet d'obtenir une réaction plus rapide du modulateur considéré, l'enroulement du solénoïde n'étant soumis qu'à une faible surchauffe momentanée. Quand commence la deuxième phase de fonctionnement du système de freinage antiblocage, celle du maintien de la pression, la deuxième sortie 7 de l'unité calculatrice 2 produit un signal U2 (figure 1) qui est appliqué à l'entrée du deuxième amplificateur de puissance 9. En même temps, cesse le signal U1 alimentant la sortie 8, et il se produit une brusque variation de la tension aux bornes de l'enroulement du solénoïde 4 et à la naissance d'une force électromotrice inverse due à l'inductance de cet enroulement. La force contre-électromotrice s'ajoute à la tension de la source d'alimentation, d'où un régime élevé de branchement du solénoïde 5 de maintien de la pression.L'augmentation du courant dans l'enroulement du solénoïde 5 jusqu'à une valeur permettant la mise en action de son armature devient sensiblement plus rapide. il convient de noter que cet effet avantageux s'obtient même lorsque l'arrêt du signal U1 se produit après l'apparition du signal U2, ce qui facilite considérablement le problème de la réalisation du dispositif décrit. La distance h2 étant parcourue, la valve du modulateur respectif (figure 2) assure le maintien de la pression de freinage à un niveau constant (courbe a, portion BC). En phase de maintien de la pression, les enroulements des solénoïdes 4 et 5 sont branchés en série. La tension appliquée aux bornes de l'enroulement du solénoïde 4 faisant partie du modulateur de chute de la pression devient alors inférieure à sa valeur en phase de chute de pression. En conséquence, le courant traversant les enroulements des solénoïdes 4 et 5 diminue. Si les tensions opératoires nominales des solénoïdes 4 et 5 sont choisies de sorte que leur somme soit supérieure à la tension nominale de la source d'alimentation, on obtient une réduction du temps de relâchement des solénoïdes branchés simultanément, c'est-à-dire du temps séparant le moment d'arrêt du signal U2 alimentant les enroulements du solénoïde 5 et du solénoïde 4, branchés en série, et le moment marquant le début du déplacement, en position initiale, de l'organe d'exécution de chacun des modulateurs. Une réponse sensiblement plus rapide se fait déjà sentir, au débranchement des solénoïdes 4 et 5, lorsque le dépassement précité est de l'ordre de 1,2 fois.Mais lorsqu'elle dépasse 1,5 fois, il y a un risque que le courant traversant le circuit soit inférieur à celui de relâchement, c'est-à-dire au courant qui provoque normalement le retour des valves, reliées aux armatures des solénoïdes 4 et 5, en position initiale (position correspondant à celle qu'elles occupent en l'absence de courant dans les enroulements des solénoïdes 4 et 5). On considère comme optimale la condition où la somme des tensions opératoires nominales des solénoïdes 4 et 5 est supérieure de 1,2 à 1,5 fois à la tension nominale de la source d'alimentation. L'amélioration obtenue dans le fonctionnement du système de freinage, au point de vue de sa rapidité, résultant du mode de connexion des solénoïdes décrit plus haut, au sein du dispositif de commande des modulateurs de pression, peut être illustrée par les chiffres suivants. Pour un système de freinage commandé hydrauliquement, le temps de réduction complète de la pression de freinage (de la valeur maximale à la valeur minimale) est de 100 ms. Le retard de réaction des solénoïdes est normalement de 30 ms, d'où une erreur d'entrée en phase de maintien de la pression de freinage de l'ordre de 30%. Dans le dispositif de commande des modulateurs de pression conforme à l'invention, on arrive à diminuer le temps de mise en action de la valve jusqu'à 20 ms, c'est-à- dire qu'il y a un gain de 108 qui se traduit par une réduction de 3 à 5% de la distance de freinage (surtout sur les sols glissants), par une économie de fluide moteur allant jusqu'à 108,et par une amélioration de la stabilité et de la manoeuvrabilité du moyen de transport. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande des modulateurs de pression d'un système de freinage antiblocage d'un véhicule ou moyen de transport, du type comportant une unité calculatrice ayant une première sortie et une deuxième sortie fournissant successivement un premier signal et un deuxième signal, respectivement, un premier et un deuxième amplificateur de puissance, ainsi que, reliés électriquement à une source d'alimentation, un solénoïde de modulateur de chute de la pression de freinage, et un solénoïde de modulateur de maintien de ladite pression, connectés respectivement aux sorties dudit premier et dudit deuxième amplificateur de puissance, l'entrée dudit premier amplificateur de puissance servant de première entrée du dispositif de commande des modulateurs de pression, destinée à être connectée à la première sortie de l'unité calculatrice, caractérisé en ce que le solénoïde (4) du modulateur de maintien de la pression de freinage est relié à la sortie du premier amplificateur de puissance (8), l'entrée du deuxième amplificateur de puissance (9) servant de deuxième entrée au dispositif (3) de commande des modulateurs de pression, destinée à être connectée à la deuxième sortie de l'unité calculatrice(2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension opératoire nominale du solénoïde du modulateur de chute de la pression de freinage est inférieure à la tension nominale de la source d'alimentation. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tension opératoire nominale du solénoïde du modulateur de chute est de 1,5 à 1,8 fois inférieure à la tension nominale de la source d'alimentation. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la somme des tensions opératoires nominales des solénoïdes des modulateurs de chute et de maintien est supérieure à la tension nominale de la source d'alimentation. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la somme des tensions opératoires nominales des solénoïdes desdits modulateurs de chute et de maintien de la pression est de 1,2 à 1,5 fois supérieure à la tension nominale de la source d'alimentation.