Brevet FR2583692A1 — publié le 19861226

- 1 - La présente invention concerne un procédé permettant de mo- duler la réduction de pression lors de la régulation du glissement des roues au moyen d'un système hydraulique de freinage, dans lequel des signaux électriques représentant le comportement en rotation des roues sont produits, mis en forme et traités électro- niquement, et dans lequel, lors de la régulation du glissement, c'est-à-dire en cas d'apparition d'une tendance au blocage, une valve de commande de pression est actionnée par impulsions et de l'agent de pression est refoulé du cylindre de frein de la roue concernée dans un réservoir de compensation de pression, la variation de la pression de freinage étant adaptée au comportement en rotation des roues en faisant varier le rapport impulsion/intervalle des signaux d'action- nement de valve. Un agencement permettant de réaliser ce procédé fait également partie de la présente invention. On connaît déjà des systèmes hydrauliques de freinage anti- blocage pour véhicules, qui comprennent des capteurs permettant de produire des signaux électriques correspondant au comportement en ro- tation des roues. Sur les conduites de liquide de pression menant du générateur de pression de freinage aux cylindres des freins de roue sont implantés des agencements d'électrovannes qui sont constitués d'une valve d'entrée et d'une valve de sortie et qui servent à main- tenir la pression de freinage constante ou à la réduire en cas de blocage imminent. Dans cet agencement, la vitesse ou, respectivement, le gradient de l'établissement et de la réduction de la pression de freinage est modifié au moyen de signaux d'actionnement de valve en forme d'impulsions, dont le rapport impulsion/intervalle peut varier entre zéro et l'infini en fonction du comportement des roues en mou- vement (brevet allemand 19 14 765). En l'occurence, la courbe carac- téristique de décharge pression/temps ou, respectivement, la varia- tion de pression lors de la phase de réduction de pression n'est pas prise en compte ou ne l'est qu'indirectement, c'est-à-dire insuffi- samment. En raison de la non-linéarité connue de la courbe caracté- ristique pression/temps d'un système de freinage, il se produit donc une réduction de pression très rapide au début, mais la courbe carac- téristique pression/temps adopte une allure très plate par la suite. -2- Dans la mesure o l'amplitude de la réduction de pression est très grande au départ, il est difficile de-mesurer avec précision la ré- duction de pression, ce qui favorise la tendance aux oscillations de la suspension des roues. En outre, le confort de conduite pâtit des très importantes amplitudes initiales selon lesquelles varie la pres- sion. En particulier sur chaussée glissante, la lenteur de la réduc- tion de pression dans la plage inférieure de la courbe caractéristi- que pression/temps se révèle être un inconvénient. La présente invention a donc pour but de pallier les incon- vénients décrits et de fournir un procédé destiné à commander un sys- tème hydraulique de freinage antiblocage, permettant, lors de la ré- gulation du glissement des roues, de doser la réduction de pression avec une plus grande précision et de mieux adapter la pression aux différents coefficients de frottement, états de la chaussée et situa- tions. Il s'est avéré que ce but pouvait être atteint de manière étonnamment simple et techniquement évoluée par un procédé du type indiqué précédemment, de manière que, lors de l'actionnement des val- ves de réduction de pression, c'est-à-dire en cas de variation du rapport impulsion/intervalle des signaux d'actionnement, la courbe caractéristique pression/temps du système de freinage, c'est-à-dire la variation de pression en fonction de la courbe caractéristique pendant la phase de réduction, soit également prise en compte en aug- mentant le rapport impulsion/intervalle, c'est-à-dire l'intervalle d'excitation de la valve de réduction de pression, et donc la durée des impulsions par rapport aux intervalles, après un laps de temps prédéterminé, c'est-à-dire après un laps déterminé de réduction de pression, après un nombre prédéfini d'impulsions de signaux d'action- nement ou équivalents, le signal de réduction de pression étant main- tenu. Dans un agencement destiné à mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention, à savoir à moduler la réduction de pression lors de la régulation du glissement des roues à l'aide d'un système hydraulique de freinage antiblocage comprenant un générateur de pres- sion de freinage, un réservoir d'alimentation de pression ainsi que - 3 des cylindres de frein de roue, et sur les conduites de liquide de pression duquel sont implantées des valves de commande de la pression à commande électromagnétique qui permettent de fermer la conduite de liquide de pression normalement ouverte, menant du générateur de pression de freinage aux cylindres de frein de roue, et d'ouvrir la conduite de retour de liquide de pression, menant des cylindres de frein de roue au réservoir d'alimentation de pression, des capteurs étant prévus pour produire des signaux électriques représentant le comportement en rotation des roues, ainsi que des circuits électroni- LO ques câblés ou programmés destinés à combiner logiquement et à trai- ter les signaux de capteur et à produire les signaux de commande de valves permettant de commander la vitesse de réduction de la pres- sion, la pression résiduelle, la variation (moyenne) de la pression de freinage ou le gradient de pression de freinage en actionnant, sous forme d'impulsions, les valves implantées sur la conduite de re- tour de liquide de pression et en faisant varier le rapport impul- sion/intervalle ou la durée des impulsions en fonction du comporte- ment en rotation des roues, le perfectionnement réside en ce que l'actionnement des valves de commande de la pression pendant la phase de réduction de la pression, c'est-à-dire la durée et/ou la succes- sion chronologique des phases d'ouverture et de fermeture des valves, peut varier en fonction de la variation de la pression pendant la phase de réduction de la pression. Plusieurs autres modes de réalisation avantageux du procédé conforme à la présente invention ainsi que des agencements particu- lièrement avantageux sont décrits dans les sous-revendications anne- xées. La présente invention fournit donc un procédé permettant d'éliminer les effets néfastes des courbes caractéristiques de dé- charge non linéaires pression/temps d'un système de freinage, c'est- à-dire la réduction de pression non linéaire dans le temps, sans ac- croItre la mise en oeuvre de moyens et en prévoyant simplement une conception ou une programmation appropriées du circuit électronique de combinaison. Contrairement aux procédés et agencements connus, la présente invention fait appel non seulement à des valeurs de référen- -4 - ce relatives aux roues comme valeurs d'entrée destinées à déterminer les signaux d'actionnement de valve lors de la commande de la réduc- tion de pression effectuée dans le cadre d'une régulation du glisse- ment de freinage, mais également à des variables de régulation qui dépendent de la courbe caractéristique de pression du système hydraulique de freinage. L'algorithme de réduction de pression peut être considérablement amélioré en tenant compte de la courbe caractéristi- que d'un frein hydraulique. La tendance aux oscillations de la sus- pension des roues, qui, en cas de coefficient de frottement élevé, se traduit par de fortes variations de l'amplitude de pression, peut être compensée par un dosage précis de la pression en fonction de la courbe caractéristique pression/temps du système de freinage. Le con- fort de conduite est également amélioré par une modulation plus fine et plus précise de la pression. L'énergie hydraulique auxiliaire, qui est nécessaire à la régulation du glissement et qui doit être fournie par la pompe ou par l'accumulateur hydraulique d'un système hydrauli- que de freinage classique, est réduite. L'accélération de la réduc- tion de pression lors des processus de régulation effectués à un ni- veau de pression relativement faible, par exemple sur des chaussées très glissantes, constitue également un gros avantage. La présente invention permet donc d'améliorer très sensiblement la régulation du glissement, que le coefficient de frottement soit élevé ou faible. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - - la figure 1, le diagramme des connexions hydrauliques et électriques d'un système de freinage destiné à mettre- en oeuvre le procédé conforme à l'invention, - la figure 2, le bloc-diagramme de la partie de l'arrange- ment de circuits électroniques, conforme à la figure 1, qui est né- cessaire à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, - la figure 3, le diagramme de la variation de pression et des signaux d'actionnement de valve de sortie conformes à un mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, - 5 - - la figure 4, sous la même forme que la figure 3, la varia- tion de pression et la variation des signaux dans un deuxième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 5, sous la même forme que les figures 3 et 4, la variation de pression et la variation des signaux dans un troisième mode de réalisation de la présente invention. Conformément à la figure 1, un système de freinage antiblo- cage, mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention destiné à commander la réduction de pression, est constitué d'un générateur de pression de freinage 1 auquel sont reliés trois circuits de liquide de pression isolés hydrauliquement 2, 3, 4. Dans ce cas, il s'agit par exemple d'un amplificateur hydraulique d'effort de freinage 5 qui est solidarisé à un maitre-cylindre en tandem 6. En temps normal, un système connu de ce type permet d'éta- blir, dans les différents circuits de freinage 2, 3, 4, une pression de freinage qui est sensiblement proportionnelle à la force F exer- cée sur une pédale de frein 7. L'énergie auxiliaire, destinée à am- plifier la force F exercée sur la pédale, est prélevée sur une source de pression auxiliaire qui est constituée pour l'essentiel d'une pom- pe hydraulique 8, associée à une valve anti-retour 9, et d'un l'accu- mulateur de pression 10. Le côté aspiration de la pompe 8 est relié à un réservoir de compensation et d'alimentation 11 qui, en outre, ali- mente le mattre-cylindre 6 en liquide de pression. Les pistons de travail 12, 13 du maître-cylindre en tandem 6 et les ressorts de rappel correspondants 14, 15 sont également repré- sentés à la figure 1. Dans le mode de réalisation décrit, chacune des deux roues avant VR, VL est reliée à un circuit de liquide de pression 2, 3 du maitre-cylindre 6, tandis que les deux roues arrière HR, HL sont re- liées ensemble au circuit 4 de l'amplificateur d'effort de freinage 5. Chaque circuit de liquide de pression est équipé d'une paire de valves d'entrée et de sortie 16, 17; 18, 19; 20, 21 à l'aide desquelles la pression de freinage régnant dans les freins des roues avant VR, VL peut être régulée individuellement et celle régnant dans - 6 - les roues arrière HR, HL peut être régulée de manière commune. L'éta- blissement de la pression est commandé par l'intermédiaire des valves d'entrée 16; 18; 20, tandis que la réduction de la pression l'est par l'intermédiaire des valves de sortie 17; 19; 21. Les deux val- ves 16, 17; 18, 19; 20, 21 sont fermées au cours de la phase pen- dant laquelle la pression est maintenue constante. Toutes les valves sont conçues ici sous la forme de valves directionnelles à deux voies/deux positions à commande électromagné- tique, les valves d'entrée 16, 18, 20 étant ouvertes en position ini- tiale, c'est-à-dire tant qu'elles ne sont pas excitées, et les valves de sortie ou de réduction de pression 17, 19, 21 étant fermées en po- sition initiale et ne permettant d'envoyer du liquide de pression dans le réservoir de compensation 11 par l'intermédiaire de la con- duite de retour 22 que lorsqu'elles ont été excitées ou commutées électromagnêtiquement. En outre, des systèmes de freinage de ce type comprennent des conduites de liquide de pression (non représentées) qui sont commandées par des valves et qui permettent d'envoyer dans les circuits statiques 2, 3 du liquide de pression provenant du sys- tême d'alimentation de pression auxiliaire 8, 9, 10. Cette opération est nécessaire pour compenser la quantité de liquide de pression qui est transmise au réservoir 11 à travers les valves 17 et 19 lors de la phase de réduction de pression. En outre, chaque roue du véhicule VR, VL, HR, HL est munie d'un capteur 23, 24, 25, 26, par exemple d'un transducteur inductif, pour déterminer le comportement en rotation des roues. Les informa- tions sont transmises par l'intermédiaire de lignes de signaux, sous la forme de signaux électriques, aux circuits électroniques qui sont regroupés dans le bloc 27 et dans lesquels les signaux sont mis en forme, traités et combinés logiquement. En fonction de ces signaux de capteur appliqués aux entrées E1 à E4, des signaux de commande de la pression de freinage sont produits dans le bloc 27 et, par l'intermé- diaire des sorties A1 à A6, sont transmis aux valves à commande di- rectionnelle à deux voies/deux positions 16 à 21 qui servent à modu- ler ou, respectivement, à réguler la pression de freinage dans les différents cylindres de frein de roue lors de l'apparition d'un blo- - 7 - cage imminent. Les circuits du bloc 27 peuvent être conçus sous la forme de circuits électroniques logiques câblés, mais également sous la forme de circuits programmés, par exemple de micro-ordinateurs. Un composant 28 des circuits électroniques du bloc 27, qui est symbolisé en trait discontinu, sert à réaliser le procédé confor- me à l'invention. A la figure 2 sont représentés, sous forme détail- lée, les différents blocs de fonction d'un circuit de ce type, dont certains - en particulier les capteurs Sl à S4, qui sont identiques L0 aux transducteurs 23 à 26 de la figure 1 - ainsi que les circuits correspondants de mise en forme des signaux et d'autres blocs doi- vent, de toute façon, être prévus dans le circuit 27 pour produire les signaux de commande de la pression de freinage. Un circuit, muni des composants représentés à la figure 2, est nécessaire pour chaque canal de régulation, indépendamment des composants qui sont représentés en trait discontinu et qui ne sont prévus qu'en un seul exemplaire. Conformément à la figure 2, le signal du capteur 23 est d'abord transmis à un circuit de mesure de vitesse 29 dans lequel il est mis en forme, amplifié et, si nécessaire, transformé en vue d'un traitement ultérieur. Un signal représentant l'accélération et la dé- célération des roues est obtenu par différenciation effectuée dans un circuit différenciateur 33. Dans un circuit de combinaison 34, le si- gnal d'accélération/décélération est combiné logiquement avec le si- gnal de vitesse, fourni directement au circuit 34 par la ligne de si- gnaux 35, et avec une valeur de référence, fournie au circuit 34 par la ligne 36, afin de produire les signaux de commande de la pression de freinage. La valeur de référence, c'est-à-dire la vitesse dite de référence du véhicule, est formée dans le circuit 37, à partir des signaux de vitesse mis en forme de tous les capteurs de roue 23 à 26, selon un algorithme prédéterminé. Alors que les signaux de commande de la pression de freinage formés dans le circuit logique 34 sont directement transmis aux val- ves d'entrée 16' (18', 20') par l'intermédiaire de la sortie Al' iA3', AS'), les signaux destinés à actionner les valves de réduction - 8 - de pression de freinage 17' (19', 21') sont d'abord transmis à un mo- dulateur de réduction de pression 39 par l'intermédiaire d'une ligne de signaux 38. Par l'intermédiaire de la ligne de signaux 40, le mo- dulateur 39 reçoit également des signaux d'accélération/décélération de roues. En outre, les signaux de sortie du modulateur 39, qui per- mettent de commander les valves de sortie et les valves de réduction de pression 17' (19', 21'), sont enregistrés par un compteur 41. Le résultat de comptage est également transmis au modulateur de réduc- tion de pression 39 par l'intermédiaire de la ligne 42. Les figures 3 à 5 illustrent l'amélioration de la réduction de pression de freinage permise par le procédé conforme à l'invention et par la conception appropriée du modulateur conforme à la figure 2. Ces figures représentent la variation de pression de freinage et les signaux de commande iAV qui sont présents à la sortie du modulateur 39 et qui servent à commander les valves de sortie ou, respective- ment, les valves de réduction de pression. Conformément à la figure 3, une commutation est prévue au moment t5 si le signal de réduction de pression transmis par la ligne 38 au circuit 39 (cf. figure 2) est encore présent à ce moment. Ceci tient au fait que la valve de sor- tie, qui a d'abord été actionnée par impulsions, est excitée de ma- nière continue au moment t5 jusqu'à la fin de la réduction de pres- sion. Le laps de temps t1 à t5 s'écoulant jusqu'à la commutation au mode d'excitation continue est déterminé soit par un éliment de temporisation, soit par un nombre défini d'impulsions. Dans le mode de réalisation conforme à la figure 3, la commutation au mode d'exci- tation continue intervient si un signal de réduction de pression est encore présent au début de la cinquième impulsion. La courbe en trait fort 43 de la figure 3 représente la va- riation de pression moyenne. En l'absence d'une commutation au moment ts, la pression suivrait la courbe en trait mixte 44. Alors que la pression baisse relativement vite au début, la réduction de la pres- sion résiduelle durerait longtemps, par comparaison, si la commuta- tion conforme à l'invention n'était pas effectuée. La courbe en esca- lier 45, tracée en trait fin, correspond à la variation de pression 9 -9 2583692 effective qui se produit pendant le laps tl à t5 et qui, en raison de l'actionnement intermittent de la valve de sortie, alterne les phases de très brusque baisse de pression avec les phases de pression cons- tante. La commande de la réduction de pression à l'aide de plu- sieurs points de commutation permet d'obtenir une linéarité encore meilleure et d'améliorer la réduction de pression, c'est-à-dire d'ef- fectuer un ralentissement au début de la phase de réduction et une approximation rapide à l'équilibre de pression parfait. C'est ce qui est illustré à la figure 4. La réduction de pression commence au mo- ment t6. Après deux impulsions d'égale longueur - l'intervalle res- tant constant -, la durée du signal d'actionnement iAV est doublée; après deux nouvelles impulsions, toujours d'égale longueur, la durée d'impulsion est à nouveau réduite au moment to10. Dans ce mode de réa- lisation, le rapport impulsion/intervalle est donc augmenté par pa- liers. La commutation au mode d'excitation continue intervient au mo- ment t12. Dans le mode de réalisation de la présente invention confor- me à la figure 5, il est enfin prévu d'augmenter le rapport impul- sion/intervalle de manière quasi continue à partir du début de la ré- duction de pression (t13) jusqu'à l'excitation continue (t17). Pour les variantes conformes à la figure 4 et à la figure 5, il est nécessaire de prévoir, au lieu du compteur 41, un circuit lé- gèrement plus complexe qui, en liaison avec le modulateur 39, provo- que une commutation multiple ou la prolongation continue des signaux d'actionnement de valve de sortie iAV. - 10 - REVENDICATIONS 1. Procédé permettant de moduler la réduction de pression lors de la régulation du glissement des roues au moyen d'un système hydraulique de freinage, dans lequel des signaux électri- ques représentant le comportement en rotation des roues sont pro- duits, mis en forme et traités électroniquement, et dans lequel, lors de la régulation du glissement, c'est-à-dire en cas d'apparition d'une tendance au blocage, une valve de commande de pression est ac- tionnée par impulsions et de l'agent de pression est refoulé du cy- lindre de frein de la roue concernée dans un réservoir de compensa- tion de pression, la variation de la pression de freinage étant adaptée au comportement en rotation des roues en faisant varier le rapport impulsion/intervalle des signaux d'actionnement de valve, ca- ractérisé en ce que lors de l'actionnement de la valve de réduction de pression (17, 17', 19, 19', 21, 21') c'est-à-dire en cas de varia- tion du rapport impulsion/intervalle des signaux d'actionnement (iAV), la courbe caractéristique pression/temps du système de freina- ge, c'est-aà-dire la variation de pression en fonction de la courbe caractéristique pendant la phase de réduction, est également prise en compte en augmentant le rapport impulsion/intervalle, c'est-à-dire l'intervalle d'excitation (iAV) de la valve de réduction de pression (17, 17', 19, 19', 21, 21'), et donc la durée des impulsions par rap- port aux intervalles, après un laps de temps prédéterminé, c'est-à- dire après un laps déterminé de réduction de pression, après un nom- bre prédéfini d'impulsions de signaux d'actionnement ou équivalents, le signal de réduction de pression étant maintenu. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'après le laps de temps prédéterminé (t1 à t5), c'est-à-dire que la durée de réduction de pression, le nombre d'impulsions ou des élé- ments équivalents et le signal de réduction de pression sont mainte- nus, le rapport impulsion/intervalle des signaux d'actionnement de valve (iAV) est modifié au profit d'une valeur constante plus élevée. il1- 2583692 3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que, le signal de réduction de pression étant maintenu, le rapport impulsion/intervalle des signaux d'actionnement (iAV) est modifié dans chaque cas, en plusieurs paliers, au profit d'une valeur cons- tante plus élevée. 4. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport impulsion/intervalle des signaux d'actionnement (iAV) est augmenté de façon continue ou quasi continue pendant la phase de réduction de pression. LO 5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'après un laps de temps prédéterminé, le si- gnal de réduction de pression (17, 17', 19, 19', 21, 21') est commuté en mode d'excitation continue jusqu'à la fin de la phase respective de réduction de pression. 6. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les intervalles existant entre les signaux d'actionnement de valve ou, respectivement, les impulsions d'action- nement de valve sont maintenus constants, et en ce que la largeur des impulsions d'actionnement de valve varie en fonction du comportement en rotation des roues et de la variation de pression à l'intérieur du système. 7. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la largeur des impulsions d'actionnement de valve est maintenue constante et les intervalles existant entre les signaux d'actionnement varient en fonction du comportement en ro- tation des roues et de la variation de pression. 8. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la largeur des impulsions d'actionnement de valve et les intervalles varient en fonction du comportement en rotation des roues et de la variation de pression. 9. Agencement destiné à mettre en oeuvre le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, en particulier à moduler la réduction de pression lors de la régulation du glissement des roues à l'aide d'un système hydraulique de freinage com- prenant un générateur de pression de freinage, un réservoir d'alimen- - 12 - 2583692 8 3692 tation de pression ainsi que des cylindres de frein de roue, et sur les conduites de liquide de pression duquel sont implantées des val- ves de commande de la pression à commande électromagnétique qui per- mettent de fermer la conduite de liquide de pression normalement ou- verte, c'est-à-dire lorsque les valves sont en position désexcitée ou initiale, menant du générateur de pression de freinage aux cylindres de frein de roue, et d'ouvrir la conduite de retour de liquide de pression, menant des cylindres de frein de roue au réservoir d'ali- mentation de pression, des capteurs étant prévus pour produire des signaux électriques représentant le comportement en rotation des roues, ainsi que des circuits électroniques câblés ou programmés des- tinés à combiner logiquement et à traiter les signaux de capteur et à produire les signaux de commande de valves permettant de commander la vitesse de réduction de la pression, c'est-à-dire la baisse de la pression et la variation de la pression de freinage, en actionnant sous forme d'impulsions les valves implantées sur la conduite de re- tour de liquide de pression et en faisant varier le rapport impul- sion/intervalle ou la durée des impulsions en fonction du comporte- ment en rotation des roues, caractérisé en ce que l'actionnement des valves de commande de pression (17 à 21) pendant la phase de réduc- tion de la pression, c'est-à-dire la durée et/ou la succession chro- nologique des phases d'ouverture et de fermeture des valves, peut va- rier en fonction de la variation de la pression pendant la phase de réduction de la pression. 10. Agencement conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que les valves de sortie ou de réduction de pression (17, 17', 19, 19', 21, 21') peuvent être actionnées par un modulateur de réduction de pression (39) qui, en présence du signal de réduction de pression, après un laps de temps (tl à t5) ou un nombre d'impulsions prédéter- minés calculés après le début de la réduction de pression (tl), com- mute la valve de réduction de pression en position ouverte jusqu'à la fin de la phase de réduction de pression. 11. Agencement conforme à la revendication 9 ou 10, caracté- risé en ce que le modulateur de réduction de pression (39) augmente, en plusieurs paliers, le rapport impulsion/intervalle des signaux - 13- - 13 - t2583692 d'actionnement (iAV) qui déterminent la position de commutation des valves de sortie (17, 17', 19, 19', 21, 21'). 12. Agencement conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que le modulateur de réduction de pression (39) augmente, de façon continue ou quasi continue, le rapport impulsion/intervalle des signaux d'actionnement (iAV) à partir du début (t13) de la réduction de pression jusqu'à la fin de la phase de réduction de pression.