Brevet FR2593452A1 — publié le 19870731

-n - 2593452 La présente invention concerne un procédé permettant de ré- guler le glissement des roues au moyen d'un système de freinage anti- blocage, destiné à des véhicules automobiles, notamment à des véhicu- les routiers dont toutes les roues sont motrices et qui sont Équipés d'un différentiel de répartition à blocage commandé ou d'un disposi- tif de transmission embrayable du deuxième essieu du véhicule et d'un dispositif d'accouplement rigide entre le dispositif de transmission de l'essieu avant et celui de l'essieu arrière. La présente invention concerne également un agencement de circuits permettant de mettre en oeuvre ce procédé, comprenant des capteurs destinés à mesurer le com- portement en rotation des roues, et des circuits destines à combiner logiquement les signaux des capteurs et à produire des signaux élec- triques de commande de la pression de freinage, ces derniers étant destinés à commuter des valves implantées sur les conduites de liqui- de de pression du système de freinage, ce qui permet, lors de l'appa- rition de tendances au blocage, de réguler la pression individuelle- ment dans les freins de roues et/ou dans l'ensemble de freins de roues réunis sous forme de groupes. Divers procédés et circuits de régulation électronique du glissement des roues sont déjà connus. Cette régulation est destinée à empêcher le blocage des roues sous l'effet d'une force de freinage trop importante, et donc à conserver la maniabilité et la stabilité de conduite du véhicule même dans des conditions défavorables, c'est- à-dire en cas de freinages d'urgence, de chaussée verglacée ou d'aquaplaning, etc., et à obtenir une distance de freinage aussi courte que possible. Dans des véhicules équipés d'un seul essieu mo- teur, les informations nécessaires à la régulation, parmi lesquelles la vitesse de référence du véhicule qui correspond approximativement à la vitesse du véhicule en cas de glissement optimal, peuvent être obtenues à partir du comportement en rotation des différentes roues et, respectivement, des signaux des capteurs. Lors de l'interpréta- tion des signaux des capteurs, il est particulièrement utile de faire la distinction entre roues motrices et non motrices, comme il est in- diqué, par exemple, dans la demande de brevet allemand 22 54 295. Cependant, dans des véhicules dont toutes les roues sont mo- -:- 2593452 trices, l'analyse des signaux des capteurs et la formation de la va- riable de référence, à savoir la vitesse de référence du véhicule, sont rendues beaucoup plus difficiles en raison de l'accouplement de toutes les roues par l'intermédiaire des arbres de transmission, de la transmission des couples d'entrainement et de freinage, et des couples d'inertie élevés provoqués par les organes de transmission reliés aux roues. Compte tenu de l'influence réciproque des roues re- liées par l'intermédiaire des arbres de transmission, la mesure du comportement en rotation des différentes roues et la combinaison lo- gique des valeurs mesurées ne permettent plus de détecter avec certi- tude les variations de la force de freinage ou de friction entre les pneumatiques et la chaussée. Dans de nombreuses situations, l'accou- plement des roues se traduit par un comportement presque synchrone de toutes les roues, ce qui rend très difficile la détection d'une ins- tabilité, c'est-à-dire d'une tendance au blocage imminent. Dans des véhicules dont toutes les roues sont motrices et qui sont équipés d'un différentiel de répartition à blocage commandé ou dans des véhicules munis d'un dispositif de transmission embraya- ble du deuxième essieu et d'un dispositif d'accouplement rigide entre le dispositif de transmission de l'essieu avant et celui de l'essieu arrière, ces problèmes d'interprétation du comportement en rotation des roues sont encore aggravés. Pour surmonter ces difficultés, il est connu de mettre auto- matiquement hors circuit la régulation antiblocage dès que les dispo- sitifs de blocage de différentiel sont enclenchés. Cependant, cet ex- pédient présente un inconvénient, à savoir que c'est justement dans les cas o les dispositifs de blocage de différentiel et la régula- tion antiblocage seraient nécessaires pour préserver la stabilité de conduite que l'on doit se passer de la régulation du glissement. Il a également été proposé de concevoir un véhicule, dont toutes les roues sont motrices, de manière que le signal de régula- tion du glissement de freinage provoque immédiatement un désenclen- chement des dispositifs de blocage des différentiels (demande de bre- vet allemand P 34 18 520.8). Une proposition fondamentalement différente vise à surveiller le comportement en rotation des roues - 3 - 2593452 selon des critères prédéfinis et à modifier la procédure de régula- tion pendant un laps de temps déterminé lors de l'apparition d'un comportement en rotation des roues typique d'un patinage. Tant que la tendance au patinage persiste, la relation de dépendance entre la ré- gulation de la pression de freinage et le glissement des roues est supprimée, et seules l'accélération et la décélération des roues sont prises en compte pour réguler la pression (demande de brevet allemand P 35 21 960.2). La présente invention a pour but de fournir un dispositif de régulation du glissement convenant à des véhicules dont toutes les roues sont motrices, permettant, même quand les conditions sont défa- vorables, d'effectuer un freinage régulé lorsque le dispositif de transmission de l'essieu avant est accouplé de manière rigide à celui de l'essieu arrière, et garantissant surtout un comportement routier stable en toute occasion. Il s'est avéré que ce but pouvait être atteint à l'aide d'un procédé du type indiqué précédemment, caractérise en ce que, lorsque le dispositif de blocage du différentiel de répartition est enclen- ché, c'est-à-dire lorsque le dispositif de transmission de l'essieu avant est accouplé de manière rigide à celui de l'essieu arrière, et après que le système de régulation du glissement a réagi, une nouvel- le élévation de la pression de freinage dans les freins de roues ar- rière est empêchée pendant un laps de temps prédéterminé, c'est-à-diî re jusqu'à la fin de la phase de régulation, ou pendant une durée dépendant du comportement en rotation des roues et/ou de la décéléra- tion du véhicule. Le procédé conforme à l'invention permet donc de perfection- ner, de manière étonnamment simple, la régulation du glissement. La présente invention repose sur le principe selon lequel au moins une roue arrière doit, également dans le cas d'une commande de toutes les roues, exercer à tout moment une importante force de guidage latérale pour garantir la stabilité de conduite. Cependant, l'accouplement de toutes les roues et, en particulier, l'accouplement rigide après en- clenchement des dispositifs de blocage du différentiel de répartition et/ou du différentiel d'essieu arrière provoquent une rotation prat!- - 4 - 2593452 quement synchrone des roues, ce qui a notamment pour effet que les roues arrière deviennent instables presque simultanément. La régula- tion du glissement et la réaccélération des roues arrière lors de la phase de régulation interviennent donc trop tard. La régulation habi- tuelle et connue par sélection basse effectuée au niveau de l'essieu arrière, qui dans des véhicules à transmission classique, à savoir à transmission sur un seul essieu, provoque un "sous-freinage", c'est- A-dire un freinage à efficacité réduite, de la roue arrière qui béné- ficie du meilleur contact avec la chaussée, est rendue pratiquement inopérante du fait de l'accouplement mécanique dans le cas d'une com- mande de toutes les roues. Conformément à la présente invention, cet inconvénient est supprimé en empêchant une nouvelle élévation de la pression au niveau de l'essieu arrière après que le dispositif de ré- gulation du glissement a réagi - la roue avant devenant instable la première dans le cas d'une conception classique et d'une répartition habituelle des charges d'essieu. Une force de guidage latérale rela- tivement importante est maintenue au niveau des roues arrière. Par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement rigide des organes de transmission, un couple-moteur est transmis de l'essieu arrière à l'essieu avant, ce qui favorise la réaccélération de la roue avant qui était devenue instable et qui avait donc déclenché la régulation. Cependant, une nouvelle réduction de la pression au niveau de l'es- sieu arrière reste possible, ce qui est nécessaire, par exemple, pour réguler le glissement lorsque le véhicule parvient sur une chaussée dont le coefficient de friction est plus faible. Dans un agencement de circuits avantageux destiné à mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention, le perfectionnement con- forme à l'invention réside en ce qu'il est prévu un circuit de combi- naison et de blocage qui empêche toute nouvelle augmentation de pres- sion dans les freins de roues arrière tant que subsistent un signal de régulation du glissement et un signal indiquant que le dispositif de blocage de différentiel ou le dispositif d'accouplement entre le dispositif de transmission de l'essieu avant et celui de l'essieu ar- rière sont enclenchés. Dans un autre mode de réalisation de l'agencement de cir- - 5 - 2593452 cuits conforme à l'invention, des valves à commande multidirection- nelle sont implantées sur les conduites de liquide de pression menant aux freins de roues arrière, ces valves pouvant être commutées par le signal de sortie du circuit de combinaison et de blocage et, après commutation, interrompant l'écoulement du liquide de pression. A cet effet, les valves d'entrée, qui sont de toute façon prévues sur les conduites menant aux freins de roues arrière et qui servent à la ré- gulation du glissement, peuvent être actionnées par le circuit de combinaison et de blocage. D'autre part, il est également possible d'implanter des valves à commande multidirectionnelle supplémentaires sur les conduites de liquide de pression menant aux freins de roues arrière, ces valves étant normalement en position ouverte et pouvant donc, elles aussi, être actionnées par le circuit de combinaison et de blocage. 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, une vue schématique des principaux composants du système de freinage et des organes de transmission d'un véhicule dont toutes les roues sont motrices et qui est équipé de différen- tiels à blocage commandé, - la figure 2, un circuit électrique supplémentaire destiné à empêcher l'établissement de la pression dans les freins de roues arrière, - la figure 3, sous forme de diagramme, la variation, en fonction du temps, de la pression et de la vitesse des roues arrière. Pour expliquer le procédé conforme à l'invention, la figure 1 représente un véhicule dont toutes les roues sont motrices et qui est équipé d'un système hydraulique de freinage antiblocage. Il est prévu un générateur de pression de freinage à trois circuits 1 qui, en l'occurence, se compose d'un générateur hydraulique de pression de freinage 2 et d'un mattre-cylindre en tandem 3, et auquel les freins de roues avant 7, 8 et les freins de roues arrière 9, 10 sont reliés par l'intermédiaire de conduites de liquide de pression 4, 5, 6. Les - t - 2593452' freins de roues avant 7, 8 sont donc isolés hydrauliquement l'un de l'autre, tandis que les freins de roues arrière 9, 10 appartiennent à un seul circuit hydraulique commun par l'intermédiaire de la conduite de liquide de pression 6. Le générateur de pression de freinage 2 comporte un réservoir de compensation de pression et d'alimentation en liquide de pression 14. Pour réguler la pression de freinage et donc le glissement des roues, des agencements de valves multidirectionnelles à commande électromagnétique 11, 12, 13 sont implantés sur les conduites de li- quide de pression 4, 5, 6. Chacun de ces agencements 11, 12, 13 est, par exemple, constitué d'une paire de valves d'entrée et de sortie EV, AV qui permet d'interrompre l'écoulement de liquide de pression en direction des freins de roues avant et arrière 7, 8 et, respecti- vement, 9, 10, et, pour réduire la pression, d'ouvrir momentanément une liaison avec les réservoirs de compensation de pression 14', 14" et 14"' par l'intermédiaire de conduites de retour 15, 16, 17. De ma- nière appropriée, ces réservoirs de compensation de pression forment une unité structurelle avec le réservoir 14 du mattre-cylindre. La partie hydraulique du système de freinage comprend égale- ment un système d'alimentation en pression auxiliaire qui, en l'occu- rence, est représenté par un accumulateur de pression 51 auquel est normalement associée une pompe hydraulique à entraînement électromo- teur (non représentée). En outre, une unité électronique de régulation 18 et des capteurs de roues 19, 20, 21, 22 sont également nécessaires à la ré- gulation du glissement. L'unité de régulation 18 renferme des cir- cuits câblés ou programmés, tels que des micro-ordinateurs, ainsi que des amplificateurs ou, respectivement, des étages d'excitation de valves qui servent à produire les signaux électriques nécessaires à la commutation des agencements de valves 11, 12, 13. Les informations relatives au comportement en rotation des roues, qui sont fournies sous forme de tensions alternatives dont la fréquence correspond au nombre de tours des roues, sont produites par les capteurs 19, 20, 21, 22 et introduites dans l'unité de régulation 18 par l'intermé- diaire de lignes de signaux 23, 24, 25, 26. Les entrées de l'unité de _7 - 2593452 régulation 18 sont désignées par E. Les signaux électriques de com- mande de la pression de freinage sont fournis aux agencements de val- ve 11, 12, 13 par l'intermédiaire des sorties A1, A2, A3. Des signaux électriques, destinés à actionner les dispositifs de blocage de dif- férentiel décrits ci-après, sont disponibles au niveau d'autres sor- ties de l'unité de régulation, à savoir A4 et A5. Le véhicule conforme à la figure 1 comprend un groupe moteur 27, c'est-àdire un moteur de véhicule, qui transmet le couple-moteur à un différentiel de répartition 29 par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses à commande automatique ou manuelle 28. Du différentiel 29, le couple est transmis, par l'intermédiaire d'arbres de transmis- sion 30, 31, à un différentiel d'essieu avant 32 ou, respectivement, à un différentiel d'essieu arrière 33 et, finalement, de ces diffé- rentiels atux roues avant VR, VL et aux roues arrière MR, HLo Le différentiel de répartition 29 et le différentiel d'es- sieu arrière 33 peuvent être bloques au moyen de dispositifs d'accou- plement 34 et 35, qui sont conçus sous la forme de dispositifs d'ac- couplement à crabots ou visqueux, pour améliorer la transmission du couple-moteur à la route en cas de uauvais Etat de la chaussée. Por- malement, le différentiel d'essieu avant 32 n'est pas h blocage com- mandé car l'accouplement des deux demi-essieux moteurts des roues avant compromettrait trop la maniabilltE du v5hicule. Le composant principal de chacun des trois différentiels 29, 32 et 33 est une roue d'entraînement 36, 37, 38 à laquelle est fixé un carter 39, 40, 41. A partir de ces carters, les couples-moteurs sont transmis de manière connue, par l'intermédiaire de deux pignons de différentiel 42, 42', 43, 43' et 44, 44', à des couronnes de dif- férentiel 45, 45'; 46, 46'; 47, 47' qui sont reliées aux arbres de transmission 30, 31, c'est-à-dire aux demi-essieux moteurs menant aux roues VR, VL; HR, HL. Le circuit supplémentaire 18" conforme à la figure 2, qui sert de circuit de combinaison et de blocage, est nécessaire a la mi- se en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Ce circuit fait nor- malement partie des circuits de l'unité de régulation 18 et est donc symbolisé par le cadre en trait discontinu 18' à la figure 1. Lorsque - 8 - 2593452 l'unité de régulation 18 renferme des micro-ordinateurs, les opéra- tions correspondantes de combinaison logique et de commutation sont effectuées par des instructions du programme. Dès que les dispositifs de blocage de différentiel 34, 35 - tout au moins le dispositif de blocage 34 du différentiel de répar- tition 29 - sont enclenchés, ce qui produit un signal en el, et qu'en outre un signal de régulation du glissement de freinage est applique en e2, une porte ET 48 ainsi qu'une porte OU 49 provoquent la commu- tation d'une valve 50 qui empêche toute nouvelle élévation de pres- sion dans l'essieu arrière pendant cette phase de régulation. De ma- nière appropriée, la valve 50 est identique à la valve dite d'entrée ou à la position de valve d'entrée de l'agencement de valves 13 (voir figure 1), de sorte que, dans ce cas, la commande électrique de com- mutation de la valve 50 est transmise à cette dernière par l'intermé- diaire de la seconde entrée A'3 (EV) de la porte OU 49. Tant que la condition ET n'est pas remplie aux entrées de la porte ET 48, par exemple parce que les dispositifs de blocage de différentiel sont désenclenchés, il est possible non seulement de maintenir la pression constante et de la réduire pour les besoins de la régulation du glis- sement, mais également - après réaccélération de la roue ou après ré- duction du glissement de freinage - de la réaugmenter. La combinaison logique des signaux aux entrées el, e2, qui signalent le début de la régulation du glissement et l'enclenchement des dispositifs de blocage de différentiel ainsi que l'opération sui- vante de combinaison OU avec le signal de commande de la pression de freinage de la valve d'entrée EV (13), peut également être réalisée par une programmation correspondante, si l'unité de régulation 18 renferme des micro-ordinateurs. Le mode de fonctionnement du procédé conforme à l'invention et de l'agencement de circuits correspondant est illustré à la figure 3. La courbe supérieure correspond à la variation de vitesse VR(HA) des roues de l'essieu arrière au cours d'un freinage lorsque les dis- positifs de blocage de différentiel sont enclenchés. Dans ce cas, en raison de ces dispositifs de blocages, les deux roues arrière HR, HL ainsi que les roues avant VR, VL tournent de manière pratiquement - 9- 2593452 synchrone. La seconde courbe de la figure 3, c'est-à-dire la courbe in- férieure, correspond à la variation de pression de freinage PHA qui se produit dans les freins de roues arrière dans cette situation. Le freinage commence au moment to. A l'issue du laps de temps to - tl, une roue (avant) devient instable, ce qui déclenche la régulation du glissement qui, dans un premier temps, maintient la pression constan- te pendant une courte durée (jusqu'à t2) et finalement la réduit. Au moment t3, lorsque la roue s'est ralentie et tourne à nouveau de ma- nière stable, débute une phase au cours de laquelle la pression est maintenue constante. La nouvelle et brève réduction de la pression, qui commence au moment t6, est due, comme indiqué sur la courbe VR(HA), à une accélération de la roue et à une augmentation du glis- sement qui sont provoquées par une force de freinage excessive au ni- veau de l'essieu avant et par la transmission de ce couple de freina- ge à l'essieu arrière par l'intermédiaire des différentiels accouplés. En outre, la figure 3 illustre en trait discontinu la varia- tion de la pression et la variation de la vitesse du véhicule, pen- dant le laps de temps t4 - t6, qui se produiraient sans les mesures prises dans le cadre de la présente invention. Une nouvelle augmenta- tion de la pression de freinage PHA au niveau de l'essieu arrière au moment t4 se traduirait par une réduction correspondante de la vites- se de roue vR(iHA), c'est-à-dire par une augmentation du glissement des roues au niveau de l'essieu arrière. La stabilité de conduite du véhicule serait affectée par l'augmentation du glissement qui s'ac- compagnerait d'une réduction importante de la force de guidage laté- rale de la roue. La suppression de la variation de pression, illustrée en trait discontinu à la figure 3, permet également d'améliorer le con- fort de régulation. La tendance du système de régulation à osciller est réduite. Il ne se produit aucun allongement de la distance de freinage car un couple de freinage plus élevé est introduit par l'in- termédiaire des freins de roues avant et transmis aux roues arrière par l'intermédiaire des organes de transmission et des différentiels bloqués. - 11- 2593452 REVENDICATIONS 1. Procédé permettant de réguler le glissement des roues au moyen d'un système de freinage antiblocage, destiné à des véhicules automobiles, notamment à des véhicules routiers dont toutes les roues sont motrices et qui sont équipés d'un différentiel de répartition à blocage commandé ou d'un dispositif de transmission embrayable du deuxième essieu du véhicule et d'un dispositif d'accouplement rigide entre le dispositif de transmission de l'essieu avant et celui de l'essieu arrière, caractérisé en ce que, lorsque le dispositif de blocage (34) du différentiel de répartition (29) est enclenché, c'est-à-dire lorsque le dispositif de transmission de l'essieu avant est accouplé de manière rigide à celui de l'essieu arrière, et après que le système de régulation du glissement a réagi, une nouvelle élé- vation de la pression de freinage dans les freins de roues arrière (9, 10) est empêchée pendant un laps de temps prédéterminé. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'une augmentation de la pression de freinage dans les freins de roues arrière (9, 10) est empêchée pendant un laps de temps dépendant du comportement en rotation des roues et/ou de la décélération du vé- hicule. 3. Agencement de circuits permettant de mettre en oeuvre le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, compre- nant des capteurs destinés à mesurer le comportement en rotation des roues, et des circuits destinés à combiner logiquement les signaux des capteurs et à produire des signaux électriques de commande de la pression de freinage, ces derniers étant destinés à commuter des val- ves implantées sur les conduites de liquide de pression du système de freinage, ce qui permet, lors de l'apparition de tendances au bloca- ge, de réguler la pression individuellement dans les freins de roues et/ou dans l'ensemble de freins de roues réunis sous forme de grou- pes, caractérisé en ce qu'il est prévu un circuit de combinaison et de blocage (18', 18') qui empêche toute nouvelle augmentation de pression dans les freins de roues arrière (9, 10) tant que subsistent - 11 - 2593452 un signal de régulation du glissement et un signal indiquant que le dispositif de blocage de différen- tiel (33, 34) ou le dispositif d'accouplement entre le dispositif de transmission de l'essieu avant et celui de l'essieu arrière sont en- clenches. 5. Agencement de circuits conforme à la revendication 4, ca- ractérisé en ce que des valves à commande multidirectionnelle (13) sont implantées sur les conduites de liquide de pression (6) menant aux freins de roues arrière (9, 10), lesdites valves pouvant &tre commutées par le signal de sortie du circuit de combinaison et de blocage (18', 18") et, apres commutation> interrompant l>écoulement du liquide de pression. 6. Agencement de circuits conforme à la revendication 5, ca- ract6risé en ce que les valves d'entrée (EV), qui sont implantées sur les conduites de liquide de pression (6) menant aux freins de roues arrière (9, 10) et qui servent à la régulation du glissement, peuvent être actionnées par le circuit de combinaison et de blocage (18v, 18"). 7. Agencement de circuits conforme à la revendication 5, ca- ractérisé en ce que des valves à commande multidirectionnelle supplg- mentaires sont implantées sur les conduites de liquide de pression (6) menant aux freins de roues arrière (9, 10), lesdites valves 9tant normalement en position ouverte et pouvant être actionn6es par le circuit de combinaison et de blocage (18', 18").