Brevet FR2658463A1 — publié le 19910823

La présente invention concerne un montage pour un système de freinage à commande d'antiblocage, ce montage servant à traiter des signaux, qui ont été délivrés par des capteurs de roues et représentent le comportement en rota- tion des roues du véhicule, et à produire des signaux de commande de la pression de freinage, à l'aide desquels des électrovalves insérées dans les conduites de frein peuvent être commutées, et étant équipées de deux ou plusieurs mi- crocontrôleurs qui sont interconnectés par des lignes d'échanges de données, et peuvent être alimentés avec les signaux des capteurs après que ces signaux aient été trai- tés dans un circuit formant déclencheur, et dans lequel les microcontrôleurs traitent, d'une manière indépendante les uns des autres, les signaux des capteurs, produisent les signaux de commande de la pression de freinage, contrôlent si les signaux échangés sont identiques et envoient un si- gnal de contrôle à un circuit de sécurité qui interrompt l'alimentation en énergie des électrovalves dans le cas de fonctionnements erronés. Un tel montage est connu d'après la demande de brevet allemand publiée sous le N 032 34 637 Les signaux traités de tous les capteurs de roues sont envoyés simulta- nément à deux circuits électroniques et y sont traités au moyen d'une logique identique ou plutôt en fonction de pro- grammes identiques de manière à permettre l'identification de fonctionnements erronés du circuit électronique Les si- gnaux disponibles en différents points au cours du pro- gramme sont échangés et contrôlés pour voir s'ils se cor- respondent entre eux Tout écart est une indication de fonctionnements erronés et c'est pourquoi dans un tel cas l'un ou l'autre des deux circuits électroniques signale le fonctionnement erroné à un ou plusieurs circuits de sécu- rité Ceci provoque une interruption de l'envoi d'énergie aux électrovalves servant à réaliser la commande d'antiblocage Etant donné que lorsqu'elles sont dans leurs positions de repos, les électrovalves n'influent pas sur l'envoi du milieu sous pression au frein et par conséquent n'influent pas sur le serrage du frein ni ne permettent au- cune suppression de pression par l'intermédiaire des valves de sortie, on est certain que le véhicule continue à pou- voir être freiné, bien que ceci soit réalisé sans la com- mande d'antiblocage, dans le cas d'une panne du système électronique Cependant, dans un tel circuit, on peut ima- giner, bien que ce soit improbable, qu'il existe des cas o la commande d'antiblocage reste branchée en dépit d'un dé- faut de fonctionnement C'est pourquoi, un but de la pré- sente invention est d'accroître plus encore le degré de sé- curité avec lequel la commande d'antiblocage est interrom- pue dans le cas d'une panne du système électronique ou du système électrique, et par conséquent d'accroître la sécu- rité de maintien de l'opération de freinage, bien que ceci s'effectue sans aucune commande Cet objectif devrait être atteint sans aucune dépense additionnelle ou moyennant tout au plus une très faible dépense additionnelle. On a trouvé que ce problème peut être résolu au moyen d'un montage du type mentionné précédemment, grâce au fait que, dans le cas o les signaux échangés sont iden- tiques et o le circuit fonctionne correctement, le signal de contrôle de chaque microcontrôleur est un signal alter- natif prédéterminé, c'est-à-dire un signal alternatif pos- sédantt une fréquence prédéterminée et une variation prédé- terminée, et en ce que le circuit de sécurité compare le signal de contrôle ou plutôt le signal alternatif à un éta- lon de temps délivré par un ou plusieurs générateurs de ca- dence, qui sont indépendants du cycle de fonctionnement des microcontrôleurs. Conformément à l'invention, la sécurité accrue est par conséquent obtenue grâce au fait qu'un signal al- ternatif est sélectionné en tant que signal de contrôle, à l'aide duquel chaque microcontrôleur signale l'état correct au circuit de sécurité, et que ce signal alternatif est comparé à un étalon de temps Le signal alternatif est par exemple une suite d'impulsions possédant une durée et une fréquence prédéterminées En outre, un étalon de temps ou une fenêtre temporelle est utilisé pour le signal de contrôle de chaque microcontrôleur Ledit étalon de temps ou ladite fenêtre temporelle est fourni, indépendamment du cycle de fonctionnement des microcontrôleurs, par des générateurs de cadence additionnels Ces générateurs de cadence peuvent avoir un agencement simple étant donné qu'ils doivent seulement contrôler simplement de façon ap- prochée si le signal de contrôle tombe dans la fenêtre tem- porelle prédéterminée De tels générateurs de cadence peu- vent par conséquent être intégrés moyennant une faible dé- pense, dans le circuit formant déclencheur prévu pour les signaux des capteurs de roues. Si les générateurs de cadence définissant les fe- nêtres temporelles tombaient en panne, ceci conduirait éga- lement à une interruption de la commande d'antiblocage Par conséquent, les unités de contrôle sont également incluses dans l'opération de contrôle. Conformément à une forme de réalisation avanta- geuse de la présente invention, le signal de contrôle de chaque microcontrôleur est comparé à l'étalon de temps dé- livré par un générateur de cadence individuel Par rapport à l'utilisation d'un générateur de cadence usuel, ceci amé- liore plus encore le degré de sécurité de la détection d'erreurs. Il est avantageux que, lors de la détection d'une erreur, le circuit de sécurité interrompe le trajet d'ali- mentation en énergie d'un relais par l'intermédiaire du contact de fonctionnement duquel l'énergie est envoyée aux électrovalves Une forme de réalisation très avantageuse d'un tel montage servant à actionner le relais d'alimenta- tion en énergie est décrite dans la demande de brevet allemand N O P 39 24 988 3 Dans le cas o on utilise un tel montage, on est certain que l'alimentation en énergie est interrompue même dans le cas de pannes de différents types dans le système d'actionnement du relais. Une autre forme de réalisation très avantageuse de la présente invention consiste en ce que, dans le cas de la détection d'un-défaut, le circuit de sécurité actionne, par l'intermédiaire d'une sortie de signal additionnelle, des étages à semiconducteurs comme par exemple des étages à transistors, qui bloquent l'actionnement des électrovalves, par exemple en interrompant l'alimentation en énergie en- voyée aux étages d'attaque ou à des étages amplificateurs, branchés en amont des électrovalves De cette manière, toute commande ultérieure d'antiblocage est empêchée même si on suppose que la panne détectée amène le circuit de sé- curité à répondre, la tension d'alimentation n'étant cepen- dant pas coupée en raison par exemple de la présence d'un contact de commutation shunté. Conformément à une autre forme de réalisation de la présente invention, les microcontrôleurs non seulement signalent un fonctionnement défectueux si les signaux mu- tuellement échangés ne se correspondent pas, mais également s'il apparaît des signaux ou des combinaisons de signaux qui ne sont pas possibles dans le cas d'un fonctionnement correct du système de commande d'antiblocage Le contrôle s'effectue par conséquent également en fonction de ce qu'on appelle des critères de vraisemblance. Conformément à un autre exemple approprié de réa- lisation de la présente invention, le signal de sortie d'un circuit de contrôle peut être envoyé aux microcontrôleurs, l'état de détection de défauts dudit signal de sortie -par exemple un signal continu d'un signal alternatif pouvant être signalé en tant que fonctionnement erroné au circuit de sécurité au moyen des microcontrôleurs et des signaux de contrôle Le signal de sortie par exemple est un signal de sortie d'une chaîne de parité contrôlant le fonctionnement des électrovalves Un circuit de contrôle perfectionné de ce type est décrit dans la demande de brevet allemand NOP 39 25 418 8. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: la figure 1 représente un schéma-bloc montrant les composants essentiels d'un montage conforme à la pré- sente invention; et la figure 2 représente des détails d'un compo- sant du montage de la figure 1. Conformément à la figure 1, les composants essen- tiels d'un montage pour un système de freinage à commande d'antiblocage sont deux microcontrôleurs 1,2 (MC 1 et MC 2), qui reçoivent, par l'intermédiaire de lignes 3,4 de trans- mission de signaux, l'information concernant le comporte- ment en rotation des roues individuelles du véhicule et produisent des signaux de commande de pression de freinage après que ces signaux aient été combinés logiquement et traités. L'information relative aux roues est délivrée, de façon connue, par des capteurs de roues 5, dont les signaux sont traités dans un système formant déclencheur 6 et sont ensuite envoyés aux microcontrôleurs 1,2 Dans l'exemple représenté d'une forme de réalisation, les microcontrôleurs reçoivent, respectivement par l'intermédiaire des lignes 3 et 4, l'information des deux capteurs de roues parmi les quatre capteurs de roues; cependant, l'information relative aux roues est également échangée par l'intermédiaire des lignes d'échanges de données 7, de sorte que, de façon in- dépendante, dans les deux microcontrôleurs, il est possible d'obtenir des signaux de commande de la pression de frei- nage à partir de l'information d'entrée, moyennant l'utili- sation du même programme. Les signaux de sortie des microcontrôleurs 1,2 sont utilisés comme signaux de commande de la pression de freinage Après amplification dans des étages d'attaque de valves VT 1,VT 2 V Tn, lesdits signaux de sortie sont envoyés à des transistors d'alimentation en énergie LT 1, LT 2, L Tn, qui actionnent directement des électrovalves Les bobines d'excitation des électrovalves sont désignées par Ll,L 2 Ln Les électrovalves (non représentées) servent à réaliser la modulation de la pression de freinage dans le cadre de la commande d'antiblocage Lorsqu'elles sont dans le position de repos, lesdites électrovalves n'ont aucune influence sur les opérations de freinage. Les signaux de commande de la pression de frei- nage sont produits, de façon similaire, indépendamment les uns des autres, dans les deux microcontrôleurs 1,2 et sont comparés, par l'intermédiaire de lignes d'échanges de don- nées 7 Dans l'exemple représenté d'une forme de réalisa- tion, les connexions de raccordement des électrovalves in- dividuelles sont réparties entre les deux microcontrôleurs 1,2 en raison du nombre limité des sorties disponibles ou des bornes de raccordement. Les lignes de contrôle WD 1,WD 2 raccordent les mi- crocontrôleurs 1,2 à un circuit de sécurité 8 Des signaux de sortie dudit circuit de sécurité 8 actionnent deux tran- sistors de puissance L 3,T 4, qui sont branchés en série et au moyen desquels est excité un relais d'alimentation en énergie ou relais principal 9 qui, par l'intermédiaire d'un contact de travail 10, maintient l'alimentation en énergie des électrovalves et leurs circuits d'actionnement (VT 1 V Tn) Un circuit 11 sert à réaliser l'alimentation du circuit de sécurité 8 avec la tension UB et à déclencher une impulsion de remise à l'état initial. Une autre sortie du circuit de sécurité 8 est raccordée à deux transistors 12,13 branchés en cascade. Dans le cas d'un fonctionnement correct, le transistor 13 est conducteur et alimente en énergie les étaques d'attaque VT 1, VT 2 V Tn des valves ainsi que les transistors de puissance LT 1, LT 2 L Tn L'alimentation en énergie des étages d'attaque des valves et des transistors de puissance est bloquée par le transistor 13 si le transistor 12 est actionné par le circuit de sécurité 8. Un circuit de contrôle 14, qui sera expliqué de façon plus détaillée ciaprès en référence à la figure 2, envoie un signal aux deux microcontrôleurs 1,2 par l'intermédiaire d'une ligne 15 D'une certaine manière, le- dit signal dépend des signaux de correction des microcon- trôleurs 1,2 ou de l'actionnement des électrovalves L Ln, tant que les éléments contrôlés et les enroule- ments Ll,L 2 Ln sont corrects Si une panne apparaît, le signal présent sur la sortie A diffère du signal "attendu". Il est prévu un générateur de cadence TG 1 servant à produire un cycle de fonctionnement pour les microcontrô- leurs 1,2, sa fréquence d'horloge étant déterminée par un quartz Le cycle de fonctionnement des microcontrôleurs 1,2 détermine également la fréquence et la forme des signaux de contrôle WD 1,WD 2, qui signalent un état parfait et un fonc- tionnement correct au circuit de sécurité Dans un exemple d'une forme de réalisation de la présente invention, les signaux de contrôle WD 1,WD 2 possèdent la forme de brèves impulsions ayant une durée de 200 ps et qui se répètent toutes les 7 ms. Il est prévu deux autres générateurs de cadence TG 2,TG 3, qui sont indépendants du générateur de cadence TG 1, et qui servent à produire des fenêtres temporelles ou des étalons de temps auxquels les signaux de contrôle sont comparables. Dans le présent exemple, lesdits générateurs de cadence TG 2,TG 3 sont intégrés dans le circuit formant dé- clencheur 6. Le contrôle du montage de la figure 1 se déroule de la manière suivante: Les deux microcontrôleurs 1,2 contiennent des circuits qui réalisent en permanence un contrôle d'identité des signaux échangés par l'intermédiaire des lignes d'échange de données 7 En outre, de façon connue en soi, une détermination est faite dans les circuits 1,2 pour sa- voir si des critères prédéterminés de vraisemblance sont satisfaits ou si les signaux formés dans le cadre du trai- tement des signaux sont possibles dans le cas d'un circuit parfait d'un fonctionnement correct Enfin, une vérifica- tion est également faite pour savoir si un signal alterna- tif est réellement disponible sur la sortie A du circuit de contrôle 14 ou au niveau des entrées correspondantes, aux- quelles aboutit la ligne 15 Si toutes ces conditions sont satisfaites, indépendamment les unes des autres, dans cha- cun des deux microcontrôleurs 1,2, ceci est signalé au cir- cuit de sécurité 8 au moyen des signaux de contrôle WD 1,WD 2 qui, dans ce cas, représentent un signal alternatif possé- dant une certaine forme et une certaine fréquence, comme par exemple une suite d'impulsions possédant une certaine fréquence. Les deux signaux de contrôle WD 1,WD 2 sont compa- rés, indépendamment l'un de l'autre, à des étalons de temps correspondants, délivrés par les générateurs de cadence TG 2,TG'3 Tant qu'il n'existe aucun écart indiquant une panne ou un fonctionnement erroné, les transistors de puis- sance LD 3,LD 4 raccordés aux sorties correspondantes du cir- cuit de sécurité 8 peuvent être activés, le relais 9 res- tant fermé La tension UB est appliquée au circuit repré- senté et aux électrovalves Aucun signal n'apparaît sur la troisième sortie du circuit de sécurité 8, qui est raccor- dée au transistor 12, de sorte que les étages d'attaque des électrovalves et les transistors de puissance sont égale- ment raccordés à la tension UB de la batterie par l'inter- médiaire du transistor 13. S'il apparaît alors un fonctionnement erroné dé- tecté par un circuit de contrôle 14 et/ou par le microcon- trôleur 1 et/ou 2, ceci conduit à une modification corres- pondante du signal de contrôle WD 1 et/ou WD 2 Le circuit de sécurité 8 réagit en arrêtant l'actionnement des transis- tors LT 3,LT 4, ce qui fait retomber le relais 9 et inter- rompt l'envoi d'énergie à l'ensemble du circuit En outre, l'alimentation en énergie des étages d'attaque VT 1 V Tn des valves et des transistors de puissance LT 1 L Tn est bloquée de la manière décrite par l'intermédiaire de la troisième sortie du circuit de sécurité 8 Cependant, ceci ne présente une importance que si la coupure au moyen du relais 9 ne se produit pas ou est retardée. Une réaction correspondante du circuit de sécu- rité 8 se produit également si l'un des signaux de contrôle WD 1,WD 2 ou ces deux signaux ne sont plus identiques aux étalons de temps délivrés par les générateurs de cadence TG 2,TG 3 ou si l'un ou l'autre de ces générateurs de cadence tombe en panne, les signaux de contrôle W 1,W 2 étant in- tacts Par conséquent, les éléments de contrôle eux-mêmes sont contrôlés. La figure 2, qui se réfère à un exemple d'une forme de réalisation comportant quatre électrovalves dont les enroulements d'excitation sont désignés par L 1-L 4, sert à expliquer le raccordement et le mode de fonctionnement du circuit de contrôle 14 de la figure 1 Ce circuit est dé- crit de façon détaillée dans la demande de brevet N O P 39 25 418 8 mentionnée précédemment. Le signal présent sur la sortie A ou dans la ligne 15 dépend de la variation des signaux ou de la dis- tribution des signaux sur toutes les sorties des microcon- trôleurs 1,2, qui sont raccordées par l'intermédiaire du circuit de contrôle 14 Par exemple, une variation du ni- veau du signal sur l'une quelconque des sorties des micro- contrôleurs 1,2 provoque automatiquement, les niveaux sur les autres sorties restant identiques, une variation du ni- veau présent à la ligne 15 Dans les microcontrôleurs 1,2, on vérifie toujours si le signal présent sur la sortie du circuit de contrôle 14 correspond à la distribution des si- gnaux sur les sorties des microcontrôleurs 1,2. Les transistors Tl-T 4 du circuit de contrôle 14 forment, en association avec les autres composants combinés dans le bloc de circuits 16, un circuit combinatoire OU, dont le signal de sortie est formé au moyen de transistors T 5, T 6 et est disponible sur la sortie Ai Une source de courant Q 1 raccorde la base du transistor T 5 à la masse et une résistance ohmique R 1 raccorde ladite base de ce transistor à la tension d'alimentation UB L'émetteur du transistor T 5 est raccordé à la batterie UB par l'intermé- diaire d'une résistance R 2 de faible impédance La source de courant Ql, la résistance de base Ri et la résistance d'émetteur R 2 sont dimensionnées de manière à garantir que, tant que les transistor T 1-T 4 sont bloqués, les deux tran- sistors T 5 et T 6 véhiculent un courant tel que le signal d'état L (bas) est présent sur la sortie Ai. Il se pose une variation du niveau à la sortie Ai si au moins une valve est excitée ou si l'un des transis- tors LT 1 L Tn est actionné (sur la figure 2 on a indiqué uniquement LT 1 et l'étage d'attaque associé VT 1). Tant que les transistors de puissance ne sont pas actionnés, les transistors T 1 T 4 sont bloqués étant donné que la base de chaque transistor, qui est raccordée dans tous les cas à la tension UB de la batterie par l'intermé- diaire de l'un des enroulements de faible impédance L 1-L 4, est placée au potentiel de la source de tension UB Le courant traversant R 2 et les transistors T 1, T 6 provoque une chute de tension dans le sens du blocage de la diode base-émetteur des transistors T 1-T 4. Les bornes de base des transistors T 1-T 4 sont il raccordées à une sortie A 2 au moyen d'éléments d'anticoïncidence XOR 1,XOR 2,XOR 3 (circuits OU-Exclusif). Chacun desdits éléments d'anticoïncidence possède deux entrées et une sortie et tous ces éléments sont combinés pour former ce qu'on appelle une chaîne de parité, dans laquelle respectivement une borne de commande d'un enroulement d'excitation d'une valve est réunie au signal de sortie d'un élément d'anticoïncidence De la manière représentée, il est possible de raccorder un nombre quelconque d'électrovalves ou d'enroulements d'excitation de valves et une sortie A. Le circuit combinatoire OU 16 réagit également à des courants de fuite par l'intermédiaire des enroulements L 1-L 4 Lorsque la chute de tension dans la résistance de faible impédance R 2 est faible, un courant de fuite relati- vement faible circulant dans l'un quelconque des enroule- ments amène déjà le transistor correspondant T 1-T 4 à véhi- culer le courant, ce qui provoque un accroissement de la chute de tension dans R 2 au point d'amener T 5 et par consé- quent également T 6 à passer à l'état bloqué A nouveau ceci peut être détecté au moyen d'une variation du signal sur la sortie Ai du circuit combinatoire OU 16 et par conséquent également sur la sortie A du circuit de contrôle. Par conséquent, une certaine variation du signal sur la sortie du circuit de contrôle 14 correspond à la va- riation du signal au niveau des transistors de puissance LT 1, LT 2 à L Tn ou sur les sorties des microcontrôleurs 1,2 (figure 1) La défaillance d'un quelconque transistor de puissance LT 1 L Tn, une tension de saturation excessive, un court-circuit ou analogue peuvent par conséquent être détectés au moyen du circuit de contrôle 14. REVENDICATIONS 1 Montage pour un système de freinage à commande d'antiblocage, ce montage servant à traiter des signaux, qui ont été délivrés par des capteurs de roues et représen- tent le comportement en rotation des roues du véhicule, et à produire des signaux de commande de la pression de frei- nage, à l'aide desquels des électrovalves insérées dans les conduites de frein peuvent être commutées, et étant équi- pées de deux ou plusieurs microcontrôleurs qui sont inter- connectés par des lignes d'échanges de données, et peuvent être alimentés avec les signaux des capteurs après que ces signaux aient été traités dans un circuit formant déclen- cheur, et dans lequel les microcontrôleurs traitent, d'une manière indépendante les uns des autres, les signaux des capteurs, produisent les signaux de commande de la pression de freinage, contrôlent si les signaux échangés sont iden- tiques et envoient un signal de contrôle à un circuit de sécurité qui interrompt l'alimentation en énergie des élec- trovalves dans le cas de fonctionnements erronés, caracté- risé en ce que, dans le cas o les signaux échangés sont identiques et o le circuit fonctionne correctement, le si- gnal de contrôle (WD 1,WD 2) de chaque microcontrôleur ( 1,2) est un signal alternatif prédéterminé, c'est-à-dire un si- gnal alternatif possédant une fréquence prédéterminée et une variation prédéterminée, et en ce que le circuit de sé- curité ( 8) compare le signal de contrôle (WD 1,WD 2) ou le signal alternatif à un étalon de temps délivré par un ou plusieurs générateurs de cadence (TG 2,TG 3), qui sont indépendants du cycle de fonctionnement (TG 1) des microcon- trôleurs ( 1,2). 2 Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de contrôle (WD 1,WD 2) de chaque micro- contrôleur ( 1,2) est comparable à l'étalon de temps délivré par un générateur de cadence individuel (TG 2,TG 3). 3 Montage selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que les générateurs de cadence (TG 2,TG 3) ser- vant à produire l'étalon de temps sont disposés dans le circuit formant déclencheur ( 6) pour les signaux des cap- teurs de roues. 4 Montage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que, lors de la détection d'un défaut, le circuit de sécurité ( 8) interrompt le tra- jet d'alimentation en énergie d'un relais (relais princi- pal) ( 9) par l'intermédiaire du contact de fonctionnement ( 10) duquel l'énergie est envoyée aux électrovalves et aux circuits d'actionnement (VT 1 V Tn) des électrovalves (L 1 Ln)- Montage selon la revendication 4, caractérisé en ce que, lors de la détection d'un défaut, le circuit de sécurité ( 8) actionne, par l'intermédiaire d'une sortie de signal additionnel, des étages à semiconducteurs ( 12,13), qui bloquent l'actionnement des électrovalves (L 1 Ln). 6 Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que, par l'intermédiaire d'étages de commutation à transistors ( 12,13), le circuit de sécurité ( 8) interrompt l'alimentation en énergie des étages amplificateurs (VT 1 V Tn), qui raccordent les sorties des signaux des mi- crocontrôleurs ( 1,2) aux électrovalves (L 1 Ln). 7 Montage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que les microcontrôleurs ( 1,2) -signalent des fonctionnements erronés au circuit de sécurité ( 8) au moyen du signal de contrôle (WD 1,WD 2) éga- lement lors de l'apparition de signaux ou de combinaisons de signaux, qui ne sont pas possibles lors du fonctionne- ment correct du dispositif de commande d'antiblocage. 8 Montage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que le signal de sortie d'un circuit de contrôle ( 14) peut être envoyé aux microcontrô- leurs ( 1,2), l'état de détection d'erreur dudit signal de sortie pouvant être signalé en tant que fonctionnement er- roné au circuit de sécurité ( 8) au moyen des microcontrô- leurs ( 1,2) et des signaux de contrôle (WD 1,WD 2). 9 Montage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de contrôle ( 4) est une chaîne de pa- rité, qui contrôle le fonctionnement des valves à plusieurs directions (L 1 Ln) et dont le signal de sortie (sur la sortie A) dépend, dans le cas d'un fonctionnement correct, des signaux d'actionnement des électrovalves (L 1 Ln) en fonction d'un schéma déterminé.