FR2586388A1

FR2586388A1 - Procede et dispositif pour le freinage sans blocage d'un vehicule

Info

Publication number: FR2586388A1
Application number: FR8611571A
Authority: FR
Inventors: Adam Dittner
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1985-08-24
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1987-02-27
Anticipated expiration: 2006-08-11
Also published as: IT1196975B; SE8603249L; DE3530280C2; IT8621213A0; DE3530280A1; US4717211A; SE457786B; FR2586388B1; SE8603249D0; IT8621213A1

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A UN PROCEDE POUR EMPECHER LE BLOCAGE DES ROUES LORS DU FREINAGE, NOTAMMENT POUR UNE MOTOCYCLETTE, ET A UN DISPOSITIF POUR APPLIQUER LE PROCEDE. LORSQUE LA PRESSION DE FREINAGE DEPASSE UNE VALEUR RISQUANT D'ENTRAINER LE BLOCAGE, LA COMMUNICATION ENTRE LE MAITRE-CYLINDRE 15 ET LE CYLINDRE DE FREIN 16 EST INTERROMPUE PAR UN CLAPET 3, MAIS LE CYLINDRE DE FREIN 16 RESTE EN COMMUNICATION AVEC UNE CHAMBRE 14 DONT LE VOLUME EST REGULE PAR LE DEPLACEMENT D'UN PISTON 2 ACTIONNE PAR UN ELECTRO-AIMANT 5 COMMANDE PAR LE CIRCUIT ELECTRONIQUE ANTI-BLOCAGE ABV.

Description

i

La présente invention est relative à un procé-

dé pour empkcher le blocage des freins d'un véhicule à

moteur, notamment une motocyclette.

Le brevet DE-C-31 19 144 décrit un système de freinage anti-blocage, qui agit de la façon suivante:

L'électronique du dispositif anti-blocage dé-

tecte un sur-freinage d'une roue à une décélération su-

périeure à 12 m/sec2. La liaison entre le maltre-cylin-

dre et le cylindre de frein de la roue correspondante

est interrompue grâce à un modulateur de pression à com-

mande hydraulique, et la pression de freinage agissant dans le cylindre de frein est réduite de façon continue jusqu'à un second seuil de décélération de 10 m/sec2, grâce à une augmentation de volume dans le modulateur de

pression, apres quoi suit une nouvelle réduction de for-

ce de freinage, qui est exactement définie, dont le taux est calculé à Dartir du moment d'inertie de la roue, et

qui entraîne une nouvelle accélération de la roue frei-

née. Il y a ensuite une réduction de volume jusqu'a ce qu'il en r;sulte à nouveau une décélération de 12 m/sec2

de la roue et un nouveau cycle de régulation.

Les changements de volume sont effectués par

un piston différentiel prévu dans le modulateur de pres-

sion, et qui forme deux chambres de pression séparées,

dont l'une, ou chambre d'égalisation, est reliée au cy-

lindre de frein, et l'autre, ou chambre de travail, est

reliée par une servo-vanne à un second circuit hydrau-

lique constitué d'une pompe entraînée par un moteur et pourvue d'une soupape de retenue placée en sortie, et

d'un accumulateur de pression disposé en parallèle.

Lors d'un sur-freinage de la roue, la servo-

vanne est actionnée de façon à augmenter, dans la cham-

bre de travail du modulateur, une pression qui déplace le piston différentiel en direction de sn point mort bas, si bien que la chambre d'égalisation s'agrantit et la pression de freinage agissant dans le cylindre de frein s'abaisse. Pour une élévation de la pression de

freinage, la servo-vanne agit de façon que le liquide hy-

draulique peut s'écouler depuis la chambre de travail vers le r6servoir, alors que le Piston différentiel est déplace vers son point mort haut sous l'effet d'un res- sort. Un dispositif anti-blocage fonctionnant selon

ce orocédé,et qui aurait été développé en vue d'être mon-

té sur un véhicule à deux voies,ne pourrait pas, ou seu-

lemnent très difficilement, être intégré à une moto, parce

que le second circuit hydraulique, avec ses nombreux com-

posants, exige ime place importante qu'on ne trouve pas à bord d'une moto, et que les caractéristiques de conduite

seraient influencées de façon défavorable par l'augmenta-

tion inévitable du poids du véhicule.

L'invention a, par conséquent, pour but de

fournir un système de freinage anti-blocage pour véhicu-

le, notamment une motocyclette, qui puisse être mis en oeuvre avec l'électronique décrite dans DE-C-31 19 144

sans entraúner les inconvénients ci-dessus.

Ce problème est résolu par le fait que, lors

d'un sur-freinage commençant de la roue, un système iso-

lé et spatialisant séparé du circuit hydraulique comman-

de par variation de volume la pression de freinage dans

le cylindre de frein de la roue.

Par système isolé et spatialisant séparé on entend un systAme qui est formé par les volumes reliés en permanence entre eux par voie hydraulique, système sur lequel aucune force n'agit de l'extérieur, et dont JO le volume ne peut augmenter que par l'apport d'énergie électrique. Les systèmes connus de l'état de la technique ne sont pas spatialement séparés. DE-C-S1 19 144 décrit un modulateur de pression avec un piston différentiel sur lequel agit une force provenant de l'extérieur: la pompe ou l'accumulateur de pression, et l'augmentation

de volume résulte d'un apport d'énergie hydraulique.

Dans le dispositif de modulateur à actionne-

ment magnétique décrit par DE-C-2648 042, les volumes du cylindre de frein et le modulateur ne sont pas reliés en permanence.

Pour la mise en oeuvre du procédé de l'inven-

tion, il est nécessaire de prévoir un modulateur de pres-

sion à actionnement électromagnétique, dont le piston de décharge est en liaison active avec l'armature de l'électro-aimant par l'intermédiaire d'un organe de

transmission à rapport variable, tel que la force non-

linéaire de déplacement de l'armature ait pour résultat

une force linéaire sur le piston de décharge.

L'invention fournit donc un procédé qui pré-

sente pour particularité que l'enroulement d'un électro-

aimant est excité lors d'un sur-freinage commençant d'une

roue, en fonction de sa décélération, si bien que l'ar-

mature de l'électro-aimant est déplacée et provoque par

un déplacement une variation de volume d'un systèmeiso-

lé et spatialement séparé du circuit hydraulique de frei-

nage, cette variation de volume commandant la pression

de freinage dans le cylindre de frein de ladite roue.

De préférence, la variation de volume est com-

mandée par un circuit électronique de réglage fermé, qui

est en liaison active avec le dispositif anti-blocage.

L'invention fournit en outre un dispositif hy-

draulique de freinage protégé contre le blocage pour la

mise en oeuvre du procédé ci-dessus et comportant un dé-

tecteur de vitesse de rotation, qui mesure la vitesse de

jO50 rotation d'une roue de véhicule non entrainée, un conver-

tisseur qui établit la dérivée de ce signal de vitesse

dans un différenciateur, et émet un signal pour comman-

der la baisse de la pression de freinage lorsqu'un seuil de décélération de 12 m/sec2 est dépassé, et un signal pour arrêter la baisse de la pression de freinage lorsque

la décélération tombe au dessous de 10 m/sec2, un limi-

teur de vitesse de variation étant placé avant le dif-

férenciateur, et, lorsque le second seuil de ralentisse-

ment est passé, il détermine un correspondant électri-

que de la pression de freinage à ce moment et reduit encore cette pression d'une quantité calculée à partir de l'inertie de la roue, ayant pour particularité que le système spatialement isolé, séparé du circuit

hydraulique de freinage, est constitué par un modula-

teur de pression qui présente les particularités sui-

vantes:

- le piston de décharge est relié à l'ar-

mature de l'électro-aimant de telle façon qu'une force linéaire sur le piston de décharge soit le résultat de la force non linéaire de déplacement de l'armature; - le piston de décharge est en liaison avec une valve de telle façon que le cylindre de frein peut être isolé du ma tre-cylindre lorsqu'une pression maximale préfixée de freinage est dépassée; - un organe de transmission à rapport variable est constitué par une came curviligne de

forme adaptée au diagramme force/déplacement de l'élec-

tro-aima.nt; - le déplacement du piston de décharge peut être déterminé en continu grâce à un système de

mesure de déplacement qui est en liaison avec le cir-

cuit de régulation du dispositif anti-blocage par l'intermédiaire d'un circuit électronique fermé de

régulation de position.

L'invention fournit aussi un dispositif analogue au précédent, la différence consistant en ce

qu'au lieu de comporter un système de mesure de dépla-

cement du piston de décharge, la vitesse de variation de la force de l'armature est déterminée en continu

P l'aide d'un ----------------------------------------

quartz piézo-électrique, lequel est relié au circuit de

régulation du dispositif anti-blocage par l'intermédiai-

re d'un circuit électronique fermé de régulation de posi-

tion. Le procédé de l'invention va être exposé plus

en détail à l'aide des dessins parmi lesquels: -

la figure 1 est le diagramme force/entrefer d'un électro-aimant, la figure 2 est le diagramme force/volume de la course du piston de décharge,

la figure 5 est une coupe longitudinale du mo-

dulateur de pression à entraînement magnétique, la figure 4 montre une variante du modulateur de pression avec un capteur de la vitesse de variation de la force, la figure 5 est un organigramme d'ensemble du

dispositif anti-blocage.

Il ressort de la figure 1 que la force F du déplacement de l'armature d'un électro-aimant compact n'est pas proportionnelie à l'entrefer S. Comme la force sur le piston de décharge du modulateur de pression doit

varier linéairement avec la variation de volume, c'est-

à-dire le déplacement du piston, afin de permettre des

montées et descentes de la pression régulières et re-

productibles, un électro-aimant compact et léger ne peut

être utilisé que si la variation de force de son équipa-

ge est transmise de telle façon qu'il se crée une varia-

tion linéaire de la force sur le piston de décharge

(figure 2).

La figure 5 montre, en coupe en long, la

structure du modulateur de pression 1.

Le piston de décharge 2 est relié à l'armatu-

re 6 de l'électro-aimant 5 par l'intermédiaire d'une came de renvoi 8 sur laquelle roule un galet 7. La came 8 a une forme curviligne dont le tracé est calculé pour

que la variation de force de l'armature, selon la figu-

re 1, se traduise par une variation de force sur le pis-

ton conforme à la figure 2. La force du ressort de pré-

contrainte 9 est choisie pour quele piston 2 ne puisse se

déplacer vers son point mort bas que si la force de pres-

sion qui agit sur lui est supérieure à la force de pres- sion maximale qui conduit au blocage de la roue (par exemple une pression de freinage de 60 barS)

Si l'armature (6) recule du fait que la bobi-

ne 12 de l'électro-aimant 5 est excitée, la chambre d'égalisation 14, limitée par le piston de décharge 2,

s'agrandit. Un clapet à bille 5, situé entre le maître-

cylindre 15 et cette chambre 14 se ferme, interrompant la communication du maître-cylindre avec le cylindre de frein 16, relié à la chambre 14, et la pression dans ce cylindre de frein diminue. Une augmentation de pression

de freinage résulte d'un déplacement en sens inverse.

Ce cycle se répète entre les seuils de décélération de 12 m/sec2 et 10 m/sece jusqu'à ce que le véhicule soit à

l'arrêt ou jusqu'à ce que la pression au maitre-cylin-

dre descende au-dessous de la pression de blocage de la roue. Un système de détection de position 4, relié

au piston de décharge 2, fournit, en fonction de la va-

riation de volume, un signal instantané continuellement montant ou descendant à un comparateur 17, qui compare

ce signal à un signal de consigne fourni par le disposi-

tif anti-blocage ABV, comme cela sera décrit.

La figure 4 montre la même structure de cons-

truction pour le modulateur de pression, dont le mode

d'action est identique à celui qu'on vient de décrire.

Un quartz piézo-électrique 4a, placé en arrière du res-

sort 9, détecte sa vitesse de variation de force et en-

voie des signaux de tension (signaux instantanés) au comparateur 17a. L'avantage de l'emploi d'un quartz piézo-électrique est qu'il constitue un élément "passif"

qui n'exige aucune alimentation électrique extérieure.

L'organigramme de la figure 5 montre le mode d'action de l'ensemble du système anti-blocage. Pour fournir une image plus simple, on a donné les schémas électroniques sous forme de blocs, leur structure exacte est décrite dans DE-C-31 19 14. Par ailleurs, la partie haute de la figure montre un circuit de freinage de la roue avant conforme à la figure 3, et la partie basse, un circuit de freinage conforme à la figure 4. Les modes d'action de la roue arrière étant les mêmes, ces deux circuits peuvent être remplacés l'un par l'autre. La

description qui suit se réfère au circuit de la roue

avant, les éléments correspondants de la roue arrière

sont affectés de la lettre "a".

Un capteur de vitesse G surveille la roue du

véhicule et émet un signal électrique numérique, corres-

pondant à sa vitesse. Le circuit de traitement de signal transforme ce signal numérique en signal analogique

et met en forme les autres signaux nécessaires à la ré-

gulation de pression de freinage. Un limiteur 20, placé en sortie, doit assurer que,même avec une roue presque

à l'arrêt, le discriminateur de seuil 30 reçoit un si-

gnal d'entrée et qu'une régulation de pression de frei-

nage est possible.

De façon connue, le discriminateur de seuil 30 réagit à des décélérations de 12 m/sec2 et 10 m/sec, et émet, lorsque ces seuils sônt atteints, un signal

vers l'émetteur de valeur de référence 40, lequel atta-

que le comparateur 17 avec un signal de tension conti-

nuellement croissante. Un signal de tension est égale-

ment transmis au comparateur 17 à partir du système de détection de position 4, ou du dispositif de mesure

de variation de vitesse 4a. Tant qu'il y a un écart en-

tre la valeur instantanée et la valeur de consigne, la

bobine de l'électro-aimant 5 est excitée par l'intermé-

diaire du comparateur 17, et la pression de freinage diminue. La réduction de la pression de freinage fait

baisser la décélération jusqu'à 10 m/sec2, le discrimi-

nateur de seuil 50 émet un signal de tension, comme in-

diqué en 50 pour abaisser encore la force de freinage à la valeur exacte calculée à partir du moment d'inertie en rotation, et ensuite pour l'éléver à nouveau de fa- çon continue jusqu'au seul supérieur de décélération, un nouveau cycle de régulation commençant quand ce seuil

est atteint.

La phase de remontée de la pression peut sui-

vre immédiatement la phase de baisse de la pression, comme indiqué èn 50a, ou bien seulement après un temps

de maintien comme indiqué en 50.

Un régulateur de ce type prend place jusqu'à ce que le véhicule soit parvenu à l'arrêt, ou jusqu'à

ce que la pression du maître-cylindre transmise au modu-

lateur 1 soit descendue au-dessous d'une valeur suscep-

tible de provoquer un blocage.

Il est possible d'obtenir des cycles de régu-

lation à une vitesse très élevée, ce qui fournit un

freinage optimal, grâce à la disposition adaptée du mo-

dulateur 1.

Dans le présent texte, il est question à

plusieurs reprises de décélaration de 10 et 12 m/sec2.

Si est précisé qu'il s'agit de la dérivée de la vitesse périphérique de la roue. Celle-ci est dans un rapport

constant avec la vitesse de rotation de la même roue.

Claims

RnVENDICATIONS

1. Procédé pour obtenir un freinage sans ris-

que de blocage dans un véhicule, en particulier une mo-

tocyclette, caractérisé en ce que l'enroulement d'un Alectro-aimant est excité lors d'un sur-freinage commen- çant d"ne roue, en fonction de sa décélération, si bien

que l'armature de l'électro-aimant est déplacée et pro-

voque par un déplacement une variation de volume d'un

système isolé et spatialement séparé du circuit hydrauli-

lc que de freinage, cette variation de volume commandant la pression de freinage dans le cylindre de frein de ladite roue.

2. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la variation de volume est commandée par un circuit électronique de réglage fermé, qui est en

liaison active avec le dispositif anti-blocage. -

5. Dispositif hydraulique de freinage protégé

contre le blocage, pour la mise en oeuvre du procédé se-

lon la revendication 1 ou 2, comportant un détecteur de vitesse de rotation, qui mesure la vitesse de rotation d'une roue de véhicule non entraînée, un convertisseur qui établit la dérivée de ce signal de vitesse dans un différenciateur, et émet un signal pour commander la

baisse de la pression de freinage lorsqu'un seuil de dé-

célération de 12 m/sec2 est dépassé, et un signal pour arrêter la baisse de la pression de freinage lorsque la décélération tombe au-dessous de 10 m/sec2,- un limiteur

de vitesse de variation étant placé-avant le différen-

ciateur, et, lorsque le second seuil de ralentissement est passé, il détermine un correspondant électrique de la pression de freinage à ce moment et réduit encore cette pression d'une quantité calculée à partir de l'inertie de la roue, caractérisé en ce que le système spatialement isolé, séparé du circuit hydraulique de freinage, est constitué par un modulateur de pression (1) qui présente les particularités suivantes:

- le piston de décharge (2) est relié à l'ar-

mature (6) de l'électro-aimant de telle façon qu'une force linéaire sur le piston de décharge (2) soit le r4sultat de la force non linéaire de déplacement de l'armature, - le piston de décharge est en liaison avec une valve (5) de telle façon que le cylindre de frein peut être isolé du maître-cylindre lorsqu'une pression maximale pré-fixée de freinage est dépassée,

- un organe de transmission à rapport varia-

ble (8) est constitué par une came curviligne de forme

adaptée au diagramme force/déplacement de l'électro-ai-

mant (5), - le déplacement du piston de décharge (2)

peut être déterminé en continu grâce à un système de me-

sure de déplacement qui est en liaison avec le circuit

de régulation du dispositif anti-blocage par l'intermé-

diaire d'un circuit électronique fermé de régulation de position. 4. Dispositif hydraulique de freinage protégé contre le blocage, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, comportant un détecteur

de vitesse de rotation, q i mesure la vitesse de rota-

tion d'une roue de véhicule non entraînée, un convertis-

seur qui établit la dérivée de ce signal de vitesse

dans un différencianeur, et émet un signal pour comman-

der la baisse de la pression de freinage lorsqu'un seuil de décélération de 12 m/sec2 est dépassé, et un

signal pour arrêter la baisse de la pression de freina-

ge lorsque la décélération tombe au-dessous de 1( m/secs un limiteur de vitesse de variation ôtant placé avant

le différenciateur, et, lorsque le second seuil de ra-

lentissement est passé, il détermine un correspondant

Alectrique de la pression de freinage à ce moment et ré-

duit encore cette pression d'une quantité calculée à partir de l'inertie de la roue, caractérisé en ce que le

systAme spatialement isolé, séparé du circuit hydra:li-

ll

que de freinage est constitué par un modulateur de pres-

sion (1) qui présente les particularités suivantes:

- le piston de décharge (2) est relié à l'arma-

ture (6) de l'électro-aimant de telle façon qu'une force linéaire sur le piston de décharge (2) soit le résultat de la force non linéaire de déplacement de l'armature, - le piston de décharge est en liaison avec une valve (5) de telle façon que le cylindre de frein peut

être isolé du maître-cylindre lorsqu'une pression maxi-

male pré-fixée de freinage est dépassée,

- un organe de transmission à rapport varia-

ble (8) est constitué par une came curviligne de forme

adaptée au diagramme force/déplacement de l'électro-ai-

mant (5),

- la vitesse de variation de la force de l'ar-

mature (6) est déterminée en continu à l'aide d'un quartz piézoélectrique, lequel est relié au circuit de

régulation du dispositif anti-blocage par l'intermé-

diaire d'un circuit électronique fermé de régulation de

position.