FR2674205A1

FR2674205A1 - METHOD AND DEVICES FOR AUTOMATICALLY PUTTING INTO SERVICE OR OUT OF SERVICE ONE OR MORE ANTI-LOCK BRAKE SYSTEMS IN PARTICULAR THOSE EQUIPPED WITH VEHICLES.

Info

Publication number: FR2674205A1
Application number: FR9103923A
Authority: FR
Inventors: Bourgogne Pierre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-09-25
Anticipated expiration: 2011-03-20
Also published as: FR2674205B1; WO1992016396A1

Abstract

Known anti-lock braking systems substantially extend braking distances. The systems are useful only in the event of skidding resulting from a difference in. The subject of the invention concerns the automatic activation of a vehicle's anti-lock system only when it is strictly necessary, that is at the onset of a skid and the deactivation of the anti-lock system as soon as skidding has ceased. The vehicles total braking capacity is thereby maintained in all circumstances, and the average braking distances of vehicles equipped with the basic anti-lock system are reduced to a considerable extent. To achieve this result, one or more acceleration meter(s) and, optionally, strain gauges as well as various sensors transmit data to a computer, enabling it to detect the beginning of the skid. In such an event, the computer automatically controls a switch which closes the anti-lock system control circuit, thereby activating it. As soon as skidding has ceased the computer cuts the circuit controlling the anti-lock system, thereby deactivating said system.

Description

Prflcedé et disposItifs permettant de mettre automatiquement en service ou hors service un ou des systèmes anti-blocage pour freins notamment ceux équipant des véhicules
L'invention concerne un procédé permettant de mettre en service ou hors service, automatiquement et quasi instantanément, tous dispositifs anti-blocage de freins, elle concerne aussi au moins deux dispositifs et appareillages permettant d'obtenir ce résultat, ce procédé et ces dispositifs concernent en particulier les véhicules automobiles,
Les systèmes permettant de limiter ou d'interdire le blocage des roues sont très nombreux et ont fait l'objet de plusieurs centaines de demandes de brevets dans différents pays, il serait donc beaucoup trop long et inutile de les citer, ceci d'autant plus que la présente invention ne concerne pas un nouveau procédé ou dispositif anti-blocage en lui même, mais un procédé et des dispositifs permettant aux systèmes anti-blocage connus et existants d'être ou non en fonctionnement selon les circonstances de la conduite, I1 n'existe actuellement aucun procédé, dispositif, système ou appareillage cherchant a atteindre le résultat auquel vise la présente invention
Les systèmes anti-blocage connus possèdent les caractéristiques principales suivantes - ils permettent, ou tentent de permettre, d'éviter le blocage d'une ou plusieurs roues évitant ainsi le risque de dérapage d'un véhicule en raison des différences d'adhérence pouvant exister entre les différentes roues équipant ce véhicule, ceci est donc un avantage, - par contre tous les systèmes anti-blocage connus ont le très grand inconvénient d'allonger la distance de freinage et d'arrêt du véhicule, en effet quand le système détecte une tendance au blocage d'une ou de plusieurs roues, il relåche la pression du ou des freins équipant la ou les roues considérées,
Pendant la durée de ce relåchement la ou les roues ainsi libérées ne freinent plus ou beaucoup moins, de ce fait l'action de freinage globale du véhicule se trouve très sensiblement réduite et donc les distances de freinage et d'arrêt sont considérablement allongées, L'experince permet de constater, surtout sur route mouillée ou glissante, que les distances de freinage sont le plus souvent allongées de l'ordre de 30 X ce qui est considérable et est une cause supplémentaire d'accident alors que l'objectif même de tout dispositif antiblocage est de réduire les risques d'accidents,
On voit ainsi que pour éviter le risque grave mais relativement rare de dérapage important du véhicule, pouvant aller jusqu'au tête à queue, on créée un autre risque, qui n'est pas toujours moindre et qui se présente beaucoup plus fréquemment, dû à l'allongement des distances de freinage,
Dans ces conditions le bilan des avantages et des inconvénients de tous les systèmes antiblocage connus n'est pas forcément favorable,
Les conducteurs expérimentés connaissent bien ce risque de dérapage en cas de blocage des roues sur les véhicules non munis d'un système anti-blocage, aussi quand ils freinent ils prennent soin de relåcher la pédale de frein dès qu'ils sentent le moindre début de dérapage, et ré-appuient aussitt après sur la pédale de frein, ils peuvent éventuellemnt, si besoin, faire cette même opération plusieurs fois de suite, faisant ainsi en quelque sorte le travail qu'effectue un système anti-blocage, mais ne le faisant, intelligemment, seulement qu'en cas de besoin réel c'est à dire seulement en cas de début de dérapage, ils optimisent ainsi l'action du système de freinage équipant leur véhicule et obtiennent les distances de freinage et d'arrêt minimales et nettement inférieures a celles permises par les sytêmes anti-blocage.Prflced and devices allowing to automatically put in service or out of service one or more anti-blocking systems for brakes in particular those equipping vehicles
The invention relates to a method making it possible to put into service or deactivate, automatically and almost instantaneously, all anti-lock braking devices, it also relates to at least two devices and apparatuses making it possible to obtain this result, this method and these devices relate in particular motor vehicles,
The systems allowing to limit or prohibit the locking of the wheels are very numerous and have been the subject of several hundred patent applications in different countries, it would therefore be far too long and unnecessary to mention them, all the more that the present invention does not relate to a new anti-blocking method or device in itself, but to a method and to devices allowing known and existing anti-blocking systems to be or not to be operational depending on the circumstances of the driving, I1 n there currently exists no process, device, system or apparatus seeking to achieve the result to which the present invention aims
Known anti-lock systems have the following main characteristics - they allow, or attempt to allow, the locking of one or more wheels to be avoided, thus avoiding the risk of a vehicle skidding due to the differences in grip which may exist. between the different wheels fitted to this vehicle, this is therefore an advantage, - on the other hand, all known anti-lock systems have the very great drawback of lengthening the braking and stopping distance of the vehicle, in fact when the system detects a tendency to block one or more wheels, it releases the pressure of the brake or brakes fitted to the wheel or wheels considered,
During the duration of this loosening, the wheel or wheels thus released do not brake more or much less, therefore the overall braking action of the vehicle is very significantly reduced and therefore the braking and stopping distances are considerably lengthened, L 'experince makes it possible to note, especially on wet or slippery roads, that the braking distances are most often lengthened by around 30 X which is considerable and is an additional cause of accident when the very objective of everything anti-lock device is to reduce the risk of accidents,
We thus see that to avoid the serious but relatively rare risk of significant skidding of the vehicle, which can go as far as spinning, we create another risk, which is not always less and which occurs much more frequently, due to longer braking distances,
Under these conditions, the balance of the advantages and disadvantages of all known anti-lock systems is not necessarily favorable,
Experienced drivers are well aware of this risk of skidding in the event of a wheel lock on vehicles not fitted with an anti-lock system, so when they brake they take care to release the brake pedal as soon as they feel the slightest start to skid, and immediately re-press the brake pedal, they can optionally, if necessary, do the same operation several times in succession, thus doing somehow the work that does an anti-lock system, but not doing it , intelligently, only when there is a real need, that is to say only when skidding begins, they thus optimize the action of the braking system fitted to their vehicle and obtain the minimum stopping and stopping distances and clearly lower than those allowed by anti-blocking systems.

Par contre les systèmes anti-blocage font cette opération de serrage et de relàchement des freins d'une façon totalement systématique et même en l'absence de tout début de dérapage ce qui est en définitive le cas le plus fréquent puisque les roues étant proches les unes des autres rencontrent le plus souvent des conditions d'adhérence égales ou très proches, ces systèmes ont donc tous l'inconvénient majeur de provoquer un relàchement des freins, pendant une succession de courts instants, souvent sans nécessité réelle, ce qui a pour conséquence l'allongement sensible des distances de freinage,
La plupart des conducteurs expérimentés sont du reste très surpris, quand ils conduisent pour la première fois un véhicule équipé d'un système anti-blocage, de la perte des capacités de freinage qu'ils constatent immédiatement par rapport à un véhicule similaire non équipé, et ceci leur donne un fort sentiment d'insécurité qui correspond du reste tout à fait à la réalité,
Le procédé idéal consisterait donc à ne mettre, automatiquement, en service le dispositif anti-blocage équipant un véhicule que dans les seuls cas ou un tout début de dérapage se manifesterait, et à le remettre hors service immédiatement après que le dérapage ait cessé, maintenant ainsi intactes les capacités maximales de freinage du véhicule en toutes circonstances, tout en éliminant tout risque de dérapage et de " tête à queue X , ce système satisferait aussi bien les conducteurs expérimentés que les novices.On the other hand, the anti-lock systems do this operation of applying and releasing the brakes in a completely systematic way and even in the absence of any start of skidding, which is ultimately the most frequent case since the wheels being close to each other. one of the others most often meet conditions of adhesion equal or very close, these systems thus all have the major drawback of causing a release of the brakes, during a succession of short moments, often without real need, which has as consequence a significant increase in braking distances,
Most experienced drivers are very surprised, when they drive a vehicle equipped with an anti-lock system for the first time, of the loss of braking capacities which they notice immediately compared to a similar vehicle not equipped, and this gives them a strong feeling of insecurity which corresponds, moreover, to reality,
The ideal method would therefore consist in automatically putting the anti-lock device fitted to a vehicle into service only in the only cases where a very early skid occurs, and putting it back out of service immediately after the skid has stopped, now thus intact the maximum braking capabilities of the vehicle in all circumstances, while eliminating any risk of skidding and "head to tail X", this system would satisfy both experienced and novice drivers.

C'est ce résultat qui est atteint grâce à la présente invention
Le vehicule considéré dans la présente invention est muni d'un système anti-blocage connu quelconque, en outre il est équipé, selon l'invention, d'un dispositif supplémentaire capable de déceler quasi instantanément tout début de dérapage du véhicule et capable d'ouvrir ou de fermer le circuit ( électrique, hydraulique, pneumatique ou de toute autre nature ), commandant le système anti-blocage, bien entendu cette interruption ne concernera pas la pompe haute pression t ou tout autre appareil remplissant la même fonction ) multipliant la pression exercée sur le pédale de frein afin de conserver toute sa puissance au freinage, que le système anti-blocage soit ou non en service,
Le début de dérapage d'un véhicule peut se déceler de plusieurs façons l n accéléromètre classique est l'appareil le mieux adapté à cet effet, il devra être disposé de façon à déceler les accélérations ou décélérations transversales ( et non pas celles se produisant selon l'axe longitudinal du véhicule ), Seront seules prises en compte par le dispositif celles qui sont anormales et proviennent d'un début de dérapage t et non bien entendu celles provenant d'un virage normal par exemple ),
Pour ce faire un ou des capteurs relèveront en permanence et à des intervalles de temps très rapprochés, l'angle fait par les roues avec l'axe longitudinal du véhicule, un autre capteur relèvera dans les mêmes conditions la vitesse du véhicule, ces deux données seront
introduites dans un mini-calculateur électronique classique qui pourra ainsi calculer en temps réel, et quasi instantanément, l'accélération transversale que devrait normalement subir le véhicule et donc l'accéléromêtre, puis comparera le résultat de ce calcul à l'accélération réelle mesurée et indiquée par l'accèléromêtre, tant que les deux chiffre seront sensiblement égaux c'est qu'il n'y a pas de debut de dérapage et le système antiblocage restera hors service, par contre dès que ces deux chiffres différeront au delà d'une certaine marge prédéterminée t qui peut etre nulle ) c'est qu'il y a début de dérapage et en conséquence le circuit commandant le système anti-blocage sera fermé par un interrupteur commandé par le calculateur et le système anti-blocage sera mis en service quasi instantanément et en tous cas suffisemment tbt pour que le début de dérapage cesse aussit6t,
Dés que le début de dérapage aura cessé le circuit commandant le système anti-blocage sera coupé par 1' interrupteur et ce système sera donc mis hors service immédiatement.It is this result which is achieved thanks to the present invention.
The vehicle considered in the present invention is provided with any known anti-blocking system, furthermore it is equipped, according to the invention, with an additional device capable of detecting almost instantly any start of skidding of the vehicle and capable of open or close the circuit (electric, hydraulic, pneumatic or any other type), controlling the anti-blocking system, of course this interruption will not affect the high pressure pump t or any other device fulfilling the same function) multiplying the pressure applied to the brake pedal in order to retain all its braking power, whether or not the anti-lock system is in service,
The start of a vehicle's skidding can be detected in several ways ln a conventional accelerometer is the best suited device for this purpose, it should be arranged so as to detect transverse accelerations or decelerations (and not those occurring according to the longitudinal axis of the vehicle), The only ones taken into account by the device are those which are abnormal and come from a start of sideslip t and not of course those coming from a normal turn for example),
To do this one or more sensors will continuously and at very close time intervals, the angle made by the wheels with the longitudinal axis of the vehicle, another sensor will read the speed of the vehicle under the same conditions, these two data will
introduced into a conventional electronic mini-calculator which will thus be able to calculate in real time, and almost instantaneously, the transverse acceleration that the vehicle and therefore the accelerometer should normally undergo, then compare the result of this calculation with the actual measured acceleration and indicated by the accelerometer, as long as the two digits are substantially equal it is that there is no beginning of skid and the anti-lock system will remain out of service, on the other hand as soon as these two digits differ beyond one certain predetermined margin t (which may be zero) is that there is a beginning of a skid and consequently the circuit controlling the anti-blocking system will be closed by a switch controlled by the computer and the anti-blocking system will be put into service almost instantaneously and in any case sufficiently tbt for the start of the slip to cease immediately,
As soon as the start of the skid has stopped, the circuit controlling the anti-blocking system will be cut by the switch and this system will therefore be put out of service immediately.

I1 peut hêtre utile de prévoir deux accéléromètres, l'un a l'avant, l'autre à l'arrière du véhicule, car un tout début de dérapage localisé a l'avant ou a l'arrière pourrait ne pas etre perceptible suffisamment tOt par un seul accéléromètre même placé au centre du véhicule, surtout s'il s'agit d'un appareil bon marché adapté à la grande série,
Le programme du calculateur pourra utilement prévoir une petite marge de neutralisation entre les chiffres calculés par lui en fonction de la vitesse et de l'angle de braquage des roues et les données réelles communiquées par le ou les accéléromètres, afin de tenir compte d'effets indirects éventuels, dans la mesure où ils peuvent être négligés, tels ceux provoqués par un vent latéral provoquant une dérive entre le cap théorique déterminé par l'angle de braquage des roues et le cap réel du véhicule. It may be useful to provide two accelerometers, one at the front, the other at the rear of the vehicle, since a very early skid located at the front or at the rear may not be perceptible early enough. by a single accelerometer even placed in the center of the vehicle, especially if it is a cheap device suitable for mass production,
The computer program can usefully provide a small neutralization margin between the figures calculated by it as a function of the speed and the steering angle of the wheels and the actual data communicated by the accelerometer (s), in order to take effects into account. possible indirect, insofar as they can be neglected, such as those caused by a side wind causing a drift between the theoretical heading determined by the steering angle of the wheels and the actual heading of the vehicle.

Toutefois dans les versions évoluées du dispositif objet de l'invention il pourra être utile de prévoir des capteurs de vent, en force et en direction, pour que l'effort dû au vent soit lui aussi pris en compte par le calculateur.However, in the advanced versions of the device which is the subject of the invention, it may be useful to provide wind sensors, in force and in direction, so that the force due to the wind is also taken into account by the computer.

De même pourra être prévu un capteur mesurant le dévers de la chaussée qui peut influer sur le calcul du dérapage.Likewise, a sensor can be provided which measures the slope of the road, which can influence the calculation of the skid.

2 - Des " Jauges de contraintes " placées sur les roues, soit sur les jantes soit sur les essieux ou les fusées de roues ", peuvent détecter les contraintes subies au niveau des roues et en particulier celles dûtes à la force centrifuge et au dérapage,
Ces jauges peuvent remplacer le ou les accèlêromètres ou être installées en complément de ceux ci, elles seront placées utilement sur les roues les plus extérieures du véhicule.2 - "Strain gauges" placed on the wheels, either on the rims or on the axles or the wheel axles ", can detect the stresses undergone at the wheels and in particular those due to centrifugal force and skidding,
These gauges can replace the accelerometer or accelerometers or be installed in addition to these, they will be usefully placed on the outermost wheels of the vehicle.

Ces jauges de contrainte sont connues depuis longtemps, leur principe est généralement le suivant : des fils conducteurs, généralement de très faible diamètre et disposés en plusieurs files parallèles, sont plaqués contre le support dont on veut mesurer la déformation, quand ils sont allongés par la déformation de leur support leur longueur augmente et leur diamètre diminue, un courant électrique y circulant rencontre donc une résistance plus forte qui peut facilement etre mesurée et transmise à un mini-calculateur. These strain gauges have been known for a long time, their principle is generally as follows: conductive wires, generally of very small diameter and arranged in several parallel rows, are pressed against the support whose deformation is to be measured, when they are lengthened by the deformation of their support their length increases and their diameter decreases, an electric current flowing there thus meets a stronger resistance which can easily be measured and transmitted to a mini-calculator.

Des capteurs identiques à ceux décrits ci dessus relèvent l'angle de braquage des roues, la vitesse du véhicule et à l'aide de ces données le mini-calculateur calcule les contraintes et donc les déformations que devraient subir les pièces ( jantes, essieux, fusées etc. Sensors identical to those described above detect the steering angle of the wheels, the speed of the vehicle and using this data the mini-computer calculates the stresses and therefore the deformations that the parts should undergo (rims, axles, rockets etc.

sur lesquelles sont fixées les jauges.on which the gauges are fixed.

Le calculateur, comme précédemment, compare alors le résultat de ses calculs théoriques effectués à partir de la vitesse et de l'angle de braquage des roues aux calculs qu'il a effectués à partir des données réelles fournies par les jauges de contrainte, en cas d'égalité entre ces chiffres c'est qu'il n'y a pas dérapage et le système anti-blocage n'est pas mis en service, au cas contraire le système anti-blocage est mis en service aussitAt
Ces jauges permettent une précision peut etre un peu inférieure à celle des aceéléromètres car elles ne sont pas totalement à l'abri d'erreurs dûtes aux différences d'adhérence des roues, mais le fait de disposer des jauges de contraintes sur plusieurs roues multiplie les mesures et limite donc ce risque pratiquemment à zéro.The computer, as before, then compares the result of its theoretical calculations made from the speed and the steering angle of the wheels to the calculations it made from the actual data provided by the strain gauges, in case of equality between these figures is that there is no slip and the anti-blocking system is not put into service, otherwise the anti-blocking system is put into service immediately
These gauges allow a precision can be a little lower than that of the aceelometers because they are not completely free from errors due to the differences in grip of the wheels, but the fact of having strain gauges on several wheels multiplies the measures and therefore limits this risk practically to zero.

Le procédé et les dispositifs objets de la présente invention pouvant hêtre parfaitement compris par leur simple description, il n'a pas semblé utile de faire des dessins.The process and the devices which are the subject of the present invention being able to be perfectly understood by their simple description, it did not seem useful to make drawings.

Toutes les descriptions qui précèdent ne sont données qu'à titre indicatif et d'exemple, elles ne limitent nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails décrits par tous autres équivalents, All the foregoing descriptions are given for information only and by way of example, they in no way limit the field of the invention from which one would not depart by replacing the details described by any other equivalent,

Claims

CLAIMS 1 Method for automatically putting into service or out of service one or more anti-lock braking systems, in particular of those fitted to vehicles characterized a) in that it allows automatic and almost instantaneous entry into service of the anti-lock system (s) -blocking fitted to a vehicle as soon as there is a start of a vehicle skid and putting them out of service immediately after the skid has stopped, b) in that one or more accelerometers detect continuously and at extremely close time intervals the real positive or negative transverse accelerations of the vehicle, these data are transmitted to an ini-calculator preferably electronic, c) in that under the same time conditions of the sensors note the steering angle of the wheels and the speed of the vehicle and transmit this data to the computer, d) in that this computer calculates, as a function of the data received from the heading steering angle and speed, the theoretical transverse acceleration that the vehicle should undergo and compares the result of its calculations with the actual data received from the accelerometer (s), e) in that, when the theoretical results found by the computer are substantially equal to the actual data provided by the accelerometer or accelerometers, it means that there is no start of wander, the computer then controls or maintains the interruption of the anti-blocking system circuit, this one is therefore out service, f) in that, when the theoretical results found by the computer differ from the actual data provided by the accelerometer (s), it is that there is a start of wander, the computer then immediately orders the closure of the circuit controlling the system anti-lock which is thus put into service automatically and almost instantaneously, g) in that, as soon as the start of the skid has ~ stopped the results of the theoretical calculations that the computer and the actual data supplied by the accelerometer (s) start to coincide and the computer then immediately orders the deactivation of the anti-blocking system, 2, Method according to claim I characterized in that the accelerometer (s) can be replaced or supplemented by strain gauges informing the computer of the stresses experienced at the level of each of the wheels or at least of the outermost wheels, which allows the computer to calculate the real transverse acceleration of the vehicle and compare it with the acceleration theoretical that it also calculates according to the data provided by the wheel steering angle and speed sensors, 3 Method according to claims I and 2 characterized in that wind sensors, in force and in direction, can be added to the entire device and their information sent to the computer so that it can take account in its calculations of the heading drift caused by the wind which can thus be added or subtracted, according to its direction, to the possible overall slip observed, this in order to allow a more precise calculation of the actual slip to be taken into consideration for the setting in operation or out of service of the anti-blocking system (s), 4 Method according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor measuring the slope of the roadway can be added to the entire device and its information sent to the computer for that this one can carry out a more precise calculation of the real skid by taking account of this slope in its calculations, Pocédé according to one of the preceding claims characterized in that the computer program can provide a small margin of neutralization in the comparison between the calculated theoretical figures and real data provided by the accelerometers and / or the strain gauges in order to c compensate for weak indirect effects, and to the extent that they can be neglected, which can influence the onset of sideslip.

6, Device for implementing the method according to one of the preceding claims for automatically activating or deactivating one or more anti-lock brake systems, in particular those fitted to vehicles, characterized in that it comprises - one or more accelerometers adapted to the detection and measurement of the positive or negative transverse accelerations undergone by a vehicle, - and! or strain gauges adapted to the measurement of the deformation and therefore of the stresses undergone by the wheels and / or the axles and the rockets wheels, - a sensor suitable for measuring the steering angle of the wheels for vehicles with only one steering axle, and two sensors for vehicles with two steering axles - a computer receiving the data provided by the accelerometers, gauges of constraints, various sensors and whose program allows it to calculate the theoretical accelerations in function n of the various information received, and in the case of use of strain gauges to also calculate the real accelerations as a function of the stresses indicated by the gauges, - a switch, electrical, electronic, hydraulic, pneumatic or other and in any case suitable to the anti-blocking system control circuit, this switch is controlled by the computer and opens or closes the circuit controlling the anti-blocking system, it is arranged at a point in this circuit such as the high pressure pump, or any filling device a similar rible remains in operation, whether or not the anti-lock system is in service, in order to ensure maximum braking power in all circumstances.

7. Device according to claim 6 characterized in that it can comprise wind sensors in force and in direction, 8, Device according to claims 6 characterized in that it can comprise a sensor adapted to the measurement of the slope of the roadway.