Brevet FR2575983A1 — publié le 19860718

25759S3 La présente invention concerne un procédé pour adapter la régulation du glissement dans un système de freinage de véhicule automobile en fonction du coefficient instantané de frot- tement ou valeur de frottement entre la surface de la route et les pneus, dans lequel le comportement en rotation des roues du véhicule et la vitesse du véhicule ou une valeur dérivée sont mesurées, dans lequel des signaux de commande de la force de freinage ou de la pres- sion de freinage sont produits à partir des signaux mesurés, au moyen d'une combinaison logique et du traitement des signaux, en cas de perte de stabilité d'une roue, c'est-à-dire en cas de détection d'une tendance au blocage, la force de freinage au niveau de la roue concernée étant maintenue constante ou réduite puis réaugmentée au moment approprié au moyen de ces signaux de commande. Des procédés prévoyant une mesure additionnelle de la force de freinage ou de la pression de freinage et des circuits pour l'exécution des procédés font également partie de la présente invention. On connaît déjà un circuit d'adaptation au coefficient de frottement prévu pour des systèmes de freinage de véhi- cules automobiles. Ce circuit comprend plusieurs éléments de synchro- nisation connectés en série. L'un de ces éléments de synchronisation est excité lorsque le seuil de glissement est atteint, les éléments de synchronisation suivants étant excitéslorsque le seuil de réaccé- lération est atteint au terme de temps d'attente prédéterminés (bre- vet allemand n 21 36 440). De cette façon seule la phase de baisse de pression varie en fonction du comportement à la réaccélération de la roue ayant perdu sa stabilité. Un autre circuit permettant de réguler pendant la phase initiale la pression de freinage dans les systèmes de freinage de véhicules automobiles est muni d'un dispositif de mesure pour la détection du coefficient de frotte- ment. Ce dispositif permet de mesurer le temps écoulé entre la fin d'un signal d'accélération en rotation et l'apparition d'un signal de décélération en rotation sur la roue régulée et de l'analyser en tant que critère de la valeur de frottement ou du coefficient de frotte- ment (brevet allemand n 27 17 383). Conformément à ce circuit connu, l'adaptation à la valeur de frottement ne commence qu'après la réac- célération et la redicélération ou la perte de stabilité de la roue régulée, c'est-i-dire à un moment relativement tardif. La présente invention a donc pour but de palier les incon- vénients des circuits connus et de fournir un procédé pour adapter la régulation du glissement à l'état de la route ou à la valeur d'adhé- rence ou valeur de frottement entre la surface de la route et les pneus qui peut être atteinte à tout moment pour obtenir un ralentis- sement optimal, cette régulation du glissement commençant dès qu'une première perte de stabilité se produit sur une roue (dans le cas o le système de freins est intact, il s'agira d'une roue avant) et influençant favorablement la variation de la pression de freinage en fonction de la valeur de frottement respectivement existante ou dé- tectée. Il s'est avéré que ce but peut être atteint de façon simple et techniquement évoluée au moyen d'un procédé du type mentionné ci- dessus dont le perfectionnement consiste en ce que, en cas de perte de stabilité d'une roue, la vitesse et la décélération de la roue la plus rapide,en termes instantanés,sont analysées en tant que critères de la vitesse et de la décélération du véhicule, en ce que la valeur de frottement instantanée est-déduite de ces valeurs, et en ce que, en fonction de la valeur de frottement, la régulation du glissement ou la modulation de la force de freinage ou de la pression de freina- ge est réalisée selon un schéma ou un programme de régulation adapté au niveau de la valeur de frottement ou au déroulement d'un programme adapté. Dans un mode dé réalisation avantageux de l'invention,au moment de la détection d'une tendance au blocage et du démarrage de la régulation du glissement, la décélération de la roue la plus rapi- de est détectée et analysée en tant que critère de la valeur de frot- tement instantanée. Dans un autre mode de réalisation, la force de freinage ap- pliquée aux roues avant est toujours supérieure à celle appliquée aux roues arrière, en raison de la conception et/ou du réglage des freins des roues, et c'est seulement à l'instant de la première perte de stabi- lité d'une roue avant, provoquée par une opération de freinage que la décélération de la roue arrière la plus rapide est analysée en tant que critère de la valeur de frottement instantantée ou de la valeur de frottement pouvant être obtenue instantanément. Alors qu'il était possible jusqu'à présent de détecter l'état de la route et de faire varier en conséquence la régulation au plus tôt après la perte de stabilité et la réaccélération d'une roue, la régulation du glissement est, conformément à l'invention, adaptée à l'état de la route et aux autres conditions influençant la valeur de frottement après la première perte de stabilité d'une roue (ou d'une roue avant en général). A cet effet, on part du principe que dès la première perte de stabilité il est possible de déterminer la vitesse ou la décélération du véhicule de manière très simple et précise en observant la roue du véhicule la plus rapide à ce moment, ce qui permet de tirer directement des conclusions sur l'état de la route et la valeur de frottement. Comme normalement l'essieu avant a une capacité d'adhérence plus élevée que l'essieu arrière il est pos- sible d'obtenir, au moment o une première tendance au blocage se produit sur l'essieu avant, des informations fiables sur la vitesse et la décélération du véhicule d'après le comportement en rotation des roues arrière et, en particulier, de la roue arrisre la plus ra- pide. Si, par exemple, une tendance au blocage apparaft sur l'essieu avant lorsque se produit une petite décélération du véhicule, ceci indiquera que la surface de la route est glissante ou que la valeur de frottement est faible (approximativement de l'ordre de la d6célé- ration en "g"). Une modulation de la pression permettant de réguler le glissement doit donc intervenir à un faible niveau de pression de façon, entre autres, à maintenir une faible consommation d'énergie du système de freinage et à éviter les variations de pression pendant le freinage régulé qui diminuent le confort de conduite. Dans une variante du procédé conforme à l'invention, la force de freinage instantanée ou la pression de freinage est mesurée au moyen de capteurs et analysée en tant que critère de l'état de la route, ou de la valeur de frottement ou du coefficient de frottement lorsqu'une perte de stabilité se produit pour la première fois, la régulation du glissement ou la modulation de la force de freinage ou de la pression de freinage étant effectuée en fonction de la valeur de frottement selon un schéma ou programme de régulation adapté au niveau de la valeur de frottement. La décélération de la roue qui est la plus rapide à l'instant de la première perte de stabilité peut elle aussi être mesurée et prise en considération pour déterminer la va- leur de frottement. De plus, dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est possible de déduire un critère au moyen de capteurs de force de freinage ou de pression de freinage, ce critère permettant de dis- tinguer entre les influences du couple-moteur ou l'influence d'une perturbation du comportement en rotation des roues et les effets du freinage. Sans ces mesures ou sans de ces capteurs, il est difficile, dans certains cas, de déterminer clairement si par exemple, dans cer- taines situations, la vitesse de référence du véhicule ne donne pas en termes instantanés une valeur de référence exploitable ou si une roue est devenue instable en raison du couple de freinage du moteur. Les inégalités de la surface de la route, le glissement latéral, les défauts des freins ou des roulements des roues, etc., peuvent égale- ment simuler des situations qui, grâce aux capteurs additionnels de la force de freinage ou de pression de freinage, peuvent être distin- guées des situations donnant lieu à une régulation. Des circuits permettant de réaliser les procédés sont éga- lement décrits dans les sous-revendications. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront 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, les principaux composants électroniques d'un circuit conforme à l'invention, de manière schématique sous forme d'un bloc-diagramme, - les figures 2a à 2f, sous forme de courbes en fonction du temps, pour les différentes roues d'un véhicule, la variation de la pression de freinage pendant une opération de freinage régulée au mo- yen d'un circuit conforme à la figure 1, - la figure 3, un autre mode de réalisation de l'invention, le mode de représentation étant le même que celui de la figure 1. Sur le bloc-diagramme conforme à la figure 1, les roues avant d'un véhicule automobile sont désignées par VL, VR et les roues arrière par HL, HR. Des capteurs de roues 1 à 4 sont prévus pour dé- tecter le comportement en rotation des différentes roues. Ces cap- teurs de roues 1 à 4 sont conçus sous forme de transducteurs inductifs dans lesquels un disque denté tournant avec la roue induit un signal électrique alternatif dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue. Après traitement et amplification des signaux des capteurs dans des circuits distincts (5 à 8),ou dans des circuits combinés en une unité 9, des signaux proportionnels aux vitesses des différentes roues sont transmis sur les lignes de transmission des signaux 10 à 13. Ces signaux sont introduits dans un circuit électronique 26, d'une part, directement par les lignes 14 à 17 et, d'autre part, par les étages de différenciation 18 à 21 et les lignes de transmission des signaux 22 à 25. Dans ce circuit 26, les signaux sont combinés logiquement et traités à nouveau afin de produire des signaux de com- mande de la pression de freinage. Les différents étages de différen- ciation 18 à 21 peuvent également être combinés pour former un circuit commun 27. Les signaux de vitesse différenciés dans les éta- ges 18 à 21 ou respectivement 27 représentent la décélération ou l'accélération instantanées des différentes roues du véhicule. De plus, le circuit représenté comprend un comparateur 28 et un circuit de sélection 29 au moyen desquels la vitesse et la dé- célération de la roue la plus rapide,en termes instantanés,peuvent être détectées et analysées pour influencer le circuit de régulation. En cas de perte de stabilité d'une roue d'un véhicule, un signal de sortie du circuit 26 sollicite un élément de synchronisation ou un commutateur 30 qui détermine alors la décélération de la roue la plus rapide en termes instantanés, généralement une roue arrière HL ou HR, et déduit de cette valeur de décélération la valeur de frottement ou le coefficient de frottement instantanés entre les pneus et la route et, donc, l'état instantané de la route. A cet effet, le circuit de détermination du coefficient de frottement 31 reçoit un signal électrique par une ligne de transmission des signaux 32, ce signal électrique correspondant à la décélération de la roue la plus rapide ou d'une roue arrière. Au moyen du coefficient de frottement déterminé par le circuit 31 et d'un circuit 34 connecté au circuit de détermination du co- efficient de frottement 31 par une ligne de transmission de signaux 33, on obtient,alors par extrapolation, une vitesse de référence ou une valeur qui influence la vitesse de référence, et qui est intro- duite dans le circuit 26 par une ligne de transmission de signaux 35. Au moyen de la vitesse de référence du véhicule qui est ob- tenue par extrapolation et qui sert de valeur de référence pour dé- terminer la variation de pression de freinage la plus favorable pen- dant la phase de régulation du glissement, des phases de régulation sont constituées dans le circuit 26 et, de ce fait, le moment et la durée des signaux de sortie A1 à A6 du circuit 26 sont déterminés. A leur tour, les signaux de sortie A1 à A6 déterminent les temps de commande des paires d'électrovannes 36, 37; 38, 39 et 40, 41. Ces électrovannes régulent directement la pression de freinage ou la va- riation de la pression de freinage des freins des roues avant VL, VR et des roues arrière HL, BR. Dans l'exemple représenté, la pression de freinage des roues avant est régulée individuellement par les paires de vannes 36, 37 et respectivement 38, 39, la pression de freinage sur l'essieu arrière étant régulée en même temps par une paire de vannes commune 40, 41. Le trait discontinu représentant les lignes d'alimentation qui communiquent avec les capteurs des roues avant et mènent aux cir- cuits 28, 29 indique que ces connexions peuvent être supprimées dans certains cas. Avec la conception habituelle du système de freinage, les roues avant se bloquent toujours avant les roues arrière. Pour réaliser le procédé conforme à l'invention, il peut donc suffire de comparer les vitesses des roues arrière et d'analyser la décélération de la roue arrière la plus rapide pour déterminer le coefficient de frottement. Dans le mode de réalisation conforme à la figure 1, le cir- cuit 26 se divise en deux unités 42, 43, l'unité 42 produisant des 7 2575983 signaux individuels de commande de la pression de freinage destinés à quatre circuits de régulation I à IV, ces signaux étant ensuite mo- difiés dans l'unité 43 en fonction du coefficient de frottement ins- tantané ou par les informations transmises par la ligne de signaux 35. Le comportement en rotation des différentes roues du véhi- cule et la variation de la pression de freinage dans les freins de roue pendant une opération de freinage sont illustres par les graphi- ques des figures 2a à 2f. Les courbes des figures 2a et 2b représen- tent la vitesse vR des deux roues avant VR, VL (figure 2a) et des deux roues arrière HR, HL (figure 2b). La décélération -vR et l'accé- lération +vR respectives des roues sont représentées aux figures 2c et 2d. Les courbes des figures 2e et 2f représentent la variation de la pression de freinage régulée séparément dans les freins des roues avant VR, VL et la pression de freinage simultanée des roues arrière UR, HL. L'opération de freinage commence au temps t0. Une première perte de stabilité ou tendance au blocage se produit au temps tl, à savoir au niveau de la roue avant droite VR dont le comportement en rotation est représenté en trait discontinu aux figures 2a et 2c. Cette perte de stabilité a immédiatement pour effet(voir figure 2e) de maintenir constante, puis de réduire la pression de freinage PVR dans le cylindre de frein de la roue avant droite VR. Au temps t2, une roue arrière (HR) présente une tendance au blocage, la seconde roue avant VL présentant cette tendance au temps t3. Les figures 2b et 2d montrent que, pendant la phase initia- le du freinage, il est possible d'obtenir des informations fiables sur la décélération du véhicule à partir du comportement en rotation de la roue arrière la plus rapide (sur les figures, il s'agit de la roue arrière gauche HL jusqu'au temps t5) car cette roue conserve sa stabilité tandis que les roues avant ont atteint les limites d'adhé- rence et présentent plus ou moins une tendance au blocage. La décélération du véhicule existant au moment de la perte de stabilité des roues avant qui, dans l'exemple décrit, correspond à la décélération VR de la roue arrière la plus rapide HL entre appro- ximativement ti et t4, donne la mesure de la valeur de frottement ou du coefficient de frottement du coefficient de frottement instantané qui est essentiellement dé- terminé par l'état de la route. Par exemple, si le coefficient de frottement p est faible pendant la phase initiale du freinage consi- dérée dans le cas présent, par exemple inférieur à 0,3, une vitesse de référence de faible gradient est choisie comme valeur de référence pour la modulation de la pression 'de freinage. Cependant, si une dé- célération élevée du véhicule (supérieure à 0,3 g) est enregistrée, elle permet de déduire que la route est sèche ou que le coefficient de frottement est élevé. De ce fait, pour obtenir une distance de freinage réduite, la valeur de référence ou vitesse de référence per- mettant de faire varier la pression de freinage doit avoir un fort gradient. La figure 3 représente un mode de réalisation modifié de l'invention. Contrairement au mode de réalisation décrit en réfé- rence à la figure 1, les informations relatives au coefficient de frottement ou à l'état de la route en cas de blocage imminent d'une roue d'un véhicule sont obtenues dans ce cas en mesurant la pression de freinage existant à ce moment-là. A cet effet, le circuit représenté à la figure 3 est équipé de capteurs de pression 44, 45, 46 qui permettent de déterminer la pression de freinage instantanée Pl, P2, P3 régnant dans les trois circuits de freinage hydrauliquement séparés 52, 53, 54 d'un généra- teur de pression de freinage 47. Des signaux électriques correspon- dant aux pressions Pl, P2, P3 sont transmis par les lignes de trans- mission de signaux 48, 49, 50 à un circuit de traitement et d'analyse 51. Un signal pouvant être traits électroniquement est produit à la sortie de ce circuit 51. Les freins des roues VL, VR, HL, HR représentés symbolique- ment sont connectés aux circuits de freinage 52, 53, 54 du générateur de pression de freinage 47. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, le comportement en rotation des roues est détecté de la manière déjà décrite en référence à la figure 1 au moyen des capteurs inductifs 1', 2', 3', 4'. Les signaux de ces capteurs sont ensuite traités dans un circuit 9' et leur variation en fonction du temps est examinée dans un étage de différentiation 27'. Les signaux de vitesse ainsi que de décélération et/ou d'accélération des différentes roues sont transmis à un circuit 26' de la même manière qu'au circuit 26 de la figure 1. Aux sorties A1 à A6 du circuit 26', des signaux sont fi- nalement disponibles pour commander des vannes nes multidirectionnel- les 36' à 41', c'est-à-dire des signaux de commande de la pression de freinage. Lors de l'apparition d'une tendance au blocage, un circuit de détection du coefficient de frottement 31' est actionné par un circuit d'activation 30'. La pression existant à ce moment, c'est-à- dire lorsque la tendance au blocage se produit, est analysée par le circuit 31' en tant que critère du coefficient de frottement instan- tané et permet de produire un signal de sortie au moyen duquel, après traitement dans un circuit 34', la valeur de référence détermi- nante pour la régulation de la pression de freinage, à savoir la vi- tesse de réf6rence du véhicule, est calculée par extrapolation. Par l'intermédiaire de la ligne de signaux 35' le signal de sortie du circuit 34' fait varier en cons6quence les signaux de commande de la pression de freinage produits dans le circuit 26'. Les circuits électriques décrits en référence aux figures 1 et 3 peuvent être réunis de manière connue en un seul circuit élec- tronique ou en un petit nombre de circuits électroniques ou ils peuvent être remplacés par des circuits programmables, c'est-à-dire des circuits commandés par programme, tels que des micro-ordinateurs ou des micro-unités de commande. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention non représenté, la mesure et l'analyse de la pression de freinage permettant de déterminer le coefficient de frottement instantané peuvent être combinées avec le principe du circuit représenté à la figure 1, à savoir le principe de la détermination du coefficient de frottement à partir du comportement de la roue- la plus rapide, en termes instantanés,(roue arrière). Ceci aura également pour effet d'améliorer la sécurité et la fiabilité de la détermination du coef- ficient de frottement. Jl REVENDICATIONS 1. Procédé pour adapter la régulation du glissement dans un système de freinage antiblocage de véhicule automobile en fonction de la valeur de frottement instantanée entre la surface de la route et les pneus, caractérisé en ce que le comportement en rotation des roues du véhicule et la vitesse du véhicule ou une valeur dérivée sont mesurés, en ce que des signaux de commande de la force de frei- nage ou de la pression de freinage sont produits à partir des signaux mesurés, au moyen d'une combinaison logique et du traitement des si- gnaux, en cas de perte de stabilité d'une roue, c'est-à-dire en cas de détection d'une tendance au blocage, la force de freinage au ni- veau de la roue concernée étant maintenue constante ou réduite puis réaugmentée au moment approprié au moyen desdits signaux de commande, en ce qu'en cas de perte de stabilité d'une roue, la vitesse (VR) et la décélération (vR) de la roue la plus rapide,en termes instantanés, i5 sont analysées en tant que critères de la vitesse du véhicule et de la décélération du véhicule, en ce que la valeur de frottement ou co- efficient de frottement instantanés sont déduits de ces valeurs, et en ce que, en fonction de la valeur de frottement, la régulation du glissement ou la modulation de la pression est réalisée selon un schéma ou un programme de régulation adapté au niveau de la valeur de frottement. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'instant (t1, t3) de la détection d'une tendance au blocage et du démarrage de la régulation du glissement, la décélération (VR) de la roue la plus rapide est détectée et analysée en tant que critère de la valeur de frottement instantanée. 3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'en raison de la conception et/ou du réglage des freins des roues, la force de freinage appliquée aux roues avant (VR, VL) est supé- rieure à celle appliquée aux roues arrière (HR, HL), et en ce que c'est seulement à l'instant de la première perte de stabilité d'une roue avant (VR, VL), provoquée par une opération de freinage, que la décélération de la roue arrière la plus rapide est analysée en tant que critère de la valeur de frottement instantanée ou de la valeur de frottement pouvant être obtenue instantanément. 4. Procédé pour adapter la régulation du glissement à la valeur de frottement entre la surface de la route et les pneus, qui existe ou peut être obtenue instantanément au moment du démarrage de la régulation, dans lequel le comportement en rotation des roues et la vitesse du véhicule ou une valeur dérivée sont mesurées, des si- gnaux de commande de la force de freinage ou de la pression de frei- nage sont produits par les signaux mesurés au moyen d'une combinaison logique et du traitement des signaux, en cas de perte de stabilité d'une roue, la force de freinage appliquée à la roue concernée étant maintenue constante ou réduite puis réaugmentée au moment approprié au moyen desdits signaux de commande, et dans lequel la force de freinage ou la pression de freinage est mesurée au moyen de capteurs, caractérisé en ce que, los de la première perte de-stabilité d'une roue, la force de freinage ou la pression de freinage est analysée en tant que critère de la valeur de frottement et en ce que, en fonction de la valeur de frottement, la régulation du glissement ou la modula- tion de la force de freinage ou de la pression de freinage est réali- sée selon un schéma de régulation ou un programme de régulation adap- té à la valeur de frottement. 5. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que, en outre, la décélération de la roue la plus rapide au moment de la première perte de stabilité est mesurée et prise en considération pour déterminer la valeur de frottement. 6. Procédé conforme à la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la force de freinage ou la pression de freinage détectées au moyen des capteurs (44, 45, 46) est analysée en tant que critère permettant de distinguer entre le comportement en rotation des roues, qui est influencé par l'actionnement des freins, et les effets du couple-moteur, des perturbations telles que défauts des freins ou des roulements des roues, etc. 7. Circuit pour réaliser le procédé conforme à l'une quel- conque des revendications 1 à 3, comportant des capteurs pour détec- ter le comportement en rotation des roues, des circuits pour traiter et différencier les signaux des capteurs ainsi que pour produire des signaux de commande de la pression de freinage au moyen desquels des vannes multidirectionnelles à commande électromagnétique implantées sur les conduites d'agent de pression du système de freinage peuvent être commandées, caractérisé en ce que qu'il comporte des circuits (28, 29) pour détecter la vitesse (VR) et la décélération (UR) de la roue la plus rapide en termes instantanés, ainsi qu'un circuit de détection du coefficient de frottement (31) permettant, en cas de perte de stabilité d'une roue, de faire varier les signaux de commande de la pression de freinage directement ou indirectement en fonction de la décélération (VR) de la roue la plus rapide en termes instantanés. 8. Circuit pour réaliser le procédé conforme à l'une quel- conque des revendications 4 à 6, comportant des capteurs pour détec- ter le comportement en rotation des roues, des circuits pour traiter et différencier les signaux des capteurs ainsi que pour produire des signaux de commande de la pression de freinage au moyen desquels des vannes multidirectionnelles à commande électromagnétique implantées sur les conduites d'agent de pression du système de freinage peuvent être commandées, et des capteurs pour détecter la pression de frei- nage dans les circuits d'agent de pression du système de freinage et/ou pour déterminer la force de freinage, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de détection du coefficient de frottement (31') et des circuits (34') permettant, en cas de perte de stabilité d'une roue, que les signaux de régulation de la pression de freinage varient directement ou indirectement en fonction de la pres- sion de freinage instantanée existant dans le frein de la roue ayant perdu sa stabilité ou en fonction d'une pression de freinage instan- tanée moyenne. 9. Circuit conforme à la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que, au moyen des signaux de sortie des circuits de détection du coefficient de frottement (31, 31') la variation de la vitesse de référence du véhicule peut être modifiée et donc adaptée au coeffi- cient de frottement instantané. 10. Circuit conforme à l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des circuits (28, 29) pour détecter et déterminer la décélération ("R) de la roue la plus rapi- de, ains que des capteurs (44 à 46) pour détecter la pression de freinage instantanée dans les différents circuits d'agent de pression (52, 53, 54) et des circuits de détection du coefficient de frotte- ment (31, 31') permettant, en cas de perte de stabilité d'une roue, de faire varier les signaux de régulation de la pression de freinage directement ou indirectement en fonction de la décélération (VR) de la roue la plus rapide et en fonction de la pression de frei- nage instantanée.