Brevet FR2720359A1 — publié le 19951201

L'invention concerne un procédé pour régler la pression de freinage en fonction de l'écart entre le glissement réel de roues et un glissement de consigne, et selon lequel les vitesses de rotation des roues du véhicule sont détectées, la vitesse du véhicule est déterminée à partir des vitesses de rotation détectées, le glissement réel est déterminé à partir des vitesses de rotation et de la vitesse du véhicule, et une valeur de consigne du glissement est déterminée à partir de la vitesse déterminée du véhicule et des vitesses de rotation détectées, du type connu par exemple d'après la demande de brevet allemand DE 30 724 A1. Dans le système de régulation de la pression de freinage conformément à la demande de brevet allemand DE 40 30 724 Al, la pression de freinage est réglée en fonction de l'écart entre le glissement réel et un glissement de consigne prédéterminé. Le glissement de consigne est déterminé non seulement en fonction de la vitesse du véhicule, mais également en fonction des forces de guidage latéral. La détermination de la prescription de glissement s'effectue à partir de forces longitudinales et de forces latérales déterminées au niveau de la roue. A cet effet, en dehors des vitesses de rotation de roues, il est nécessaire de connaître le pourcentage de lacet et l'angle de braquage, en tant que grandeurs de mesure supplémentai- res. Le comportement de lacet du véhicule est alors dérivé de l'angle de braquage mesuré et de la vitesse angulaire de lacet effectivement mesurée, sur la base du pourcentage de lacet désiré. Alors pour chaque roue, une prescription de la pression de freinage est déterminée à partir de l'écart de régulation entre le glissement de consigne et le glissement réel, et la pression de freinage est réglée. D'après la demande de brevet allemand DE 40 30 704 A1 on connaît un procédé, à l'aide duquel une valeur de glissement de consigne est déterminée, moyennant l'utilisation d'un modèle de véhicule, à partir des grandeurs mesurées que sont l'angle de braquage, la vitesse angulaire de lacet, les vitesses des roues et la pression de freinage. Le calcul du glissement de consigne au moyen d'un modèle de véhicule et d'un régulateur associé requiert une grande quantité de calculs et implique également une dépense élevée en ce qui concerne le dispositif de détection. Pour les deux procédés, il est nécessaire que le comportement de lacet ou l'angle de déplacement oblique des roues soit connu à partir de la prédétermination d'une trajectoire courbe pour le véhicule. La trajectoire courbe est déterminée à partir de l'angle de braquage et du pourcentage de lacet. La détermination des forces de guidage latérales s'effectue à partir du modèle du véhicule et non à partir des conditions existant entre la roue et la chaussée. Le comportement de lacet est réglé sur la base d'un état de déplacement apparaissant, lorsque la vitesse angulaire de lacet s'écarte du pourcentage de lacet de consigne dérivé de l'angle de braquage, et ce au-delà d'une tolérance. Pour régler le comportement de lacet du véhicule et par conséquent pour stabiliser l'état de déplacement, on influe sur la prescription de glissement de consigne pour les freins de roues, en fonction d'une stabilisation du véhicule. Au contraire, dans les systèmes usuels d'antiblocage, la régulation de la pression de freinage s'effectue de telle sorte que la force de freinage maxima- le entre la roue et la chaussée soit déterminée par exemple à partir de la prédétermination du glissement de consigne. La prédétermination du glissement de consigne s'effectue moyennant une évaluation des vitesses de rotation de roues. De tels procédés ne tiennent cependant pas compte des forces latérales au niveau du pneumatique. Dans le cas du franchissement de courbes, un état de conduite stable n'est pas garanti étant donné que, pour la force de freinage maximale, une force latérale ne peut pas être appliquée d'une manière toujours suffisante au pneumatique. En fonction des conditions du véhicule, ceci peut conduire à un comportement de déplacement sous-vireur ou survireur. L'invention a pour but de développer un système de régulation de la pression de freinage par prédétermination du glissement de consigne de manière à garantir un comportement de conduite stable ou neutre. Ceci doit être obtenu, par rapport à des systèmes usuels d'antiblocage, sans aucun dispositif de détection supplémentaire et sans la mise en oeuvre d'une dépense élevée de calculs. Ce problème est résolu conformément à l'invention dans un système de régulation de la pression de freinage du type indiqué, grâce au fait que le glissement de consigne est déterminé à partir des vitesses de rotation de roues de telle sorte que les forces de guidage latéral, qui sont déterminées lors du glissement de consigne, garantissent un comportement de conduite stable. La détermination du glissement de consigne s'effectue à partir des vitesses de rotation de roues. Les valeurs de glissement de consigne sont déterminées de telle sorte que les forces de guidage latéral, qui sont établies entre la roue et la chaussée pour les valeurs déterminées de glissement de consigne et pour les conditions existantes de transmission de forces, garantissent un comportement de conduite stable. Conformément à un mode de mise en oeuvre de l'invention, le glissement de consigne est rendu maximal dans le cadre des possibilités définies par les exigences concernant les forces latérales de guidage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le glissement de consigne maximal possible pour un comportement de conduite stable est déterminé. Selon une autre caractéristique de l'invention, seules les vitesses de rotation détectées des roues et des grandeurs, qui en sont dérivées, sont utilisées pour la détermination du glissement de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, une décélération du véhicule, déterminée à partir des vitesses de rotation de roues mesurées, est utilisée pour la détermination du glissement de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, la courbure d'une courbe est déterminée à partir des vitesses de rotation de roues, pour la détermination du glissement de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise la condition d'Ackermann pour déterminer la courbure d'une courbe. Selon une autre caractéristique de l'invention, un glissement de consigne de roue est déterminé à partir du glissement de consigne pour chaque roue, sur la base de l'écart de régulation déterminé pendant au moins un cycle de régulation précédent pour cette roue et sur la base du glissement réel et du glissement de consigne de roue. Selon une autre caractéristique de l'invention, le glissement de consigne de roue est déterminé en fonction de la variation de l'écart de régulation pour un certain nombre de cycles de régulation immédiatement précédents. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rapport entre le glissement de consigne de roue et le glissement de consigne est limité à un intervalle prédéterminé - notamment à des valeurs comprises entre 0,8 et 1,2. Selon une autre caractéristique de l'invention, la régulation de la pression de freinage s'effectue uniquement lorsqu'un processus de freinage est en cours et qu'un critère de déclenchement est satisfait. Selon une autre caractéristique de l'invention, des valeurs limites pour le glissement de roue sont prédéterminées en tant que critères de déclenchement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la régulation de la pression de freinage s'effectue de façon indépendante pour chacune des roues. Selon une autre caractéristique de l'invention, des grandeurs d'état, importantes du point de vue de la dynamique de déplacement, sont déterminées. Selon une autre caractéristique de l'invention, les grandeurs déterminées, qui sont importantes pour la dynamique de déplacement, sont transmises à d'autres appareils de commande. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un organigramme pour un système de régulation de la pression de freinage selon l'invention; et - les figures 2-4a,b,c représentent des ensembles de caractéristiques pour la détermination de la prescrip- tion du glissement de consigne. La figure 1 représente un organigramme pour un système de régulation de la pression de freinage pour une voiture automobile à deux essieux à propulsion arrière, la pression de freinage étant déterminée à partir de l'écart entre le glissement de consigne déterminé et le glissement réel existant. La régulation de la pression de freinage s'effectue cycliquement, son exécution étant décrite pour un cycle. Dans les équations et pour les références, on prend pour base les conditions suivantes en ce qui concerne les indices v essieu avant h essieu arrière 1 roue gauche r roue droite i essieu avant ou essieu arrière j roue gauche ou droite f grandeur filtrée g grandeur à gradient limité. Un capteur de la vitesse de rotation est monté sur chaque roue du véhicule. Les vitesses de rotation ìj, qui sont mesurées indépendamment de la présence d'une opé- ration de freinage, sont converties, lors du pas 100, en une vitesse de roue vij et leur vraisemblance est contrôlée. Des valeurs aberrantes sont éliminées par filtrage. Une "logique de zéro" identifie l'état d'arrêt d'une roue, lorsqu'un nombre déterminé de mesures succes- sives de la vitesse de rotation ìj de la roue restent identiques. Si cela est valable simultanément pour l'ensemble des quatre roues, l'état d'arrêt du véhicule est établi. Dans le cas de la présence d'une régulation du glissement d'entraînement, les vitesses de roues Vhj de l'essieu arrière sont limitées à une valeur déterminée, par exemple 0,5 m/s, au-delà du maximum max(fvj) des vitesses des roues de l'essieu avant, tant que le frein n'est pas actionné. L'actionnement du frein peut être détecté par exemple par l'intermédiaire de la position de commutation du contacteur des feux stop. Lors du pas 101, des grandeurs auxiliaires sont dérivées des vitesses de roues vij et ces grandeurs auxiliaires sont utilisées, dans les calculs effectués ensuite, en différents emplacements et à différents instants. Les vitesses de roues vij sont différentiées et on obtient les accélérations de roues aij. Des vitesses filtrées de roues vfij et des accélérations filtrées de roues afij sont déterminées à l'aide de filtres, par exemple au moyen d'un filtre de Bessel comportant des fréquences de 5 Hz et 1 Hz. Une décélération de référence aref est formée conformément à aref = max(afij registre à décalage, de la décélération de référence aref. A partir de là, on détermine une accélération maximale limitée amax conformément à amax = max(kl*arefm; -15m/s2 kl étant une valeur chiffrée prédéterminée de façon fixe. A partir de là, on détermine, pour chaque vitesse de roue filtrée, une vitesse de roue Vgij à gradient limité: vgij=max[(vgij,alt+amax*tzyk),vfij]l, vgijalt représentant la vitesse de roue, qui a été déterminée dans le cycle précédent et est à gradient limité, et tzyk représentant la durée d'un cycle. Par ailleurs, la décélération longitudinale moyenne afm est formée à partir de la valeur moyenne arithmétique des décélérations filtrées de roues afij. Une décélération longitudinale moyenne filtrée afmax est dérivée de la décélération longitudinale moyenne afm. Le filtrage peut être réalisé par exemple avec des filtres du premier ordre et de faibles fréquences de filtres (inférieures à 1 Hz). Une vitesse de référence Vref affectée d'un glissement est déterminée lors du pas 102 conformément à Vref=max(Vgi; 0) lorsque le véhicule est freiné, et sinon, conformément à vref=maX(vgvj;O) La vitesse de roulement vroll du véhicule est déterminée, à partir de la vitesse de référence Vref affectée d'un glissement, par estimation du glissement Àref, conformément à la formule Aref = kroll*arefm, kroll étant une valeur chiffrée fixe - par exemple -0,005. On obtient alors la vitesse de roulement Vroll conformément à Vroll = Vref(l+Àref), la détermination du glissement au niveau des roues et la régulation de la pression de freinage s'effectuant sur la base de cette vitesse de roulement vroll. Si le véhicule se trouve dans une courbe, les roues se déplacent sur des trajectoires ayant des rayons différents. Lorsqu'elles roulent sans l'application de forces, elles entrent dans le cadre de la condition d'Ackermann. Par conséquent, des conditions définies de façon précise de la vitesse de rotation entre les différentes roues du véhicule sont obtenues à partir de la courbure K de la courbe et des conditions géométriques au niveau du véhicule. Lors du pas 104, une conclusion concernant la courbure K de la courbe est obtenue à partir des vitesses de roues. A partir des vitesses de roues vgfig mesurées, limitées quant au gradient et ensuite encore filtrées, on détermine la courbure de la courbe Kroll conformément à vg/hl - vg/hr Av vh ay,4 Kh =, 4= et Kroll = Kh ( Vh.Sh Vroll Sh vv 10 si représentant la largeur de voie de l'essieu avant ou de l'essieu arrière. On utilise la différence de vitesse Av formée à partir de la différence entre les vitesses des deux roues. La sélection des roues peut être exécutée par l'intermédiaire d'un champ de caractéristiques, et on peut utiliser comme critère de sélection, par exemple la différence Avij entre la vitesse de roue filtrée et la vitesse de roue à gradient limité Avij = vfij - vgij L'accélération transversale ay du véhicule peut être alors déterminée à partir de la relation Av 2 =vl2 l2 ay,4 = Vroll. K4=Vroll v roll.Sh Pour des questions de vraisemblance, la courbure K de la courbe est limitée à une accélération transversale maximale aaymax, c'est-à-dire que l'on a ay,max K = signe(K)min(IKI,) Vroll Au-dessus d'une vitesse d'environ 100 km/h du véhicule, on peut positionner à zéro la courbure K de la courbe étant donné que l'erreur, qui est alors dans le calcul du glissement, est égale au maximum à 1,8 %. A partir de la courbure K ainsi déterminée de la courbe, on peut déterminer, pour chaque roue, un rapport Fij, qui, multiplié par la vitesse de roulement Vroll, détermine la vitesse de roulement vroll,ij de la roue. Lorsque l'on a Sv Sv maxfv = max[(l+K-), (1-K--)] 2 2 on calcule alors les rapports Fij conformément à Sv 1 Sv 1 Fvl = (1+K-) Fvr = (1-K-) 2 maxfv 2 maxfv Sh 1 Sh 1 Fhl = (cosb+K-) Fhr = (cos6+K-) 2 maxfv 2 maxfv l'angle de braquage 6 pouvant être déterminé conformément à vh cosb = min(-,1) vv Les facteurs calculés peuvent alors être limités à un intervalle, par exemple à des valeurs comprises entre [0,7;1] pour l'essieu avant et à des valeurs comprises entre [0,5;l] pour l'essieu arrière, afin de compenser des valeurs aberrantes, des erreurs et des écarts importants. Les valeurs de la vitesse de roulement Vroll,ij des roues sont calculées lors du pas 105 et sont ensuite disponibles par exemple pour la détermination du glissement. Sur la base de la courbure K déterminée de la courbe, des grandeurs auxiliaires calculées ainsi que des écarts de réglage précédents variij, mémorisés dans un registre à décalage 106 comportant n emplacements de mémoire, lors du pas 107 un glissement de consigne Àsollij est calculé pour chaque roue conformément à la relation sollij = KÀ,i FafX,i'Fvarii -FK Ki étant une valeur prédéterminée de façon fixe, qui est fixée en fonction du réglage des pneumatiques et qui peut posséder par exemple des valeurs chiffrées correspondant à un glissement de 11 % pour l'essieu avant et à un glissement de 8 % pour l'essieu arrière. Le facteur Fa, qui tient compte du coefficient de frottement maximal entre la roue et la chaussée, est déterminé par exemple conformément à FazfX = 1,1071.afmx-01429. Le facteur est limité à un intervalle, par exemple à [-l;-0,25]. qui est déterminé à partir du glissement maximal requis et du glissement maximal autorisé et à partir de décélérations possibles du véhicule. Avec Fvariij le glissement de consigne pour chaque roue est décalé dans une gamme déterminée, par exemple de 20 %, en fonction de la variance de l'écart de régulation At. variij est la variance des valeurs, placées dans le registre à décalage, d'écarts de régulation précédents, c'est-à-dire que l'on a T-1 Z I AÀtl t=T-n-1 variij = n On obtient alors le facteur Fvariij conformément à la relation Fvari,vj = -10*vari,vj + 1,3 Fvari,hj = - 10*vari,hj + 1,1 et ensuite ce facteur est limité à l'intervalle Fvariij = [0,9;1,1] d'une variation de 10 %. On obtient les valeurs pour réglages d'accords précis des facteurs de qualité de régulation sur le maximum du glissement et il faut les régler individuellement sur le régulateur, par exemple par des essais de déplacement. Les indications de valeurs sont par conséquent uniquement des valeurs indicatives et doivent être adaptées de façon détaillée à différents régulateurs. Avec le facteur FK, la disposition oblique est prise en compte dans le cas d'une accélération transversale qui apparaît, dans une courbe. Avec ce facteur, on peut régler le comportement désiré en courbe. La valeur prédéterminée détermine la valeur maximale du facteur, qui est déterminé conformément à la relation F2-1 FKv = ( ay,41 -3) +1,F,h 1 avec 3+afmx F1 = (1-KK). +1, F1E[l;kK] et F2 = (F1-KK).Vroll + K., F2 E[F1;kK]; ay,4 étant l'accélération transversale obtenue à partir de la courbure déterminée de la courbe et que l'on peut calculer conformément à Av ay, 4 = Vroll2.K4 = Vrol Vroll-Sh Le facteur FK est par conséquent toujours supérieur ou égal à 1. Plus la valeur est faible, plus la différence de glissement autorisée sur la base de la trajectoire en courbe est faible. Les valeurs des facteurs peuvent être également tirées respectivement d'un champ de caractéristiques. Des champs correspondants de caractéristiques sont décrits sur les figures 2 à 4. Lors du pas 109, l'écart de régulation AXij est déterminé, individuellement pour chaque roue, à partir du glissement de consigne déterminé Àsollij et du glissement réel ist,ij déterminé lors du pas 108. Lors du pas 110, le gradient devant être appliqué de la pression de freinage P'Bij est déterminé à partir de l'écart de régulation AXij et est réglé par un régulateur subordonné, dans le cylindre de frein de roue correspondant, dans la mesure o le critère de déclenchement est satisfait pour la régulation de la pression de freinage. Comme critère de déclenchement, on peut utiliser par exemple le glissement réel ou la dérivée dans le temps du glissement réel. La figure 2 représente la courbe caractéristique pour le facteur Fafmx en fonction de la valeur d'accéléra- tion aafmx. Si la décélération atteinte est faible, comme par exemple dans le cas de déplacements sur la glace, le glissement admissible doit être minimal, mais une décélération du véhicule est autorisée. C'est pourquoi, pour des valeurs afmx correspondante également au glissement maximal admissible. C'est pourquoi, le facteur F prend la valeur 1 en cas de décélération à partir de afmx > - 8 m/s2 Une interpolation linéaire est exécutée entre ces deux valeurs limites. La figure 3 représente l'allure des courbes caractéristiques pour les facteurs Fvariij. Des courbes caractéristiques pour l'essieu arrière - i=h - et pour l'essieu avant - i=v - sont différentes. Pour obtenir une plus grande stabilité de conduite, au niveau de l'essieu avant il faut autoriser seulement un écart de réglage variij plus faible. Pour l'essieu arrière, la courbe caractéristique Fvariij varie linéairement de la valeur initiale 1,1 à la valeur 0,9 dans le cas d'écarts de régulation varihj entre 0 et 2 %. Ensuite, Fvariij est fixé à la valeur limite inférieure à 0,9. La gamme de valeurs pour Fvariij est accordée sur le régulateur. Les valeurs ici indiquées sont par conséquent seulement une indication donnée à titre d'exemple. Pour l'essieu avant, pour un écart de régulation varivj 1,4 %, le facteur Fvarivi doit être limité à la valeur 0,9. Entre ces valeurs, le facteur est déterminé par interpolation linéaire. La figure 4a, 4b, 4c représente les courbes caractéristiques, c'est-à-dire les courbes caractéristiques pour la détermination du facteur FK qui dépend d'un déplacement en courbe. La figure 4a représente la variation de la courbe caractéristique pour la grandeur auxiliaire F1, qui est déterminée en fonction de l'accélération afmx. Au-dessous d'une accélération afmx de -8 m/s2, F1 prend la valeur 2, audessus d'une accélération de -3 m/s2 elle prend la valeur 1 et entre les deux, elle prend la valeur déterminée par interpolation linéaire. La gamme des valeurs de la grandeur auxiliaire F2 est représentée sur la figure 4b et est limitée par F1 et par le facteur K de courbure de la courbe. La valeur de F2 diminue linéairement lorsque la vitesse v du véhicule augmente, pour atteindre F1, pour 20 m/s, et est ensuite constante. La valeur du facteur de correction de glissement de consigne FK, corrigée en fonction de la courbe, est alors représentée par le facteur F2 en tant que paramètre sur la figure 4c. La valeur de F K est déterminée en fonction de l'accélération transversale ay,4 déterminée à partir de la courbure de la courbe. Si la valeur absolue de l'accéléra- tion transversale ay,4 est inférieure à 3 m/s2, FK est positionné à 1. Lorsque la valeur absolue de l'accélération transversale augmente plus encore, la valeur FK augmente linéairement jusqu'à atteindre la valeur F2, pour 7 m/s2, et est ensuite constante. L'allure des courbes et notamment les gammes de valeurs sont indiquées à titre d'exemples. Par exemple, elles doivent être adaptées au régulateur et éventuellement également au véhicule, au moyen d'essais de déplacement. REVENDICATIONS 1. Procédé pour régler la pression de freinage en fonction de l'écart entre le glissement réel de roues et un glissement de consigne, et selon lequel - les vitesses (vij) de rotation des roues du -véhicule sont détectées (pas 100), - la vitesse du véhicule est déterminée à partir des vitesses de rotation (vij) détectées (pas 102), - le glissement réel est déterminé à partir des vitesses de rotation et de la vitesse du véhicule, et - une valeur de consigne (Àsoll ij) du glissement est déterminée (pas 107) à partir de la vitesse déterminée du véhicule et des vitesses de rotation détectées, caractérisé en ce que le glissement de consigne (îsollij) est déterminé à partir des vitesses de rotation de roues (vij) de telle sorte que les forces de guidage latéral, qui sont déterminées lors du glissement de consigne, garantissent un comportement de conduite stable. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le glissement de consigne maximal possible pour un comportement de conduite stable est déterminé. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que seules les vitesses de rotation détectées (vij) des roues et des grandeurs, qui en sont dérivées, sont utilisées pour la détermination du glissement de consigne. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractéris en ce qu'une décélération du véhicule, déterminée à partir des vitesses de rotation de roues mesurées, est utilisée pour la détermination du glissement de consigne. 5. Procédé suivant la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que la courbure (K) d'une courbe est déterminée à partir des vitesses de rotation de roues, pour la détermination du glissement de consigne (Àsoll,ij). 6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise la condition d'Ackermann pour déterminer la courbure d'une courbe. 7. Procédé suivant la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce qu'un glissement de consigne de roue (xsollij) est déterminé à partir du glissement de consigne (Fvariij) pour chaque roue, sur la base de l'écart de régulation déterminé pendant au moins un cycle de régulation précédent pour cette roue et sur la base du glissement réel et du glissement de consigne de roue. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le glissement de consigne de roue (Àsoll,ij) est déterminé en fonction de la variation de l'écart de régulation pour un certain nombre de cycles de régulation immédiatement précédents. 9. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le rapport entre le glissement de consigne de roue et le glissement de consigne est limité à un intervalle prédéterminé - notamment à des valeurs comprises entre 0,8 et 1,2. 10. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la régulation de la pression de freinage s'effectue uniquement lorsqu'un processus de freinage est en cours et qu'un critère de déclenchement est satisfait. 11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que des valeurs limites pour le glissement de roue sont prédéterminées en tant que critères de déclenchement. 12. Procédé suivant la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que la régulation de la pression de freinage s'effectue de façon indépendante pour chacune des roues. 13. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des grandeurs d'état (ay,4, ax, K), importantes du point de vue de la dynamique de déplacement, sont déterminées. 14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les grandeurs déterminées, qui sont importantes pour la dynamique de déplacement, sont transmises à d'autres appareils de commande.