Brevet FR2722156A1 — publié le 19960112

" Système antiblocage d'un véhicule automobille à quatre roues pour régler la pression de frein des roues avant en limitant le freinage de l'essieu arrière ". Etat de la technique. L'invention concerne un système de régulation antiblocage d'un véhicule automobile à quatre roues, selon lequel la pression de frein des roues avant est réglable individuellement à cause du comportement de déplacement de roue de ces roues avant et en ce qu'une limitation comporte la pression de frein nécessaire pour limiter le freinage de l'essieu arrière. Un tel système antiblocage est connu selon le document DE 37 28 480 Al. Ce document décrit un système ABS qui commande ou régule individuellement la pression des freins des roues avant et en commun la pression de frein des roues de l'essieu arrière, pour les deux roues arrière. La conduite de frein reliée aux freins de l'essieu arrière comporte en plus un distributeur à électrovanne à 2/2 voies, qui se ferme pour une certaine décélération du véhi- cule et maintient alors constante la pression de frein des freins de l'essieu arrière. Dans le cas d'une régulation ABS, le distributeur à 2/2 voies s'ouvre de nouveau. Il est également évoqué le cas selon lequel la soupape de modula- tion prévue pour la modulation de la pression de l'essieu arrière dans le cas du système ABS, peut servir à limiter la pression de l'essieu arrière en présence d'une certaine décélération du véhicule. La présente invention a pour but d'améliorer les caractéristiques de décélération d'un véhicule sans né- cessiter des capteurs compliqués. A cet effet l'invention concerne un système de régulation correspondant au type défini ci-dessus, caracté- risé en ce que sur les freins de l'essieu arrière, on fait seulement une limitation de pression dépendant de la charge du véhicule. Avantages de l'invention. La présente invention a pour point de départ un système de régulation antiblocage d'un véhicule à quatre roues motrices selon lequel la pression des freins au ni- veau des roues arrière est réglable individuellement en fonction du comportement du mouvement des roues avant. Cela se fait en général pour éviter que les roues se bloquent de manière non voulue. En outre, il est prévu de limiter la pression de frein nécessaire pour freiner les roues ar- rière. Le coeur de l'invention est que la limitation de la pression des freins de l'essieu arrière dépend uniquement de la charge du véhicule. Pour une conception du système antiblocage se- lon l'invention, on a ainsi une régulation ABS seulement sur les roues avant. Au niveau de l'essieu arrière on peut avantageusement supprimer les capteurs de détection de la vitesse de rotation des roues. Selon un développement avantageux de l'inven- tion, il est prévu de détecter la pression créée par le maître cylindre de frein. La charge du véhicule découle de l'accélération du véhicule et de la pression créée par le maître cylindre de frein. Comme capteur supplémentaire il faut avantageusement seulement un capteur supplémentaire pour la pression du maître cylindre de frein. Celui-ci peut être intégré dans l'ensemble hydraulique, c'est-à-dire être particulièrement peu coûteux. L'information de pression peut s'utiliser avantageusement de manière connue dans l'algorithme du système de freinage ABS. Il n'est pas né- cessaire, selon l'invention, d'avoir un câblage avec l'essieu arrière. Malgré la suppression des capteurs au niveau de l'essieu arrière, l'invention permet une bonne répartition de la force de freinage tout en supprimant la soupape de limitation de pression, usuelle, dépendant de la charge. Selon un autre développement, il est prévu que la charge du véhicule s'obtienne à partir de l'accélération du véhicule et de la pression créée par le maître cylindre de frein, en utilisant un modèle de véhicule. La comparaison d'une valeur déduite d'une charge et de la pression créée par le maître cylindre de frein permet de déterminer le point de mise en oeuvre de la limitation de pression; puis on commande une soupape pour limiter la pression au niveau de l'essieu arrière. Description des dessins. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après de manière plus détaillée à l'aide des des- sins annexés dans lesquels; - la figure 1 est un schéma de principe d'un véhicule équipé d'un système ABS simplifié et d'une limita- tion de la pression au niveau de l'essieu arrière par une soupape de limitation de pression, - la figure 2 montre un circuit de commande ou un ordinogramme pour commander la soupape de limitation de pression, - la figure 3 est un schéma explicatif. La figure 1 montre les roues avant 1 et 2 du véhicule, les freins 3 et 4 et les capteurs de vitesse 5 et 6. Les capteurs de vitesse détectent de manière connue, la vitesse de rotation Nvr et Nvl, c'est-à-dire la vitesse de rotation des roues avant; les capteurs 5 et 6 sont reliés à un circuit d'exploitation ABS usuel 7, qui ne comporte ici que deux canaux pour fournir, à partir des signaux Nvr et Nvl des capteurs 5 et 6, en cas d'instabilité de roue ou de tendance au blocage, des signaux de commande pour les soupapes de modulation de pression de frein 8 et 9. Les soupapes de modulation de pression de frein 8 et 9 sont montées entre le maître cylindre 10 et les freins de roues avant 3 et 4. Un capteur 23 mesure la pression du maître cylindre de frein PjBz; la suite du traitement du signal fourni par le capteur 23 sera faite à l'aide de la figure 2. Les freins 11 et 12 des roues arrière 13, 14 ne sont pas intégrés dans la régulation antiblocage. La conduite re- liant le maître cylindre 10 aux freins de l'essieu arrière 11, 12 est équipée d'un distributeur à 2/2 voies électroma- gnétique 15 qui est normalement ouvert mais peut être fermé par l'application d'un signal S à la borne 16. Le circuit ou l'ordinogramme de la figure 2 crée le signal de commande S à la borne 16. Les moyens ou étapes représentés à la figure 2 peuvent être intégrés dans le circuit d'exploitation 7 du système ABS. Les capteurs 5 et 6 sont reliés par des bornes , 21 avec un bloc 22 dans lequel, à partir des signaux de vitesse de roues Nvr et Nvl des capteurs 5 et 6, on forme un signal de décélération aF du véhicule. Cela se fait de manière connue par différentia- tion et traitement approprié des signaux, par exemple se- lon les étapes décrites ci-après et dans lesquelles: Nvr Signal du capteur 5 Nvl Signal du capteur 6. aF: décélération du véhicule à obtenir Indice K: point de détection instantané Indice K-1: point de détection antérieur dT: durée de détection S: variable libre pour la transforma- tion de Laplace- 1. Etape pour déterminer la décélération du véhicule aF: sélection de la plus grande vitesse de roue DFk = max(Nvr,Nvl) 2. Etape: différentiation approximative par un quotient de diffé- rence aF = (DFk -DFkL) / dT 3. Etape: limiter à des valeurs physiques possibles aF = min(aF, accélération maximale du véhicule aF = max(aF, -décélération maximale du véhicule) 4. Etape: lissage du signal (par exemple à l'aide de filtre passe- bas ou en formant une valeur moyenne mobile) par une fonction de transfert G(s), aF (s) = aF (s) * G (s) Le capteur 23 mesure la pression Plz dans le maître cylindre de frein et fournit cette information au bloc 24 pour déterminer la force de freinage Fbr à l'aide d'un modèle. Cela se fait de la manière suivante: L'ensemble de la force frein Fbr agissant sur le véhicule se calcule à partir de la formule suivante: Fbr(s) = [P,,i(s)*Gvl(s)] + [Pvr(s)*Gvr(s)] + [Phl(s) * Ghl(s)] + [Phr(S) *Ghr(S)], dans laquelle, Fbr: force de freinage agissant sur le véhicule P.: pression de frein de roue exercée sur la roue xx, G: fonction de transfert: pression de frein de roue --±> force de freinage sur la roue xx et, S: variable libre pour la transformation de Laplace. Les fonctions de transfert G,(s) contiennent par exemple la mise en route retardée dans le temps du freinage, la résistance etc.. et peuvent être copiées d'une manière aussi détaillée que voulue dans le modèle. Dans le calcul simple ces variables dégénèrent en des constantes Cm. Si l'on néglige la dynamique de la pression dans les conduites de frein (P,=PHz), on obtient comme exemple sim- ple pour déterminer la force de freinage la relation sui- vante: Fbr= PHZ*[(2*Cv) + (2*Ch)] avec, PHZ: pression dans le maître cylindre, Cv: coefficient de transfert de l'essieu avant, Ch: coefficient de transfert de l'essieu arrière. Ces modèles ne sont valables que si le maximum du coefficient d'adhérence/patinage, aux bornes n'est pas dépassé. Au-delà, la relation " pression de frein --> force de freinage " n'est plus valable si bien que de cette ma- nière, selon l'invention, on ne peut représenter que la distribution de la force de freinage au-delà de la régula- tion ABS. La force de freinage obtenue Fbr et la décélé- ration du véhicule aF, ainsi obtenue, sont appliquées au bloc 25 qui, à l'aide d'un modèle de véhicule détermine à partir de ces valeurs l'état de charge Mlad. Cela peut se faire par exemple de la manière suivante: De façon générale, la décélération du véhicule suit la force de freinage: aF(s) * (MF:g +Mlad) = GFgz (s) * Fbr, MFzg = masse du véhicule non chargé Mlad = masse de la charge GFzg = fonction de transfert de la carrosserie du véhicule, s = variable libre de la transformation de Laplace. Si l'on néglige la dynamique de décélération de la carrosserie (GFzg(s)=l), on obtient par exemple l'état de charge par la relation suivante: Mlid = Fbr / aF(s) - MFzg Dans le bloc 26, à partir de l'état de charge Mlad, on détermine la répartition de consigne de la force de freinage Fha/Fva (ha = essieu arrière; va = essieu avant). La courbe de la distribution idéale de la pres- sion est (à côté des grandeurs géométriques constantes) seulement dépendante de l'état de charge instantané. On dé- termine cette distribution à partir de l'état de la techni- que comme cela est connu (par exemple selon Burckhardt/Burg: calcul et reconstruction du comportement au freinage de véhicules de tourisme, Edition INFORMATION GmbH, Kippenheim, ISBN 3-88550-025-6). Dans l'autre bloc 27 on détermine le point de commutation à partir de la distribution de consigne de la force de freinage Fha/Fva; pour ce point de commutation, le signal S doit commander la soupape 15 selon la figure 1. Pour décrire cette détermination on se reportera à la fi- gure 3. Dans cette figure, la référence 30 désigne la dis- tribution idéale de la force de freinage pour un véhicule chargé; la référence 31 concerne le véhicule vide. A l'aide du circuit de la figure 2 et de la soupape 15, on veut se rapprocher des courbes idéales 30 et 31. Les cour- bes d'approximation portent les références 32 et 33. Ainsi, dans le bloc 27, à l'aide de la distribution de consigne, de la force de freinage, on détermine le point correspon- dant sur la droite 34 à l'endroit o l'on veut bloquer la soupape 15 pour que la pression n'augmente plus au niveau de l'essieu arrière et ne continue par d'augmenter la force de freinage Fha. Le bloc 27 émet le signal de blocage S à sa borne de sortie 16 sur l'électrovanne 15. En résumé, on constate que la description ci- dessus concerne un véhicule équipé d'un système antiblocage dont on ne régule individuellement que la pression des freins des roues avant. Pour cela, on détecte la vitesse de rotation des roues avant. La pression de frein des roues arrière est commandée en commun pour les deux roues ar- rière; il n'est pas prévu de détection de vitesse de rota- tion pour les roues arrière. Toutefois, la conduite de frein est reliée vers les freins de roues arrière à un distributeur à 2/2 voies qui peut être mis en position de fermeture en fonction de la force de freinage déterminée en fonction de la charge et peut ainsi maintenir constante la pression des roues arrière. R E V E N D I C A T IONS 1) Système de régulation antiblocage d'un véhi- cule automobile à quatre roues, selon lequel la pression de frein des roues avant (1, 2) est réglable individuellement à cause du comportement de déplacement de roue de ces roues avant et en ce qu'une limitation (16) comporte la pression de frein nécessaire pour limiter le freinage de l'essieu arrière (13, 14), système caractérisé en ce que sur les freins (11, 12) de l'essieu arrière, on fait seulement une limitation de pression dépendant de la charge du véhicule. 2) Système de régulation antiblocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge (Mlad) du véhicule se détermine à partir de l'accélération (aF) du véhicule et de la pression (P.z) créée dans le maître cy- lindre (23). 3) Système de régulation antiblocage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détermine la charge (Mlad) du véhicule à partir de l'accélération (aF) du véhicule et de la pression (P.z) créée par le maître cylin- dre (12) à l'aide d'un modèle de véhicule (25). 4) Système de régulation antiblocage selon la revendication 3, caractérisé en ce que par comparaison d'une valeur (Fha/Fva) déduite de la charge (Mlad) et de la pression (P.z) créée par le maître cylindre de frein (23), on détermine le point de mise en oeuvre de la limitation de pression et on commande une soupape (15) pour limiter la pression.