Brevet FR2776607A1 — publié le 19991001

L'invention concerne un procédé et un système de régulation de l'opération de freinage dans un véhicule automobile. Des systèmes antiblocage connus (par exemple EP 0 644 836 B1) assurent la régulation de la pression de frein des différentes roues d'un véhicule automobile de façon qu'un blocage des roues lors du freinage soit empêché et qu'ainsi la dirigeabilité du véhicule soit maintenue, grâce au fait que, pour chaque pneumatique, ils adaptent la pression de frein de roue à l'adhérence du pneumatique respectif sur la voie de roulement. Cette adaptation s'obtient, lors de l'apparition d'un glissement élevé inacceptable, par un abaissement et une réaugmentation de manière intermittente - et donc de manière discontinue - de la pression de frein agissant sur les différentes roues, au moyen de valves de commande de pression de frein. De nouvelles exigences imposées à des fonctions de freinage qui améliorent la sécurité et le confort du fonctionnement des véhicules automobiles telles que par exemple systèmes antiblocage, systèmes de stabilité de conduite, contrôles de traction, régulateurs de vitesse de conduite "intelligents" - ont conduit, en commun avec l'exigence d'une réduction des coûts de montage et d'entretien, à la mise au point de nouveaux systèmes de freinage à commande et actionnement électriques (DE 195 29 664 Ai). Ceux-ci permettent de réduire fortement ou même de supprimer les moyens considérables nécessaires pour le maître-cylindre de frein, les conduites de pression de frein, etc. des systèmes de freinage classiques. Dans un tel système de freinage électrique, le conducteur est isolé du frein en ce qui concerne la force, ce qui signifie que l'exigence de couple de freinage émanant du conducteur n'est plus transmise directement en tant que force par l'intermédiaire d'un système hydraulique, mais seul un signal électrique est transmis au moyen d'une ligne électrique, afin de commander un actionneur de frein électrique. Cet actionneur de frein est alimenté en énergie électrique et produit sur les différents freins de roue une force de frottement au moyen de laquelle un couple de freinage est établi sur la roue respective. L'invention a pour but de fournir un procédé et un agencement de circuit qui permettent une régulation analogique de l'opération de freinage dans des véhicules automobiles à système de freinage électrique. Le blocage d'une roue freinée doit notamment être empêché d'une manière sensible et efficace. Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé de régulation de l'opération de freinage dans un véhicule automobile, caractérisé en ce que les vitesses de rotation de roue d'au moins une partie des roues sont mesurées et transmises à un appareil de commande, le glissement de roue est calculé par l'appareil de commande à partir des vitesses de rotation de roue, une valeur de correction pour la valeur de consigne de la pression de frein de roue est déterminée à partir du glissement de roue, et la valeur de consigne de la pression de frein de roue est modifiée d'une manière continue en fonction du glissement de roue au moyen de la valeur de correction déterminée. Dans le même but, l'invention a également pour objet un système de freinage à régulation de l'opération de freinage dans un véhicule automobile, comprenant des capteurs de vitesse de rotation de roue, au moyen desquels les vitesses de rotation de roue d'au moins une partie des roues sont mesurées, et un appareil de commande au moyen duquel le glissement de roue est calculé à l'aide des vitesses de rotation de roue mesurées et la valeur de consigne de la pression de frein de roue est modifiée en fonction du glissement de roue, caractérisé en ce qu'à chaque roue est associé un actionneur de frein de roue respectif à actionnement électrique qui règle de manière continue la pression de frein et au moyen duquel la pression de frein est réglée individuellement pour chaque groupe de roues formé d'au moins une roue, en ce que l'appareil de commande contient un circuit de calcul au moyen duquel une valeur de correction continue pour la valeur de consigne de la pression de frein est déterminée à partir du glissement de roue, et en ce que l'appareil de commande produit, par combinaison logique avec la valeur de correction, des signaux de commande des actionneurs de frein de roue au moyen desquels la pression de frein est modifiée de manière appropriée. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - la valeur de correction est extraite d'une courbe de variation caractéristique qui la détermine en fonction du glissement de roue, - la valeur de correction est multipliée, en tant que facteur, par la valeur de consigne de la pression de frein de roue, - la valeur de correction prend une valeur comprise entre zéro dans le cas o il n'existe pas d'actionnement de frein et un dans le cas d'une pression de frein non modifiée, - la vitesse de variation de la valeur de correction augmentant lorsque le glissement de roue diminue est limitée. Le système de freinage conforme l'invention peut aussi présenter la particularité suivante: - la valeur de correction est rangée en mémoire dans l'appareil de commande sous forme d'une courbe de variation caractéristique en fonction du glissement de roue. Un exemple de mise en oeuvre de l'invention est exposé ci-après en regard des dessins. On voit: à la figure 1, un système de freinage électrique conforme à l'invention, à la figure 2, l'appareil de commande du système de freinage de la figure 1 suivant une représentation par schéma-bloc illustrant le procédé conforme à l'invention et, à la figure 3, une courbe de variation caractéristique utilisée dans l'appareil de commande de la figure 2. Un système de freinage 1 (figure 1), pour véhicule automobile à quatre roues qui n'est pas représenté ici en détail, comprend quatre freins 2 qui comportent chacun un disque de frein 3 et un dispositif d'actionnement se présentant sous la forme d'un actionneur de frein de roue 4, appelé également ci-après "acteur" de frein de roue ou seulement acteur. Les actionneurs de frein de roue sont intégrés chacun dans un étrier de frein 5 associé, c'est- à-dire assemblés chacun avec l'étrier de frein en formant un ensemble unitaire. L'étrier de frein est réalisé sous forme d'étrier flottant et, lors d'un actionnement de l'actionneur de frein de roue, il exerce un couple de freinage sur le disque de frein 3 au moyen de garnitures de frein 6. Toutefois, le système de freinage 1 peut, sans nuire à l'invention, être réalisé également d'une autre manière en ce qui concerne ses parties constitutives individuelles. Les actionneurs de frein de roue sont alimentés en tension électrique par une batterie 8 par l'intermédiaire d'une ligne d'alimentation 9. Un appareil de commande électronique (ECU ou unité centrale) 10 analyse des signaux provenant des capteurs de vitesse de rotation de roue 12 qui sont prévus respectivement sur chaque roue. Ces signaux parviennent à l'appareil de commande 10 par des lignes de signaux 14. L'appareil de commande 10 est également relié à un générateur de valeurs de freinage ou simulateur (de force) de pédale 15 qui est actionné par le conducteur du véhicule au moyen d'une pédale 16. Le simulateur de pédale 15 transforme en signaux électriques le mouvement de la pédale de frein 16, c'est-à-dire la force exercée comme à l'accoutumée par le conducteur sur la pédale de frein, et la course de pédale alors parcourue. L'actionnement de la pédale est transformé, au moyen de plusieurs capteurs, par exemple d'un ou deux capteurs de course 18 et d'un ou deux capteurs de pression 19, en signaux électriques qui parviennent par des lignes de signaux 20 à l'appareil de commande 10 et y sont exploités. A partir des signaux de capteur, l'appareil de commande 10 détermine des valeurs de consigne pour l'actionnement des freins et les transmet aux différents actionneurs de frein de roue 4 par des lignes de commande 22. Pour calculer les valeurs de consigne pour les actionneurs de frein de roue, d'autres signaux de capteur sont analysés par l'appareil de commande 10, notamment les signaux des capteurs de vitesse de rotation de roue 12. En outre, les signaux de capteurs d'accélération transversale ou de capteurs de vitesse de lacet, ici non représentés, sont également exploités. Les actionneurs de frein de roue peuvent être prévus sur chaque roue ou également seulement sur des groupes de roue. Ils sont actionnés ou réglés électriquement de manière continue et ils produisent une pression de freinage indépendante pour chaque roue ou chaque groupe de roues. Comme signaux d'entrée, l'appareil de commande 10 ne reçoit les signaux des capteurs de vitesse de rotation de roue 12 et les signaux des capteurs de course et capteurs de force 18, 19, qui représentent la valeur de consigne de freinage souhaitée par le conducteur, et il transforme ces signaux au moyen d'un calculateur de commande 24, qui est par exemple réalisé sous forme de microprocesseur et est représenté schématiquement au dessin (figure 2). Sur la base de l'exploitation qui reste encore à décrire, l'appareil de commande produit des signaux de sortie qui commandent les actionneurs de frein 4, situés sur les différents freins de roue, au moyen d'un étage de commande de freins 25. Le calculateur de commande 24 de l'appareil de commande 10 exploite les signaux des capteurs de vitesse de rotation de roue 12 dans un bloc 26 et exécute un calcul de glissement. Le calcul de glissement est en lui- même connu et est décrit dans la documentation technique (par exemple Manfred Burckhardt, Fahrwerktechnik (Techniques de construction): Radschlupfregelsysteme (Systèmes de régulation du glissement de roue), éditions Vogel, 1993, pages 16 à 20). Le glissement de roue X est déterminé à partir des vitesses de rotation de roue, grâce au fait, par exemple, qu'une vitesse de référence de véhicule est déterminée à partir de la roue non motrice la plus rapide et le glissement d'une roue est calculé comme rapport entre la vitesse de rotation de roue mesurée et la vitesse de référence de véhicule. Il se présente par ailleurs, pour chaque roue, une pression de frein de consigne ou une force de frein de consigne qui est produite, en tant que souhait de freinage du conducteur, par les capteurs 18, 19 ou également par un système de freinage électronique supplémentaire, par exemple une régulation de comportement dynamique de conduite. Dans le cadre de la présente description, les expressions pression de frein et force de frein ont la même valeur, étant donné qu'elles ne diffèrent que par un facteur fixe qui correspond à la surface de frein efficace. Si la pression (ou force) de frein de consigne franchissait vers le haut une valeur dépendant de la surface de la voie de roulement, la roue correspondante bloquerait. Ce blocage n'est pas souhaité pour les raisons indiquées en introduction et il est empêché par la présente régulation de freinage qui réduit la pression de frein de consigne à un point tel que la roue ne bloque plus. La pression de frein de consigne est réduite par le fait qu'elle est soumise à l'action d'une valeur de correction ou facteur de correction k déterminé à partir du glissement de roue B. Le calcul de la valeur de correction k s'effectue au moyen du calculateur de commande 24, dans un bloc 28. L'action consiste en une opération mathématique simple, par exemple en une addition (une soustraction), ou également en une multiplication de la valeur de correction, effectuée avec la pression de frein de consigne et exécutée dans un bloc 29. La valeur de correction k a dans chaque cas pour effet que la pression de frein de consigne est réduite, plus précisément en fonction du glissement de roue calculé. Si la valeur de correction k est utilisée en tant que valeur de multiplication pour la pression de frein de consigne, elle a une valeur comprise entre la valeur 0 et la valeur 1. La valeur de correction k est une valeur variant de manière continue qui est déterminée de la manière la plus simple au moyen d'une courbe de variation caractéristique qui la détermine en fonction du glissement de roue. Dans ce cas, k = 1 pour un glissement X = 0, ce qui signifie qu'en l'absence de glissement, la pression de consigne de frein n'est pas corrigée. Pour une valeur de glissement x = 1, la valeur de correction k = 0, ce qui signifie qu'aucune pression de frein n'est exercée. La courbe de variation caractéristique de valeur de correction peut être déterminée par de simples essais pour le type de véhicule chaque fois considéré. Lors du freinage, un glissement de roue de quelques pour cent est admis sans réduire la pression de frein de consigne et, lorsqu'une valeur de glissement limite possible est atteinte, la valeur de correction est rapidement réduite. Dès que le glissement de roue a atteint son niveau maximal et rediminue, la valeur de correction réaugmente également et la pression de frein devant être exercée par les actionneurs de frein se rapproche de nouveau de la pression de consigne. Il convient à cette occasion de prendre soin que l'approche ne s'effectue pas trop rapidement. C'est pourquoi la vitesse d'augmentation du facteur de correction doit être limitée. Cela peut avantageusement s'obtenir en s'appuyant sur la forme d'une courbe exponentielle qui, au début, permet une augmentation rapide et qui s'aplatit lorsque l'augmentation croît. La valeur de correction k peut également être déterminée au moyen d'une relation mathématique préfixée pour laquelle il est également tenu compte d'autres paramètres, par exemple de la vitesse de véhicule. Les avantages de l'invention résident notamment dans l'adaptation continue de la valeur de consigne de pression de frein aux conditions de glissement existant à chaque instant, cette adaptation continue s'exerçant d'une manière favorable sur les actionneurs de frein électriques. De faux déclenchements sont évités d'une manière simple. Un choix approprié de la courbe de variation caractéristique ou de la formule de calcul utilisée pour la valeur de correction permet par ailleurs d'obtenir un tracé plat des oscillations de régulation, ce qui entraîne un comportement de régulation nettement confortable. Un calcul précis du glissement de roue et du coefficient de frottement entre le pneumatique et la voie de roulement, tel que décrit dans la demande antérieure DE 19747039.9, est dans ce cas important. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation de l'opération de freinage dans un véhicule automobile, caractérisé en ce que - les vitesses de rotation de roue d'au moins une partie des roues sont mesurées et transmises à un appareil de commande, - le glissement de roue est calculé par l'appareil de commande à partir des vitesses de rotation de roue, - une valeur de correction pour la valeur de consigne de la pression de frein de roue est déterminée à partir du glissement de roue et - la valeur de consigne de la pression de frein de roue est modifiée d'une manière continue en fonction du glissement de roue au moyen de la valeur de correction déterminée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de correction est extraite d'une courbe de variation caractéristique qui la détermine en fonction du glissement de roue. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur de correction est multipliée, en tant que facteur, par la valeur de consigne de la pression de frein de roue. 4. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de correction prend une valeur comprise entre zéro dans le cas o il n'existe pas d'actionnement de frein et un dans le cas d'une pression de frein non modifiée. 5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse de variation de la valeur de correction augmentant lorsque le glissement de roue diminue est limitée. 6. Système de freinage (1) à régulation de l'opération de freinage dans un véhicule automobile, comprenant - des capteurs de vitesse de rotation de roue (12) au moyen desquels les vitesses de rotation de roue d'au moins une partie des roues sont mesurées et - un appareil de commande (10) au moyen duquel le glissement de roue (x) est calculé à l'aide des vitesses de rotation de roue mesurées et la valeur de consigne de la pression de frein de roue est modifiée en fonction du glissement de roue, caractérisé - en ce qu'à chaque roue est associé un actionneur de frein de roue (4) respectif à actionnement électrique qui règle de manière continue la pression de frein et au moyen duquel la pression de frein est réglée individuellement pour chaque groupe de roues formé d'au moins une roue, en ce que l'appareil de commande (10) contient un circuit de calcul (24) au moyen duquel une valeur de correction continue (k) pour la valeur de consigne de la pression de frein est déterminée à partir du glissement de roue (X) et - en ce que l'appareil de commande (10) produit, par combinaison logique avec la valeur de correction (k), des signaux de commande des actionneurs de frein de roue (4) au moyen desquels la pression de frein est modifiée de manière appropriée. 7. Système de freinage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur de correction (k) est rangée en mémoire dans l'appareil de commande (10) sous forme d'une courbe de variation caractéristique en fonction du glissement de roue (k).