Brevet FR2905101A1 — publié le 20080229

La présente invention concerne un système de commande de freinage de roues avec antiblocage ou ABS (de l'anglais Anti Blocking System) pour véhicule terrestre. Dans le domaine des systèmes antiblocage il est connu de réguler une commande de freinage afin de réaliser un freinage important, sans être maximal afin de conserver de la manoeuvrabilité, tout en évitant un blocage d'une roue trop freinée. En se référant à la figure 1 qui présente schématiquement un système de l'art antérieur, un tel système détermine une commande de freinage Pi, au moyen d'une unité de traitement 2 déroulant un algorithme en fonction principalement d'une mesure de vitesse Vi de ladite ième roue issue pour ladite lème roue d'un capteur lassocié à ladite roue. Un tel système est classiquement asservi en ce que la commande de freinage Pi est fonction de ses valeurs passées comme indiqué par la présence d'une boucle 7. Dans toute la présente demande, l'indice i associé aux différentes grandeurs V, P, Pa, Pc ou Fz, décrit l'ensemble des roues. Un système antiblocage est appliqué indépendamment à chaque roue. Pour être efficace il est appliqué en parallèle à toutes les roues. Sur une route plate, l'effort vertical Fzi subi respectivement par chaque roue est sensiblement constant. En présence de reliefs, l'effort vertical Fz, évolue. Cette évolution perturbe la régulation du système antiblocage qui au mieux réagit mais trop lentement et produit une commande de freinage Pi inadaptée. La présente invention remédie à ces différents 30 inconvénients en utilisant un capteur d'effort vertical Fz,. L'invention a pour objet un système de freinage 2905101 2 antiblocage pour un véhicule à roues comprenant, un capteur mesurant une vitesse pour chaque roue, une unité de traitement calculant pour chaque roue une commande de freinage Pi, afin d'éviter un blocage de ladite roue et 5 un capteur mesurant un effort vertical Fzi au niveau de chaque roue et en ce que la commande de freinage Pi est calculée en fonction de la mesure de vitesse et de la mesure de l'effort vertical Fzi. L'invention concerne encore un procédé de 10 détermination d'une commande de freinage Pi adapté à un tel système. Un avantage de l'invention est de permettre d'observer directement une variation de l'effort vertical, afin de déterminer une commande de freinage 15 plus efficace. Un autre avantage du système selon l'invention est, grâce au calcul d'une commande corrective de freinage, de permettre de réaliser un système complémentaire et adaptable à un système antiblocage existant. 20 D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortircnt plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1, déjà décrite montre un système 25 antiblocage selon l'art antérieur, - la figure 2 montre une courbe de la commande de freinage Pi selon l'art antérieur en fonction du temps t, - la figure 3 montre une courbe de la commande de freinage Pi selon l'art antérieur en fonction du temps en relation avec une évolution de l'effort vertical Fz en fonction du temps représenté en parallèle à la figure 4, 2905101 3 - la figure 5 montre un système antiblocage selon l'invention, - la figure 6 montre un système antiblocage selon l'invention détaillé selon un mode de réalisation, 5 -la figure 7 montre une courbe de la commande de freinage Pi selon l'invention en fonction du temps en relation avec une évolution de l'effort vertical Fz en fonction du temps représentée en parallèle à la figure 8. La figure 2 présente un diagramme figurant une 10 commande de freinage Pi en fonction du temps t typique selon l'art antérieur. Ladite commande, du fait de la régulation du système antiblocage, oscille en permanence. Abstraction faite de ces oscillations, la commande de freinage Pi présente une valeur moyenne sensiblement 15 constante correspondant à une route plate. Les figures 3 et 4 ensemble, en regard sur une même échelle des temps, illustrent le problème rencontré selon l'état de l'art. La figure 4 montre une variation de l'effort vertical Fz, au droit d'une ième roue du 20 véhicule. A partir de l'instant t1 l'effort vertical augmente depuis une valeur basse Fzl jusqu'à une valeur haute Fz2. Ceci correspond à un relief positif, de type bosse, rencontré par ladite roue. En réponse à un tel relief, la régulation du système antiblocage selon l'art 25 antérieur, telle qu'illustrée par la courbe de la figure 3, réagit par une lente augmentation, en valeur moyenne, de la commande de freinage Pi. Du fait que l'effort vertical Fzi n'est observable par le système antiblocage qu'indirectement par ses conséquences sur la vitesse de 30 roue V1, un retard important t2-t1 apparaît avant que le système ne délivre une commande Pi adéquate à l'instant t2. Ainsi, dans un cas tel que figuré à la figure 8, où 2905101 4 le relief positif est petit, l'effort vertical Fzi revient à une valeur basse Fzl à un instant t3 antérieur à l'instant t2, la valeur adéquate n'est jamais atteinte. Afin de résoudre ce problème, le système selon 5 l'invention, illustré à la figure 5, comprend encore pour chaque roue un capteur 3 mesurant un effort vertical Fzi au niveau de ladite roue. La commande de freinage Pi pour la ième roue est calculée comme précédemment en fonction de la mesure de vitesse Vi mais aussi en fonction de la 10 mesure d'effort vertical Fzi. Selon un mode de réalisation avantageux, le capteur 3 d'effort vertical comprend au moins une jauge de contrainte intégrée à un roulement de ladite roue, selon un arrangement connu de l'homme du métier. Un tel capteur 15 3 nécessite un moyen de traitement des signaux issus des jauges de contraintes afin de reconstituer les mesures d'effort vertical Fzi. Un tel moyen est connu de l'homme du métier et à ce titre n'est ni détaillé ni représenté. Un premier mode de réalisation du système selon 20 l'invention, adapté aux installations nouvelles réutilise l'unité de commande 2 pour interfacer les capteurs 3 d'effort vertical Fzi et déterminer les commandes de freinage Pi selon l'invention. Ceci nécessite une modification des interfaces et du logiciel de ladite 25 unité de traitement. Un second mode de réalisation du système selon l'invention, particulièrement avantageux et adapté aux installations existantes est détaillé à la figure 6. On retrouve à la figure 6 un système en tout point identique 30 à celui de l'art antérieur, où une première unité de traitement 4, homologue de l'unité de traitement 2 de la figure 1, détermine une commande de freinage 2905101 5 intermédiaire Pai homologue de la commande de freinage Pi de la figure 1, en fonction de la mesure de vitesse VI. Audit système est ajouté une seconde unité de traitement 5 calculant pour chaque roue une commande corrective de 5 freinage Pci en fonctior.. d'une part de l'effort vertical Fzi, issu du capteur 3 d'effort vertical Fzi associé à la lime roue, interfacé par cette seconde unité de traitement 5 et d'autre part de la commande de freinage intermédiaire Pai, calculée par ladite première unité de 10 traitement 4 pour ladite roue. Audit système est encore ajouté un sommateur 6 qui additionne la commande de freinage intermédiaire Pai avec la commande corrective de freinage Pci afin de calculer une commande de freinage Pi, selon la relation Pi = Pai + Pci. 15 On remarque que les éléments participants à la correction réalisée en fonction de l'effort vertical Fzi, viennent avantageusement s'ajouter au système tel qu'il existe dans l'art antérieur. La première unité de traitement 4 se confond intégralement avec l'unité de 20 traitement 2 qui n'a aucunement besoin d'être modifiée, tant son matériel que son logiciel. Le système selon l'invention permet ainsi avantageusement une mise à jour d'un système antiblocage existant simplement en ajoutant les éléments additionnels que sont un capteur 3 par roue, 25 une seconde unité de traitement 5 et un sommateur 6. L'unité de traitement 2 existante est ainsi réutilisée. Les commandes correctives de freinage Pci peuvent être calculées selon la relation : Pci = - Pai + f (AFzi) 30 avec AFzi = Fzi où 2905101 6 Pa, est une commande de freinage intermédiaire pour la lème roue, déterminée sans mesure de l'effort vertical Fzi, selon un procédé quelconque connu de l'art antérieur, est une moyenne de ladite commande de freinage 5 intermédiaire Pa, sur une période de temps donnée, f(x) est une fonction de la variable x, Fzi est un effort vertical mesuré au droit de la sème roue, est une moyenne dudit effort vertical Fzi sur 10 ladite même période de temps. Les moyennes et des grandeurs respectives Pa, et Fzi sont déterminées par une moyenne temporelle de la variable réalisée sur un intervalle de temps déterminé. Il convient de choisir un même 15 intervalle de temps pour les deux grandeurs. La fonction f(x) est, par exemple, un polynôme de la variable x. Les coefficients de ce polynôme sont déterminés par identification lors des essais de mise au point. 20 Afin d'éviter des calculs inutiles, le calcul d'une commande corrective de freinage Pci n'est effectué que lorsque Fzi dépasse un certain seuil. Ce seuil correspond, par exemple, à une valeur correspondant à une variation de la commande de freinage Pi inférieure à la 25 résolution de l'actionneur de freinage. Pour cela un test de seuillage est effectué avant le calcul de Pci. L'invention concerne encore un procédé de détermination d'une commande de freinage Pi pour un système antiblocage, calculant pour chaque roue une 30 commande de freinage intermédiaire Pai en fonction d'une mesure de vitesse Vi, comprenant les étapes successives de calcul d'une commande corrective de freinage Pci et 2905101 7 d'ajout de cette commande corrective de freinage Pci à la commande de freinage intermédiaire Pai pour déterminer la commande de freinage Pi, selon la relation Pi = Pai + Pci. La commande de freinage intermédiaire Pai est calculée 5 selon la relation : Pci = - Pai + f (AFzi) avec AFzi = Fzi - où 10 Pai est une commande de freinage intermédiaire pour la ième roue, déterminée sans mesure de l'effort vertical Fzi, est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Pai sur une période de temps donnée, 15 f(x) est une fonction de la variable x, Fzi est un effort vertical mesuré au droit de la ième roue, est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Fzi sur ladite même période de temps. 20 Les moyennes et des grandeurs respectives Pai et Fzi sont déterminées par une moyenne temporelle de chaque variable individuellement réalisée sur un intervalle de temps déterminé. Il convient de choisir un même intervalle de temps pour les deux 25 grandeurs. La fonction f(x) est, par exemple, un polynôme de la variable x. Les coefficients de ce polynôme sont déterminés par identification lors des essais de mise au point. 30 .Avantageusement encore une commande corrective de freinage Pci n'est calculée que lorsque OFzi dépasse un certain seuil. 2905101 8 Les figures 7 et 8 ensemble, en regard sur une même échelle des temps, illustrent l'amélioration apportée par l'invention. La figure 8 montre une variation de l'effort vertical Fzi au droit d'une lème roue du véhicule. A 5 partir de l'instant tl l'effort vertical Fzi augmente depuis une valeur basse Fzl jusqu'à une valeur haute Fz2. Ensuite l'effort vertical Fzi diminue à nouveau pour atteindre la valeur basse Fzl à l'instant t2. Ceci correspond à un relief positif, de type bosse de faible 10 longueur, rencontré par ladite roue. En réponse à un tel relief, la régulation du système antiblocage selon l'invention, telle qu'illustrée par la courbe de la figure 7, réagit rapidement par une commande de freinage Pi, corrigée par la commande Pci, qui reste adaptée à la 15 sollicitation Fzi sans présenter de retard, et de ce fait efficace. REVENDICATIONS 1. Système de freinage antiblocage pour un véhicule à roues comprenant, un capteur (1) mesurant une vitesse pour chaque roue et une unité de traitement (2) calculant une commande de freinage Pi pour chaque roue, afin d'éviter un blocage de ladite roue, caractérisé en ce qu'il comporte encore pour chaque roue un capteur (3) mesurant un effort vertical Fzi au niveau de ladite roue et en ce que la commande de freinage Pi est calculée en fonction de la mesure de vitesse et de la mesure d'effort vertical Fzi. 2. Système selon la revendication 1, où le capteur (3) d'effort vertical comprend au moins une jauge de contrainte intégrée à un roulement de ladite roue. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, où l'unité de traitement comprend une première unité de traitement (4) calculant pour chaque roue une commande de freinage intermédiaire Pai en fonction de la mesure de vitesse, une seconde unité de traitement (5) calculant pour chaque roue une commande corrective de freinage Pci en fonction de l'effort vertical Fzi et de ladite commande de freinage intermédiaire Pai, et un sommateur (6) additionnant ladite commande de freinage intermédiaire Pai avec ladite commande corrective de freinage Pci afin de calculer la commande de freinage Pi, soit Pi = Pai + Pci. 4. Système selon la revendication 3, où la première unité de traitement (4) est une unité existante. 5. Système selon la revendication 3 ou 4, où la commande corrective de freinage Pci est calculée selon la 2905101 10 Pci = - Pai + f(AFzi) AFzi = Fzi - Pai est une commande de freinage intermédiaire pour la roue i, déterminée sans mesure de l'effort vertical Fzi, est une moyenne de ladite commande de 10 freinage intermédiaire Pai sur une période de temps donnée, f(x) est une fonction de la variable x, Fzi est un effort vertical mesuré au droit de la roue i, 15 est une moyenne dudit effort vertical Fzi sur ladite même période de temps. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, où la fonction f(x) est un polynôme. 20 7. Système selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, où la seconde unité de traitement (5) calcule une commande corrective de freinage Pci uniquement lorsque AFzi dépasse un certain seuil. 8. Procédé de détermination d'une commande de 25 freinage Pi pour un système antiblocage, calculant une commande de freinage intermédiaire Pai en fonction d'une mesure de vitesse Vi, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - calcul d'une commande corrective de freinage Pci 30 selon la relation : Pci = - Pai + f(AFzi) avec 2905101 11 AFzi = Fzi - où Pa, est une commande de freinage intermédiaire pour la roue i, déterminée sans mesure de l'effort vertical 5 Fzi, est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Pa, sur une période de temps donnée, f(x) est une fonction de la variable x, 10 Fzi est un effort vertical mesuré au droit de la roue i, est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Fzi sur ladite même période de temps, 15 - ajout de cette commande corrective de freinage Pci à ladite commande de freinage intermédiaire Pa, pour déterminer ladite commande de freinage Pi, selon la relation Pi = Pal + Pci. 9. Procédé selon la revendication 8, où la fonction 20 f(x) est un polynôme. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, où une commande corrective de freinage Pci n'est calculée que lorsque AFzi dépasse un certain seuil.