Brevet FR2916401A1 — publié le 20081128

L'invention concerne un procédé de mise sous pression anticipée d'un circuit hydraulique de freinage pour automobile ainsi qu'un système mettant en œuvre ce procédé. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé et un système permettant de mettre un circuit hydraulique de freinage sous pression en vue d'une action rapide, par exemple, d'un système de contrôle dynamique de trajectoire ou d'un frein de parking. Un système de contrôle dynamique de trajectoire ESP (Electronic Stablity Program en terminologie anglo-saxonne) est un système qui permet d'éviter et/ou de corriger les instabilités latérales d'un véhicule. Ce système est fortement lié aux systèmes de commande des roues du véhicule et notamment au système de freinage. Le système ESP est un système global qui gère le comportement général du véhicule et qui assiste le conducteur même dans des situations critiques. Il est capable d'intervenir sur le système d'antiblocage des roues (ABS) (Antilock Braking System) ainsi que sur le système d'antipatinage ASR. C'est ainsi qu'il permet de fournir une assistance au conducteur ou de compléter ses commandes dans différentes situations telles que: - le braquage des roues dans des conditions 25 extrêmes, - la stabilité directionnelle du véhicule dans des plages limites d'utilisation, - l'utilisation des conditions d'adhérence des pneumatiques sur le sol. Pour pouvoir influer sur le comportement du véhicule et pour pouvoir élaborer des commandes permettant au véhicule de réaliser la trajectoire requise par le conducteur, le système de contrôle dynamique de trajectoire doit recevoir un grand nombre d'informations concernant le comportement du véhicule et celui des différentes roues pour pouvoir corréler ces différents comportements et apporter les corrections nécessaires à l'aide du système d'antiblocage des roues, du système d'antipatinage ainsi que du système de commande du couple moteur. Une des façons d'agir sur le comportement du véhicule est d'exercer un freinage sur une ou plusieurs roues. Lorsque l'ESP décide de freiner une roue, cette action doit être exercée autant que possible sans délai. Cependant, on est tributaire du temps de réaction du circuit de freinage et notamment de sa mise sous pression, ce qui est un inconvénient. L'invention fournit une solution à ce problème. L'invention concerne donc un procédé de mise sous-pression du circuit hydraulique d'un véhicule. Ce procédé prévoit la mesure de la vitesse de lacet du véhicule, la mesure de la valeur de consigne du volant du véhicule, la comparaison de ces valeurs mesurées et la commande de mise sous une pression déterminée du circuit hydraulique de freinage du véhicule lorsque la différence de ces deux mesures dépasse une valeur de seuil déterminée. Plus précisément, selon une forme de réalisation 30 préférée de l'invention, ce procédé comporte les étapes suivantes: a) mesure à chaque instant de la vitesse de lacet du véhicule, b) mesure à chaque instant de la valeur de consigne du volant du véhicule, c) calcul à chaque instant d'un signal indicateur de sur-virage ou de sous-virage par calcul de la différence entre la vitesse de lacet et ladite valeur de consigne rapportée à une valeur de seuil de survirage ou à une valeur de seuil de sous-virage selon que la valeur absolue de la vitesse de lacet est respectivement supérieure ou inférieure à la valeur de consigne, d) calcul de la valeur intégrale du signal indicateur de sur-virage ou de sous-virage, e) comparaison de la valeur intégrale à une première valeur de seuil, f) commande d'une pompe de mise sous-pression du circuit hydraulique de freinage du véhicule lorsque la valeur intégrale est supérieure à la première valeur de seuil. Pour ne pas prendre en compte les sous-virages très faibles, la valeur de consigne du volant peut être augmentée d'une valeur fixe lorsqu'on compare la vitesse de lacet à la vitesse de consigne. Avantageusement, l'étape f est réalisée lorsque ledit signal indicateur calculé à l'étape c a une valeur supérieure à un deuxième seuil déterminé. Selon une variante de réalisation de l'invention, la vitesse du véhicule est également mesurée et en ce que la valeur intégrale du signal indicateur est remise à une valeur nulle lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur déterminée. De façon alternative, on peut prévoir que la vitesse du véhicule est également mesurée et en ce que 5 l'étape f est inhibée lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur déterminée. Egalement, il est possible d'inhiber cette étape lorsque la valeur intégrale du signal indicateur est nulle c'est-à-dire que le véhicule se déplace en ligne 10 droite. L'invention concerne également un système de commande d'un circuit hydraulique de freinage d'un véhicule comprenant une pompe de mise sous pression dudit circuit hydraulique et mettant en œuvre le procédé ainsi 15 décrit. Ce système comporte un circuit de détection du mouvement en lacet du véhicule fournissant un signal de lacet VGI, un circuit de détection de signal de consigne de volant WCIc, un premier circuit de comparaison recevant ledit signal de lacet et ledit signal de 20 consigne et fournissant un signal de commande de fonctionnement de la pompe permettant la mise sous pression du circuit hydraulique lorsque le signal de comparaison dépasse un seuil déterminé. De façon plus détaillée on prévoit de préférence 25 un mode de réalisation qui comporte: - un premier comparateur recevant le signal de lacet VGI et le signal de consigne de volant WCIc et fournissant un signal de comparaison d'une première valeur ou d'une deuxième valeur selon que le 30 signal de lacet est supérieur ou inférieur au signal de consigne de volant, - un circuit de calcul qui reçoit le signal de lacet VGI et le signal de consigne de volant WCIc ainsi que le signal de comparaison, qui calcule et fournit un signal indicateur: Sl(t) = (VGI - WCIc) / suv ou Sl(t) = (WCIc - VGI) / sov selon la valeur du signal de comparaison, - un circuit d'intégration recevant le signal indicateur Sl(t) et fournissant un signal 10 d'intégration, - un circuit à coïncidence recevant le signal d'intégration et le signal indicateur et fournissant un ordre de commande à une pompe de mise sous pression du circuit hydraulique lorsque le signal 15 d'intégration est supérieur à un premier seuil et lorsque le signal indicateur est supérieur à un deuxième seuil. Selon une variante de réalisation de l'invention, ce système peut comporter également: - un détecteur de valeur nulle 20 du signal de valeur intégrale fournissant un signal déterminé au circuit à coïncidence, - et un circuit de détection de vitesse et fournissant également un signal déterminé lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à une 25 valeur déterminée. Dans le fonctionnement du premier comparateur (COMP1) fournit un signal de comparaison d'une première valeur ou d'une deuxième valeur selon que la valeur absolue du signal de lacet est supérieur à celle du 30 signal de consigne de volant ou est inférieur à celle du signal de consigne de volant augmentée d'une valeur déterminée (L). Le circuit à coïncidence fournit alors un ordre de commande à la pompe lorsqu'il reçoit lesdits signaux 5 déterminés. L'invention a également pour objet un tel procédé caractérisé en ce que lors de l'étape C, la valeur de consigne du volant qui peut être augmentée d'une valeur fixe (A) lorsqu'on compare la vitesse de lacet à la 10 vitesse de consigne. Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figures annexées qui représentent: 15 - la figure 1, un schéma d'un véhicule équipé de différents capteurs nécessaires au fonctionnement d'un système de contrôle dynamique de trajectoire susceptible d'être mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention, - la figure 2, un bloc diagramme de 20 fonctionnement d'un système de contrôle dynamique de trajectoire, - la figure 3, une courbe illustrant la mise en pression d'un circuit hydraulique de freinage d'un véhicule, 25 - la figure 4, un graphique illustrant le fonctionnement du procédé de mise en pression d'un circuit hydraulique d'un véhicule selon l'invention, - la figure 5, un diagramme illustrant le fonctionnement d'un mode de réalisation simplifié du 30 procédé de l'invention, - la figure 7, une variante de réalisation du procédé de l'invention, - la figure 8, un mode de réalisation du système de mise en pression d'un circuit hydraulique d'un 5 véhicule selon l'invention, - la figure 9, une variante de réalisation du système de la figure 8. La figure 1 représente de façon schématique un véhicule équipé de différents capteurs permettant d'avoir 10 des informations sur le comportement du véhicule. On trouve ainsi: - les capteurs de vitesse de roues (CVR1 à CVR4), - un capteur d'accélération latérale CAL, - un capteur de lacet CL, 15 - un capteur de rotation de l'arbre de direction LWS, - etc. Les différentes informations mesurées par ces capteurs sont transmises à un calculateur qui calcule les 20 différents efforts qui s'exercent sur le véhicule. Un système de contrôle dynamique de trajectoire effectue des traitements en vue d'élaborer des ordres qui sont transmis aux différents organes du véhicule tels que principalement le calculateur CAN de commande du moteur 25 ou l'unité de gestion hydraulique (HCU) susceptible d'agir sur un ou plusieurs freins du véhicule. La figure 2 représente un système de contrôle dynamique de trajectoire ESP. Dans la partie supérieure on trouve un bloc 30 représentant symboliquement un véhicule avec: - son système de gestion du moteur du véhicule élaborant des commandes du moteur, - son système de gestion du système hydraulique et notamment du système de freinage, - les différents organes commandés liés à la rotation et au freinage des roues du véhicule. A ces différents organes sont associés des appareils de mesure fournissant différentes informations qui serviront de paramètres dans les traitements réalisés par le système ESP. On trouve donc dans ce bloc toutes les informations possibles représentant les ordres donnés au véhicule et son comportement détecté par différents capteurs. Il s'agit, par exemple, des paramètres suivants: - angle de volant - vitesse de lacet (qui est la vitesse de rotation du véhicule autour de son axe vertical, Dans la partie inférieure de la figure 2 on trouve les systèmes d'antiblocage des roues ABS, d'antipatinage ASR et de régulation du couple d'inertie du moteur MSR. Ces systèmes reçoivent les paramètres concernant le comportement du véhicule et des roues (vitesse de rotation) et fournissent des commandes appropriées au système de gestion du moteur du véhicule et au système de gestion du système hydraulique. Dans la partie médiane de la figure, on trouve le système de contrôle dynamique de trajectoire ESP. Ce système ESP comporte: - un comparateur (calculateur) qui reçoit les différentes informations relevées par les capteurs du véhicule et qui calcule à chaque instant les différents efforts qui s'exercent sur le véhicule, - un circuit de calcul des valeurs de consigne de la vitesse de lacet et de l'angle de dérive en fonction des ordres fournis par le conducteur (accélération, angle de braquage au volant, etc.), - un circuit régulateur qui calcule le moment de lacet admissible à partir des informations fournies par le comparateur et à partir des valeurs de consigne calculées, - enfin un circuit qui calcule les valeurs de consigne du couple de blocage des freins et du glissement des pneumatiques et qui fournit des ordres appropriés au système d'antiblocage des roues, au système d'antipatinage et au système de régulation du couple d'inertie du moteur. Dans l'observation du comportement du véhicule, l'un des éléments essentiel est l'information fournie à chaque instant par le capteur de lacet. Lorsque le capteur de lacet fournit une vitesse de lacet supérieure à une valeur déterminée (Seuil ESP), le système de contrôle dynamique de trajectoire doit intervenir pour redresser la trajectoire du véhicule. L'un des moyens dont dispose l'ESP est de freiner une ou plusieurs roues du véhicule comme cela est connu dans la technique. Cette action doit se faire avec un délai réduit au minimum. Cependant le freinage d'une roue du véhicule demande au préalable la mise sous pression du circuit hydraulique de freinage. Par exemple, sur le diagramme de la figure 3, la partie A du graphique correspond au délai de mise sous pression du circuit hydraulique. La partie A est suivie de la partie B correspondant à l'action du système de contrôle dynamique de trajectoire ESP. L'invention a pour but de réduire ce délai à l'aide du procédé illustré par l'organigramme de la 5 figure 5. Tout au long du fonctionnement, le capteur de lacet CL de la figure 1 fournit une succession de valeurs vitesses de lacet VGI. Le capteur de rotation de l'arbre de direction LWS fournit une succession de valeurs de 10 consigne de rotation de l'arbre de direction WCIc. Cela est indiqué sur l'organigramme de la figure 5 (MESURE VGI et MESURE WCIc). A chaque instant, les valeurs de VGI et WCIc sont comparées (VGI > WCIc ?). Si VGI est supérieur en valeur 15 absolue à WCIc, le véhicule est en situation de survirage. On effectue le calcul d'un indicateur Sl(t): Sl(t) = (VGI - WCIc) / suv suv étant une valeur de seuil de survirage estimée pour le véhicule considéré. 20 Si VGI est inférieur en valeur absolue à WCIc, le véhicule est en situation de sous-virage. On effectue alors le calcul de l'indicateur Sl(t): Sl(t) = (WCIc - VGI) / sov sov étant une valeur de seuil de sous-virage 25 estimée pour le véhicule considéré. Pour ne pas tenir compte des très faibles sous-virages, on peut prévoir d'augmenter la valeur sov d'une valeur déterminée A (0,005 rd/s par exemple). A chaque instant, on calcule donc un indicateur 30 Sl(t). Sur le diagramme de la figure 4, on trouve une courbe représentant différentes valeurs Sl(t). On effectue ensuite l'intégrale de ces différentes valeurs successives: Sint = f Sl(t) La valeur intégrale Sint est ensuite comparée à une valeur de seuil Seuill. Si elle est supérieure à cette valeur de seuil, le système commande la mise en fonctionnement d'une pompe qui va mettre sous pression le circuit hydraulique de freinage du véhicule. Dès cet instant, le système ESP peut commander le freinage d'une roue du véhicule et le circuit hydraulique sera alors prêt à déclencher très rapidement ce freinage. La figure 6 représente un organigramme plus complet du procédé de l'invention. L'ensemble de ce procédé est similaire à celui de la figure 5. Cependant la mise en fonctionnement de la pompe est soumise à une condition supplémentaire. En effet, on prévoit, à chaque instant, de comparer les valeurs de l'indicateur Sl(t) à une valeur de seuil Seuil2. En plus de la condition Sint supérieure à Seuill (Sint > seuill), la pompe sera mise en fonctionnement lorsqu'on aura l'indicateur Sl(t) supérieur à la valeur Seuil2. Sur le diagramme de la figure 4, on voit donc que la mise sous pression du circuit hydraulique se fera à l'instant TA. Par la suite, si la valeur de l'indicateur S1(t) augmente encore comme cela est illustré sur la figure 4, jusqu'à atteindre et dépasser la valeur SeuilESP, le système ESP fonctionnera pour agir sur le système de freinage du véhicule. La figure 7 représente un organigramme du procédé de l'invention prenant en compte les situations où la vitesse du véhicule est relativement faible et où l'intégrale Sint est nulle. Dans ces situations, le procédé de la figure 7 prévoit d'inhiber toute commande de mise en pression du circuit hydraulique de freinage préalablement à une intervention du système ESP. C'est pourquoi, il est prévu des tests des conditions Sint≠0 et vitesse du véhicule veh supérieure à une valeur minimale vmin, par exemple de 1,5 m/s. La figure 8 représente un système selon l'invention permettant de mettre en œuvre le procédé 10 décrit précédemment. Ce système correspond au procédé illustré par l'organigramme de la figure 8. Le capteur Cl mesure la vitesse de lacet du véhicule et fournit un signal de lacet VGI. 15 Le capteur LWS est le capteur de rotation de l'arbre de direction et fournit un signal de valeur de consigne de rotation de l'arbre de direction. Le capteur Cv est un capteur de vitesse du véhicule. 20 Les signaux VGI et WCIc sont fournis à un comparateur COMP1 qui détermine lequel des deux signaux est en valeur absolue supérieure à l'autre. Ces signaux sont également fournis à un circuit de calcul CAL qui calcule un indicateur S1(t) à l'aide d'un paramètre de 25 sur-virage suv ou de sous-virage sov selon que le signal VGI est supérieur ou inférieur au signal WCIc. On obtient ainsi, à chaque instant, un signal S1(t) de valeur: Sl(t) = (VGI - WCIc) / suv ou Sl (t) = (WCIc - VGI) / sov 13 Le circuit d'intégration INT intègre les différentes valeurs des signaux Sl(t) et fournit un signal Sint. Ce signal est comparé, dans le comparateur COMP2 à une valeur de seuil Seuils qui fournit un signal déterminé sur une première entrée d'un circuit à coïncidence de type ET lorsqu'on a Sint > Seuill. Le signal Sint est également appliqué à un comparateur COMP3 qui fournit un signal déterminé sur une deuxième entrée du circuit à coïncidence ET si Sint O. Par ailleurs, un comparateur COMP4 reçoit le signal Sl(t), le compare à une valeur de seuil Seuil2 et fournit un signal sur une troisième entrée du circuit ET lorsque Sl(t) > Seuil2. Le capteur CV mesure la vitesse du véhicule fournit un signal de vitesse veh à un comparateur COMP5 qui fournit un signal sur une quatrième entrée du circuit ET lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur minimale vmin (1,5 m/s par exemple). Lorsque le circuit ET reçoit un signal déterminé sur toutes ses entrées, il fournit un ordre de fonctionnement à la pompe et celle-ci met en pression le circuit hydraulique de freinage du véhicule. Ainsi, lorsqu'on arrivera au seuil de fonctionnement Sesp du système de contrôle dynamique de trajectoire ESP, celui-ci sera déclenché et pourra agir plus rapidement sur le circuit de freinage. Selon une variante de réalisation représentée en figure 9, on prévoit également un détecteur de pression DEC branché sur le circuit hydraulique. Le circuit ET est connecté à la pompe par un circuit d'arrêt INH. Lorsque le niveau de pression atteint un niveau déterminé, 5 bars par exemple, le détecteur de pression DEC fournit un signal d'arrêt au circuit INH qui commande l'arrêt de la pompe. REVENDICATIONS 1. Procédé de mise sous- pression du circuit hydraulique d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il prévoit la mesure de la vitesse de lacet du véhicule, la mesure de la valeur de consigne du volant du véhicule, la comparaison de ces valeurs mesurées et la commande de mise sous une pression déterminée du circuit hydraulique de freinage du véhicule lorsque la différence de ces deux mesures dépasse une valeur de seuil déterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - étape 1: mesure à chaque instant de la vitesse de lacet du véhicule (VGI), - étape 2: mesure à chaque instant de la valeur de consigne du volant du véhicule (WCIc), - étape 3: calcul à chaque instant d'un signal indicateur (S1(t)) de sur-virage ou de sous-virage par calcul de la différence entre la vitesse de lacet et ladite valeur de consigne rapportée à une valeur de seuil de survirage (suv) ou à une valeur de seuil de sous-virage (sov) selon que la valeur absolue de la vitesse de lacet (VGI) est respectivement supérieure ou inférieure à la valeur de consigne (WCIc), - étape 4: calcul de la valeur intégrale (Sint) du signal indicateur (Sl(t)) de sur-virage ou de sous-virage, - étape 5: comparaison de la valeur intégrale (Sint) à une première valeur de seuil (Seuill), - étape 6: commande d'une pompe de mise sous-pression du circuit hydraulique de freinage du véhicule lorsque la valeur intégrale (Sint) est supérieure à la première valeur de seuil (Seuill). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape 6 est réalisée lorsque ledit signal indicateur (Sl(t)) calculé à l'étape 3 a une valeur supérieure à un deuxième seuil (Seuil2) déterminé. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vitesse (veh) du véhicule est également mesurée et en ce que la valeur intégrale (Sint) du signal indicateur est remise à une valeur nulle lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur déterminée. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vitesse (veh) du véhicule est également mesurée et en ce que l'étape 6 est inhibée lorsque la vitesse du véhicule (veh) est inférieure à une valeur déterminée (vmin). 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape 6 est inhibée lorsque la valeur intégrale (Sint) du signal indicateur est nulle. 7. Système de commande d'un circuit hydraulique de freinage d'un véhicule comprenant une pompe de mise sous pression dudit circuit hydraulique et mettant en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de détection (CL) du mouvement en lacet du véhicule fournissant un signal de lacet VGI, un circuit de détection (LWS) de signal de consigne de volant WCIc, un premier circuit de comparaison recevant ledit signal de lacet et ledit signal de consigne et fournissant un signal de commande de fonctionnement de la pompe de mise sous pression du circuit hydraulique lorsque le signal de comparaison dépasse un seuil déterminé. 8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors de l'étape 3, la valeur de consigne du volant peut être augmentée d'une valeur fixe (A) lorsqu'on compare la vitesse de lacet à la vitesse de consigne. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte: -un premier comparateur (COMP1) recevant le signal de lacet VGI et le signal de consigne de volant WCIc et fournissant un signal de comparaison d'une première valeur ou d'une deuxième valeur selon que la valeur absolue du signal de lacet est supérieur ou inférieur à celle du signal de consigne de volant, - un circuit de calcul (CAL) qui reçoit le signal de lacet VGI et le signal de consigne de volant WCIc ainsi que le signal de comparaison, qui calcule et fournit un signal indicateur: Sl(t) = (VGI -WCIc) / suv ou S1 (t) = (WCIc - VGI) / sov selon la valeur du signal de comparaison, - un circuit d'intégration recevant le signal indicateur (S1(t) et fournissant un signal d'intégration (Sint), - un circuit à coïncidence (ET, COMP2, COMP4) recevant le signal d'intégration (Sint) et le signal indicateur (Sl(t)) et fournissant un ordre de commande à une pompe de mise sous pression du circuit hydraulique lorsque le signal d'intégration (Sint) est supérieur à un premier seuil (Seuill) et lorsque le signal indicateur (S1(t)) est supérieur à un deuxième seuil. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte également: - un détecteur (COMP3) détectant une valeur nulle du signal d'intégration (Sint) fournissant un signal déterminé au circuit à coincidence (ET), - et un circuit de détection de vitesse (COMP5) et fournissant également un signal déterminé lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur déterminée, le circuit à coïncidence (ET) fournissant un ordre de commande à la pompe lorsqu'il reçoit lesdits signaux déterminés 11. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier comparateur (COMP1) fournit un signal de comparaison d'une première valeur ou d'une deuxième valeur selon que la valeur absolue du signal de lacet est supérieur à celle du signal de consigne de volant ou est inférieur à celle du signal deconsigne de volant augmentée d'une valeur déterminée (A).