Brevet FR2924660A1 — publié le 20090612

.R442.12FR.62 1 L'invention concerne un dispositif de freinage pour véhicule automobile, équipé d'un système d'antiblocage de roues comme l'ABS (de l'anglais Antilock Braking System ), ainsi qu'un procédé de régulation du freinage d'un véhicule automobile. Elle concerne aussi un véhicule automobile en tant que tel équipé d'un tel dispositif pour mettre en oeuvre un tel procédé. Un système de freinage ABS de l'état de la technique est représenté sur la figure 1. Un conducteur appuie sur la pédale de frein 1 et donne ainsi une consigne de freinage 2 au système. Un circuit hydraulique permet d'agir sur le système de frein 3 de la roue 4 par une pompe hydraulique et des électrovannes 5. Un capteur de vitesse de roue 6 transmet une mesure de la vitesse au calculateur ABS 7 qui estime ainsi l'adhérence de la roue sur la chaussée 8 et régule la pression de freinage transmise aux roues 4 par le système de frein 3 pour éviter une perte d'adhérence qui allongerait la distance de freinage et diminuerait la dirigeabilité du véhicule. Les capteurs de vitesse ne sont pas suffisamment précis et le calcul ABS précédent repose sur des fortes incertitudes qui ne permettent pas une optimisation du freinage. II existe donc un besoin d'amélioration des dispositifs ABS existants. Un objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif de freinage avec ABS et un procédé de régulation de freinage dont la 25 performance est améliorée. L'invention repose sur un dispositif de freinage pour véhicule automobile comprenant un dispositif d'antiblocage de roues (ABS) caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur d'effort positionné au niveau d'au .R442.12FR.62 2 moins un pneu, doté d'un moyen de communication vers un calculateur pour lui transmettre une mesure d'effort. Selon une variante, le dispositif de freinage pour véhicule automobile tel 5 que décrit précédemment est caractérisé en ce que le capteur d'effort est un capteur d'effort vertical. Selon une autre variante, le dispositif de freinage pour véhicule automobile tel que décrit précédemment comprend un capteur d'effort sur 10 chaque pneu. Selon une autre variante, le dispositif de freinage pour véhicule automobile tel que décrit précédemment comprend de plus un capteur de vitesse de roue sur chaque roue. Selon une autre variante, le dispositif de freinage pour véhicule automobile tel que décrit précédemment comprend un dispositif radio-fréquence de type RFID pour transmettre des informations à un calculateur sur des caractéristiques intrinsèques du pneu. Selon une autre variante, le dispositif de freinage pour véhicule automobile tel que décrit précédemment comprend de plus un capteur de pression et de température au niveau des pneus. 25 L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage tel que décrit précédemment. L'invention porte aussi sur un procédé de freinage pour véhicule automobile comprenant une régulation de la pression de freinage en 30 fonction d'une consigne de freinage pour empêcher le blocage des roues 15 20 .R442.12FR.62 3 et comprenant une étape de mesure directe d'un effort appliqué sur au moins une roue. Selon une variante, le procédé de freinage pour véhicule automobile tel 5 que décrit précédemment comprend une étape de mesure directe de l'effort vertical appliqué sur chaque roue. Selon une autre variante, le procédé de freinage pour véhicule automobile tel que décrit précédemment comprend l'étape (E2) suivante : 10 -calcul de la variation de l'effort vertical (tFz) par rapport à l'effort vertical moyen ( ), défini par la formule AFz = Fz - ; -au-delà d'un certain seuil de cette variation d'effort vertical (îFz), déduction d'une variation de pression de freinage (AP), définie par une fonction (f) de la variation d'effort OP = f(tFz). 15 Selon une autre variante, le procédé de freinage pour véhicule automobile tel que décrit précédemment est caractérisé en ce que la fonction (f) de la variation de pression de freinage (AP) en fonction de la variation d'effort (L\Fz) est une fonction de type polynôme. 20 Selon une autre variante, le procédé de freinage pour véhicule automobile tel que décrit précédemment comprend en outre les étapes suivantes : -calcule (El) pour chaque roue d'une pression de freinage (Pabs) en prenant en compte la vitesse des roues et la consigne de freinage ; 25 -calcul (E2) d'une pression de freinage de correction (Pc) en fonction de la variation d'effort (LP) calculée pour chaque roue, définie par la formule Pc = + LP û Pabs, où est la valeur moyenne de la pression de freinage moyenne ; -calcul (E3) de la pression de freinage finale (P) appliquée pour chaque 30 roue par la formule P = Pabs + Pc. .R442.12FR.62 4 Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de freinage avec ABS selon l'état de la technique ; la figure 2 représente une vue schématique d'un dispositif de freinage 10 avec ABS selon un mode d'exécution de l'invention ; la figure 3 représente une courbe illustrant le gain en performance obtenu avec le dispositif selon le mode d'exécution de l'invention. Selon le concept de l'invention, le dispositif ABS comprend de plus au 15 moins un capteur d'effort sur la roue pour mesurer directement les efforts appliqués à la roue, alors qu'auparavant une telle donnée ne pouvait être qu'éventuellement estimée à partir de la mesure de la vitesse des roues. Cette valeur supplémentaire mesurée est utilisée pour améliorer le fonctionnement du dispositif ABS, comme cela va être détaillé par la suite. 20 La figure 2 illustre ainsi un dispositif selon un mode d'exécution de l'invention, qui comprend un capteur de vitesse 16 par roue, fournissant la mesure de la vitesse des roues au calculateur ABS 17 qui en déduit une valeur de pression de freinage en évitant le blocage des roues, en fonction 25 de la consigne de freinage. Ce dispositif comprend de plus un capteur d'efforts 20 relié à un second calculateur 21 qui calcule une pression de correction qui est combinée à celle calculée par le premier calculateur 17 habituel de l'ABS. En variante, les deux calculateurs 17 et 21 peuvent être réunis en un seul calculateur. 30 .R442.12FR.62 5 Ce dispositif met en oeuvre en temps réel le procédé de régulation du freinage suivant : -Dans une étape El, le calculateur ABS 17 calcule pour chaque roue une pression de freinage Pabs selon un procédé similaire à ceux de l'état de la technique, en fonction de la consigne de freinage et de la mesure de la vitesse de la roue ; -dans une étape E2, le capteur d'effort transmet la valeur de l'effort vertical Fz appliquée à chaque roue, et le second calculateur 21 calcule la variation de cet effort AFz par rapport à l'effort moyen , défini par la formule LFz = Fz - . Dès que cette variation d'effort dépasse un certain seuil, elle est répercutée par une variation de pression de freinage, définie par une fonction f de la variation d'effort AP = f(OFz) ; Une valeur de correction de la pression de freinage Pc, définie par la formule suivante est alors calculée pour chaque roue : Pc = + AP û Pabs où est la valeur moyenne de la pression de freinage calculée par l'ABS ; -dans une étape E3, la pression de freinage P finale appliquée pour chaque roue est définie par la formule suivante : P = Pabs + Pc Le concept mis en oeuvre par le procédé précédent consiste donc à améliorer le dispositif ABS de l'état de la technique en apportant une correction à la valeur de freinage obtenue sur la base de la mesure de l'effort vertical Fz. Cette méthode exploite donc le fait que la force longitudinale maximale acceptable par le pneu est liée à la force verticale qui lui est appliquée. En effet, plus la force verticale est importante, plus le pneu est susceptible d'accepter une force longitudinale importante, et donc une pression de freinage importante sans perte d'adhérence. Ainsi, la pression de freinage est ajustée pour suivre la variation de la force verticale et rester le plus proche possible de la pression permettant de générer l'effort longitudinal optimal. Avec ce principe, la pression de .R442.12FR.62 6 freinage finalement retenue est globalement supérieure à celle obtenue avec une méthode ABS habituelle, comme cela est illustré ci-après en référence avec la figure 3, et le freinage est augmenté. Selon un mode d'exécution avantageux, la fonction f définissant la variation de pression du freinage est de type polynôme. Ce procédé est particulièrement performant pour les freinages en ligne droite. Toutefois, il pourra aussi permettre une amélioration du freinage 10 dans les courbes. La figure 3 illustre la pression de freinage en fonction du temps. La courbe 10 illustre la régulation de la pression de freinage obtenue avec un dispositif ABS de l'état de la technique. En appliquant le mode d'exécution 15 de l'invention, la pression de correction, illustrée par la figure 12 suite à une variation de l'effort vertical détecté entre les instants t1 et t2, permet à la courbe de régulation de la pression de freinage corrigée 11 d'osciller au-delà de l'instant t2 autour d'une valeur moyenne supérieure à celle de la courbe 10. Cet écart représente le gain obtenu par l'application du 20 principe de l'invention. En variante, il est possible de combiner l'exécution décrite précédemment avec l'exploitation d'une technologie radio-fréquence de type RFID afin de pouvoir prendre en compte des informations sur les caractéristiques 25 intrinsèques du pneumatique, par exemple pneu hiver ou été, marque et modèle précis du pneu, pics de glissement spécifiques du pneu... Une puce RFID peut même être couplée à un capteur de pression et de température pour réduire l'incertitude du calcul du fait de la variation de ces deux paramètres et encore améliorer la régulation du freinage. Ainsi, 30 le dispositif de l'invention tel que décrit sur la figure 2 pourra comprendre .R442.12FR.62 7 de plus un transpondeur positionné au niveau du pneu et un lecteur au niveau du calculateur central. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'implémentation décrite ci-dessus, mais toute implémentation reprenant le concept de la prise en compte de l'effort appliqué au pneu par sa mesure directe dans un système de freinage ABS entre dans le champ de protection de l'invention. Finalement, la solution proposée atteint bien l'objet recherché et présente les avantages suivants : -elle permet la détection plus précoce des changements d'adhérence par l'observation directe de l'effort en temps réel, ne nécessitant pas son estimation à partir de la vitesse des roues. Le temps de réponse initial est réduit ; -elle permet une régulation du couple de freinage plus proche de l'effort maximal acceptable au niveau de chaque roue ; -elle permet une meilleure répartition de la force de freinage sur les quatre roues. 2025 Revendications 1. Dispositif de freinage pour véhicule automobile comprenant un dispositif d'antiblocage de roues (ABS) caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur d'effort (20) positionné au niveau d'au moins un pneu, doté d'un moyen de communication vers un calculateur (21) pour lui transmettre une mesure d'effort. 2. Dispositif de freinage pour véhicule automobile selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce que le capteur d'effort (20) est un capteur d'effort vertical. 3. Dispositif de freinage pour véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur 15 d'effort sur chaque pneu. 4. Dispositif de freinage pour véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un capteur de vitesse de roue (16) sur chaque roue. 5. Dispositif de freinage pour véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif radio-fréquence de type RFID pour transmettre des informations à un calculateur sur des caractéristiques intrinsèques du pneu. 6. Dispositif de freinage pour véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un capteur de pression et de température au niveau des pneus..R442.12FR.62 9 7. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de freinage selon une des revendications précédentes. 8. Procédé de freinage pour véhicule automobile comprenant une régulation de la pression de freinage en fonction d'une consigne de freinage pour empêcher le blocage des roues, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure directe d'un effort appliqué sur au moins une roue. 9. Procédé de freinage pour véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure directe de l'effort vertical appliqué sur chaque roue. 10. Procédé de freinage pour véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape (E2) suivante : -calcul de la variation de l'effort vertical (tFz) par rapport à l'effort vertical moyen ( ), défini par la formule AFz = Fz - ; -au-delà d'un certain seuil de cette variation d'effort vertical (iFz), déduction d'une variation de pression de freinage (AP), définie par une 20 fonction (f) de la variation d'effort OP = f(tFz). 11. Procédé de freinage pour véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fonction (f) de la variation de pression de freinage (LP) en fonction de la variation d'effort (ZlFz) est une 25 fonction de type polynôme. 12. Procédé de freinage pour véhicule automobile selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes : -calcule (El) pour chaque roue d'une pression de freinage (Pabs) en 30 prenant en compte la vitesse des roues et la consigne de freinage ;.R442.12FR.62 10 -calcul (E2) d'une pression de freinage de correction (Pc) en fonction de la variation d'effort (LP) calculée pour chaque roue, définie par la formule Pc = + iP û Pabs, où est la valeur moyenne de la pression de freinage moyenne ; -calcul (E3) de la pression de freinage finale (P) appliquée pour chaque roue par la formule P = Pabs + Pc.