MEYRIGNAC, JEAN-GUILLAUME (13 Rue Des Quatre Vents, Batiment Champagne, Garches, F-92380, FR)
PORTAZ, CHRISTOPHE (59 Rue M.boudet, Chaville, F-92370, FR)
DE BONNEVIE, FLAVIEN (07 Rue Antonio Gaudi, Guyancourt, F-78280, FR)
DEBERNARD, ERIC (33 Avenue Victor Hugo, Voisin Le Bretonneux, F-78960, FR)
MEYRIGNAC, JEAN-GUILLAUME (13 Rue Des Quatre Vents, Batiment Champagne, Garches, F-92380, FR)
PORTAZ, CHRISTOPHE (59 Rue M.boudet, Chaville, F-92370, FR)
DE BONNEVIE, FLAVIEN (07 Rue Antonio Gaudi, Guyancourt, F-78280, FR)
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 P x pour chaque roue, afin d'éviter un blocage de ladite roue, et, pour chaque roue, un capteur (3) mesurant un effort vertical Fz 1 au niveau de ladite roue et en ce que la commande de freinage P 1 est calculée en fonction de la mesure de vitesse et de la mesure d'effort vertical Fz 1 , caractérisé en ce que : l'unité de traitement comprend une première unité de traitement (4) calculant pour chaque roue une commande de freinage intermédiaire Pa 1 en fonction de la mesure de vitesse, une seconde unité de traitement (5) calculant pour chaque roue une commande corrective de freinage Pc 1 en fonction de l'effort vertical Fz 1 et de ladite commande de freinage intermédiaire Pa 1 , et un sommateur
(6) additionnant ladite commande de freinage intermédiaire Pa 1 avec ladite commande corrective de freinage Pc 1 afin de calculer la commande de freinage P 1 , soit P 1 = Pa 1 + Pc 1 , et, la commande corrective de freinage Pc 1 est calculée selon la relation : Pc 1 = <Pa x > - Pa 1 + f (AFz 1 ) avec
AFz 1 = Fz 1 - <Fz x > où
Pa 1 est une commande de freinage intermédiaire pour la roue i, déterminée sans mesure de l'effort vertical Fz 1 ,
<Pa x > est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Pa 1 sur une période de temps donnée, f (x) est une fonction de la variable x, Fz 1 est un effort vertical mesuré au droit de la roue i,
<Fz x > est une moyenne dudit effort vertical Fz 1 sur ladite même période de temps.
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 la première unité de traitement (4) est une unité existante.
4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, où la fonction f (x) est un polynôme.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, où la seconde unité de traitement (5) calcule une commande corrective de freinage Pc 1 uniquement lorsque AFz 1 dépasse un certain seuil.
6. Procédé de détermination d'une commande de freinage P 1 pour un système antiblocage, calculant une commande de freinage intermédiaire Pa 1 en fonction d'une mesure de vitesse V 1 , caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- calcul d'une commande corrective de freinage Pc 1 selon la relation :
Pc 1 = <Pa x > - Pa 1 + f (AFz 1 ) avec AFz 1 = Fz 1 - <Fz x > où
Pa 1 est une commande de freinage intermédiaire pour la roue i, déterminée sans mesure de l'effort vertical Fz 1 ,
<Paα.> est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Pa 1 sur une période de temps donnée, f(x) est une fonction de la variable x,
Fz 1 est un effort vertical mesuré au droit de la roue i,
<Fz x > est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Fz 1 sur ladite même période de temps,
- ajout de cette commande corrective de freinage Pc 1 à ladite commande de freinage intermédiaire Pa 1 pour déterminer ladite commande de freinage P 1 , selon la relation P 1 = Pa 1 + Pc 1 .
7. Procédé selon la revendication 6, où la fonction f (x) est un polynôme.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, où une commande corrective de freinage Pc 1 n'est calculée que lorsque AFz 1 dépasse un certain seuil. |
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 P 1 , au moyen d'une unité de traitement 2 déroulant un algorithme en fonction principalement d'une mesure de vitesse V 1 de ladite i eme roue issue pour ladite i eme roue d'un capteur lassocié à ladite roue. Un tel système est classiquement asservi en ce que la commande de freinage P 1 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 Fz 1 subi respectivement par chaque roue est sensiblement constant. En présence de reliefs, l'effort vertical Fz 1 évolue. Cette évolution perturbe la régulation du système antiblocage qui au mieux réagit mais trop lentement et produit une commande de freinage P 1 inadaptée.
La présente invention remédie à ces différents inconvénients en utilisant un capteur d'effort vertical Fz 1 .
L'invention a pour objet un système de freinage
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 freinaqe P 1 , afin d'éviter un blocage de ladite roue et un capteur mesurant un effort vertical Fz 1 au niveau de chaque roue et en ce que la commande de freinage P 1 est calculée en fonction de la mesure de vitesse et de la mesure de l'effort vertical Fz 1 .
L'invention concerne encore un procédé de détermination d'une commande de freinage P 1 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 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. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront 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 antiblocage selon l'art antérieur, la figure 2 montre une courbe de la commande de freinage P 1 selon l'art antérieur en fonction du temps t, la figure 3 montre une courbe de la commande de freinage P 1 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,
la figure 5 montre un système antiblocage selon 1 ' invention, la figure 6 montre un système antiblocage selon l'invention détaillé selon un mode de réalisation, - la figure 7 montre une courbe de la commande de freinage P 1 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 commande de freinage P 1 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 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 1 au droit d'une i eme roue du véhicule. A partir de l'instant ti l'effort vertical augmente depuis une valeur basse FzI 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 antérieur, telle qu'illustrée par la courbe de la figure 3, réagit par une lente augmentation, en valeur moyenne, de la commande de freinage P 1 . Du fait que l'effort vertical Fz 1 n'est observable par le système antiblocage qu'indirectement par ses conséquences sur la vitesse de roue V 1 , un retard important t 2 -tχ apparaît avant que le système ne délivre une commande P 1 adéquate à l'instant t 2 - Ainsi, dans un cas tel que figuré à la figure 8, où
le relief positif est petit, l'effort vertical Fz 1 revient à une valeur basse FzI à un instant t 3 antérieur à l'instant t 2 , la valeur adéquate n'est jamais atteinte.
Afin de résoudre ce problème, le système selon l'invention, illustré à la figure 5, comprend encore pour chaque roue un capteur 3 mesurant un effort vertical Fz 1 au niveau de ladite roue. La commande de freinage P 1 pour la i eme roue est calculée comme précédemment en fonction de la mesure de vitesse V 1 mais aussi en fonction de la mesure d'effort vertical Fz 1 .
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 3 nécessite un moyen de traitement des signaux issus des jauges de contraintes afin de reconstituer les mesures d'effort vertical Fz 1 . 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 l'invention, adapté aux installations nouvelles réutilise l'unité de commande 2 pour interfacer les capteurs 3 d'effort vertical Fz 1 et déterminer les commandes de freinage P 1 selon l'invention. Ceci nécessite une modification des interfaces et du logiciel de ladite 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 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
intermédiaire Pa 1 homologue de la commande de freinage P 1 de la figure 1, en fonction de la mesure de vitesse V 1 . Audit système est ajouté une seconde unité de traitement 5 calculant pour chaque roue une commande corrective de freinage Pc 1 en fonction d'une part de l'effort vertical Fz 1 , issu du capteur 3 d'effort vertical Fz 1 associé à la i eme roue, interface par cette seconde unité de traitement 5 et d'autre part de la commande de freinage intermédiaire Pa 1 , calculée par ladite première unité de traitement 4 pour ladite roue. Audit système est encore ajouté un sommateur 6 qui additionne la commande de freinage intermédiaire Pa 1 avec la commande corrective de freinage Pc 1 afin de calculer une commande de freinage P 1 , selon la relation P 1 = Pa 1 + Pc 1 . On remarque que les éléments participants à la correction réalisée en fonction de l'effort vertical Fz 1 , 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 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, une seconde unité de traitement 5 et un sommateur 6. L'unité de traitement 2 existante est ainsi réutilisée.
Les commandes correctives de freinage Pc 1 peuvent être calculées selon la relation : Pc 1 = <Pa x > - Pa 1 + f (AFz 1 ) avec
AFz 1 = Fz 1 - <Fz x > où
Pa 1 est une commande de freinage intermédiaire pour la i eme roue, déterminée sans mesure de l'effort vertical Fz 1 , selon un procédé quelconque connu de l'art antérieur, <Pa x > est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Pa 1 sur une période de temps donnée, f (x) est une fonction de la variable x, Fz 1 est un effort vertical mesuré au droit de la i eme roue,
<Fz x > est une moyenne dudit effort vertical Fz 1 sur ladite même période de temps.
Les moyennes <Pa x > et <Fz x > des grandeurs respectives Pa 1 et Fz 1 sont déterminées par une moyenne temporelle de la variable réalisée sur un intervalle de temps déterminé. Il convient de choisir un même 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. Afin d'éviter des calculs inutiles, le calcul d'une commande corrective de freinage Pc 1 n'est effectué que lorsque AFz 1 dépasse un certain seuil. Ce seuil correspond, par exemple, à une valeur correspondant à une variation de la commande de freinage P 1 inférieure à la résolution de l'actionneur de freinage. Pour cela un test de seuillage est effectué avant le calcul de Pc 1 .
L'invention concerne encore un procédé de détermination d'une commande de freinage P 1 pour un système antiblocage, calculant pour chaque roue une commande de freinage intermédiaire Pa 1 en fonction d'une mesure de vitesse V 1 , comprenant les étapes successives de calcul d'une commande corrective de freinage Pc 1 et
d'ajout de cette commande corrective de freinage Pc 1 à la commande de freinage intermédiaire Pa 1 pour déterminer la commande de freinage P 1 , selon la relation P 1 = Pa 1 + Pc 1 . La commande de freinage intermédiaire Pa 1 est calculée selon la relation :
Pc 1 = <Pa x > - Pa 1 + f (AFz 1 ) avec
AFz 1 = Fz 1 - <Fz x > où Pa 1 est une commande de freinage intermédiaire pour la i eme roue, déterminée sans mesure de l'effort vertical Fz 1 ,
<Pa x > est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Pa 1 sur une période de temps donnée, f (x) est une fonction de la variable x,
Fz 1 est un effort vertical mesuré au droit de la i eme roue,
<Fz x > est une moyenne de ladite commande de freinage intermédiaire Fz 1 sur ladite même période de temps . Les moyennes <Pa x > et <Fz x > des grandeurs respectives Pa 1 et Fz 1 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 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 . Avantageusement encore une commande corrective de freinage Pc 1 n'est calculée que lorsque AFz 1 dépasse un certain seuil .
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 Fz 1 au droit d'une i erre roue du véhicule. A partir de l'instant ti l'effort vertical Fz 1 augmente depuis une valeur basse FzI jusqu'à une valeur haute Fz2. Ensuite l'effort vertical Fz 1 diminue à nouveau pour atteindre la valeur basse FzI à l'instant t 2 - Ceci correspond à un relief positif, de type bosse de faible 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 P 1 , corrigée par la commande Pc 1 , qui reste adaptée à la sollicitation Fz 1 sans présenter de retard, et de ce fait efficace .