FR2729908A1 - Procede pour l'optimisation de l'adherence sous couple des roues des vehicules - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un procédé pour optimiser l'utilisation de l'adhérence disponible lorsqu'un couple - de freinage ou d'accélération - est appliqué aux roues d'un véhicule, automobile ou remorqué, caractérisé en ce que l'on cesse d'augmenter le couple appliqué à la roue lorsque l'adhérence atteint une valeur très proche de, mais inférieure à, la valeur maximale. L'invention concerne également un système de réglage anti-blocage d'installations hydrauliques de freinage de véhicules à moteur, un procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage et/ou l'adhérence disponible.

Description

PROCÉDÉ POUR L'OPTIMISATION DZ L'ADHÉRZMCZ
SOUS COUPLE DZS ROUFS DES VÉHICULES.
La présente invention concerne un procédé pour optimiser l'utilisation de l'adhérence disponible lorsqu'un couple - freinage ou accélération - est appliqué aux roues d'un véhicule, automobile, en particulier, ou remorqué.
Lors du roulement d'une roue soumise à des forces d'entraînement et de freinage, l'adhérence de la roue sur la chaussée dépend de plusieurs paramètres: l'état du pneumatique, l'état de la chaussée, le glissement de la roue.
Le coefficient d'adhérence peut être représenté en fonction du glissement par une courbe représentée en figure i. Cette représentation montre que le coefficient d'adhérence augmente avec le glissement jusqu atteindre une valeur maximale, pour une valeur de glissement dénommée R critique. Au delà de cette valeur maximale du coefficient d'adhérence, la roue entre dans une zone instable qui mène rapidement au blocage de la roue, et qui correspond à une diminution du coefficient d'adhérence (augmentation de la distance de freinage), et à une diminution de la manoeuvrabilité et de la stabilité directionnelle du véhicule, dans le cas d'un couple résultant de freinage - ou soit au patinage total, soit à une perte de motricité et manoeuvrabilité dans le cas d'un couple résultant moteur.
La régulation du couple appliqué aux roues d'un véhicule, pour optimiser tant la motricité en accélération que la sécurité en freinage, devrait donc assurer que le glissement qui résulte de l'application du couple soit proche de la valeur z critique, sans que cette valeur de glissement soit dépassée.
On connaît dans l'état de la technique plusieurs brevets portant sur des procédés et systèmes anti-blocage de roues de véhicules à moteur.
A titre d'exemple, le brevet français FR9113119 décrit un procédé et dispositif de freinage de véhicules par asservissement du couple de freinage appliqué sur une roue.
L'adhérence d'une roue sur une piste de freinage est définie par un point de fonctionnement (P) variable sur une courbe d'adhérence fonction du glissement (g) de la roue.
Dans le procédé selon l'invention, le paramètre d'asservissement du couple de freinage est le signe de la variation de la pente de la courbe d'adhérence au point de fonctionnement (P) précité. Le couple de freinage est asservi de façon à ce que ce point de fonctionnement (P) soit confondu avec le point d'adhérence maximum (M) de la courbe d' adhérence.
Un autre brevet déposé sous le numéro EP443066 divulgue un système de régulation de l'anti-blocage du dispositif de freinage hydraulique d'un véhicule.
Ce système de réglage anti-blocage d'installations hydrauliques de freinage de véhicules à moteur, comprenant des dispositifs capteurs de détection de paramètres de fonctionnement du véhicule, en particulier de la façon de tourner au moins les roues du véhicule dont le patinage de freinage est réglable, ainsi qu'un dispositif électronique de commande et de réglage qui, après analyse des signaux de sortie des dispositifs capteurs qui lui sont envoyés, génère des signaux de commande et de réglage de modulateurs de la pression de freinage à action continue, signaux à l'aide desquels la pression hydraulique des cylindres de freinage de celles des roues du véhicule, dont le patinage de freinage est réglable et dont il à été décelé qu'elles risquent de se bloquer, est tout d'abord réduite automatiquement le plus rapidement possible à une valeur éliminant la tendance au blocage, puis subit ensuite à nouveau une élévation, des couples de freinage, des forces de freinage ou des pressions de freinage
- ou d'autres paramètres de fonctionnement de l'installation de freinage proportionnels à ceux-ci au moins en régime permanent
- agissant notamment sur les roues du véhicule, dont le patinage de freinage est réglable, étant détectés dans le cadre de la régulation anti-blocage et étant mémorisés dans les modules de mémoires du dispositif électronique de commande et de réglage et les modulateurs de la pression de freinage de roues du véhicule, dont il a été décelé qu'elles risquent de se bloquer, étant à nouveau commandés ou réglés par le dispositif électronique de commande et de réglage à la suite de l'abaissement de la pression hydraulique de manière que les couples de freinage, les forces de freinage ou les pressions de freinage agissant sur ces roues
- ou d'autres paramètres de fonctionnement proportionnels à ceux-ci au moins en régime permanent
- prennent au moins approximativement la valeur des grandeurs détectées et mémorisées, caractérisé en ce que tout d'abord, dans une phase de début de freinage et de recherche, le dispositif électronique de commande et réglage agit sur les modulateurs de la pression de freinage des roues du véhicule, dont il a été décelé qu'elles risquent de se bloquer,
- a) de manière à les commander ou à les régler de façon que la pression hydraulique (pression de freinage) chute tout d'abord le plus rapidement possible, mais seulement jusqu'à ce que la décélération de la rotation de la roue (l'accélération négative de la rotation de la roue) ait à nouveau une valeur correspondante à la décélération du véhicule, de façon que la pression hydraulique conserve ensuite au moins approximativement cette valeur jusqu'à ce que la roue correspondante du véhicule ait accéléré à une vitesse (vl) de rotation qui correspond au moins approximativement à une vitesse idéale de rotation (à une vitesse de rotation de consigne de la roue) (vs) déterminée d'après la décélération du véhicule et de manière que la pression hydraulique subisse ensuite une nouvelle élévation jusqu'à ce que le dispositif électronique de commande et de réglage décèle à nouveau que cette roue du véhicule risque de se bloquer, ensuite, au cours d'une phase de réglage
- b) de manière tout d'abord à les commander ou à les régler de façon que la pression hydraulique (pression de freinage) de la roue du véhicule, dont il a été à nouveau décelé qu'elle risque de se bloquer, chute à nouveau le plus rapidement possible, mais seulement jusqu'à ce que la décélération de la rotation de la roue ait à nouveau une valeur correspondant à la décélération du véhicule et de façon que la pression hydraulique conserve au moins approximativement cette valeur jusqu'à ce que la roue correspondante du véhicule ait accéléré à une vitesse de rotation (vl) qui correspond au moins approximativement à une vitesse idéale de rotation (à une vitesse de rotation de consigne de la roue) (vs) déterminée d'après la décélération du véhicule et
- c) de façon qu'ensuite ils soient mis à un état de réglage qui correspond au moins approximativement à l'état de réglage qu'ils avaient peu avant que le risque de blocage soit à nouveau décelé et qui est mémorisé dans les modules de mémoires du dispositif électronique de commande et de réglage.
Les procédés de l'état de la technique sont fondés sur le principe selon lequel on limite le couple appliqué à la roue lorsque le maximum du coefficient d'adhérence et le glissement critique sont dépassés. On entre donc dans la partie instable de la courbe adhérence/glissement. Il en résulte un comportement d'oscillation de la pression de freinage, et donc une perte d'efficacité.Le maximum d'adhérence correspond exactement au début de la partie instable (et décroissante) de la courbe représentée en figure 1, partie pour laquelle l'équilibre naturel correspond au blocage complet de la roue (dans le cas du freinage - et au patinage total dans le cas d'un couple moteur): il serait donc nécessaire, pour optimiser l'adhérence, de détecter par anticipation quand ce maximum va être atteint: or, pour tous les systèmes antérieurs, c'est la détection du franchissement effectif de ce maximum qui est effectuée, d'où la nécessité de réduire aussitôt la pression de freinage et de la réguler autour de cette valeur optimale.
Les systèmes de l'art antérieur, qui permettent d'éviter le blocage complet de la roue et les risques de perte de contrôle qui en résultent, présentent donc pour principaux inconvénients et limites
- de ne pas être optimaux, la force de freinage, fluctuante, n'étant pas maintenue en permanence à la valeur maximale possible,
- de nécessiter, pour réguler la pression de freinage, la présence d'une source d'énergie externe autonome (pompe hydraulique, vannes, etc...), ce qui augmente leur complexité et leur coût et limite leur application aux véhicules les plus onéreux,
- de ne pas être du fait de cette complexité totalement à l'abri des pannes, ou des fonctionnements intempestifs.
Afin de remédier à ces inconvénients il serait nécessaire, pour optimiser la régulation du couple appliqué à la roue et améliorer l'adhérence, en freinage ou en accélération, de détecter par anticipation quand le maximum du coefficient d'adhérence et le glissement critique vont être atteints, et de borner le couple avant d'atteindre la zone instable.
C'est l'objet de la présente invention, qui remédie à ces inconvénients en prévoyant,
- l'utilisation optimale de l'adhérence disponible
- un fonctionnement parfaitement sûr (système fail safe et redondance sans modes communs)
- une réalisation très économique (possibilité de fonctionnement sans source autonome de pression), accessible aux véhicules "bas de gamme"
- une compatibilité totale avec les systèmes d'A.B.S existants, où il peut s'intégrer directement, sans composantes supplémentaires, comme une nouvelle fonction d'optimisation du freinage (freinage d'urgence maximal)
- une application tant au contrôle du freinage que du non patinage.
- la possibilité, du fait de son coût modéré, d'envisager le reconditionnement de véhicules existants non équipés, (ou équipés, pour rendre leur ABS plus performant).
L'invention concerne plus particulièrement la détection par anticipation du maximum d'adhérence.
Cette détection peut être obtenue selon une première variante par détection du maximum de la puissance de freinage C. , qui précède légèrement le maximum de la force de freinage lors d'un freinage d'urgence ((2 = vitesse de rotation réelle de la roue);
Selon une deuxième variante, la détection par anticipation du maximum d'adhérence est obtenue par la mesure/calcul du signal 6 = 12lav/nav - QWar/Qar|, dont les deux termes caractérisent la dynamique des roues avant et arrière: ce terme 8, sensiblement constant sur la plage d'adhérence normale, croît brusquement quand une des deux roues arrive à proximité de son adhérence maximale.La détection du quasi maximum est obtenue quand 8franchit un seuil prédéterminé, qui peut être auto-généré à partir des valeurs antérieures (par exemple 150% ou 200% de ce niveau antérieur sensiblement constant).
Pour le freinage, la roue arrière utilisée dans le calcul de 6 peut être fixée a priori (ex. même coté), ou la plus rapide des deux roues arrière. Pour le patinage, on pourra utiliser avantageusement les deux roues d'un même côté.
Dans les deux cas, la détection du quasi maximum entraîne la fermeture d'une vanne qui "fige" la pression, alors optimale, pour la roue concernée. [Pour le mode #2, Q'/Q pour cette roue, non bloquée (y constant et optimal), sert alors de dynamique de référence pour l'autre roue détection par 6 inchangée].
Cette vanne n'est maintenue fermée qu'aussi longtemps que la pression dans les circuits amont (pilote) est supérieure ou égale à la pression aval (cylindre de frein).
Ces deux variantes de détection peut être utilisée en combinaison suivant un mode qui dépend des priorités désirées:
Dans un premier mode, on déclenchera la fermeture de la vanne lorsque l'on détecte
- le maximum de la puissance de freinage C.Q ,
oU
- la croissance rapide du signal 6 = ï(2'av/(2av Qwar/Qar| .
Ce mode de combinaison par une logique "OU" confère une priorité anti-blocage, et convient particulièrement aux cas de freinage d'urgence.
Le deuxième mode de combinaison consiste à procéder à la fermeture de la vanne lorsqu'on détecte
- le maximum de la puissance de freinage C.# ,
ET
- la croissance rapide du signal # = |#'av/#av (2'ar/(2arï
Ce deuxième mode de combinaison est plus particulièrement adapté au situations de freinage modéré et évite les fermetures intempestives de la vanne.
I1 est possible d'automatiser le passage de la logique "OU" à la logique "ET" par asservissement au gradient 8p/8t de la pression exercée sur la pédale de freinage.
Lorsque celle-ci est inférieure à une valeur seuil, la logique "OU" est activée, lorsqu'elle atteint une valeur seuil, la logique "ET" est activée.
A l'issue de la première phase (montée en pression) la pression et l'effort de freinage sont "verrouillés" au quasi maximum - si la pression exercée par le pilote a atteint cette limite. Alors, pour une adhérence p constante, (2' reste constant (Q décroît linéairement).
Lorsque l'état de la chaussée et le coefficient d'adhérence varient pendant l'application du couple sur la roue, (e.g.
freinage qui commence sur chaussée sèche, et passage sur une plaque d'huile ou vice versa), le procédé selon l'invention permet une régulation du couple en fonction de la variation des conditions de la chaussée
Amélioration de l'adhérence détection via 9'1
Si l'adhérence augmente (e.g. passage de chaussée grasse à chaussée sèche) Q varie proportionnellement à , d'où une brusque variation de I Q I
Cette détection commande la réouverture de la vanne d'isolation, et une augmentation (éventuelle) de la pression, en fonction de la pression de freinage exercée par le pilote : le cycle recommence alors.
Dans un dispositif anti-patinage, cette détection commandera une diminution de la réduction de couple (suppression progressive du freinage de la roue concernée par exemple)
Diminution de l'adhérence détection via (2'1
Une diminution d'adhérence tendra à entraîner le blocage de la roue, d'où une brusque variation de I Q I
Pour empêcher le blocage il est nécessaire de réduire la pression de freinage
Système minimal passif (ou: limiteur "intelligent") :Un signal optique/acoustique prévient le pilote, qui doit "pomper" (relâcher, puis freiner à nouveau);
Système minimal global actif (économique): l'ouverture temporaire rapide d'un clapet ou vanne by-pass entre basse et haute pression de l'assistance de freinage supprime momentanément l'assistance d'où chute temporaire de la pression de freinage, qui remonte aussitôt: le cycle recommence alors.
Système actif optimisé, (action séparée pour chaque roue) : La pression de freinage est transmise, pour chaque roue, par un piston différentiel mobile - en équilibre sous deux forces, F=p.s côté pilote et -p.s côté frein piston qui peut être en outre soumis à une force externe électromagnétique (figure 3), ou autre (figure 8 et 9).
L'application d'une force f < F (e.g. -0,5.F) s'opposant à la pression pilote réduit en proportion la pression aval et évite le blocage de la roue concernée (le cycle recommence alors), sans modifier la pression amont, donc de façon transparente pour le pilote - qui ne ressentira ni réaction, ni vibration.
Système actif maximal, (ABS + nouvelle fonction
Pression optimale) : Dans ce cas, la chute de pression appliquée pour revenir à l'intérieur de l'adhérence disponible (zone stable avant le maximum) - et la remontée de pression qui suit (le cycle recommence alors) sont obtenues par les moyens usuels de 1'ABS.
La décision du pilote étant prioritaire, la pression dans les circuits aval (cylindre de frein) ne doit jamais être supérieure à la pression dans les circuits amont : une pression amont supérieure ou égale à la pression aval commande l'ouverture de la vanne d'isolation.
Dans le cas d'un dispositif anti-patinage, cette détection d'une brusque variation de (2' commandera une diminution du couple: soit au niveau global une réduction du couple moteur, soit au niveau local une réduction du couple appliqué par augmentation du freinage de la roue concernée par exemple, ou les deux à la fois.
Dvsfonctionnements et sécurité
En cas de dysfonctionnement d'un des systèmes de détection, le système d'optimisation du freinage reste totalement opérationnel.
En cas de dysfonctionnement de ses deux systèmes de détection, la vanne d'isolation étant en position ouverte au repos le système de freinage reste totalement fonctionnel (sécurité), la fonction optimisation/anti-blocage n'étant plus assurée. Le but principal de l'invention étant d'obtenir une adhérence optimale, l'utilisation d'un seul de ces deux systèmes de détection, suffisant à obtenir cette adhérence optimale, reste du domaine de l'invention.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faisant référence aux dessins annexés où:
- la figure 1 représente la courbe coefficient de force de freinage/glissement
- la figure 2 représente une vue schématique du circuit de freinage
- la figure 3 représente une vue schématique d'une variante de réalisation du circuit de freinage
- la figure 4 représente l'algorithme d'un premier mode de réalisation de la détection;
- la figure 5 représente l'algorithme d'un deuxième mode de réalisation de la détection.
- la figure 6 représente l'algorithme de suivi des variations d'adhérence.
- la figure 7 représente l'algorithme de la détection d'adhérence optimale appliquée à l'anti-patinage.
- la figure 8 représente le schéma d'un dispositif d'adaptation de la pression en cas de chute de 1 'adhérence disponible.
- la figure 9 représente une réalisation de ce dispositif d'adaptation de la pression.
- la figure 10 représente une autre réalisation de ce dispositif d'adaptation de la pression.
La figure 2 représente le schéma de principe du circuit de freinage. I1 comporte de manière connue un cylindre de freinage (1) alimenté par un conduit (2) relié à un répartiteur de freinage (3) recevant le fluide de freinage sous pression provenant du récepteur (4) associé à la pédale de freinage (5).
Selon l'invention, une électrovanne (6) est interposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1). L'électrovanne (6) occupe au repos une position dans laquelle elle permet le passage du fluide de freinage entre le répartiteur de freinage (3) et le cylindre de freinage (1). Le fonctionnement du circuit hydraulique de freinage n'est donc pas perturbé. Par contre, lorsque l'électrovanne (6) est activée, elle vient interrompre ce circuit de freinage, et la pression hydraulique dans le cylindre de freinage (1) se maintient à la valeur qu'elle avait au moment de l'activation de l'électrovanne (6). A la réouverture de l'électrovanne (6), il se produit un équilibrage des pressions entre le répartiteur de freinage (3) d'une part et le cylindre de freinage (1) d'autre part.
L'invention porte plus précisément sur la commande de l'électrovanne (6). Le but de l'invention est de commander l'activation de l'électrovanne (6) juste avant que la force de freinage n'atteigne sa valeur maximale, qui correspond au maximum d'adhérence. L'invention décrite ciaprès propose deux modes de détermination de l'approche de la valeur maximale de la force de freinage.
Le premier procédé consiste à calculer de manière cyclique la puissance de freinage en effectuant le produit entre la pression de freinage dans le cylindre de freinage (1) d'une part et de la vitesse de rotation de la roue associée à ce cylindre de freinage d'autre part. Le calcul de la puissance de freinage, dans le cas d'un véhicule à plusieurs roues freinées, s'effectue indépendamment pour chacune des roues.
Un premier exemple de commande de l'électrovanne (6) consiste à déterminer le moment où le produit de la pression pi dans le système de freinage et de la vitesse angulaire Qi décroît. Un algorithme de ce premier procédé de commande est représenté en figure 4.
Ce procédé consiste à procéder à l'acquisition périodique, à des temps ti, des deux paramètres suivants:
- la pression pi dans le système de freinage
- la vitesse angulaire qui ,
- le produit Pi des deux valeurs précédentes, Pi=Qixpi
Le début tO de la phase d'acquisition de ces deux paramètres correspond au début de freinage. Ce début t0 pourra correspondre au signal d'un détecteur sur la commande de freinage, par exemple au niveau de la pédale de freinage, ou plus simplement à un certain seuil (minimal) de pression de freinage. Cette détection d'une action de freinage initialise les valeurs Qi et pi et déclenche l'itération de l'indice i.
Les valeurs des trois paramètres Qi , pi et nixpi et Qi+l, Pi+l et ni+lxpi+l sont stockées dans des registres en mémoire vive. A chaque itération de i, un registre à décalage remplace les valeurs correspondant à l'indice i-l par les valeurs correspondant à l'indice i, et mémorise la nouvelle valeur i+l. Les n dernières valeurs de Q, p, px(2 sont conservées, ainsi que leurs sommes respectives, et la valeur lissée Pi de Pi=Qixpi (hors bruit des capteurs) calculée et stockée.
Un comparateur vérifie si Pi+l est inférieur à
Pi. Si la réponse est négative, on procède à l'itération de i, et la phase d'acquisition se poursuit.
Si la réponse est positive, on commande la fermeture de l'électrovanne (6).
La réouverture peut intervenir à différents moments, par exemple par une commande temporisée, ou par un signal délivré par un comparateur comparant la pression en amont de l'électrovanne (6) et la pression en aval de cette électrovanne, et commandant l'ouverture lorsque la pression aval est supérieure à la pression amont.
La figure 5 représente l'algorithme d'un autre modes de détection de la limite d'adhérence, et de commande de l'électrovanne (6).
Selon le mode de commande représenté en figure 5, on active l'électrovanne lorsque la différence entre nl/n de la roue avant et Q'/Q de la roue arrière est supérieure, en valeur absolue, à une valeur seuil, par exemple une valeur égale à 150 ou 200 % de la valeur avant freinage.
A cet effet, on procède, à partir du début du freinage, à l'acquisition périodique de la valeur (2 de la rotation de la roue avant d'une part et de la roue arrière d'autre part. On calcule ensuite périodiquement la dérivée Q' par rapport au temps et le rapport Q'/Q.
Selon une autre variante, applicable à une roue isolée, de ce mode de commande représenté en figure 5, on active l'électrovanne lorsque la valeur du terme Iszl/nl de la roue devient supérieure à une valeur seuil fonction (croissante) de la pression instantanée de freinage.
La figure 6 représente l'algorithme de contrôle de l'adhérence instantanée et d'adaptation de la pression de freinage pendant que l'électrovanne (6) est fermée.
Selon le mode de commande représenté en figure 6, après détection de l'adhérence quasi optimale par les modes &num;1 (pu(2) ou #2 (Q'/Q), et fermeture de l'électrovanne (6), on surveille les variations de (2', qui reste constant tant que l'adhérence est constante. Au lieu de la dérivée de (2,il est également possible de surveiller la dérivée de la puissance, les deux variables étant directement proportionnelles pendant la période de fermeture de la vanne.
A cet effet, on continue de procéder, après fermeture de l'électrovanne, à l'acquisition périodique de la valeur Q de la rotation de la roue correspondante. On calcule ensuite périodiquement la dérivée Q' par rapport au temps.
Lorsqu'une variation soudaine ou rapide de Q' est détectée, par comparaison aux mesures antérieures - par exemple à leur moyenne Q m - soit il s'agit dune accélération [Q' > Q'm et IQ'l < IQ'ml], soit il s'agit d'une décélération [(2' < Q8m et IQ'I > IQml]-
Dans le premier cas, qui correspond à une amélioration de l'adhérence, on commande la réouverture de l'électrovanne (6): le cycle recommence.
Dans le deuxième cas, qui correspond à une diminution de l'adhérence, on commande une réduction de la pression de freinage en amont de l'électrovanne (6), suffisante pour revenir dans le domaine de stabilité (domaine avant le maximum d'adhérence) : par exemple, à environ 50 % de la valeur de la pression de freinage correspondant à l'adhérence maximum sur sol sec. Cette pression, inférieure à la pression en aval de l'électrovanne (6), provoque la réouverture de cette électrovanne, et le cycle recommence.
Dans la variante de réalisation de la figure 2, cette réduction de pression est obtenue au moyen d'une électrovanne de régulation (7). Cette électrovanne (7) comporte un noyau (8) permettant de faire varier la valeur de la pression aval indépendamment de la pression imposée par le répartiteur de freinage. A cet effet, les déplacements du noyau (8) provoquent une variation de la pression aval d'une valeur F/S où F désigne la force opposée à la pression amont exercée sur le noyau par le bobinage et S la section du noyau. La commande de variation de pression amont peut aussi être réalisée de manière connue par un système de type ABS.
Dans une autre variante (figure 8), l'effort F appliqué au piston transmetteur de pression (8), pour réduire la pression aval de freinage en cas de diminution d'adhérence, est obtenu par l'application d'une pression hydraulique repoussant le piston, ici dans la chambre annulaire (15). Cette pression hydraulique est fournie par un vérin à dépression (9), analogue à ceux des dispositifs d'assistance de freinage dits servofrein à dépression, ou par un vérin électrique, qui comprime par l'intermédiaire d'un piston (10) le fluide de la chambre haute pression (11) cette pression hydraulique pourrait aussi être fournie par une pompe -. Ce vérin à dépression sera par exemple activé à chaque freinage.Pendant la phase initiale de freinage, la chambre annulaire (15) reste en communication, via l'électrovanne (14), avec un accumulateur basse pression (12) et la contre-pression dans la chambre (15) reste négligeable.
Si les conditions de freinage limite ont été atteinte, l'électrovanne (6) a été fermée. Si pendant cette phase où l'électrovanne (6) reste fermée une diminution d'adhérence est détectée (par variation brusque de Q), l'électrovanne (14) est brièvement commutée, ce qui met la chambre (15) en communication avec la haute pression (11), et fait chuter la pression de freinage en aval de (8), en fonction du dimensionnement - par exemple à 50% ou moins de la pression correspondant à un freinage optimal sur sol sec. Cette chute de la pression aval - qui est devenue ainsi inférieure à la pression dans le cylindre de frein - entraîne la réouverture de l'électrovanne (6), et une réduction très brève du freinage appliqué à la roue, qui retrouve les conditions d'adhérence : l'électrovanne (14) revenant aussitôt à sa position initiale, la pression recommence à croître et le cycle recommence.
En fin de freinage, le servo-vérin à dépression devient inactif, l'effort du piston (10) disparaît, la pression chute dans la chambre (11), autorisant le retour du fluide BP par le clapet (13).
Le schéma de la figure (9) représente un exemple possible de réalisation du dispositif de régulation de pression sous forme d'un circuit compact.
Le piston mobile (8) peut être utilisé comme amplificateur de pression, et comporter un clapet fin de course de sécurité (19) qui fait communiquer les pressions amont et aval quand le piston (8) vient en butée - suite à fuites et dérive anormales : la réduction active de la pression de freinage en cas de diminution d'adhérence après intervention de l'électrovanne (6) de limitation de pression devient alors inopérante (la pression étant toutefois réduite de P aval à P amont en cas d'amplification), mais toutes les autres fonctions de freinage restent conservées (sécurité).
Dans une autre variante (figure 10), une dérivation (20) ouverte au repos, et obturée pendant les phases de freinage par un clapet commandé (21), relie amont et aval pour faciliter remplissage et purge du circuit, et permettre au repos (hors freinage), sous l'action du ressort (22) faiblement taré, le retour du piston (8) en position initiale en cas de dérive due à fuite interne anormale. Là encore, la perte de la fonction obturation du clapet se traduit par la seule perte de la réduction active de la pression de freinage et la sécurité reste assurée. Avec cette dérivation (20), la dérive étant toujours ramenée à zéro, le clapet de sécurité (19) ne serait jamais sollicité, et devient superflu.
L'accumulateur basse pression peut être obtenu par simple utilisation dans la chambre (13) d'une mousse compressible (17), avantageusement isolée par une membrane (18), et éventuellement gonflée (basse pression) , ou classiquement par membrane gonflée.
Pour une meilleure clarté, les figures 9 et 10 présentent le schéma sans échelle et pour une seule roue, d'où un seul sous-ensemble électrovanne (14) + piston (8) représenté, et l'électrovanne (6) d'arrêt de freinage, sur la pression P aval en sortie de (8), n'est pas figurée:
Avantageusement, les chambres (11) et (12) de cette figure 9 seront mises en communication avec plusieurs électrovannes du même type que (14) - une pour chaque roue - associées à des pistons du même type que (8)- par exemple selon une symétrie circulaire, d'ordre 4 pour 4 roues. Les clapets, électrovannes (14), (6), et piston adaptateur de pression (8) peuvent être de dimensions très réduites.
La figure 7 représente l'algorithme de détection de la limite d'adhérence et de contrôle du couple appliqué, lors des phases d'accélération (anti-patinage).
Selon le mode de contrôle représenté en figure 7 on réduit le couple appliqué lorsque la différence entre (2'/(2 de la roue menante et Q'/Q de la roue menée est supérieure, en valeur absolue, à une valeur seuil, qui peut être autogénérée, par exemple une valeur égale à 150 ou 200 % de la valeur observé lors de la phase initiale, avant patinage (zone de stabilité, avant l'adhérence maximale).
A cet effet, on procède, à partir du début du freinage, à l'acquisition périodique de la valeur (2 de la rotation de la roue menée d'une part et de la roue menante d'autre part. On calcule ensuite périodiquement la dérivée Q' par rapport au temps et le rapport Q'/Q.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif. L'homme de métier pourra réaliser diverses variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (31)

R Z V Z N DI CATI ON S
1 - Procédé pour optimiser l'utilisation de l'adhérence disponible lorsqu'un couple - de freinage ou d'accélération - est appliqué aux roues d'un véhicule, automobile ou remorqué, caractérisé en ce que l'on cesse d'augmenter le couple appliqué à la roue lorsque l'adhérence atteint une valeur très proche de, mais inférieure à, la valeur maximale.
2 - Procédé pour optimiser l'utilisation de l'adhérence disponible, selon la revendication 1, lorsqu'un couple de freinage est appliqué aux roues de véhicules automobiles, caractérisé en ce que l'on procède à la fermeture d'une vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) lorsque l'adhérence atteint une valeur très proche mais inférieure de la valeur maximale.
3 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on procède à la fermeture d'une vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) lorsque l'on détecte le maximum de la puissance de freinage p.Q , où
p désigne la pression de freinage,
n désigne la vitesse angulaire réelle de la roue sur laquelle est appliqué le freinage.
4 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on procède à la fermeture d'une vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) lorsque l'on détecte la croissance brusque de 6 = I(2'av/(2av - Qwar/Qarl, où
Qav désigne la vitesse de rotation vraie de la roue avant
n'av désigne la dérivée première de la vitesse de rotation vraie de la roue avant
(2ar désigne la vitesse de rotation vraie de la roue arrière
(2'ar désigne la dérivée première de la vitesse de rotation vraie de la roue arrière.
5 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on procède à la fermeture d'une vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) lorsque 8 = I(2'av/(2av - (2'ar/QarI atteint une valeur seuil ds prédéterminée.
6 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 5 caractérisé en ce que la valeur seuil as est auto-générée à partir des valeurs antérieures, et d'un coefficient multiplicateur prédéterminé.
7 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on procède à la fermeture d'une vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) d'une roue lorsque le terme |#'/#| Ig'/glpour cette roue franchit un seuil auto-généré à partir de la valeur instantanée de la pression de freinage (pilote), et croissant avec cette pression, et de coefficients prédéterminés, où
(2 désigne la vitesse de rotation vraie de la roue,
(2' désigne la dérivée première de la vitesse de rotation vraie de la roue.
8 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 précédentes, caractérisé en ce que la vanne commandée (6) n'est maintenue fermée qu'aussi longtemps que la pression dans les circuits amont (pilote) est supérieure ou égale à la pression aval (cylindre de frein).
9 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on procède à la fermeture d'une vanne (6) lorsqu'on détecte un freinage d'urgence et
- le maximum de la puissance de freinage p.Q ,
ou
- la croissance rapide du signal 8 = #'av/#av Qar/Qarl
10 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on procède à la fermeture d'une vanne (6) lorsqu'on détecte un freinage modéré et
- le maximum de la puissance de freinage p.Q ,
et
- la croissance rapide du signal 6 = I(2'av/(2av (2'ar/(2arï.
11 - Système de freinage de véhicules automobiles mettant en oeuvre un procédé pour améliorer les performances de freinage, selon l'une quelconque des caractéristiques 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs capteurs de détection de paramètres de fonctionnement du véhicule ainsi qu'un dispositif électronique de commande et de réglage qui, après analyse des signaux de sortie des dispositifs capteurs qui lui sont envoyés, génère des signaux de commande de la pression de freinage, et en ce que les dispositifs capteurs sont constitués d'une part par un capteur de la pression de freinage pi et d'autre part par un capteur propre à mesurer la vitesse de rotation fli de la roue sur laquelle s'applique le freinage, le système comportant en outre une vanne (6) interposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage, la vanne (6) interrompant le circuit hydraulique entre la pédale et le cylindre de freinage lorsque la puissance de freinage décroît.
12 - Système de réglage anti-blocage d'installations hydrauliques de freinage selon les revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la vanne (6) interrompt le circuit hydraulique entre la pédale et le cylindre de freinage lorsque le signal correspondant au Pi = pi x Qi décroît.
13 - Système de réglage anti-blocage d'installations hydrauliques de freinage selon les revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la vanne (6) interrompt le circuit hydraulique entre la pédale et le cylindre de freinage lorsque l'on détecte la croissance rapide du signal 6 = I(2'av/flav - (2'ar/(2arl.
14 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon l'une quelconques des revendications 2 à 12, caractérisé en ce qu'après fermeture de la vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) de la roue, on détecte les éventuelles variations des conditions d'adhérence pour cette roue par détection de la brusque variation de Inll
où
Q' désigne la dérivée première de la vitesse de rotation vraie de la roue.
15 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'une variation positive de (2' (accélération), correspondant à un gain d'adhérence, commande la réouverture de la vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) de la roue.
16 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'une pression proportionnelle à la pression de freinage amont (pilote) est transmise en aval (cylindre de frein) par un piston flottant en équilibre sous ces deux pressions, pouvant être en outre soumis à une éventuelle force extérieure.
17 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 16, caractérisé en ce que le piston flottant peut être soumis à une force extérieure d'origine électromagnétique.
18 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 16, caractérisé en ce que le piston flottant comprend au moins une troisième chambre pouvant recevoir une pression hydraulique d'origine externe, indépendamment et en sus des pressions amont et aval, et peut être ainsi soumis à force extérieure d'origine hydraulique.
19 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 18, caractérisé en ce que la pression hydraulique externe est fournie par un vérin à dépression comprimant un piston dans une chambre, et activé au moins lors des phases de freinage.
20 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 18, caractérisé en ce que la pression hydraulique externe est fournie par un vérin électrique.
21 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 18, caractérisé en ce que les circuits amont (côté pilote) et aval (cylindre de frein) du piston flottant sont reliés hydrauliquement par un conduit obturé par un clapet anti-retour de sécurité, fermé au repos, et ouvert par un poussoir quand le piston flottant vient en butée fin de course côté aval.
22 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 18, caractérisé en ce que les circuits amont (côté pilote) et aval (cylindre de frein) du piston flottant sont reliés hydrauliquement par un conduit obturé par un clapet anti-retour commandé, ouvert au repos afin de faciliter remplissage et purge du système, et activé en fermeture lors des phases de freinage.
23 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'un ressort faiblement taré, côté aval (cylindre de frein), ramène systématiquement le piston flottant en position neutre en dehors des phases de freinage.
24 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 18, caractérisé en ce que la chambre pour application d'un effort hydraulique externe peut être mise en communication au moyen d'une électrovanne 2 voies, soit avec une source de pression hydraulique externe, soit avec un réservoir de retour basse pression.
25 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 18, caractérisé en ce que la chambre (15) pour application d'un effort hydraulique externe peut être mise en communication au moyen d'une électrovanne 2 voies, soit avec la source de pression hydraulique externe, soit avec un circuit de retour comprenant un accumulateur basse pression formant réservoir de volume variable.
26 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon la revendication 25, caractérisé en ce que l'accumulateur basse pression est constitué d'un réservoir partiellement rempli de mousse compressible isolée par une membrane.
27 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon les revendications 16 et 8, caractérisé en ce qu une variation négative brusque de Q' (décélération), correspondant à une diminution d'adhérence, commande l'application brève et temporaire sur le piston flottant d'un effort externe s'opposant à la pression aval, et suffisant pour réduire la pression amont à un niveau inférieur à celui correspondant à la limite d'adhérence, et provoquer ainsi la réouverture de la vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) de la roue, et avec la disparition de l'effort externe et la croissance qui en résulte pour la pression amont, initialiser un nouveau cycle de freinage et de détection de l'adhérence optimale.
28 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système de freinage de véhicules automobiles selon les revendications 25 et 27, caractérisé en ce qu'en cas de variation négative brusque de (2' (décélération), correspondant à une diminution d'adhérence, l'application brève et temporaire sur le piston flottant d'un effort externe est obtenu par des moyens hydrauliques, par une brève commutation temporaire de l'électrovanne (14) qui met la chambre (15) - initialement reliée à l'accumulateur basse pression, en communication avec la haute pression qui exerce sur le piston flottant un effort hydraulique s'opposant à la pression aval, et suffisant pour réduire la pression amont à un niveau inférieur à celui correspondant à la limite d'adhérence, et provoquer ainsi la réouverture de la vanne (6) disposée entre la pédale de freinage et le cylindre de freinage (1) de la roue.
29 - Procédé pour optimiser l'utilisation de l'adhérence disponible lorsqu'un couple moteur est appliqué aux roues de véhicules automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède à la stabilisation du couple moteur, lorsque l'adhérence atteint une valeur très proche, mais inférieure à la valeur maximale.
30 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système anti-patinage de véhicules automobiles selon la revendication 29, caractérisé en ce que l'on procède à la stabilisation du couple moteur, soit au niveau global du moteur, soit au niveau local de la roue concernée par application d'un couple de freinage à cette roue - ou les deux à la fois - lorsque l'on détecte la croissance brusque de 6 = IQ'av/Qav - SZlar/Zarl, où
Qav désigne la vitesse de rotation vraie de la roue avant
(2'av désigne la dérivée première de la vitesse de rotation vraie de la roue avant
(2ar désigne la vitesse de rotation vraie de la roue arrière
n'ar désigne la dérivée première de la vitesse de rotation vraie de la roue arrière.
31 - Procédé pour l'amélioration des performances d'un système anti-patinage de véhicules automobiles selon la revendication 29, caractérisé en ce que l'on procède à la stabilisation du couple moteur, au niveau global du moteur, ou au niveau local de la roue concernée par application d'un couple de freinage à cette roue - ou les deux à la fois lorsque le terme #'/# pour cette roue franchit un seuil auto-généré à partir de la valeur instantanée du débit de carburant, et croissant avec lui, et de coefficients prédéterminés, où :
Q désigne la vitesse de rotation vraie de la roue,
(2' désigne la dérivée première de la vitesse de rotation vraie de la roue.
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