FR2936475A1

FR2936475A1 - Procede de degradation de modes de freinage

Info

Publication number: FR2936475A1
Application number: FR0956107A
Authority: FR
Inventors: Eric D Cahill
Original assignee: Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2029-09-08
Also published as: GB2463752B; GB2463752A; US8590985B2; GB0913118D0; US20100078519A1; FR2936475B1

Abstract

La présente invention concerne un système, un appareil et un procédé pour commander un système de freinage d'un véhicule ayant une pluralité de roues rotatives et une pluralité de freins, chaque frein correspondant à l'une de la pluralité de roues. Pour la commande des freins, un état de fonctionnement du système de freinage est déterminé. A partir de l'état de fonctionnement déterminé, différents mécanismes de régulation par rétroaction sont mis en oeuvre de manière sélective pour commander la force de freinage appliquée par les freins.

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne les freins en général, et plus particulièrement, elle concerne un procédé, un appareil et un système permettant de commander les freins lors d'une défaillance d'un ou plusieurs composants de freinage. Arrière-plan de l'invention On connaît dans la technique antérieure des ensembles de roues et freins d'avions comprenant un support de roue non rotatif, une roue montée en rotation sur le support de roue, et un empilement de disques de frein ayant des extrémités axiales avant et arrière et alternant disques rotors et disques stators, montés par rapport au support de roue et à la roue de façon à pouvoir se déplacer axialement les uns par rapport aux autres. Chaque disque rotor est couplé à la roue de façon à tourner avec elle, et chaque disque stator est couplé au support de roue pour s'opposer à la rotation. Une contre-plaque est située à l'extrémité arrière de l'ensemble de disques et une tête de frein est située à l'extrémité avant. La tête de frein loge une pluralité de vérins d'actionnement qui s'étendent de façon à presser l'empilement de disques de frein contre la contre-plaque. Le couple est communiqué aux disques stators via un tube de transmission de couple statique ou analogue. Pour commander le fonctionnement du système de freinage, on utilise typiquement une unité de commande de système de freinage (BSCU), la BSCU étant couplée en liaison fonctionnelle au système de freinage pour lui envoyer des signaux de commande. La BSCU comprend typiquement un microprocesseur qui exécute un algorithme de commande qui, en se basant sur une force de freinage cible (telle que fournie, par exemple, par une pédale de frein) et sur des données de freinage réel (telle que fournies, par exemple, par des capteurs situés sur les roues et/ou les freins), envoie des ordres aux pistons des actionneurs de façon à faire varier une force appliquée afin d'obtenir la force de freinage cible. De plus, la BSCU peut exécuter une commande d'anti-patinage pour empêcher un patinage indésirable de l'une quelconque des roues.

Résumé de l'invention Un système, un appareil et un procédé selon la présente invention permettent la modification d'un mécanisme de régulation par rétroaction (également appelé "stratégie de commande" ou "mode de commande") pour la commande des freins d'un véhicule, tel qu'un avion, sur la base d'un état de fonctionnement du système de freinage. Plus particulièrement, le mécanisme de régulation par rétroaction est sélectionné en fonction de certains événements comme, par exemple, un dysfonctionnement de composants du système. Le processus de sélection peut comprendre plusieurs étapes de dégradation, les étapes dépendant de l'événement spécifique. Par exemple, dans un système de freinage qui comprend une pluralité de freins et une pluralité de roues correspondantes, un premier mécanisme de régulation par rétroaction, tel qu'une commande de freinage par décélération, peut être appliqué à toutes les combinaisons frein/roue lors d'un fonctionnement normal du système de freinage (à savoir lorsque le système de freinage ne présente aucun dysfonctionnement). En cas de détection d'un dysfonctionnement, comme par exemple une défaillance d'un ou plusieurs capteurs de vitesse de roue, le mécanisme de régulation par rétroaction est alors dégradé vers un deuxième mécanisme de régulation par rétroaction, tel qu'une commande de freinage en force (ou commande de freinage par pression). De préférence, lors de la dégradation du premier mécanisme de régulation par rétroaction vers le deuxième mécanisme de régulation par rétroaction, la commande est dégradée pour toutes les combinaisons frein/roue, même si une seule des combinaisons frein/roue présente un dysfonctionnement. Si un autre dysfonctionnement est détecté, comme par exemple une défaillance d'un capteur de force d'un frein, alors le mécanisme de régulation par rétroaction peut être encore dégradé vers un troisième mécanisme de régulation par rétroaction, tel qu'une commande de freinage en boucle ouverte. De préférence, la dégradation vers le troisième mécanisme de régulation par rétroaction est effectuée frein par frein (par exemple, seulement sur les freins ayant un capteur de force qui fonctionne mal), et non pour toutes les combinaisons frein/roue.

Selon un aspect de l'invention, il est mis à disposition un système, un appareil et un procédé pour le freinage d'un véhicule ayant une pluralité de roues rotatives et une pluralité de freins, chaque frein correspondant à l'une de la pluralité de roues. Plus particulièrement, le système, l'appareil et le procédé appliquent de façon sélective l'un d'une pluralité de mécanismes de régulation par rétroaction différents sur la base d'un état de fonctionnement du système de freinage. Selon une forme de réalisation préférée, les mécanismes de régulation par rétroaction comprennent une commande de freinage par décélération, une commande de freinage en force et une commande de freinage en boucle ouverte. Le système de freinage peut également comprendre une pluralité de capteurs de vitesse de roue, chaque capteur correspondant à une roue de la pluralité de roues. La commande de freinage par décélération peut être appliquée lorsque l'état de fonctionnement de chaque capteur de vitesse de roue est déterminé comme étant normal, et la commande de freinage en force peut être appliquée lorsqu'au moins un capteur de vitesse de roue présente un état de dysfonctionnement. De préférence, lorsqu'une commande de freinage par décélération est appliquée, elle l'est pour tous les freins. D'une manière similaire, lorsqu'une commande de freinage en force est appliquée, il est également préférable qu'elle le soit pour tous les freins.

Selon une autre forme de réalisation préférée, le système de freinage comprend aussi une pluralité de capteurs de force correspondant à chaque roue et/ou à chaque actionneur, les capteurs de force fournissant chacun des données indicatives d'une force ou pression de freinage appliquée par le système de freinage. La commande de freinage en boucle ouverte peut être appliquée lorsqu'au moins un capteur de force présente un état de dysfonctionnement. De préférence, la commande de freinage en boucle ouverte n'est appliquée que sur les freins qui ont un capteur de force en dysfonctionnement.

De plus, il est préférable de maintenir un fonctionnement de freinage anti-patinage pour les roues ayant des capteurs de vitesse de roue fonctionnels. Pour atteindre les buts ci-dessus et les buts associés, l'invention comprend donc les caractéristiques décrites plus en détail ci-après et mentionnées tout spécialement dans les revendications. La description ci-après et les dessins joints en annexe présentent en détail certaines formes de réalisation illustratives de l'invention. Ces formes de réalisation ne sont cependant données qu'à titre d'illustration de quelques-unes des différentes manières dont les principes de l'invention peuvent être utilisés. Brève description des dessins Nous allons maintenant décrire les formes de réalisation de l'invention qui ont été mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, en nous référant aux dessins.

Les figures 1 A-1 B sont des représentations schématiques illustrant respectivement un avion représentatif ayant un train d'atterrissage à bogie et un train d'atterrissage de l'avion. La figure 2 est une illustration schématique d'un système représentatif d'actionnement de frein commandé par ordinateur, à plusieurs actionneurs.

La figure 3 est une illustration schématique d'un actionneur de frein et d'un servo-amplificateur associé utilisés dans le système de la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective d'un ensemble boîtier et actionneurs de frein représentatif pouvant être utilisé dans le système de la figure 2. La figure 5 est une vue schématique présentant un ensemble d'actionneurs de frein associé à un empilement de disques de frein. La figure 6 présente un organigramme illustrant un mécanisme représentatif de commande de dégradation de freinage selon l'invention. La figure 7 présente un organigramme illustrant un procédé représentatif de mise en oeuvre d'une commande de dégradation de freinage selon l'invention. Description détaillée Telle qu'utilisée ici, l'expression "mécanisme de régulation par rétroaction" fait référence au type de commande ou "boucle de commande" utilisé pour demander une certaine force de freinage. Par exemple, dans un mécanisme de régulation par rétroaction qui met en oeuvre une commande en force, la force réelle appliquée par les actionneurs de frein (telle que mesurée, par exemple, par des capteurs de force) peut être utilisée pour fermer une boucle de commande qui régule la force de freinage demandée (en générant, par exemple, une instruction de force de freinage sur la base d'une force de référence et d'un retour d'information de force). Un autre exemple est la commande par décélération, dans laquelle la vitesse du véhicule (telle que mesurée, par exemple, par des capteurs de vitesse de roue) est utilisée pour fermer la boucle de commande pour réguler une vitesse de décélération du véhicule (en générant, par exemple, une instruction de force de freinage sur la base d'une vitesse de référence de décélération du véhicule et d'une vitesse réelle de décélération du véhicule). De plus, l'expression "mécanisme de régulation par rétroaction" inclut les commandes ou boucles de commande qui n'utilisent aucune rétroaction (par exemple, une commande en boucle ouverte). Nous allons maintenant décrire les principes de l'invention en nous référant aux dessins. Du fait que l'invention a été conçue et développée pour être utilisée dans un système de freinage d'avion, elle sera ci-après décrite principalement dans ce contexte. Cependant, les principes de l'invention dans leurs aspects les plus larges peuvent être adaptés à d'autres types de systèmes. De plus, la discussion ci-après d'un système représentatif d'actionnement de frein commandé par ordinateur, à plusieurs actionneurs, est donnée uniquement à titre d'illustration et n'a aucun caractère limitatif, à l'exception des termes définis dans les revendications incluses à la fin de la présente demande. Ainsi, seuls les détails et éléments fonctionnels généraux de ce système seront décrits, afin de ne pas obscurcir les enseignements de la présente invention avec des détails susceptibles de varier d'une application particulière à une autre. Nous allons maintenant examiner les dessins d'une façon détaillée. Tout d'abord, la Figure 1A est un schéma illustrant un avion représentatif 10 ayant un train d'atterrissage à bogie 12. Comme il ressort de cette figure, la configuration représentative de train d'atterrissage à bogie 12 comprend huit roues principales. L'homme du métier comprendra cependant que d'autres configurations sont possibles, par exemple des trains d'atterrissage à bogie à six roues, deux roues sur un train "double", etc. En référence maintenant à la figure 1 B, chaque combinaison roue/frein/capteur sur le train d'atterrissage représentatif 12 comprend un capteur de vitesse de roue 14, un capteur de force 16 et un frein 18. Chaque capteur de vitesse de roue 14 peut être un capteur à un seul canal, bien que des capteurs multicanaux puissent être utilisés pour atténuer les risques de pertes sur un signal de vitesse. Le capteur de vitesse de roue 14 et le capteur de force 16 peuvent être de quelconques capteurs classiques utilisés pour mesurer respectivement une vitesse de roue et une force. En outre, les données fournies par les capteurs respectifs peuvent être, par exemple, des données analogiques ou des données numériques. Le frein 18 pour chaque roue peut être un frein à actionnement électrique, un frein à actionnement hydraulique, un frein à actionnement pneumatique, etc. Dans ce qui suit, les principes de l'invention seront décrits en relation avec un système de freinage à actionnement électrique. On notera cependant que l'illustration de ce système de freinage à actionnement électrique n'est donnée qu'à titre d'exemple. La figure 2 est une illustration schématique d'un système représentatif 20, d'actionnement électrique de frein, commandé par ordinateur, à plusieurs actionneurs, auquel les principes de l'invention peuvent être appliqués. Les fonctions principales du système 20 sont exécutées par un contrôleur 21 et un ensemble d'actionneurs de frein 22. L'ensemble d'actionneurs de frein 22 peut être monté d'une manière classique sur un ensemble roue et frein 23 pour l'application et le relâchement d'une force de freinage sur une roue rotative 24 de cet ensemble roue et frein. Des données de vitesse de roue sont envoyées au contrôleur 21 par un capteur de vitesse de roue 25 couplé à chaque roue 24. Dans le système représentatif 20 illustré, l'ensemble d'actionneurs de frein 22 comprend au moins un, et de préférence plusieurs, actionneurs tels que des actionneurs électromécaniques (EMA) 27. Le contrôleur 21 comprend un nombre correspondant de servo-amplificateurs indépendants 28, un microprocesseur 29 ayant des périphériques associés, et des circuits d'entrée/sortie (I/O) de données 30. Tel que représenté sur les figures, plusieurs (par exemple, quatre) boucles d'asservissement électromécanique linéaires indépendantes fonctionnent dans un mode position, c'est-à-dire que la position linéaire de chaque actionneur est une fonction d'une tension d'entrée analogique (ou son équivalent numérique pour un processeur de traitement numérique de signaux) appliquée à une entrée de commande de position.

La figure 3 présente de façon plus détaillée un actionneur de frein électromécanique représentatif 27 et un servo-amplificateur associé 28. L'actionneur de frein 27 comprend un servo-moteur électrique 33, un train d'engrenages 34 et un piston de sortie alternatif 35. A l'actionneur de frein est associé un capteur de position de piston de sortie 36 qui permet un retour d'information sur la position de l'actionneur, tel que décrit, et un capteur de force 16 qui fournit des données indicatives d'une force appliquée par l'actionneur de frein sur l'empilement de disques de frein. Bien que cela ne soit pas représenté, un tachymètre de moteur est également associé à l'actionneur de frein 27 pour fournir un retour de vitesse. Le servo-amplificateur 28 comprend des réseaux et amplificateurs de compensation à boucle d'asservissement 39 et un circuit d'attaque de moteur à courant continu 40 ayant une logique de commande et des circuits de commande de courant associés. Plus particulièrement, le servo-amplificateur de position 28 peut comprendre une boucle interne d'asservissement du moteur en courant 42, une bouche intermédiaire d'asservissement de moteur en vitesse 43 et une boucle d'asservissement du piston en position 44. Chaque boucle peut être compensée pour obtenir les performances souhaitées en termes de bande passante, et pour permettre une réponse dynamique uniforme de la part de tous les actionneurs de frein 27. De plus, le servoamplificateur 28 comprend des moyens pour commander le courant du moteur et donc la force de sortie de l'actionneur de frein, en réponse à un signal d'entrée de commande de force. Le signal d'entrée de commande de force peut être un signal d'entrée analogique qui commande le niveau de courant du moteur, tandis que ladite entrée de commande de position commande le déplacement de l'actionneur. Comme on le comprendra, les signaux d'entrée analogiques peuvent être remplacés par des signaux d'entrée numériques si un processeur de traitement numérique de signaux est utilisé dans le servo- amplificateur pour la commande de l'actionneur. Comme on l'a dit ci-dessus, l'actionneur de frein 27 peut comprendre un capteur de force 16 pour fournir des données indicatives d'une force appliquée par l'actionneur de frein. D'une autre manière, ou conjointement avec le capteur de force 16, le courant réel délivré à chaque moteur et/ou la position du piston (telle que déterminée par le capteur de position de piston 36) peuvent être utilisés en tant qu'indicateur de la force réelle appliquée par l'actionneur de frein 27. Ces données de force peuvent être fournies au contrôleur 21 pour l'exécution d'algorithmes de commande de freinage, tels que décrits plus en détail ci-après. Comme on l'a indiqué, le déplacement de chaque actionneur 27 est commandé par le contrôleur électronique 21 (Figure 2). Le microprocesseur 29 du contrôleur permet un traitement des algorithmes de commande de freinage, un stockage temporaire de données dans une mémoire RAM, le stockage d'un programme en mémoire, un stockage de données non volatil, et la commande des servoamplificateurs 28 par l'intermédiaire des circuits d'entrée/sortie 30. Les circuits d'entrée/sortie 30 permettent une conversion de données de numérique en analogique, la génération des signaux analogiques de commande de position et des signaux analogiques de commande de courant du moteur pour les quatre actionneurs, une conversion de données d'analogique en numérique pour la surveillance des signaux de retour d'information du capteur de position d'actionneur et du courant du moteur, et des composants discrets de traitement de signaux pour des fonctions auxiliaires telles que la commande du frein moteur. Le microprocesseur peut également être relié, par une liaison de communication série, à d'autres composants de commande selon la nécessité, comme, par exemple, une unité de commande de système de freinage (BSCU) 26, qui comprend également un microprocesseur et une mémoire distincts, et peut avoir une fonction de supervision sur plusieurs contrôleurs de frein 21. Bien que des microprocesseurs soient utilisés dans la forme de réalisation préférée illustrée, le traitement pourrait être effectué de façon analogique plutôt que numérique, ou bien être mêlé à un traitement numérique si tel était souhaité. Dans le système illustré, les quatre servo-amplificateurs 28 (Figure 3) sont indépendants et fonctionnellement identiques, chaque amplificateur étant commandé par le microprocesseur 29, qui réagit aux signaux de commande de position et aux signaux de commande de courant du moteur fournis par le processeur, et qui renvoie en retour les signaux de détection de la position de l'actionneur et du courant du moteur au processeur, par l'intermédiaire des circuits I/O 30. Le contrôleur peut utiliser deux sources d'alimentation séparées : par exemple, une source d'alimentation en courant continu de 28 V pour alimenter les circuits électriques de bas niveau et une source d'alimentation en courant continu de 28 à 270 V pour alimenter les quatre moteurs d'actionneurs via l'étage d'alimentation du circuit d'attaque de moteur. L'alimentation des actionneurs à 28 V continus peut être utilisée dans les situations d'urgence lorsque l'alimentation à 270 V continus n'est pas disponible en raison d'une défaillance du système d'alimentation.

D'autres détails d'un ensemble d'actionneurs de frein représentatif 22 sont représentés sur les figures 3 et 4. L'ensemble d'actionneurs de frein comprend un boîtier 47 qui permet le montage d'un actionneur électromécanique 27, étant entendu que, typiquement, plusieurs actionneurs seront montés sur le boîtier, comme par exemple quatre actionneurs fonctionnellement identiques, situés au niveau des quadrants respectifs du boîtier. Le boîtier illustré présente un cercle de boulonnage 48 pour le montage de l'ensemble global roue et frein 23 (Figure 1). Chaque actionneur 27 peut comprendre un servo-moteur sans balai à courant continu 50 et un réducteur de vitesse approprié 52 qui transforme le mouvement rotatif du moteur en un mouvement linéaire du piston 35 (les pistons sont cachés de la vue sur la Figure 3). Au servo-moteur sans balai à courant continu 50 peuvent être intégrés ou autrement associés un frein à sûreté intrinsèque (serrage lors d'une coupure d'alimentation), du type à friction, et un résolveur (non représentés séparément) pour détecter une commutation du rotor moteur et la vitesse angulaire de celui-ci. Le résolveur fournit un retour d'informations de position du moteur et des informations de vitesse. En particulier, le résolveur produit un signal électrique qui est proportionnel à la position de l'arbre du moteur. Le piston 35 de chaque actionneur est raccordé mécaniquement à un capteur de position LVDT 74, par exemple par une console 75. L'armature du LVDT 76 peut être fixée de manière réglable à la console (ou le corps du capteur sur le boîtier de frein) par des moyens appropriés qui permettent un paramétrage du LVDT et un étalonnage de position. Un capot (non représenté), ou analogue, peut être prévu pour protéger le mécanisme de montage du LDTV. Bien qu'un capteur LVDT soit préféré, d'autres types de capteurs/transducteurs de position peuvent être utilisés, selon ce qui est souhaité pour une application particulière. Le ou les actionneurs de frein 27 ont pour rôle d'imprimer une force de serrage sur l'empilement 80 d'éléments formant disques de frein. Le ou les actionneurs électromagnétiques (EM) fonctionnent simultanément pour produire une force de serrage entre un plateau de réaction de freinage 78 et les pistons de sortie d'actionneurs 35. Un système représentatif utilise quatre actionneurs, fonctionnant simultanément, pour fournir la force de serrage de frein totale requise. Cependant, il est possible de modifier la taille et le nombre des actionneurs pour obtenir la force de serrage de frein totale requise. Les actionneurs peuvent être manoeuvrés dans un mode de déplacement contrôlé de façon que la force de serrage soit proportionnelle à la déflexion du plateau de réaction. Bien que chaque actionneur puisse fonctionner indépendamment, les actionneurs peuvent être commandés par paires (ou d'une autre manière), les actionneurs de chaque paire étant situés physiquement sur des côtés diamétralement opposés sur le boîtier de frein. L'empilement de disques de frein 80 comprend des disques rotors 81 et des disques stators 82 en alternance, montés par rapport à un tube de transmission de couple 83 ou un élément similaire et à la roue de façon à pouvoir se déplacer axialement les uns par rapport aux autres. Chaque disque rotor 81 est couplé à la roue de façon à tourner avec elle, et chaque disque stator 82 est couplé au tube de transmission de couple 83 pour s'opposer à la rotation. Une contre-plaque 85 est située à l'extrémité arrière de l'empilement de disques de frein et joue le rôle d'un organe de réaction à une force par l'intermédiaire du plateau de réaction 78. L'actionneur de frein 27 est monté sur le boîtier de frein 47, en relation fixe par rapport au tube de transmission de couple. Le piston 35 de l'actionneur s'étend de façon à presser l'empilement de disques de frein 80 contre la contre-plaque 85, et le couple est communiqué aux disques stators 82 via le tube de transmission de couple statique 83 (ou analogue). La BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 (Figure 2) sont adéquatement programmés pour exécuter une routine de dégradation de freinage selon l'invention. La figure 6 illustre une forme de réalisation préférée de la routine de dégradation de freinage 100, dans laquelle le mécanisme de régulation par rétroaction est fonction de l'état des capteurs de vitesse de roue 14 et des capteurs de retour d'information de force 16. On notera cependant que la routine de dégradation de freinage peut surveiller d'autres paramètres, et il n'est fait référence aux capteurs de vitesse de roue et aux capteurs de force qu'à titre indicatif. Partant du bloc 102 de la Figure 6, il est déterminé si les capteurs de vitesse de roue 14 sont fonctionnels ou présentent un dysfonctionnement. Tel qu'utilisé ici, le terme "dysfonctionnement" fait référence à un fonctionnement anormal, défaillant et/ou non fonctionnel d'un dispositif, tel qu'un capteur. Un capteur en dysfonctionnement peut, par exemple, n'émettre aucune donnée, ou bien il peut avoir une capacité fonctionnelle suffisante pour émettre des données (même des données valides). Cependant, en raison d'un problème avec le capteur, les données ne sont pas émises, sont incorrectes et/ou ne peuvent pas être tenues pour fiables sur le plan de la précision. Tel qu'utilisé ici, le terme "fonctionnel" fait référence au fonctionnement normal d'un dispositif. Si tous les capteurs de vitesse de roue 25 sont déterminés comme étant fonctionnels, alors, au bloc 104, un premier mécanisme de régulation par rétroaction, par exemple une commande de freinage par décélération, est mis en oeuvre par la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 pour tous les freins. En commande de freinage par décélération, la force de freinage appliquée par chaque actionneur de frein 27 est variée afin de réguler une vitesse de décélération de la roue correspondante 24 (la vitesse de décélération de chaque roue 24 peut être déduite par son capteur de vitesse de roue 14). Par exemple, si, en commande de freinage par décélération, les freins sont appliqués et la vitesse de décélération cible est de 10 pieds (3,04ms-2) par seconde par seconde (FPS/sec2) et la décélération réelle pour une roue particulière est de 9 FPS/sec2, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 donnent à l'actionneur 27 correspondant à cette roue l'ordre d'augmenter la force de freinage appliquée afin d'augmenter la vitesse de décélération de la roue. Inversement, si la vitesse de décélération réelle d'une roue est de 11 FPS/sec2 (3,35ms-2), alors la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 donnent à l'actionneur 27 correspondant à cette roue 24 l'ordre de diminuer la force de freinage pour cette roue afin de diminuer la vitesse de décélération de la roue. De retour au bloc 102, s'il est déterminé qu'au moins un capteur de vitesse de roue 14 est en dysfonctionnement, alors, au bloc 106, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 dégradent la commande de tous les freins vers un deuxième mécanisme de régulation par rétroaction, par exemple une commande de freinage en force. En commande de freinage en force, la force de freinage appliquée par chaque actionneur de frein 27 est régulée à une valeur cible telle que déterminée, par exemple, par l'importance de la déflexion de pédale de frein. Par exemple, si la pédale de frein est enfoncée à 50 % de déflexion maximale, alors la force de freinage cible (à savoir la force de freinage souhaitée) peut être considérée comme étant de 50 % de la force maximale. La BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 donneront alors à l'actionneur 27 l'ordre de faire varier la force appliquée de telle sorte que la force de freinage réelle (telle que mesurée par le capteur de force 16 correspondant à l'actionneur) soit égale à la force de freinage cible. Si la force de freinage cible est de 50 % et la force de freinage réelle est de 40 %, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 donneront à l'actionneur 27 l'ordre d'augmenter la force appliquée. D'une manière similaire, si la force de freinage cible est de 50 % et que la force de freinage réelle est de 60 %, alors la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 donneront à l'actionneur 27 l'ordre de diminuer la force appliquée. Ensuite, au bloc 108, le capteur de force 16 pour chaque actionneur de frein 27 est surveillé afin de déterminer s'il est fonctionnel ou en dysfonctionnement. Si le capteur de force 16 est fonctionnel, alors le procédé revient au bloc 102 et se répète. Cependant, si un capteur de force est en dysfonctionnement, alors, au bloc 110, la commande du frein correspondant au capteur de force en dysfonctionnement est dégradée vers un troisième mécanisme de régulation par rétroaction, par exemple une commande de freinage en boucle ouverte. En commande de freinage en boucle ouverte, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 envoient un signal de demande de force à l'actionneur de frein 27 et suppose que la force demandée est à peu près obtenue. En d'autres termes, aucun signal de rétroaction n'est utilisé dans une commande de freinage en boucle ouverte. La commande pour le restant des freins reste de préférence une commande de freinage en force. La figure 7 illustre de façon plus détaillée la routine de dégradation de freinage représentative. Partant du bloc 120, il est déterminé si un freinage a été demandé. Par exemple, si la pédale de frein du véhicule a été enfoncée, alors il peut être conclu qu'un freinage est demandé. La détection du déplacement de la pédale de frein, par exemple, peut se faire par la surveillance d'un signal fourni par la pédale de frein (par exemple, un signal de déflexion de frein) et la comparaison de ce signal à un seuil prédéterminé. Si le signal excède le seuil, alors il peut être conclu qu'une pédale de frein est enfoncée (et donc qu'un freinage est ordonné). Si aucun freinage n'est ordonné, alors, au bloc 122, les freins sont relâchés et le procédé revient au bloc 120. Cependant, si un freinage est ordonné, alors, au bloc 124, l'état de fonctionnement de tous les capteurs de vitesse de roue 14 est surveillé.

Par exemple, les capteurs de vitesse de roue peuvent envoyer un signal (par exemple, une fermeture de contact) à la BSCU 26 et/ou au contrôleur 21, le signal étant indicatif de l'état de fonctionnement du capteur. La BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 peuvent alors déterminer l'état de fonctionnement du capteur à partir du signal. D'une autre manière, l'absence de signal, ou un signal qui ne comprend pas un élément d'information spécifique, peut également être utilisé pour déterminer l'état de fonctionnement du capteur. Au bloc 126, si tous les capteurs de vitesse de roue 14 sont fonctionnels, alors le procédé passe au bloc 128, dans lequel la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 mettent en oeuvre un premier mécanisme de régulation par rétroaction, tel qu'une commande de freinage par décélération. En commande de freinage par décélération, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 donnent l'ordre aux actionneurs 27 de chaque frein d'appliquer une force correspondant à une force de freinage initiale. Plus particulièrement, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 peuvent avoir une vitesse de décélération cible pour chaque roue. En fonction de cette vitesse de décélération cible, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 donnent l'ordre aux actionneurs 27 d'appliquer une force de freinage initiale pour tenter d'obtenir la vitesse de décélération cible. Au bloc 130, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 surveillent les données de vitesse de roue pour chaque roue et déterminent si la vitesse de décélération réelle satisfait à la vitesse de décélération cible. Ensuite, au bloc 132, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21, si nécessaire, donnent l'ordre aux actionneurs 27 des roues respectives de modifier la force de freinage de façon à obtenir la vitesse de décélération cible.

Au bloc 134, une fonctionnalité d'anti-patinage est mise en oeuvre. Plus particulièrement, il est déterminé si l'une quelconque des roues subit un patinage. Cette détermination peut être effectuée, par exemple, par comparaison de données de vitesse de roue collectées par les capteurs de vitesse de roue 14 respectifs. Si la vitesse d'une roue particulière est considérablement inférieure à la vitesse des autres roues, alors il peut être conclu que la roue ayant la vitesse de roue la plus petite est en condition de patinage. Si la vitesse de roue détectée pour toutes les roues est généralement en accord (par exemple, à moins de 5 % les unes des autres), alors il peut être conclu qu'aucune des roues n'est en condition de patinage. Si aucun patinage de roue n'est détecté, alors le procédé revient au bloc 120. Cependant, si un patinage de roue est détecté, alors, au bloc 136, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 donnent au(x) actionneur(s) 27 correspondant à la roue en patinage l'ordre de moduler la force de freinage appliquée pour tenter d'arrêter le patinage. Le procédé revient ensuite au bloc 120 et se répète.

De retour au bloc 126, si tous les capteurs de vitesse de roue 14 sont non fonctionnels (par exemple, au moins un capteur de vitesse de roue est en dysfonctionnement), alors le procédé revient au bloc 138, où la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 dégradent le mécanisme de régulation par rétroaction vers un deuxième mécanisme de régulation par rétroaction, par exemple une commande par force. De préférence, la dégradation du premier mécanisme de régulation par rétroaction (par exemple, une commande par décélération) vers le deuxième mécanisme de régulation par rétroaction (par exemple, une commande par force) est effectuée sur tous les freins, pour garantir qu'il n'y ait aucun mélange de stratégies de commande, ce qui pourrait avoir des effets secondaires indésirables pour des véhicules à plusieurs roues/freins. Cependant, dans certaines configurations, il peut être souhaitable, dans une condition de défaillance unique (par exemple, un seul capteur de vitesse de roue est défaillant), de rester au premier mécanisme de régulation par rétroaction (par exemple, une commande par décélération) et de n'exercer aucun freinage sur une seule position. Si un deuxième capteur de vitesse de roue était défaillant, alors la commande pourrait être dégradée vers le deuxième mécanisme de régulation par rétroaction (par exemple, une commande par force) sur tous les freins. Ensuite, aux blocs 140 et 142, l'état de fonctionnement des capteurs de force 16 pour chaque frein est surveillé. La surveillance de l'état de fonctionnement de chaque capteur de force peut être effectuée d'une façon similaire à celle qui a été décrite en relation avec les capteurs de vitesse de roue 14. Si le capteur de force 16 pour un frein particulier est en état fonctionnel, alors, au bloc 144, la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 commandent l'actionneur 27 de façon à réguler la force de freinage appliquée par cet actionneur (par exemple, pour obtenir une force souhaitée ou cible). Ensuite, au bloc 146, il est déterminé si le capteur de vitesse de roue 14 correspondant au capteur de force 16 en cours est opérationnel. Si le capteur de vitesse de roue est en dysfonctionnement, alors le procédé revient à l'étape 152. Cependant, si le capteur de vitesse de roue est fonctionnel, alors le procédé passe aux blocs 148 et 150 et exécute une fonctionnalité d'anti-patinage, telle que décrite en relation avec les blocs 134 et 136. De préférence, le fonctionnement de freinage anti-patinage est maintenu pour les roues ayant des capteurs de vitesse de roue fonctionnels. A l'achèvement de la fonctionnalité anti-patinage, il est déterminé au bloc 152 si tous les capteurs de force 16 ont été vérifiés. Si tous les capteurs de force ont été vérifiés, alors le procédé revient au bloc 120 et se répète, autrement le procédé revient au bloc 140 et se répète. De retour au bloc 142, si le capteur de force 16 est déterminé comme étant en dysfonctionnement, alors le procédé revient au bloc 154 et la BSCU 26 et/ou le contrôleur 21 dégradent le mécanisme de régulation par rétroaction vers le troisième mécanisme de régulation par rétroaction (par exemple, une commande en boucle ouverte) pour les frein(s) correspondant au capteur de force défaillant. La commande pour des freins ayant des capteurs de force fonctionnels est maintenue au mode commande par force. Le procédé revient ensuite au bloc 120 et se répète. Bien que la dégradation du mécanisme de régulation par rétroaction ait été décrite comme passant de : a) une commande par décélération à b) une commande par force, puis c) une commande en boucle ouverte, d'autres progressions sont possibles. Par exemple, au lieu d'une commande par décélération, le premier mécanisme de régulation par rétroaction peut mettre en oeuvre une commande par force. Ensuite, si un capteur de force est défaillant pour un ou plusieurs freins, le mécanisme de régulation par rétroaction peut être dégradé vers une commande par décélération. Comme on le comprendra, d'autres progressions sont possibles. Par conséquent, il est mis à disposition un contrôleur, un système et un procédé de freinage qui, lors d'un dysfonctionnement d'un composant du système de freinage, change le mécanisme de régulation par rétroaction appliqué par le contrôleur de freinage. Cela permet un actionnement optimal des freins lors d'une défaillance d'un ou plusieurs composants du système. L'homme du métier de la programmation informatique et des applications de programmation à des systèmes informatiques serait capable, à la lecture de la présente description, de programmer la BSCU 12 pour mettre en oeuvre et exécuter les fonctions décrites ci- dessus. Par conséquent, les détails concernant le code de programmation spécifique ont été omis pour une question de brièveté. De plus, bien qu'un logiciel contenu dans la mémoire 12b ou dans une autre mémoire de la BSCU 12 puisse être utilisé pour permettre au système d'exécuter les fonctions et caractéristiques décrites ici selon la forme de réalisation préférée de l'invention, ces fonctions et caractéristiques pourraient également être exécutées par un matériel, un microprogramme ou un logiciel dédié, ou une combinaison de ceux-ci, sans sortir du cadre de l'invention. Des éléments de programmes informatiques de l'invention peuvent être mis en oeuvre par un moyen matériel et/ou logiciel (comprenant un microprogramme, un logiciel résident, un microcode, etc.). L'invention peut se présenter sous la forme d'un produit programme informatique, qui peut être mis en oeuvre par un support de stockage utilisable ou lisible par un ordinateur contenant des instructions de programme, un "code" ou un "programme informatique", utilisables ou lisibles par un ordinateur, mis en oeuvre sur le support pour être utilisés par ou en relation avec le système d'exécution d'instructions. Dans le contexte de ce document, un support utilisable ou lisible par un ordinateur peut être un quelconque support capable de contenir, stocker, communiquer, propager ou transporter le programme pour son utilisation par ou en relation avec le système, appareil ou dispositif d'exécution d'instructions. Le support utilisable ou lisible par un ordinateur peut, par exemple mais sans y être limité, être un système, appareil ou dispositif électronique, magnétique, optique, électromagnétique, à infrarouges ou à semi-conducteurs, ou un support de propagation tel que l'Internet. On notera que le support utilisable ou lisible par un ordinateur pourrait même être du papier ou un autre support approprié sur lequel le programme est imprimé, car le programme peut être capturé par un moyen électronique, par exemple par numérisation optique du papier ou autre support, puis compilé, interprété ou autrement traité de manière appropriée. Le produit programme informatique et tout logiciel et matériel décrit ici forment les différents moyens pour l'exécution des fonctions de l'invention dans les formes de réalisation présentées à titre d'exemple. Bien que l'invention ait été présentée et décrite en relation avec une ou plusieurs formes de réalisation préférées, l'homme du métier trouvera aisément des transformations et modifications équivalentes à effectuer à la lecture et à la compréhension de la présente demande et des dessins joints en annexe. En particulier, en ce qui concerne les différentes fonctions exécutées par les éléments décrits ci-dessus (composants, ensembles, dispositifs, compositions, etc.), il est entendu que les termes (incluant une référence à des "moyens") utilisés pour décrire ces éléments correspondent, sauf mention contraire, à tout élément qui exécute la fonction spécifiée de l'élément décrit (c'est-à-dire qui est fonctionnellement équivalent), même s'il n'est pas structurellement équivalent à la structure décrite qui exécute la fonction dans la ou les formes de réalisation représentatives illustrées de l'invention. De plus, bien qu'une caractéristique particulière de l'invention puisse avoir été décrite ci-dessus en relation avec une seule ou plusieurs des différentes formes de réalisation illustrées, cette caractéristique peut être combinée à une ou plusieurs autres caractéristiques des autres formes de réalisation, comme il peut être souhaité et avantageux pour toute application donnée ou particulière. De plus, l'invention est considérée résider dans toutes les combinaisons réalisables des caractéristiques décrites dans le présent document, qu'elles soient ou non initialement revendiquées en combinaison et qu'elles soient ou non décrites dans la même forme de réalisation.

Claims

Revendications1. Système de freinage pour l'application d'une force de freinage sur une pluralité de roues rotatives d'un véhicule, comprenant : une pluralité de freins, chaque frein étant associé à l'une correspondante de la pluralité de roues et pouvant appliquer une force de freinage sur elle ; et un contrôleur configuré pour mettre en oeuvre de manière sélective une pluralité de mécanismes de régulation par rétroaction différents pour réguler la force de freinage appliquée aux roues, le mécanisme de régulation par rétroaction étant sélectionné sur la base d'un état de fonctionnement du système de freinage.
2. Système de freinage selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de régulation par rétroaction est au moins l'un d'une commande de freinage par décélération, une commande de freinage en force, une commande de freinage par pression, ou une commande de freinage en boucle ouverte.
3. Système de freinage selon la revendication 2, comprenant, en outre, une pluralité de capteurs de vitesse de roue, chaque capteur de vitesse de roue étant couplé en liaison fonctionnelle à l'une correspondante de la pluralité de roues et au contrôleur, chaque capteur respectif pouvant fournir des données indicatives de la vitesse de la roue, ledit contrôleur étant configuré pour : surveiller un état de fonctionnement de chaque capteur de vitesse de roue, sélectionner une commande de freinage par décélération en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsque l'état de fonctionnement de chaque capteur de vitesse de roue est déterminé comme étant fonctionnel, et sélectionner une commande de freinage en force en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsqu'au moins un capteur devitesse de roue présente un état de dysfonctionnement.
4. Système de freinage selon la revendication 3, dans lequel, quand le contrôleur met en oeuvre une commande de freinage par décélération en tant que mécanisme de régulation par rétroaction, le contrôleur est configuré pour utiliser une commande de freinage par décélération pour chacun de la pluralité de freins.
5. Système de freinage selon la revendication 3, dans lequel, quand le contrôleur met en oeuvre une commande de freinage en force en tant que mécanisme de régulation par rétroaction, le contrôleur est configuré pour utiliser une commande de freinage en force pour chacun de la pluralité de freins.
6. Système de freinage selon la revendication 3, dans lequel chacun de la pluralité de freins comprend un actionneur correspondant, comprenant, en outre, une pluralité de capteurs de force, chaque capteur de force étant couplé en liaison fonctionnelle à l'un correspondant des actionneurs et au contrôleur, chaque capteur de force respectif pouvant fournir des données indicatives d'une force appliquée par l'actionneur correspondant, ledit contrôleur étant configuré pour: surveiller un état de fonctionnement de chaque capteur de force, et sélectionner une commande en boucle ouverte en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsqu'au moins un capteur de force présente un état de dysfonctionnement.
7. Système de freinage selon la revendication 6, dans lequel, quand le contrôleur sélectionne une commande en boucle ouverte en tant que mécanisme de régulation par rétroaction, le contrôleur est configuré pour ne mettre en oeuvre une commande en boucle ouverte que sur les freins qui ont un capteur de force en dysfonctionnement.
8. Système de freinage selon la revendication 7, dans lequel le contrôleur est configuré pour maintenir un fonctionnement de freinageanti-patinage pour les roues ayant des capteurs de vitesse de roue fonctionnels.
9. Système de freinage selon la revendication 2, comprenant, en outre : une pluralité de capteurs de vitesse de roue, chaque capteur de vitesse de roue étant couplé en liaison fonctionnelle à l'une correspondante de la pluralité de roues et au contrôleur, chaque capteur de vitesse de roue respectif pouvant fournir des données indicatives de la vitesse de roue de la roue correspondante ; et une pluralité de capteurs de force, chaque capteur de force étant couplé en liaison fonctionnelle à l'un correspondant des actionneurs et au contrôleur, chaque capteur de force respectif pouvant fournir des données indicatives d'une force appliquée par l'actionneur correspondant, ledit contrôleur étant configuré pour : surveiller un état de fonctionnement de chaque capteur de force, sélectionner une commande de freinage en force en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsque l'état de fonctionnement de chaque capteur de force est déterminé comme étant fonctionnel, et sélectionner une commande de freinage par décélération en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsqu'au moins un capteur de force présente un état de dysfonctionnement.
10. Procédé de commande d'un système de freinage d'un véhicule ayant une pluralité de roues rotatives et une pluralité de freins, chaque frein correspondant à l'une de la pluralité de roues, le procédé comprenant les étapes consistant à : déterminer un état de fonctionnement du système de freinage ; et mettre en oeuvre de manière sélective l'un d'une pluralité de mécanismes de régulation par rétroaction différents sur la base de laditedétermination.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le système de freinage comprend, en outre, une pluralité de capteurs de vitesse de roue, chaque capteur correspondant à l'une de la pluralité de roues et pouvant fournir des données indicatives de la vitesse de la roue, le procédé comprenant, en outre, les étapes consistant à : surveiller un état de fonctionnement de chaque capteur de vitesse de roue ; sélectionner une commande de freinage par décélération en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsque l'état de fonctionnement de chaque capteur de vitesse de roue est déterminé comme étant normal ; et sélectionner une commande de freinage en force en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsqu'au moins un capteur de vitesse de roue présente un état de dysfonctionnement.
12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le système de freinage comprend, en outre, une pluralité de capteurs de vitesse de roue, chaque capteur de vitesse de roue étant couplé en liaison fonctionnelle à l'une correspondante de la pluralité de roues et au contrôleur, chaque capteur de vitesse de roue respectif pouvant fournir des données indicatives de la vitesse de roue de la roue correspondante et une pluralité de capteurs de force, chaque capteur de force étant couplé en liaison fonctionnelle à l'un correspondant des actionneurs et au contrôleur, chaque capteur de force respectif pouvant fournir des données indicatives d'une force appliquée par l'actionneur correspondant, le procédé comprenant, en outre, les étapes consistant à: surveiller un état de fonctionnement de chaque capteur de force, sélectionner une commande de freinage en force en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsque l'état de fonctionnement de chaque capteur de force est déterminé comme étantfonctionnel, et sélectionner une commande de freinage par décélération en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsqu'au moins un capteur de force présente un état de dysfonctionnement.
13. Contrôleur de frein pour commander une force de freinage appliquée par une pluralité de freins à une pluralité de roues rotatives d'un véhicule, chaque frein étant associé à l'une correspondante de la pluralité de roues, ledit contrôleur de frein comprenant : un processeur et une mémoire ; et une logique stockée en mémoire et exécutable par le processeur, ladite logique comprenant : une logique configurée pour déterminer un état de fonctionnement de la pluralité de freins, et une logique configurée pour mettre en oeuvre de manière sélective l'un d'une pluralité de mécanismes de régulation par rétroaction différents sur la base de ladite détermination.
14. Contrôleur selon la revendication 13, dans lequel la pluralité de mécanismes de régulation par rétroaction différents comprend au moins l'une d'une logique de commande de freinage par décélération, une logique de commande de freinage en force, une logique de commande de freinage par pression, et une logique de commande de freinage en boucle ouverte.
15. Contrôleur selon la revendication 14, dans lequel le contrôleur est configuré pour communiquer avec une pluralité de capteurs de vitesse de roue, chaque capteur correspondant à l'une d'une pluralité de roues et pouvant fournir des données indicatives de la vitesse de roue de la roue correspondante, le contrôleur comprenant, en outre : une logique configurée pour surveiller un état de fonctionnement 30 de chaque capteur de vitesse de roue ; une logique configurée pour sélectionner une logique decommande de freinage par décélération en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsque l'état de fonctionnement de chaque capteur de vitesse de roue est déterminé comme étant fonctionnel, et une logique configurée pour sélectionner une logique de commande de freinage en force en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsqu'au moins un capteur de vitesse de roue présente un état de dysfonctionnement.
16. Contrôleur selon la revendication 15, dans lequel la logique configurée pour sélectionner une commande de freinage par décélération comprend une logique configurée pour mettre en oeuvre une commande de freinage par décélération pour commander la force de freinage appliquée par chacun de la pluralité de freins.
17. Contrôleur selon la revendication 15, dans lequel la logique configurée pour sélectionner une commande de freinage en force comprend une logique configurée pour mettre en oeuvre une commande de freinage en force pour commander la force de freinage appliquée par chacun de la pluralité de freins.
18. Contrôleur selon la revendication 15, dans lequel la contrôleur est configuré pour communiquer avec une pluralité de capteurs de force, chaque capteur de force étant associé à l'un correspondant d'une pluralité d'actionneurs de frein et pouvant fournir des données indicatives d'une force appliquée par l'actionneur correspondant, le contrôleur comprenant, en outre : une logique configurée pour surveiller un état de fonctionnement 25 de chaque capteur de force ; et une logique configurée pour sélectionner une commande en boucle ouverte lorsqu'au moins un capteur de force présente un état de dysfonctionnement.
19. Contrôleur selon la revendication 18, dans lequel la logique 30 configurée pour sélectionner une commande de freinage en boucle ouverte comprend une logique configurée pour mettre en oeuvre unecommande de freinage en boucle ouverte uniquement sur les freins qui ont un capteur de force en dysfonctionnement.
20. Contrôleur selon la revendication 13, dans lequel la contrôleur est configuré pour communiquer avec une pluralité de capteurs de vitesse de roue, chaque capteur de vitesse de roue étant couplé en liaison fonctionnelle à l'une correspondante de la pluralité de roues et pouvant fournir des données indicatives de la vitesse de roue de la roue correspondante, et pour communiquer avec une pluralité de capteurs de force, chaque capteur de force étant couplé en liaison fonctionnelle à l'un correspondant d'une pluralité d'actionneurs et pouvant fournir des données indicatives d'une force appliquée par l'actionneur correspondant, le contrôleur comprenant, en outre : une logique configurée pour surveiller un état de fonctionnement de chaque capteur de force, une logique configurée pour sélectionner une commande de freinage en force en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsque l'état de fonctionnement de chaque capteur de force est déterminé comme étant fonctionnel, et une logique configurée pour sélectionner une commande de freinage par décélération en tant que mécanisme de régulation par rétroaction lorsqu'au moins un capteur de force présente un état de dysfonctionnement.