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Dossier ressources 3 I) Le systeme antiblocage de roues 4 1) But de I'ABS 4 2)

Dossier ressources 3 I) Le systeme antiblocage de roues 4 1) But de I'ABS 4 2) Historique 5 II) Etude de la dynamique duvehicule 6 1) Stabilite du vehicule 6 2) Coefficient d'adherence 6 III) Descriptif 10 1) Principe de la regulation de freinage 10 2) Les capteurs de vitesse de roue 11 3) Le bloc hydraulique 11 IV) Fonctionnement 13 A) Dossier d’utilisation 18 1) Notice d’installation et d’instructions 19 2) Introduction 20 3) Face avant : visualisation du systeme ABS 20 4) La platine de commandes et mesures 22 5) La face arriere 23 6) Valeurs utilisees par le pupitre ABS1000 24 B) Utilisation du logiciel ABSCom 25 1) Installation 26 2) Utilisation 26 3) Exemples de courbes avec Excel 29 C) Dossier pedagogique 33 1) Travaux pratiques N°1 34 2) Travaux pratiques N°2 36 3) Travaux pratiques N°3 38 4) Travaux pratiques N°4 39 A) Dossier ressources I) Le svsteme antiblocage de roues 1) But de I'ABS Les progres realises sur les dispositifs de freinage permettent de repondre aux exigences de performances, de fiabilite et de securite de la conduite. Pourtant le conducteur ne se trouve pas toujours dans des conditions satisfaisantes pour freiner son vehicule; il peut etre amene a agir brusquement face a un obstacle ou une situation imprevue. Sa reaction immediate est d'appuyer a fond sur la pedale de frein provoquant un freinage excessif qui entraine le blocage des roues rendant le vehicule incontrolable (derapage, perte de trajectoire). Si la chaussee est glissante a cause des conditions atmospheriques, si l'etat du revetement et la configuration de la route sont defavorables, la situation peut etre catastrophique. Peu nombreux sont les conducteurs capables d'evaluer correctement toutes les donnees physiques, et aptes a reagir en consequence pour obtenir le freinage optimal du vehicule. Or un conducteur averti peut realiser un cycle de freinage en deux secondes environ pour quatre a dix cycles par seconde effectues par un systeme ABS. En freinage conventionnel, les efforts de freinage appliques aux roues d'un meme essieu sont identiques. Or ces efforts ne tiennent pas compte des parametres telles que les conditions d'adherence propres a chaque roue ou des repartitions des masses longitudinales ou transversales en deceleration, en acceleration ou en virage. Ces dernieres font varier sans arret les conditions de freinage et cela pour chacune des roues. L'ABS evite le blocage des roues lors d’un freinage, meme si les adherences de chaque roue sont faibles ou dissymetriques. Il assure ainsi la dirigeabilite et la stabilite du vehicule dans des circonstances tres difficiles. 2) Historigue 1920: Le premier brevet d'antibloqueur de roues est depose. 1950: Utilisation des premiers antibloqueurs en aviation. De 1964 a 1970: Un grand nombre de constructeurs mettent a I'etude des systemes d'antiblocage pour les vehicules de tourisme. 1973: Mise au point par Bendix d'un systeme sur la Citroen SM presentation de l'ABS Bosch. 1978: Presentation par Bosch de l'ABS 2 a controle electronique, lancement de l'ABL Honda. 1983: Evolution du systeme Bosch. 1984: Lancement en serie de l'Antiskid "MK2" par ATE aux USA. 1988: Bosch presente l'ABS 2E. 1995: Sortie de l'ABS 5. 2000: Pratiquement tous les vehicules legers sortent avec un systeme ABS monte de serie. II) Etude de la dynamique du vehicule 1) Stabilite du vehicule Etude des principaux phenomenes pouvant influencer la stabilite du vehicule: 2 Force de freinage 3 Force de guidage 4 Moment d'inertie des roues 5 Force de lacet L'ensemble de ces forces s'applique sur le centre de gravite. Leurs amplitudes varient en fonction de la force d'adherence des roues sur le sol (Coefficient d'adherence). 2) Coefficient d'adherence Le coefficient d'adherence varie selon une serie de facteurs: - L'etat de la chaussee. - La structure et la sculpture du pneumatique. - La pression de gonflage. - La qualite de la gomme. - La charge deformant le pneu. - Le glissement. Etude simplifiee des forces transversales sur une roue: Le coefficient d'adherence est calcule selon I'angle a: plus cet angle est grand, plus l'adherence est grande. Tan a= F / P Ce coefficient d'adherence varie de 0 a 1 en fonction de l'etat de la chaussee et du glissement de la roue par rapport au sol. Le glissement est exprime en pourcentage, il est calcule de la fagon suivante: G=((Vitesse vehicule - Vitesse roue)/Vitesse vehicule)x100 Partant d'un glissement au freinage nul, le coefficient d'adherence augmente rapidement et atteint sa valeur maximale environ entre 20% et 40% de glissement, puis chute a nouveau. La section ascendante de la courbe correspond a la zone stable (zone de freinage partiel); la section descendante correspond a la zone instable (vers le glissement total). L'ABS evite au vehicule d'entrer dans cette zone de freinage instable. On appelle derapage le glissement par frottement du pneu sur la chaussee. Dans la partie stable du freinage, c'est le glissement par deformation qui intervient en majorite. Dans la partie instable, c'est le glissement par frottement qui devient preponderant, jusqu'a la disparition complete des effets de la deformation lorsque la roue est bloquee. Coefficient d'adherence en fonction du glissement et de I'etat de la chaussee On remarque que le freinage est maximum pour une valeur de glissement prise a I'instant precis ou le pneu va deraper (zones indiquees par une fleche), c’est la zone de fonctionnement de l’ABS. La remontee de la courbe n°3 vient de l'effet de freinage supplementaire du a l'amas de neige accumule devant la roue augmentant ainsi la deceleration du vehicule; l'ABS dans ces conditions augmente considerablement la distance d'arret. III) Descriptif 1) Principe de la regulation de freinage Le principe general est d’eviter le blocage des roues. En roulage, le calculateur ABS analyse en permanence les signaux des quatre capteurs de roues en les comparant a sa vitesse de reference (V.Ref). Le calcul de V.Ref permet de determiner le seuil de glissement. Lors d’un freinage, si la vitesse d’une ou plusieurs roues devient inferieure a V.Ref, le calculateur commande la fermeture des electrovannes d’admission correspondantes (phase de maintien de pression). Si la vitesse devient inferieure au seuil de glissement, les electrovannes d’echappement et la pompe de reinjection sont commandees pour relacher l’effort de freinage (phase de reduction de pression). En cas d’anomalie le calculateur previent le conducteur par l’allumage d’un voyant, l’antiblocage de roues est alors hors service. Le freinage est assure par le systeme classique. 1 - Voyant test ABS 2- Maitre cylindre tandem 3- Etrier de frein 4- Capteur de roue 5- Boitier electronique : a) Calcul de vitesses de roues ; b) Ordre de regulation ; c) Controle, surveillance, alerte ; 6- Groupe hydraulique : d) Modulation de la pression de freinage ; 1 2) Les capteurs de vitesse de roue Le capteur est constitue d’un aimant permanent et d’un bobinage, c’est un capteur de type inductif. Il a pour but de donner I’information vitesse de la roue au calculateur. Une roue dentee defile devant le capteur, le flux magnetique varie et induit dans le bobinage une tension alternative dont la frequence et l’amplitude sont proportionnelles a la vitesse de rotation de la roue dentee. 1. Capteur inductif (ABR) 2. Roue dentee (48 dents) Le seuil minimum de vitesse detectee est de 2.75 km/h. L’entrefer de ces capteurs n’est pas reglable. 3) Le bloc hydraulique Le bloc hydraulique module la pression de freinage dans les etriers afin d’eviter le blocage des roues independamment de l’action exercee par le conducteur sur la pedale de frein. Il se compose : - d’une pompe hydraulique entrainee par un moteur electrique et assurant le retour du liquide de frein des etriers vers le maitre-cylindre lors des phases « chute de pression » - de 8 electrovannes de regulation, 2 voies / 2 positions (ouverte ou fermee), pilotees en tension : 0 ou 12 volts . (1 electrovanne d’admission et 1 electrovanne d’echappement pour chaque roue) - d’accumulateurs - chema de principe de I’ABS 5 1. Electrovanne d’admission avant droite 2. Electrovanne d’admission arriere gauche 3. Electrovanne d’admission arriere droite 4. Electrovanne d’admission avant gauche 5. Electrovanne d’echappement avant droite 6. Electrovanne d’echappement arriere gauche 7. Electrovanne d’echappement arriere droite 8. Electrovanne d’echappement avant gauche 9 et 10 Accumulateurs 11. Pompe de refoulement 12 et 13 Chambres d’amortissements ou de silence 14. Maitre-cylindre tandem 15. Reservoir de liquide de frein IV) Fonctionnement POSITION REPOS DU SYSTEME DE FREINAGE En position repos les electrovannes d’admission (H et I) sont ouvertes, tandis que les electrovannes d’echappement (J et K) sont fermees. A. Etrier de frein avant gauche B. Etrier de frein avant droit C. Capteur de vitesse roue avant gauche D. Capteur de vitesse roue avant droite F. Maitre cylindre de frein traditionnel G. Bloc hydraulique ABS (Pompe, Electrovannes, Accumulateurs, Clapets) H. Electrovanne admission avant gauche I. Electrovanne admission avant droite J. Electrovanne echappement avant gauche K. Electrovanne echappement avant droite L. Pompe de refoulement nnm PHASE DE FREINAGE SANS REGULATION Ce mode de fonctionnement se retrouve dans deux situations : - Le calculateur a detecte un defaut (absence d’un signal capteur par exemple). - La vitesse des roues est superieure ou uploads/Ingenierie_Lourd/ hhhhhhhhhhhfr.pdf