FR3096636A1 - Procede de gestion d'une deceleration d'un véhicule automobile en cas de freinage critique - Google Patents
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Abstract
L’invention porte sur un procédé de gestion d'une décélération d'un véhicule automobile comportant: - une étape d'acquisition d'un déplacement (D) d'une pédale de freinage, - une étape d'acquisition d'une décélération (Dec_veh) du véhicule automobile, - une étape de vérification que le couple formé par le déplacement (D) de la pédale de freinage et la décélération (Dec_veh) correspondante se trouve dans une zone de freinage efficace (Zeff), - et dans le cas où le couple formé par le déplacement (D) de la pédale de freinage et la décélération (Dec_veh) correspondante ne se trouve pas dans la zone de freinage efficace (Zeff), ledit procédé comporte une étape d'activation du dispositif de modulation de pression de façon à produire une décélération (Dec_veh) du véhicule automobile se situant au minimum sur la courbe d'activation (C_act). Figure 8
Description
La présente invention porte sur un procédé de gestion d'une décélération d'un véhicule automobile en cas de freinage critique.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les systèmes de contrôle de trajectoire, dit ESC (pour "Electronic Stability Control" en anglais) pour les véhicules automobiles.
De façon connue en soi, un système de freinage comporte un maître-cylindre et des circuits hydrauliques couplés en sortie du maître-cylindre. Chaque circuit hydraulique comporte une branche d'admission ayant une électrovanne d'admission et une branche de refoulement ayant une électrovanne de refoulement et une pompe de refoulement. Des étriers de frein sont couplés aux circuits hydrauliques. Un calculateur pilote les électrovannes d'admission, les électrovannes de refoulement et les pompes de refoulement, de façon à permettre la mise en circulation d'un fluide hydraulique dans les branches d'admission et de refoulement du circuit hydraulique.
Un appui sur la pédale de freinage produit, via un amplificateur de freinage, une mise en pression du fluide hydraulique dans un actionneur. Cet actionneur, positionné dans un étrier de frein à disque comporte un piston de commande sous pression logé dans une chambre de commande. Ce piston crée un déplacement des plaquettes positionnées dans cet étrier de frein qui viennent enserrer le disque et qui, par frottements mutuels, assurent le freinage du véhicule.
On observe une symétrie de la quasi-totalité du système de freinage. En effet, une chambre du maître-cylindre alimente hydrauliquement deux étriers de frein (par exemple l'étrier avant gauche et l'étrier arrière droit), tandis que la seconde chambre alimente hydrauliquement les deux autres étriers de frein (par exemple l'étrier avant droit et l'étrier arrière gauche). On garantit ainsi la sécurité du système qui évite l'absence de freinage en cas de fuite hydraulique dans un des circuits.
Quelques pièces sont néanmoins communes aux deux circuits hydrauliques, telles que la pédale de freinage ou l’amplificateur pneumatique. La caractéristique qui lie le déplacement de la pédale de freinage D et la décélération du véhicule Dec_veh est montrée sur la figure 1. Pour atteindre la décélération maximale du véhicule soit environ 10m/s², le déplacement de la pédale est généralement compris entre 55 et 75mm.
La caractéristique qui lie le déplacement de la pédale de freinage D et la décélération du véhicule Dec_veh varie en fonction de la température des freins (effet combiné de l’augmentation de compressibilité des plaquettes, de l’augmentation de l’absorption des étriers, de la diminution de l’efficacité des plaquettes). La figure 2 montre ainsi des courbes C1, C2, et C3 respectivement pour une température de frein nominale inférieure à 400 degrés Celsius, une température élevée comprise entre 400 et 600 degrés Celsius, et une température très élevée supérieure à 600 degrés Celsius. Pour atteindre la décélération maximale du véhicule, le déplacement de la pédale peut atteindre typiquement 150mm pour des étriers de freins très chauds.
La caractéristique qui lie le déplacement de la pédale de freinage D et la décélération du véhicule Dec_veh varie également en cas de défaillance sur un des deux circuits hydrauliques, notamment une fuite hydraulique qui ne permet plus qu’à deux des quatre étriers de freins de décélérer le véhicule, d’où une décélération maximale divisée par deux environ soit environ 5m/s², tandis qu’une exigence réglementaire impose de pouvoir atteindre au moins 2,44m/s² sous un certain niveau d’effort à la pédale. La courbe C4 montrée sur la figure 3 correspond ainsi à un système de freinage ayant un circuit hydraulique défaillant. Pour atteindre la décélération réglementaire de 2,44m/s², le déplacement de la pédale est typiquement de l’ordre de 100mm.
La caractéristique qui lie le déplacement de la pédale D et la décélération du véhicule Dec_veh varie également en cas de quantité plus ou moins importante de liquide de frein devenu vapeur, phénomène dit de "vapor lock" en anglais. Le gaz étant compressible, la courbe est plus ou moins translatée vers la droite suivant le volume de liquide transformé en gaz. Les courbes C5, C6, et C7 montrées sur la figure 4 illustrent le décalage des courbes caractéristiques en fonction d'un phénomène de "vapor lock" plus ou moins important. Pour générer la moindre décélération du véhicule automobile, le déplacement de la pédale peut dépasser 150mm voire 200mm.
Le problème est que le déplacement de la pédale de freinage n’est pas illimité. Il est contraint par l’environnement de la pédale (risque d’interférence avec la colonne de direction et le tablier de séparation entre le compartiment moteur et l'habitacle), par la course maximale disponible au maître-cylindre, ainsi que par l'amplificateur pneumatique de freinage couramment appelé "isovac".
Il est donc nécessaire de dimensionner le système de freinage, c’est-à-dire de choisir la dimension du maître-cylindre et de la pédale de freinage, de sorte que la butée de pédale autorise l’atteinte de la décélération maximale, freins très chauds, ainsi que l’atteinte de la décélération réglementaire en cas de défaillance d'un circuit hydraulique de freinage. La figure 5 sur laquelle a été repérée la position de la butée K résultant du dimensionnement usuel du système de freinage met en évidence qu'il n'est pas possible d'atteindre les décélérations représentées à droite de cette butée.
L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un procédé de gestion d'une décélération d'un véhicule automobile comportant un dispositif de modulation de pression d'un fluide hydraulique d'un système de freinage, ledit procédé comportant:
- une étape d'acquisition d'un déplacement d'une pédale de freinage,
- une étape d'acquisition d'une décélération du véhicule automobile,
- une étape de vérification que le couple formé par le déplacement de la pédale de freinage et la décélération correspondante se trouve dans une zone de freinage efficace délimitée par une courbe d'activation définissant une relation limite entre le déplacement de la pédale de freinage sur une portion du débattement total de la pédale de freinage située avant une butée de pédale, dite portion limite de débattement, et la décélération correspondante du véhicule automobile,
- et dans le cas où le couple formé par le déplacement de la pédale de freinage et la décélération correspondante ne se trouve pas dans la zone de freinage efficace, ledit procédé comporte une étape d'activation du dispositif de modulation de pression de façon à produire une décélération du véhicule automobile se situant au minimum sur la courbe d'activation.
- une étape d'acquisition d'un déplacement d'une pédale de freinage,
- une étape d'acquisition d'une décélération du véhicule automobile,
- une étape de vérification que le couple formé par le déplacement de la pédale de freinage et la décélération correspondante se trouve dans une zone de freinage efficace délimitée par une courbe d'activation définissant une relation limite entre le déplacement de la pédale de freinage sur une portion du débattement total de la pédale de freinage située avant une butée de pédale, dite portion limite de débattement, et la décélération correspondante du véhicule automobile,
- et dans le cas où le couple formé par le déplacement de la pédale de freinage et la décélération correspondante ne se trouve pas dans la zone de freinage efficace, ledit procédé comporte une étape d'activation du dispositif de modulation de pression de façon à produire une décélération du véhicule automobile se situant au minimum sur la courbe d'activation.
L'invention permet ainsi d'obtenir un gain de performance de freinage en garantissant une décélération non nulle quel que soit l’état du système de freinage (échauffement des freins, fuite hydraulique, phénomène de "vapor lock", ou autre). L'invention autorise également une réduction du dimensionnement de la commande du freinage (maître-cylindre et/ou pédale) procurant un gain en masse, en coût, et en encombrement du système de freinage.
Selon une mise en œuvre, la courbe d'activation est progressive, notamment linéaire, sur la portion limite de débattement de façon à obtenir une dosabilité de la décélération en fonction de l'enfoncement de la pédale de freinage.
Selon une mise en œuvre, la portion limite de débattement est comprise entre 5% et 20% du débattement total, et vaut notamment de l'ordre de 10% du débattement total.
Selon une mise en œuvre, la courbe d'activation passe par un point pour lequel la décélération devient non nulle lorsque la pédale de freinage se situe au début de la portion limite de débattement.
Selon une mise en œuvre, la courbe d'activation passe par un point pour lequel la décélération est maximale lorsque la pédale de freinage a atteint la butée de pédale.
Selon une mise en œuvre, la décélération maximale dépend de conditions d'adhérence du véhicule automobile.
Selon une mise en œuvre, la décélération maximale est de l'ordre de 10m/s2.
Selon une mise en œuvre, l'étape d'activation du dispositif de modulation de pression comporte une étape de commande d'une fermeture d'électrovannes d'isolement, une étape de commande d’une ouverture d'électrovannes d'alimentation, une étape d’activation de pompes pour alimenter en pression hydraulique des étriers de freinages via des électrovannes d’admission et d’échappement correspondantes.
L'invention a également pour objet un calculateur comportant une mémoire programme stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé tel que précédemment défini.
L'invention concerne en outre un véhicule automobile comportant un calculateur tel que précédemment défini.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
La figure 6 représente un système de freinage 10 équipé d'un dispositif de modulation de pression 16 d'un fluide hydraulique circulant dans des circuits hydrauliques du système 10, notamment un dispositif de contrôle de trajectoire, dit dispositif ESC pour "Electronic Stability Control" en anglais.
Le système de freinage 10 est alimenté en fluide hydraulique, dit également "fluide de freinage", par un maître-cylindre 11 relié à un amplificateur de freinage 12 actionnable par une pédale de freinage 13 sur laquelle peut agir un conducteur. Ces éléments appartiennent à un dispositif de commande 14. En variante, dans le cadre d’applications de véhicules autonomes, l’amplificateur de freinage 12 est actionnable de façon automatique par un module électronique de commande.
Le maître-cylindre 11 comporte deux chambres isolées l'une de l'autre. Chacune des deux chambres du maître-cylindre 11 alimente indépendamment un premier circuit hydraulique 15.1 et un second circuit hydraulique 15.2 du dispositif 16. Le premier circuit 15.1 et le second circuit 15.2 sont répartis en "X", c’est-à-dire que le premier circuit 15.1 alimente en fluide hydraulique une chambre de commande d'un l'étrier de frein 17.1 d'une roue avant droite et d'un étrier de frein 17.2 d'une roue arrière gauche, et que le second circuit 15.2 alimente en fluide hydraulique une chambre de commande d'un étrier de frein 17.4 d'une roue avant gauche et d'un étrier de frein 17.3 de la roue arrière droite. En variante, on pourra mettre en œuvre un autre type d'architecture suivant laquelle le premier circuit 15.1 alimente les chambres des deux étriers de frein avant 17.1, 17.3 et le deuxième circuit 15.2 alimente les chambres des deux étriers de frein arrière 17.2, 17.4.
Le premier circuit 15.1 et le second circuit 15.2 sont constitués, pour chaque étrier 17, d'une branche d'admission 20 et d'une branche de refoulement 21. Une branche d'admission 20 comporte une électrovanne d'admission 20.1. Une branche de refoulement 21 comporte, positionnées en série, une électrovanne de refoulement 21.1 et une pompe de refoulement 21.2.
Que ce soit pour le premier circuit 15.1 ou pour le second circuit 15.2, une seule pompe de refoulement 21.2 commune peut être utilisée pour deux branches de refoulement 21 reliées à deux étriers 17 alimentés par la même chambre de commande du maître-cylindre 11.
Le dispositif 16 comporte également, pour chaque circuit 15.1, 15.2, une électrovanne 23 d’isolement vis-à-vis du maître-cylindre 11 ainsi qu’une électrovanne 24 d’alimentation depuis le maître-cylindre 11.
Par ailleurs, un capteur 13.1 est apte à mesurer le déplacement D de la pédale de freinage 13 ou des pistons du maître-cylindre 11 sur tout ou partie de son débattement Deb. Un capteur de pression 25 est apte à mesurer la pression dans le système de freinage 10.
Un calculateur 27, qui est par exemple celui de l'ESC, est apte à piloter les différents composants du système de freinage 10, notamment les électrovannes, en fonction des informations issues des capteurs 13.1 et 25. Afin de faciliter la lisibilité de la figure, les liaisons entre le calculateur 27 et les différents composants n'ont pas été représentées. Le calculateur 27 comporte une mémoire programme stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention de gestion d'une décélération du véhicule automobile. Le procédé est décrit ci-après en référence avec les figures 7, 8 et 9. Sur les figures 8 et 9, les courbes C1 à C7 sont les mêmes que celles représentées sur les figures 4 et 5.
Dans une première étape 101, le calculateur 27 fait l'acquisition d'un déplacement D d'une pédale de freinage 13. Le calculateur 27 fait également l'acquisition, dans une étape 102, d'une décélération Dec_veh du véhicule automobile qui est une information dont il dispose classiquement dans le cadre de la mise en œuvre du dispositif ESC.
Le calculateur 27 intègre en mémoire une relation limite entre le déplacement D de la pédale de freinage 13 sur une portion x du débattement total Deb de la pédale de freinage 13 située avant la butée K de la pédale de freinage 13, dite portion limite de débattement x, et la décélération Dec_veh correspondante du véhicule automobile.
Cette relation limite correspond à une courbe d'activation C_act montrée sur la figure 8. La courbe d'activation C_act est progressive, notamment linéaire, sur la portion limite de débattement x de façon à obtenir une dosabilité de la décélération en fonction de l'enfoncement de la pédale de freinage 13. La courbe C_act pourra ainsi prendre avantageusement la forme d'une droite avec une pente (droite affine croissante) ou toute autre courbe permettant d'obtenir un freinage progressif en fonction de l'enfoncement (parabole, hyperbole, ou autre). La portion limite de débattement x est comprise entre 5% et 20% du débattement total Deb, et vaut notamment de l'ordre de 10% du débattement total Deb.
La courbe d'activation C_act passe par un point A pour lequel la décélération Dec_veh devient non nulle lorsque la pédale de freinage 13 se situe au début de la portion limite de débattement x. La courbe d'activation C_act passe également par un point B pour lequel la décélération Dec_veh est maximale lorsque la pédale de freinage 13 a atteint la butée de pédale K. La décélération Dec_veh maximale dépend de conditions d'adhérence du véhicule automobile, c’est-à-dire de ses pneus par rapport au sol. La décélération Dec_veh maximale est notamment de l'ordre de 10m/s2. Par "de l'ordre de", on entend une variation de plus ou moins 10% par rapport à la valeur cible.
Le calculateur 27 assure, dans une étape 103, la vérification que le couple formé par le déplacement D de la pédale de freinage 13 et la décélération Dec_veh correspondante se trouve dans une zone de freinage efficace Zeff située à gauche de la courbe d'activation C_act sur les figures 8 et 9.
Si tel n’est pas le cas, c’est-à-dire si le couple de valeurs (déplacement D; décélération Dec_veh) ne se trouve pas dans la zone de freinage efficace Zeff mais dans la zone de freinage inefficace Zneff hachurée entre la courbe d'activation et la butée K, alors le calculateur 27 active, dans une étape 104, le dispositif ESC de façon à produire (typiquement par production de pression hydraulique) une décélération Dec_veh du véhicule automobile se situant au minimum sur la courbe d'activation C_act, c’est-à-dire une décélération se situant sur la courbe C_act ou le cas échéant dans la zone de freinage efficace Zeff à gauche de la courbe C_act.
A cet effet, le dispositif ESC commande la fermeture des électrovannes d'isolement 23, l’ouverture des électrovannes d'alimentation 24, le pilotage du moteur électrique 22 d’activation des pompes 21.2 pour alimenter en pression hydraulique les étriers de freinages 17.1 à 17.4 via les électrovannes d’admission 20.1 et d’échappement 21.1 correspondantes.
Le procédé selon l'invention rend possible un sous-dimensionnement du système de freinage 10 comportant un plus faible débattement jusqu'à la butée de pédale. Ainsi, le débattement Deb' de la pédale 13 montré sur la figure 9 est plus petit que le débattement Deb de la pédale 13 montré sur la figure 8. Il est ainsi possible de réduire la dimension du maître-cylindre 11 (soit par réduction de son diamètre ce qui peut avoir d’autres avantages sur la performance du système de freinage 10, soit par réduction de sa longueur ce qui peut avoir un intérêt vis-à-vis de son encombrement) ou de la pédale 13 qui permet de réduire le volume de déploiement à lui réserver.
Il est à noter que lorsque la pédale de freinage 13 est activé suivant la courbe d'activation C_act, le véhicule présentera un mouvement "saccadé" comme lors d’une régulation ABS (pour "Antiblockiersystem" en allemand). En conséquence, le sous-dimensionnement envisagé doit rester raisonné, c’est-à-dire que l’usage courant du véhicule et de son système de freinage 10 doit se faire majoritairement dans la zone de freinage Zeff sans avoir recours au fonctionnel proposé.
Claims (10)
- Procédé de gestion d'une décélération d'un véhicule automobile comportant un dispositif de modulation de pression (16) d'un fluide hydraulique d'un système de freinage (10), caractérisé en ce que ledit procédé comporte:
- une étape (101) d'acquisition d'un déplacement (D) d'une pédale de freinage (13),
- une étape (102) d'acquisition d'une décélération (Dec_veh) du véhicule automobile,
- une étape (103) de vérification que le couple formé par le déplacement (D) de la pédale de freinage (13) et la décélération (Dec_veh) correspondante se trouve dans une zone de freinage efficace (Zeff) délimitée par une courbe d'activation (C_act) définissant une relation limite entre le déplacement (D) de la pédale de freinage (13) sur une portion (x) du débattement total (Deb) de la pédale de freinage située avant une butée de pédale (K), dite portion limite de débattement (x), et la décélération (Dec_veh) correspondante du véhicule automobile,
- et dans le cas où le couple formé par le déplacement (D) de la pédale de freinage (13) et la décélération (Dec_veh) correspondante ne se trouve pas dans la zone de freinage efficace (Zeff), ledit procédé comporte une étape d'activation du dispositif de modulation de pression (16) de façon à produire une décélération (Dec_veh) du véhicule automobile se situant au minimum sur la courbe d'activation (C_act). - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe d'activation (C_act) est progressive, notamment linéaire, sur la portion limite de débattement (x) de façon à obtenir une dosabilité de la décélération en fonction de l'enfoncement de la pédale de freinage (13).
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la portion limite de débattement (x) est comprise entre 5% et 20% du débattement total (Deb), et vaut notamment de l'ordre de 10% du débattement total (Deb).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la courbe d'activation (C_act) passe par un point (A) pour lequel la décélération (Dec_veh) devient non nulle lorsque la pédale de freinage (13) se situe au début de la portion limite de débattement (x).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la courbe d'activation (C_act) passe par un point (B) pour lequel la décélération (Dec_veh) est maximale lorsque la pédale de freinage (13) a atteint la butée de pédale (K).
- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la décélération (Dec_veh) maximale dépend de conditions d'adhérence du véhicule automobile.
- Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la décélération (Dec_veh) maximale est de l'ordre de 10m/s2.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape d'activation du dispositif de modulation de pression (16) comporte une étape de commande d'une fermeture d'électrovannes d'isolement (23), une étape de commande d’une ouverture d'électrovannes d'alimentation (24), une étape d’activation de pompes (21.2) pour alimenter en pression hydraulique des étriers de freinages (17.1-17.4) via des électrovannes d’admission (20.1) et d’échappement (21.1) correspondantes.
- Calculateur (27) comportant une mémoire programme stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- Véhicule automobile comportant un calculateur (27) tel que défini selon la revendication 9.
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| FR1905614A Active FR3096636B1 (fr) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | Procede de gestion d'une deceleration d'un véhicule automobile en cas de freinage critique |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114802166A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-07-29 | 北京汽车集团越野车有限公司 | 保持汽车踏板感恒定的控制方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE4340467A1 (de) * | 1993-11-27 | 1995-06-01 | Bosch Gmbh Robert | Mit Fremdkraft arbeitende hydraulische Fahrzeugbremsanlage |
| DE19951119A1 (de) * | 1999-10-23 | 2001-04-26 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugs |
| EP1354776A1 (fr) * | 2002-04-15 | 2003-10-22 | Renault s.a.s. | Système de freinage pour véhicule automobile |
| US20130090824A1 (en) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Dr. Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft | Method and apparatus for controlling a brake system for a motor vehicle having a brake device |
-
2019
- 2019-05-28 FR FR1905614A patent/FR3096636B1/fr active Active
Patent Citations (4)
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| CN114802166B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-06-20 | 北京汽车集团越野车有限公司 | 保持汽车踏板感恒定的控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3096636B1 (fr) | 2022-11-04 |
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