FR3107492A1 - Procede de controle des freins lors d’un demarrage en pente avec controle du sens de deplacement - Google Patents
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Abstract
Procédé de contrôle automatique de freins d'un véhicule lors d’un démarrage sur une pente avec une vitesse de déplacement suivant une direction prévue présentant un signe demandé (SgnDem), ce procédé recevant une information sur la valeur de la pente, et sur la vitesse de déplacement mesurée du véhicule présentant un signe de vitesse véhicule (SgnVit), pour établir un gradient prédéterminé de desserrage des freins en fonction d’une consigne de couple de traction, lors d’un démarrage du véhicule en pente, si le procédé obtient un signe de vitesse véhicule (SgnVit) inverse au signe demandé (SgnDem), pendant une durée de temps définie il arrête le desserrage des freins pour maintenir le serrage à un niveau constant, puis à la fin de cette durée définie il compare le signe de vitesse véhicule (SgnVit) avec le signe demandé (SgnDem) pour maintenir le serrage des freins, ou appliquer un gradient de desserrage.
Figure 3
Description
La présente invention concerne un procédé de contrôle de freins d'un véhicule lors du démarrage de ce véhicule sur une pente, ainsi qu'un système automatique de contrôle des freins comprenant une fonction mettant en œuvre un tel procédé.
Certains véhicules comportent un système automatique de contrôle de freins du véhicule appelé en langue anglaise «Hill assist» pour assistance en pente, comprenant la possibilité de maintenir les freins serrés pendant un court instant lors du démarrage du véhicule en pente, qui va progressivement desserrer ces freins en fonction de l'application sur les roues motrices du couple de traction délivré par le groupe motopropulseur, pour éviter un recul du véhicule lors d'un démarrage en marche avant sur une montée, ou son avance lors d'un démarrage en marche arrière sur une descente.
Le groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique, peut comporter tout type de transmission comme une boîte de vitesses manuelle ou une transmission automatique. Le système de contrôle des freins peut être géré par un système d’antiblocage des roues au freinage ou de contrôle de trajectoire du véhicule.
Lors du démarrage du véhicule sur une pente dans le sens de la montée, le maintien du véhicule restant immobile peut se faire par un niveau de couple d’équilibre appliqué sur les roues motrices dépendant de cette pente, permettant de compenser la gravité en évitant sa descente. Pour un couple de traction supérieur à ce niveau d’équilibre, on obtient un décollage du véhicule qui démarre.
Le système automatique de contrôle des freins doit alors en principe réaliser un équilibre dynamique de couple sur les roues, qui passe progressivement du couple de freinage de ces freins au couple de traction pour effectuer le décollage du véhicule en douceur et sans descente.
Toutefois le système automatique de contrôle des freins présentant un temps de réponse, il est nécessaire de commencer à libérer les freins avant que le couple de traction ne s’applique sur les roues motrices, avec une diminution de la consigne du couple de freinage qui doit anticiper la montée du couple de traction.
En particulier dans le cas d’un couple de freinage qui ne diminue pas assez vite, on obtient avec le couple de réaction inverse appliqué par les roues motrices sur le groupe motopropulseur, un basculement longitudinal du véhicule perceptible par le conducteur.
Un type de système automatique de contrôle des freins connu pour un véhicule disposant d’une transmission automatique, présenté notamment par le document US-A1-20040189081, comporte un dispositif de modification de la pression des freins, un capteur de couple d’embrayage du groupe motopropulseur et un capteur de vitesse de rotation d’un arbre lié aux roues motrices. A partir d’une détection du mouvement du véhicule par la rotation de l’arbre, on ajuste à la fois le desserrage des freins et l’engagement de l’embrayage délivrant un couple de démarrage, afin d’éviter un recul du véhicule lors d’un démarrage sur une pente.
Toutefois il est difficile de déterminer précisément le couple de traction appliqué sur les roues motrices, à cause des performances du moteur et de la transmission qui peuvent évoluer dans le temps. La qualité de la calibration du système automatique de contrôle peut se dégrader avec l’usure du véhicule, comprenant en particulier un vieillissement de l’huile du moteur thermique ou de la transmission, et un encrassement des injecteurs ou du filtre à air de ce moteur.
On obtient un réglage du desserrage des freins suivant la pente difficile à optimiser dans toutes les conditions pendant la vie du véhicule, ce qui peut entraîner un retard dans le démarrage du véhicule entraînant une sensation de blocage gênante pour le conducteur avec une inclinaison du véhicule, ou des évolutions successives du desserrage provoquant un effet de tangage du véhicule qui est inconfortable.
On risque aussi d’obtenir un déplacement du véhicule en sens inverse qui entraîne des risques de collision avec un obstacle ou avec des passants, en posant des problèmes de sécurité.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.
Elle propose à cet effet un procédé de contrôle automatique de freins d'un véhicule lors d’un démarrage sur une pente avec une vitesse de déplacement suivant une direction prévue présentant un signe demandé positif ou négatif correspondant à cette direction, ce procédé recevant une information sur la valeur de la pente, et sur la vitesse de déplacement mesurée du véhicule présentant un signe de vitesse véhicule correspondant à sa direction de déplacement réelle, pour établir un gradient prédéterminé de desserrage des freins en fonction d’une consigne de couple de traction appliqué par une motorisation sur les roues motrices du véhicule, ce procédé étant remarquable en ce que lors d’un démarrage du véhicule en pente, pendant le desserrage des freins s’il obtient un signe de vitesse véhicule inverse au signe demandé, pendant une durée de temps définie il arrête le desserrage des freins pour maintenir le serrage à un niveau constant en continuant à enregistrer la vitesse de déplacement, puis à la fin de cette durée définie il compare le signe de vitesse véhicule avec le signe demandé pour maintenir le serrage des freins, ou appliquer un gradient de desserrage.
Un avantage de ce procédé de contrôle est que dans le cas d’une direction de déplacement inverse à la direction demandée, l’arrêt du desserrage des freins et son maintien à un niveau constant pendant la durée définie permet de ralentir ou de changer cette direction inverse, avec une action modérée comprenant seulement la stabilisation du couple de freinage.
La durée définie permet ensuite à la fin de cette durée de prévoir une nouvelle stratégie qui prendra en compte l’état de la vitesse du véhicule à ce moment particulier. On obtient une temporisation du desserrage des freins évitant ensuite une action trop lente ou trop rapide de desserrage dès que la direction de déplacement inverse est constatée, qui pourrait provoquer des basculements de la caisse du véhicule désagréables pour le confort.
Le procédé de contrôle selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, après une première étape de fonctionnement et une première condition validant le début du procédé, le procédé applique dans une deuxième étape de fonctionnement un desserrage progressif des freins suivant le gradient prédéterminé de desserrage, et en parallèle il surveille la vitesse du véhicule.
Dans ce cas, avantageusement le gradient prédéterminé de desserrage est constant.
Avantageusement, le procédé de contrôle applique ensuite une deuxième condition donnant dans le cas d’un signe de vitesse véhicule identique au signe demandé, une troisième étape de fonctionnement qui comporte un gradient maximum de desserrage des freins, et donnant dans le cas d’un signe de vitesse inverse au signe demandé, une quatrième étape de fonctionnement comprenant d’abord l’enregistrement d’une première valeur de vitesse instantanée, et pendant une durée prédéterminée le maintien du serrage des freins à un niveau constant en arrêtant son desserrage.
Dans ce cas, avantageusement la durée prédéterminée est comprise entre 50 et 200ms.
Avantageusement, après la quatrième étape de fonctionnement le procédé applique une troisième condition donnant dans le cas d’un signe de vitesse véhicule identique au signe demandé, la troisième étape de fonctionnement qui comporte le gradient maximum de desserrage des freins, et donnant dans le cas d’un signe de vitesse véhicule inverse au signe demandé, une quatrième condition sur la vitesse du véhicule comprenant d’abord l’enregistrement d’une deuxième valeur de vitesse instantanée, puis la comparaison de la deuxième valeur de vitesse avec la première valeur de vitesse.
Avantageusement, pour la quatrième condition si la deuxième valeur de vitesse est supérieure ou égale à la première valeur de vitesse, le procédé applique un retour vers la quatrième étape de fonctionnement, et si la deuxième valeur de vitesse est inférieure à la première valeur, il applique une cinquième condition sur le signe de vitesse véhicule.
Avantageusement, pour la cinquième condition dans le cas d’un signe de vitesse véhicule identique au signe demandé, le procédé applique la troisième étape de fonctionnement, et dans le cas d’un signe de vitesse véhicule inverse au signe demandé, il applique une cinquième étape de fonctionnement qui rétablit le gradient de freinage prédéterminé.
L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d’un système automatique de contrôle des freins des roues, comportant des dispositifs mettant en œuvre un procédé de contrôle des freins comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 présente en fonction de la pente de la voie de circulation P exprimée en pourcentage, des couples sur les roues du véhicule C exprimés en Nm, comprenant une première courbe de couple d’équilibre CE formant une droite linéaire passant par zéro, correspondant au couple de traction délivré par le groupe motopropulseur permettant en négligeant les frottements de maintenir le véhicule à l’arrêt sur la pente pour compenser la gravité.
Pour une pente donnée, par exemple 15%, lors du démarrage du véhicule vers le haut en marche avant ou arrière, le moteur thermique par l’intermédiaire d’un organe de démarrage, comme un embrayage ou un convertisseur de couple, applique un couple de traction croissant CT sur les roues motrices. L’équilibre du véhicule avec les freins relâchés est donné pour le couple d’équilibre CE égale à sensiblement 750Nm.
D’une manière connue les procédés de contrôle automatique des freins avec une motorisation comportant un moteur thermique sont activés dans des conditions particulière, comprenant notamment le moteur tournant, un rapport de vitesse engagé dans la transmission, un enfoncement de la pédale d’accélérateur supérieur à un seuil, par exemple 3%, et une pédale de frein qui vient d’être relâchée depuis un temps court, par exemple inférieure à deux secondes.
La deuxième courbe CTmin, inférieure à la première courbe de couple d’équilibre CE, représente la valeur minimum de couple de traction CT appliqué sur les roues motrices pendant sa croissance, pour amorcer le desserrage des freins par anticipation afin d’obtenir une compensation progressive de la diminution du couple de freinage par l’augmentation du couple de traction, avec un desserrage complet lorsque ce couple de traction est égale au couple d’équilibre.
On obtient pour la pente de 15% une valeur CTmin égale à 600Nm, l’augmentation du couple de traction CT passant de 600 à 750Nm correspondant à la phase de desserrage progressif des freins.
La figure 2 présente pour un démarrage du véhicule en marche arrière sur une pente à 20%, en fonction du temps T exprimé en seconde, la vitesse du véhicule Vveh exprimée en m/mn, le couple d’embrayage Cemb exprimé en Nm appliqué sur l’embrayage de la transmission par le moteur thermique, et un pourcentage de serrage du système de freinage F%.
Lors du démarrage du véhicule on a d’abord un couple embrayage Cemb qui augmente progressivement en passant de 20 à 30Nm, et un pourcentage de fermeture du freinage F% qui diminue suivant une pente constante prédéterminée.
Au premier temps T1 à environ 1,1 seconde, le freinage est suffisamment faible et le couple de traction sur les roues motrices donné par le couple embrayage Cemb pas assez élevé, on obtient un décollage du véhicule vers l’avant avec une croissance positive de la vitesse véhicule Vveh. Toutefois le pourcentage de serrage du freinage F% continue à décroître suivant la même pente constante.
En ayant détecté une direction de déplacement réel du véhicule inverse à la direction de démarrage demandée, le procédé demande au deuxième temps T2, à environ 0,2 seconde après le premier temps T1 correspondant au délai de réaction du système, une augmentation du couple embrayage Cemb pour accroître le couple de traction délivré aux roues motrices afin de ralentir le véhicule descendant, puis d’inverser au plus tôt son sens de déplacement.
Au troisième temps T3 à environ deux secondes, le pourcentage de serrage du freinage F% est descendu à zéro, le véhicule se déplace encore vers l’avant avec une vitesse qui commence à diminuer.
Au quatrième temps T4 à environ 2,6 secondes, la vitesse du véhicule Vveh s’est arrêtée, puis part vers les valeurs négatives correspondant à la demande du conducteur. Le couple embrayage Cemb peut se stabiliser en fonction de l’accélération demandée par le conducteur.
La figure 3 présente une première étape de fonctionnement du procédé de contrôle automatique des freins 2, comportant le véhicule arrêté sur une pente, le conducteur maintenant l’arrêt en appuyant sur la pédale de frein.
On a ensuite une première condition 4, le procédé vérifiant si le moteur thermique est en marche, un rapport de la transmission est engagé, l’enfoncement de la pédale d’accélérateur est supérieur à un seuil, en particulier 3%, et si un couple de traction délivré par ce moteur, qui va croître de manière continue jusqu’à la fin du démarrage, atteint la valeur de couple de traction minimum CTmin.
Dans le cas positif on a une deuxième étape de fonctionnement du procédé 6, comprenant un desserrage progressif des freins suivant un gradient constant prédéterminé en pourcentage F%. En parallèle la fonction surveille la vitesse de déplacement du véhicule Vveh, en utilisant en particulier les capteurs de rotation des roues d’un système d’antiblocage des roues au freinage.
La vitesse de déplacement demandée présente un signe demandé SgnDem positif ou négatif correspondant à sa direction de déplacement. La vitesse de déplacement mesurée du véhicule Vveh présente un signe de vitesse véhicule SgnVit correspondant à sa direction de déplacement réelle.
Quand le véhicule quitte l’arrêt avec un premier déplacement, on a alors une deuxième condition 8 sur la vitesse du véhicule Vveh. Dans le cas d’un signe de vitesse véhicule SgnVit identique au signe demandé SgnDem, on a une troisième étape de fonctionnement 10 qui comporte un gradient maximum de desserrage des freins F%max de manière à accélérer au plus vite le décollage du véhicule.
Dans le cas d’une vitesse de déplacement réelle présentant un signe de vitesse SgnVit inverse au signe demandé SgnDem, on a une quatrième étape de fonctionnement 12 comprenant d’abord l’enregistrement d’une première valeur de vitesse instantanée Rec1, et pendant une durée prédéterminée le maintien du serrage des freins au niveau constant en arrêtant son desserrage.
La durée prédéterminée est comprise notamment entre 50 et 200ms, elle est avantageusement de 100ms.
On a ensuite une troisième condition 14 sur la vitesse du véhicule Vveh, donnant dans le cas d’un signe de vitesse véhicule SgnVit identique au signe demandé SgnDem, la troisième étape de fonctionnement 10 qui comporte le gradient maximum de desserrage des freins F%max de manière à accélérer au plus vite le décollage du véhicule.
Dans le cas d’un signe de vitesse véhicule SgnVit inverse au signe demandé SgnDem, on a une quatrième condition 16 sur la vitesse du véhicule Vveh comprenant d’abord l’enregistrement d’une deuxième valeur de vitesse instantanée Rec2, puis la comparaison de la deuxième valeur de vitesse Rec2 avec la première valeur de vitesse Rec1.
Si la deuxième valeur de vitesse enregistrée Rec2 est supérieure ou égale à la première valeur Rec1, le véhicule a alors accéléré toujours dans la mauvaise direction, et on a un retour vers la quatrième étape de fonctionnement 12 pour continuer à maintenir la stabilisation du serrage des freins pendant la même durée prédéterminée.
Si la deuxième valeur de vitesse enregistrée Rec2 est inférieure à la première valeur Rec1, on a ensuite une cinquième condition 18 sur le signe de vitesse véhicule SgnVit.
Dans le cas d’un signe de vitesse véhicule SgnVit identique au signe demandé SgnDem, le démarrage du véhicule se fait dans la bonne direction, et il applique la troisième étape de fonctionnement 10 qui demande le gradient maximum de desserrage des freins F%max.
Dans le cas d’un signe de vitesse véhicule SgnVit inverse au signe demandé SgnDem, le démarrage du véhicule se fait toujours dans la mauvaise direction mais avec une vitesse qui a diminué. Le procédé applique alors une cinquième étape de fonctionnement 20 qui rétablit le gradient de freinage prédéterminé F% de la deuxième étape de fonctionnement 6, afin de continuer à diminuer progressivement la vitesse du véhicule jusqu’au moment de son inversion où on pourra alors appliquer le gradient maximum de desserrage F%max.
En particulier, pour une roue de véhicule présentant un périmètre d’environ 2m, un déplacement de 10cm du véhicule représente 1/20 de tour de roue, il faut alors un capteur comprenant une couronne équipée d’au moins vingt dents avec une détection du sens de rotation pour obtenir une telle précision.
La figure 4 présente pour le même démarrage en marche arrière avec un signe demandé SgnDem négatif, avec le procédé suivant l’invention qui a détecté au deuxième temps T2 le déplacement du véhicule avec une vitesse Vveh vers l’avant comprenant un signe de vitesses SgnVit positif, une stabilisation du gradient de freinage F% jusqu’à un cinquième temps T5 qui arrive 500ms plus tard.
Le procédé a donc appliqué cinq fois une période de 100ms de la quatrième étape de fonctionnement 12, pendant lesquelles il arrête le desserrage des freins pour maintenir le serrage à une valeur constante. On a alors une vitesse du véhicule Vveh restant sensiblement constante jusqu’à la détection d’une diminution de cette vitesse au cinquième temps T5 dans la quatrième condition 16.
On a ensuite à partir du cinquième temps T5 la cinquième étape de fonctionnement 20 qui rétablit le gradient de freinage constant prédéterminé.
Claims (9)
- Procédé de contrôle automatique de freins d'un véhicule lors d’un démarrage sur une pente avec une vitesse de déplacement suivant une direction prévue présentant un signe demandé positif ou négatif (SgnDem) correspondant à cette direction, ce procédé recevant une information sur la valeur de la pente (P%), et sur la vitesse de déplacement mesurée du véhicule (Vveh) présentant un signe de vitesse véhicule (SgnVit) correspondant à sa direction de déplacement réelle, pour établir un gradient prédéterminé de desserrage des freins (F%) en fonction d’une consigne de couple de traction (CT) appliqué par une motorisation sur les roues motrices du véhicule, caractérisé en ce que lors d’un démarrage du véhicule en pente, pendant le desserrage des freins s’il obtient un signe de vitesse véhicule (SgnVit) inverse au signe demandé (SgnDem), pendant une durée de temps définie il arrête le desserrage des freins pour maintenir le serrage à un niveau constant en continuant à enregistrer la vitesse de déplacement (Vveh), puis à la fin de cette durée définie il compare le signe de vitesse véhicule (SgnVit) avec le signe demandé (SgnDem) pour maintenir le serrage des freins, ou appliquer un gradient de desserrage (F%).
- Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’après une première étape de fonctionnement (2) et une première condition (4) validant le début du procédé, il applique dans une deuxième étape de fonctionnement (6) un desserrage progressif des freins suivant le gradient prédéterminé de desserrage (F%), et en parallèle il surveille la vitesse du véhicule (Vveh).
- Procédé de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gradient prédéterminé de desserrage (F%) est constant.
- Procédé de contrôle selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’il applique ensuite une deuxième condition (8) donnant dans le cas d’un signe de vitesse véhicule (SgnVit) identique au signe demandé (SgnDem), une troisième étape de fonctionnement (10) qui comporte un gradient maximum de desserrage des freins (F%max), et donnant dans le cas d’un signe de vitesse (SgnVit) inverse au signe demandé (SgnDem), une quatrième étape de fonctionnement (12) comprenant d’abord l’enregistrement d’une première valeur de vitesse instantanée (Rec1), et pendant une durée prédéterminée le maintien du serrage des freins à un niveau constant en arrêtant son desserrage.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la durée prédéterminée est comprise entre 50 et 200ms.
- Procédé de contrôle selon la revendication 4 ou 5, caractérisé qu’après la quatrième étape de fonctionnement (12) il applique une troisième condition (14) donnant dans le cas d’un signe de vitesse véhicule (SgnVit) identique au signe demandé (SgnDem), la troisième étape de fonctionnement (10) qui comporte le gradient maximum de desserrage des freins (F%max), et donnant dans le cas d’un signe de vitesse véhicule (SgnVit) inverse au signe demandé (SgnDem), une quatrième condition (16) sur la vitesse du véhicule (Vveh) comprenant d’abord l’enregistrement d’une deuxième valeur de vitesse instantanée (Rec2), puis la comparaison de la deuxième valeur de vitesse (Rec2) avec la première valeur de vitesse (Rec1).
- Procédé de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour la quatrième condition (16) si la deuxième valeur de vitesse (Rec2) est supérieure ou égale à la première valeur de vitesse (Rec1), il applique un retour vers la quatrième étape de fonctionnement (12), et si la deuxième valeur de vitesse (Rec2) est inférieure à la première valeur (Rec1), il applique une cinquième condition (18) sur le signe de vitesse véhicule (SgnVit).
- Procédé de contrôle selon la revendication 7, caractérisée en ce que pour la cinquième condition (18) dans le cas d’un signe de vitesse véhicule (SgnVit) identique au signe demandé (SgnDem), il applique la troisième étape de fonctionnement (10), et dans le cas d’un signe de vitesse véhicule (SgnVit) inverse au signe demandé (SgnDem), il applique une cinquième étape de fonctionnement (20) qui rétablit le gradient de freinage prédéterminé (F%).
- Véhicule automobile équipé d’un système automatique de contrôle des freins des roues, caractérisé en ce que ce système comporte des dispositifs mettant en œuvre un procédé de contrôle des freins selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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