[go: up one dir, main page]

WO2016102793A1 - Détection automatique d'un niveau d'usure d'une plaquette de frein - Google Patents

Détection automatique d'un niveau d'usure d'une plaquette de frein Download PDF

Info

Publication number
WO2016102793A1
WO2016102793A1 PCT/FR2015/053297 FR2015053297W WO2016102793A1 WO 2016102793 A1 WO2016102793 A1 WO 2016102793A1 FR 2015053297 W FR2015053297 W FR 2015053297W WO 2016102793 A1 WO2016102793 A1 WO 2016102793A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wear
vehicle
alarm
signal
electronic signal
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/053297
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Philippe PEDRON
Original Assignee
Renault S.A.S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S filed Critical Renault S.A.S
Publication of WO2016102793A1 publication Critical patent/WO2016102793A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • F16D66/02—Apparatus for indicating wear
    • F16D66/021—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means
    • F16D66/028—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means with non-electrical sensors or signal transmission, e.g. magnetic, optical

Definitions

  • the invention relates to the detection of a level of wear of the brake pads of a vehicle such as an automobile. It applies in particular to the display on the dashboard of the vehicle of a warning to the driver when the level of wear detected corresponds to a predetermined level of wear.
  • Vehicles such as automobiles, trucks, etc. have braking mechanisms consisting of an incoming brake pad, under the effect of a piston, in friction with a disk integral with the hub of the wheel.
  • a device is present on each wheel of the vehicle.
  • This determination can be made by a professional by a visual inspection, for example during vehicle inspection visits.
  • One solution may be for example to add an electrical circuit to the disk / wafer pair. This circuit is normally open, but closes when the wear reaches a certain point and thus brings two electrical ends closer together.
  • the object of the present invention is to provide a solution for detecting the wear of the brake pads, at least partially overcoming the aforementioned drawbacks.
  • the invention aims to provide a solution that is adapted to the determination by the driver of the vehicle, a level of wear platelets, so that it can immediately make the appropriate decisions.
  • This solution is safe, simple to implement and does not substantially impact the manufacturing and maintenance costs of the vehicle
  • the present invention provides a method for detecting a level of wear of at least one brake pad in a vehicle, comprising:
  • the invention comprises one or more of the following features which can be used separately or in partial combination with one another or in total combination with one another:
  • said alarm is determined according to a set of characteristic signatures corresponding to a predetermined level of wear
  • said computing system performs a time / frequency transformation of said electronic signal and compares the frequency converted signal with said set of signatures;
  • said alarm is transmitted to a dashboard of said vehicle to cause an alert, including a visual alert, for the driver of said vehicle.
  • Another object of the invention relates to a computer program comprising executable code instructions for implementing the method as previously described.
  • Another subject of the invention relates to a system for detecting a level of wear of at least one brake pad for a vehicle, comprising at least one sensor disposed on said vehicle so as to pick up an acoustic signal. emitted by said at least one brake pad, and transmitting it as an electronic signal to a computing system; said computing system being adapted to determine from the received electronic signal an alarm when said signal electronics is identified as corresponding to a predetermined level of wear.
  • the invention comprises one or more of the following features which can be used separately or in partial combination with one another or in total combination with one another:
  • said computing system is adapted to determine said alarm based on a set of characteristic signatures corresponding to a predetermined level of wear
  • said computing system has means for performing a time / frequency transformation of said electronic signal and means for comparing the frequency converted signal with said set of signatures;
  • said at least one wafer has a first disk-facing layer arranged to friction with said disk during braking, and a second layer substantially beneath the first layer and adapted to cause a characteristic acoustic signal when engaged. in friction with said disk;
  • said calculation system is provided for transmitting said alarm to a dashboard of said vehicle via a communication network, to cause an alert, including a visual alert, for the driver of said vehicle.
  • Figures la, lb schematically show three embodiments of the invention implemented in a four-wheeled vehicle.
  • Figure 2 shows schematically an example of architecture to implement.
  • Figures 3a and 3b schematically show two embodiments of a wafer / disk pair for braking devices, according to embodiments of the invention.
  • Figures 4a and 4b show schematically two examples of dashboards of a vehicle, according to one embodiment of the invention.
  • the invention is applicable to various types of vehicles. It applies for example to automobiles, trucks, vans ... but its principle can adapt to all vehicles with a disc braking device.
  • Figures la, lb illustrate 3 embodiments in the context of a 4-wheel vehicle of the automotive or truck type, with two axles El, E2.
  • Such a vehicle has 1 pair of wheels per axle and therefore 4 sets of brake pads.
  • At least one sensor is arranged on the vehicle so as to pick up the acoustic signal emitted by the brake pads.
  • These sensors may be conventional microphones whose technical characteristics make it possible to best capture the frequencies corresponding to the sound emitted by the brake pads.
  • These The sensors can be placed under the vehicle so that they are closer to the brake pads.
  • a single sensor Ml is disposed under the vehicle.
  • This can be arranged near an El axle, as shown in Figure la, in order to capture with better quality the acoustic signal emitted by the pads corresponding to this axle. It can alternatively be more arranged towards the center of the vehicle in order to capture with equal force the acoustic signals coming from the four brake pads of the axles E1, E2.
  • the sensor Ml then transmits an electrical signal SI to a computing system.
  • This electrical signal is representative of the acoustic signal received by the sensor.
  • the sensors therefore have, in a manner known per se, acoustic-electrical conversion means.
  • two sensors Ml, M2 are respectively disposed near the first axle and the second axle, as shown in Figure lb. Each sensor can then pick up the acoustic signals coming from the two plates of the corresponding axle.
  • the two sensors can be placed along a central axis to the vehicle, in order to have a balance between the acoustic signals coming from the left and the right of the vehicle.
  • the two sensors may alternatively be located more toward the center of the vehicle but be directional so as to capture with good resolution and quality the acoustic signals from the corresponding pads.
  • Each sensor, Ml, M2 transmits an electrical signal, respectively SI, S2, to a CPU calculation system.
  • sensors Ml, M2, M3, M4 are arranged near each of the vehicle pads, as shown in Figure 1c.
  • they may be located in a more central location but be directional so as to capture with good resolution and quality the acoustic signals from the corresponding pads.
  • Each sensor, Ml, M2, M3, M4 transmits an electrical signal, respectively SI, S2, S3, S4 to a CPU calculation system, each electrical signal being representative of the acoustic signal captured by the corresponding sensor.
  • the CPU calculation system is adapted to automatically determine, from the received electronic signal, composed of one or more components S1, S2, S3, S4, an alarm when said electronic signal is identified as corresponding to a predetermined level of wear. .
  • This calculation system can be dedicated to the mechanisms of the invention, but it can also be a shared system with other functionalities implemented in the vehicle.
  • it may be the multimedia controller or the controller managing the features of the dashboard or any other controller present in the vehicle.
  • the advantage of using such a computer is that it is already present in the vehicle and it is not necessary to provide an additional calculator.
  • the calculation system can be programmed to determine an alarm when the electrical signals received are identified as corresponding to an alarm case, i.e., signals characteristic of a predetermined level of wear.
  • the predetermination of a level of wear consists in taking into account the fact that wear is a progressive phenomenon and that it is therefore necessary to decide, for each type of vehicle, a threshold from which an alarm must be determined. This decision may depend in particular on the type of brake pad, and various information relating to vehicles (weight ). It can also be provided different levels of wear, each associated with a different criticality alarm.
  • the alarm is determined according to a set of characteristic signatures corresponding to a predetermined level of wear.
  • a set of signatures may be provided for each level. These sets can be reduced to a single signature, but can also include several to provide greater robustness to the determination mechanism implemented by the calculation system.
  • FIG. 2 schematizes an exemplary functional architecture of the processing implemented by this CPU controller as part of this implementation.
  • the CPU calculation system automatically performs:
  • the signatures are therefore frequency signatures, and the comparison can be performed by a correlation algorithm in the frequency domain. It may in particular be to determine that one or more frequencies characteristic of a level of wear exceed, in intensity, a predetermined threshold.
  • the invention is however not dependent on an algorithm and a particular methodology to perform the determination of an alarm case.
  • the invention is therefore based on the idea that the noise generated by a brake pad depends on its degree of wear, and that by correctly analyzing this noise, it is possible to determine automatically whether a plate is worn or not, and possibly to what degree of wear it is.
  • the noise can be generated directly by the wear of any type of wafer, but according to one embodiment of the invention, adapted wafers can be provided to enhance the robustness of the mechanism.
  • Figures 3a and 3b illustrate two different adaptations.
  • a second layer 202 is provided under a first wear layer 201, positioned facing a disc 100.
  • the wear layer 201 is made of a conventional material of a wafer. brake.
  • the braking is carried out by pressing the piston 300 on the body of the brake pad 200 which thus comes in friction against the disk 100, integral with the hub of the wheel (not shown).
  • the friction causes the wear of the second layer 201 which thus decreases.
  • the braking causes the friction of the disc 100 with the second layer 202.
  • This second layer 202 is made of a specific material, distinct from that of the first layer 201, and produces a specific acoustic signal during the friction.
  • Various materials are possible and can be provided to meet the safety and manufacturing requirements of the vehicle manufacturer and the equipment manufacturer in charge of the manufacture of brake pads. This arrangement can be achieved by the conventional design of a brake pad where the friction pad (first layer 201) is bonded to the metal heel of the wafer via a bonding layer (second layer 202) in the extent to which the acoustic emissions in friction of the two layers are distinguishable.
  • FIG. 3b illustrates another embodiment in which a pad, or a blade, 203 is fixed on the body of the brake pad 200.
  • This pad (or lamella) is positioned so that the surface closest to the disc 100 is located at a distance h from the outer surface of the first layer 201 of the wafer, positioned opposite the disk 100.
  • This distance h is equivalent to the thickness h of the first implementation illustrated in FIG. 3a and corresponds to the necessary wear before an alarm has to be determined.
  • the first layer 201 is worn by the friction against the disc 100 during each braking and its thickness decreases over time, until the shoe 203 also comes into contact with the disc 100 during braking .
  • This pad like the second layer 202, consists of a material distinct from the material constituting the first layer 201.
  • the latter will be dimensioned and oriented so as to emit a characteristic acoustic signal when friction on the disc 100.
  • the pad or the blade (203) will be made so that they do not damage the disc 100 during friction on the latter.
  • a distinct acoustic signal is produced when a surface 202, 203, consisting of a material different from that of the usual friction surface 201, is placed in contact with friction.
  • the CPU calculation system can discriminate the signals reaching it as being representative or not of a wear to generate an alert. As explained above, this discrimination can be done using a signature database that may have been provided beforehand.
  • second layers and / or more pads and / or a combination of second layers 202 and pads 203 it becomes possible not only to determine an alert case, but also to determine several levels of alert: for example, it is possible to determining a first level corresponding to advice to the driver to have the vehicle overhauled in the near future, and a second level corresponding to a significant criticality endangering the vehicle and its passengers.
  • the material of the second layer 202 or the pad (or the characteristics of the strip) 203 may be such that the acoustic signals produced are not audible to the passengers of the vehicle nor causes discomfort around the vehicle. It can also be provided not to generate ultrasound likely to annoy the animals.
  • the CPU calculation system can be operational only during the braking phase of the vehicle.
  • the CPU calculation system can be informed that the vehicle is in the braking phase by the feedback of information via the control network of the vehicle to which it is connected.
  • This network can be a "CAN" bus (for "Controller Area Network” in English), as standardized by the ISO 11898 standard.
  • This embodiment makes it possible to save the resources of the CPU calculation system while avoiding unnecessary calculations (frequency transform calculations, comparison with the signature database, etc.) and avoiding possible false alarms in the event of spurious noise. coincidentally corresponding to a signature.
  • an alarm When an alarm is determined by the calculation system, it can be transmitted to the dashboard TB of the vehicle, to cause an alert to the driver.
  • This alarm can be transmitted via a communication network bc, which can the CAN network previously mentioned.
  • the alert can be visual, by turning on a specific indicator on the dashboard, but it can be replaced or accompanied by a hearing alert.
  • the alarm is transmitted to the dashboard after the occurrence of several alarms.
  • This implementation avoids errors and false alarms, by transmitting the alarm only if it is detected for several consecutive braking phases or sufficiently close.
  • FIGS 4a and 4b diagrammatically show two dashboards according to particular implementations of the invention.
  • a single IND indicator is provided to present the visual alert to the driver, by the presence of a light signal.
  • This light signal can be continuous, alternating, and different colors, to allow viewing of several levels of alert.
  • each light signal can be continuous, alternating, and of different colors, in order to allow the visualization of several alert levels.
  • each electronic signal S1, S2, S3, S4 can be processed separately by the CPU calculation system and generate alarms specific to the corresponding brake pad.
  • a particular embodiment may provide different materials for the second layers 202 or pads 203 of the different plates so that with a limited number of sensors, or even with a single sensor Ml as in the implementation illustrated in Figure la, it is possible for the calculation system to determine which brake pad is causing the alarm.
  • This information can be transmitted to the dashboard, so that the appropriate indicator IND1, IND2, IND3, IND4 is triggered.
  • the CPU calculation system can also be provided to transmit the alarm only if several alarms are determined. This embodiment makes it possible to eliminate cases of false alarms by going back only proven cases of wear. Thus, it can provide a minimum number of braking phases causing an alert before transmitting the alert to the dashboard. An isolated alert can be filtered and eliminated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de détection d'un niveau d'usure d'au moins une plaquette de frein dans un véhicule, comportant la capture d'un signal acoustique émis par ladite au moins une plaquette de frein par au moins un capteur (M1, M2, M3, M4); la transmission par ledit au moins un capteur d'un signal électronique (S1, S2, S3, S4) représentatif du signal acoustique à un système de calcul (CPU); et la détermination par le système de calcul à partir du signal électronique (S1, S2, S3, S4) d'une alarme lorsque ce signal est identifié comme correspondant à un niveau d'usure prédéterminé.

Description

DETECTION AUTOMATIQUE D ' UN NIVEAU D ' USURE D ' UNE PLAQUETTE
DE FREIN
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne la détection d'un niveau d'usure des plaquettes de frein d'un véhicule telle une automobile. Elle s'applique notamment à l'affichage sur le tableau de bord du véhicule d'une alerte destinée au conducteur lorsque le niveau d'usure détecté correspond à un niveau d'usure prédéterminé.
CONTEXTE DE L'INVENTION
Les véhicules, tels que les automobiles, camions, etc. possèdent des mécanismes de freinage constitué d'une plaquette de frein entrant, sous l'effet d'un piston, en frottement avec un disque solidaire du moyeu de la roue. En général, un tel dispositif est présent sur chaque roue du véhicule .
Comme tout dispositif soumis au frottement mécanique, ce dispositif subit une usure continuelle, qui à un certain point peut avoir des conséquences importantes sur l'efficacité du dispositif. Les capacités de freinage sont alors réduites, ce qui a évidemment un impact très négatif sur la sécurité.
Dès lors, il est crucial de déterminer le degré d'usure des plaquettes de frein, afin de pouvoir, le cas échéant, les changer.
Cette détermination peut être effectuée par un professionnel par une inspection visuelle, par exemple lors des visites de révision du véhicule.
Différents systèmes ont également été proposés visant à aider la détermination d'un degré d'usure par le conducteur lui-même. Une solution peut consister par exemple à adjoindre un circuit électrique au couple disque/plaquette. Ce circuit est normalement ouvert, mais se ferme lorsque l'usure atteint un certain point et rapproche ainsi deux extrémités électriques.
Une telle solution est coûteuse puisqu'elle ajoute un circuit électrique au véhicule. En outre, ce circuit est délicat et fragile en fonctionnement, ce qui peut entraîner des défauts de détections et ainsi impacter la sécurité du véhicule.
RESUME DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de fournir une solution pour la détection de l'usure des plaquettes de frein, palliant au moins partiellement les inconvénients précités .
Plus particulièrement, l'invention vise à fournir une solution qui soit adaptés à la détermination, par le conducteur du véhicule, d'un niveau d'usure des plaquettes, afin que celui-ci puisse immédiatement prendre les décisions adéquates. Cette solution est sûre, simple à mettre en œuvre et n' impacte substantiellement pas les coûts de fabrication et de maintenance du véhicule
A cette fin, la présente invention propose un procédé de détection d'un niveau d'usure d'au moins une plaquette de frein dans un véhicule, comportant :
la capture d'un signal acoustique émis par ladite au moins une plaquette de frein par au moins un capteur;
- la transmission par ledit au moins un capteur d'un signal électronique représentatif dudit signal acoustique à un système de calcul; et la détermination par ledit système de calcul à partir dudit signal électronique d'une alarme lorsque ledit signal électronique est identifié comme correspondant à un niveau d'usure prédéterminé.
Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles :
- ladite alarme est déterminée en fonction d'un ensemble de signatures caractéristiques et correspondantes à un niveau d'usure prédéterminé ;
ledit système de calcul effectue une transformation temps/fréquence dudit signal électronique et compare le signal transformé en fréquences avec ledit ensemble de signatures ;
ladite alarme est transmise à un tableau de bord dudit véhicule pour provoquer une alerte, notamment une alerte visuelle, destinée au conducteur dudit véhicule.
Un autre objet de l'invention est relatif à un programme d' ordinateur comportant des instructions de code exécutable pour mettre en œuvre le procédé tel que précédemment décrit.
Un autre objet de l'invention est relatif à un système pour la détection d'un niveau d'usure d'au moins une plaquette de frein pour un véhicule, comportant au moins un capteur disposé sur ledit véhicule de façon à capter un signal acoustique émis par ladite au moins une plaquette de frein, et à le transmettre sous forme de signal électronique à un système de calcul ; ledit système de calcul étant adapté pour déterminer à partir du signal électronique reçu une alarme lorsque ledit signal électronique est identifié comme correspondant à un niveau d'usure prédéterminé.
Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles :
ledit système de calcul est adapté pour déterminer ladite alarme en fonction d'un ensemble de signatures caractéristiques et correspondantes à un niveau d'usure prédéterminé ;
ledit système de calcul dispose de moyens pour effectuer une transformation temps/fréquence dudit signal électronique et de moyens pour comparer le signal transformé en fréquences avec ledit ensemble de signatures ;
ladite au moins une plaquette comporte une première couche positionnée face à disque et prévue pour être mise en frottement avec ledit disque lors d'un freinage, et une seconde couche, située substantiellement sous la première couche et adaptée pour provoquer un signal acoustique caractéristique lorsque mise en frottement avec ledit disque ;
ledit système de calcul est prévu pour transmettre ladite alarme à un tableau de bord dudit véhicule via un réseau de communication, afin de provoquer une alerte, notamment une alerte visuelle, destinée au conducteur dudit véhicule.
D'autres caractéristiques et avantages de 1 ' invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés . BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les figures la, lb, le représentent schématiquement trois modes de réalisation de l'invention mise en œuvre dans un véhicule à 4 roues.
La figure 2 représente schématiquement un exemple d'architecture pour mettre en œuvre.
Les figures 3a et 3b représentent schématiquement deux modes de réalisation d'un couple plaquette/disque pour des dispositifs de freinage, selon des modes de réalisation de l'invention.
Les figures 4a et 4b représentent schématiquement deux exemples de tableaux de bord d'un véhicule, selon un mode de réalisation de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
L'invention est susceptible de s'appliquer à divers types de véhicules. Elle s'applique par exemple à des automobiles, à des camions, camionnettes... mais son principe peut s'adapter à tous véhicules disposant d'un dispositif de freinage à disques.
Les figures la, lb, le illustrent 3 modes de réalisation dans le cadre d'un véhicule à 4 roues de type automobile ou camion, disposant de deux essieux El, E2.
Un tel véhicule possède 1 couple de roues par essieu et donc 4 jeux de plaquettes de frein.
Selon l'invention, au moins un capteur est disposé sur le véhicule de façon à capter le signal acoustique émis par les plaquettes de frein. Ces capteurs peuvent être des microphones classiques dont les caractéristiques techniques permettent de capturer au mieux les fréquences correspondant au son émis par les plaquettes de frein. Ces capteurs peuvent être disposés sous le véhicule, afin d'être au plus près des plaquettes de frein.
Selon un premier mode de réalisation, un capteur unique Ml est disposé sous le véhicule.
Celui-ci peut être disposé près d'un essieu El, comme représenté sur la figure la, afin de capter avec une meilleure qualité le signal acoustique émis par les plaquettes correspondant à cet essieu. Il peut alternativement être disposé plus vers le centre du véhicule afin de capter avec une égale force les signaux acoustiques provenant des quatre plaquettes de frein des essieux El , E2.
Le capteur Ml transmet ensuite un signal électrique SI vers un système de calcul. Ce signal électrique est représentatif du signal acoustique reçu par le capteur. Les capteurs disposent donc, de façon connue en soi, de moyens de conversion acoustique-électriques.
Selon un deuxième mode de réalisation, deux capteurs Ml, M2, sont disposés respectivement à proximité du premier essieu et du second essieu, tel que représenté sur la figure lb. Chaque capteur peut alors capter les signaux acoustiques provenant des deux plaquettes de l'essieu correspondant. Les deux capteurs peuvent être placés le long d'un axe central au véhicule, afin d'avoir un équilibre entre les signaux acoustiques provenant de la gauche et de la droite du véhicule.
Les deux capteurs peuvent alternativement être situés plus vers le centre du véhicule mais être directionnel de sorte à capter avec une bonne résolution et qualité les signaux acoustiques provenant des plaquettes correspondantes . Chaque capteur, Ml, M2, transmet un signal électrique, respectivement SI, S2, vers un système de calcul CPU.
Selon un troisième mode de réalisation, quatre capteurs Ml, M2, M3, M4 sont disposés à proximité de chacune des plaquettes de véhicule, tel que représenté sur la figure le. Alternativement, ils peuvent être situé dans un emplacement plus central mais être directionnel de sorte à capturer avec une bonne résolution et qualité les signaux acoustiques provenant des plaquettes correspondantes.
Chaque capteur, Ml, M2, M3, M4 transmet un signal électrique, respectivement SI, S2, S3, S4 vers un système de calcul CPU, chaque signal électrique étant représentatif du signal acoustique capturé par le capteur correspondant.
Le système de calcul CPU est adapté pour déterminer automatiquement, à partir du signal électronique reçu, composé d'une ou plusieurs composantes SI, S2, S3, S4, une alarme lorsque ledit signal électronique est identifié comme correspondant à un niveau d'usure prédéterminé.
Ce système de calcul peut être dédié aux mécanismes de l'invention, mais il peut aussi s'agir d'un système mutualisé avec d'autres fonctionnalités mises en œuvre dans le véhicule. Notamment, il peut s'agir du contrôleur multimédia ou du contrôleur gérant les fonctionnalités du tableau de bord ou tout autre contrôleur présent dans le véhicule. L'avantage d'utiliser un tel calculateur est que celui-ci est déjà présent dans le véhicule et qu'il n'est alors pas nécessaire de prévoir un calculateur supplémentaire .
Le système de calcul peut être programmé pour déterminer une alarme lorsque les signaux électriques reçus sont identifiés comme correspondant à un cas d'alarme, c'est-à-dire à des signaux caractéristiques d'un niveau d'usure prédéterminé.
La prédétermination d'un niveau d'usure consiste à prendre en compte le fait que l'usure est un phénomène progressif et qu' il faut donc décider, pour chaque type de véhicule, un seuil à partir duquel une alarme doit être déterminée. Cette décision peut dépendre notamment du type de plaquette de frein, et de diverses informations relatives aux véhicules (poids...) . Il peut être également prévu différents niveaux d'usure, chacun associé à une alarme de criticité différente.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'alarme est déterminée en fonction d'un ensemble de signatures caractéristiques et correspondantes à un niveau d'usure prédéterminé.
Dans le cas où plusieurs niveaux d'usures sont prévus, un ensemble de signatures peut être prévus pour chaque niveau. Ces ensembles peuvent être réduits à une unique signature, mais peuvent en comprendre également plusieurs afin d'apporter une meilleure robustesse au mécanisme de détermination mis en œuvre par le système de calcul .
La figure 2 schématise un exemple d'architecture fonctionnelle du traitement mis en place par ce contrôleur CPU dans le cadre de cette mise en œuvre.
Selon cette mise en œuvre, le système de calcul CPU effectue automatiquement :
une transformation temps/fréquence des signaux électroniques reçus. Cette transformation correspond à la fonction FFT (pour « Fast Fourier Transform ») sur la figure ;
puis une comparaison du signal transformé en fréquences avec le ou les ensembles de signatures stockées dans une base de données DB, dans la fonction « Cmp ». Cette fonction génère une alarme si les signaux reçus correspondent à une des signatures.
Selon cette mise en œuvre, les signatures sont donc des signatures fréquentielles , et la comparaison peut être effectuée par un algorithme de corrélation dans le domaine fréquentiel. Il peut notamment s'agir de déterminer qu'une ou plusieurs fréquences caractéristiques d'un niveau d'usure dépassent, en intensité, un seuil prédéterminé.
L'invention n'est toutefois pas dépendante d'un algorithme et d'une méthodologie particulière pour effectuer la détermination d'un cas d'alarme.
L'invention repose donc sur l'idée que le bruit généré par une plaquette de frein dépend de son degré d'usure, et qu'en analysant correctement ce bruit, on peut déterminer de façon automatique si une plaquette est usée ou non, et éventuellement à quel degré d'usure elle se trouve .
Le bruit peut être généré directement par l'usure de tout type de plaquettes, mais selon un mode de réalisation l'invention, des plaquettes adaptées peuvent être prévues pour renforcer la robustesse du mécanisme.
Plusieurs adaptations peuvent être envisageables. Les figures 3a et 3b illustrent deux adaptations différentes.
Dans la mise en œuvre illustrée par la figure 3a, une seconde couche 202 est prévue sous une première couche 201 d'usure, positionnée face à un disque 100. La couche d'usure 201 est constituée dans un matériau habituel d'une plaquette de frein.
Le freinage est réalisé par pression du piston 300 sur le corps de la plaquette de frein 200 qui vient ainsi en frottement contre le disque 100, solidaire du moyeu de la roue (non représenté) .
Le frottement entraine l'usure de la seconde couche 201 qui vient ainsi à diminuer. Lorsque l'usure atteint la cote h correspond à l'épaisseur initiale de la première couche 201, le freinage entraine la mise en frottement du disque 100 avec la seconde couche 202.
Cette seconde couche 202 est réalisée dans un matériau spécifique, distinct de celui de la première couche 201, et produit un signal acoustique spécifique lors du frottement. Différents matériaux sont possibles et peuvent être prévus afin de répondre aux exigences de sécurité et de fabrication du constructeur du véhicule et de l'équipementier en charge de la fabrication des plaquettes de frein. Cette disposition peut être réalisée par la conception classique d'une plaquette de frein où le patin de frottement (première couche 201) est collé au talon métallique de la plaquette par l'intermédiaire d'une couche d'accrochage (seconde couche 202) dans la mesure où les émissions acoustiques en frottement des deux couches sont distinguables .
La figure 3b illustre une autre mise en œuvre dans laquelle un patin, ou une lamelle, 203 est fixée sur le corps de la plaquette de frein 200. Ce patin (ou lamelle) est positionnée de sorte que la surface la plus proche du disque 100 est située à une distance h de la surface externe de la première couche 201 de la plaquette, positionnée en face du disque 100.
Cette distance h est équivalente à l'épaisseur h de la première mise en œuvre illustrée par la figure 3a et correspond à l'usure nécessaire avant qu'une alarme doive être déterminée. Ainsi, la première couche 201 est usée par le frottement contre le disque 100 lors de chaque freinage et son épaisseur diminue au fil du temps, jusqu'à ce que le patin 203 entre lui aussi en contact avec le disque 100 lors d'un freinage.
Ce patin, tout comme la deuxième couche 202, est constitué d'un matériau distinct du matériau constitutif de la première couche 201. Dans le cas de la réalisation par lamelle, cette dernière sera dimensionnée et orientée de manière à émettre un signal acoustique caractéristique lors du frottement sur le disque 100. Le patin ou la lamelle (203) seront réalisés de façon à ce qu'ils n'endommagent pas le disque 100 lors du frottement sur ce dernier. Ainsi, dans les deux mises en œuvre décrites, un signal acoustique distinct est provoqué lors de la mise en frottement d'une surface, 202, 203, constituée d'un matériau différent de celui de la surface usuelle de frottement 201.
Dès lors, le système de calcul CPU peut discriminer les signaux lui parvenant comme étant représentatifs ou non d'une usure devant générer une alerte. Comme expliqué précédemment, cette discrimination peut se faire à l'aide d'une base de signatures qui peut avoir été fourni préalablement .
D'autres mises en œuvre basées sur ce principe sont envisageables par l'homme du métier et entrent donc dans le périmètre de l'invention.
En outre, il est possible de prévoir plusieurs secondes couches et/ou plusieurs patins et/ou une combinaison de secondes couches 202 et de patins 203. De la sorte, il devient possible de non seulement déterminer un cas d'alerte, mais également de déterminer plusieurs niveaux d'alerte : par exemple, il est possible de déterminer un premier niveau correspondant à un conseil au conducteur de faire réviser le véhicule prochainement, et un second niveau correspondant à un criticité importante mettant en danger le véhicule et ses passagers.
Bien évidemment, il est possible de prévoir plus que 2 niveaux.
Le matériau de la seconde couche 202 ou du patin (ou les caractéristiques de la lamelle) 203 peut être tel que les signaux acoustiques produits ne soient pas audibles pour les passagers du véhicule ni engendre de gêne autour du véhicule. Il peut en outre être prévu pour ne pas générer d'ultrasons de nature à gêner les animaux.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de calcul CPU peut n'être opérationnel que pendant la phase de freinage du véhicule. Le système de calcul CPU peut être informé que le véhicule est en phase de freinage par la remontée d' informations via le réseau de contrôle du véhicule auquel il est connecté. Ce réseau peut être un bus « CAN » (pour « Controller Area Network » en langue anglaise), tel que normalisé par le standard ISO 11898.
Ce mode de réalisation permet d'économiser les ressources du système de calcul CPU en évitant des calculs inutiles (calculs de transformée en fréquences, comparaison avec la base de signatures...) et en évitant d'éventuels fausses alertes en cas de bruits parasites correspondant par hasard à une signature.
Lorsqu'une alarme est déterminée par le système de calcul, celle-ci peut être transmise au tableau de bord TB du véhicule, afin de provoquer une alerte destinée au conducteur. Cette alarme peut être transmise via un réseau de communication bc, qui peut le réseau CAN précédemment évoqué . L'alerte peut être visuelle, en allumant un indicateur spécifique sur le tableau de bord, mais elle peut être remplacée ou accompagnée d'une alerte auditive.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'alarme est transmise au tableau de bord qu'après la survenance de plusieurs alarmes. Cette mise en œuvre évite les erreurs et fausses alertes, en ne transmettant l'alarme que si celle-ci est détectée pour plusieurs phases de freinage consécutives ou suffisamment proches.
Les figures 4a et 4b schématisent deux tableaux de bord selon des mises en œuvre particulières de l'invention.
Dans l'exemple de la figure 4a, un indicateur unique IND est prévu pour présenter l'alerte visuelle au conducteur, par la présence d'un signal lumineux. Ce signal lumineux peut être continu, alternatif, et de différentes couleurs, afin de permettre la visualisation de plusieurs niveaux d'alerte.
Dans l'exemple de la figure 4b, plusieurs indicateurs IND1, IND2, IND3, IND4 sont représentés, chaque indicateur étant associé à une plaquette de frein. De la sorte, le conducteur peut savoir quelle plaquette de frein est à la source de l'alerte.
De la même façon que précédemment, chaque signal lumineux peut être continu, alternatif, et de différentes couleurs, afin de permettre la visualisation de plusieurs niveaux d'alerte.
La détermination de quelle plaquette est à l'origine d'une alarme est immédiate dans le cas de la mise en œuvre illustrée par la figure le : chaque signal électronique SI, S2, S3, S4 peut être traité séparément par le système de calcul CPU et générer des alarmes spécifiques à la plaquette de frein correspondante. Un mode de réalisation particulier peut prévoir des matériaux différents pour les secondes couches 202 ou patins 203 des différentes plaquettes de sorte qu'avec un nombre limité de capteur, voire avec un unique capteur Ml comme dans la mise en œuvre illustrée par la figure la, il est possible pour le système de calcul de déterminer quelle est la plaquette de frein à l'origine de l'alarme.
Cette information peut être transmise vers le tableau de bord, afin que l'indicateur approprié IND1, IND2, IND3, IND4 soit déclenché.
Le système de calcul CPU peut également être prévu pour ne transmettre l'alarme que si plusieurs alarmes sont déterminées. Ce mode de réalisation permet d'éliminer des cas de fausses alertes en ne remontant que des cas d'usure avérés. Ainsi, on peut prévoir un nombre minimum de phases de freinage provoquant une alerte avant de transmettre l'alerte vers le tableau de bord. Une alerte isolée peut ainsi être filtré et éliminé.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et au mode de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détection d'un niveau d'usure d'au moins une plaquette de frein dans un véhicule, comportant
- la capture d'un signal acoustique émis par ladite au moins une plaquette de frein par au moins un capteur (Ml, M2, M3, M4) ;
la transmission par ledit au moins un capteur d'un signal électronique (SI, S2, S3, S4) représentatif dudit signal acoustique à un système de calcul (CPU) ; et la détermination par ledit système de calcul à partir dudit signal électronique (SI, S2, S3, S4) d'une alarme lorsque ledit signal électronique est identifié comme correspondant à un niveau d'usure prédéterminé.
2. Procédé selon la revendication précédente, dans ladite alarme est déterminée en fonction d'un ensemble de signatures caractéristiques et correspondantes à un niveau d'usure prédéterminé.
3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit système de calcul effectue une transformation temps/fréquence dudit signal électronique et compare le signal transformé en fréquences avec ledit ensemble de signatures.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite alarme est transmise à un tableau de bord dudit véhicule pour provoquer une alerte, notamment une alerte visuelle, destinée au conducteur dudit véhicule .
5. Programme d'ordinateur comportant des instructions de code exécutable pour mettre en œuvre le procédé selon une des revendications précédentes.
6. Système pour la détection d'un niveau d'usure d'au moins une plaquette de frein pour un véhicule, comportant au moins un capteur (Ml, M2, M3, M4) disposé sur ledit véhicule de façon à capter un signal acoustique émis par ladite au moins une plaquette de frein, et à le transmettre sous forme de signal électronique (SI, S2, S3, S4) à un système de calcul (CPU); ledit système de calcul étant adapté pour déterminer à partir du signal électronique reçu une alarme lorsque ledit signal électronique est identifié comme correspondant à un niveau d'usure prédéterminé.
7. Système selon la revendication précédente, dans lequel ledit système de calcul est adapté pour déterminer ladite alarme en fonction d'un ensemble de signatures caractéristiques et correspondantes à un niveau d'usure prédéterminé.
8. Système selon la revendication précédente, dans lequel ledit système de calcul dispose de moyens pour effectuer une transformation temps/fréquence dudit signal électronique et de moyens pour comparer le signal transformé en fréquences avec ledit ensemble de signatures.
9. Système selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel ladite au moins une plaquette comporte une première couche positionnée face à disque et prévue pour être mise en frottement avec ledit disque lors d'un freinage, et une seconde couche, située substantiellement sous la première couche et adaptée pour provoquer un signal acoustique caractéristique lorsque mise en frottement avec ledit disque.
10. Système selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel ledit système de calcul (CPU) est prévu pour transmettre ladite alarme à un tableau de bord (TB) dudit véhicule via un réseau de communication (bc) , afin de provoquer une alerte, notamment une alerte visuelle, destinée au conducteur dudit véhicule.
PCT/FR2015/053297 2014-12-23 2015-12-02 Détection automatique d'un niveau d'usure d'une plaquette de frein WO2016102793A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1463191A FR3030421B1 (fr) 2014-12-23 2014-12-23 Detection automatique d'un niveau d'usure d'une plaquette de frein
FR1463191 2014-12-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016102793A1 true WO2016102793A1 (fr) 2016-06-30

Family

ID=52737275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2015/053297 WO2016102793A1 (fr) 2014-12-23 2015-12-02 Détection automatique d'un niveau d'usure d'une plaquette de frein

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3030421B1 (fr)
WO (1) WO2016102793A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112477839A (zh) * 2021-01-08 2021-03-12 山东理工大学 磁阻式汽车刹车片厚度检测结构
IT202200019035A1 (it) 2022-09-16 2024-03-16 Fca Italy Spa “procedimento per ridurre o eliminare il rumore generato dai freni di un autoveicolo”

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10539200B2 (en) 2017-09-27 2020-01-21 Robert Bosch Gmbh Sound-based brake wear detection for vehicle braking systems

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4266633A (en) * 1979-03-08 1981-05-12 Safety Research & Engineering Corporation Brake wear warning system
GB2266567A (en) * 1992-04-30 1993-11-03 Daimler Benz Ag Brake-pressure control device for optimising the brake-lining wear in a motor vehicle.
WO2013011490A1 (fr) * 2011-07-21 2013-01-24 Compound Technology (Proprietary) Limited Capteur d'usure acoustique

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4266633A (en) * 1979-03-08 1981-05-12 Safety Research & Engineering Corporation Brake wear warning system
GB2266567A (en) * 1992-04-30 1993-11-03 Daimler Benz Ag Brake-pressure control device for optimising the brake-lining wear in a motor vehicle.
WO2013011490A1 (fr) * 2011-07-21 2013-01-24 Compound Technology (Proprietary) Limited Capteur d'usure acoustique

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112477839A (zh) * 2021-01-08 2021-03-12 山东理工大学 磁阻式汽车刹车片厚度检测结构
IT202200019035A1 (it) 2022-09-16 2024-03-16 Fca Italy Spa “procedimento per ridurre o eliminare il rumore generato dai freni di un autoveicolo”
WO2024057108A1 (fr) 2022-09-16 2024-03-21 Stellantis Europe S.P.A. Procédé de réduction ou d'élimination de bruit généré par des freins de véhicule automobile

Also Published As

Publication number Publication date
FR3030421A1 (fr) 2016-06-24
FR3030421B1 (fr) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016102793A1 (fr) Détection automatique d'un niveau d'usure d'une plaquette de frein
FR2970210A1 (fr) Systeme de regulation de la vitesse d'un vehicule en fonction de l'etat des pneus
WO2016097038A1 (fr) Système d'évaluation de la vitesse d'un pneumatique
EP2539683B1 (fr) Procede d'assistance a la conduite d'un vehicule
FR3029484A1 (fr) Procede d'interaction depuis le volant entre un utilisateur et un systeme embarque dans un vehicule
FR2897811A1 (fr) Procede et dispositif de localisation de la position de roues d'un vehicule
WO2014195604A1 (fr) Procede de detection et d'indication d'usure dissymetrique d'un pneumatique de vehicule
WO2012065659A1 (fr) Procede de localisation des roues d'un vehicule equipe d'un systeme de surveillance de la pression des pneumatiques
EP1324889B1 (fr) Procede de localisation automatique des roues droites et gauches d'un vehicule automobile
WO2010116095A1 (fr) Evaluation d'une deformation peripherique d'un pneumatique en cours d'utilisation
WO2020144241A1 (fr) Identification d'un vehicule a l'arret et de son emplacement
FR3014064A1 (fr) Vehicule automobile equipe d'un dispositif pour detecter des eclaboussures d'eau et procede d'estimation de l'epaisseur d'une couche d'eau sur la route mis en œuvre par le vehicule
FR3028222A1 (fr) Systeme de palette tactile formant une interface homme-machine adapte sur un volant de vehicule
FR3086787A1 (fr) Procede d'identification de sirenes de vehicules prioritaires et d'avertissement d'un conducteur malentendant d'une presence d'un vehicule prioritaire
WO1994003338A1 (fr) Procede et dispositifs de detection de la mise en appui d'un pneumatique sur un appui de securite
WO2018104679A1 (fr) Procédé pour obtenir une information redondante de la vitesse d'un véhicule
WO2017108166A1 (fr) Procede de configuration d'un boitier electronique monte sur une roue d'un vehicule automobile
EP3814153B1 (fr) Procédés de détection et de localisation d'une anomalie thermique pour ensemble monté de véhicule
FR3107744A1 (fr) Détection de filtre dans un système de captation de particules de freinage
FR3106328A1 (fr) Procédé et système pour gérer une manœuvre d’un véhicule automobile en regard d’un emplacement de stationnement par force appliquée
FR2945122A1 (fr) Procede et dispositif d'evaluation de l'usure d'un pneu
FR3091754A1 (fr) Identification d’un véhicule automobile par ses caractéristiques vibratoires
FR2969240A1 (fr) Systeme et procede de controle d'usure de plaquettes de frein
FR3020597A1 (fr) Dispositif de pilotage et de controle d'une action d'ajustement de la pression d'un pneumatique monte sur une roue d'un vehicule automobile
EP2923904B1 (fr) Système de freinage pour une voiture motorisée de véhicule ferroviaire

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15817463

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15817463

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1