EP4680503A1 - Un système de freinage et un véhicule - Google Patents

Un système de freinage et un véhicule

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Publication number
EP4680503A1
EP4680503A1 EP24711190.9A EP24711190A EP4680503A1 EP 4680503 A1 EP4680503 A1 EP 4680503A1 EP 24711190 A EP24711190 A EP 24711190A EP 4680503 A1 EP4680503 A1 EP 4680503A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
braking
slip
threshold
mode
rwu
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP24711190.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julien SASSO
Weiqiao WANG
Alex Patrao Carqueijo
Maxime DEMANDRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Astemo Heilbronn GmbH
Astemo France
Original Assignee
Astemo Heilbronn GmbH
Astemo France
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 Astemo Heilbronn GmbH, Astemo France filed Critical Astemo Heilbronn GmbH
Publication of EP4680503A1 publication Critical patent/EP4680503A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • 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
    • B60T17/221—Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems
    • 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
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/176—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1761—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS responsive to wheel or brake dynamics, e.g. wheel slip, wheel acceleration or rate of change of brake fluid pressure
    • 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
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/88—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means
    • B60T8/885—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means using electrical circuitry
    • 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
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/406—Test-mode; Self-diagnosis

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of electric parking brakes, and in particular to the field of using electric parking brakes during dynamic braking.
  • a parking brake is implemented electrically and/or automatically by an electromechanical unit, also called an electric actuator, associated with one or more of the vehicle's wheels.
  • an electromechanical unit also called an electric actuator
  • a user of the vehicle wishing to engage the parking brake simply needs to press a push button, located for example on the dashboard near the steering wheel, to trigger or terminate the application of the parking brake around the vehicle's wheel.
  • RWU braking mode for "Rear Wheel Unlocker”. It consists of using the parking brake of the rear wheels to accompany dynamic braking of the vehicle. The goal is to apply the brakes of the rear wheels without locking them. More precisely, in the event of a wheel locking, the brake is released to unlock the wheel, then it is re-tightened, etc.
  • This control mode is inspired by the hydraulic anti-lock braking system marketed under the ABS brand, but differs in that it uses the electric control of the brake motor.
  • the RWU braking mode consists of performing the following operations in a loop: - if the slip is below a first predetermined threshold, called the “low threshold”, progressive application of the brake until the slip becomes above this low threshold, - if the slip is greater than a second predetermined threshold, called the “high threshold”, greater than the low threshold, progressive release of the brake until the slip becomes lower than this high threshold, - if the slip is greater than the low threshold and less than the high threshold, maintaining the tightening at its current level.
  • the thresholds depend on the vehicle model. They must be set empirically by carrying out full-scale tests on each vehicle model or at least on the model in a range that is most representative of it. These parameters are set so that the vehicle complies with the legal requirements both on wet roads, considered slippery, and on dry roads, considered grippy. In short, setting the parameters for the RWU braking mode amounts to an intermediate calibration that achieves a compromise between very different braking conditions.
  • RWU braking mode One problem with the RWU braking mode is that this compromise is not compatible with a search for braking optimization according to the road condition. Another problem is that the parameters of the RWU braking mode, in particular the thresholds, must be set empirically for each new vehicle model.
  • An object of the invention is a method for dynamically braking a rear wheel of a vehicle equipped with an electric parking brake, by implementing an RWU braking mode, the RWU braking mode being ensured by controlling the parking brake in compliance with the following rules, while the slippage of the wheel is measured: - if the slip is less than a first predetermined threshold, progressive application of the brake until the slip becomes greater than this first threshold, - if the slip is greater than a second predetermined threshold, greater than the first threshold, progressive release of the brake until the slip becomes lower than this second threshold, - if the slip is greater than the first threshold and less than the second threshold, maintaining the tightening at its current level, the method being characterized in that it consists of executing at least the following three steps during each dynamic braking request: - test: application of a test tightening at a predetermined test tightening level, then waiting for an observation period, then measuring the slip, - selection: if the measured slip is greater than a predetermined trigger value, selection of an intermittent
  • An advantage of the method according to the invention is that the braking mode selected for actuating the parking brake is adapted to the road condition. If the road is dry, RWU braking is applied, while if the road is wet, intermittent braking is applied.
  • Another advantage is that the parameters such as trigger value and thresholds are valid for a vehicle category, i.e. valid for different vehicle models with similar masses and dimensions. The scope of each category is, however, limited.
  • slip is understood to mean that the translation speed of the wheel is greater than its rotation speed multiplied by its diameter.
  • a method for measuring slip is known from document FR2903063A1.
  • the measurement of the slip of a rear wheel consists of a comparison of the rotation speeds of the rear wheel and a front wheel located on the same side of the vehicle as the rear wheel. This comparison can be expressed as a percentage of speed.
  • the observation duration of the test step is between 20ms and 100ms.
  • the intermittent braking mode is carried out at a braking level higher than the test braking level.
  • the intermittent braking mode consists of executing the following steps in a loop: - additional waiting for a predetermined latency period, - braking in accordance with the following rules, while the wheel slip is measured: > if the slip is below the first threshold, apply moderate tightening for a short braking period, > if the slip is greater than the second threshold, apply a progressive loosening until the slip becomes less than the second threshold, > if the slip is greater than the first threshold and less than the second threshold, maintain the tightening at its current level.
  • the latency duration is between 20ms and 100ms.
  • the brief braking duration is between 10ms and 100ms.
  • the first threshold is between 0.01 and 0.05.
  • the second threshold is between 0.03 and 0.07.
  • the predetermined trigger value is zero.
  • the choice between zero and a non-zero but low value, e.g. 0.01, for the trigger value depends mainly on the parking brake.
  • the method comprises a preliminary step of choosing a set of parameters according to the slip measured during the test step, from among these different sets of parameters.
  • the progress of the method continues by returning to the test step.
  • An advantage of returning to the test stage, if conditions permit, is to select a parameter set more suited to the road condition, for example because the vehicle has left a wet area of the roadway.
  • Another object of the invention is a braking system, characterized in that it comprises means capable of implementing the method as described above.
  • Another subject of the invention is a motor vehicle, characterized in that it comprises at least one braking system according to the invention.
  • the top curve represents, as a function of time, the current 1 flowing in the motor of an electric rear wheel brake (not shown).
  • This current 1 translates the resistance encountered by the motor, therefore in particular the clamping force exerted by this brake on the wheel when the clamping member (not shown) is in contact with the friction member (not shown).
  • the curve below represents, as a function of time, the slip 2 of the wheel.
  • the time scales are synchronized between the two curves, so that the effect of current 1 on slip 2 at a given time is directly visible.
  • the electric current 1 of the motor passes through a peak 5 which corresponds to the brake being released and set in motion.
  • the current 1 then remains at a plateau 6, which corresponds to the movement of parts used to take up the functional clearance between the clamping member and the friction member of the brake, until at time t2, the brake reaches a position of contact of its clamping member against its friction member, a position from which a clamping force occurs.
  • the wheel then begins to undergo a slowdown which results in a slip 2.
  • the low threshold 3 and the high threshold 4 have been previously set depending on the vehicle model.
  • the brake application increases, the slowing down of the wheel increases.
  • the slip 2 of the wheel crosses the low threshold 3, the brake application force is stopped.
  • the application maintained in place, advantageously by an irreversible mechanism for converting the rotational movement of the motor into a translational movement of a brake pad application member on a brake disc, continues to produce its effect and the slip 2 of the wheel continues to increase. It crosses the high threshold 4 at time t4.
  • the parking brake contributed to the dynamic braking of the vehicle by preventing the wheel from locking.
  • the brake is applied and released several times, so the wheel is locked and unlocked several times, without slip 2 ever stabilizing in the desired interval between low threshold 3 and high threshold 4.
  • the top curve shows the variations of the electric current 7 in the brake motor.
  • the middle curve shows the variations of the wheel slip 8.
  • Braking does occur, of course, but in a way that the invention allows to be optimized.
  • the tightening is not increased here until the low threshold 3 is crossed. It increases only for a short observation period, up to a time tt3, at which time the slip 13 has not yet reached the level that was reached at time t3 in the previous examples.
  • the slip 13 at time tt3 is either zero, if the road is sufficiently grippy, or very low, if the road is sufficiently slippery, but it is in all cases very small and significantly lower than the low threshold 3 of slip 13.
  • the difference between times tt2 and tt3 or a cap on the current 12 delivered to the motor during this test step has been chosen in advance.
  • the braking applied at time tt3 is therefore at a predetermined test clamping level.
  • the clamping is then maintained at the same level, without releasing the brake, until time tt4, spaced tt3 apart by a predetermined observation time.
  • the slip 13 at time tt4 is either zero, if the road is sufficiently grippy, or slight, if the road is sufficiently slippery, but it is in all cases moderate and lower than the low threshold 3 of slip 13.
  • the observation period which defines time tt4 was previously chosen. At time tt4, the slip 13 is observed.
  • the slip 13 at time tt4 is always zero, therefore less than the trigger value 14. We therefore choose the RWU braking mode.
  • the wheel is braked according to the braking mode thus selected, i.e. here the RWU braking mode.
  • the braking operation according to the RWU mode is not described again here since it is the subject of the . It is observed on the , where RWU braking follows the testing and selection steps just described.
  • the selection step which follows the test step leads to retaining the intermittent braking mode, the sequence of which is illustrated by the .
  • Intermittent braking consists of the following two stages of waiting and braking: - waiting for a predetermined latency time of 16, - braking in accordance with the following rules, while the wheel slip is measured: > if the slip is below the low threshold 3, apply moderate tightening for a short braking period, > if the slip is greater than the high threshold 4, apply a progressive loosening until the slip becomes lower than the high threshold 4, > if the slip is greater than the low threshold 3 and less than the high threshold 4, maintain the tightening at its current level.
  • the waiting step is carried out for a predetermined latency period 16: the clamping is maintained as is, without modification, and the slip is measured at the end of the latency period 16, at time tt5.
  • the difference between times tt4 and tt5 corresponds to the latency period 16.
  • the latency duration 16 allows to observe the effect of the tightening on the brake and to avoid that, as in the examples of and 3, the delayed effect of braking does not accumulate with its increase and causes an overflow of the slip.
  • braking is applied in accordance with the following rules, while wheel slip continues to be measured: - if the slip is below the low threshold 3, application of moderate tightening for a short braking duration, - if the slip is greater than the high threshold 4, apply a progressive loosening until the slip becomes lower than the high threshold 4, - if the slip is greater than the low threshold 3 and less than the high threshold 4, maintaining the tightening at its current level.
  • the waiting step is resumed for the latency period 16, to give the wheel time to undergo the effects of the moderate braking it has just undergone.
  • the slip measurement is performed again at the end of the latency period 16, at a time tt7.
  • the latency period 16 between tt6 and tt7 is equal to the latency period 16 between tt4 and tt5.
  • the tightening is maintained at its current level, without moving the motor.

Landscapes

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Abstract

Un procédé de freinage dynamique d'une roue arrière de véhicule équipée d'un frein de stationnement électrique, par mise en œuvre d'un mode de freinage RWU, le mode de freinage RWU étant assuré en commandant le frein de stationnement en respectant les règles suivantes, alors que le glissement (13) de la roue est mesuré : - si le glissement (13) est inférieur à un premier seuil (3) prédéterminé, serrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement (13) devienne supérieur à ce premier seuil (3), - si le glissement (13) est supérieur à un deuxième seuil (4) prédéterminé, supérieur au premier seuil (3), desserrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement (13) devienne inférieur à ce deuxième seuil (4), - si le glissement (13) est supérieur au premier seuil (3) et inférieur au deuxième seuil (4), maintien du serrage à son niveau courant, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à exécuter au moins les trois étapes suivantes lors de chaque demande de freinage dynamique : - test : application d'un serrage de test à un niveau de serrage de test prédéterminé, puis attente pendant une durée d'observation, puis mesure du glissement (13), - sélection : si le glissement (13) mesuré est supérieur à une valeur de déclenchement prédéterminée, sélection d'un mode de freinage intermittent, sinon, sélection du mode de freinage RWU et - freinage : actionnement du frein de stationnement dans le mode sélectionné lors de l'étape de sélection.

Description

    Un système de freinage et un véhicule
  • La présente invention se rapporte au domaine technique des freins de stationnement électriques, et notamment au domaine de l'utilisation des freins de stationnement électriques lors d'un freinage dynamique.
  • Comme décrit dans le document US 7 744 166, un frein de stationnement est mis en œuvre de manière électrique et/ou automatique par une unité électromécanique, encore appelée actionneur électrique, associée à une ou plusieurs des roues du véhicule. Ainsi, un utilisateur du véhicule désireux d'enclencher le frein de stationnement a simplement besoin d'appuyer sur un bouton poussoir, situé par exemple sur le tableau de bord près du volant, pour déclencher ou terminer le serrage du frein de stationnement autour de la roue du véhicule.
  • On connaît déjà le mode de freinage RWU, pour « Rear Wheel Unlocker ». Il consiste à utiliser le frein de stationnement des roues arrières pour accompagner un freinage dynamique du véhicule. Le but est de serrer les freins des roues arrières sans les bloquer. Plus précisément, en cas de blocage d'une roue, on desserre le frein pour débloquer la roue, puis on le resserre, etc. Ce mode de commande est inspiré de l'antiblocage de roues hydraulique commercialisé sous la marque ABS, mais s'en distingue par le fait qu'il utilise la commande électrique du moteur du frein.
  • Depuis que le frein de stationnement est à commande électrique, la présence de moyens de mise en œuvre du mode de freinage RWU est devenue une exigence courante des constructeurs automobiles.
  • De manière plus précise, le mode de freinage RWU consiste à exécuter en boucle les opérations suivantes :
    - si le glissement est inférieur à un premier seuil prédéterminé, dit « seuil bas », serrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement devienne supérieur à ce seuil bas,
    - si le glissement est supérieur à un deuxième seuil prédéterminé, dit « seuil haut », supérieur au seuil bas, desserrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement devienne inférieur à ce seuil haut,
    - si le glissement est supérieur au seuil bas et inférieur au seuil haut, maintien du serrage à son niveau courant.
  • Les seuils dépendent du modèle de véhicule. Il faut les fixer de manière empirique en procédant à des tests grandeur nature sur chaque modèle de véhicule ou au moins sur le modèle d'une gamme le plus représentatif de celle-ci. Ces paramètres sont fixés de manière que le véhicule respecte les obligations légales tant sur route mouillée, considérée comme glissante, que sur route sèche, considérée comme adhérente. En somme, la fixation des paramètres du mode de freinage RWU revient à un calibrage intermédiaire qui réalise un compromis entre des conditions de freinage très différentes.
  • Un problème du mode de freinage RWU est que ce compromis n'est pas compatible avec une recherche d'optimisation du freinage en fonction de l'état de la route. Un autre problème est que les paramètres du mode de freinage RWU, notamment les seuils, doivent être fixés empiriquement pour chaque nouveau modèle de véhicule.
  • Un objet de l'invention est un procédé de freinage dynamique d'une roue arrière de véhicule équipée d'un frein de stationnement électrique, par mise en œuvre d'un mode de freinage RWU, le mode de freinage RWU étant assuré en commandant le frein de stationnement en respectant les règles suivantes, alors que le glissement de la roue est mesuré :
    - si le glissement est inférieur à un premier seuil prédéterminé, serrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement devienne supérieur à ce premier seuil,
    - si le glissement est supérieur à un deuxième seuil prédéterminé, supérieur au premier seuil, desserrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement devienne inférieur à ce deuxième seuil,
    - si le glissement est supérieur au premier seuil et inférieur au deuxième seuil, maintien du serrage à son niveau courant,
    le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à exécuter au moins les trois étapes suivantes lors de chaque demande de freinage dynamique :
    - test : application d'un serrage de test à un niveau de serrage de test prédéterminé, puis attente pendant une durée d'observation, puis mesure du glissement,
    - sélection : si le glissement mesuré est supérieur à une valeur de déclenchement prédéterminée, sélection d'un mode de freinage intermittent, sinon, sélection du mode de freinage RWU et
    - freinage : actionnement du frein de stationnement dans le mode sélectionné lors de l'étape de sélection.
  • Un avantage du procédé selon l'invention est que le mode de freinage retenu pour actionner le frein de stationnement est adapté à l'état de la route. Si la route est sèche, on applique le freinage RWU, tandis que si la route est mouillée, on applique un freinage intermittent. Un autre avantage est que les paramètres tels que valeur de déclenchement et seuils sont valables pour une catégorie de véhicules, c'est-à-dire valables pour différents modèles de véhicule ayant des masses et des dimensions proches. L’étendue de chaque catégorie est toutefois limitée.
  • Dans la présente description, on entend par demande de freinage dynamique une commande de freinage actionnée par le conducteur du véhicule – être humain, automate ou intelligence artificielle – en fonction des besoins de la circulation, alors que le véhicule est en mouvement.
  • Dans la présente description, on entend par glissement le fait que la vitesse de translation de la roue est supérieure à sa vitesse de rotation multipliée par son diamètre. Un procédé de mesure du glissement est connu du document FR2903063A1.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, la mesure du glissement d'une roue arrière consiste en une comparaison des vitesses de rotation de la roue arrière et d'une roue avant et située du même côté du véhicule que la roue arrière. Cette comparaison peut être exprimée en pourcentage de vitesse.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, la durée d'observation de l'étape de test est comprise entre 20ms et 100ms.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, le mode de freinage intermittent est effectué à un niveau de freinage supérieur au niveau de freinage de test.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, le mode de freinage intermittent consiste à exécuter en boucle les étapes suivantes :
    - attente supplémentaire pendant une durée de latence prédéterminée,
    - freinage en respectant les règles suivantes, alors que le glissement de la roue est mesuré :
    > si le glissement est inférieur au premier seuil, application d'un serrage modéré pendant une durée de freinage bref,
    > si le glissement est supérieur au deuxième seuil, application d'un desserrage progressif jusqu'à ce que le glissement devienne inférieur au deuxième seuil,
    > si le glissement est supérieur au premier seuil et inférieur au deuxième seuil, maintien du serrage à son niveau courant.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, la durée de latence est comprise entre 20ms et 100ms.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, la durée de freinage bref est comprise 10ms et 100ms.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, le premier seuil est compris entre 0.01 et 0.05.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, le deuxième seuil est compris entre 0.03 et 0.07.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, la valeur de déclenchement prédéterminée est zéro.
  • Le choix entre zéro et une valeur non nulle, mais faible, par exemple 0,01, pour la valeur de déclenchement dépend essentiellement du frein de stationnement.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, différents jeux de paramètres pour le mode de freinage RWU et/ou le mode de freinage intermittent ont été préalablement préparés, permettant de freiner différemment selon l’état d'adhérence de la route et donc d'appliquer différents modes de freinage RWU et/ou de freinage intermittent adaptés à ces différents états d'adhérence, et le procédé comprend une étape préliminaire de choix d'un jeu de paramètres en fonction du glissement mesuré lors de l’étape de test, parmi ces différents jeux de paramètres.
  • Un avantage d'utiliser différents jeux de paramètres est donc qu'on optimise le mode de freinage qui sera appliqué en fonction de l'état d'adhérence de la route, que ce mode de freinage soit de type RWU ou de type intermittent.
  • Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de freinage dynamique, dans le cas où, pendant un freinage RWU, le glissement est supérieur au premier seuil et inférieur au deuxième seuil, alors le déroulement du procédé se poursuit par retour à l'étape de test.
  • Un avantage du retour à l'étape de test, si les conditions le permettent, est de sélectionner un jeu de paramètres plus adapté à l’état de la route, par exemple parce que le véhicule a quitté une zone humide de la chaussée.
  • Un autre objet de l'invention est un système de freinage, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens aptes à mettre en œuvre le procédé tel que décrit ci-dessus.
  • Un autre objet de l'invention est un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système de freinage selon l'invention.
    • Brève description des figures
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles :
  • est une représentation graphique du courant électrique circulant dans un frein de stationnement et du glissement d'une roue équipée de ce frein, pour un freinage RWU selon l'état de la technique, dans un premier exemple de freinage dynamique sur route sèche,
  • est une représentation graphique du courant électrique circulant dans un frein de stationnement et du glissement d'une roue équipée de ce frein, pour un freinage RWU selon l'état de la technique, dans un deuxième exemple de freinage dynamique, sur route mouillée,
  • est un graphe des mesures effectuées sur un véhicule en cours de freinage dynamique, lors d'un freinage RWU dans le cas du deuxième exemple,
  • est une représentation graphique du courant électrique et du glissement lors d'une étape de test d'un procédé selon l'invention, sur route sèche,
  • est une représentation graphique du courant électrique et du glissement lors d'une étape de freinage d'un procédé selon l'invention, sur route sèche,
  • est une représentation graphique du courant électrique et du glissement lors d'une étape de test d'un procédé selon l'invention, sur route mouillée,
  • est une représentation graphique du courant électrique et du glissement lors d'une étape de freinage d'un procédé selon l'invention, sur route mouillée,
  • est un graphe des mesures effectuées sur un véhicule en cours de freinage dynamique, lors d'un freinage selon le procédé de l'invention, sur route mouillée.
    •  Description détaillée
  • Sur la et les figures suivantes 3 à 7, on a dessiné deux courbes l'une au-dessus de l'autre. La courbe du dessus représente, en fonction du temps, le courant 1 circulant dans le moteur d'un frein électrique de roue arrière (non représentée).
  • Ce courant 1 traduit la résistance rencontrée par le moteur, donc notamment l'effort de serrage exercé par ce frein sur la roue lorsque l'organe de serrage (non représenté) est au contact de l'organe de friction (non représenté).
  • La courbe du dessous représente, en fonction du temps, le glissement 2 de la roue. Les échelles de temps sont synchronisées entre les deux courbes, de sorte que l'effet du courant 1 sur le glissement 2 à un instant donné est directement visible.
  • À l'instant t0, aucun effort de freinage n'est exercé. La roue ne glisse pas du tout mais roule sur la chaussée.
  • À l'instant t1, on commence à serrer le frein selon le mode de freinage RWU, dont on rappelle qu'il respecte les règles suivantes :
    - si le glissement 2 est inférieur à un premier seuil 3 prédéterminé, dit « seuil bas 3 », serrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement 2 devienne supérieur à ce premier seuil 3,
    - si le glissement 2 est supérieur à un deuxième seuil 4 prédéterminé, dit « seuil haut 4 », supérieur au seuil bas 3, desserrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement 2 devienne inférieur au seuil haut,
    - si le glissement 2 est compris entre les deux seuils, maintien du serrage à son niveau courant.
  • Le courant 1 électrique du moteur passe par un pic 5 qui correspond au décollage du frein et à sa mise en mouvement. Le courant 1 reste ensuite en plateau 6, ce qui correspond au mouvement de pièces servant à rattraper le jeu fonctionnel entre l'organe de serrage et l'organe de friction du frein, jusqu'à ce qu'à l'instant t2, le frein atteigne une position de contact de son organe de serrage contre son organe de friction, position à partir de laquelle un effort de serrage se produit. La roue commence alors à subir un ralentissement qui se traduit par un glissement 2.
  • On a préalablement fixé le seuil bas 3 et le seuil haut 4 en fonction du modèle de véhicule.
  • À mesure que le serrage du frein croit, le ralentissement de la roue croit. Lorsqu'à l'instant t3, le glissement 2 de la roue franchit le seuil bas 3, on stoppe l'effort de serrage du frein. Le serrage maintenu en place, avantageusement par un mécanisme irréversible de conversion du mouvement de rotation du moteur en un mouvement de translation d’un organe d’application de patin de frein sur un disque de frein, continue de produire son effet et le glissement 2 de la roue poursuit son augmentation. Il franchit le seuil haut 4 à l'instant t4.
  • Lorsque le glissement 2 franchit le seuil haut 4, on enclenche un mouvement de desserrage du frein, en actionnant le moteur du frein en sens inverse. Le courant 1 circulant en sens inverse dans le moteur du frein passe par un pic 5 correspondant à la mise en mouvement. Le glissement 2 de la roue finit par cesser de croître, puis décroit.
  • À l'instant t5, lorsque le glissement 2 passe en dessous du seuil haut 4, on stoppe le desserrage et on maintient le serrage du frein. Le glissement 2 de la roue se stabilise en restant entre le seuil bas 3 et le seuil haut 4.
  • Ainsi, le frein de stationnement a contribué au freinage dynamique du véhicule en évitant le blocage de la roue.
  • Sur la , on a représenté les deux mêmes courbes synchronisées montrant le courant 1 électrique du moteur et le glissement 2 de la roue, sur un exemple de freinage dynamique dans lequel la route est mouillée, donc plus glissante que dans le premier exemple. Une route enneigée ou glacée pourrait aussi être considérée comme glissante.
  • On applique les mêmes opérations que décrit précédemment, à savoir :
    - de l'instant t0 à l'instant t1, serrage du frein jusqu'à l'instant t3, lorsque le glissement 2 dépasse le seuil bas 3,
    - à l'instant t4, desserrage du frein lorsque le glissement 2 dépasse le seuil haut 4.
  • Une difficulté apparait dans ce deuxième exemple, du fait que :
    1/ stopper le serrage à l'instant t3 n'empêche pas le glissement 2 de continuer à monter de manière très sensible, bien au-delà du seuil haut 4 (encadré pointillé contenant t2, t3 et t4), et
    2/ le desserrage du frein provoque le passage du glissement 2 bien en dessous du seuil haut 4, qui est franchi à l'instant t5, mais aussi en dessous du seuil bas 3, qui est franchi à l'instant t6 (encadré pointillé contenant t5 et t6), de sorte que le frein est à nouveau desserré.
  • Dans cet exemple, le frein est serré puis desserré plusieurs fois, donc la roue est bloquée puis débloquée plusieurs fois, sans que le glissement 2 ne se stabilise jamais dans l'intervalle souhaité entre le seuil bas 3 et le seuil haut 4.
  • Sur la , sont représentées trois courbes superposées sur la même échelle de temps, traduisant des mesures effectuées pendant un freinage dynamique.
  • La courbe du dessus montre les variations du courant 7 électrique dans le moteur du frein.
  • La courbe du milieu montre les variations du glissement 8 de la roue.
  • La courbe du dessous montre les variations de la vitesse de rotation 9 de la roue.
  • Comme expliqué en référence à la , du fait que la roue est sans cesse bloquée, puis débloquée, sans atteindre un niveau de glissement 8 modéré compris entre le seuil bas 3 et le seuil haut 4 :
    - le courant 7 dans le moteur atteint de nombreux pics 10 pour la mise en mouvement dudit moteur,
    - le glissement 8 oscille longtemps entre des valeurs extrêmes 11 et zéro,
    - le maximum de la vitesse de rotation 9 de la roue décroit de manière approximativement linéaire, grâce aux petits freinages successifs, mais ces freinages aboutissent chacun au blocage de la roue, puisque sa vitesse est presque nulle entre deux desserrages.
  • Le freinage se produit, certes, mais d'une manière que l'invention permet d'optimiser.
  • Sur la , on a représenté les évolutions du courant 12 et du glissement 13 lors d'une mise en œuvre du procédé selon l'invention.
  • Les opérations aux instants tt0, tt1 et tt2 sont les mêmes que dans l'état de la technique pour les instants t0, t1 et t2.
  • À l'instant tt2, le freinage de la roue commence à se produire.
  • Contrairement aux exemples précédents, le serrage n'est ici pas augmenté jusqu'à franchissement du seuil bas 3. Il croît seulement pendant une courte durée d'observation, jusqu'à un instant tt3, auquel le glissement 13 n'a pas encore atteint le niveau qui avait été atteint à l'instant t3 des exemples précédents. Le glissement 13 à l'instant tt3 est soit nul, si la route est assez adhérente, soit très faible, si la route est assez glissante, mais il est dans tous les cas très petit et nettement inférieur au seuil bas 3 de glissement 13. Afin de garantir que le glissement 13 à l'instant tt3 est très petit, on a choisi préalablement soit l'écart entre les instants tt2 et tt3, soit un plafonnement du courant 12 délivrable au moteur lors de cette étape de test.
  • Le freinage appliqué à l'instant tt3 est donc d'un niveau de serrage de test prédéterminé. Le serrage est ensuite maintenu au même niveau, sans desserrer le frein, jusqu'à un instant tt4, espacé de tt3 d'une durée d'observation prédéterminée.
  • À l'issue de la durée d'observation, c'est-à-dire à l'instant tt4, l'effet du serrage sur la roue se fait sentir et un léger glissement 13 de la roue est mesuré. Là encore, le glissement 13 à l'instant tt4 est soit nul, si la route est assez adhérente, soit faible, si la route est assez glissante, mais il est dans tous les cas modéré et inférieur au seuil bas 3 de glissement 13. Afin de garantir que le glissement 13 à l'instant tt3 est modéré, on a choisi préalablement la durée d'observation qui définit l'instant tt4. À l'instant tt4, on observe le glissement 13.
  • On procède ensuite à un choix lors de l'étape de sélection : si le glissement 13 mesuré à l'instant tt4 est supérieur à une valeur de déclenchement 14 prédéterminée, on sélectionne un mode de freinage intermittent, sinon, on sélectionne le mode freinage classique RWU.
  • Dans l'exemple de la , le glissement 13 à l'instant tt4 est toujours nul, donc inférieur à la valeur de déclenchement 14. On choisit en conséquence le mode de freinage RWU.
  • On applique enfin le freinage à la roue selon le mode de freinage ainsi sélectionné, c'est-à-dire ici le mode de freinage RWU. L'opération de freinage selon le mode RWU n'est pas décrite de nouveau ici puisqu'elle fait l'objet de la . Elle s'observe sur la , où le freinage RWU suit les étapes de test et de sélection qui viennent d'être décrites.
  • Dans l'exemple de la , on applique les mêmes étapes de test et de sélection que dans l'exemple des figures 4 et 5.
  • La différence entre ces deux exemples apparaît à l'instant tt4, où le glissement n'est plus nul. Il est supérieur à la valeur de déclenchement 14 mais toujours modéré et inférieur au seuil bas 3, grâce aux réglages préalables de tt3 et tt4.
  • Dans ce cas, l'étape de sélection qui suit l'étape de test conduit à retenir le mode de freinage intermittent, dont le déroulement est illustré par la .
  • Le freinage intermittent comprend les deux étapes d'attente et de freinage suivantes :
    - attente pendant une durée de latence 16 prédéterminée,
    - freinage en respectant les règles suivantes, alors que le glissement de la roue est mesuré :
    > si le glissement est inférieur au seuil bas 3, application d'un serrage modéré pendant une durée de freinage bref,
    > si le glissement est supérieur au seuil haut 4, application d'un desserrage progressif jusqu'à ce que le glissement devienne inférieur au seuil haut 4,
    > si le glissement est supérieur au seuil bas 3 et inférieur au seuil haut 4, maintien du serrage à son niveau courant.
  • À l'instant tt4, en application du mode de freinage intermittent qui se déclenche, on procède à l'étape d'attente pendant une durée de latence 16 prédéterminée : le serrage est maintenu en l'état, sans modification, et le glissement est mesuré à l'issue de la durée de latence 16, à un instant tt5. L'écart entre les instants tt4 et tt5 correspond à la durée de latence 16.
  • La durée de latence 16 permet d'observer l'effet du serrage sur le frein et d'éviter que, comme dans les exemples des et 3, l'effet retardé du freinage ne se cumule à son accroissement et entraine un débordement du glissement.
  • Ainsi, à l'instant tt5, on applique le freinage en respectant les règles suivantes, alors que le glissement de la roue continue d'être mesuré :
    - si le glissement est inférieur au seuil bas 3, application d'un serrage modéré pendant une durée de freinage bref,
    - si le glissement est supérieur au seuil haut 4 application d'un desserrage progressif jusqu'à ce que le glissement devienne inférieur au seuil haut 4,
    - si le glissement est supérieur au seuil bas 3 et inférieur au seuil haut 4, maintien du serrage à son niveau courant.
  • Dans le cas présent, à l'instant tt5, le glissement est inférieur au seuil bas 3. On applique donc un serrage modéré qui se traduit par l'injection d'un courant qui actionne le moteur du frein, d'abord en pic 17, puis décroissant, jusqu'à un instant tt6 à partir duquel l'accroissement du serrage cesse. Le moteur est simplement laissé dans sa position de serrage.
  • Enfin, conformément à la définition du mode de serrage intermittent, on reprend l'étape d'attente pendant la durée de latence 16, pour donner à la roue le temps de subir les effets du freinage modéré qu'elle vient de subir.
  • La mesure du glissement est effectuée de nouveau à l'issue de la durée de latence 16, à un instant tt7. Dans le cas présent, la durée de latence 16 entre tt6 et tt7 est égale à la durée de latence 16 entre tt4 et tt5.
  • On constate, à l'instant tt7, que le glissement a cru jusqu'à un valeur comprise entre le seuil bas 3 et le seuil haut 4.
  • Conformément à la définition du mode de serrage intermittent, le serrage est maintenu à son niveau courant, sans déplacement du moteur.
  • Puis la boucle du mode de serrage intermittent reprend, par attente pendant la durée de latence 16, puis application de l'action appropriée.
  • Sur la , qui est similaire à la , on voit les mesures de :
    - courant 19 dans le moteur,
    - glissement 20 de la roue et
    - vitesse de rotation 21 de la roue.
  • On constate que grâce au mode de serrage intermittent, le glissement 20 de la roue est mieux maîtrisé et sa vitesse n'oscille plus entre zéro – roue bloquée – et son maximum – roue libre –. Au contraire, la roue n'est presque jamais bloquée et sa vitesse de rotation 21, bornée dans un intervalle plus restreint, décroit plus vite.
  • Ainsi, dans les mêmes conditions que dans l'exemple des figures 2 et 3, on obtient avec le mode de freinage intermittent un arrêt du véhicule en 18 secondes au lieu de 32 secondes, avec une distance de freinage de 132 mètres au lieu de 241 mètres avec une vitesse initiale de 53km/h.
  • L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
    • Liste de références
  • 1 : Courant
    2 : Glissement
    3 : Premier seuil
    4 : Deuxième seuil
    5 : Pic
    6 : Plateau
    7 : Courant
    8 : Glissement
    9 : Vitesse de rotation
    10 : Pics
    11 : Valeurs extrêmes
    12 : Courant
    13 : Glissement
    14 : Valeur de déclenchement
    16 : Durée de latence
    17 : Pic
    19 : Courant
    20 : Glissement
    21 : Vitesse de rotation
    t0 : Aucun effort de freinage exercé
    t1 : Début du serrage du frein
    t2 : Contact de l’organe de serrage contre l’organe de friction
    t3 : Franchissement du seuil bas 3
    t4 : Franchissement du seuil haut 4
    t5 : Franchissement du seuil haut 4
    t6 : Franchissement du seuil bas 3
    tt0 : Aucun effort de freinage n'est exercé
    tt1 : Début du serrage du frein
    tt2 : Contact de l’organe de serrage contre l’organe de friction
    tt3 : Glissement nul ou très faible
    tt4 : Fin de la durée d'observation
    tt5 : Glissement inférieur au seuil bas 3
    tt6 : Cessation de l’accroissement du serrage
    tt7 : Glissement compris entre seuil bas 3 et seuil haut 4
    •

Claims (14)

  1. Procédé de freinage dynamique d'une roue arrière de véhicule équipée d'un frein de stationnement électrique, par mise en œuvre d'un mode de freinage RWU, le mode de freinage RWU étant assuré en commandant le frein de stationnement en respectant les règles suivantes, alors que le glissement (13) de la roue est mesuré :
    - si le glissement (13) est inférieur à un premier seuil (3) prédéterminé, serrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement (13) devienne supérieur à ce premier seuil (3),
    - si le glissement (13) est supérieur à un deuxième seuil (4) prédéterminé, supérieur au premier seuil (3), desserrage progressif du frein jusqu'à ce que le glissement (13) devienne inférieur à ce deuxième seuil (4),
    - si le glissement (13) est supérieur au premier seuil (3) et inférieur au deuxième seuil (4), maintien du serrage à son niveau courant,
    le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à exécuter au moins les trois étapes suivantes lors de chaque demande de freinage dynamique :
    - test : application d'un serrage de test à un niveau de serrage de test prédéterminé, puis attente pendant une durée d'observation, puis mesure du glissement (13),
    - sélection : si le glissement (13) mesuré est supérieur à une valeur de déclenchement (14) prédéterminée, sélection d'un mode de freinage intermittent, sinon, sélection du mode de freinage RWU et
    - freinage : actionnement du frein de stationnement dans le mode sélectionné lors de l'étape de sélection.
  2. Procédé de freinage dynamique selon la revendication 1, dans lequel la mesure du glissement (13) d'une roue arrière consiste en une comparaison des vitesses de rotation de la roue arrière et d'une roue avant et située du même côté du véhicule que la roue arrière.
  3. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la durée d'observation de l'étape de test est comprise entre 20ms et 100ms.
  4. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, dans lequel le mode de freinage intermittent est effectué à un niveau de freinage supérieur au niveau de freinage de test.
  5. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, dans lequel le mode de freinage intermittent consiste à exécuter en boucle les étapes suivantes :
    - attente supplémentaire pendant une durée de latence (16) prédéterminée,
    - freinage en respectant les règles suivantes, alors que le glissement (13) de la roue est mesuré :
    > si le glissement (13) est inférieur au premier seuil (3), application d'un serrage modéré pendant une durée de freinage bref,
    > si le glissement (13) est supérieur au deuxième seuil (4), application d'un desserrage progressif jusqu'à ce que le glissement (13) devienne inférieur au deuxième seuil (4),
    > si le glissement (13) est supérieur au premier seuil (3) et inférieur au deuxième seuil (4), maintien du serrage à son niveau courant (12).
  6. Procédé de freinage dynamique selon la revendication 5, dans lequel la durée de latence (16) est comprise entre 20ms et 100ms.
  7. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel la durée de freinage bref est comprise entre 10ms et 100ms.
  8. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 5, 6 et 7, dans lequel le premier seuil (3) est compris entre 0.01 et 0.05.
  9. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 7 et 8, dans lequel le deuxième seuil (4) est compris entre 0.03 et 0.07.
  10. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9, dans lequel la valeur de déclenchement (14) prédéterminée est zéro.
  11. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10, dans lequel différents jeux de paramètres pour le mode de freinage RWU et/ou le mode de freinage intermittent ont été préalablement préparés, permettant de freiner différemment selon l’état d'adhérence de la route et donc d'appliquer différents modes de freinage RWU et/ou de freinage intermittent adaptés à ces différents états d'adhérence, et le procédé comprend une étape préliminaire de choix d'un jeu de paramètres en fonction du glissement mesuré lors de l’étape de test, parmi ces différents jeux de paramètres.
  12. Procédé de freinage dynamique selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 et 11, dans lequel, dans le cas où, pendant un freinage RWU, le glissement est supérieur au premier seuil et inférieur au deuxième seuil, alors le déroulement du procédé se poursuit par retour à l'étape de test.
  13. Système de freinage, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens aptes à mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 12.
  14. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système de freinage selon la revendication 13.
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