FR2769884A1

FR2769884A1 - Systeme de freinage pour vehicule automobile comportant un mode de freinage assiste

Info

Publication number: FR2769884A1
Application number: FR9713087A
Authority: FR
Inventors: Gabriel Toffolo
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 1999-04-23
Anticipated expiration: 2017-10-20
Also published as: FR2769884B1

Abstract

L'invention propose un système de freinage pour un véhicule automobile dans lequel le conducteur du véhicule commande une décélération imposée par un organe de freinage (12) en actionnant une pédale de frein (14), et du type comportant une unité d'assistance au freinage (18) qui, dans une situation d'urgence, est susceptible de commander l'organe de freinage (12) selon un mode de freinage automatique d'urgence au cours duquel la décélération est maximale,caractérisé en ce que le système de freinage (10) comporte un dispositif de détection d'obstacle (20), et en ce que, lorsque le conducteur actionne la pédale de frein (14) et qu'un obstacle est détecté, l'unité d'assistance (18) commande l'organe de freinage (12) selon un mode de freinage assisté au cours duquel la décélération (Dsf) est suffisante pour assurer l'immobilisation du véhicule avant l'obstacle.

Description

L'invention concerne un système de freinage pour véhicule automobile comportant un mode de freinage assisté.

L'invention concerne plus particulièrement un système de freinage pour un véhicule automobile, du type comportant un organe de freinage qui impose au véhicule une décélération variable, du type dans lequel le conducteur du véhicule commande la décélération imposée par l'organe de freinage en actionnant une pédale de frein, et du type comportant une unité d'assistance au freinage qui, dans une situation d'urgence déterminée en fonction de l'actionnement de la pédale par le conducteur, est susceptible de commander l'organe de freinage selon un mode de freinage automatique d'urgence au cours duquel la décélération est maximale.

Depuis de nombreuses années déjà, il existe des véhicules dont le système de freinage comporte un système d'anti-blocage qui permet d'obtenir une décélération maximale du véhicule sans que les roues ne se bloquent, ce qui permet de conserver la maîtrise de la trajectoire du véhicule en cas de freinage violent. Le système d'anti-blocage permet donc au conducteur, lorsqu'il juge la situation urgente, d'exercer une pression très importante sur la pédale de frein sans avoir le souci de moduler cette pression et en ayant donc pour seule préoccupation de ralentir le plus vite possible son véhicule.

Cependant, des études ont montré que souvent, en situation d'urgence, les conducteurs n'exploitent pas au maximum les capacités du système de freinage car ils n'exercent pas sur la pédale une pression suffisante pour obtenir la décélération maximale. Ceci s'explique aisément sur les véhicules dépourvus d'anti-blocage, car le conducteur cherche alors à conserver la maîtrise de la trajectoire de son véhicule, mais on s'est aperçu que cela était aussi vrai pour les conducteurs de véhicules munis d'un système d'an-ti- blocage.

Or, dans certaines situations ce freinage insuffisant de la part du conducteur fait qu'il ne peut éviter l'obstacle qui le force à ralentir,
Dans le but d'apporter une première solution à ce problème, il a déjà été proposé des systèmes de freinage dans lesquels un calculateur peut, dans une situation d'urgence, provoquer un freinage automatique au cours duquel le véhicule subit la décélération maximale qui est permise par les performances intrinsèques de l'organe de freinage et par l'adhérence de la chaussée. Le freinage automatique d'urgence ainsi réalisé consiste à maintenir une force de freinage telle que les roues sont toujours en limite de blocage.

Pour détecter une situation d'urgence, on se sert généralement d'un capteur qui mesure le degré d'enfoncement de la pédale de frein et/ou la vitesse d'enfoncement de cette pédale par le conducteur.

Généralement, on estime qu'il y a situation d'urgence lorsque la pédale a été enfoncée au delà d'une course de seuil, à une vitesse supérieure à une vitesse de seuil.

Éventuellement, on peut aussi tenir compte de la durée de l'actionnement de la pédale par le conducteur, ou d'autres paramètres encore.

Toutefois, de tels dispositifs ne donnent pas toujours entière satisfaction et conduisent parfois à un freinage excessif du véhicule.

Cela peut être non seulement désagréable pour le conducteur du véhicule et pour ses passagers, mais cela peut aussi être à l'origine de collisions, notamment lorsque le véhicule équipé d'un tel système est suivi d'un autre véhicule qui lui est dépourvu d'un tel système.

Par ailleurs, il est également connu des systèmes anticollision qui, indépendamment de la volonté du conducteur, empêchent que le véhicule ne puisse percuter un obstacle présent devant lui. A cet effet, les systèmes anti-collision comportent des moyens de détection de l'environnement du véhicule, dirigés notamment vers l'avant, qui ont pour fonction d'analyser la présence d'obstacle en avant du véhicule.

En fonction notamment de la distance entre l'obstacle détecté et le véhicule, de la vitesse relative entre l'obstacle et le véhicule, mais aussi en fonction de la trajectoire du véhicule, le système anti-collision peut alors agir sur le système de freinage en vue de ralentir le véhicule.

En théorie, les systèmes anti-collision ont pour objet d'éliminer tout risque d'accident. En pratique, la mise en oeuvre de ces systèmes est particulièrement complexe et il est peu probable qu'ils puissent être intégrés dans un futur proche sur les véhicules de série. En effet, les capteurs de détection, du type radar, télémètre infrarouge ou télémètre laser, ne font que renvoyer une image "floue" de l'environnement et, dans certaines situations, il est difficile pour les calculateurs chargés d'analyser ces images d'interpréter la nature réelle ou pas des obstacles détectés.

L'invention a donc pour objet de proposer un système d'assistance au freinage qui permet de suppléer à un freinage insuffisant imposé par le conducteur sans pour autant déclencher dans chaque cas un freinage automatique d'urgence particulièrement violent.

Dans ce but, I'invention propose un système de freinage du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le système de freinage comporte un dispositif de détection d'obstacle, et en ce que, lorsque le conducteur actionne la pédale de frein et qu'un obstacle est détecté, I'unité d'assistance commande l'organe de freinage selon un mode de freinage assisté au cours duquel la décélération est suffisante pour assurer l'immobilisation du véhicule avant l'obstacle.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- I'unité de freinage assisté comporte un calculateur pour déterminer en permanence la décélération suffisante pour assurer l'immobilisation du véhicule avant un obstacle détecté
- le mode de freinage assisté n'est mis en oeuvre que lorsque la décélération suffisante est supérieure à une décélération de seuil
- la décélération de seuil est réglable
- la décélération de seuil est déterminée de manière auto-adaptative par le calculateur
- le mode de freinage assisté n'est mis en oeuvre que lorsque la pédale est actionnée au-delà d'une course de seuil
- le mode de freinage assisté n'est mis en oeuvre que lorsque la décélération - commandée par le conducteur est inférieure à la décélération suffisante
- le mode de freinage assisté est interrompu lorsque le conducteur cesse d'actionner la pédale de frein
- le mode de freinage assisté est interrompu lorsque plus aucun obstacle n'est détecté
- le mode de freinage automatique d'urgence est mis en oeuvre lorsque, dans une situation d'urgence, aucun obstacle n'est détecté
- lorsqu'un obstacle est détecté au cours d'un freinage automatique d'urgence, I'unité de freinage bascule vers le mode de freinage assisté ; et
- une situation d'urgence est détectée lorsque la vitesse d'actionnement de la pédale de frein par le conducteur dépasse une vitesse de seuil.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est un schéma fonctionnel illustrant les principaux composants d'un système de freinage conforme aux enseignements de l'invention , et
- la figure 2 est un organigramme illustrant le fonctionnement du système de freinage selon l'invention.

On a illustré sur la figure 1 un schéma représentant les interactions entre différents composants d'un système de freinage 10 conforme aux enseignements de l'invention.

Le système de freinage 10 comporte un organe de freinage 12 qui regroupe l'ensemble du dispositif mécanique, hydraulique, électrique, et/ou électronique permettant de ralentir un véhicule automobile. L'organe de freinage 12 peut donc par exemple comporter des freins à disque ou à tambour, des circuits d'actionnement hydrauliques ou électriques et éventuellement des unités de contrôle de type électronique chargées par exemple de réaliser la fonction d'anti-blocage du freinage.

Bien entendu, I'organe de freinage 12 peut, par exemple dans les systèmes de freinage pour véhicule poids lourds, comporter des dispositifs additionnels ou autres tels que des freins de type électromagnétique.

Cet organe de freinage 12 est donc apte à provoquer un certain niveau de décélération du véhicule.

Le conducteur du véhicule agit sur l'organe de freinage 12 par exemple par l'intermédiaire d'une pédale de frein 14. En fonction de la manière dont le conducteur actionne la pédale 14, I'organe de freinage 12 provoque une décélération plus ou moins importante du véhicule.

Comme dans les systèmes de freinage à freinage automatique d'urgence, le système 10 selon l'invention comporte un capteur 16 qui permet de déterminer notamment la position de la pédale 14, c'est-à-dire la course sur laquelle le conducteur a actionné celle-ci. Ce même capteur 16 peut également permettre de déterminer la vitesse d'actionnement de la pédale 14.

Par pédale de frein, il faut entendre tout moyen d'interface entre le conducteur et l'organe de freinage 12 au moyen duquel le conducteur peut commander l'organe de freinage 12 afin que celui-ci impose un niveau de décélération au véhicule. La pédale 14 peut donc prendre la forme d'une pédale classique, mais aussi celle d'un levier actionné à la main, d'un bouton rotatif, ou d'une manette de type "joystick".

Le système de freinage 10 comporte aussi une unité centrale 18 (U.C.), ou calculateur, qui est susceptible, dans certaines situations, de commander l'organe de freinage 12 en vue de lui faire effectuer une décélération du véhicule d'un niveau déterminé.

L'unité centrale 18 reçoit notamment du capteur 16 des informations relatives à l'actionnement de la pédale 14 par le conducteur. Un capteur de vitesse 22 transmet aussi à l'unité centrale 18 les données relatives à la vitesse instantanée du véhicule.

Conformément aux enseignements de l'invention, le système de freinage 10 comporte aussi un détecteur d'obstacle 20. Ce détecteur d'obstacle 20 peut mettre en oeuvre différentes technologies (radar, ultrasons, télémétrie laser) et il permet de renseigner l'unité centrale 18 sur la présence ou non d'obstacles, notamment d'obstacles situés en avant du véhicule.

Grâce à ce détecteur d'obstacle 20, il est possible de déterminer non seulement la présence de l'obstacle et la distance qui le sépare du véhicule, mais aussi la vitesse relative du véhicule par rapport à l'obstacle.

Conformément aux enseignements de l'invention, le système de freinage 10 selon l'invention permet tout d'abord, dans la majorité des cas, au conducteur de maîtriser entière ment de façon autonome le freinage du véhicule. Cependant, dans certaines situations d'urgence, le système de freinage 10 peut mettre en oeuvre un mode de freinage automatique d'urgence qui permet d'obtenir la distance de freinage la plus courte. Enfin, selon l'invention, le système de freinage 10 peut mettre en oeuvre un mode de freinage assisté au cours duquel la décélération est suffisante pour assurer l'immobilisation du véhicule avant que celui-ci ne heurte un obstacle détecté par le détecteur d'obstacle 20.

Le fonctionnement du système de freinage 10, selon l'invention va être décrit ci-après plus en détails et en référence à l'organigramme de la figure 2.

Cette logique de commande est exécutée par l'unité centrale 18. A tout instant de fonctionnement du véhicule,
I'unité centrale 18 reçoit donc des informations du détecteur d'obstacle 20 qui est susceptible d'informer le système de freinage de la présence ou non d'un obstacle en avant du véhicule. Si un tel obstacle est détecté à l'étape A de l'organigramme de commande, I'unité centrale 18 procède au calcul, à l'étape B, de la décélération minimale suffisante Dsf qu'il suffit d'imposer au véhicule pour l'arrêter avant qu'il ne heurte l'obstacle détecté à l'étape A. Les informations essentielles nécessaires à ce calcul de la décélération suffisante Dsf sont fournies par le détecteur d'obstacle 20, à savoir la distance et la vitesse relative entre le véhicule et l'obstacle, mais d'autres paramètres peuvent aussi être pris en compte tels que ceux relatifs à la vitesse absolue du véhicule, à la trajectoire du véhicule ou aux conditions d'adhérence instantanées.

A l'étape C, I'unité centrale 18 compare la valeur de la décélération suffisante calculée Dsf à une valeur de seuil Do.

Si la valeur de Dsf est inférieure à la valeur de seuil Do, la logique de commande est rebouclée à l'étape A. Ainsi, le mode de freinage assisté ne peut être déclenché par l'unité centrale 18 que pour des décélérations ayant déjà atteints un certain niveau.

Le niveau de seuil Do peut être fixe mais on peut aussi prévoir qu'il soit réglable. Dans ce dernier cas, le seuil peut être réglé soit par le conducteur lui-même, en fonction de la sensibilité qu'il veut donner au système, soit de manière autoadaptative par l'unité centrale 18 notamment en fonction du style de conduite du conducteur et en analysant ses réactions lors des déclenchements précédents du mode de freinage assisté.

Si le niveau de décélération suffisant calculé Dsf est supérieur à la décélération de seuil Do, le système 10 détermine à l'étape D l'enfoncement de la pédale de frein 14 par le conducteur. II s'agit ici de déterminer si oui ou non le conducteur a l'intention de freiner. Si tel n'est pas le cas, le système retourne à l'étape A.

Ainsi, le mode de freinage assisté n'est déclenché que dans les cas où le conducteur a préalablement manifesté son intention de freiner. Le système selon l'invention diffère donc en cela de manière fondamentale d'un système anti-collision de type connu dans lequel, quelle que soit la réaction du conducteur, le système provoque les actions nécessaires pour assurer l'immobilisation du véhicule.

Ainsi, à l'étape D, le système détecte la volonté du conducteur de freiner, par exemple en détectant, grâce aux capteurs de position de pédale 16, que cette dernière a été actionnée sur une course au moins égale à un certain pourcentage de la course maximale d'actionnement de celle-ci.

Si tel est le cas, le système 10 procède, à l'étape E, à la comparaison de la décélération Dc commandée par le conducteur, qui est une fonction de la course d'actionnement de la pédale 14, avec la décélération suffisante Dsf calculée à
I'étape B. La décélération Dc commandée par le conducteur peut par exemple être déduite de la position de la pédale de frein 14 ou de la pression dans un circuit hydraulique de l'organe de freinage 12.

Si la décélération Dc commandée par le conducteur est supérieure à la décélération suffisante Dsf, le système 10 retourne à l'étape A sans action sur l'organe de freinage.

Ainsi, dans le système 10 selon l'invention, le conducteur garde la possibilité de freiner plus fort qu'il n'est strictement nécessaire pour arrêter le véhicule avant l'obstacle détecté par le détecteur 20. Cette possibilité est particulièrement utile pour le cas où le conducteur aurait perçu un autre obstacle qui ne serait par exemple pas encore dans le "champ de vision" du détecteur d'obstacle 20.

Si, à l'étape E, le système 10 constate que la décélération commandée Dc par le conducteur est inférieure à la décélération suffisante pour détecter l'obstacle, le système 10 va alors mettre en oeuvre le mode de freinage assisté selon l'invention. Au cours de ce mode de freinage assisté, c'est l'unité centrale 18 qui commande l'organe de freinage 12 pour que celui-ci impose au véhicule une décélération égale à la décélération suffisante calculée Dsf.

Tout au long du freinage assisté, la valeur de la décélération suffisante Dsf est recalculée de façon dynamique de manière à tenir compte par exemple de l'apparition dans le champ de vision du détecteur 20 d'un nouvel obstacle.

Comme on peut le voir à l'étape G, le freinage assisté se poursuit tant que le détecteur 20 "voit" un obstacle et tant que le conducteur maintient la pédale de frein 14 enfoncée.

Dès que l'une de ces deux conditions n'est plus remplie, on peut voir à l'étape H que le système arrête le mode de freinage assisté et retourne à l'étape A. Une autre cause d'interruption du freinage assisté peut par exemple être une réaction du conducteur telle que la décélération Dc commandée par le biais de l'enfoncement de la pédale 14 devienne supérieure à la décélération suffisante Dsf, auquel cas le système 10 réagit de manière à rendre le contrôle du freinage au conducteur.

Conformément aux enseignements de l'invention, on peut donc constater que le mode de freinage assisté ne peut être déclenché qu'en présence d'un obstacle détecté par le détecteur 20.

Si aucun obstacle n'est détecté par le détecteur 20, on peut voir sur la figure que le système passe directement de l'étape A à l'étape I.

A l'étape I, le système détermine si oui ou non le conducteur effectue un freinage. Cette détection peut se faire suivant les mêmes critères que ceux vus pour l'étape D.

Si le conducteur n'actionne pas la pédale de frein, le système retourne alors directement à l'étape A, la boucle allerretour entre les étapes A et I étant la boucle qui correspond au fonctionnement normal du véhicule lorsqu'aucun obstacle n'est détecté et qu'aucun freinage n'est demandé par le conducteur.

Si à l'étape I le système détecte une volonté du conducteur d'effectuer un freinage, il détermine, à l'étape J, si oui ou non le conducteur a lui-même analysé la situation comme étant une situation d'urgence. Cette détection peut par exemple se faire en déterminant, grâce aux capteur de position 16, la vitesse d'enfoncement de la pédale 14. Si cette vitesse est inférieure à une vitesse de seuil, le système 10 en déduira que le conducteur souhaite réaliser un freinage modéré sans qu'il n'y ait d'urgence particulière, et le système 10 retourne alors à l'étape A sans déclencher d'action particulière au niveau de l'organe de freinage 12.

Dans le cas contraire, lorsque la vitesse d'actionnement de la pédale 14 par le conducteur est supérieure au seuil prédéterminé, le système passe à l'étape K dans laquelle il commande l'organe de freinage 12 selon un mode de freinage automatique d'urgence au cours duquel l'organe de freinage 12 impose au véhicule la décélération maximale permise notamment en fonction des performances intrinsèques de l'organe de freinage 12 et des conditions d'adhérence. Bien entendu, pour détecter une situation d'urgence, on peut aussi tenir compte de la durée de l'actionnement de la pédale par le conducteur, ou d'autres paramètres encore.

Toutefois, comme on peut le voir à l'étape L, tout au long du freinage automatique d'urgence, le système continue de recevoir les informations en provenance du détecteur d'obstacle 20. En l'absence d'obstacle détecté, I'opération passe directement à l'étape P où l'on peut voir que le mode de freinage automatique d'urgence est conservé tant que le conducteur continue de solliciter un freinage. Cette condition peut par exemple être vérifiée tant que l'enfoncement de la pédale par le conducteur demeure supérieur à un niveau de seuil. Toutefois, d'autres paramètres peuvent aussi être pris en compte. Si le conducteur cesse d'actionner la pédale 14, le système interrompt, à l'étape Q, le mode de freinage automatique d'urgence et il retourne à l'étape A.

En revenant à l'étape L, il se peut que, au cours d'un freinage automatique d'urgence, qui a été déclenché alors qu'aucun obstacle n'était détectée par le détecteur 20, un obstacle apparaisse dans le "champ de vision" du détecteur 20. Alors, de la même manière qu'aux étapes B et C, le système 10 détermine la décélération suffisante Dsf permettant au véhicule de s'arrêter avant l'obstacle et, à l'étape N, il compare la décélération suffisante Dsf à une valeur de seuil Do.

Si la décélération suffisante Dsf est inférieure à une décélération de seuil Do, le système 10 passe directement à
I'étape P et le freinage automatique d'urgence est maintenu tant que le conducteur continue de freiner,
Au contraire, si la décélération suffisante Dsf est supérieure à la décélération de seuil Do, le système 10 interrompt le freinage automatique d'urgence (étape O) et se reboucle au niveau de l'étape E pour mettre en oeuvre le mode d'assistance au freinage, tel que décrit plus haut, en tenant compte de l'obstacle détecté par le détecteur 20.

Le système de freinage 10 selon l'invention est donc particulièrement performant et il procure surtout au conducteur un grand confort et une grande sécurité d'utilisation.

En effet, en combinant une détection de situation d'urgence par le biais des réactions du conducteur et en combinant cette information avec celle fournie par le détecteur d'obstacle 20, le système de freinage 10 évite le déclenchement intempestif d'opérations de freinage non justifiées et, dans de nombreux cas, peut imposer une décélération supérieure à celle commandée par le conducteur, dans le cas où cette dernière est insuffisante, sans pour autant déclencher une décélération maximale.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système de freinage pour un véhicule automobile, du type comportant un organe de freinage (12) qui impose au véhicule une décélération variable, du type dans lequel le conducteur du véhicule commande la décélération imposée par l'organe de freinage (12) en actionnant une pédale de frein (14), et du type comportant une unité d'assistance au freinage (18) qui, dans une situation d'urgence déterminée en fonction de l'actionnement de la pédale (14) par le conducteur, est susceptible de commander l'organe de freinage (12) selon un mode de freinage automatique d'urgence au cours duquel la décélération est maximale,

caractérisé en ce que le système de freinage (10) comporte un dispositif de détection d'obstacle (20), et en ce que, lorsque le conducteur actionne la pédale de frein (14) et qu'un obstacle est détecté, I'unité d'assistance (18) commande l'organe de freinage (12) selon un mode de freinage assisté au cours duquel la décélération (Dsf) est suffisante pour assurer l'immobilisation du véhicule avant l'obstacle.

2. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de freinage assisté comporte un calculateur (18) pour déterminer en permanence la décélération suffisante (Dsf) pour assurer l'immobilisation du véhicule avant un obstacle détecté.

3. Système de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mode de freinage assisté n'est mis en oeuvre que lorsque la décélération suffisante (Dsf) est supérieure à une décélération de seuil (Do).

4. Système de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que la décélération de seuil (Do) est réglable.

5. Système de contrôle selon la revendication 4, caractérisé en ce que la décélération de seuil (Do) est déterminée de manière auto-adaptative par le calculateur (18).

6. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode de freinage assisté n'est mis en oeuvre que lorsque la pédale (14) est actionnée au-delà d'une course de seuil.

7. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode de freinage assisté n'est mis en oeuvre que lorsque la décélération (Dc) commandée par le conducteur est inférieure à la décélération suffisante (Dsf).

8. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode de freinage assisté est interrompu lorsque le conducteur cesse d'actionner la pédale de frein (14).

9. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode de freinage assisté est interrompu lorsque plus aucun obstacle n'est détecté.

10. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode de freinage automatique d'urgence est mis en oeuvre lorsque, dans une situation d'urgence, aucun obstacle n'est détecté.

11. Système de freinage selon la revendication 10, caractérisé en ce que, lorsqu'un obstacle est détecté au cours d'un freinage automatique d'urgence, I'unité de freinage bascule vers le mode de freinage assisté.

12. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une situation d'urgence est détectée lorsque la vitesse d'actionnement de la pédale de frein par le conducteur dépasse une vitesse de seuil.