FR2851537A1 - Systeme de freinage electromecanique d'un vehicule et son procede de commande - Google Patents

Abstract

Procédé de commande pour un système de freinage comprenant un étrier de frein portant deux plaquettes de frein et un dispositif d'entraînement électrique apte à déplacer lesdites plaquettes de frein l'une par rapport à l'autre dans un sens de rapprochement et dans un sens d'écartement de surfaces de friction, comportant les étapes consistant à :écarter (48) lesdites surfaces de friction jusqu'à une première position de relâchement (c) en réponse à un signal de relâchement,écarter (52) lesdites surfaces de friction depuis ladite première position jusqu'à une deuxième position de relâchement (a) en réponse à la détection (49, 50, 51) d'un état de conduite sans obstacle, pour sensiblement supprimer une force de friction,rapprocher (56) lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de relâchement ou ladite deuxième position de relâchement jusqu'à une troisième position de relâchement (b) en réponse à la détection (53, 54, 55) d'un état d'anticipation de freinage.

Description

La présente invention se rapporte à un système de freinage

électromécanique d'un véhicule et à un procédé de commande pour un système de freinage électromécanique de véhicule.

On connaît, par exemple d'après le document DE-A5 195 36 695, un système de freinage électromécanique de véhicule comprenant un étrier de frein portant deux plaquettes de frein avec des surfaces de friction respectives tournées l'une vers l'autre destinées à être agencées de part et d'autre d'un disque de frein lié à une roue du véhicule, un dispositif d'entraînement électrique apte à déplacer lesdites 10 plaquettes de frein l'une par rapport à l'autre dans un sens de rapprochement et dans un sens d'écartement desdites surfaces de friction, un capteur de déplacement sensible au déplacement engendré par ledit dispositif d'entraînement, et une unité de commande reliée audit dispositif d'entraînement et audit capteur de déplacement pour actionner 15 de manière contrôlée ledit dispositif d'entraînement en réponse à des signaux de commande.

Un procédé de commande connu pour ce système consiste à rapprocher lesdites surfaces de friction jusqu'à une position de serrage en réponse à un signal de commande de freinage, pour exercer une force 20 de friction sur ledit disque de frein, et écarter lesdites surfaces de friction jusqu'à une position de relâchement prédéterminée en réponse à un signal de commande de relâchement, pour réduire ladite force de friction jusqu'à une valeur résiduelle.

Un problème qui se pose dans les procédés de ce type est de 25 définir la position de relâchement des plaquettes de frein de manière à satisfaire simultanément deux conditions opposées, à savoir maintenir la force de friction résiduelle à une valeur minimale, puisque celle-ci engendre une dissipation de la puissance motrice du véhicule et donc un gaspillage d'énergie, et maintenir le temps de réponse à un signal de 30 commande de freinage à une valeur minimale, pour garantir la sécurité et le confort d'utilisation du système. En pratique, on définit la position de relâchement de manière à obtenir un compromis acceptable, mais non optimal, entre ces deux conditions.

L'invention vise à résoudre ce problème, notamment en 35 réduisant globalement la force de friction résiduelle et le temps de réponse du système sans nuire à sa sécurité.

Pour cela, l'invention fournit un procédé de commande du type susmentionné, caractérisé par les étapes consistant à écarter lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de relâchement jusqu'à une deuxième position de relâchement 5 prédéterminée en réponse à la détection d'un état de conduite sans obstacle dudit véhicule, pour sensiblement supprimer ladite force de friction, et rapprocher lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de relâchement ou ladite deuxième position de relâchement jusqu'à une 10 troisième position de relâchement prédéterminée en réponse à la détection d'un état d'anticipation de freinage dudit véhicule, en élevant ladite force de friction jusqu'à une deuxième valeur résiduelle supérieure à ladite première valeur résiduelle.

L'état de conduite sans obstacle correspond à des conditions 1 5 de conduites qui annoncent qu'un freinage du véhicule est peu probable de manière imminente, c'est-à-dire par exemple des conditions de circulation sur une route dégagée et droite ou peu sinueuse. La deuxième position de relâchement, qui est adoptée dans ces conditions, optimise l'économie d'énergie. Par exemple, dans la deuxième position de 20 relâchement, la force de friction correspond à un moment de freinage inférieur à 0,1 N.m.

Au contraire, l'état d'anticipation de freinage correspond à des conditions de conduites qui annoncent qu'un freinage du véhicule est assez ou très probable de manière imminente. La troisième position de 25 relâchement, qui est adoptée dans ces conditions, optimise le temps de réponse de l'étrier de frein à un signal de commande de freinage.

De préférence, ledit état de conduite sans obstacle est détecté lorsque au moins l'une des conditions suivantes est satisfaite: une boîte de vitesse dudit véhicule est dans un rapport de transmission 30 élevé, par exemple dans un rapport supérieur ou égal au quatrième rapport ou au cinquième rapport, un régulateur de vitesse automatique dudit véhicule est activé, et un organe de commande d'accélération dudit véhicule est enclenché depuis une durée supérieure à une durée d'accélération prédéterminée.

Avantageusement, ladite durée d'accélération prédéterminée est comprise entre 10 et 100 secondes.

De préférence, le procédé selon l'invention comporte une étape d'évaluation de déplacement d'un organe de commande d'accélération dudit véhicule, ledit état d'anticipation de freinage étant détecté lorsque ledit organe de commande d'accélération est déplacé 5 dans le sens d'une réduction de la vitesse du véhicule. On utilise par exemple le lever du pied du conducteur sur la pédale d'accélérateur comme un signal annonçant l'imminence d'un freinage. En effet, ce mouvement de la pédale d'accélérateur précède forcément l'actionnement de la pédale de frein, qui est effectué avec le même pied. 10 Selon une réalisation particulière de l'invention, le procédé comporte une étape de détection de changement de rapport de transmission, ledit état d'anticipation de freinage n'étant pas détecté si un changement de rapport de transmission est détecté pendant ledit déplacement de l'organe de commande d'accélération dans le sens d'une 15 réduction de la vitesse du véhicule.

Selon une réalisation particulière adaptée pour un véhicule à transmission automatique, un changement de rapport de transmission est détecté par évaluation d'un signal de commande destiné à une boîte de vitesse automatique dudit véhicule.

Selon une autre réalisation particulière adaptée pour un véhicule à transmission manuelle, ladite étape de détection de changement de rapport de transmission comprend une évaluation de position d'un organe de commande de débrayage dudit véhicule, tel qu'une pédale de débrayage. Un changement de rapport de transmission 25 est détecté, de manière anticipée, lorsque ledit organe de commande de débrayage est dans une position de débrayage pendant ledit déplacement de l'organe de commande d'accélération dans le sens d'une réduction de la vitesse du véhicule.

Ainsi, on évite de positionner les plaquettes de frein dans la 30 troisième position de relâchement, qui correspond à la valeur la plus élevée de la force de friction résiduelle, à chaque fois que le lever du pied sur la pédale d'accélérateur sert, non pas à préparer un freinage, mais en fait à changer de rapport de transmission. En effet, placer les plaquettes de frein dans la troisième position de relâchement pourrait 35 être contre-productif si le conducteur était en train d'augmenter le rapport de transmission pour accélérer.

Inversement, dans une variante de réalisation adaptée aux systèmes de freinage hybrides, il est possible que les plaquettes de frein soient positionnées dans la troisième position de relâchement à chaque changement de rapport de transmission. Cette caractéristique peut être 5 particulièrement avantageuse pour un véhicule dont l'essieu arrière est muni de freins électromécaniques et l'essieu avant de freins hydrauliques classiques. En effet, dans ce type de véhicule, le lever de la pédale d'accélérateur provoque souvent un effet de soulevé de l'arrière du véhicule, d à la différence de comportement entre les deux types de 10 freins sur les deux essieux. L'application d'une force de friction résiduelle plus élevée sur l'essieu arrière peut efficacement supprimer cet effet indésirable.

De préférence, le procédé selon l'invention comporte une étape d'évaluation de vitesse de déplacement de l'organe de commande 15 d'accélération, ledit état d'anticipation de freinage étant systématiquement détecté lorsque ledit déplacement de l'organe de commande d'accélération dans le sens d'une réduction de la vitesse du véhicule est effectué avec une vitesse supérieure à un seuil de vitesse prédéterminé.

Avantageusement, le procédé selon l'invention comporte une étape consistant à écarter lesdites surfaces de friction depuis ladite troisième position de relâchement jusqu'à ladite première position de relâchement, pour réduire la force de friction jusqu'à ladite première valeur résiduelle, lorsqu'un état de conduite sans freinage du véhicule est 25 détecté.

En effet, il n'est intéressant de maintenir les surfaces de friction dans la troisième position de relâchement que si le conducteur est sur le point ou en train d'effectuer un freinage d'urgence, c'est-à-dire par exemple qu'il précipite son pied depuis la pédale d'accélérateur 30 jusqu'à la pédale de frein. A l'inverse, si le conducteur ne souhaite pas freiner d'urgence, mais par exemple qu'il lève le pied de l'accélérateur uniquement pour ralentir légèrement, il est avantageux de quitter la troisième position de relâchement qui est plus consommatrice en énergie.

La détection d'état de conduite sans freinage sert à quitter la troisième 35 position de relâchement lorsque les conditions de conduite démentent le fait qu'un freinage soit imminent. L'état de conduite sans freinage correspond à une absence de freinage ou de volonté de freiner.

Selon une réalisation particulière, le procédé selon l'invention comporte une étape d'évaluation de déplacement d'un organe 5 de commande d'accélération dudit véhicule, ledit état de conduite sans freinage étant détecté lorsque ledit organe de commande d'accélération est déplacé dans le sens d'une augmentation de la vitesse du véhicule.

Selon une autre réalisation particulière, ledit état de conduite sans freinage est détecté lorsque aucun signal de commande de 10 freinage n'a été produit pendant une durée de vigilance prédéterminée.

Par exemple, ladite durée de vigilance est comprise entre 1 et 10 secondes.

De préférence, ladite deuxième valeur résiduelle de la force de friction est déterminée de manière à entraîner une décélération dudit 15 véhicule sans faire ressentir d'à-coup à ses occupants. Le confort de conduite du véhicule est ainsi préservé.

Avantageusement, ladite troisième position de relâchement est déterminée de manière que le temps nécessaire au dispositif d'entraînement pour rapprocher lesdites surfaces de friction jusqu'à 20 ladite position de serrage soit inférieur à 10 ms, de préférence inférieur à ms. Ainsi, l'exécution d'une commande de freinage depuis la troisième position de relâchement est très rapide et la sécurité du système très élevée.

Par exemple, ladite première valeur résiduelle de la force de 25 friction correspond à un moment de freinage entre 0,5 et 2 N.m et ladite deuxième valeur résiduelle à un moment de freinage entre 2 et 6 N.m.

L'invention fournit également un système de freinage électromécanique d'un véhicule comprenant au moins un étrier de frein portant deux plaquettes de frein avec des 30 surfaces de friction respectives tournées l'une vers l'autre destinées à être agencées de part et d'autre d'un disque de frein lié à une roue du véhicule, un dispositif d'entraînement électrique apte à déplacer lesdites plaquettes de frein l'une par rapport à l'autre dans un sens de rapprochement et 35 dans un sens d'écartement desdites surfaces de friction, un capteur de déplacement sensible au déplacement engendré par ledit dispositif d'entraînement, une unité de commande reliée audit dispositif d'entraînement et audit capteur de déplacement pour actionner de manière contrôlée ledit dispositif d'entraînement en réponse à des signaux de commande, un organe de commande de freinage relié à ladite unité de commande et apte à lui transmettre un signal de commande de freinage et un signal de commande de relâchement, ladite unité de commande actionnant ledit dispositif d'entraînement, d'une part, pour rapprocher lesdites surfaces de friction jusqu'au moins une position de serrage en réponse audit 10 signal de commande de freinage pour exercer une force de friction sur ledit disque de frein, et d'autre part, pour écarter lesdites surfaces de friction jusqu'à une première position de relâchement prédéterminée en réponse audit signal de commande de relâchement pour réduire ladite force de friction jusqu'à une première valeur résiduelle, 1 5 caractérisé par le fait que ladite unité de commande comprend un module de détection de conduite sans obstacle apte à détecter un état de conduite sans obstacle dudit véhicule, ladite unité de commande étant apte à actionner ledit dispositif d'entraînement pour écarter lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de relâchement jusqu'à une 20 deuxième position de relâchement prédéterminée en réponse à la détection dudit état de conduite sans obstacle dudit véhicule, pour sensiblement supprimer ladite force de friction, et que ladite unité de commande comprend un module de détection d'anticipation de freinage apte à détecter un état d'anticipation de 25 freinage dudit véhicule, ladite unité de commande étant apte à actionner ledit dispositif d'entraînement pour rapprocher lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de relâchement ou ladite deuxième position de relâchement jusqu'à une troisième position de relâchement prédéterminée en réponse à la détection dudit état 30 d'anticipation de freinage dudit véhicule, en élevant ladite force de friction jusqu'à une deuxième valeur résiduelle supérieure à ladite première valeur résiduelle.

De préférence, ledit module de détection de conduite sans obstacle est relié à au moins l'un parmi un capteur sensible au rapport de 35 transmission d'une boîte de vitesse dudit véhicule, un capteur sensible à l'état de fonctionnement d'un régulateur de vitesse automatique dudit véhicule et un capteur sensible à la position d'un organe de commande d'accélération dudit véhicule.

Avantageusement, ledit module de détection de conduite sans obstacle comporte un chronomètre pour mesurer une durée d'accélération prédéterminée De préférence, ledit module de détection d'anticipation de freinage est relié à un capteur sensible au sens de déplacement d'un organe de commande d'accélération dudit véhicule et à la vitesse de déplacement dudit organe de commande d'accélération.

l0 Selon une réalisation particulière de l'invention, ledit module de détection d'anticipation de freinage comporte un module de détection de changement de rapport de transmission.

Avantageusement, ledit module de détection de changement de rapport de transmission est relié à au moins l'un parmi un capteur 15 sensible à la position d'un organe de commande de débrayage du véhicule et une unité de commande d'une boîte de vitesse automatique dudit véhicule.

De préférence, ladite unité de commande comprend un module de détection de conduite sans freinage apte à détecter un état de 20 conduite sans freinage, ladite unité de commande étant apte à actionner ledit dispositif d'entraînement pour écarter lesdites surfaces de friction depuis ladite troisième position de relâchement jusqu'à ladite première position de relâchement, pour réduire la force de friction jusqu'à ladite première valeur résiduelle, lorsque ledit état de conduite sans freinage du 25 véhicule est détecté.

Avantageusement, ledit module de détection de conduite sans freinage est relié à un capteur sensible au sens de déplacement d'un organe de commande d'accélération dudit véhicule.

De préférence, ledit module de détection de conduite sans 30 freinage comporte un chronomètre pour mesurer une durée de vigilance prédéterminée.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de 35 l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins: - la figure 1 est une représentation schématique d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un étrier 5 de frein électromécanique du système de freinage de la figure 1, - la figure 3 est une représentation schématique de trois modules de détection dans l'unité de commande du système de freinage de la figure 1, 1 0 - la figure 4 est un diagramme des étapes du procédé de commande du système de freinage de la figure 1, - la figure 5 est une représentation graphique de l'évolution de l'écart entre les plaquettes de frein 15 dans l'étrier de frein de la figure 2 au cours du fonctionnement, - la figure 6 est une représentation graphique du moment de freinage résiduel et du temps de réponse en fonction de l'écart entre les plaquettes 20 de frein dans l'étrier de la figure 2.

En se reportant à la figure 1, on peut voir un véhicule 1 et son système de freinage qui sont représentés de manière très schématique. Le véhicule 1 comporte, sur chacune de ses roues 2a-2d, un étrier électromécanique 3a3d. Chacun des étriers électromécaniques 3a25 3d est alimenté en courant électrique par une batterie 35 via des circuits d'alimentation respectifs schématiquement représentés par les câbles électriques 36a-36d. La batterie 35 est apte à délivrer un courant, par exemple dont la tension est de 42 V et l'intensité peut varier entre 0 et 14 A. L'activation de chacun des étriers électromécaniques 3a-3d est 30 contrôlée et commandée électroniquement par une unité de commande de freinage. L'architecture d'une telle unité de commande comporte, de préférence, un calculateur central 40 et des calculateurs déportés 38a-38d placés à proximité de chacun des étriers électromécaniques 3a-3d et reliés audit calculateur central 40 par des connections, par exemple un 35 réseau utilisant le protocole CANBus, schématiquement représentées par les liaisons 41a-41d.

Chacun du calculateur central 40 et des calculateurs déportés 38a-38d est muni de moyens de traitement de signaux logiques, tels qu'un microprocesseur, une mémoire, etc. Ces calculateurs exécutent un programme de commande de freinage qui sera décrit plus bas. Le 5 calculateur central 40 peut aussi, par exemple, exécuter des programmes généraux tels que le contrôle dynamique de stabilité (ESP), l'antiblocage des roues (ABS) ou l'équivalent.

Un détecteur 45 relié au calculateur central 40 permet de détecter une pression du conducteur sur la pédale de frein 44 et 10 d'envoyer au calculateur central 40 un signal de commande de freinage correspondant. Le calculateur central 40 émet sélectivement des signaux sur les liaisons 41a-41d. Ces signaux correspondent à une force de freinage demandée ou force de serrage cible. Si le signal est émis sur la liaison 41a, par exemple, le calculateur déporté 38a est apte à lire ledit 15 signal et apte à piloter l'étrier électromécanique 3a de manière à ce que la force de freinage finalement appliquée à la roue 2a corresponde à la force de serrage cible demandée.

La figure 2 représente un étrier électromécanique 3, de type connu, utilisable en tant qu'étrier 3a à 3d dans le système de freinage du 20 véhicule 1 de la figure 1. La partie gauche de la figure 2 correspond au côté de l'étrier électromécanique 3 placé en regard de la roue. Nous parlerons du côté roue par opposition au côté carrosserie. L'axe A représente l'axe de la roue. L'étrier électromécanique 3 comporte un boîtier 8 à l'intérieur duquel est logé un moteur électrique 10, une vis à 25 billes 20 et des plaquettes de frein externe 6 et interne 7 ayant des surfaces de friction respectives 6a et 7a disposées de part et d'autre d'un disque de frein 4 lié à une roue (non montrée) du véhicule. Le boîtier 8 est monté de manière coulissante selon la direction perpendiculaire au disque de frein 4 sur une chape, non représentée, qui est solidaire de la 30 caisse du véhicule 1.

Le boîtier 8 comporte, côté roue, une griffe 18 faite d'une seule pièce avec le boîtier 8 et ayant une surface interne 18a contre laquelle la plaquette de frein externe 6 est fixée. Le boîtier 8 comporte, côté carrosserie, un épaulement 17. Un élément de maintien 14 placé sur 35 ledit épaulement 17 du boîtier 8 et comportant un moyen de fixation du moteur électrique 10 permet de solidariser le moteur électrique 10 au boîtier 8.

Le moteur électrique utilisé dans un étrier électromécanique peut être n'importe quel moteur à courant continu. Sur la figure 2, le 5 moteur électrique 10 est un moteur à aimant permanent. Le moteur électrique 10 comporte un stator bobiné 1 1 et un rotor 12, constitué d'un aimant permanent et apte à tourner autour de l'axe B lorsqu'une puissance électrique est fournie aux enroulements du stator 11. Le moteur électrique 10 comporte un arbre moteur 13 solidaire du rotor 12. 1 0 Lorsque ce dernier est mis en mouvement, il transmet son mouvement de rotation à l'arbre moteur 13.

Afin de piloter le fonctionnement du moteur électrique 10 à aimant permanent, un capteur de position angulaire 31 est positionné sur l'arbre moteur 13 en sortie du moteur électrique 10. Ce capteur 31 15 permet de mesurer l'angle instantané de rotation de l'arbre moteur 13 et donc du rotor 12, par rapport au stator 11. Le capteur de position angulaire 31 est, par exemple, un capteur à effet Hall et il est relié au calculateur déporté correspondant, par exemple, le calculateur déporté 3 8a.

En sortie du moteur électrique 10, l'arbre moteur 13 est couplé avec une boîte de réduction 15 possédant un arbre de sortie 16.

La boîte de réduction 15 permet d'obtenir un rapport entre la vitesse de rotation de l'arbre moteur 13 et la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 16 typiquement de 30 pour 1. Pour une rotation d'un angle de rotation 25 donné de l'arbre moteur 13, l'arbre de sortie 16 tournera d'un angle de rotation 30 fois plus faible. En revanche, le couple disponible sur l'arbre de sortie 16 est 30 fois plus important que le couple fourni par l'arbre moteur 13.

La vis à billes 20 est couplée à l'arbre de sortie 16. Cette vis 30 à billes 20 comporte une partie vis 21, des billes 26 et une partie écrou 27. La partie vis 21 est de forme cylindrique creuse d'axe B et comporte un alésage 22 dans lequel est logé le moteur électrique 10 et la boîte de réduction 15. La partie vis 21 est liée à l'arbre de sortie 16 par l'intermédiaire d'un flasque 23. La rotation de l'arbre de sortie 16 est 35 ainsi transmise à la partie vis 21 de la vis à billes 20. il

La surface extérieure de la partie vis 21 et la surface intérieure de la partie écrou 27 sont filetées de manière à définir entre elles un canal hélicodal apte à recevoir les billes 26. La partie écrou 27 est guidée dans le boîtier 8 par des moyens de guidage (non montrés) de 5 telle sorte qu'elle puisse se déplacer seulement en translation, parallèlement à l'axe B. Cet agencement permet à la partie vis 21 animée d'un mouvement de rotation par rapport au boîtier 8 d'entraîner la partie écrou 27 dans un mouvement de translation selon l'axe B par rapport au boîtier 8.

Du côté roue, la partie écrou 27 est liée à un piston 29 qui porte la plaquette de frein interne 7. L'ensemble formé du moteur électrique 10, de la boîte de réduction 15 et de la vis à billes 20 constitue ainsi un dispositif d'entraînement électrique apte à déplacer les plaquettes de frein 6 et 7 l'une par rapport à l'autre.

1 5 Lorsque la partie écrou 27 est animée d'un mouvement de translation vers le côté roue, la plaquette de frein interne 7 se rapproche de la plaquette de frein externe 6, et le disque de frein 4 placé entre lesdites plaquettes 6 et 7 est pressé et subit une force de serrage. La force de serrage s'équilibre entre les deux plaquettes de frein 6 et 7 du fait de 20 la liberté de coulissement du boîtier 8. Le disque 4 étant solidaire de la roue 2 (figure 1), la force de serrage entraîne un frottement qui a pour conséquence de ralentir le mouvement de rotation de la roue 2 autour de l'axe de rotation A et donc de freiner le véhicule 1. La force de serrage maximale peut être de l'ordre de la tonne.

Grâce au capteur de position angulaire 31 auquel il est relié par l'intermédiaire du calculateur déporté correspondant 38a, 38b, 38c ou 38d, le calculateur central 40 calcule à tout instant l'écartement x entre les surfaces de friction 6a et 7a des plaquettes de frein 6 et 7 par un calcul de conversion tenant compte du rapport de réduction de la boîte de 30 réduction 15 et du pas de la vis à bille 20. Le calculateur central 40 et les calculateurs déportés 38a-d sont ainsi capables d'actionner de manière contrôlée les moteurs électriques des étriers 3a-d, c'est-à-dire de positionner précisément les plaquettes de frein 6 et 7 à une valeur d'écartement souhaitée.

L'écartement x dans chaque étrier est mesuré par rapport à une position de référence xo. Le calculateur central 40 est capable de fixer la position de référence xo par rapport à une référence invariable, par exemple l'épaisseur du disque de frein 4, et de mettre à jour périodiquement la position de référence pour tenir compte de l'usure des plaquettes de frein 6 et 7 et d'autres facteurs de dérive. Par exemple, 5 comme il est décrit dans DE-A-195 36 695, la position de référence x0 peut être la position de premier contact avec le disque de freinage 4. La détermination et la mise à jour d'une telle position de référence sont connues et ne sont donc pas davantage décrites.

En référence à la figure 6, pour l'étrier électromécanique 3 10 de la figure 2, la courbe 9 représente le moment de freinage F appliqué au disque de frein 4 en fonction de l'écartement x. La position de référence xo est la position de premier contact avec le disque de freinage 4 et correspond au O de l'axe des abscisses. La courbe 19 représente le temps de réponse tR de l'étrier électromécanique 3, c'est-à-dire le temps 1 5 nécessaire pour ramener les plaquettes de frein 6 et 7 en contact avec le disque de frein 4, en fonction de l'écartement x.

En référence à la figure 3, le calculateur central 40 comporte un module de détection de conduite sans obstacle 30, qui est relié à un détecteur de rapport de transmission 37, à un capteur 39 sensible à 20 l'activation d'un régulateur de vitesse du véhicule 1, et à un détecteur 42 sensible à la position et au mouvement de la pédale d'accélérateur 28 du véhicule 1. Le calculateur central 40 comporte aussi un module de détection d'anticipation de freinage 32, qui est relié au détecteur 42 et à un détecteur 43 sensible à la position de la pédale de débrayage 25 du 25 véhicule 1. Le détecteur 43 est un commutateur ayant deux états correspondant respectivement à une position enfoncée et à une position relâchée de la pédale 25. Le calculateur central 40 comporte aussi un module de détection de conduite sans freinage 34, qui est aussi relié au détecteur 42. Les modules 30, 32 et 34 sont mis en oeuvre dans le 30 calculateur central 40 sous une forme logicielle.

Le fonctionnement du système de freinage avec les modules 30, 32 et 34 va maintenant être décrit en référence aux figures 4 à 6. Par la suite, tous les étriers 3a à 3d sont commandés de la même manière, de sorte que le fonctionnement n'est décrit que pour l'un d'entre eux. Sur la 35 figure5, la courbe 24 représente l'écartement x en fonction du temps t, au cours du fonctionnement d'un étrier du véhicule 1.

A l'étape initiale 46, on suppose qu'une pression est exercée sur la pédale de frein 44 et que, de manière correspondante, les plaquettes de frein 6 et 7 sont dans une position de serrage, représentée au début de la courbe 24. Le véhicule 1 est en cours de freinage.

A l'étape 47, la pédale de frein 44 est relâchée, ce que le détecteur 45 détecte pour envoyer au calculateur central 40 un signal de commande de relâchement correspondant. A l'étape 48, les plaquettes de frein sont alors écartées jusqu'à un écartement x, correspondant à une première position de relâchement c, représentée par un seuil sur la 10 courbe 24.

Comme visible sur la figure 6, l'écartement xc est une position de compromis correspondant à la fois à une valeur de moment de freinage résiduel assez faible, par exemple entre 0,5 et 2 N.m, et un temps de réponse acceptable, par exemple entre 10 et 25 ms.

A partir l'étape 48, le module 30 surveille en permanence l'apparition d'un état de conduite sans obstacle du véhicule 1. Pour cela, le module 30 effectue les étapes 49, 50 et 51 décrites ci-dessous.

A l'étape 49, le rapport de transmission actuel de la boîte de vitesse est déterminé à l'aide du détecteur 37. Si ce rapport est inférieur à 20 une valeur prédéterminée, par exemple la quatrième vitesse pour un véhicule de tourisme, aucun état de conduite sans obstacle n'est détecté.

Si ce rapport est supérieur ou égal à la valeur prédéterminée, l'étape 50 est effectuée.

A l'étape 50, l'état de fonctionnement du régulateur 25 électronique de vitesse du véhicule est déterminé. Si ce régulateur est activé, un état de conduite sans obstacle est détecté et l'étape 52 est effectuée. Sinon, l'étape 51 est effectuée.

A l'étape 51, la durée depuis laquelle la pédale d'accélérateur 28 est enfoncée est comparée à une durée d'accélération 30 prédéterminée Ta, par exemple comprise entre 10 et 100 s, de préférence entre 30 s et 60 s. Pour cela, le module 30 comporte un chronomètre qui est initialisé et déclenché par un signal du détecteur 42 dès que la pédale d'accélérateur 28 est actionnée. Le déclenchement de ce chronomètre peut intervenir à tout instant, donc pendant toute étape du procédé, dès 35 lors que la pédale d'accélérateur 28 passe d'un état relâché à un état actionné. A l'étape 51, si la durée mesurée est inférieure à Ta, aucun état de conduite sans obstacle n'est détecté. Sinon, un état de conduite sans obstacle est détecté et l'étape 52 est effectuée.

A l'étape 52, suite à la détection d'un état de conduite sans obstacle, les plaquettes de frein 6 et 7 sont écartées jusqu'à un 5 écartement xa supérieur à xc et correspondant à une deuxième position de relâchement a, représentée par un maximum sur la courbe 24 (figure 5).

La position a, qui est également repérée à l'abscisse xa sur la figure 6, est une position d'économie dans laquelle le moment de freinage résiduel I' est réduit au minimum autorisé par l'étrier électromécanique 3, c'estào dire par exemple inférieur à 0,1 Nm. Le temps de réponse de l'étrier est accru de manière correspondante, par exemple jusqu'à 70 ou 80 ms.

A partir de l'étape 48 ou de l'étape 52, le module 32 surveille en permanence l'apparition d'un état d'anticipation de freinage du véhicule 1. Pour cela, le module 32 effectue les étapes 53, 54 et 55 15 décrites ci-dessous.

A l'étape 53, on détermine à l'aide du détecteur 42 si la pédale d'accélérateur 28 est en train de remonter, c'est-à-dire de se déplacer dans le sens d'une réduction de la vitesse du véhicule 1. Si ce n'est pas le cas, aucun état d'anticipation de freinage n'est détecté. Si 20 c'est le cas, l'étape 54 est effectuée.

A l'étape 54, on mesure la vitesse de remontée de la pédale d'accélérateur 28 à l'aide du détecteur 42 et on la compare avec un seuil de vitesse prédéterminé. Si la vitesse mesurée dépasse le seuil de vitesse prédéterminé, un état d'anticipation de freinage est systématiquement 25 détecté car un mouvement rapide du pied du conducteur implique que celui-ci se prépare probablement à appuyer sur la pédale de frein 44.

L'étape 56 est alors effectuée. Sinon, l'étape 55 est effectuée.

L'étape 55 est une étape de détection de changement de rapport de transmission qui est effectuée par un module de détection de 30 changement de rapport de transmission qui est intégré au module 32.

Pour un véhicule à boîte de vitesse manuelle, l'étape 55 consiste à déterminer, à l'aide du détecteur 43, si la pédale de débrayage 25 est enfoncée. Si c'est la cas, aucun état d'anticipation de freinage n'est détecté car la conjonction d'une remontée de la pédale d'accélérateur 28 35 et d'un actionnement de la pédale de débrayage 25 implique que le conducteur s'apprête à changer de rapport de transmission, et non à freiner. Pour un véhicule à boîte de vitesse automatique (non représenté), l'étape 55 consiste à détecter un signal de commande de changement de rapport de transmission émis par une unité de commande de la boîte de vitesse automatique. Si la pédale de débrayage 25 n'est pas actionnée, ou 5 qu'aucun signal de commande de changement de rapport de transmission n'est détecté, un état d'anticipation de freinage est détecté et l'étape 56 est effectuée.

A l'étape 56, suite à la détection d'un état d'anticipation de freinage, les plaquettes de frein 6 et 7 sont rapprochées jusqu'à un 1 0 écartement Xb inférieur à x, et correspondant à une troisième position de relâchement b, représentée par un minimum sur la courbe 24 (figure 5).

Ce mouvement de rapprochement est effectué à une vitesse élevée, de préférence la vitesse maximale autorisée par le moteur 10, par exemple en environ 20ms. La position b, qui est également repérée à l'abscisse xb 15 sur la figure 6, est une position de freinage anticipé dans laquelle le temps de réponse tR de l'étrier est réduit jusqu'à moins de 10 ms, de préférence jusqu'à moins de 5 ms, c'est-à-dire qu'il est à peine mesurable. Le moment de freinage résiduel F est accru de manière correspondante, par exemple jusqu'à environ 4 N.m, c'est-à-dire que les 20 plaquettes de frein 6 et 7 commencent presque à serrer le disque de frein 4. Toutefois, le moment résiduel F doit quand même être limité pour éviter de faire ressentir un à-coup de freinage aux occupants du véhicule 1 lorsque les étriers passent en position b.

Les flèches 59 montrent qu'à tout instant du procédé, quelle 25 que soit la position actuelle de l'étrier électromécanique 3, les plaquettes de frein 6 et 7 sont ramenées dans la position de serrage représentée par l'étape 46, dès que le conducteur presse la pédale de frein 44 pour commander un freinage du véhicule.

A partir de l'étape 56, le module 34 surveille en permanence 30 l'apparition d'un état de conduite sans freinage du véhicule 1. Pour cela, le module 34 effectue les étapes 57 et 58 décrites ci-dessous.

A l'étape 57, on détermine à l'aide du détecteur 42 si la pédale d'accélérateur 28 est renfoncée par le conducteur, c'est-à-dire si elle est déplacée dans le sens d'un accroissement de la vitesse du 35 véhicule 1. Si c'est le cas, un état de conduite sans freinage est détecté.

Sinon, l'étape 58 est effectuée.

A l'étape 58, le temps qui s'est écoulé depuis la dernière détection d'un état d'anticipation de freinage est mesuré et comparé à une durée de vigilance T, prédéterminée. Pour cela, un chronomètre interne au module 34 est initialisé et déclenché dès qu'un état 5 d'anticipation de freinage est détecté. Dans l'exemple représenté sur le graphique de la figure 5, ce chronomètre est déclenché à l'instant to. Un état de conduite sans freinage est détecté si la durée de vigilance T, est atteinte ou dépassée sans qu'aucun signal de commande de freinage n'ait été reçu par le calculateur central 40, c'est-à-dire à l'instant t1 dans 10 l'exemple représenté sur le graphique de la figure 5. La durée de vigilance T, est choisie supérieure au temps minimal nécessaire au conducteur du véhicule 1 pour déplacer son pied depuis la pédale d'accélérateur 28 jusqu'à la pédale de frein 44 dans une situation de freinage d'urgence. Par exemple, la durée de vigilance T, est choisie 15 sensiblement égale à deux ou trois fois ce temps minimal, c'est-à-dire de préférence entre 1 à 2 s. La durée de vigilance Tv peut également être plus longue.

La détection d'un état de conduite sans freinage traduit le fait que le conducteur n'a probablement pas l'intention de freiner de 20 manière imminente et entraîne, comme indiqué par la flèche 60, un retour des plaquettes de frein à la position c, correspondant à l'étape 48.

Le procédé se poursuit à partir de l'étape 48, comme il a été décrit plus haut.

Dans une variante de réalisation non représentée, le véhicule 25 1 est muni d'un système de freinage hybride, l'essieu arrière étant muni des étriers électromécaniques susmentionnés tandis que l'essieu avant est muni de freins hydrauliques classiques. Dans ce cas, pour un véhicule à boîte de vitesse manuelle, l'étape 55 de détection d'un changement de rapport de transmission est supprimée, de sorte que les plaquettes de 30 frein de l'essieu arrière se positionnent dans la position b à chaque fois que le conducteur relève le pied de l'accélérateur pour changer de rapport de transmission. L'accroissement de la force de friction résiduelle sur l'essieu arrière au moment du lever de la pédale d'accélérateur permet d'améliorer le confort de conduite des véhicules 35 decetype.

Dans une autre variante de réalisation plus simple, l'étape 54 est supprimée. Dans ce cas, le détecteur 42 peut être un simple commutateur ayant deux états correspondant respectivement à une position enfoncée et à une position relâchée de la pédale d'accélérateur 28.

Dans le mode de réalisation décrit, les modules 30, 32 et 34 sont implantés sous la forme d'une programmation logicielle du calculateur central 40, dont la réalisation relève des compétences de l'homme du métier. En variante, les modules 30, 32 et 34 pourraient être io réalisés sous la forme d'un ou plusieurs circuits logiques distincts reliés au calculateur central 40. Dans tous les cas, les paramètres de fonctionnement du véhicule exploités par ces modules, comme le rapport de transmission, la position de la pédale d'accélérateur, l'état du régulateur électronique de vitesse, la position de la pédale de débrayage 15 ou de la pédale de frein peuvent être transmis par un réseau de communication interne du véhicule 1. Ces paramètres peuvent aussi être exploités par d'autres programmes généraux du calculateur central 40, comme le contrôle du moteur, le contrôle de stabilité ESP, le contrôle anti-blocage ABS, etc. Les modules de détection 30, 32 et 34 peuvent aussi exploiter d'autres paramètres, par exemple la vitesse du véhicule, et d'autres tests que ceux décrits ci-dessus. Le module 30 vise essentiellement à détecter des conditions de conduite qui annoncent qu'un freinage du véhicule est improbable de manière imminente. Le 25 module 32 vise essentiellement à détecter des conditions de conduite qui annoncent qu'un freinage du véhicule est assez ou très probable de manière imminente. Par exemple, ce module pourrait aussi détecter un état d'anticipation de freinage lorsque les feux de détresse du véhicule sont allumés.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande pour un système de freinage électromécanique de véhicule comprenant un étrier de frein (3, 3a-d) portant deux plaquettes de frein (6, 7) avec 5 des surfaces de friction respectives (6a, 7a) tournées l'une vers l'autre destinées à être agencées de part et d'autre d'un disque de frein (4) lié à une roue (2a-d) du véhicule (1), un dispositif d'entraînement électrique (10, 15, 20) apte à déplacer lesdites plaquettes de frein l'une par rapport à l'autre dans un sens de 10 rapprochement et dans un sens d'écartement desdites surfaces de friction, un capteur de déplacement (31) sensible au déplacement engendré par ledit dispositif d'entraînement, une unité de commande (40, 38a-d) reliée audit dispositif d'entraînement 15 et audit capteur de déplacement pour actionner de manière contrôlée ledit dispositif d'entraînement en réponse à des signaux de commande, ledit procédé comportant les étapes consistant à: rapprocher (46) lesdites surfaces de friction jusqu'au moins une position de serrage en réponse à un signal de commande de freinage pour exercer 20 une force de friction sur ledit disque de frein, écarter (48) lesdites surfaces de friction jusqu'à une première position de relâchement prédéterminée (c, xc) en réponse à un signal de commande de relâchement pour réduire ladite force de friction jusqu'à une première valeur résiduelle, caractérisé par les étapes consistant à écarter (52) lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de relâchement jusqu'à une deuxième position de relâchement prédéterminée (a, xa) en réponse à la détection (49, 50, 51) d'un état de conduite sans obstacle dudit véhicule, pour sensiblement supprimer ladite force de friction, et rapprocher (56) lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de relâchement ou ladite deuxième position de relâchement jusqu'à une troisième position de relâchement prédéterminée (b, Xb) en réponse à la détection (53, 54, 55) d'un état d'anticipation de freinage dudit véhicule, en élevant ladite force de friction jusqu'à une deuxième 35 valeur résiduelle supérieure à ladite première valeur résiduelle.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit état de conduite sans obstacle est détecté lorsque au moins l'une des conditions suivantes est satisfaite: une boîte de vitesse dudit véhicule est dans un rapport de transmission élevé, un régulateur de 5 vitesse automatique dudit véhicule est activé, un organe de commande d'accélération (28) dudit véhicule est enclenché depuis une durée supérieure à une durée d'accélération prédéterminée Ta.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite durée d'accélération prédéterminée Ta est comprise entre 10 10 et 100 secondes.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé par le fait qu'il comporte une étape d'évaluation de déplacement (53) d'un organe de commande d'accélération (28) dudit véhicule, ledit état d'anticipation de freinage étant détecté lorsque ledit 15 organe de commande d'accélération est déplacé dans le sens d'une réduction de la vitesse du véhicule.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte une étape de détection de changement de rapport de transmission (55), ledit état d'anticipation de freinage n'étant pas détecté 20 si un changement de rapport de transmission est détecté pendant ledit déplacement de l'organe de commande d'accélération dans le sens d'une réduction de la vitesse du véhicule.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'un changement de rapport de transmission est détecté par 25 évaluation d'un signal de commande destiné à une boîte de vitesse automatique dudit véhicule.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite étape de détection de changement de rapport de transmission comprend une évaluation de position d'un organe de 30 commande de débrayage (25) dudit véhicule, un changement de rapport de transmission étant détecté lorsque ledit organe de commande de débrayage est dans une position de débrayage pendant ledit déplacement de l'organe de commande d'accélération dans le sens d'une réduction de la vitesse du véhicule.

8. Procédé selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte une étape d'évaluation de vitesse de déplacement (54) de l'organe de commande d'accélération (28), ledit état d'anticipation de freinage étant systématiquement détecté lorsque ledit déplacement de l'organe de commande d'accélération dans le sens d'une réduction de la vitesse du véhicule est effectué avec une vitesse supérieure à un seuil de vitesse prédéterminé.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,

caractérisé par le fait qu'il comporte une étape (60) consistant à écarter lesdites surfaces de friction depuis ladite troisième position de relâchement (Xb) jusqu'à ladite première position de relâchement (xc), 1 0 pour réduire la force de friction jusqu'à ladite première valeur résiduelle, lorsqu'un état de conduite sans freinage du véhicule est détecté.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte une étape d'évaluation de déplacement (57) d'un organe de commande d'accélération (28) dudit véhicule, ledit état de 15 conduite sans freinage étant détecté lorsque ledit organe de commande d'accélération est déplacé dans le sens d'une augmentation de la vitesse du véhicule.

11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par le fait que ledit état de conduite sans freinage est détecté (58) lorsque 20 aucun signal de commande de freinage n'a été produit pendant une durée de vigilance prédéterminée (Tv).

12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 1 1, caractérisé par le fait que ladite deuxième valeur résiduelle de la force de friction est déterminée de manière à entraîner une décélération dudit 25 véhicule sans faire ressentir d'à-coup à ses occupants.

13. Système de freinage électromécanique d'un véhicule (1) comprenant au moins un étrier de frein (3a-d) portant deux plaquettes de frein (6, 7) avec des surfaces de friction respectives (6a, 7a) tournées l'une vers 30 l'autre destinées à être agencées de part et d'autre d'un disque de frein (4) lié à une roue (2a-d) du véhicule, un dispositif d'entraînement électrique (10, 15, 20) apte à déplacer lesdites plaquettes de frein l'une par rapport à l'autre dans un sens de rapprochement et dans un sens d'écartement desdites surfaces de 35 friction, un capteur de déplacement (31) sensible au déplacement engendré par ledit dispositif d'entraînement, une unité de commande (40, 38a-d) reliée audit dispositif d'entraînement et audit capteur de déplacement pour actionner de manière contrôlée ledit dispositif d'entraînement en réponse à des signaux de commande, un organe de commande de freinage (44) relié à ladite unité de commande et apte à lui transmettre un signal de commande de freinage et un signal de commande de relâchement, ladite unité de commande actionnant ledit dispositif d'entraînement, d'une part, pour rapprocher (46) lesdites surfaces de friction jusqu'au moins une position de serrage 1 0 en réponse audit signal de commande de freinage pour exercer une force de friction sur ledit disque de frein, et d'autre part, pour écarter (48) lesdites surfaces de friction jusqu'à une première position de relâchement prédéterminée (xc) en réponse audit signal de commande de relâchement pour réduire ladite force de friction jusqu'à une première 1 5 valeur résiduelle, caractérisé par le fait que ladite unité de commande comprend un module de détection de conduite sans obstacle (30) apte à détecter (49, 50, 51) un état de conduite sans obstacle dudit véhicule, ladite unité de commande étant apte à actionner ledit dispositif d'entraînement pour écarter (52) 20 lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de relâchement jusqu'à une deuxième position de relâchement prédéterminée (xa) en réponse à la détection dudit état de conduite sans obstacle dudit véhicule, pour sensiblement supprimer ladite force de friction, et que ladite unité de commande comprend un module de détection d'anticipation de freinage (32) apte à détecter (53, 54, 55) un état d'anticipation de freinage dudit véhicule, ladite unité de commande étant apte à actionner ledit dispositif d'entraînement pour rapprocher (56) lesdites surfaces de friction depuis ladite première position de 30 relâchement ou ladite deuxième position de relâchement jusqu'à une troisième position de relâchement prédéterminée (Xb) en réponse à la détection dudit état d'anticipation de freinage dudit véhicule, en élevant ladite force de friction jusqu'à une deuxième valeur résiduelle supérieure à ladite première valeur résiduelle.

14. Système selon la revendication 13, caractérisé par le fait que ledit module de détection de conduite sans obstacle (30) est relié à au moins l'un parmi un capteur (37) sensible au rapport de transmission d'une boîte de vitesse dudit véhicule, un capteur (39) 5 sensible à l'état de fonctionnement d'un régulateur de vitesse automatique dudit véhicule et un capteur (42) sensible à la position d'un organe de commande d'accélération dudit véhicule.

15. Système selon la revendication 14, caractérisé par le fait que ledit module de détection de conduite sans obstacle comporte un l o chronomètre pour mesurer une durée d'accélération prédéterminée Ta.

16. Système selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé par le fait que ledit module de détection d'anticipation de freinage (32) est relié à un capteur (42) sensible au sens de déplacement d'un organe de commande d'accélération dudit véhicule et à la vitesse de 15 déplacement dudit organe de commande d'accélération.

17. Système selon la revendication 16, caractérisé par le fait que ledit module de détection d'anticipation de freinage (32) comporte un module de détection de changement de rapport de transmission.

18. Système selon la revendication 17, caractérisé par le fait que ledit module de détection de changement de rapport de transmission est relié à au moins l'un parmi un capteur (43) sensible à la position d'un organe de commande de débrayage (25) du véhicule et une unité de commande d'une boîte de vitesse automatique dudit véhicule.

19. Système selon l'une des revendications 13 à 18, caractérisé par le fait que ladite unité de commande (40) comprend un module de détection de conduite sans freinage (34) apte à détecter (57, 58) un état de conduite sans freinage, ladite unité de commande étant apte à actionner ledit dispositif d'entraînement pour écarter (60) lesdites 30 surfaces de friction depuis ladite troisième position de relâchement (Xb) jusqu'à ladite première position de relâchement (xc), pour réduire la force de friction jusqu'à ladite première valeur résiduelle, lorsque ledit état de conduite sans freinage du véhicule est détecté.

20. Système selon la revendication 19, caractérisé par le 35 fait que ledit module de détection de conduite sans freinage (34) comporte un chronomètre pour mesurer une durée de vigilance prédéterminée (Tv).