FR2934343A3 - Commande d'un systeme de freinage decouple pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de commande d'un système de freinage découplé pour véhicule automobile, le système comportant, associé à chaque roue du véhicule, un premier organe de friction susceptible d'appliquer sur un deuxième organe solidaire de la roue, soit un effort de freinage, sous la commande d'une consigne électrique de freinage lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein, soit un effort de léchage sous la commande d'une consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij), dans lequel on génère une consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) commandant périodiquement l'application d'un effort de léchage pendant une durée (di) prédéfinie.
Description
COMMANDE D'UN SYSTEME DE FREINAGE DECOUPLE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne la commande d'un système de freinage pour véhicule automobile, du type dans lequel au moins un premier organe de friction, typiquement un étrier, applique un effort de freinage sur un deuxième organe solidaire d'une roue du véhicule automobile, typiquement une plaquette de frein, lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein.
Pour garantir la fiabilité d'un système de freinage, il est important de veiller d'une part, à ce que ces plaquettes soient les plus sèches possible, et d'autre part, au non-encrassement des plaquettes de frein. Il est déjà connu de prévoir des systèmes dans lesquels on impose, en dehors d'une situation de freinage, un contact permanent entre les étriers et les plaquettes, encore appelé léchage, permettant si besoin d'assécher par friction toute zone humide sur les plaquettes, et d'éviter le dépôt de salissures sur les plaquettes. En contrepartie, l'effort de freinage résiduel correspondant à ce léchage appliqué en permanence engendre non seulement une surconsommation d'énergie, mais aussi une usure prématurée des organes de freinage, et plus particulièrement des plaquettes. Il en résulte le besoin de trouver un bon compromis entre d'une part, la nécessité de permettre un nettoyage automatique des plaquettes par léchage, et d'autre part, la volonté de réduire les efforts de freinage résiduels. Certaines solutions permettant de limiter le phénomène de léchage ont déjà été envisagées. Ces solutions, telles que celles décrites notamment dans les documents FR 2 520 074 et FR 2 520 076, sont cependant des solutions mécaniques plutôt complexes, et surtout, visent essentiellement à éliminer tout phénomène de léchage, et non à permettre son optimisation. On s'intéresse plus particulièrement dans la suite aux systèmes de freinage dit découplé, dans lesquels la pédale de frein est découplée mécaniquement de l'actionneur de freinage permettant un déplacement relatif des étriers et des plaquettes. Pour ces systèmes, la position de la pédale de frein correspondant à une consigne utilisateur est traduite par une consigne de freinage sous la forme d'un signal électrique envoyée à l'actionneur de freinage. Ces systèmes de freinage découplé autorisent notamment de pouvoir élaborer des consignes de freinage qui peuvent être, dans certains cas, indépendantes d'une consigne utilisateur, et ce, sans qu'il y ait un quelconque ressenti pour le conducteur au niveau de la pédale de frein. Ce type de systèmes est ainsi particulièrement approprié pour non seulement autoriser le nettoyage par léchage, mais également pour envisager, comme le propose la présente invention, de réguler les efforts de freinage résiduels dus au léchage. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de commande d'un système de freinage découplé pour véhicule automobile, le système comportant, associé à chaque roue du véhicule, un premier organe de friction susceptible d'appliquer sur un deuxième organe solidaire de la roue, soit un effort de freinage, sous la commande d'une consigne électrique de freinage lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein, soit un effort de léchage sous la commande d'une consigne électrique de léchage, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à générer une consigne électrique de léchage commandant périodiquement l'application d'un effort de léchage pendant une durée prédéfinie. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la consigne électrique de léchage ainsi générée est avantageusement apte à commander l'application de l'effort de léchage pendant une durée calculée en fonction d'au moins un paramètre environnemental. Le paramètre environnemental est relatif aux conditions climatiques. Ainsi, il peut comprendre une information relative à la présence ou l'absence de pluie obtenue par exemple de la détection d'un état respectivement activé ou désactivé d'un système d'essuie-glace équipant le véhicule automobile. En variante ou en combinaison le paramètre environnemental peut comprendre une mesure de la température extérieure au véhicule.
Pour limiter le moment de lacet induit par les efforts de léchage appliqués sur les quatre roues du véhicule, une même consigne électrique de léchage est de préférence appliquée simultanément pour deux roues respectivement avant et arrière du véhicule situées sur deux côtés opposés, puis appliquée simultanément pour les deux autres roues. La commande de freinage doit en outre rester de préférence prioritaire. Pour ce faire, le procédé de commande selon l'invention comporte en outre une étape de comparaison entre les efforts de léchage correspondant à la consigne électrique de léchage et les efforts de freinage correspondant à la consigne électrique de freinage, et de sélection de la consigne électrique à appliquer correspondant à l'effort maximum issu de la comparaison. La présente invention a également pour objet un système de freinage découplé pour véhicule automobile système de freinage découplé pour véhicule automobile, le système comportant, associé à chaque roue du véhicule, un premier organe de friction susceptible d'appliquer sur un deuxième organe solidaire de la roue, soit un effort de freinage, sous la commande d'une consigne électrique de freinage lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein, soit un effort de léchage sous la commande d'une consigne électrique de léchage, le système de freinage comportant en outre des moyens de calcul électroniques apte à générer lesdites consignes électriques de freinage ou de léchage, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul électroniques sont aptes à générer une consigne électrique de léchage commandant périodiquement l'application d'un effort de léchage pendant une durée prédéfinie. Différents aspects de l'invention et des avantages qu'elle procure seront mieux compris au vu de la description suivante faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 illustre schématiquement la position relative d'un étrier et d'une plaquette de frein, respectivement en position de léchage non nul ou de léchage nul ; - la figure 2 illustre sous forme de schéma bloc les différents composants d'un calculateur électronique embarqué pour la mise en oeuvre du procédé de commande selon un mode préféré de l'invention ; - la figure 3 est un diagramme d'état illustrant les transitions d'états pour le mode préféré de l'invention ; - la figure 4 donne un exemple de séquencement des consignes de léchage pour la mise en oeuvre du procédé selon le mode préféré de 20 l'invention.
Par convention, dans la suite de la description, les suffixes i et j, représentant chacun des entiers variant de 1 à 2, représentent respectivement la position avant ou arrière d'une roue du véhicule 25 automobile, et la position gauche ou droite de cette même roue. Ainsi : - i = 1 et j = 1 désignent la roue Avant Gauche, - i = 1 et j = 2 désignent la roue Avant Droite, - i = 2 et j = 1 désignent la roue Arrière Gauche, - i = 2 et j = 2 désignent la roue Arrière Droite.
En référence à la figure 1, un système de freinage selon l'invention est du type à freinage découplé dans lequel un premier organe de friction 1, par exemple un étrier, est susceptible d'appliquer un effort de friction sur un deuxième organe 2 solidaire en rotation d'une roue ij, typiquement une plaquette de frein. L'effort peut correspondre soit à une consigne de freinage résultant d'un actionnement par l'utilisateur de la pédale de frein, soit, conformément à l'invention, à une consigne de léchage pour permettre un nettoyage ou un assèchement des plaquettes de frein. Dans les deux cas, les consignes sont électriques et élaborées par exemple par un calculateur électronique embarqué. Selon l'invention, l'effort de léchage Fléchage entre l'étrier 1 et la plaquette de frein 2 est régulé pour qu'il ne soit pas constamment appliqué, mais seulement périodiquement, pendant une durée prédéfinie. Cela est obtenu en générant une consigne électrique de léchage commandant périodiquement l'application de l'effort de léchage pendant la durée prédéfinie. Le schéma de gauche sur la figure 1 illustre l'application de l'effort de léchage, alors que le schéma de droite illustre le cas où l'on impose un effort de léchage nul entre l'étrier et la plaquette de frein en donnant une consigne de position xl de l'étrier 1. Dans une mise en oeuvre préférée de l'invention, on utilise la mesure d'au moins un paramètre environnemental représentatif des conditions climatiques pour calculer la durée pendant laquelle l'effort de léchage doit être effectivement appliqué.
Dans l'exemple non limitatif qui va être décrit en détail en référence aux figures 2 à 4, la commande du système de freinage découplé selon l'invention consiste à utiliser deux paramètres environnementaux : une information relative à la présence ou l'absence de pluie ; 30 - une mesure de la température extérieure.
Ces deux paramètres permettent en effet de définir des situations dans lesquelles le léchage est nécessaire, typiquement en cas de pluie ou de givre. Avantageusement, on utilise les équipements déjà prévus sur le véhicule pour mesurer ces paramètres. Ainsi, l'information relative à la présence ou l'absence de pluie est déduite de préférence d'un état respectivement activé ou désactivé du système d'essuie-glace. On notera par la suite Flag_essuie_glace le signal électrique correspondant à cette information. Bien entendu, un capteur de pluie équipant le véhicule pourrait également être utilisé pour délivrer cette information. La température extérieure est quant à elle mesurée par un capteur de température. On notera par la suite T_ext_mes la mesure correspondante délivrée par ce capteur. Comme illustré sur la figure 2, l'asservissement de l'effort de léchage Fléchage est obtenu par des moyens d'asservissement 10 recevant en entrée la température extérieure mesurée T_ext_mes, l'état des essuie-glaces Flag_essuie_glace et un seuil de température constante Seuil_température. Ces moyens d'asservissement retournent les consignes d'effort de léchage Consigne_lechage_ij à appliquer pour chaque roue ij. Plus précisément, les moyens d'asservissement comportent un automate 11 à plusieurs états délivrant un signal Status_Mode_lechage représentatif de l'état de l'automate à un bloc 12 apte à élaborer les consignes de léchage Consigne_lechage_ij en fonction de l'état de l'automate. Dans le cas non limitatif considéré utilisant deux paramètres environnementaux, l'automate est susceptible d'occuper quatre états, et le signal de sortie Status_Mode_lechage est par conséquent un entier variant de 1 à 4. Bien entendu, le fonctionnement de l'automate est facilement généralisable au cas où un seul paramètre environnemental, ou plus de deux paramètres environnementaux sont disponibles à la mesure. Les différents états de l'automate ainsi que les transitions d'un état à un autre sont schématisés sur la figure 3. Par convention, on considère le signal d'état Status_Mode_lechage a pour valeur initiale 1, correspondant à un état de l'automate pour lequel l'essuie-glace n'est pas activé (a priori absence de pluie), et la température extérieure mesurée n'est pas inférieure au seuil de température. Le fonctionnement de l'automate 11 est le suivant: - Transitions Etat 1 (Status Mode lechage=l) à Etat 2 (Status Mode lechage=2) et inversement La transition entre l'état 1 et l'état 2 est fonction de l'activation des essuie-glaces (Flag_essuie_glace=1). Le retour en état 1 depuis l'état 2 intervient lorsque les essuie-glaces ne sont pas activés (Flag_essuie_glace=O). - Transitions Etat 2 (Status Mode lechage=2) à Etat 4 (Status Mode lechage=4) et inversement Le passage entre l'état 2 et l'état 4 est fonction de la mesure de la température. En effet si les essuie-glaces sont actifs et que la température mesurée T_ext_mes est inférieure ou égale à la température de référence Seuil_température, alors l'automate est dans l'état 4 Si la température mesurée T_ext_mes est supérieure à Seuil température, l'automate repasse à l'état 2. - Transitions Etat 1 (Status Mode lechage=l) à Etat 3 25 (Status Mode lechage=3) et inversement Le passage de l'état 1 à l'état 3 est fonction de la température extérieure T_ext_mes . Si la température mesurée T_ext_mes est inférieure ou égale à la température de référence Seuil_température alors l'automate est dans l'état 4. Si T_ext_mes est supérieure à 30 Seuil_température l'automate passe à l'état 1. - Transitions Etat 3 (Status Mode lechage=3) à Etat 4 (Status Mode lechage=4) et inversement : Cette transition est fonction de l'activation des essuie-glaces (Flag_essuie_glace=l). Si les essuie-glaces sont activés (Flag_essuie_glace=l) et que la température extérieure reste inférieure ou égale à la température de seuil alors l'automate est dans l'état 4. Si les essuie-glaces sont désactivés (Flag_essuie_glace=0) alors l'automate passe à l'état 3.
La valeur retournée (Status_Mode_lechage) par l'automate 11 conditionne les consignes de léchage Consigne_lechage_ij effectives générées par le bloc 12. Plus précisément, une consigne de léchage particulière est avantageusement générée pour chaque état de l'automate.
La figure 4 illustre à titre d'exemple non limitatif les consignes de léchage appliquées permettant l'obtention des efforts de léchage F_brake_ij pour chaque roue. Quel que soit l'état dans lequel se trouve l'automate 11, la répartition des efforts de léchage pour l'ensemble des roues du véhicule est réalisée de préférence en diagonale et en alternance, pour limiter le moment de lacet induit par les efforts de léchage. Plus précisément, on applique d'abord simultanément le même effort sur les roues avant gauche (11) et arrière droite (22). De même pour l'autre diagonale, une fois les efforts de léchage sur la diagonale précédente nuls, on applique simultanément le même effort de léchage aux roues respectivement avant droite (12) et arrière gauche (21). Dans l'exemple représenté, les consignes sont périodiques d'une période constante T prédéterminée avec un rapport cYcliquea û dl i-T, formule dans laquelle di correspond à la durée pendant laquelle l'effort de léchage est appliqué. Cette durée est fonction l'état de l'automate, et l'on a de préférence la relation suivante : d~ Ainsi, on impose notamment une durée de léchage plus longue lorsque l'on détecte simultanément la présence de pluie et une température inférieure à la valeur seuil que lorsque l'on détecte seulement la présence de pluie.
Bien entendu, les consignes de léchage ne sont pas prioritaires par rapport aux consignes de freinage. Ainsi, il est également prévu que le système puisse comparer chaque consigne Consigne_lechage_ij retournée par le bloc 12 avec la consigne Consigne_frein_utilisateur résultant d'un appui sur la pédale de frein. Comme illustré schématiquement sur la figure 2, le système comporte à cet effet un module 13 de comparaison entre ces deux consignes, délivrant une consigne de freinage effective F_brake_ij correspondant au maximum de ces deux consignes. Dans l'exemple précédemment décrit, les consignes de léchage Consigne_lechage_ij élaborées sont aptes à commander l'application d'un effort de léchage d'amplitude constante. En variante, on pourrait également envisager de réguler l'amplitude Ai de l'effort de léchage, en plus de sa durée di, en fonction du ou des paramètres environnementaux utilisés par l'automate.
L'invention telle qu'elle vient d'être décrite permet donc de faire un bon compromis en autorisant un phénomène de léchage adapté à la situation avec un faible impact sur la consommation. La mise en oeuvre est en outre très simple à adapter aux structures existantes puisqu'il suffit de réaliser un module logiciel. Ce module logiciel peut avantageusement être intégré dans un calculateur embarqué, et les équations étant simples, la capacité de calcul requise pour cette fonction est très faible. Dans la version préférée décrite, la commande ne nuit en outre pas à la stabilité du véhicule car il ne crée pas de moment de lacet.
Claims (13)
- REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un système de freinage découplé pour véhicule automobile, le système comportant, associé à chaque roue du véhicule, un premier organe de friction (1) susceptible d'appliquer sur un deuxième organe (2) solidaire de la roue, soit un effort de freinage, sous la commande d'une consigne électrique de freinage (Consigne_frein_utilisateur) lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein, soit un effort de léchage sous la commande d'une consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij), le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à générer une consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) commandant périodiquement l'application d'un effort de léchage pendant une durée (di) prédéfinie.
- 2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) générée est apte à commander l'application de l'effort de léchage pendant une durée (di) calculée en fonction d'au moins un paramètre environnemental.
- 3. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit paramètre environnemental comprend une information (Flag_essuie_glace) relative à la présence ou l'absence de pluie.
- 4. Procédé de commande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'information relative à la présence ou l'absence de pluie est déduite d'un état respectivement activé ou désactivé d'un système d'essuie-glace équipant le véhicule automobile.
- 5. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit paramètre environnemental comprend une mesure (T_ext_mes) de la température extérieure au véhicule.
- 6. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) générée est apte à commander l'application d'un effort de léchage d'amplitude constante pendant ladite durée (di).
- 7. Procédé de commande selon les revendications 2 et 6 prises en combinaison, caractérisé en ce que la valeur de ladite amplitude constante est déterminée en fonction dudit paramètre environnemental.
- 8. Procédé de commande selon l'une quelconques des revendications 3 à 7, prises en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que ladite consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) générée est apte à commander l'application de l'effort de léchage pendant une durée (di) calculée en fonction d'au moins deux paramètres environnementaux.
- 9. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une même consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) est appliquée simultanément pour deux roues respectivement avant et arrière situées sur deux côtés opposés du véhicule, puis appliquée simultanément pour les deux autres roues.
- 10. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de comparaison entre les efforts de léchage correspondant à la consigne électrique de léchage et les efforts de freinage correspondant à la consigne électrique de freinage, et de sélection de la consigne électrique à appliquer correspondant à l'effort maximum issu de la comparaison.
- 11. Système de freinage découplé pour véhicule automobile, le système comportant, associé à chaque roue du véhicule, un premier organe de friction (1) susceptible d'appliquer sur un deuxième organe (2) solidaire de la roue, soit un effort de freinage, sous la commande d'une consigne électrique de freinage (Consigne_frein_utilisateur) lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein, soit un effort de léchage sous la commande d'une consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij), le système de freinage comportant en outre des moyens de calcul électroniques (10, 13) apte à générer lesdites consignes électriques de freinage ou de léchage, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul électroniques sont aptes à générer une consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) commandant périodiquement l'application d'un effort de léchage pendant une durée (di) prédéfinie.
- 12. Système de freinage découplé selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul électroniques sont aptes à générer une consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) commandant l'application de l'effort de léchage pendant une durée (di) calculée en fonction d'au moins un paramètre environnemental.
- 13. Système de freinage découplé selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul électroniques comportent un automate (11) à quatre états apte à recevoir deux paramètres environnementaux constitués d'une information (Flag_essuie_glace) relative à la présence ou l'absence de pluie, et d'une mesure (T_ext_mes) de la température extérieure au véhicule, ledit automate (11) générant un signal d'état (Status_Mode_lechage), et un bloc de consigne (12) apte à délivrer ladite consigne électrique de léchage (Consigne_léchage_ij) en fonction du signal d'état (Status_Mode_lechage).
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