SYSTEME DE FREINAGE DE VEHICULE AUTOMOBILE, COMPORTANT UNE FONCTION D'AIDE AU DEMARRAGE EN COTE.
La présente invention concerne un système de 5 freinage de véhicule automobile, qui comporte une fonction d'aide au démarrage en côte. La fonction d'aide au démarrage en côte, appelée aussi fonction d'aide au démarrage en pente ou en anglais Hill Assist , est une fonction d'assistance qui 10 maintient, au relâchement de la pédale de frein et pendant un court instant, le véhicule immobilisé (freins serrés), laissant au conducteur le temps de passer de la pédale de frein à la pédale d'accélérateur. Ce court instant d'immobilisation peut être de l'ordre de deux 15 secondes, par exemple. Cette fonction ne s'active que lorsque le véhicule a été complètement immobilisé, pied sur la pédale de frein, et à partir d'une certaine inclinaison de la pente. L'analyse du souhait du conducteur de faire avancer son véhicule, qui est faite 20 en estimant le couple moteur délivré aux roues, permet d'interrompre automatiquement l'immobilisation du véhicule afin que le véhicule puisse se mouvoir. Le système dit système ESP (ESP étant un acronyme de Electronic Stability Program) est l'organe 25 électronique mis à contribution pour réaliser la prestation définie ci-dessus d'aide au démarrage en côte. Ce système ESP est un système électronique qui, en cas de perte d'adhérence en virage et dans la limite des lois de la physique, stabilise le véhicule sur la trajectoire 30 choisie par le conducteur en agissant sur les freins et/ou sur l'accélérateur. Le système ESP est positionné fonctionnellement entre la commande de freinage, incluant la pédale de frein, et les récepteurs de freinage sur les roues du 35 véhicule.
On connaît déjà différents systèmes de freinage automatiques, qui comportent une fonction d'assistance au conducteur. A titre d'exemple, le document EP 1 192 067 B1 décrit un tel système de freinage, qui comporte un dispositif électronique de blocage frein à élément de commande pour enregistrer le souhait du conducteur d'actionner le frein, un dispositif électronique d'assistance du conducteur pour la réalisation automatique d'au moins une fonction d'assistance du conducteur spécifique du freinage, un dispositif actionneur, à commande électronique, pour actionner au moins un frein de roue, et un dispositif électronique de commande pour la conversion de signaux d'entrée en signaux de sortie correspondants, afin de commander le dispositif actionneur, les signaux d'entrée représentant l'état de fonctionnement du véhicule automobile ou des données d'état de dispositifs de commande. Le dispositif de commande comporte un premier module pour la conversion de signaux d'entrée en signaux pour la réalisation d'une fonction de blocage de frein, provoquée par le conducteur, ainsi qu'un deuxième module pour la conversion des signaux d'entrée en signaux pour la réalisation de la fonction automatique d'assistance du conducteur. A titre d'exemple également, le document US 5 415 467 décrit un autre système de freinage automatique pour un véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses automatique. Une pression de freinage est générée aux cylindres de frein des roues par l'intermédiaire d'organes fonctionnant sur le circuit de freinage du véhicule. Le système de freinage automatique empêche un effet de roulis du véhicule à l'arrêt. Le système de freinage fonctionne lorsque le véhicule est arrivé en position d'arrêt et le conducteur a libéré la pédale de frein en position de repos. Le système de freinage comporte un calculateur électronique qui fournit une sortie pour un émetteur de signal qui alimente un signal de commande qui, à son tour, est appliqué aux organes fonctionnant sur le circuit de freinage, ce qui a pour résultat de mettre le système de freinage en position d'engagement ou de désengagement. Le calculateur forme son signal de sortie à partir du signal d'entrée d'un capteur de mesure de la vitesse réelle du véhicule, d'un signal d'entrée d'un capteur de détection de la commande de la pédale de frein et d'un signal d'entrée d'un capteur de détection de la commande de la pédale de l'accélérateur. Ces systèmes de freinage, connus de l'art antérieur, ne sont pas conçus pour lutter contre l'effet de la pesanteur sur un véhicule situé sur une route en pente, par conséquent ne sont pas conçus pour apporter une aide au démarrage en côte. Le document FR 2 735 737 décrit un système de freinage de véhicule automobile, qui comprend au moins un circuit de freinage hydraulique, dont la pression de freinage est commandée par l'utilisateur par l'intermédiaire d'une pédale de frein, et des moyens de maintien automatique du véhicule en rampe par maintien de la pression de freinage dans le circuit de freinage, activée lors de la détection d'une vitesse nulle du véhicule et d'une action de l'utilisateur sur la pédale de frein. A ces moyens de maintien du véhicule sont associés, d'une part, des moyens de détection d'une nouvelle action par l'utilisateur sur la pédale de frein lorsque les moyens de maintien sont actifs et, d'autre part, des moyens de pilotage des moyens de maintien pour établir la pression de freinage dans le circuit de freinage à la valeur correspondant à cette nouvelle action de l'utilisateur sur la pédale. Toutefois, bien qu'il comporte des moyens de maintien du véhicule en pente, ce système de freinage présente certains inconvénients, tels que des à-coups dans la pédale de frein.
Le but de la présente invention est de fournir un nouveau système de freinage de véhicule automobile comportant une fonction d'aide au démarrage en côte, qui ne présente pas les inconvénients des systèmes connus de l'art antérieur, en particulier qui ne provoque pas d'à-coups dans la pédale de frein. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel système, qui génère de la part du conducteur des perceptions identiques à la pédale de frein lorsque cette dernière est actionnée une seconde fois et dans un laps de temps court après un premier actionnement qui a activé la fonction d'aide au démarrage en côte, de telle sorte que l'on évite toute différence de sensation à la pédale de frein entre le premier et le second actionnement, cette différence étant de nature à inquiéter le conducteur. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel système, qui soit de conception et de réalisation simple, qui soit fiable, et qui améliore la prestation d'aide au démarrage en côte sans nécessiter d'équipements nouveaux, qui soit donc, par conséquent économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un système de freinage de véhicule automobile perfectionné, avec fonction d'aide au démarrage en côte, et dans ce nouveau système de freinage, la désactivation de la fonction d'aide au démarrage en côte s'effectue par la réalisation de l'une ou l'autre des trois conditions A, B, et C suivantes : - l'écoulement du temps prédéfini (condition A), - le dépassement par le couple moteur délivré aux roues du véhicule d'une valeur de seuil prédéterminée (condition B), et - l'information d'actionnement de la pédale de 35 frein (condition C), de façon à éviter au conducteur toute sensation désagréable de point dur sur la pédale de frein lors d'un autre actionnement de la commande de freinage avant la réalisation de l'une ou l'autre desdites deux premières conditions A et B. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, la fonction d'aide au démarrage en côte est assurée par l'équipement de sécurité active destiné à améliorer le contrôle de trajectoire du véhicule, dénommé module ESP. L'information d'actionnement de la pédale de frein peut être générée par l'intermédiaire, par exemple, du contacteur des feux stop du véhicule, ou bien par la mesure de la pression par un capteur de pression situé dans le module ESP. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, en cas de second actionnement de la commande de freinage avant la réalisation de l'une ou l'autre desdites deux premières conditions A et B, le module ESP commande immédiatement l'annulation pendant un temps très court de la pression de freinage aux récepteurs de freinage du véhicule, de telle sorte que ledit second actionnement s'accompagne d'une perception à la pédale de frein par le conducteur qui est identique à celle accompagnant le premier actionnement. L'annulation pendant un temps très court de la pression aux récepteurs de freinage du véhicule s'effectue, de préférence, par transfert de fluide des récepteurs de freinage dans des accumulateurs de fluide ne communiquant pas directement avec la pédale de frein, le rétablissement de ladite pression aux récepteurs de freinage s'effectuant par le rétablissement de la communication entre le maître-cylindre tandem et les récepteurs de freinage. Ce rétablissement de la pression aux récepteurs de freinage se fait grâce à des électrovannes qui communiquent directement avec la pédale de frein et, par conséquent, n'occasionnent pas de sensation de point dur sur cette dernière.
Le transfert de fluide des récepteurs de freinage dans les accumulateurs s'effectue par une commande du passage du mode non passant au mode passant d'une première série d'électrovannes.
Selon encore le mode préféré de réalisation, en cas de second actionnement de la commande de freinage avant la réalisation de l'une ou l'autre desdites deux premières conditions A et B, le module ESP commande les actions suivantes . - commutation en mode passant d'une première série d'électrovannes, de façon que la pression dans les récepteurs de freinage s'annule par transfert de fluide dans des accumulateurs, - puis, commutation en mode non passant de 15 ladite première série d'électrovannes, et - commande de retour de la circulation entre le maître-cylindre tandem et les récepteurs de freinage par l'intermédiaire d'une seconde série d'électrovannes qui communiquent directement avec la pédale de frein. 20 La présente invention a également pour objet un véhicule automobile, qui comporte un système de freinage à fonction d'aide au démarrage en côte conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. D'autres buts, avantages et caractéristiques de 25 l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un système de 30 freinage comportant un équipement de sécurité active pour le contrôle de trajectoire, dit module ESP, - les figures 2A à 2D sont des diagrammes illustrant le fonctionnement de la fonction d'aide au démarrage en côte selon l'art antérieur, les diagrammes 35 représentant respectivement la variation dans le temps de l'effort sur la pédale de frein (2A), de la position de la pédale de frein (2B), de la pression au maître- cylindre tandem du dispositif de commande de freinage (2C) et de la pression aux récepteurs de freinage (2D), - les figures 3A à 3D sont des diagrammes illustrant le fonctionnement de la fonction d'aide au démarrage en côte de la figure 1 dans le cas où le conducteur actionne la commande de frein une seconde fois avant la désactivation de la fonction, les diagrammes représentant respectivement la variation dans le temps de l'effort sur la pédale de frein (3A), de la position de la pédale de frein (3B), de la pression au maître-cylindre tandem du dispositif de commande de freinage (3C) et de la pression aux récepteurs de freinage (3D), et - les figures 4A à 4D sont des diagrammes illustrant le fonctionnement de la fonction d'aide au démarrage en côte dans un système de freinage perfectionné selon la présente invention, les diagrammes représentant respectivement la variation dans le temps de l'effort sur la pédale de frein (4A), de la position de la pédale de frein (4B), de la pression au maître-cylindre tandem du dispositif de commande de freinage (4C) et de la pression aux récepteurs de freinage (4D). En référence au schéma de la figure 1, le fonctionnement d'une fonction d'aide au démarrage en côte est le suivant. Le système de freinage comporte, de manière générale, un dispositif de commande de freinage, de référence générale 10, qui commande l'ensemble des récepteurs de freinage, de référence générale 30, par l'intermédiaire du module ESP de référence générale 20. Lorsque le conducteur souhaite immobiliser le véhicule dans une pente, il actionne le dispositif de commande de freinage 10 constitué notamment d'une pédale de frein 11, d'un amplificateur de freinage de type Isovac et d'un maître-cylindre tandem référencé 12. Une pression hydraulique est communiquée par l'intermédiaire des circuits MC1 et MC2 aux électrovannes amont USV1 et USV2, respectivement, puis des électrovannes LFEV, RREV, LREV et RFEV aux quatre récepteurs de freinage LF, RR, LR et RF, c'est-à-dire aux quatre roues du véhicules.
Lorsque le conducteur retire son pied de la pédale de frein 11, le calculateur de l'ESP requiert une commutation des électrovannes amont USV1 et USV2, de façon à emprisonner la pression hydraulique aux quatre récepteurs de freinage LF, RR, LR et RF. Le véhicule reste immobile. Cet état d'immobilisation ne dure qu'un temps limité, de l'ordre de 2 secondes ou moins, si le conducteur génère un couple moteur suffisant pour que le véhicule puisse se mouvoir. Après un temps préétabli, désigné AT, de l'ordre de 2 secondes ou lorsque le couple moteur aux roues estimé est suffisant pour déplacer le véhicule, l'ESP opère à nouveau une commutation des électrovannes amont USV1 et USV2 de façon à annuler la pression hydraulique aux quatre récepteurs de freinage LF, RR, LR et RF. Le véhicule se déplace. Ce fonctionnement est représenté sur les diagrammes 2A à 2D. Le diagramme de la figure 2A représente l'effort F sensiblement constant et de valeur FA exercé par le conducteur sur la pédale de frein 11 à partir du temps TO jusqu'au moment T1 de relâchement de la pédale de frein. Le diagramme de la figure 2B représente la position H de la pédale de frein, qui, à partir du temps T0, passe rapidement de la position de repos à la position HA et y reste jusqu'au moment T1 de son relâchement. Le diagramme de la figure 2C représente la pression PMCT au maître- cylindre tandem qui, à partir du temps T0, croît vers la valeur sensiblement constante PAMCT jusqu'au moment T1 de relâchement de la pédale de frein. Le diagramme de la figure 2D représente la pression PF dans les freins du véhicule qui, à partir du temps TO d'appui sur la pédale de frein, croît pour atteindre la valeur sensiblement constante de PAF non seulement jusqu'au temps T1 mais se prolonge du temps préétabli AT mentionné précédemment représentant le temps limité pendant lequel le véhicule est maintenu immobile par la fonction d'aide au démarrage en côte. Du temps T1 au temps T1 + AT, le véhicule est immobile bien que le conducteur n'actionne plus la commande du système de freinage. Comme exposé ci-dessus, il n'y a que deux conditions de sortie de la fonction d'aide au démarrage en côte. La première condition - ou condition A - est basée sur un temps dont la durée est préétablie, et la seconde condition - ou condition B - est basée sur une estimation du couple moteur délivré aux roues. Si le conducteur actionne le dispositif de commande de freinage 10 une seconde fois avant que l'une des deux conditions de sortie A ou B de la fonction ait été satisfaite, il ressent une sensation de point dur sur la pédale de frein 11. Cette sensation est due au fait que le conducteur doit exercer un effort sur la pédale de frein 11 sans déplacement de celle-ci au moins égal à l'effort appliqué lors de la première application de freinage, avant même que la pédale 11 puisse se déplacer. En effet, les électrovannes amont USV1 et USV2 sont non passantes (à la demande de l'ESP pour satisfaire à la fonction d'aide au démarrage en côte), tout comme les électrovannes HSV1 et HSV2 utiles pour d'autres fonctions non développées dans le cadre de la présente invention. Le seul moyen de communication entre le maître-cylindre tandem 12 du dispositif de commande de freinage 10 et les récepteurs de freinage LF, RR, LR et RF, reste donc les clapets anti-retour 21 et 22. En amont de ces clapets, la pression est la pression PMCT dans le maître-cylindre tandem 12. En aval de ces clapets 21 et 22, la pression est la pression PF des récepteurs de freinage LF, RR, LR et RF. En négligeant le tarage de ces clapets, il faut que la pression PMCT dans le maître-cylindre 12 devienne supérieure à la pression PF dans les récepteurs de freinage pour qu'il y ait un transfert de fluide de freinage du maître-cylindre tandem 12 aux récepteurs de frein LF, RR, LR et RF. Par conséquent, tant que la pression PMCT dans le maître-cylindre reste inférieure à PF, il n'y a pas de transfert de fluide, donc pas de déplacement de la pédale de frein, si toutefois on néglige la déformation mécanique de la commande de freinage, l'absorption des tuyaux qui relient la commande de freinage à l'ESP et la compressibilité du fluide. Cette situation, dans laquelle le conducteur actionne le dispositif de commande de freinage 10 une seconde fois avant que l'une des deux conditions A ou B ait été satisfaite, est représentée par les diagrammes des figures 3A à 3D, dans lesquels les ellipses en traits interrompus mixtes indiquent la différence de sensation à la pédale de frein (relation entre effort et déplacement de la pédale) entre la première et la seconde application de freinage. Le diagramme de la figure 3A représente l'effort F sensiblement constant et de valeur FA exercé par le conducteur sur la pédale de frein entre les temps TO et T1 comme précédemment, puis rapidement à partir du moment T2 où le conducteur actionne de nouveau la pédale de frein jusqu'au T3 de relâchement de cette dernière. Le diagramme de la figure 3B représente la position H de la pédale de frein. Le diagramme de la figure 3C représente la pression PMCT au maître-cylindre tandem 12 qui, rapidement à partir du temps T2 de second actionnement de la pédale de frein, revient à la valeur sensiblement constante PAMCT jusqu'au moment T3 de relâchement de la pédale de frein. Le diagramme de la figure 3D représente la pression PF dans les freins du véhicule qui, à partir du temps T0, jusqu'à un temps T3 + AT, reste une pression de blocage des freins à la valeur PAF. La deuxième sollicitation, au temps T2, du système de freinage génère une perception très différente de la première action sur la pédale au frein au temps T0. Cette différence peut être inquiétante pour l'utilisateur, qui doit normalement s'attendre à des perceptions identiques sur la pédale de frein. Il est donc important de modifier la fonction d'aide au démarrage en côte, de façon à retrouver des perceptions à la pédale de frein qui soient identiques, qu'il s'agisse d'un premier actionnement de la pédale de frein ou d'un second actionnement, postérieur, réalisé avant la désactivation de la fonction qui a été activée par le premier actionnement de la pédale de frein.
A cette fin, conformément au principe de la présente invention, aux conditions A et B exposées ci-dessus de sortie de la fonction d'aide au démarrage en côte, il est ajouté une troisième condition - ou condition C -, qui est basée sur une information d'actionnement de la pédale de frein 11. L'actionnement du dispositif de commande de freinage, en particulier de la pédale de frein 11, peut être détecté par des moyens classique, connus en soi, présents sur le véhicule, tels que le contacteur de feux de stop ou le capteur de pression interne du système ESP. Le fonctionnement du système de freinage de l'invention est alors différent de celui décrit ci-dessus, par le fait qu'en cas d'actionnement du dispositif de commande du freinage au temps T2 intermédiaire entre le temps T1 et le temps T1 + AT, les actions suivantes sont assurées par le module ESP : - commande de la commutation (passage du mode non passant au mode passant ) des électrovannes LFAV, RRAV, LRAV et RFAV, afin que la pression maintenue aux quatre récepteurs de freinage LF, RR, LR et RF s'annule par transfert de fluide dans les accumulateurs référencés 25 et 26 sur la figure 1, - commande du retour de ces électrovannes LFAV, RRAV, LRAV et RFAV à un mode non passant , et - commande du retour des électrovannes amont USV1 et USV2 à un mode passant , de telle sorte que l'on retrouve une communication de la pression hydraulique entre le maître-cylindre tandem 12 du dispositif de commande de freinage 10 et les récepteurs de freinage LF, RR, LR et RF par l'intermédiaire des électrovannes amont USV1 et USV2, puis par l'intermédiaire des électrovannes LFEV, RREV, LREV et RFEV. Ces trois actions se font en un temps très court, désigné E sur les diagrammes 4A à 4D. Grâce aux actions mentionnées ci-dessus, le défaut d'à-coups et de sensation de point dur mentionné précédemment est globalement supprimé. Le diagramme de la figure 4A représente, comme celui de la figure 3A, la variation au cours du temps T de l'effort F sur la pédale de frein. Le diagramme de la figure 4B représente la position H de la pédale de frein, entre la position de repos et la position de pédale enfoncée HA. Le diagramme de la figure 4C représente la pression PMCT au maître-cylindre tandem 12 qui, à partir du temps T2 de second actionnement de la pédale de frein revient à la valeur sensiblement constante PAMCT jusqu'au moment T3 de relâchement de la pédale de frein. Le diagramme de la figure 4D représente la pression PF dans les freins du véhicule qui, très rapidement à partir du temps TO s'établit à la valeur sensiblement constante PAF, reste à cette valeur du fait de l'activation de la fonction d'aide au démarrage en côte exposé précédemment, mais, contrairement au fonctionnement précédent illustré par les figures 3A à 3D, s'annule un très court instant E suffisant pour donner une perception non bloquée à la pédale de frein, cette perception du second actionnement au temps T2 de la pédale de frein étant alors sensiblement identique à la perception du premier actionnement au temps TO de la pédale. Le système de freinage avec fonction d'aide au démarrage en côte, tel que décrit ci-dessus, constitue un perfectionnement aux systèmes de freinage assistés connus de l'art antérieur, et ce nouveau système de freinage présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants . - lors d'un second appui sur la pédale de frein, la détente du fluide de freinage emprisonné aux récepteurs de freinage se fait grâce à des électrovannes situés dans des zones tampons , désignées zones d'accumulateurs, qui ne communiquent pas directement avec la pédale de frein et, par conséquent, n'occasionnent pas les à-coups que connaissent les systèmes de freinage assistés de l'art antérieur, - il est mis en oeuvre sans qu'il soit nécessaire de modifier les organes matériels des systèmes assistés connus, les modifications se portent que sur les instructions de commandes programmées des moyens électroniques, Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.