FR3001924A1 - Procede de freinage automatique des roues d'un vehicule comportant un systeme de detection d'obstacles - Google Patents

Abstract

Procédé de freinage automatique des roues d'un véhicule automobile comportant un système de détection d'obstacles (14), un freinage à commande hydraulique comprenant un dispositif qui génère une pression hydraulique (2), et un système qui régule automatiquement cette pression pour l'appliquer aux différents freins de roue, ce véhicule disposant de plus d'informations relatives aux risques de blocage des roues, caractérisé en ce qu'en cas de freinage d'urgence demandé par le système de détection d'obstacles (14), il applique des pressions de freinage élevées avec une régulation par les informations relatives aux risques de blocage des roues.

Description

PROCEDE DE FREINAGE AUTOMATIQUE DES ROUES D'UN VEHICULE COMPORTANT UN SYSTEME DE DETECTION D'OBSTACLES La présente invention concerne un procédé de freinage automatique pour un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile comportant des moyens mettant en oeuvre un tel procédé. Les véhicules automobiles comportent généralement un circuit de freinage commandé par une pédale de frein actionnant un maître-cylindre générant une pression hydraulique, qui est envoyée dans différents récepteurs freinant chacune des roues du véhicule. Pour réduire les risques d'accident et améliorer la sécurité, un procédé connu de freinage automatique du véhicule, présenté notamment par le document US-A-6056374, réalise lorsqu'un moyen de détection comme une caméra ou un radar détecte un obstacle devant le véhicule, une mesure de la vitesse de cet obstacle pour calculer en connaissant la vitesse du véhicule, une distance nécessaire afin d'arrêter le véhicule avant l'obstacle, puis en cas de risque de collision réalise un calcul de la décélération nécessaire pour obtenir cette distance d'arrêt, et enfin applique la pression nécessaire dans le circuit de freinage pour obtenir une force de freinage du véhicule donnant cette décélération. Toutefois de manière connue, en cas de freinage d'urgence nécessitant une force de freinage élevée pour éviter un obstacle, les procédés de freinage automatique appliquent alors généralement une pression maximum dans le circuit de freinage pour obtenir la décélération du véhicule la plus forte, en laissant si nécessaire une fonction d'anti-blocage des roues du type « ABS » travailler afin d'éviter un blocage de ces roues. Or des mesures réalisées dans ce cas de fonctionnement montrent que les freinages automatiques comprenant le déclenchement de la fonction d'anti-blocage « ABS », en particulier les freinages à partir de vitesses modérées, ne donnent pas des distances d'arrêt très courtes.

La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un procédé de freinage automatique des roues d'un véhicule automobile comportant un système de détection d'obstacles, un freinage à commande hydraulique comprenant un dispositif qui génère une pression hydraulique, et un système qui régule automatiquement cette pression pour l'appliquer aux différents freins de roue, ce véhicule disposant de plus d'informations relatives aux risques de blocage des roues, établies par des moyens qui demandent une limitation ou une répartition des pressions de freinage afin de prévenir un risque de blocage de ces roues, caractérisé en ce qu'en cas de freinage d'urgence demandé par le système de détection d'obstacles, il applique des pressions de freinage élevées avec une régulation par les informations relatives aux risques de blocage des roues.

Un avantage du procédé de freinage automatique selon l'invention est qu'en régulant les pressions de freinage par les informations relatives aux risques de blocage des roues, on obtient un niveau de freinage des roues qui n'est pas maximum, mais qui évite un risque de blocage de ces roues déclenchant la fonction d'anti-blocage des roues « ABS ». On évite alors un temps de remonté de pression de freinage après une chute de pression, nécessaire en cas de déclenchement de cette fonction, qui augmente globalement les distances d'arrêts. Le procédé de freinage automatique selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Selon un de mode de réalisation, les informations relatives aux risques de blocage des roues proviennent d'un répartiteur de freinage entre le train avant et le train arrière du véhicule. Selon un autre mode de réalisation, les informations relatives aux risques de blocage des roues proviennent d'une fonction d'anti-blocage des roues du type « ABS ».

Avantageusement pendant un freinage automatique, le procédé laisse une fonction d'anti-blocage des roues « ABS » traiter de façon habituelle une amorce de blocage des freins, pour éviter ce blocage. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant un système de détection d'obstacles, un freinage à commande hydraulique comprenant un dispositif qui génère une pression hydraulique, ainsi qu'un système qui régule automatiquement cette pression pour l'appliquer aux différents freins de roue, ce véhicule disposant de plus d'informations relatives aux risques de blocage des roues, établies par des moyens qui demandent une limitation ou une répartition des pressions de freinage afin de prévenir un risque de blocage de ces roues, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens mettant en oeuvre un procédé de freinage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple et de manière non limitative en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un véhicule mettant en oeuvre un procédé de freinage automatique ; - la figure 2 est un graphique présentant en fonction du temps, différentes caractéristiques d'un freinage avec un procédé de freinage selon l'art antérieur ; - la figure 3 est un graphique présentant en fonction du temps des décélérations comparées du véhicule pour le procédé de freinage selon l'art antérieur, et pour un procédé de freinage selon l'invention ; et - la figure 4 est un graphique présentant en fonction du temps, les mêmes caractéristiques de freinage pour le procédé de freinage selon l'invention. La figure 1 présente un véhicule automobile comportant un groupe 30 hydraulique 2 comprenant une pompe de mise en pression et un calculateur d'une fonction de contrôle de trajectoire du véhicule du type « ESP », des capteurs de vitesse de chaque roue 4, un capteur d'angle volant 6, un capteur d'estimation de la pente de la route 8, un calculateur de multiplexage d'informations sur le réseau du type « CAN » 10, une pédale de frein 12, et un radar de détection d'obstacles se trouvant devant le véhicule 14.

Le procédé de freinage automatique réalise à partir d'une détection d'obstacles devant le véhicule, et d'un calcul de la trajectoire de ce véhicule, un freinage d'urgence s'il lui semble que le conducteur n'a pas entrepris en temps voulu un freinage de ce véhicule ou une manoeuvre d'évitement permettant d'éviter une collision avec cet obstacle.

La figure 2 présente en fonction du temps t pour un procédé de freinage automatique selon l'art antérieur, une demande de freinage automatique qui est émise au temps tO. On obtient pour la partie supérieure du graphique, une première courbe de décélération cible du véhicule 20, et une deuxième courbe de décélération corrigée 22.

On obtient pour la partie inférieure du graphique une première courbe de vitesse de rotation demandée à la pompe de mise en pression 24, une deuxième courbe de vitesse de rotation réelle de cette pompe 26, une troisième courbe de pression dans les freins des roues avant 28, et une quatrième courbe de vitesse du véhicule 30 qui part d'une vitesse constante de 50 km/h. On constate que l'on a à partir du temps tO une demande de vitesse de rotation maximum pour la pompe de mise en pression qui est de 5000trs/mn, afin de délivrer une pression hydraulique maximum pour réaliser le freinage, et une vitesse réelle de rotation d'environ 4000trs/mn qui commence au temps t1 après un petit décalage nécessaire à la mise en fonctionnement. On a en parallèle une montée progressive des décélérations cible 20 et corrigée 22, qui atteignent une valeur sensiblement maximale au temps t2, 840 ms après la demande de freinage automatique. On a aussi en parallèle une montée de la pression dans les freins avant 28, et une vitesse du 30 véhicule 30 qui commence à diminuer.

Juste après le temps t2, la pression maximum dans les freins des roues avant 28 ayant entraîné une amorce de blocage de ces roues détectée par les capteurs de vitesse de roue 4, la fonction d'anti-blocage est mise en oeuvre pour faire chuter la pression dans ces freins. On a alors une baisse importante de la vitesse de rotation de la pompe 26, une diminution des décélérations cible 20 et corrigée 22, et une baisse de pression dans les freins avant 28 permettant d'éviter le blocage des roues avant. On a ensuite jusqu'au temps t3 une régulation en boucle de la vitesse des roues avant par la fonction d'anti-blocage, qui va successivement demander des remises en pression des freins avant suivies de baisses de pression, ce qui donne une certaine oscillation de la pression afin de rester à la limite du blocage des roues avant. Les décélérations cible 20 et corrigée 22 comportent des oscillations similaires. La régulation de pression des freins avant 28 nécessite après la baisse de pression liée à une diminution de vitesse de la pompe 26, une augmentation de cette vitesse et de cette pression qui demande un certain temps compte tenu des différentes inerties du système. Les décélérations du véhicule 20, 22 ne restent pas à un niveau élevé. Pendant cette période la vitesse du véhicule 30 décroît progressivement, pour atteindre au temps t3 une valeur presque nulle qui est de 2.5km/h. On a alors une décélération moyenne du véhicule à partir du temps d'origine tO de 6.7m/s2, un temps de freinage de 1.96s et une distance de freinage d'environ 17 à 18m. La figure 3 présente en fonction du temps t, la décélération cible pour le procédé de freinage automatique selon l'art antérieur 34, et pour le procédé selon l'invention 32. Pour le procédé suivant l'art antérieur on demande en boucle ouverte dès le début du freinage au temps tO, une décélération maximum du véhicule de -15m/s2 qui n'est pas atteignable, ce qui implique une demande de pression maximum dans les freins entraînant le déclenchement de la fonction d'anti-blocage des roues.

Pour le procédé suivant l'invention on effectue dès le début du freinage une régulation en boucle fermée de la force de freinage dépendant d'une information ou d'une combinaison de plusieurs informations disponibles sur le réseau « CAN » du véhicule, concernant le blocage des roues. On peut avoir en particulier des informations données par le répartiteur de freinage entre le train avant et le train arrière, qui peut être électronique ou non, des informations sur l'essieu arrière du véhicule données par la fonction d'antiblocage des roues « ABS », ou des informations sur les critères d'instabilité des roues arrière de ce véhicule.

Le procédé réalise alors une régulation de la demande de pression en fonction de ces informations, qui permet d'éviter un début de blocage des roues, et donc la mise en oeuvre de la fonction d'anti-blocage des roues « ABS ». On obtient une décélération cible du véhicule qui n'est pas maximum, comprise entre -14 et -10m/s2.

La figure 4 présente pour un procédé de freinage automatique selon l'invention, une demande de freinage automatique qui part au temps tO. On obtient les mêmes types de courbes, soit pour la partie supérieure du graphique une première courbe de décélération cible du véhicule 40, et une deuxième courbe de décélération corrigée 42.

On obtient pour la partie inférieure du graphique une première courbe de vitesse de rotation demandée à la pompe de mise en pression 44, une deuxième courbe de vitesse de rotation réelle de cette pompe 46, une troisième courbe de pression dans les freins des roues avant 48, et une quatrième courbe de vitesse du véhicule 50 qui part d'une vitesse constante de 50 km/h. On constate que l'on a à partir du temps tO une demande de vitesse de rotation maximum pour la pompe de mise en pression qui est de 5000trs/mn, et une vitesse réelle de rotation d'environ 4000trs/mn qui commence au temps t1 après un petit décalage nécessaire à la mise en fonctionnement.

On a en parallèle une montée progressive des décélérations cible 20 et corrigée 22, qui atteignent des valeurs assez élevées au temps t2, mais moins élevées que celles atteintes pour le procédé selon l'art antérieur. Ces valeurs de décélération 20, 22 sont limitées par les informations concernant le risque de blocage des roues, en effectuant une boucle fermée de régulation des décélérations à partir de ces informations qui permet d'éviter un risque de blocage. On est alors à la limite du potentiel de freinage du véhicule. Un éventuel problème accidentel d'amorce de blocage des roues dû à un glissement de ces roues, par exemple suite à une baisse d'adhérence de la route, est alors traité pendant ce freinage automatique de façon habituelle par la fonction d'anti-blocage des roues « ABS ». On obtient une montée de la pression dans les freins avant 48 qui se stabilise au temps t2, et une vitesse du véhicule 50 qui commence à diminuer. La pression dans les freins avant 48 reste ensuite stable jusqu'au temps t3 où la vitesse du véhicule atteint 2.5km/h.

On notera que l'on n'a pas de déclenchement de la fonction d'anti- blocage des roues « ABS », les valeurs de décélération du véhicule 40, 42 ainsi que la pression dans les freins avant 48 restant a un niveau sensiblement constant jusqu'au temps t3, sans subir d'oscillations notables. A partir du temps t2 la pression dans le circuit de frein étant constante, la pompe de mise en pression reste alors sensiblement arrêtée. On obtient alors une décélération moyenne du véhicule à partir du temps d'origine tO de 8.8m/s2, un temps de freinage de 1.52s et une distance de freinage d'environ 10.8m. On constate un gain important de plus de 6m sur la distance de freinage, qui peut permettre d'éviter de percuter l'obstacle.

On réalise ainsi de manière économique une amélioration de la sécurité, avec seulement des compléments de logiciels supportés par le calculateur de freinage du véhicule, en utilisant des informations disponibles données par des fonctions déjà installées dans un véhicule comprenant un système de freinage automatique.30

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1 - Procédé de freinage automatique des roues d'un véhicule automobile comportant un système de détection d'obstacles (14), un freinage à commande hydraulique comprenant un dispositif qui génère une pression hydraulique (2), et un système qui régule automatiquement cette pression pour l'appliquer aux différents freins de roue, ce véhicule disposant de plus d'informations relatives aux risques de blocage des roues, établies par des moyens qui demandent une limitation ou une répartition des pressions de freinage afin de prévenir un risque de blocage de ces roues, caractérisé en ce qu'en cas de freinage d'urgence demandé par le système de détection d'obstacles (14), il applique des pressions de freinage élevées avec une régulation par les informations relatives aux risques de blocage des roues.
2. 2 - Procédé de freinage automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les informations relatives aux risques de blocage des roues proviennent d'un répartiteur de freinage entre le train avant et le train arrière du véhicule.
3. 3 - Procédé de freinage automatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les informations relatives aux risques de blocage des roues proviennent d'une fonction d'anti-blocage des roues du type « ABS ».
4. 4 - Procédé de freinage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pendant un freinage automatique, il laisse une fonction d'anti-blocage des roues « ABS » traiter de façon habituelle une amorce de blocage des freins, pour éviter ce blocage.
5. 5 - Véhicule automobile comportant un système de détection d'obstacles (14), un freinage à commande hydraulique comprenant un dispositif qui génère une pression hydraulique (2), ainsi qu'un système qui régule automatiquement cette pression pour l'appliquer aux différents freins de roue, ce véhicule disposant de plus d'informations relatives aux risques de blocage des roues, établies par des moyens qui demandent une limitationou une répartition des pressions de freinage afin de prévenir un risque de blocage de ces roues, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens mettant en oeuvre un procédé de freinage automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes.5