WO2004071832A2 - Procede et systeme de pilotage des freins d’un vehicule automobile - Google Patents

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WO2004071832A2
WO2004071832A2 PCT/FR2004/000282 FR2004000282W WO2004071832A2 WO 2004071832 A2 WO2004071832 A2 WO 2004071832A2 FR 2004000282 W FR2004000282 W FR 2004000282W WO 2004071832 A2 WO2004071832 A2 WO 2004071832A2
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brake
braking device
braking
static
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WO2004071832A3 (fr
Inventor
Vincent Hernette
François Bailleux
Vincent Abadie
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles S.A.
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/08—Brake-action initiating means for personal initiation hand actuated
    • B60T7/10—Disposition of hand control
    • B60T7/107—Disposition of hand control with electrical power assistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive

Definitions

  • the present invention relates to a method for managing the state and operation of a motor vehicle, as well as the system for implementing this method.
  • motor vehicles are now provided with parking brakes that can automatically lock the wheels if the vehicle speed is practically zero following braking of the vehicle to bring it to a stop.
  • the braking system heats up between around 250 ° C and 500 ° C. If the brake system is of the caliper type for disc brakes, the brake discs expand at such heating temperatures and the coefficient of friction of the brake lining decreases.
  • a loss of braking torque in the brakes is noted due to the expansion of the brake discs for a period of time of the order of 15 to 20 minutes. Under these conditions, the application of the disc brakes may prove to be insufficient during cooling.
  • Devices have already been proposed to solve this braking problem linked to the expansion of the braking elements of the braking system, but these known devices are very complex and expensive.
  • the object of the present invention is to eliminate the above drawbacks of the known devices.
  • the invention proposes a method for managing the state and operation of a vehicle automobile comprising a dynamic braking device and a static braking device which comprises an electric geared motor assembly which can be controlled to drive at least one cable for actuating a parking brake acting on the rear wheels of the vehicle, and which is characterized in what it consists of, when the vehicle is immobilized at a standstill by the static braking device, to transmit periodically to this device a command to tighten the rear wheels, to control the movement of each brake piston at each command and to stop the transmission of control orders as soon as a displacement of each piston is no longer detected, so as to compensate for a loss of braking torque when the vehicle is stopped resulting from thermal expansions of the brake discs after heating of these.
  • the method consists in transmitting, as a control command, an electric current to the motor of the geared motor assembly of the static braking device and of the same value as that transmitted during
  • the method also consists, before transmitting each control command of the static braking device, in transmitting a braking control command to the dynamic braking device corresponding to a hydraulic braking pressure identical to the holding brake pressure of the vehicle and to gradually cancel this hydraulic braking pressure after transmission of the command order for the static braking device.
  • Each command to control the static braking device is transmitted approximately every ten minutes.
  • the method further includes estimating the temperature of the brakes of the braking device. dynamics by calculation of the energy dissipated in the brake discs from the vehicle speed and the pressure in the brakes, so as to determine braking coefficients which can be recalibrated when checking the displacement of the brake pistons to 1 stop the vehicle if the temperature calculation provides for a piston displacement of a different value from that of the piston displacement controlled at each control command transmitted to the static braking device to allow the dynamic braking device to exert before each command of the static braking device control a braking pressure to hold the vehicle stationary.
  • the method consists in establishing a mode for calibrating the braking torque at the wheel as a function of the brake pressure and / or the braking torque at the wheel as a function of the braking force exerted by the parking brake actuation cable. and dependent on the coefficient of friction of the brake pads, by determining the value of these torques, each time the driver actuates the brake pedal while the vehicle is moving, by calculating the deceleration value of the vehicle as a function of the pressure brake, and to use the calculated value of each torque to apply the holding brake pressure when the vehicle is stationary, this calibration mode can be activated to detect brake pads out of tolerance or of a manufacture not approved by the vehicle manufacturer and for after-sales maintenance of the vehicle.
  • the method consists in controlling one or the other of these devices to increase the braking setpoint, then return to the braking torque calibration mode.
  • the method consists in transmitting control signals of the static and dynamic braking devices by two independent electrical control circuits. These control signals can change between + 2 volts and + 8 volts corresponding respectively to logic states 0 and 1.
  • the method further consists in determining the clamping force in the cable for actuating the parking brake from the intensity of the control current of the electric motor of the geared motor assembly of the static braking device and from the known efficiency of the reducer of this set.
  • the invention also provides a system for managing the state and operation of a motor vehicle for implementing the method as defined above, and which is characterized in that it comprises a device for controlling the devices for static and dynamic braking, receiving information from various sensors present on the vehicle, such as in particular a vehicle acceleration or deceleration sensor, a vehicle movement speed sensor, a sensor for determining the intensity of the control of the electric motor of the static braking device, a sensor for detecting the angle of rotation of the gearbox output shaft, as well as information from the vehicle's accelerator and brake pedals, and capable of controlling the device static braking to immobilize the vehicle when stationary as soon as the speed of the latter is zero, to be transmitted periodically to the device tif static braking a command to apply the brakes on the rear wheels, to control the movement of each brake piston at each command and to stop the transmission of control commands from the static braking device as soon as a movement of each piston is no longer detected so as to compensate for a loss of braking torque when the vehicle is stationary resulting from thermal expansions of the brake
  • the dynamic braking device comprises an electro-hydraulic pump, at least two hydraulic brake receivers, and control means selectively actuating the pump to supply pressurized brake fluid to the hydraulic brake receivers.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating components of a motor vehicle to which the method of the invention can be applied; and FIG. 2 represents in the form of block diagrams the architecture of the system of the invention making it possible to manage the state and the operation of a motor vehicle provided with a dynamic braking device and with a static braking device .
  • the motor vehicle as shown in FIG. 1 is equipped with an engine 1 controlled by an accelerator pedal 2.
  • the engine 1 develops an engine torque K of which all or a fraction of which k can be transmitted to the drive wheels 3 via a clutch 4 and a transmission system 5, the clutch 4 being able to be constituted by a clutch controlled automatically by a signal S4.
  • the method and the system of the invention apply to a vehicle equipped with a dynamic braking device 6 and a static braking device 7, each of these devices being able to be controlled by an energy source independent of the driver's muscular energy.
  • the dynamic braking device 6 comprises an electro-hydraulic pump 8 controlled by a signal S8 and capable of supplying pressurized brake fluid to hydraulic brake receivers 9 with calipers for brake discs associated respectively with the front drive wheels 3 and to the rear wheels 10, the connections of the pump 8 to the hydraulic brake receivers 9 and 13 associated with the front drive wheels 3 and rear 10 being shown in L1 and L2.
  • the solenoid valves connecting the pump 8 to the hydraulic brake receivers 9 and forming a hydraulic modulator known per se are not shown for reasons of simplicity.
  • the static braking device 7 comprises an electric geared motor 11 controlled by a signal SU and capable of driving at least one cable 12 capable of actuating a parking brake 13 acting on the calipers 13 associated with the rear wheels 10 of the vehicle.
  • the braking system namely the disc brake calipers, heats up between around 250 ° C and 500 ° C during use in the city or in the mountains of the vehicle so that the braking system will not adapt to the dimensional variations linked to the expansion of the brake discs and, when the vehicle is stationary when the vehicle is stationary by the static braking device 7 with the parking brake applied, a loss of the braking torque in the brakes during cooling of the brake discs will occur.
  • the system for managing the state and operation of the vehicle generally comprises, as shown in FIG. 2, a plurality of sensors C1, C2, ..., Cn which are on board on the vehicle which make it possible to measure variables to intervene in the dynamics of the operation of the vehicle and to estimate, by calculation, other variables not directly measured.
  • the sensors include in particular a longitudinal acceleration or deceleration sensor of the vehicle, a displacement speed sensor of the vehicle, a sensor for determining the intensity of the control current of the electric motor of the geared motor 11 of the device. of static braking 7, a sensor for detecting the angle of rotation of the output shaft of the reduction gear of the gearmotor 11, and other sensors.
  • the various sensors C1 to Cn are connected via a CAN type multiplex communication bus to a circuit 14 for adapting the output signals of these sensors, which may in particular comprise means for filtering the signals.
  • the adaptation circuit 14 is connected to a control device 15 to which are transmitted the various information coming from the various sensors C1 to Cn and information representative of the state of the accelerator pedal 2 and of the brake pedal (not shown) of the vehicle, so as to determine from this information the state of the vehicle and to calculate the braking instructions which will be transmitted to the dynamic braking device 6 and / or to the static braking device 7.
  • the control device 15 comprises a supervision module 16 with electronic block 17 whose functions are in particular to evaluate, from sensors C1 to Cn, the dynamic situation in which the vehicle is located, for example if it is driving on flat, uphill or downhill, in forward or reverse direction, to accurately estimate the vehicle speed using the vehicle's wheel speed sensors, and / or to estimate the slope on which the vehicle is moving.
  • the control device 15 also includes a controller 18 whose role is to determine the state of the vehicle from information coming from block 17 or from information coming from sensors C1 to Cn via the adaptation circuit 14 , and to calculate the braking setpoints by the calculation block 20 of the piloting device 15 and which are transmitted to the piloted or dynamic braking device 6 and to the static braking device 7.
  • the static braking device 7 When the vehicle is kept stationary after having rolled in town, by prior activation of the static braking device 7 under the control of the steering device 15, the latter is programmed to periodically transmit to the static braking device 7 a command to apply the brakes on the rear wheels, control the movement of each brake piston at each control order and stop the transmission of control orders as soon as a movement of each p iston is no longer detected, so as to compensate for a loss of braking torque when the vehicle is stopped resulting from thermal expansions of the brake discs after they have heated up.
  • the control device 15 transmits, as a control order for the static braking device 7, an electric current to the motor of the geared motor 11 and which is of the same value as that transmitted when the vehicle is stopped, and is able to control the movement of each brake piston by detecting a rotation of the output shaft of the reduction gear of the geared motor 11 from information coming from the angle of rotation detection sensor of this shaft.
  • the sensor for detecting a rotation of the output shaft of the gearmotor of the geared motor 11 can be of the fixed Hall effect type relative to the output shaft to which is attached a rotating magnet part whose rotation is thus detected by the Hall effect sensor. It will be noted that the control device 15, by its computer 20, can calculate the clamping force in the cable 12 for actuating the parking brake by determining the torque at the output of the electric motor from the intensity of the electric current. of the motor of the geared motor 11 and of the known efficiency of the reduction gear of this geared motor.
  • each control order of the static braking device 7 by the control device 15 is transmitted approximately every ten minutes.
  • a rotational movement of the geared motor shaft 11 is detected, therefore a displacement of each brake piston during the second application of the electric current controlling the static braking device 7 after ten minutes, a third application of this current is carried out after twenty minutes and so on until no longer detecting displacement of pistons corresponding to a brake disc tightening compensating for the decrease in the coefficient of friction of brake pads from the expansion of these last following their warming up.
  • the control device 15 is also programmed to transmit, before the transmission of each control command from the static braking device 7, a brake control command to the dynamic braking device 6 corresponding to a hydraulic braking pressure identical to the pressure of braking to keep the vehicle stationary and to gradually cancel this hydraulic braking pressure after transmission of the command order for the static braking device.
  • the control device 15 is also adapted to estimate the temperature of the brakes of the dynamic braking device 6 by calculating the energy dissipated in the brake discs from the vehicle speed determined by the latter's speed sensor. and pressure in them brakes, so as to determine braking coefficients which can be recalibrated when checking the movement of the brake pistons when the vehicle is stationary if the temperature calculation provides for a piston displacement of a different value, for example 0, 17 mm, from that, for example 0.21 mm, of the displacement of the piston controlled on each brake tightening control command transmitted to the static braking device 7, to allow the dynamic braking device 6 to exercise before each command for controlling the static braking device 7 a braking pressure for holding the vehicle stationary.
  • the control device 15 is programmed to establish a mode for calibrating the braking torque C / P at each wheel as a function of the brake pressure and / or the braking torque C / F as a function of the braking force exerted by the actuating cable 12 of the parking brake, by determining the value of each of these couples depending on the friction coefficient of pads brake each time the driver actuates the brake pedal while the vehicle is moving, by calculating the deceleration value of the vehicle, after removing the rolling resistance of the vehicle and the aerodynamic forces exerted on it, function of brake pressure, which also takes into account the mass of the vehicle which does not have to be measured.
  • the control device 15 uses the calculated value of each torque to apply the holding brake pressure when the vehicle is stopped. Consequently, it is advantageous to calibrate the value of the braking torques C / P and C / F while driving and to use them for parking the vehicle.
  • This calibration mode can also be activated during an after-sales maintenance operation of the vehicle in order to to improve the performance of the system, especially in the case of a very calm user who will hardly ever brake above 1.5 m / s 2 , which practically corresponds to the natural deceleration of the vehicle.
  • This calibration mode can also be activated to detect that brake pads are either out of tolerance or of a manufacture not approved by the vehicle manufacturer and having lower performance than the vehicle's original parts.
  • control device 15 controls one or the other of the static 7 or dynamic 6 braking devices to increase the braking setpoint from the start of the movement of the vehicle, then return the system to the calibration mode of the braking torques C / P and / or C / F due to the fact that a malfunction has just occurred.
  • the system includes two independent electrical circuits constituting two completely independent paths through which will pass respectively the same control signals, in particular from the dynamic braking device 6 and / or the static braking device 7, one of these paths being constituted by the multiplex bus of the CAM type and the other path being constituted by a wired link LF connecting the sensors Cl to Cn to the adaptation circuit 14 using connectors different from those connecting the sensors to the circuit 14 by the CN multiplex bus, the adaptation circuit 14 can also be connected to another control device 15 'Identical to the control device 15 to ensure even more complete redundancy of the paths of passage of these control signals. These signals should be tested continuously.
  • the invention provides that the all safety control signals evolve between a potential of + 2 volts and a potential of + 8 volts corresponding respectively to logic values 0 and 1. Such a command makes it possible to continuously test openings of circuits or short-circuits with the ground or power supplies.
  • the system of the invention makes it possible to guarantee the operational safety of motor vehicles equipped with electric parking brakes.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et système de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile. Le système est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pilotage (15) de dispositifs de freinage dynamique (6) et statique (7) recevant des informations de différents capteurs (Cl, ..., Cn) présents sur le véhicule et étant apte à transmettre périodiquement au dispositif de freinage statique (7) un ordre de commande de serrage des freins des roues arrière et à contrôler le déplacement de chaque piston de frein à chaque ordre de commande jusqu'à ce qu'un déplacement de chaque piston de frein ne soit plus détecté, de manière à compenser une perte de couple de freinage à l'arrêt du véhicule résultant des dilatations thermiques des disques de frein lors de leur échauffement.

Description

"Procédé et système de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile"
La présente invention concerne un procédé de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile, ainsi que le système pour la mise en oeuvre de ce procédé .
On assiste actuellement à une automatisation croissante des véhicules automobiles dans le but d'augmenter la sécurité et le confort de ceux-ci.
Ainsi, des véhicules automobiles sont maintenant pourvus de freins de parking pouvant assurer le serrage des roues de façon automatique si la vitesse du véhicule est pratiquement nulle suite à un freinage du véhicule pour l'amener à l'arrêt. Lors d'une utilisation en ville du véhicule, et également en utilisation en montagne, le système de freinage s'échauffe entre environ 250°C et 500 °C. Si le système de freinage est du type à étriers des freins pour des freins à disque, les disques de frein se dilatent à de telles températures d' échauffement et le coefficient de frottement de la garniture de frein diminue. Lors d'un arrêt du véhicule avec serrage du frein de parking ou de stationnement, une perte de couple de freinage dans les freins est constatée à cause de la dilatation des disques de frein pendant une période de temps de l'ordre de 15 à 20 minutes. Dans ces conditions, le serrage des freins à disques risquera de s'avérer insuffisant lors du refroidissement. Des dispositifs ont déjà été proposés pour résoudre ce problème de freinage lié à la dilatation des éléments de freinage du système de freinage, mais ces dispositifs connus sont très complexes et onéreux.
La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs connus.
A cet effet, l'invention propose un procédé de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage dynamique et un dispositif de freinage statique qui comprend un ensemble motoréducteur électrique pouvant être commandé pour entraîner au moins un câble d' actionnement d'un frein de parking agissant sur les roues arrière du véhicule, et qui est caractérisé en ce qu'il consiste, lorsque le véhicule est immobilisé à l'arrêt par le dispositif de freinage statique, à transmettre périodiquement à ce dispositif un ordre de commande de serrage des roues arrière, à contrôler le déplacement de chaque piston de frein à chaque ordre de commande et à arrêter la transmission des ordres de commande dès qu'un déplacement de chaque piston n'est plus détecté, de manière à compenser une perte de couple de freinage à l'arrêt du véhicule résultant des dilatations thermiques des disques de frein après échauffement de ceux-ci.
Le procédé consiste à transmettre en tant qu'ordre de commande, un courant électrique au moteur de l'ensemble motoréducteur du dispositif de freinage statique et de même valeur que celui transmis lors de
1 ' arrêt du véhicule et à contrôler le déplacement de chaque piston de frein en détectant une rotation de l'arbre de sortie du réducteur de l'ensemble motoréducteur . Le procédé consiste également , avant de transmettre chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique, à transmettre un ordre de commande de freinage au dispositif de freinage dynamique correspondant à une pression de freinage hydraulique identique à la pression de freinage de maintien à l'arrêt du véhicule et à annuler progressivement cette pression de freinage hydraulique après transmission de l'ordre de commande du dispositif de freinage statique.
Chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique est transmis environ toutes les dix minutes.
Le procédé consiste en outre à estimer la température des freins du dispositif de freinage dynamique par calcul d'énergie dissipée dans les disques de frein à partir de la vitesse du véhicule et de la pression dans les freins, de manière à déterminer des coefficients de freinage qui peuvent être recalibrés lors du contrôle du déplacement des pistons de frein à 1 ' arrêt du véhicule si le calcul de température prévoit un déplacement de piston d'une valeur différente de celle du déplacement de piston contrôlé à chaque ordre de commande transmis au dispositif de freinage statique pour permettre au dispositif de freinage dynamique d'exercer avant chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique une pression de freinage de maintien à 1 ' arrêt du véhicule.
Le procédé consiste à établir un mode de calibrage du couple de freinage à la roue fonction de la pression de frein et/ou du couple de freinage à la roue fonction de l'effort de freinage exercé par le câble d' actionnement du frein de parking et tributaires du coefficient de frottement des plaquettes de frein, en déterminant la valeur de ces couples, à chaque actionnement par le conducteur de la pédale de frein pendant que le véhicule roule, par calcul de la valeur de décélération du véhicule en fonction de la pression de frein, et à utiliser la valeur calculée de chaque couple pour appliquer la pression de freinage de maintien à l'arrêt du véhicule, ce mode de calibrage pouvant être activé pour détecter des plaquettes de frein hors tolérance ou d'une fabrication non homologuée par le constructeur du véhicule et pour une opération de maintenance en après vente du véhicule.
Lors d'une demande de maintien à l'arrêt du véhicule et que ce dernier commence à se déplacer lors de 1 ' actionnement du dispositif de freinage statique ou dynamique, le procédé consiste à commander l'un ou l'autre de ces dispositifs pour augmenter la consigne de freinage, puis à repasser en mode de calibrage des couples de freinage. Le procédé consiste à transmettre des signaux de commande des dispositifs de freinage statique et dynamique par deux circuits électriques de commande indépendants . Ces signaux de commande peuvent évoluer entre + 2 volts et + 8 volts correspondant respectivement aux états logiques 0 et 1.
Le procédé consiste en outre à déterminer l'effort de serrage dans le câble d' actionnement du frein de parking à partir de l'intensité du courant de commande du moteur électrique de l'ensemble motoréducteur du dispositif de freinage statique et du rendement connu du réducteur de cet ensemble .
L'invention propose également un système de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini précédemment, et qui est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pilotage des dispositifs de freinage statique et dynamique, recevant des informations de différents capteurs présents sur le véhicule, tels que notamment un capteur d'accélération ou de décélération du véhicule, un capteur de vitesse de déplacement du véhicule, un capteur de détermination de l'intensité du courant de commande du moteur électrique du dispositif de freinage statique, un capteur de détection d'angle de rotation de l'arbre de sortie du réducteur, ainsi que des informations provenant des pédales d'accélérateur et de frein du véhicule, et apte à commander le dispositif de freinage statique pour immobiliser à l'arrêt le véhicule dès que la vitesse de ce dernier est nulle, à transmettre périodiquement au dispositif de freinage statique un ordre de commande de serrage des freins des roues arrière, à contrôler le déplacement de chaque piston de frein à chaque ordre de commande et à arrêter la transmission des ordres de commande du dispositif de freinage statique dès qu'un déplacement de chaque piston n'est plus détecté de manière à compenser une perte de couple de freinage à l'arrêt du véhicule résultant des dilatations thermiques des disques de frein après échauffement de ceux-ci.
Le dispositif de freinage dynamique comprend une pompe électro-hydraulique, au moins deux récepteurs de frein hydraulique, et des moyens de commande actionnant sélectivement la pompe pour alimenter en liquide de frein sous pression les récepteurs de frein hydraulique.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : la figure 1 est un schéma illustrant des composants d'un véhicule automobile auquel peut s'appliquer le procédé de l'invention ; et la figure 2 représente sous forme de schéma- blocs l'architecture du système de l'invention permettant de gérer l'état et le fonctionnement d'un véhicule automobile doté d'un dispositif de freinage dynamique et d'un dispositif de freinage statique.
Le véhicule automobile tel que représenté en figure 1 est équipé d'un moteur 1 commandé par une pédale d'accélérateur 2.
Le moteur 1 développe un couple moteur K dont l'intégralité ou dont une fraction k peut être transmis aux roues motrices 3 par l'intermédiaire d'un embrayage 4 et d'un système de transmission 5, l'embrayage 4 pouvant être constitué par un embrayage piloté de façon automatique par un signal S4.
Le procédé et le système de 1 ' invention s'appliquent à un véhicule équipé d'un dispositif de freinage dynamique 6 et d'un dispositif de freinage statique 7, chacun de ces dispositifs pouvant être commandé par une source d'énergie indépendante de l'énergie musculaire du conducteur.
De préférence, le dispositif de freinage dynamique 6 comprend une pompe électro-hydraulique 8 commandée par un signal S8 et susceptible d'alimenter en liquide de frein sous pression des récepteurs de frein hydraulique 9 à étriers pour disques de frein associés respectivement aux roues motrices avant 3 et aux roues arrière 10, les liaisons de la pompe 8 aux récepteurs de frein hydraulique 9 et 13 associés aux roues motrices avant 3 et arrière 10 étant représentées en Ll et L2. Les électrovannes reliant la pompe 8 aux récepteurs 9 de frein hydraulique et formant un modulateur hydraulique connu en soi ne sont pas représentées pour des raisons de simplicité.
Le dispositif de freinage statique 7 comprend un motoréducteur électrique 11 commandé par un signal SU et pouvant entraîner au moins un câble 12 propre à actionner un frein de parking 13 agissant sur les étriers 13 associés aux roues arrière 10 du véhicule.
Comme déjà expliqué précédemment, le système de freinage, à savoir les étriers de freins à disques, s'échauffe entre environ 250°C et 500°C lors d'une utilisation en ville ou en montagne du véhicule de sorte que le système de freinage ne s'adaptera pas aux variations dimensionnelles liées à la dilatation des disques de frein et, lors d'une immobilisation à l'arrêt du véhicule par le dispositif de freinage statique 7 avec serrage du frein de parking, une perte du couple de freinage dans les freins au cours du refroidissement des disques de frein se produira.
Pour résoudre ce problème, selon l'invention, le système de gestion de l'état et du fonctionnement du véhicule comprend de manière générale, comme représenté en figure 2, une pluralité de capteurs Cl, C2,..., Cn qui sont embarqués sur le véhicule qui permettent de mesurer des variables pour intervenir dans la dynamique du fonctionnement du véhicule et d'estimer, par calcul, d'autres variables non directement mesurées.
Dans le cas présent, les capteurs comprennent notamment un capteur d'accélération ou de décélération longitudinale du véhicule, un capteur de vitesse de déplacement du véhicule, un capteur de détermination de 1 ' intensité du courant de commande du moteur électrique du motoréducteur 11 du dispositif de freinage statique 7, un capteur de détection d'angle de rotation de l'arbre de sortie du réducteur du motoréducteur 11, et autres capteurs .
Les différents capteurs Cl à Cn sont reliés par l'intermédiaire d'un bus de communication multiplexe du type CAN à un circuit 14 d'adaptation des signaux de sortie de ces capteurs pouvant comprendre notamment des moyens de filtrage des signaux.
Le circuit d'adaptation 14 est relié à un dispositif de pilotage 15 auquel sont transmises les différentes informations provenant des différents capteurs Cl à Cn et des informations représentatives de l'état de la pédale d'accélérateur 2 et de la pédale de frein (non représentée) du véhicule, de manière à déterminer à partir de ces informations l'état du véhicule et à calculer les consignes de freinage qui seront transmises au dispositif de freinage dynamique 6 et/ou au dispositif de freinage statique 7.
Le dispositif de pilotage 15 comprend un module de supervision 16 à bloc électronique 17 dont les fonctions sont notamment d'évaluer, à partir des capteurs Cl à Cn, la situation dynamique dans laquelle se trouve le véhicule, par exemple s'il roule sur du plat, en montée ou en descente, en sens de marche avant ou de marche arrière, d'estimer la vitesse du véhicule avec précision à l'aide de capteurs de vitesse de rotation des roues de ce véhicule, et/ou d'estimer la pente sur laquelle se déplace le véhicule. Le dispositif de pilotage 15 comprend également un contrôleur 18 dont le rôle est de déterminer l'état du véhicule à partir des informations provenant du bloc 17 ou à partir des informations provenant des capteurs Cl à Cn par l'intermédiaire du circuit d'adaptation 14, et de calculer les consignes de freinage par le bloc de calcul 20 du dispositif de pilotage 15 et qui sont transmises au dispositif de freinage piloté ou dynamique 6 et au dispositif de freinage statique 7. Lorsque le véhicule est maintenu à l'arrêt après avoir roulé en ville, par activation préalable du dispositif de freinage statique 7 sous la commande du dispositif de pilotage 15, ce dernier est programmé pour transmettre périodiquement au dispositif de freinage statique 7 un ordre de commande de serrage des freins des roues arrière, contrôler le déplacement de chaque piston de frein à chaque ordre de commande et arrêter la transmission des ordres de commande dès qu'un déplacement de chaque piston n'est plus détecté, de manière à compenser une perte de couple de freinage à l'arrêt du véhicule résultant des dilatations thermiques des disques de frein après échauffe ent de ceux-ci.
De préférence, le dispositif de pilotage 15 transmet, en tant qu'ordre de commande du dispositif de freinage statique 7, un courant électrique au moteur du motoréducteur 11 et qui est de la même valeur que celui transmis lors de l'arrêt du véhicule, et est apte à contrôler le déplacement de chaque piston de frein en détectant une rotation de l'arbre de sortie du réducteur du motoréducteur 11 à partir des informations provenant du capteur de détection d'angle de rotation de cet arbre.
Le capteur de détection d'une rotation de l'arbre de sortie du réducteur du motoréducteur 11 peut être du type à effet Hall fixe relativement à l'arbre de sortie auquel est solidaire une partie tournante à aimant dont la rotation est ainsi détectée par le capteur à effet Hall. On notera que le dispositif de pilotage 15, par son calculateur 20, peut calculer l'effort de serrage dans le câble 12 d' actionnement du frein de parking en déterminant le couple en sortie du moteur électrique à partir de 1 ' intensité du courant électrique du moteur du motoréducteur 11 et du rendement, connu, du réducteur de ce motoréducteur.
Avantageusement, chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique 7 par le dispositif de pilotage 15 est transmis environ toutes les dix minutes. Ainsi, s'il est détecté un mouvement de rotation de l'arbre du motoréducteur 11, donc un déplacement de chaque piston de frein lors de la deuxième application du courant électrique de commande du dispositif de freinage statique 7 au bout des dix minutes, une troisième application de ce courant est effectuée au bout de vingt minutes et ainsi de suite jusqu'à ne plus détecter de déplacement de pistons correspondant à un serrage de disque de frein compensant la diminution du coefficient de frottement de plaquettes de frein de la dilatation de ces derniers suite à leur échauffement .
Le dispositif de pilotage 15 est également programmé pour transmettre, avant la transmission de chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique 7, un ordre de commande de freinage au dispositif de freinage dynamique 6 correspondant a une pression de freinage hydraulique identique à la pression de freinage de maintien à l'arrêt du véhicule et à annuler progressivement cette pression de freinage hydraulique après transmission de l'ordre de commande du dispositif de freinage statique.
Le dispositif de pilotage 15 est également adapté à estimer la température des freins du dispositif de freinage dynamique 6 par calcul de l'énergie dissipée dans les disques de frein à partir de la vitesse du véhicule déterminée par le capteur de vitesse de déplacement de ce dernier et de la pression dans les freins, de manière à déterminer des coefficients de freinage qui peuvent être recalibrés lors du contrôle du déplacement des pistons de frein à l'arrêt du véhicule si le calcul de température prévoit un déplacement de piston d'une valeur différente, par exemple de 0,17 mm, de celle, par exemple de 0,21 mm, du déplacement de piston contrôlé à chaque ordre de commande de serrage des freins transmis au dispositif de freinage statique 7, pour permettre au dispositif de freinage dynamique 6 d'exercer avant chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique 7 une pression de freinage de maintien à l'arrêt du véhicule.
Dans le cas où le frein de parking assure le serrage des roues de façon automatique par commande du dispositif de freinage statique 7, le dispositif de pilotage 15 est programmé pour établir un mode de calibrage du couple de freinage C/P à chaque roue fonction de la pression de frein et/ou du couple de freinage C/F fonction de l'effort de freinage exercé par le câble d ' actionnement 12 du frein de parking, en déterminant la valeur de chacun de ces couples tributaire du coefficient de frottement de plaquettes de frein à chaque actionnement par le conducteur de la pédale de frein pendant que le véhicule roule, par calcul de la valeur de décélération du véhicule, après avoir retiré les résistances au roulement du véhicule et les forces aérodynamiques exercées sur celui-ci, fonction de la pression de frein, ce qui tient compte en plus de la masse du véhicule qui n'a pas à être mesurée. Le dispositif de pilotage 15 utilise alors la valeur calculée de chaque couple pour appliquer la pression de freinage de maintien à l'arrêt du véhicule. Par conséquent, il est intéressant de calibrer la valeur des couples de freinage C/P et C/F en roulant et de les utiliser pour le parking du véhicule. Ce mode de calibrage peut également être activé lors d'une opération de maintenance en après vente du véhicule afin d'améliorer la performance du système surtout dans le cas d'un utilisateur très calme qui ne fera pratiquement jamais de freinage au-dessus de 1,5 m/s2, ce qui correspond pratiquement à la décélération naturelle du véhicule. Ce mode de calibrage peut également être activé pour détecter que des plaquettes de frein sont soit hors tolérance, soit d'une fabrication non homologuée par le constructeur du véhicule et ayant des performances inférieures aux pièces d'origine du véhicule. II est également possible, lors d'une demande du système de maintenir le véhicule immobile par actionnement du dispositif de freinage statique ou dynamique, que le véhicule commence à se déplacer lors de l'action de l'un ou l'autre de ces deux dispositifs. Dans ces conditions, le dispositif de pilotage 15 commande l'un ou l'autre des dispositifs de freinage statique 7 ou dynamique 6 pour augmenter la consigne de freinage dès le début du déplacement du véhicule, puis faire repasser le système en mode de calibrage des couples de freinage C/P et/ou C/F du fait qu'un disfonctionnement vient de se produire .
Les événements les plus redoutés qui peuvent se produire sur le système de l'invention sont :
1 - l'activation intempestive du dispositif de freinage statique 7 pendant que le véhicule roule ;
2 - la désactivation du frein de parking à l'arrêt du véhicule ;
3 - la perte de couple en mode parking du véhicule ; et/ou 4 - la non activâtion du frein de stationnement ou de parking .
Les 2eme et 3eme événements susmentionnés peuvent se produire en l'absence du conducteur du véhicule, avec des conséquences très graves pour 1 ' environnement du véhicule. Par sécurité, le système comprend deux circuits électriques indépendants constituant deux chemins totalement indépendants par lesquels passeront respectivement les mêmes signaux de commande notamment du dispositif de freinage dynamique 6 et/ou du dispositif de freinage statique 7, l'un de ces chemins étant constitué par le bus multiplexe du type CAM et l'autre chemin étant constitué par une liaison filaire LF reliant les capteurs Cl à Cn au circuit d'adaptation 14 à l'aide de connecteurs différents de ceux reliant les capteurs au circuit 14 par le bus multiplexe CN, le circuit d'adaptation 14 pouvant être également relié à un autre dispositif de pilotage 15' identique au dispositif de pilotage 15 pour assurer une redondance encore plus complète des chemins de passage de ces signaux de commande. Ces signaux devront être testés en permanence.
Dans le but de garantir l'application des signaux de commande et d'éviter des courts-circuits avec la masse ou le potentiel positif de la tension d'alimentation de + 12 volts (batterie) du véhicule, l'invention prévoit que l'ensemble des signaux de commande de sécurité évolue entre un potentiel de + 2 volts et un potentiel de + 8 volts correspondant respectivement aux valeurs logiques 0 et 1. Une telle commande permet de tester en permanence des ouvertures de circuits ou des courts-circuits avec la masse ou les alimentations.
Le système de l'invention permet de garantir une sûreté de fonctionnement des véhicules automobiles équipés de freins de stationnement électriques.

Claims

REVENDI CATIONS
1. Procédé de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage dynamique (6) et un dispositif de freinage statique (7) qui comprend un ensemble motoréducteur électrique (11) pouvant être commandé pour entraîner au moins un câble d' actionnement (12) d'un frein de parking agissant sur les roues arrière (10) du véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste, lorsque le véhicule est immobilisé à l'arrêt par le dispositif de freinage statique (7) , à transmettre périodiquement à ce dispositif un ordre de commande de serrage des freins des roues arrière (10) , à contrôler le déplacement de chaque piston de frein à chaque ordre de commande et à arrêter la transmission des ordres de commande dès qu'un déplacement de chaque piston n'est plus détecté de manière à compenser une perte de couple de freinage à l'arrêt du véhicule résultant des dilatations thermiques des disques de frein après échauffement de ceux-ci.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à transmettre, en tant qu'ordre de commande, un courant électrique au moteur de l'ensemble motoréducteur (11) du dispositif de freinage statique (7) et de même valeur que celui transmis lors de l'arrêt du véhicule et à contrôler le déplacement de chaque piston de frein en détectant une rotation de l'arbre de sortie du réducteur de l'ensemble motoréducteur (11) .
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste également, avant de transmettre chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique (7) , à transmettre un ordre de commande de freinage au dispositif de freinage dynamique (6) correspondant à une pression de freinage hydraulique identique à la pression de freinage de maintien à l'arrêt du véhicule et à annuler progressivement cette pression de freinage hydraulique après transmission de l'ordre de commande du dispositif de freinage statique (7) .
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique (7) est transmis environ toutes les dix minutes.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à estimer la température des freins du dispositif de freinage dynamique (6) par calcul d'énergie dissipée dans les disques de frein à partir de la vitesse du véhicule et de la pression dans les freins, de manière à déterminer des coefficients de freinage qui peuvent être recalibrés lors du contrôle du déplacement des pistons de frein à l'arrêt du véhicule si le calcul de température prévoit un déplacement de piston d'une valeur différente de celle du déplacement de piston contrôlé à chaque ordre de commande transmis au dispositif de freinage statique (7) pour permettre au dispositif de freinage dynamique (6) d'exercer avant chaque ordre de commande du dispositif de freinage statique (7) une pression de freinage de maintien à l'arrêt du véhicule.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à établir un mode de calibrage du couple de freinage (C/P) à la roue fonction de la pression de frein et/ou du couple de freinage (C/F) à la roue fonction de l'effort de freinage exercé par le câble d' actionnement (12) du frein de parking et tributaires du coefficient de frottement des plaquettes de frein, en déterminant la valeur de ces couples (C/P/C/F), à chaque actionnement par le conducteur de la pédale de frein pendant que le véhicule roule, par calcul de la valeur de décélération du véhicule fonction de la pression de frein, et à utiliser la valeur calculée de chaque couple pour appliquer la pression de freinage de maintien à l'arrêt du véhicule, ce mode de calibrage pouvant être activé pour détecter des plaquettes de frein hors tolérance ou d'une fabrication non homologuée par le constructeur du véhicule et pour une opération de maintenance en après vente du véhicule.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste, lors d'une demande de maintien à l'arrêt du véhicule et que ce dernier commence à se déplacer lors de l' actionnement du dispositif de freinage statique (7) ou dynamique (6), à commander l'un ou l'autre de ces dispositifs pour augmenter la consigne de freinage, puis à repasser en mode de calibrage des couples de freinage .
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à transmettre des signaux de commande notamment des dispositifs de freinage statique (7) et dynamique (6) par deux circuits électriques de commande indépendants.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux de commande précités évoluent entre + 2 volts et + 8 volts correspondant respectivement aux états logiques 0 et 1.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer l'effort de serrage dans le câble d' actionnement (12) du frein de parking à partir de l'intensité du courant de commande du moteur électrique de l'ensemble motoréducteur (11) du dispositif de freinage statique (7) et du rendement connu du réducteur de cet ensemble.
11. Système de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile pour la mise en œuvre du procédé tel que défini dans l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pilotage (15) des dispositifs de freinage statique (7) et dynamique (6) , recevant des informations de différents capteurs (Cl,...,Cn) présents sur le véhicule, tels que notamment un capteur d'accélération ou de décélération du véhicule, un capteur de vitesse de déplacement du véhicule, un capteur de détermination de l'intensité du courant de commande du moteur électrique du dispositif de freinage statique (7) , un capteur de détection d'angle de rotation de l'arbre de sortie du réducteur, ainsi que des informations provenant des pédales d'accélérateur (2) et de frein du véhicule, et apte à commander le dispositif de freinage statique (7) pour immobiliser à l'arrêt le véhicule dès que la vitesse de ce dernier est nulle, à transmettre périodiquement au dispositif de freinage statique (7) un ordre de commande de serrage des freins des roues arrière
(10) , à contrôler le déplacement de chaque piston de frein à chaque ordre de commande et à arrêter la transmission des ordres de commande du dispositif de freinage statique (7) dès qu'un déplacement de chaque piston n'est plus détecté de manière à compenser une perte de couple de freinage à l'arrêt du véhicule résultant des dilatations thermiques des disques de frein après échauffement de ceux-ci.
12. Système selon le revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif de freinage dynamique (6) comprend une pompe électro-hydraulique (8) , au moins deux récepteurs de freins hydraulique (9) , et des moyens de commande actionnant sélectivement la pompe (8) pour alimenter en liquide de frein sous pression les récepteurs de frein hydraulique (9) .
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