Brevet FR2799427A1 — publié le 20010413

Procédé et dispositif pour l'amplification de l'effort de freinage dans un véhicule automobile L'invention concerne un procédé ainsi qu'un dispositif d'amplification de l'effort de freinage dans un véhicule automobile. La demande de brevet DE 195 01 760 AI (Brevet US 5.727.852) décrit un procédé et un dispositif qui permettent de remplacer, en totalité ou en partie seulement, l'amplificateur d'effort de freinage à dépression de l'installation de freinage, assurant l'amplification de l'effort de freinage produit par le conducteur, par une amplification de l'effort de freinage par voie hydraulique. L'amplification hydraulique de l'effort de freinage est obtenue par la commande ciblée d'un système de vannes modifiant les efforts de freinage au niveau des freins de roues et/ou d'au moins un dispositif de génération de pression, par exemple d'une pompe. Selon le mode de réalisation, l'amplification hydraulique de l'effort de freinage remplace totalement ou partiellement, entre autres pour des raisons de confort, l'amplificateur d'effort de freinage à dépression. Dans cette dernière solution, dans une première zone de freinage, dans laquelle ont lieu un grand nombre d'actions de freinage, l'amplification de l'effort de freinage est assurée par l'amplificateur à dépression, tandis qu'en dehors de cette zone (par exemple pour un niveau de pression d'ABS) l'amplification pneumatique est remplacée par une amplification hydraulique. Dans cette zone, l'amplificateur à dépression n'assure pas d'amplification ou pas une amplification suffisante. Dans les deux cas, c'est-à-dire aussi bien avec une assistance en partie hydraulique, dans laquelle l'amplification de l'effort de freinage, à un point de transfert, est assurée non plus par l'amplificateur d'effort de freinage à dépression mais par l'amplification hydraulique, qu'avec l'amplification entièrement hydraulique de l'effort de freinage, sans amplificateur à dépression, il existe des situations de fonctionnement dans lesquelles le conducteur d'un véhicule effectue un "surfreinage", c'est-à-dire des situations dans lesquelles il applique une pression de freinage inutilement élevée aux freins de roues. C'est le cas notamment lorsque le véhicule est à l'arrêt. Dans une telle situation, la mécanique de l'installation de freinage subit une sollicitation plus élevée que réellement nécessaire. Ceci est également vrai dans le cas d'une installation de freinage entièrement pneumatique. Il existe encore des cas dans lesquels le conducteur perçoit des irrégularités dans la régulation de la pression, par exemple dans le réglage de l'amplification de l'effort de freinage, ce qui entraîne une sensation inconfortable au niveau de la pédale. La présente invention a pour objectif de proposer des dispositions permettant d'améliorer le fonctionnement d'une installation de freinage à amplification de l'effort de freinage. On obtient de manière avantageuse, par la commande de l'amplification de l'effort de freinage en fonction de la situation de fonctionnement, un fonctionnement amélioré de l'installation de freinage, en particulier un meilleur travail des systèmes commandant l'amplification de l'effort de freinage, (amplificateurs hydrauliques et/ou pneumatiques), qui, en règle générale, travaillent avec une amplification constante de l'effort de freinage. Selon l'utilisation, au moins dans des situations de fonctionnement particulières, la sollicitation de la mécanique de l'installation de freinage est moindre, dans les systèmes hydrauliques et dans les systèmes pneumatiques les pressions de travail sont plus faibles, et par suite la consommation énergétique est moins importante, le risque d'un fort surfreinage de la part du conducteur est limité et/ou la sensation au niveau de la pédale est améliorée. De manière particulièrement avantageuse, une diminution de l'amplification de l'effort de freinage est opérée dans certaines conditions, en particulier lorsqu'au moins une vitesse de roue est inférieure à une valeur minimale prédéterminée. Par ailleurs, pour assurer le freinage à l'arrêt, on réduit l'amplification de l'effort de freinage lorsque l'effort de freinage appliqué par le conducteur est inférieur à une valeur seuil prédéterminée. Celle-ci est de préférence nulle, de sorte que, le véhicule étant à l'arrêt, une diminution n'intervient que si le conducteur a relâché au moins une fois la pédale de frein. Dans une installation de freinage hydraulique, dans laquelle dans une première zone d'actionnement de la pédale de frein, l'amplification de l'effort de freinage est assurée par un amplificateur pneumatique à dépression, et pour des valeurs de pédales plus élevées, dans le cadre d'un point de transfert, l'amplification de l'effort de freinage est au moins partiellement hydraulique, la réduction de l'amplification de l'effort de freinage intervient lorsque la valeur de pédale est inférieure au point de transfert, c'est-à-dire lorsque le système se trouve dans la zone d'amplification pneumatique. Dans ce cas également, à l'arrêt, l'amplification est diminuée en cas de nouvel actionnement de la pédale de frein allant jusqu'à la plage d'amplification hydraulique. Cette méthode peut être avantageusement appliquées également avec des amplificateurs pneumatiques d'effort de freinage à amplification réglable. De manière avantageuse, l'amplification de l'effort de freinage est aussitôt ramenée à l'amplification normale dès que l'on quitte la plage d'arrêt du véhicule. Une amélioration supplémentaire du confort d'utilisation est obtenue par le fait que le passage de l'amplification normale de l'effort de freinage à l'amplification réduite a lieu sans à-coups (par exemple grâce à des filtres ou à une commande en forme de rampe) supprimant les sauts dans l'amplification. Ainsi le conducteur ne perçoit pas ou ne perçoit que faiblement le changement d'amplification. D'autres avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'exemples de réalisation. L'invention est décrite de manière détaillée dans ce qui suit à l'aide des modes de réalisation représentés sur les figures. La figure 1 représente un schéma de principe d'une installation de freinage hydraulique commandée, telle qu'elle est connue dans l'état de la technique; La figure 2 représente un schéma-bloc d'une unité de commande pour la commande de l'installation de freinage; La figure 3 montre un organigramme représentant un programme de l'unité de calcul de l'unité de commande de la figure 2, ainsi qu'un exemple de réalisation préféré pour la commande de l'amplification de l'effort de freinage en fonction de la situation de fonctionnement. La figure 4 illustre le fonctionnement de la commande de l'amplification de l'effort de freinage à l'aide de diagramme temps. La figure 1 montre un schéma-bloc d'une installation connue de freinage hydraulique commandée. Les repères 10, 11, 12, 13 désignent des cylindres de frein de roue associés chacun à une roue d'un véhicule automobile. Les cylindres de frein de roue 10 et 11 font partie d'un premier circuit de freinage et les cylindres de frein de roue 12 et 13 font partie d'un second circuit de freinage. Le repère 40 désigne une pédale de frein par l'intermédiaire de laquelle, en liaison avec un amplificateur pneumatique d'effort de freinage 14, une pression peut être générée de manière connue en soi dans un maître- cylindre de frein 16. Le maître-cylindre de frein 16 est relié de manière connue à un réservoir de liquide de frein 15. Entre le maître-cylindre de frein 16 et les cylindres de frein de roue 10 à 13 est connecté un bloc hydraulique 17 qui comprend un système de vannes ainsi que, dans le cas présent, deux pompes , 25'. Le système de vannes comprend, de manière connue en soi, pour chaque circuit de freinage, respectivement une vanne de commutation USVl, USV2, une vanne de gavage ou d'aspiration ASV1, ASV2 et pour chaque cylindre de frein de roue, respectivement une vanne d'entrée EV et une vanne de sortie AV. Les désignations HL, HR, VL et VR en liaison avec les vannes d'entrée et de sortie EV et AV indiquent la position admise à titre d'exemple du cylindre de frein de roue concerné dans le véhicule. Ainsi HL signifie arrière gauche, VL avant gauche, HR arrière droite et VR avant droite. Le bloc hydraulique 17 comprend encore des dispositifs accumulateurs 30, 30', 35, 35' dont la fonction, de manière connue, consiste à emmagasiner du liquide de frein. Plusieurs vannes anti-retour, telles que par exemple les vannes 20, 20' sont encore prévues de manière connue. Le fonctionnement du bloc hydraulique 17 décrit est connu par exemple de par l'état de la technique, de sorte que celui-ci ne sera pas de nouveau décrit ici. Pour résumer nous indiquerons que, par une commande ciblée des vannes de commutation USV1, USV2, des vannes d'aspiration ou de gavage ASV1, ASV2 ainsi que des pompes 25, 25' et des vannes d'entrée et de sortie, on peut provoquer une élévation ou une baisse de la pression, ainsi qu'un état de maintien de la pression dans les cylindres de frein de roue 10 à 13. A l'aide des pompes 25, 25', il est possible de générer dans les cylindres de frein de roue 10 à 13 une pression qui est supérieure à la pression dans le maître-cylindre de frein 16. Une élévation de la pression est obtenue par exemple en fermant les vannes USV et AV concernées, en ouvrant les vannes ASV et EV concernées et en actionnant les pompes; une baisse de la pression est obtenue en ouvrant les vannes AV et USV concernées et en fermant les vannes ASV et EV concernées. Le repère 60 désigne un capteur qui fournit une information sur la position de la pédale de frein 40. Le repère 70 désigne un capteur qui délivre une information sur la pression de freinage PHZ dans le maîtrecylindre de frein 16. Les repères 80 et 85 désignent des capteurs qui délivrent des informations sur les pressions de freinage dans les cylindres de frein de roue 11 et 12. Ces capteurs, dans un autre exemple de réalisation, mesurent la pression dans les conduites de frein des circuits de freinage et sont disposés de ce fait entre les vannes USV et EV. Le repère 50 désigne un commutateur de feux de stop. La figure 2 représente de manière schématique une unité de commande pour la commande des vannes et des pompes 25, 25' du bloc hydraulique 17. Côté entrée, l'unité de commande 200 reçoit les signaux des capteurs 60 , 80 et 85. L'unité de commande 200 comprend au moins une unité de calcul et une unité de mémoire qui constituent les dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-après. L'unité de calcul, en liaison avec les programmes mémorisés dans l'unité de mémoire, calcule les grandeurs de sortie de l'unité de commande 200, en tenant compte des grandeurs d'entrée fournies par les dispositifs de mesure concernés ou par des algorithmes d'évaluation. L'amplification de l'effort de freinage, dans l'installation de freinage représentée, est fournie par un amplificateur d'effort de freinage à dépression. Lorsqu'on utilise un amplificateur d'effort de freinage de petite dimension, celui-ci agit seulement dans la zone inférieure de déplacement de la pédale. C'est pourquoi des systèmes sont prévus, qui, lorsque l'amplification de l'effort de freinage via l'amplificateur à dépression diminue, assurent l'amplification de l'effort de freinage par le biais d'une commande hydraulique. Ceci est obtenu par une commande adaptée des vannes et de la ou des pompes fournissant la pression, par laquelle on obtient une amplification entre la pression du maître- cylindre et la pression de l'installation qui prolonge l'action amplificatrice de l'amplificateur à dépression. Le passage de l'amplification à dépression à l'amplification hydraulique a lieu à un point de transfert qui, par exemple, peut être dérivé de la variation de la pression dans le maître-cylindre. Dans d'autres exemples de réalisation, l'amplificateur d'effort de freinage à dépression est supprimé et l'amplification a lieu uniquement par le biais de la commande hydraulique. Dans ce cas également, en partant par exemple de la pression du maître-cylindre ou de la grandeur d'actionnement de la pédale de frein, on règle une pression de frein de roue ou une pression de circuit de freinage qui est en relation par un facteur d'amplification prédéterminé avec la pression imposée par le conducteur en commandant en conséquence les vannes et la pompe. Dans l'assistance au freinage comme dans l'amplification hydraulique de l'effort de freinage, il est prévu pour le fonctionnement normal un facteur d'amplification de valeur courante pour des installations de freinage. Cependant, il existe des situations de fonctionnement, par exemple à l'arrêt du véhicule, dans lesquelles le conducteur, par surfreinage en liaison avec l'amplification, produit une pression de freinage inutilement élevée. Ceci n'est pas souhaitable compte tenu de la sollicitation élevée de la mécanique qui en résulte. Par ailleurs, ceci entraîne une baisse du confort, car la pression élevée imposée par le conducteur, génère des irrégularités dans la régulation de l'amplification. C'est pourquoi, pour améliorer le confort et/ou réduire la sollicitation mécanique, dans cette situation de fonctionnement au moins, on modifie, de préférence on diminue, l'amplification par rapport à la valeur normale, dès que cette situation de fonctionnement est détectée. Dans l'exemple de réalisation préféré cette situation de fonctionnement représente l'arrêt du véhicule. Dans un mode de réalisation, celui-ci est détecté sur la base d'au moins un signal de vitesse de rotation de roue et de préférence un signal représentant l'effort de freinage imposé par le conducteur. On contrôle si ce signal est inférieur ou a atteint une valeur prédéterminée, de préférence zéro. Si le système de commande est une amplification hydraulique de l'effort de freinage, ne comportant pas d'amplificateur à dépression complémentaire, la situation de fonctionnement est détectée lorsqu'au moins une vitesse de roue est inférieure à un seuil minimal et que le point de transfert a été dépassé. Le point de transfert, dans l'exemple de réalisation préféré est détecté par comparaison de l'évolution de la pression dans le maître-cylindre et de la valeur d'actionnement de la pédale de frein. La vitesse minimale est fixée de telle sorte qu'elle représente la vitesse calculée la plus faible dans le système ou une valeur seuil prédéterminée de l'ordre de quelques km/h. Le signal de l'effort de freinage imposé par le conducteur, selon le mode de réalisation, est la pression dans le maître-cylindre, la pression dans la conduite de frein, la valeur d'actionnement de la pédale de frein (par exemple enfoncement), etc. Si l'un de ces critères n'est pas satisfait, l'amplification est ramenée à l'amplification normale, voire l'amplification normale est conservée. Dans l'exemple de réalisation préféré, pour protéger la mécanique et/ou améliorer le confort, on diminue le facteur d'amplification par rapport à la valeur normale, c'est-à-dire que l'amplification est réduite. La transition entre les facteurs d'amplification a lieu sans à-coups, par exemple grâce à des rampes (commande en fonction du temps), de sorte qu'aucun saut gênant sur le plan du confort n'est perceptible. Dans un exemple de réalisation préféré, la diminution de l'amplification de la valeur normale vers une valeur plus faible prédéterminée a lieu lorsque les conditions correspondantes sont réunies. Cette valeur est choisie telle, que le conducteur puisse produire une action de freinage susceptible de maintenir le véhicule à l'arrêt. Dans un autre exemple de réalisation, on règle l'amplification à différentes valeurs en fonction d'autres paramètres de fonctionnement (par exemple pente de la chaussée, coefficients de frottement, etc.) après la détection de l'arrêt. Dans l'exemple de réalisation préféré, la fonction décrite est réalisée à l'aide d'un programme de calcul. L'organigramme de la figure 3 représente de manière schématique un exemple de réalisation préféré d'un tel programme. Le programme est exécuté à des instants prédéterminés. A la première étape 100, on mémorise au moins une vitesse de roue Vrad, qui représente la vitesse de rotation d'une roue sélectionnée, ou une valeur de vitesse de roue calculée à partir d'au moins deux vitesses de roue, ainsi qu'au moins une grandeur P représentant l'actionnement de la pédale de frein par le conducteur. En ce qui concerne cette grandeur, il s'agit, selon l'exemple de réalisation, de la pression dans le maître-cylindre de l'installation de freinage, de la pression dans un circuit de l'installation de freinage ou dans un frein de roue sélectionné ou d'une valeur dérivée de celle-ci, ou bien encore de la course d'actionnement, du déplacement ou de la force d'actionnement de la pédale de frein ou d'une valeur dérivée de celle-ci. A l'étape suivante 102, on examine si la vitesse de roue Vrad mémorisée est inférieure à la valeur minimale Vmin prédefinie. Si ce n'est pas le cas, c'est-à-dire si le véhicule se trouve en dehors de la plage d'arrêt, le facteur d'amplification de l'effort de freinage BKV est réglé ou est maintenu à sa valeur normale, à l'étape 104, et le drapeau d'état ST qui sera décrit plus loin est mis à zéro. Le programme est alors terminé et il sera exécuté de nouveau à un instant ultérieur. Le facteur d'amplification fixé à l'étape 104 est ensuite introduit dans un programme, qui n'a pas été représenté pour des raisons de clarté, pour la commande intégrale ou partielle de l'installation de freinage, dans lequel une grandeur d'actionnement réglée par le conducteur (course de pédale, force de pédale, pression dans le maître-cylindre, etc.) est convertie en une valeur de consigne pour la pression de freinage à régler, le facteur d'amplification étant pris en compte, de sorte qu'entre la grandeur de pression de freinage réglée et la grandeur d'actionnement, une amplification correspondant au facteur d'amplification est opérée. Dans l'exemple de réalisation préféré, la pression de consigne est réglée dans le cadre d'un circuit de régulation en tenant compte des pressions mesurées au niveau des freins de roue et au niveau du circuit de freinage. Si l'étape 102 établit que le véhicule est à l'arrêt, on examine à l'étape 103 suivante, si le drapeau d'état ST a la valeur 1, si ce n'est pas le cas, on examine à l'étape 106 si la pression est inférieure à une pression minimale Pmin prédéterminée ou, dans un autre exemple de réalisation, si le point de transfert entre l'amplification pneumatique et l'amplification hydraulique a été franchi, c'est-à-dire si le système se trouve dans la zone d'amplification pneumatique. Si ce n'est pas le cas, on passe à l'étape 104. Si c'est le cas, on fait passer le drapeau ST d'état à la valeur 1 (étape 105). Le drapeau d'état indique alors que le conducteur a relâché la pédale de frein après l'arrêt du véhicule. A l'étape 108 suivante, on diminue le facteur d'amplification BKV. Si l'étape 103 indique que le drapeau d'état ST a la valeur 1, on passe à l'étape 108. Lors d'un actionnement de la pédale de frein intervenant après l'arrêt du véhicule et du relâchement de la pédale de frein, c'est le facteur d'amplification réduit qui agit. Après l'étape 108 le programme est terminé et il sera de nouveau exécuté à un instant ultérieur. Pour des raisons de clarté, la figure 3 ne fait pas apparaître que les transitions entre valeur normale et valeur réduite du facteur d'amplification sont lissées, afin qu'aucun saut ne soit perceptible. Le mode de fonctionnement de la fonction présentée plus haut est illustré à la figure 4 à l'aide de diagrammes temps. La figure 4a montre l'évolution en fonction du temps d'au moins une vitesse de roue Vrad; la figure 4 b montre l'évolution en fonction du temps de la grandeur de pression P et la figure 4c montre l'évolution en fonction du temps du facteur d'amplification de l'effort de freinage BKV. On part d'une situation normale dans laquelle le véhicule se déplace sans action de freinage. La vitesse de roue Vrad a une valeur déterminée (figure 4a). Le facteur d'amplification est à sa valeur normale NORM conformément à la figure 4c. A l'instant TO, le conducteur du véhicule actionne la pédale de frein, la pression P augmentant en conséquence (figure 4b). Du fait de l'action de freinage, la vitesse de roue Vrad diminue jusqu'à ce qu'elle devienne inférieure à la valeur minimale Vmin prévue à l'instant T1, Etant donné que la valeur de pression reste inchangée, le facteur d'amplification conserve sa valeur normale. Après l'instant T1, la pression P diminue jusqu'à devenir inférieure à sa valeur minimale PMIN à l'instant T2 (figure 4b). De la même manière, à partir de l'instant T2 selon la figure 4c, on diminue le facteur d'amplification suivant une rampe de la valeur normale jusqu'à une valeur réduite BKVred. Celui-ci est conservé pendant la phase d'arrêt du véhicule. A l'instant T3, on actionne de nouveau la pédale de frein (cf évolution de la pression figure 4b) qui agit avec un facteur d'amplification réduit. A l'instant T4 (figure 4a) la vitesse de roue est supérieure à la valeur minimale, de sorte qu'à partir de l'instant T4, le facteur d'amplification est ramené à la valeur normale en suivant une rampe. A l'instant T5 le conducteur actionne la pédale de frein, la pression P augmente conformément à la figure 4b. Après l'instant T5, la vitesse de roue chute jusqu'à ce qu'elle devienne inférieure à la vitesse minimale à l'instant T6. Si la pression P chute elle aussi en-dessous de sa valeur minimale (instant T7), le facteur d'amplification est à son tour ramené de sa valeur normale à sa valeur réduite. La modification du facteur d'amplification a lieu également en liaison avec un amplificateur pneumatique d'effort de freinage, lorsque l'amplification de celui-ci est contrôlable. il REVENDICATIONS 1. Procédé d'amplification de l'effort de freinage dans un véhicule dans lequel il existe une amplification, caractérisée par un facteur d'amplification, entre la force appliquée par le conducteur et l'effort de freinage exercé, caractérisé en ce que, dans au moins une situation de fonctionnement on modifie le facteur d'amplification. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on diminue le facteur d'amplification. 3. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la situation de fonctionnement au nombre d'au moins une est l'arrêt du véhicule. 4. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la situation de fonctionnement existe lorsqu'une grandeur de vitesse de roue est inférieure à une valeur minimale. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la situation de fonctionnement existe lorsqu'une grandeur représentant l'effort de freinage imposé par le conducteur est inférieure à une valeur seuil prédéterminée. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la situation au nombre d'au moins une existe lorsqu'un point de transfert entre l'amplification pneumatique et l'amplification hydraulique est dépassé. 7. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transition entre un premier facteur d'amplification et un second facteur d'amplification est lissée. 8. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le facteur d'amplification dépend de grandeurs de fonctionnement. 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que les grandeurs de fonctionnement sont la pente de la chaussée et/ou le coefficient de frottement. 10. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après avoir quitté la situation de fonctionnement au nombre d'au moins une, l'amplification est ramenée à sa valeur normale. 11. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le facteur d'amplification est réglé par la commande de vannes et d'au moins une pompe d'une installation de freinage hydraulique. 12. Dispositif d'amplification de l'effort de freinage dans un véhicule comprenant une unité de commande qui en fonction de grandeurs d'entrée, délivre des grandeurs de sortie pour le réglage d'un facteur d'amplification entre la force de freinage imposée par le conducteur et l'effort de freinage exercé, caractérisé en ce que l'unité de commande détecte la présence d'au moins une situation de fonctionnement et, en présence de ladite situation de fonctionnement, modifie le facteur d'amplification.