Brevet FR2815314A1 — publié le 20020419

"Procédé et dispositif de détermination de la capacité de freinage d'un système de freinage" L'invention concerne un procédé de détermination de la capacité de freinage d'un système de freinage. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de détermination de la capacité de freinage d'un système de freinage d'un véhicule automobile lors d'une phase de freinage. De nombreux dispositifs permettent d'accroître l'efficacité du freinage de véhicules automobiles. Il s'agit notamment de systèmes d'antiblocage qui permettent d'obtenir une décélération maximale du véhicule sans que les roues ne se bloquent, ce qui permet de conserver la maîtrise de la trajectoire du véhicule, notamment lors d'un freinage violent. D'autres dispositifs permettent, en fonction de la vitesse du véhicule et de la distance qui le sépare d'un obstacle, d'augmenter le freinage commandé par le conducteur du véhicule lorsqu'il est insuffisant. La demande de brevet français FR-A-2.769. 884 propose un système qui compare les niveaux d'un premier freinage commandé par le conducteur et d'un second freinage de référence déterminé, par exemple par un calculateur, en fonction de la vitesse du véhicule et de la distance qui le sépare d'un obstacle. Lorsque le premier niveau de freinage est inférieur au second, le système modifie la consigne de freinage fourni au système de freinage du véhicule de façon à augmenter le freinage et la décélération du véhicule pour qu'il s'arrête avant obstacle. La qualité du freinage d'un véhicule dépend de plusieurs paramètres, notamment de l'usure du dispositif de freinage et des roues, de l'état de la route, de la charge du véhicule etc. Ces différents paramètres peuvent évoluer au cours du temps. Il n'existe pas de dispositifs de détermination de la capacité de freinage du système de freinage prenant en compte tous ces paramètres. Cependant, une telle information est importante. En effet, si pour une raison, telle qu'une usure des freins, le freinage réel du véhicule ne correspond pas à la consigne de freinage fournie par le conducteur ou par un système similaire à celui décrit dans la demande de brevet français FR-A-2. 769. 884, la distance de freinage du véhicule se trouve augmentée, ainsi que le risque de collision. L'invention a donc pour objet de proposer un procédé et un dispositif qui déterminent la capacité de freinage du système de freinage du véhicule, et qui fournissent une variable représentative de la capacité de freinage. Dans ce but, l'invention propose un procédé du type décrit précédemment caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - détermination d'une consigne théorique de freinage qui dépend des conditions nominales de fonctionnement du système de freinage telles que la qualité des pneus et des freins et qui correspond à la consigne de freinage qui doit être appliquée au dispositif de freinage pour obtenir le freinage effectif du véhicule ; - détermination d'une consigne réelle de freinage qui est effectivement transmise par un organe de commande au dispositif de freinage ; - puis détermination d'une valeur d'une variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage à partir de la comparaison des consignes théorique et réelle de freinage. Selon d'autres caractéristiques du procédé de l'invention : - le procédé comporte une étape préalable de détection du freinage qui initie les étapes de détermination de la consigne théorique et de la consigne réelle de freinage ; - la consigne théorique de freinage est déterminée à partir d'informations représentatives de la décélération du véhicule ; - les informations représentatives de la décélération du véhicule sont fournies par un accéléromètre fixé sur le véhicule ; - l'information représentative de la décélération du véhicule est obtenue par calcul à partir de la distance parcourue pendant une durée de freinage déterminée ; - la consigne réelle est déterminée à partir d'informations représentatives de la position de l'organe de commande du dispositif de freinage ; - la variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage correspond à la différence entre la consigne réelle et la consigne théorique de freinage ; - la valeur de la variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage correspond au rapport entre la consigne réelle et la consigne théorique de freinage ; - lorsque la valeur de la variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage franchit une valeur nominale prédéterminée, le conducteur du véhicule est averti. L'invention propose aussi un système de détermination de la capacité de freinage d'un système de freinage d'un véhicule automobile lors d'une phase de freinage, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens pour déterminer une consigne théorique de freinage ; - des moyens pour déterminer une consigne réelle de freinage ; et - des moyens pour déterminer une valeur d'une variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage. Selon d'autres caractéristiques du dispositif selon l'invention : - le dispositif comporte des moyens pour détecter le début de la phase de freinage du véhicule ; - les moyens pour détecter le début la phase de freinage du véhicule comportent un premier capteur qui détecte l'actionnement d'un organe de commande du dispositif de freinage ; - les moyens pour déterminer la consigne théorique de freinage comportent un accéléromètre qui fournit une information représentative de la décélération du véhicule et des premiers moyens de calcul qui déterminent la consigne théorique de freinage ; - les moyens pour déterminer la consigne théorique de freinage comportent un dispositif qui détermine à distance parcourue par le véhicule au cours d'au moins une partie de la phase de freinage, et des seconds moyens de calcul qui déterminent la consigne théorique de freinage ; - les moyens pour déterminer la consigne réelle de freinage comportent des troisièmes moyens de calcul qui déterminent la consigne réelle de freinage à partir d'une information représentative de la position de l'organe de commande du dispositif de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente un organigramme illustrant le procédé selon l'invention ; - la figure 2 est un diagramme qui représente l'évolution des consignes réelle et théorique de freinage en fonction du temps ; - la figure 3 est un diagramme qui représente l'évolution d'une valeur V d'une variable représentative de la capacité de freinage en fonction du temps ; - la figure 4 est un schéma fonctionnel illustrant les principaux composants du dispositif de freinage conforme aux enseignements de l'invention. Le déroulement du procédé de détermination de la capacité de freinage d'un système de freinage d'un véhicule automobile selon l'invention va être décrit ci-après en référence à l'organigramme représenté à la figure 1. Cette logique de commande est exécutée par une unité centrale. À tout instant du fonctionnement du véhicule, l'unité centrale reçoit des informations de l'organe de commande d'un dispositif de freinage. Le dispositif de freinage peut comporter un ensemble mécanique, hydraulique et/ou électronique permettant de ralentir le véhicule automobile. L'organe de freinage peut donc par exemple comporter des freins à disque ou à tambour, des circuits d'actionnement hydrauliques ou électriques et éventuellement des unités de contrôle, du type électronique, chargées par exemple de réaliser la fonction d'antiblocage du freinage. L'organe de commande sur lequel agit le conducteur du véhicule est par exemple une pédale de frein. Il faut entendre, par pédale de frein, tout moyen formant interface entre le conducteur et l'ensemble permettant de ralentir le véhicule. La pédale peut donc prendre la forme d'une pédale classique, mais aussi celle d'un levier actionné à la main, d'un bouton rotatif, d'une manette du type"joystick", etc. Lorsque l'organe de commande est actionné, une étape 10 détecte le freinage et active, sensiblement concomitamment, des étapes de détermination de la consigne théorique Ct et de la consigne réelle Cr de freinage référencées 12 et 14 respectivement. La consigne réelle Cr de freinage est déterminée à partir d'informations représentatives de la position de l'organe de commande du dispositif de freinage. A chaque position de l'organe de commande, correspond une consigne réelle Cr de freinage qui peut être proportionnelle à l'effort réel de freinage exercé par le dispositif de freinage sur la roue du véhicule. La figure 2 est un diagramme qui représente notamment un exemple de la consigne réelle Cr de freinage en fonction du temps. La consigne théorique Ct de freinage est déterminée par calcul à partir de la distance effectivement parcourue par le véhicule pendant une durée de freinage déterminée. En effet, la distance effectivement parcourue par le véhicule pendant une durée déterminée permet de calculer, par une double intégration en fonction du temps, la décélération effective du véhicule. La distance effectivement parcourue correspond à la distance parcourue par le véhicule par rapport à un repère absolu. Elle ne correspond pas toujours à la valeur fournie par les systèmes de détermination de la distance parcourue du type classique, qui déterminent la distance parcourue à partir du nombre de tours des roues du véhicule. En effet, lors d'accélérations ou de freinages, ou de situations de virage, les roues du véhicule peuvent glisser par'rapport au sol, et ainsi fausser la détermination de la distance effectivement parcourue par le véhicule. La décélération effective du véhicule peut être obtenue directement par un accéléromètre fixé sur le véhicule ou par tout autre moyen de détermination de l'accélération du véhicule. L'effort théorique de freinage est ensuite calculé à partir de la valeur de la décélération effective du véhicule, et d'une formule mathématique qui traduit les lois de la mécanique. Cette formule s'écrit : YF=M*acc dans laquelle : F est la force appliquée sur le véhicule ; M est la masse du véhicule qui ici est constante ; ace est l'accélération du véhicule. Lors du freinage du véhicule, la force F peut se décomposer en une force théorique de freinage et une force de frottement. Ainsi, on a : Fft+Frt=M*acc dans laquelle : Fft est la force théorique de freinage appliquée sur le véhicule ; Frt est la force de frottement appliquée sur le véhicule. La force de frottement Frt dépend d'un certain nombre de paramètres liés au véhicule, tels que les efforts de frottement dans les roulements, et de paramètres extérieurs au véhicule telles que la vitesse du vent, la présence ou l'absence de pluie. La valeur de la force de frottement Frt peut être fixée et déterminée pour des conditions nominales, ou peut être mémorisée par exemple par une cartographie de façon à évoluer en fonction de l'usure de pièces telles que les roulements et/ou en fonction des paramètres extérieurs. Ainsi la force théorique de freinage Fft est déterminée par la formule suivante : Fft=M*acc-Frt A chaque force théorique de freinage Fft, il est possible d'associer une consigne théorique Ct de freinage qui doit être appliquée au dispositif de freinage pour obtenir le freinage effectif du véhicule. Le diagramme de la figure 2 représente un exemple de la consigne théorique Ct de freinage en fonction du temps. Lorsque les consignes théorique Ct et réelle Cr de freinage sont déterminées, l'étape suivante 16 de détermination d'une variable de valeur V représentative de la capacité de freinage est activée. Elle consiste à comparer les consignes théorique Ct et réelle Cr de freinage. La comparaison peut consister par exemple à effectuer la différence ou le rapport entre la valeur de la consigne réelle Cr et la valeur de la consigne théorique Ct de freinage. La figure 3 représente un diagramme illustrant l'évolution de la valeur V de la variable représentative de la capacité de freinage en fonction du temps, qui correspond à la différence entre les consignes réelle Cr et théorique Ct, c'est-à-dire : V=Cr-Ct La valeur V de la variable est comparée, dans une étape 18 de test, à une valeur nominale Vnom de la variable, ici nulle, conformément à la figure 3. Lorsque la différence entre ces deux valeurs V et Vnom n'est pas nulle, cela signifie que le freinage réel est plus faible que le freinage théorique, c'est-à-dire que la capacité de freinage du système n'est pas optimale, dans les conditions nominales ou cartographiées, et par conséquent cela indique une dérive du système de freinage. Lorsque la valeur nominale Vnom est supérieure à la valeur V, cela traduit une dégradation de l'efficacité du système de freinage. De façon similaire, lorsque la valeur V de la variable correspond au rapport entre les consignes réelle Cr et théorique Ct. La valeur nominale Vnom est de préférence égale à 1. Lorsque la différence entre ces deux valeurs V et Vnom n'est pas nulle, cela révèle une capacité de freinage système qui n'est pas optimale. La valeur V de la variable, ou le résultat de sa comparaison avec la valeur nominale Vnom, peut par exemple être restituée au conducteur sous la forme d'un pourcentage représentatif de la capacité de freinage du système de freinage du véhicule ou être utilisée par le calculateur d'un système du type de celui décrit dans la demande de brevet français FR-A- 2.769. 884, de façon à prendre en compte la dégradation du freinage pour la détermination de la consigne réelle Cr de freinage à appliquer au véhicule pour obtenir la décélération calculée. Plus simplement, une étape d'avertissement du conducteur, par exemple par un voyant lumineux situé sur le tableau de bord, est activée lorsque la valeur représentative de la capacité de freinage franchit une valeur limite prédéterminée. Il est alors prévenu que le système de freinage est dégradé. Il doit adapter en conséquence la consigne réelle Cr de freinage qu'il délivre à l'organe de commande du dispositif de freinage ainsi que sa conduite. Dans la suite de la description la structure d'un dispositif 28 de détermination de la capacité de freinage du système de freinage du véhicule automobile va être détaillée. Le dispositif 28 comporte des moyens 29 pour détecter le début de la phase de freinage du véhicule qui permettent d'activer l'étape 10. Ces moyens comportent par exemple un premier capteur 30 qui détecte l'actionnement de l'organe de commande 32 du dispositif de freinage. L'étape 12 de détermination de la consigne théorique Ct de freinage est mise en oeuvre par des moyens de détermination de la consigne théorique Ct qui comportent par exemple un accéléromètre 34. Il est possible d'utiliser un accéléromètre déjà existant sur le véhicule tel que celui permettant le contrôle de la trajectoire. Lorsque le premier capteur 30 détecte l'actionnement de l'organe de commande 32, l'accéléromètre 34 fournit une information représentative de la décélération du véhicule à des premiers moyens de calcul 36 qui déterminent la consigne théorique Ct de freinage, à partir de lois de la mécanique et des conditions nominales telles que décrites précédemment. Selon une variante, les moyens de détermination de la consigne théorique Ct peuvent comporter un dispositif qui détermine la distance parcourue réellement par le véhicule au cours d'au moins une partie de la phase de freinage. Le dispositif peut, lors de la détection de l'actionnement de l'organe de commande 32 du dispositif de freinage, identifier un référentiel. C'est-à-dire, qu'à l'instant initial de la phase de freinage, le dispositif prend une référence, par exemple, un objet immobile sur le bord de la route, puis détermine l'éloignement du véhicule par rapport à cette référence. Avantageusement, la référence utilisée peut être repérée par des informations sur la topologie du terrain provenant d'un logiciel de navigation. Le dispositif de détermination de la distance parcourue réellement peut être de type radar. Une valeur représentative de la distance parcourue réellement est transmise à des seconds moyens de calcul qui déterminent alors, de façon similaire aux premiers moyens de calcul 36, la consigne théorique Ct de freinage. Le dispositif 28 de détermination de la capacité de freinage comporte aussi des moyens de détermination de la consigne réelle Cr de freinage. Il comporte avantageusement un deuxième capteur 38 qui fournit, par exemple une information représentative de la position de l'organe de commande 32 du dispositif de freinage. De façon à réduire le nombre de composants, il est possible d'utiliser le premier capteur 30.' L'information représentative de la position de l'organe de commande 32 est alors transmise à des troisièmes moyens de calcul 40 qui déterminent la consigne réelle Cr de freinage, par exemple par une cartographie. La comparaison des consignes réelle Cr et théorique Ct de freinage est réalisée par des moyens de détermination de la valeur V de la variable représentative de la capacité freinage du système de freinage qui consistent en des moyens de calcul 42 permettant de réaliser la différence ou le rapport des deux consignes. Les différents calculs réalisés par le dispositif 28 de détermination de la capacité freinage du système de freinage du véhicule automobile sont avantageusement effectuer dans une unité centrale UC unique de calcul. La valeur V de la variable représentative de la capacité freinage du système de freinage, ou le résultat de sa comparaison avec la valeur nominale Vnom, peut alors être exploitée directement ou un directement par un autre système du véhicule, ou par le conducteur. Dans ce cas, un dispositif d'avertissement 44 tel qu'un voyant lumineux peut être activé suivant la valeur V de la variable ou le résultat de sa comparaison avec la valeur nominale Vnom. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination de la capacité de freinage d'un système de freinage d'un véhicule automobile lors d'une phase de freinage, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - détermination d'une consigne théorique (Ct) de freinage qui dépend des conditions nominales de fonctionnement du système de freinage telles que la qualité des pneus et des freins et qui correspond à la consigne de freinage qui doit être appliquée au dispositif de freinage pour obtenir le freinage effectif du véhicule ; - détermination d'une consigne réelle (Cr) de freinage qui est effectivement transmise par un organe de commande (32) au dispositif de freinage ; - puis détermination d'une valeur (V) d'une variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage à partir de la comparaison des consignes théorique (Ct) et réelle (Cr) de freinage. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préalable (10) de détection du freinage qui Initie les étapes de détermination (12,14) de la consigne théorique (Ct) et de la consigne réelle (Cr) de freinage. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la consigne théorique (Ct) de freinage est déterminée à partir d'informations représentatives de la décélération du véhicule. 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les informations représentatives de la décélération du véhicule sont fournies par un accéléromètre fixé sur le véhicule. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'information représentative de la décélération du véhicule est obtenue par calcul à partir de la distance parcourue pendant une durée de freinage déterminée. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la consigne réelle (Cr) est déterminée à partir d'informations représentatives de la position de l'organe de commande (32) du dispositif de freinage. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage correspond à la différence entre la consigne réelle (Cr) et la consigne théorique (Ct) de freinage. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la valeur (V) de la variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage correspond au rapport entre la consigne réelle (Cr) et la consigne théorique (Ct) de freinage. 9. Procédé selon l'une quelconque revendication précédente, caractérisé en ce que lorsque la valeur (V) de la variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage franchit une valeur nominale (Vnom) prédéterminée, le conducteur du véhicule est averti. 10. Dispositif de détermination de la capacité de freinage d'un système de freinage d'un véhicule automobile lors d'une phase de freinage, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens (34,36) pour déterminer une consigne théorique (Ct) de freinage ; - des moyens (32,38) pour déterminer une consigne réelle (Cr) de freinage ; et - des moyens (42) pour déterminer une valeur (V) d'une variable représentative de la capacité de freinage du système de freinage. 11. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce en ce qu'il comporte des moyens pour détecter le début de la phase de freinage du véhicule. 12. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens pour détecter le début la phase de freinage du véhicule comportent un premier capteur (30) qui détecte l'actionnement d'un organe de commande (32) du dispositif de freinage. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les moyens (34,36) pour déterminer la consigne théorique (Ct) de freinage comportent un accélé- romètre qui fournit une information représentative de la décélération du véhicule et des premiers moyens (36) de calcul qui déterminent la consigne théorique (Ct) de freinage. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les moyens (34,36) pour déterminer la consigne théorique (Ct) de freinage comportent un dispositif qui détermine à distance parcourue par le véhicule au cours d'au moins une partie de la phase de freinage, et des seconds moyens de calcul qui déterminent la consigne théorique (Ct) de freinage. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer (32,38) la consigne réelle (Cr) de freinage comportent des troisièmes moyens de calcul (42) qui déterminent la consigne réelle (Cr) de freinage à partir d'une information représentative de la position de l'organe de commande (32) du dispositif de freinage.