Brevet FR2850923A1 — publié le 20040813

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, le levier de frein à main exigeant un effort musculaire de la part du conducteur pour immobiliser à 10 l'arrêt le véhicule est maintenant remplacé par un dispositif de freinage statique du véhicule commandé par le conducteur en actionnant un élément de commande, tel qu'un interrupteur, situé par exemple au tableau de bord du véhicule. En outre, la décélération longitudinale du véhicule peut être assurée par ce dispositif de freinage statique avec utilisation du dispositif d'antiblocage traditionnel des roues du véhicule agissant également sur les étriers de frein, en surveillant la vitesse des roues du véhicule 20 lorsque ce dernier se déplace sur une route à faible adhérence. Ces architectures connues sont très onéreuses du fait que le tire-câble utilisé dans le dispositif de freinage statique doit avoir une bonne dynamique et par 25 conséquent une puissance moteur capable de générer les efforts dans le câble en moins de 500 ms. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des systèmes connus. A cet effet, l'invention propose un procédé de 30 gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage statique pouvant être activé par un élément de commande actionnable manuellement à l'arrêt du véhicule, tel qu'un interrupteur, et un dispositif de freinage dynamique, et 35 qui est caractérisé en ce qu'une action manuelle sur l'élément de commande pendant que le véhicule roule provoque une opération de freinage du véhicule par activation du dispositif de freinage dynamique pour décélérer le véhicule à condition que la pédale d'accélération soit relâchée par le conducteur du véhicule. Une action manuelle fugitive sur l'élément de commande provoquant l'activation du dispositif de freinage dynamique conduit ce dernier à fournir une pression de freinage du véhicule correspondant à une décélération du véhicule relativement faible, par exemple 10 d'environ 2 m/s2. En outre, une action manuelle prolongée sur l'élément de commande provoquant l'activation du dispositif de freinage dynamique conduit ce dernier à fournir une pression de freinage du véhicule 15 correspondant à une décélération relativement forte du véhicule, par exemple d'environs 6 m/s2. De préférence, les deux valeurs de décélération relativement faible et forte peuvent être programmées par le conducteur dans une gamme de valeurs comprises entre 20 1 m/s2 et 10 m/s2. L'appui sur la pédale d'accélérateur pendant que le dispositif de freinage exerce une action de freinage commande l'annulation de cette action de freinage du véhicule. L'appui sur la pédale de frein du véhicule à une pression de freinage supérieure à la pression de freinage exercée par le dispositif de freinage dynamique commande l'annulation de l'action de freinage de ce dispositif. Le procédé permet de programmer une priorité à 30 donner entre la pédale d'accélération pour autoriser ou annuler l'opération de freinage par le dispositif de freinage dynamique pendant que le véhicule roule dans des conditions de conduite normale, et l'action sur l'élément de commande manuelle pour déclencher une opération de 35 freinage du véhicule par le dispositif de freinage dynamique même en cas d'appui sur la pédale d'accélération pendant que le véhicule roule dans des conditions de conduite accompagnée. Le dispositif de freinage dynamique agit sur les quatre étriers de freins des roues du véhicule. Le freinage du véhicule peut être programmé pour que le dispositif de freinage dynamique soit activé pendant que véhicule roule de manière à agir uniquement sur les étriers des roues arrière du véhicule à une pression de freinage permettant de bloquer les roues 10 arrière en réponse à la réalisation d'une condition imposée par le conducteur et consistant, par exemple, à appuyer simultanément sur trois interrupteurs différents accessibles au conducteur. Le mode de freinage de blocage des roues arrière du 15 véhicule peut être indiqué par clignotement du témoin lumineux de frein de parking existant dans la planche de bord du véhicule. Le procédé permet également de mettre en service le dispositif d'antiblocage des roues du véhicule lors d'une 20 activation du dispositif de freinage dynamique pendant que le véhicule roule sur une route de faible adhérence. Les feux de stop arrière du véhicule sont allumés en cas de freinage du véhicule par le dispositif de freinage dynamique. 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 30 statique et dynamique, recevant des informations de différents capteurs et interrupteurs présents dans le véhicule, tels que l'interrupteur de commande de mise en service du dispositif de freinage statique à l'arrêt du véhicule, ainsi que des pédales d'accélération et de 35 frein du véhicule, le dispositif de pilotage permettant de commander le dispositif de freinage dynamique pour freiner le véhicule dès détection des conditions selon lesquelles l'interrupteur de commande du dispositif de freinage statique a été actionné manuellement et la pédale d'accélération a été relâchée. Le dispositif de freinage statique comprend un 5 moto-réducteur électrique entraînant au moins un câble d'actionnement d'un frein de parking agissant sur les roues arrière du véhicule et le dispositif de freinage dynamique comprend une pompe électro-hydraulique, au moins deux récepteurs de frein hydraulique, et des moyens 10 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 15 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 schémablocs l'architecture du système de l'invention permettant 25 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 30 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 35 être constitué par un embrayage piloté de façon automatique par un signal S4. Le procédé et le système de l'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 5 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 10 frein sous pression des récepteurs 9 (étriers) de frein hydraulique 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 3 et arrière 10 étant représentées en 15 Ll et L2. Les électrovannes reliant la pompe 8 aux récepteurs 9 de frein hydraulique et formant un modulateur hydraulique connu ne sont pas représentées pour des raisons de simplicité. Le dispositif de freinage statique 7 comprend un 20 moto-réducteur électrique il commandé par un signal Sîl et pouvant entraîner au moins un câble 12 propre à actionner un frein de parking 13 agissant sur les roues arrière 10 du véhicule. Selon l'invention, le système de gestion de l'état 25 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 et qui permettent de mesurer des variables pouvant intervenir dans la dynamique de fonctionnement du 30 véhicule et d'estimer, par calcul, d'autres variables non directement mesurées. A titre d'exemple, les capteurs utilisés peuvent comprendre un capteur d'accélération ou de décélération longitudinale du véhicule, des capteurs de débattement 35 des roues 3, 10 relativement à la caisse du véhicule, des capteurs de vitesse de rotation des roues, un capteur par roue pouvant être prévu, un capteur de pression du maître-cylindre en tandem, un inclinomètre de mesure de la pente sur laquelle se déplace le véhicule, un capteur de vitesse de déplacement du véhicule, et autres. Les différents capteurs Cl à Cn sont reliés par 5 l'intermédiaire d'un bus multiplexé 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 10 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'accélération et de la pédale de frein du véhicule, de manière à déterminer à partir de 15 ces informations l'état du véhicule et à calculer les consignes de freinage qui sont transmises au dispositif de freinage dynamique 6 et/ou au dispositif de freinage statique 7. Le dispositif de pilotage 15 comprend un module de 20 surpervision 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, c'est-à-dire s'il roule sur du plat, en montée ou en descente, en sens de marche avant ou de marche 25 arrière, d'estimer la vitesse du véhicule avec précision à l'aide des capteurs de vitesse de rotation de roues de ce véhicule, et/ou d'estimer la pente sur laquelle se déplace le véhicule. Le dispositif de pilotage 15 comprend également un 30 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 des consignes de freinage par le bloc 20 du 35 dispositif de pilotage 15 et qui sont transmises au dispositif de freinage piloté ou dynamique 6 et au dispositif de freinage statique 7. Dans le but de provoquer une décélération du véhicule, le dispositif de pilotage 15 est programmé pour effectuer une opération de freinage du véhicule en transmettant un ordre d'activation du dispositif de 5 freinage dynamique 6 après avoir exercé manuellement une pression sur l'interrupteur de commande du dispositif de freinage statique 7 et à condition que le dispositif de pilotage 15 ait détecté la position de relâchement par le conducteur de véhicule de la pédale d'accélération 2. 10 Ainsi, le conducteur peut provoquer une décélération pendant que le véhicule roule et le dispositif de freinage dynamique 6 peut envoyer une pression de freinage aux quatre étriers de frein des roues du véhicule, la pression de freinage pouvant avoir une 15 valeur comprise entre environ 25 et environ 60 bars, la pression pouvant être moindre si le sol sur lequel se déplace le véhicule a très peu d'adhérence auquel cas le dispositif d'antiblocage des roues du véhicule sera mis en service. Avantageusement, le dispositif de pilotage 15 peut effectuer une distinction entre une pression fugitive exercée par le conducteur sur l'élément de commande et une pression prolongée sur cet élément de manière que le dispositif de freinage dynamique 6 provoque une 25 décélération relativement faible et relativement forte suivant la pression exercée sur l'élément de commande. Par exemple, la pression fugitive sur l'élément de commande peut provoquer une décélération faible d'environ 2 m/s2 à condition, bien entendu, que le conducteur ait 30 relâché la pédale d'accélérateur 2, et une pression prolongée sur l'élément de commande provoque une plus forte décélération, d'environ 6 m/s2, toujours avec priorité à la pédale d'accélérateur 2. Pendant une action de freinage par le dispositif de 35 freinage dynamique 6 dans les conditions indiquées cidessus, si le conducteur exerce à nouveau une pression sur la pédale d'accélérateur, le dispositif de pilotage envoie un ordre de désactivation du dispositif de freinage dynamique pour annuler instantanément le freinage du véhicule qui peut alors repartir. Il en est de même si le conducteur exerce sur la pédale de frein 5 une force de freinage supérieure à la force de freinage délivrée par le dispositif de freinage dynamique 6 de sorte que le conducteur peut reprendre en main son véhicule de façon habituelle. Le conducteur du véhicule peut avantageusement 10 programmer et mémoriser les deux valeurs de décélération relativement faible et forte dans une gamme de valeurs comprises entre, par exemple, 1 m/s2 et 10 m/s2. Une telle programmation peut s'effectuer à partir d'un menu affiché au tableau de bord du véhicule sur ordre du 15 conducteur. On notera que chaque fois que le dispositif de freinage dynamique 6 est activé, le dispositif de pilotage 15 peut commander l'allumage des feux de stop arrière du véhicule. Il peut être utile de pouvoir programmer le dispositif de pilotage 15 de manière à donner une priorité à la pédale d'accélération 2 pour autoriser ou annuler l'opération de freinage par le dispositif de freinage dynamique comme exposé ci-dessus dans des 25 conditions de conduite normale ou une priorité à l'action sur l'élément de commande manuelle pour déclencher une opération de freinage du véhicule par le dispositif de freinage dynamique 6 même en cas d'appui sur la pédale d'accélération 2 pendant que le véhicule roule. Cette 30 deuxième priorité est utile dans le cas d'un jeune conducteur conduisant le véhicule sous conduite accompagnée d'un passager avant ou instructeur de manière à permettre à cet instructeur de freiner le véhicule par action manuelle sur l'élément de commande même si le 35 jeune conducteur continue d'accélérer le véhicule par appui sur la pédale d'accélération 2. La première priorité à la pédale d'accélération 2 permet d'éviter des actions inopinées par des passagers du véhicule, tels que par exemple des enfants et, par conséquent de préserver la sécurité de fonctionnement du véhicule. Le dispositif de pilotage 15 peut être également 5 programmé pour que le dispositif de freinage dynamique 6 soit activé pendant que le véhicule roule de manière à agir uniquement sur les étriers des roues arrière du véhicule par une pression de freinage permettant de bloquer les roues arrière à condition que certaines 10 conditions particulières, réalisées par le conducteur, soient respectées. Cette fonction permet de faire tourner le véhicule, par exemple d'un demi-tour, par blocage des roues arrière dans des cas extrêmes de conduite, par exemple sur une route à faible adhérence, humide ou 15 verglacée, ou dans le cas d'une conduite à tendance sportive. Ce mode de freinage n'est donc accessible que par une action très particulière du conducteur consistant par exemple à appuyer simultanément sur trois interrupteurs différents, par exemple de manière 20 fugitive. Les trois interrupteurs actionnables simultanément peuvent être un interrupteur lève-vitres, un interrupteur de condamnation des portes du véhicule et un interrupteur de mise hors service du dispositif de commande du dispositif de freinage dynamique. Ce mode de 25 freinage peut être indiqué par clignotement du témoin lumineux de frein de parking existant dans la planche de bord du véhicule. Le système de l'invention permet donc de provoquer une décélération du véhicule lors d'une action sur la 30 commande du dispositif de freinage statique du véhicule par le conducteur à condition que ce dernier ait relâché la pédale d'accélérateur et, ensuite, le véhicule est maintenu par le freinage mécanique exercé sur les roues arrière par le dispositif de freinage statique dès lors 35 que le véhicule est à l'arrêt, arrêt qui peut être détecté par le capteur de vitesse du véhicule. Le dispositif de pilotage 15 peut en fait être constitué de plusieurs calculateurs électroniques dédiés aux différentes fonctions ci-dessus décrites. Il peut s'agir par exemple d'une architecture du pilotage du type 5 à calculateur maître pilotant et coordonnant les actions de chacun des calculateurs esclaves contenant les algorithmes de commande des dispositifs de freinage dynamique et statique. REVENDICATIONS 1. Procédé de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile comprenant un 5 dispositif de freinage statique (7) pouvant être activé par un élément de commande actionnable manuellement à l'arrêt du véhicule, tel qu'un interrupteur, et un dispositif de freinage dynamique (6), caractérisé en ce qu'une action manuelle sur l'élément de commande pendant 10 que le véhicule roule provoque une opération de freinage du véhicule par activation du dispositif de freinage dynamique (6) pour décélérer le véhicule à condition que la pédale d'accélération (2) soit relâchée par le conducteur du véhicule. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une action manuelle fugitive sur l'élément de commande provoquant l'activation du dispositif de freinage dynamique (6) conduit ce dernier à fournir une pression de freinage du véhicule correspondant à une 20 décélération du véhicule relativement faible, par exemple d'environ 2 m/s2. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une action manuelle prolongée sur l'élément de commande provoquant l'activation du dispositif de 25 freinage dynamique (6) conduit ce dernier à fournir une pression de freinage du véhicule correspondant à une décélération relativement forte du véhicule, par exemple d'environ 6 m/s2. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, 30 caractérisé en ce que les deux valeurs de décélération relativement faible et forte peuvent être programmées par le conducteur dans une gamme de valeurs comprises entre 1 m/s2 et 10 m/s2. 5. Procédé selon l'une des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que l'appui sur la pédale d'accélération (2) pendant que le dispositif de freinage dynamique (6) exerce une action de freinage commande l'annulation de cette action de freinage du véhicule. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appui sur la pédale 5 de frein du véhicule à une pression de freinage supérieure à la pression de freinage exercée par le dispositif de freinage dynamique (6) commande l'annulation de l'action de freinage de ce dispositif. 7. Procédé selon l'une des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce qu'il permet de programmer une priorité à donner entre la pédale d'accélération (2) pour autoriser ou annuler l'opération de freinage par le dispositif de freinage dynamique (6) pendant que le véhicule roule dans des conditions de conduite normale et 15 l'action sur l'élément de commande manuelle pour déclencher une opération de freinage du véhicule par le dispositif de freinage dynamique (6) même en cas d'appui sur la pédale d'accélération (2) pendant que le véhicule roule dans des conditions de conduite accompagnée. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de freinage dynamique (6) agit sur les quatre étriers de freins des roues du véhicule. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, 25 caractérisé en ce que le freinage du véhicule peut être programmé pour que le dispositif de freinage dynamique (6) soit activé pendant que le véhicule roule de manière à agir uniquement sur les étriers des roues arrière du véhicule à une pression de freinage permettant de bloquer 30 les roues arrière en réponse à la réalisation d'une condition imposée par le conducteur et consistant, par exemple, à appuyer simultanément sur trois interrupteurs différents accessibles au conducteur. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en 35 ce qu'il consiste à indiquer le mode de freinage précité par clignotement du témoin lumineux de frein de parking existant dans la planche de bord du véhicule. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en service le dispositif d'antiblocage des roues du véhicule lors d'une activation du dispositif de freinage dynamique (6) 5 pendant que le véhicule roule sur une route de faible adhérence. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à allumer les feux de stop arrière du véhicule en cas de freinage 10 du véhicule par le dispositif de freinage dynamique (6). 13. Système de gestion de l'état et du fonctionnement d'un véhicule automobile pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini dans l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 15 comprend un dispositif de pilotage (15) des dispositifs de freinage statique (7) et dynamique (6), recevant des informations de différents capteurs (Cl,..., Cn) et interrupteurs présents dans le véhicule, tels que l'interrupteur de commande de mise en service du 20 dispositif de freinage statique (7) à l'arrêt du véhicule, ainsi que des pédales d'accélération (2) et de frein du véhicule, le dispositif de pilotage (15) permettant de commander le dispositif de freinage dynamique (6) pour freiner le véhicule dès détection des 25 conditions selon lesquelles l'interrupteur de commande du dispositif de freinage statique (7) a été actionné manuellement et la pédale d'accélération (2) a été relâchée. 14. Système selon la revendication 13, caractérisé 30 en ce que le dispositif de freinage statique (7)comprend un moto-réducteur électrique (11) entraînant au moins un câble (12) d'actionnement d'un frein de parking agissant sur les roues arrière du véhicule et le dispositif de freinage dynamique (6) comprend une pompe électro35 hydraulique (8), au moins deux récepteurs (9) de frein hydraulique, et des moyens de commande actionnant sélectivement la pompe (8) pour alimenter en liquide de 2850923 14 frein sous pression les récepteurs de frein hydraulique (9).