Brevet FR2852909A1 — publié le 20041001

PROCEDE POUR CONTROLER LA VITESSE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE, INCLUANT L'ELABORATION DE CONSIGNES DE FREINAGE ANTICIPEES. L'invention concerne, de façon générale, la sécurité à bord des véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne un procédé 5 pour contrôler la vitesse d'un véhicule automobile doté d'au moins une pédale d'accélérateur et d'une pédale de frein, en fonction au moins de commandes appliquées par un conducteur du véhicule sous la forme de changements d'état de sollicitation desdites pédales, ce procédé 10 comprenant une tâche consistant à identifier, parmi lesdites commandes, des consignes de ralentissement du véhicule, telles qu'un relâchement de la pédale d'accélérateur ou un enfoncement de la pédale de frein, et une tâche consistant à appliquer au véhicule, au cours de chaque phase d'une pluralité de phases de décélération successives, une puissance instantanée de freinage dépendant au moins d'une consigne de ralentissement apparue au cours de cette phase de décélération. Un procédé de ce type est généralement mis en oeuvre dans les systèmes dits d'assistance au freinage d'urgence (AFU), qui offrent aux conducteurs la possibilité de disposer du maximum des ressources de 25 freinage du véhicule dès qu'une action de freinage révèle une situation d'urgence. La plupart des systèmes AFU sont mécaniques et offrent une sur-assistance de l'effort de freinage exercé par le conducteur lors du dépassement d'un seuil de vitesse de la course de la pédale de frein, ou lors 5 du dépassement, par le conducteur, d'un seuil de puissance de freinage. En aidant le conducteur à atteindre et à maintenir à sa valeur maximale le potentiel de freinage du 10 véhicule, de tels systèmes se montrent utiles pour 30 à 60% des actions de freinage d'urgence. Les procédés les plus avancés, qui proposent d'anticiper le freinage, s'appliquent aux systèmes de 15 freinage découplés, c'est-à-dire aux systèmes dans lesquels la puissance de freinage exercée par le conducteur, ou la course de la pédale de frein, sont exclusivement utilisées pour évaluer la puissance de freinage à appliquer au véhicule, cette dernière étant 20 intégralement délivrée par une source d'énergie autonome embarquée, telle qu'une pompe électrohydraulique ou un générateur électrique. Par exemple, le document de brevet DE 10 111 076 25 décrit un procédé dans lequel une action de freinage est déclenchée dès lors que le relâchement de la pédale d'accélérateur dépasse un seuil de vitesse prédéterminé. La mesure nécessaire à cette action peut provenir d'un capteur tel que décrit dans le document de brevet DE 10 060 498. Une situation de freinage critique peut aussi être estimée au moyen d'indicateurs non liés à une action directe du conducteur sur les pédales, comme le décrit par exemple le document de brevet DE 19 936 436 qui propose d'utiliser les vitesses des roues et la dérivée 10 de la vitesse du véhicule en tant que paramètres indicateurs d'une situation d'urgence. L'analyse critique de la situation actuelle, à partir de laquelle s'est développée la réflexion ayant 15 abouti à la présente invention, a révélé que les systèmes AFU mécaniques sont limités par le fait que le seuil à partir duquel une action de freinage est cataloguée comme urgente n'est paramétrable qu'une seule fois, par construction. D'un autre côté, les procédés d'anticipation les plus avancés mis en oeuvre sur les systèmes de freinage découplés présentent le défaut de ne pas, en fait, exploiter l'ensemble des informations dont ils disposent. Dans ce contexte, l'invention a pour but de proposer un procédé pour contrôler la vitesse d'un véhicule automobile et permettant, lors d'un freinage, de provoquer l'arrêt du véhicule sur une distance 30 réduite par rapport à celle qu'entraîne la mise en oeuvre de chacun des procédés connus. A cette fin, le procédé de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé 5 en ce qu'il comprend une opération de modulation de freinage consistant à moduler la puissance instantanée de freinage appliquée au véhicule, pendant une phase de décélération en cours, en fonction au moins d'un critère d'urgence attribuable à au moins une consigne 10 de ralentissement apparue lors d'une phase de décélération antérieure à la phase de décélération en cours. D'autres caractéristiques et avantages de 15 l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un diagramme représentant en ordonnée, en fonction du temps indiqué en abscisse, la décélération appliquée à un véhicule au cours de différentes phases successives de ralentissement de ce véhicule lors de la mise en oeuvre d'un procédé 25 conforme à l'invention; et - la figure 2 est un schéma représentant symboliquement une architecture fonctionnelle mettant en oeuvre le procédé de l'invention. Comme indiqué précédemment, l'invention concerne un procédé pour contrôler la vitesse d'un véhicule automobile. Ce véhicule est typiquement doté d'une pédale d'accélérateur Pa et d'une pédale de frein Pf, ces deux pédales étant sélectivement sollicitées par le conducteur du véhicule. Chaque sollicitation de chacune de ces pédales, qui prend par exemple la forme d'une course d'actionnement Ka de la pédale d'accélérateur Pa, ou d'une course d'actionnement Kf de la pédale de frein Pf, constitue une commande appliquée par le conducteur du véhicule 15 dans le but d'augmenter, de maintenir ou de réduire la vitesse du véhicule. Le procédé de l'invention s'intéresse plus spécifiquement aux commandes, telles qu'un relâchement 20 de la pédale d'accélérateur Pa ou un enfoncement de la pédale de frein Pf, qui constituent des consignes de ralentissement du véhicule. La figure 1 illustre un processus de ralentissement 25 d'un véhicule résultant de l'apparition de plusieurs consignes de ralentissement successives, un tel processus pouvant toujours être découpé en phases dont chacune correspond à l'apparition d'une de ces consignes. Par exemple, la phase de ralentissement qui s'étend de l'instant To à l'instant T1 résulte du relâchement de la pédale d'accélérateur Pa à l'instant TO, tandis que la phase de ralentissement qui s'étend de l'instant T1 à 5 l'instant T2 résulte du contact du pied du conducteur avec la pédale de frein Pf à l'instant T1, et que la phase de ralentissement qui s'étend de l'instant T2 à l'instant T3 résulte de l'enfoncement de la pédale de frein Pf par le pied du conducteur à partir de 10 l'instant T2, cette dernière phase prenant fin par le relâchement de la pédale de frein Pf à l'instant T3. De façon connue en soi, le procédé de l'invention comprend une tâche qui consiste à appliquer au véhicule 15 une puissance instantanée de freinage dépendant de chaque consigne de ralentissement nouvellement apparue. Plus précisément, ce procédé prévoit donc d'appliquer au véhicule, au cours de chacune des phases 20 de décélération successives de To à T1, de T1 à T2, et de T2 à T3, une puissance instantanée de freinage qui dépend de la consigne de ralentissement détectée au cours de cette phase de décélération. Par exemple, le fait pour le conducteur de relâcher la pédale d'accélérateur (instant TO) conduit, après une temporisation éventuelle et au moins sous certaines conditions, à l'application d'une décélération du véhicule directement liée à ce relâchement. De même, l'analyse du temps de transfert entre accélérateur et frein conduit à l'application d'une décélération directement liée à ce temps de transfert. De même, l'urgence définie par la nature de l'enfoncement pédale à l'instant T2 conduit à l'application d'une décélération du véhicule directement liée à cette urgence. Cependant, au lieu de se limiter, comme c'est traditionnellement le cas dans l'art antérieur, à ne prendre en compte que la dernière consigne de ralentissement de la façon qui vient d'être décrite, le procédé de l'invention prévoit idéalement d'appliquer 15 au véhicule une décélération qui prend en compte l'historique complet des consignes de ralentissement appartenant à un même processus de décélération du véhicule. Plus précisément, le procédé de l'invention comprend une opération de modulation de freinage qui consiste à moduler la puissance instantanée de freinage appliquée au véhicule, pendant une phase de décélération en cours, en fonction au moins d'un 25 critère d'urgence attribuable à au moins une consigne de ralentissement apparue lors d'une phase de décélération antérieure à la phase de décélération en cours. Par exemple, si le procédé de l'invention comprend une opération qui consiste à détecter, en tant que critère d'urgence, la vitesse de relâchement de la pédale d'accélérateur Pa, alors non seulement la décélération 'o appliquée au véhicule au cours de la première phase de décélération, qui s'étend de 5 l'instant To à l'instant T1 et qui est déclenchée par le relâchement de la pédale d'accélérateur Pa, sera d'autant plus forte que la vitesse de relâchement de la pédale d'accélérateur Pa sera élevée, mais en outre la puissance de freinage appliquée au véhicule au cours de 10 la deuxième phase de décélération, qui s'étend de l'instant T1 à l'instant T2 et qui est déclenchée par le début de sollicitation de la pédale de frein Pf à l'instant T1, sera ellemême définie par une loi croissant en fonction de la vitesse de relâchement de 15 la pédale d'accélérateur Pa. En d'autres termes encore, la décélération yi appliquée au véhicule au cours de la deuxième phase de décélération dépendra donc, dans le cas général, de la 20 décélération yo appliquée au véhicule au cours de la première phase de décélération. Le procédé de l'invention peut aussi par exemple comprendre une opération qui consiste à détecter, en 25 tant que critère d'urgence, l'intervalle de temps T1-To séparant le relâchement de la pédale d'accélérateur Pa du début de sollicitation de la pédale de frein Pf. Dans ce cas, par application du principe général de 30 l'invention, la puissance de freinage appliquée au véhicule lors de la troisième phase de décélération qui s'étend entre les instants T2 et T3 sera modulée suivant une loi croissant ou décroissant en fonction de l'intervalle de temps T1To séparant le relâchement de 5 la pédale d'accélérateur Pa du début de sollicitation de la pédale de frein Pf. Autrement dit, la décélération Y2 appliquée au véhicule au cours de la troisième phase de décélération dépendra donc elle aussi, dans le cas général, de la 10 décélération yo appliquée au véhicule au cours de la première phase de décélération. Plus généralement, la puissance instantanée de freinage appliquée au véhicule pendant une phase de 15 décélération en cours peut être modulée en fonction d'une combinaison de critères d'urgence respectivement attribuables à des consignes de ralentissement apparues lors de phases de décélération respectives différentes, antérieures à la phase de décélération en cours. 20 Par exemple, la puissance de freinage appliquée au véhicule lors de la troisième phase de décélération qui s'étend entre les instants T2 et T3 pourra notamment dépendre non seulement de la vitesse de relâchement de 25 la pédale d'accélérateur Pa ayant marqué le début de la première phase de décélération, qui s'étend de l'instant To à l'instant T1, mais cette puissance de freinage pourra aussi dépendre de l'intervalle de temps T1-To séparant le relâchement de la pédale 30 d'accélérateur Pa du début de sollicitation de la pédale de frein Pf et déjà pris en compte lors de la deuxième phase de décélération qui s'étend entre les instants T1 et T25 En pratique, une décélération différentielle pourra être affectée à chaque consigne de ralentissement, la décélération totale imprimée au véhicule au cours d'une phase de ralentissement en cours pouvant correspondre au cumul des décélérations différentielles affectées 10 aux différentes consignes de ralentissement apparues depuis le début du processus global de ralentissement en cours. Ainsi, la puissance de freinage peut être modulée, 15 au moins lors de la phase de décélération subséquente au relâchement de la pédale d'accélérateur Pa, pour imprimer au véhicule un surplus de décélération compris entre 0.5 et 3 m/s2 (par exemple) lorsque la vitesse de relâchement de la pédale d'accélérateur Pa est au moins 20 supérieure à 400 mm/s (par exemple). De même, la puissance de freinage peut être modulée, au moins lors de la phase de décélération subséquente au début de sollicitation de la pédale de 25 frein Pf, pour imprimer au véhicule un surplus de décélération compris entre 0.5 et 2 m/s2 (par exemple) lorsque l'intervalle de temps Tl-To séparant le relâchement de la pédale d'accélérateur Pa du début de sollicitation de la pédale de frein Pf est au moins 30 inférieur à 200 ms (par exemple). Il Le but premier de l'invention étant d'augmenter la sécurité des véhicules par réduction des distances d'arrêt dans tous les cas o le véhicule doit être ralenti en vue, au moins potentiellement, de son arrêt 5 complet, la modulation de puissance de freinage telle qu'elle a été évoquée jusqu'à présent s'inscrit prioritairement dans cet objectif d'immobilisation du véhicule. Néanmoins, un autre intérêt majeur du procédé de l'invention est de réduire le taux des fausses alarmes qui peuvent apparaître dans le cas o les premières consignes de ralentissement émises par le conducteur semblent traduire un projet de décélération intense du 15 véhicule, dont les consignes ultérieures montrent qu'il a finalement été abandonné, et de réduire les conséquences de telles fausses alarmes sur le confort de conduite. En effet, dans la mesure o le procédé de l'invention s'attache à prendre en compte non pas des consignes de décélération considérées isolément, mais un historique de consignes porteur d'informations d'autant plus précises sur la finalité réellement 25 poursuivie par le conducteur que cet historique est riche de consignes propres à confirmer ou infirmer totalement ou partiellement la ou les consignes précédentes, ce procédé peut non seulement donner d'autant plus d'importance aux consignes intervenant 30 dans un historique déjà riche qu'elles viennent confirmer, mais aussi inhiber la prise en compte de consignes antérieures modérément fiables, qu'une consigne plus récente vient contredire de façon formelle. Ainsi, par exemple, la puissance de freinage appliquée au véhicule au début de la sollicitation de la pédale de frein Pf peut être maintenue à zéro ou ramenée à zéro lorsque l'intervalle de temps T1-To séparant le relâchement de la pédale d'accélérateur Pa 10 du début de sollicitation de la pédale de frein Pf atteint ou dépasse 300 ms, un tel intervalle de temps étant révélateur d'une absence d'urgence. Le procédé de l'invention peut, de façon connue en 15 soi, inclure une sur-assistance de freinage. Par exemple, la puissance de freinage appliquée au véhicule, lors d'une phase de décélération concomitante à un enfoncement de la pédale de frein Pf, peut être 20 augmentée lorsque la puissance transmise par le conducteur à la pédale de frein Pf atteint au moins W. Une telle surassistance peut cependant aussi être 25 conditionnelle. Par exemple, il est possible de prévoir que la puissance de freinage appliquée au véhicule lors de la phase de décélération concomitante à un enfoncement de 30 la pédale de frein Pf ne soit augmentée que lorsque la puissance transmise par le conducteur à la pédale de frein Pf dépasse 25 W pendant au moins 10 ms, et de préférence pendant au moins 20 ms. Pour réduire encore le risque de fausses alarmes, 5 le procédé de l'invention peut aussi prendre en compte la vitesse du véhicule. Plus précisément, la puissance instantanée de freinage appliquée au véhicule pendant une phase de 10 décélération en cours, et modulée en fonction au moins d'un critère d'urgence, peut également varier suivant une fonction croissante de la vitesse du véhicule. Il est ainsi possible, par exemple, de diminuer les 15 décélérations différentielles appliquées à basse vitesse pour tenir compte du fait que la pédale de frein est généralement actionnée beaucoup plus rapidement lors de trajets urbains que sur la route. Le procédé de l'invention, qui est particulièrement bien adapté au cas des systèmes de freinage découplés, encore appelés à commande par fil et plus connus sous le terme anglo-saxon correspondant de "Brake by Wire", permet un gain en distance d'arrêt de l'ordre de 2 à 8% 25 suivant les stratégies adoptées. De même, le procédé de l'invention peut s'appliquer aux systèmes incluant une source de puissance autonome (freinage à assistance hydraulique ou électrique PAB, 30 OHB, PBC). La figure 2 illustre, de façon symbolique, une architecture fonctionnelle propre à mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Comme le montre cette figure, les consignes que représentent d'une part la mesure Ka de la course de la pédale d'accélérateur Pa et la mesure Kf de course de la pédale de frein Pf sont prises en compte par un module HISTO, qui a pour fonction de traiter ces 10 mesures et d'en interpréter l'historique. L'information fournie par ce module HISTO est transmise à un module d'élaboration de consignes de freinage anticipées ECFA, qui a lui-même pour fonction 15 d'élaborer des signaux CF de commande de freinage à destination du système de freinage du véhicule. REVENDICATIONS 1. Procédé pour contrôler la vitesse d'un véhicule automobile doté d'au moins une pédale d'accélérateur (Pa) et d'une pédale de frein (Pf), en fonction au moins de commandes appliquées par un 5 conducteur du véhicule sous la forme de changements d'état de sollicitation (Ka, Kf) desdites pédales, ce procédé comprenant une tâche consistant à identifier, parmi lesdites commandes, des consignes de ralentissement du véhicule, telles qu'un relâchement de 10 la pédale d'accélérateur (Pa) ou un enfoncement de la pédale de frein (Pf), et une tâche consistant à appliquer au véhicule, au cours de chaque phase d'une pluralité de phases de décélération successives (To à T1; T1 à T2; T2 à T3), une puissance instantanée de freinage dépendant au moins d'une consigne de ralentissement apparue au cours de cette phase de décélération (To à T1; T1 à T2; T2 à T3), caractérisé en ce qu'il comprend une opération de modulation de freinage consistant à moduler la puissance instantanée 20 de freinage appliquée au véhicule, pendant une phase de décélération en cours (T1 à T2; T2 à T3), en fonction au moins d'un critère d'urgence attribuable à au moins une consigne de ralentissement apparue lors d'une phase de décélération (To à T1; T1 à T2) antérieure à la phase de 25 décélération en cours (T1 à T2; T2 à T3). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une opération consistant à détecter, en tant que critère d'urgence, une vitesse de relâchement de la pédale d'accélérateur (Pa), et en ce que la puissance de freinage est modulée, au moins lors d'une phase de décélération subséquente au relâchement de la pédale d'accélérateur 5 (Pa) , suivant une loi croissant en fonction de la vitesse de relâchement de la pédale d'accélérateur (Pa). 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, 10 caractérisé en ce qu'il comprend une opération consistant à détecter, en tant que critère d'urgence, un intervalle de temps (T1-To) séparant un relâchement de la pédale d'accélérateur (Pa) d'un début de sollicitation de la pédale de frein (Pf), et en ce que 15 la puissance de freinage est modulée, au moins lors d'une phase de décélération (T1 à T2; T2 à T3) subséquente au début de sollicitation de la pédale de frein (Pf), suivant une loi croissant ou décroissant en fonction de l'intervalle de temps (T1-To) séparant le 20 relâchement de la pédale d'accélérateur (Pa) du début de sollicitation de la pédale de frein (Pf). 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la 25 puissance instantanée de freinage appliquée au véhicule est modulée, pendant une phase de décélération en cours (T2 à T3), en fonction d'une combinaison de critères d'urgence respectivement attribuables à des consignes de ralentissement apparues lors de phases de 30 décélération respectives différentes (TO à T1; T1 à T2), antérieures à la phase de décélération en cours (T2 à T3). 5. Procédé suivant l'une quelconque des 5 revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que la puissance de freinage est modulée, au moins lors de la phase de décélération subséquente au relâchement de la pédale d'accélérateur (Pa), pour imprimer au véhicule une décélération 10 additionnelle comprise entre 0.5 et 3 m/s2 lorsque la vitesse de relâchement de la pédale d'accélérateur (Pa) est au moins supérieure à 400 mm/s. 6. Procédé suivant l'une quelconque des 15 revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que la puissance de freinage est modulée, au moins lors de la phase de décélération subséquente au début de sollicitation de la pédale de frein (Pf), pour imprimer au véhicule une décélération 20 additionnelle comprise entre 0.5 et 2 m/s2 lorsque l'intervalle de temps (T1-To) séparant le relâchement de la pédale d'accélérateur (Pa) du début de sollicitation de la pédale de frein (Pf) est au moins inférieur à 200 ms. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que la puissance de freinage appliquée au véhicule au début de la sollicitation de 30 la pédale de frein (Pf) est maintenue à zéro ou ramenée à zéro lorsque l'intervalle de temps (T1-To) séparant le relâchement de la pédale d'accélérateur (Pa) du début de sollicitation de la pédale de frein (Pf) atteint ou dépasse 300 ms. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance de freinage appliquée au véhicule, lors d'une phase de décélération concomitante à un enfoncement de la pédale de frein (Pf), est augmentée lorsque la 10 puissance transmise par le conducteur à la pédale de frein (Pf) atteint ou dépasse au moins 25 W. 9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la puissance de freinage 15 appliquée au véhicule lors de la phase de décélération concomitante à un enfoncement de la pédale de frein (Pf) n'est augmentée que lorsque la puissance transmise par le conducteur à la pédale de frein (Pf) dépasse 25 W pendant au moins 10 ms et de préférence pendant au 20 moins 20 ms. 10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance instantanée de freinage appliquée au véhicule 25 est fournie par une source de puissance autonome.