Brevet FR2893293A1 — publié le 20070518

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de déclenche-ment automatique d'un frein de stationnement d'un véhicule. L'invention concerne également un dispositif de libération automatique d'un frein de stationnement à actionnement électronique d'un véhicule immobile, par le mouvement de l'embrayage démarré en position de fermeture. Etat de la technique Les systèmes actuels de freins de stationnement automatique apportent un gain en confort et en sécurité significatif pour le conducteur car ils sont actionnés par une simple pression sur un bouton. De plus, les systèmes de freins de stationnement automatique assurent actuellement fréquemment la fonction d'un moyen d'assistance au démarrage, libérant le frein de stationnement automatiquement au démarrage. 15 Le document DE 10 2004 046 871 Al décrit par exemple un frein de stationnement automatique. Exposé et avantages de l'invention Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu' - on détermine une grandeur de temps d'embrayage dépendant de 20 l'actionnement de l'embrayage par le conducteur et qui représente le temps nécessaire à l'embrayage pour atteindre le point de frottement, - on détermine une grandeur de temps de libération qui représente le temps nécessaire au frein de stationnement pour sa libération automatique, et 25 - on détermine l'instant de libération du frein de stationnement en fonction des grandeurs de temps de libération et d'embrayage. Par la coordination de l'instant de libération du frein de stationnement et de l'actionnement de la pédale d'embrayage, on assure un démarrage confortable. 30 Selon un développement avantageux de l'invention, lorsque le conducteur actionne l'embrayage - on détermine la vitesse de fermeture d'embrayage, - on saisit la course de l'embrayage jusqu'au point de frottement de l'embrayage et 35 - on détermine la grandeur du temps d'embrayage en fonction de ces données. La vitesse de fermeture de l'embrayage peut se déterminer de manière simple en formant un quotient de différence. Un développement avantageux de l'invention est caractérisé en ce qu'on détermine la grandeur de temps d'embrayage comme quotient de la course de l'embrayage jusqu'au point de friction de l'embrayage, sur la vitesse de fermeture d'embrayage. Selon un développement avantageux de l'invention, la grandeur de temps d'embrayage est le temps qui s'écoule entre l'instant actuel jusqu'à l'instant auquel l'embrayage atteint le point de friction. La con-naissance de ce temps permet de déterminer l'instant de libération optimum du frein de stationnement. Selon un développement avantageux de l'invention, la grandeur de temps de libération est le temps de libération nécessaire entre le début de l'opération de libération jusqu'à la dernière disparition de la force ou de la pression du frein. Selon un développement avantageux de l'invention, on dé- termine la grandeur de temps de libération en tenant compte de la température du frein de stationnement. Cela permet de tenir compte d'une éventuelle dépendance entre le temps de libération du frein de stationne-ment et la température. Selon un développement avantageux, on démarre l'opération de libération du frein de stationnement seulement si une vitesse est passée et/ou la pédale d'accélérateur est actionnée. Ainsi, on vérifie si le conducteur souhaite effectivement démarrer. Selon un autre développement avantageux de l'invention, on détermine en continu la vitesse de fermeture d'embrayage, on actualise en permanence la grandeur de temps d'embrayage en fonction de la vitesse de fermeture d'embrayage, et on actualise en permanence l'instant de libération du frein de stationnement en fonction de la grandeur de temps d'embrayage. Cette réalisation permet une détermination encore plus pré- cise de l'instant de libération optimum du frein de stationnement car dans ce mode de réalisation on tient compte d'une variation de la vitesse d'actionnement de la pédale d'embrayage par le conducteur. Selon un développement avantageux de l'invention, on dé-termine l'instant de friction de l'embrayage pendant au moins une opéra- tion d'embrayage pour une opération de démarrage précédente. Avantageusement dans ce cas, pour une opération de démarrage précédente on détecte comme point de friction la position de la pédale d'embrayage pour laquelle la vitesse de rotation du moteur com- mence à diminuer pendant le mouvement de l'embrayage en position de fermeture, et on enregistre en mémoire dans l'appareil de commande la position de la pédale d'embrayage correspondant au point de friction. En outre, l'invention concerne un dispositif de libération automatique du frein de stationnement d'un véhicule, caractérisé par : -des premiers moyens de détermination pour lesquels en fonction d'un actionnement de l'embrayage par le conducteur, on détermine une grandeur de temps d'embrayage représentant le temps s'écoulant jus- qu'à atteindre le point de friction de l'embrayage, io - des seconds moyens de détermination d'une grandeur de temps de libération représentant le temps nécessaire au frein d'embrayage pour l'opération de libération automatique, et - des moyens de commande du frein de stationnement qui déterminent l'instant de libération du frein de stationnement en fonction de la gran- 15 deur de temps de libération et de la grandeur de temps d'embrayage. Les développements avantageux du procédé de l'invention se traduisent également par des développements avantageux du dispositif selon l'invention et réciproquement. L'invention offre à chaque conducteur un comportement de 20 libération du frein de stationnement correspondant à son type de con-duite. Plus vite le conducteur enfonce la pédale d'embrayage et plus tôt le frein de stationnement sera libéré et le véhicule libre de rouler. A chaque ré-apprentissage du point de friction de l'embrayage pour chaque opération de démarrage, on peut tenir compte des variations d'état du système 25 liées par exemple au vieillissement et à l'usure. La solution selon l'invention est compatible avec tous les systèmes de freins de stationne-ment connus et peut ainsi s'appliquer de manière universelle. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 30 détaillée à l'aide de modes de réalisation de l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure la montre la course d'embrayage représentée en ordonnées en fonction du temps représenté en abscisses pour un conducteur souhaitant le confort, 35 - la figure lb montre en ordonnées la course d'embrayage en fonction du temps représenté en abscisses pour une conduite sportive, - la figure 2 montre différents chronogrammes d'une opération de démarrage caractéristique d'un véhicule équipé d'une boîte de vitesses manuelle, la figure 3 montre le déroulement d'un mode de réalisation du procédé 5 de l'invention, et - la figure 4 est un schéma par blocs du dispositif selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La condition de départ pour libérer de manière optimale le frein de stationnement est l'existence des deux états suivants : 10 1) l'embrayage est actionné, c'est-à-dire est ouvert, 2) un rapport de vitesses ou une vitesse est passée. Si l'on ne dispose pas d'informations appropriées concernant le rapport de vitesses passé on peut soit utiliser un signal de remplacement correspondant, soit exploiter seulement les signaux concernant 15 l'actionnement de l'embrayage. Comme signal de remplacement on peut par exemple utiliser un actionnement de pédale de frein par le conducteur ainsi que le mode de ralenti existant avant le lancement de l'opération de démarrage. En option, il est également possible de coupler l'opération 20 de libération à un actionnement simultané de la pédale d'accélérateur pour éviter la libération du frein de stationnement au cas où le conducteur relâcherait la pédale d'embrayage sans avoir l'intention de démarrer. Pour cela, on peut par exemple comparer la position de la pédale d'accélérateur ou le couple moteur demandé qui correspond à cette posi- 25 tion, et un seuil. Pour pouvoir détecter le démarrage en toute sécurité, en option il est prévu une exploitation de l'information relative à la boîte de vitesses, notamment celle concernant un éventuel rapport de vitesses qui serait passé dans la mesure où cette information est disponible. Si le conducteur commence par l'opération de fermeture de 30 l'embrayage, c'est-à-dire si la pédale d'embrayage remonte ou revient ou se libère, le système détermine la vitesse de fermeture de l'embrayage vk, c'est-à-dire le gradient As/At = vk. Dans cette formule, s représente la course de l'embrayage ; il peut s'agir par exemple de la position de la pédale d'embrayage ou d'une position d'un organe d'actionnement de 35 l'embrayage. En même temps, à partir des grandeurs disponibles telles que par exemple le temps de fonctionnement actuel du véhicule, la température ambiante, la température du système ou du frein de stationnement, on peut évaluer le temps de libération tL nécessaire au frein de stationne-ment, c'est-à-dire le temps qui s'écoule entre le début de l'opération de libération jusqu'à la disparition totale de la pression ou de la force de freinage du frein de stationnement. A partir de la vitesse de fermeture vk de l'embrayage et du point de friction de l'embrayage, connus, c'est-à-dire de la course ss de l'embrayage jusqu'au point de friction, on détermine la durée ts qui s'écoule jusqu'à ce que l'embrayage puisse transmettre le couple moteur aux roues motrices. Pour optimiser la libération, on démarre l'opération de libération du frein de stationnement exactement à l'instant tL qui précède le moment où on atteint l'instant de friction. Cela signifie apparemment que lorsqu'on atteint le point de friction de l'embrayage, la force de freinage du frein de stationnement sera en même temps neutralisée. Pour des conducteurs sportifs qui embrayent plus rapide-ment, c'est-à-dire pour lesquels on atteint plus rapidement le point de fermeture de l'embrayage, on libère ainsi plus tôt le frein de stationne-ment. Le calcul de l'instant tA du début optimum de libération, c'est-à-dire l'instant tA auquel commence la diminution de la pression, 20 peut se faire de la manière suivante : ss tA =--tL Vk Dans cette formule, ss/vk est le temps nécessaire à 25 l'embrayage pour atteindre le point de friction ; tL est le temps de libération du frein de stationnement. La différence ss/vk-tL est ainsi le temps qu'il faut attendre jusqu'au début de la libération du frein de stationne-ment. Dans le cas de conducteurs sportifs, c'est-à-dire pour une vitesse de fermeture d'embrayage vk plus importante, cette différence de temps sera 30 plus faible et la libération commencera plus tôt que pour des conducteurs conduisant en confort. La figure la montre en ordonnées la fonction de la course d'embrayage s en pourcentages par rapport au temps t représenté en ab- scisses et cela pour un mouvement d'embrayage lent comme celui effectué 35 par un conducteur préférant le confort. Au début du mouvement d'embrayage, on détermine le gradient As/At, c'est-à-dire la vitesse de fer- meture de l'embrayage vk. Cette vitesse porte la référence 101 aux figures la et lb. A partir de ce gradient du temps de libération déterminé tL et aussi du point de friction donné ou appris, on déduit l'instant optimum tA du démarrage de la libération du frein de stationnement. L'instant tE représenté correspond à l'instant auquel l'embrayage atteint le point de fric- tion. La figure lb montre le même diagramme de dépendance pour un mouvement d'embrayage rapide tel que ceux effectués par un conducteur sportif. L'instant de friction de l'embrayage, c'est-à-dire l'instant tE, sera atteint plus rapidement et ainsi il faudra commencer plus rapidement par la libération du frein de stationnement. Pour le procédé décrit ci-dessus, on a supposé que : La vitesse de fermeture de l'embrayage vk ne change pas de façon importante dans le temps. Mais il est également possible de sur-veiller la vitesse de fermeture de l'embrayage jusqu'immédiatement avant le lancement de l'opération de libération et lorsqu'un ralentissement de la vitesse de fermeture de l'embrayage est constaté, c'est-à-dire si le rapport As/At diminue, la libération sera retardée. Ce retard peut être effectué soit par l'assistant de conduite, par exemple avec des freins de stationnement à commande hydraulique, la dernière montée en pression du frein de stationnement sera retardée ou ralentie de manière correspondante, soit par un nouveau calcul répété en permanence pour obtenir le point de départ de libération du frein de stationnement. En option, il est également possible de coupler le début de l'opération de libération avec l'actionnement simultané de la pédale d'accélérateur pour éviter de libérer le frein de stationnement lorsque le conducteur relâche la pédale d'embrayage sans intention de démarrer. Pour détecter en toute sécurité l'opération de démarrage, il est prévu en option d'exploiter les informations de la boîte de vitesses dans la mesure où celles-ci sont disponibles. Lors de la détermination de l'instant de friction de l'embrayage on observe les grandeurs de l'appareil de commande du moteur. Les grandeurs sont disponibles de manière caractéristique dans le réseau CAN d'entraînement (CAN : contrôleur de réseau). La vitesse de rotation du moteur est indicateur important de l'état de l'embrayage. En observant en même temps la vitesse de rotation du moteur et la position de la pédale d'embrayage on peut en déduire la relation suivante : Si l'embrayage se déplace vers la position de fermeture et si en même temps la vitesse de rotation du moteur commence à diminuer, c'est-à-dire en cas de dérivée négative de la vitesse de rotation du moteur en fonction du temps, on peut alors supposer que l'on a atteint le point de friction de l'embrayage. La valeur mesurée par un capteur d'embrayage est alors en-registrée en mémoire dans l'appareil de commande. Le capteur d'embrayage est par exemple un capteur qui saisit la position de la pédale d'embrayage. Par un filtrage à long terme, en traitant les valeurs anciennes, il est possible en option de réduire les effets des différentes mesures sur le comportement global du système. Pour cela, on peut par exemple déterminer la moyenne des dernières valeurs ou utiliser un filtre du premier ordre. La figure 2 montre quelques signaux qui ont été déterminés lors d'une opération de démarrage, représentés en fonction du temps t en abscisses. Ainsi : 15 1 = courbe de la vitesse du moteur en tours par minute 2 = valeur en pourcentage de l'angle d'ouverture du volet d'étranglement, 3 = valeur en pourcentage de la position de la pédale d'accélérateur, 4 = valeur en pourcentage de la charge relative du moteur. 20 Pour la courbe 1 on utilise les références des ordonnées portées sur l'axe des ordonnées à droite donnant comme unité de mesure les tours par minute. Pour les courbes 2, 3, 4 on utilisera l'axe des ordonnées à gauche qui s'étend entre 0 % et 100 %. Dans ce diagramme on peut observer la réduction de la vi-25 tesse de rotation du moteur lors de l'opération de démarrage, entre 35 secondes et 35,5 secondes. Pour éviter des défauts d'adaptation du point de friction de l'embrayage à cause d'un frein de stationnement non libéré, il est envisageable de déterminer le point de friction de l'embrayage seulement lors des 30 opérations de démarrage, le frein de stationnement étant non verrouillé. On peut également effectuer un contrôle de plausibilité de la valeur obtenue ou adaptée en fonction de la vitesse du véhicule si l'adaptation n'est faite que pour les opérations de démarrage avec le frein de stationnement non verrouillé. Au point de fermeture obtenu de l'embrayage, la vitesse du 35 véhicule doit commencer à augmenter. Si la vitesse du véhicule n'augmente pas par exemple longtemps après avoir atteint le point de fermeture, on a un risque de défaut. Il est en outre intéressant de fixer une limitation maximale et minimale pour la valeur adaptée du point de friction de l'embrayage, pour éviter une dérive des fonctions de défaut. De telles grandeurs peu-vent par exemple 75 % pour la valeur maximale et 25 % pour la valeur minimale. On peut appliquer cette adaptation du point de friction de l'embrayage non seulement pour les boîtes de vitesses manuelles mais également les boîtes de vitesses automatiques, les boîtes de vitesses à variation continue CVT avec embrayage ou dans le cas des boîtes de vitesses à double embrayage ou commutation directe. Toutefois, il faut une synchronisation entre la commande de la boîte de vitesses (signaux CAN, embrayage ouvert-fermé, plage transitoire) et l'algorithme d'apprentissage. Dans ces boîtes de vitesses, l'algorithme doit adapter la relation entre la position de la pédale d'accélérateur et le comportement de la boite de vi- tesses, c'est-à-dire tenir compte du temps nécessaire jusqu'à l'établissement du couple. L'ordinogramme de la figure 3 donne un exemple de réalisation du procédé de libération automatique du frein de stationnement. Dans cet ordinogramme Y signifie Oui, et N signifie Non. On démarre le programme par exemple par le branchement de l'allumage. Dans l'étape 1 on détermine l'état du frein de stationne-ment. Puis on a l'étape de décision 2 dans laquelle on vérifie si le frein de stationnement a été activé. Si le frein de stationnement n'est pas fermé ou n'est pas activé, le programme revient à l'étape 1. Mais si le frein de sta- tionnement a été fermé, on saisit la position de la pédale d'embrayage dans l'étape 3. Dans l'étape 4 on détermine l'état d'actionnement de la pédale d'embrayage. Si dans l'étape 4 on constate que la pédale d'embrayage n'est pas actionnée, le programme revient avant l'étape 1. Dans le cas où la pédale d'embrayage a été actionnée, on enregistre les signaux corres- pondant aux rapports de vitesses dans l'étape 5. Dans l'étape 6, on vérifie à l'aide de ces signaux si un rapport de vitesses a été mis. Dans la négative, c'est-à-dire si aucun rapport de vitesses n'est mis, le programme revient avant l'étape 1. Mais si un rapport de vitesses est mis, on enregistre la valeur du point de friction d'embrayage ss de l'unité de commande dans l'étape 7. Dans l'étape 8 on enregistre la température du système et dans l'étape 9 on détermine le temps de libération tL du frein de stationnement ; cela peut se faire par exemple à l'aide d'un modèle de température. Puis on détermine dans l'étape 10 la vitesse de fermeture de l'embrayage, et à l'étape 11, on calcule l'instant initial optimum tA de libération du frein de stationnement à partir des valeurs obtenues dans l'étape 9 et dans l'étape 10. Dans l'étape 12 on compare l'instant actuel t à l'instant calculé tA. Si l'instant de libération n'est pas encore atteint, c'est-à-dire si t REVENDICATIONS 1 ) Procédé de déclenchement automatique d'un frein de stationnement d'un véhicule, caractérisé en ce qu' - on détermine une grandeur de temps d'embrayage (ss/vk) dépendant de l'actionnement de l'embrayage par le conducteur et qui représente le temps nécessaire à l'embrayage pour atteindre le point de frottement, - on détermine une grandeur de temps de libération (tL) qui représente le temps nécessaire au frein de stationnement pour sa libération auto- matique, et - on détermine l'instant de libération du frein de stationnement (tA) en fonction des grandeurs de temps de libération et d'embrayage. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque le conducteur actionne l'embrayage, - on détermine la vitesse de fermeture d'embrayage (vk), - on saisit la course (ss) de l'embrayage jusqu'au point de frottement de l'embrayage, et - on détermine la grandeur de temps d'embrayage (ss/vk) en fonction de ces données. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on détermine la grandeur de temps d'embrayage comme quotient de la course de l'embrayage jusqu'au point de friction de l'embrayage (ss), sur la vitesse de fermeture d'embrayage (vk). 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la grandeur de temps d'embrayage (ss/vk) est le temps qui s'écoule entre l'instant actuel jusqu'à l'instant auquel l'embrayage atteint le point de friction. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur du temps de libération est le temps de libération (tL) nécessaire entre le début de l'opération de libération jusqu'à la dernière disparition de la force ou de la pression du frein. 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine la grandeur de temps de libération (tL) en tenant compte de la température du frein de stationnement. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on démarre l'opération de libération du frein de stationnement seulement dès qu' - une vitesse est passée et/ou - la pédale d'accélérateur est actionnée. 8) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' - on détermine en continu la vitesse de fermeture d'embrayage, 20 - on actualise en permanence la grandeur de temps d'embrayage en fonction de la vitesse de fermeture d'embrayage, et - on actualise en permanence l'instant de libération du frein de stationnement en fonction de la grandeur de temps d'embrayage. 25 9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine l'instant de friction de l'embrayage pendant au moins une opération d'embrayage pour une opération de démarrage précédente. 30 10 ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que - pour une opération de démarrage précédente on détecte comme point de friction la position de la pédale d'embrayage pour laquelle la vitesse de rotation du moteur commence à diminuer pendant le mouvement de 35 l'embrayage en position de fermeture, et - on enregistre en mémoire dans l'appareil de commande la position de la pédale d'embrayage correspondant au point de friction. 11 ) Dispositif de libération automatique du frein de stationnement d'un véhicule, caractérisé par - des premiers moyens de détermination pour lesquels en fonction d'un actionnement de l'embrayage par le conducteur, on détermine une grandeur de temps d'embrayage représentant le temps s'écoulant jus-qu'à atteindre le point de friction de l'embrayage, - des seconds moyens de détermination déterminant une grandeur de temps de libération (tL) représentant le temps nécessaire au frein d'embrayage pour l'opération de libération automatique, et - des moyens de commande du frein de stationnement qui déterminent l'instant de libération du frein de stationnement en fonction de la grandeur de temps de libération et de la grandeur de temps d'embrayage.15