Brevet FR2917039A1 — publié le 20081212

DEMANDE DE BREVET B06/4384FR Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Système et procédé de commande d'un frein de stationnement électrique pour l'aide au démarrage en côte. Invention de : LUCEA Marc MONTI Alessandro POTHIN Richard Système et procédé de commande d'un frein de stationnement électrique pour l'aide au démarrage en côte. La présente invention concerne le domaine de l'aide à la conduite, plus particulièrement un dispositif de commande du frein de stationnement pour l'aide au démarrage en côte, pour un véhicule. La demande de brevet FR2828450 décrit un dispositif d'assistance aux manoeuvres en côte assurant la commande du système de freinage. Un tel dispositif estime la pente dans laquelle le véhicule est engagé détermine la volonté de démarrage en côte du conducteur d'après l'enfoncement des différentes pédales de commande et détermine les caractéristiques instantanées de l'embrayage de sorte que le dispositif d'assistance est capable de déterminer le moment où le couple appliqué aux roues par l'embrayage est suffisant pour maintenir le véhicule sans le concours du système de freinage. Un tel dispositif est limité par les capteurs nécessaires, capteur d'embrayage, capteur de pente, et par une connaissance approximative de la masse du véhicule. Sachant que la masse d'un véhicule peut varier dans une grande gamme de valeurs selon le nombre de passagers et/ou la charge supplémentaire, il est nécessaire de compenser cette incertitude par un couple limite délivré par l'embrayage en accord avec la charge maximale que le véhicule peut transporter. Dans de telles conditions, et pour un véhicule vide, il parait normal de s'attendre a un démarrage plus vif que pour un véhicule à charge maximale. La demande de brevet FR2841199 divulgue un procédé et un dispositif de desserrage automatique du frein de stationnement automatique au démarrage. Le dispositif décrit dans cette demande de brevet comprend un capteur du degré de pente, un capteur du régime ou de la vitesse de rotation du groupe motopropulseur du véhicule et des moyens de calcul. Le procédé consiste à estimer à partir de la déclivité la valeur du couple transmis nécessaire pour maintenir le véhicule en équilibre entre les différentes forces. Cette valeur est ensuite comparée au couple réellement transmis. Lorsque le couple réellement transmis est supérieur à la valeur déterminée, le frein de stationnement est relâché. En substance, cette demande de brevet souffre des mêmes inconvénients que la demande de brevet FR2828450, à savoir un nombre important de capteurs nécessaires et une connaissance approximative de la masse du véhicule. Dans ce contexte, l'invention a pour objet de proposer un dispositif et une méthode alternatifs permettant d'estimer les forces appliquées au véhicule et son état d'équilibre tout en présentant l'avantage de réduire le nombre de capteurs nécessaires et d'être applicable à un véhicule sans connaissance de sa masse. Dans un mode de réalisation, un système de commande du frein de stationnement d'un véhicule automobile comprend des roues, un frein de stationnement sur au moins une partie des roues et au moins un moteur électrique de commande du frein de stationnement. Le système de commande comprend une unité de commande électronique connectée à au moins une sortie d'un capteur d'efforts entre la roue et le sol, à au moins une sortie de l'interface entre le conducteur et le véhicule et à au moins une entrée du moteur électrique de commande du frein de stationnement. Le système de commande est capable de commander le desserrement du frein de stationnement à réception d'un signal en provenance du capteur d'efforts entre la roue et le sol et d'un signal en provenance de l'interface entre le conducteur et le véhicule. Le système de commande du frein de stationnement est conçu pour aider au démarrage en côte, il est donc activé lors de l'arrêt du véhicule en côte. Le système de commande a l'avantage de nécessiter un nombre réduit de capteurs, dont une partie est comprise dans la plupart des véhicules récents pour d'autres fonctions. Si les signaux reçus de l'interface entre le conducteur et le véhicule, et du capteur d'efforts entre la roue et le sol, correspondent à des états mémorisés, l'unité de commande peut commander le desserrage du frein de stationnement. Le capteur d'efforts peut être situé au niveau d'au moins l'une des roues non motrices. Dans le système de commande, le capteur d'efforts entre la roue non motrice et le sol permet de déterminer la force de freinage s'opposant à l'action de la force de traction appliquée au véhicule et de la projection du poids du véhicule suivant la direction longitudinale du véhicule. Le capteur d'effort utilisé par l'invention permet de s'affranchir de la connaissance de la masse du véhicule. En effet, ce capteur d'effort détecte directement la force de freinage permettant de maintenir le véhicule en équilibre. Le capteur d'effort détecte la force de freinage, orientée selon la direction longitudinale du véhicule. A l'équilibre, cette force de freinage s'oppose à la projection du poids selon la direction longitudinale du véhicule et à la force de traction éventuellement appliquée au véhicule par le biais des roues motrices. I1 n'est donc pas nécessaire d'estimer le poids du véhicule ou d'estimer la force de traction à partir des caractéristiques du groupe motopropulseur. Dans le système de commande décrit, l'interface entre le conducteur et le véhicule permet de déterminer l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, de la pédale d'embrayage et du rapport de boite de vitesses engagé. Selon un autre aspect de l'invention, un procédé de commande du frein de stationnement d'un véhicule automobile comprend des roues, un frein de stationnement sur au moins une partie des roues, une unité de commande électronique et au moins un moteur électrique de commande du frein de stationnement. Si l'unité de commande électronique détermine que le véhicule, soumis à son poids, à la réaction du sol, à la force de traction du véhicule et à la force de freinage, est dans une situation propice à un démarrage, et si l'unité de commande électronique détermine l'intention du conducteur de démarrer, alors l'unité de commande électronique commande le desserrage du frein de stationnement. L'unité de commande électronique mémorise le signe de la force de freinage mesurée selon la direction longitudinale du véhicule et sur au moins l'une des roues non motrices équipées du frein de stationnement, lorsque le véhicule est au repos. Par véhicule au repos, on entend un véhicule à l'arrêt et n'étant soumis qu'à son propre poids, à la force de freinage et à la réaction du sol, en l'absence de force de traction. L'unité de commande électronique considère le véhicule comme étant dans une situation propice au démarrage si le signe mémorisé de la force de freinage au niveau des roues au repos, le signe et la norme de la force de freinage au niveau des roues et le rapport engagé de la boite de vitesses sont cohérents avec des valeurs mémorisées. Par signe de la force de freinage, on entend le sens du vecteur représentant la force de freinage, suivant l'axe longitudinal du véhicule. Le sens positif est défini selon la direction de marche avant du véhicule. Dans le cas de la force de freinage au niveau des roues, on prend en compte la composante longitudinale, colinéaire au déplacement du véhicule, du vecteur de la force de freinage au niveau des roues. L'unité de commande électronique détecte l'intention du conducteur de démarrer si un rapport de boite de vitesses est engagé, et si la pédale d'accélérateur n'est pas relâchée et si la pédale d'embrayage est partiellement relâchée. I1 est également possible de considérer un système sans condition sur la pédale d'accélérateur. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 montre les principaux organes d'un véhicule intégrant un système de commande du frein de stationnement tel que défini dans l'invention ; et - la figure 2 est un schéma synoptique des étapes du procédé commandant le desserrage du frein de stationnement selon la situation du véhicule et la volonté de démarrage en côte du conducteur. Sur la figure 1, un véhicule comprend des roues avant la et lb et des roues arrières 1c et 1d, et une interface 2 entre le conducteur et le véhicule comprenant un moyen 2a de détection de la position de la pédale d'accélérateur, un moyen 2b de détection de la position de la pédale d'embrayage et un moyen 2c de détection du rapport de boite de vitesses engagé. Le véhicule comprend une unité 3 de commande électronique, un capteur 4 d'effort entre les roues et le sol, et un frein de stationnement comprenant un moteur 5 de commande électrique relié par des liaisons mécaniques 5a et 5b respectivement au frein 6a sur la roue 1d et au frein 6b sur la roue 1c. Les freins 6a et 6b sont compris dans un moyen 6 de freinage. L'interface 2 entre le conducteur et le véhicule, l'unité 3 de commande électronique, le frein de stationnement et le capteur 4 sont contenus dans une caisse 7. La caisse 7 repose sur les roues par l'intermédiaire d'un système de suspension non représenté sur la figure. L'unité 3 de commande électronique est reliée à l'interface 2 entre le conducteur et le véhicule par une liaison 3a, au capteur 4 d'effort entre les roues et le sol par une liaison 3b et au moteur 5 électrique de commande des moyens de freinage par une liaison 3c. L'unité 3 de commande électronique reçoit des informations sur la force de freinage perçue par le capteur 4 d'effort entre les roues et le sol. L'unité 3 de commande électronique détermine si le véhicule est dans des conditions propices au démarrage en côte. En parallèle, l'unité 3 de commande électronique détermine la volonté de démarrage en côte du conducteur d'après les informations concernant le rapport de boite de vitesses engagé, et l'enfoncement des pédales d'accélérateur et d'embrayage. S'il est déterminé que le conducteur désire démarrer et si le véhicule est dans une situation favorable au démarrage, l'unité 3 de commande électronique donne l'ordre au moteur 5 de commande électrique d'actionner le moyen 6 de freinage pour desserrer le frein de stationnement. En d'autres termes, l'unité 3 de commande électronique détecte la volonté de démarrage en côte du conducteur en fonction des informations reçues de l'interface 2 entre le conducteur et le véhicule. Ces informations comprennent le rapport de boite de vitesses, l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur et l'état d'enfoncement de la pédale d'embrayage. Plus concrètement, l'unité 3 de commande électronique interprète une situation comme étant la manifestation de l'intention du conducteur de démarrer si un rapport de boite de vitesses non nul est engagé, et si la pédale d'embrayage est au moins partiellement relâchée et si la pédale d'accélérateur est au moins partiellement enfoncée. En parallèle, l'unité 3 de commande électronique détermine la situation du véhicule à partir des informations de rapport de boite de vitesses et des informations reçues du capteur 4 d'effort entre les roues et le sol. Le capteur 4 d'effort entre les roues et le sol envoie des informations concernant la force de freinage subie par le véhicule selon la direction du sol sur lequel repose ledit véhicule. Selon la direction de mouvement souhaitée indiquée par le rapport de boite de vitesses engagé et après comparaison de la force de freinage au repos Ffrein et lors de l'application d'une force de traction, l'unité 3 de commande électronique est capable de déterminer si le véhicule est dans une situation propice au démarrage. La situation du véhicule comprend les caractéristiques de l'état d'équilibre du véhicule, définies en tenant compte du sens du mouvement souhaité, en avant ou en arrière. L'unité 3 de commande électronique commande le desserrage du frein de stationnement lorsque la volonté de démarrage du conducteur et la situation du véhicule sont confirmées. I1 est à noter qu'un démarrage en avant en pente ou une marche arrière en cote correspondent à une situation du véhicule qui est toujours propice au démarrage. En conséquence, le frein de stationnement est desserré dés que l'intention de démarrer du conducteur est déterminée. Sur la figure 2, le procédé est exécuté par l'unité 3 de commande électronique. On commence avec l'étape 8 au cours de laquelle on vérifie qu'un rapport de boite de vitesses est engagé. Si c'est le cas, on passe à l'étape 8b. Sinon, on mémorise le signe de la force de freinage Ffrein mesurée par le capteur 4 dans la mémoire de l'unité 3 de commande électronique, le véhicule étant au repos, à l'étape 8c. On poursuit avec l'étape 8b au cours de laquelle on vérifie qu'un rapport de la boite de vitesses en marche avant est engagé. Si c'est le cas, on passe à l'étape 14 sinon on passe à l'étape 9. On vérifie à l'étape 9 si le rapport de marche arrière de la boite de vitesses est engagé. Si ce n'est pas le cas, on reprend à l'étape 8, sinon on passe à l'étape 10. Au cours de l'étape 10, on considère le signe mémorisé de la force de freinage pour le véhicule au repos Ffrein. Si le signe mémorisé de cette force de freinage Ffrein est positif, on continue le procédé à l'étape 1l, sinon on continue à l'étape 12. A l'étape 12, le capteur 4 d'effort entre les roues et le sol permet de déterminer le signe et la norme de la force de freinage F'frein au niveau des roues, on vérifie si la norme de la force de freinage F'frein au niveau des roues est supérieure à une valeur mémorisée d'effort seuil f. Si la comparaison est vérifiée, on passe à l'étape 13, sinon on reprend le procédé à l'étape 8. A l'étape 13, on détermine si le signe de la force de freinage F'frein au niveau des roues est positif. Si c'est le cas, on continue à l'étape 1l, sinon on revient à l'étape 8. S'il est déterminé au cours de l'étape 8 qu'un rapport de la boite de vitesses permettant la marche avant est engagé, le procédé se poursuit à l'étape 14. A l'étape 14, on considère le signe mémorisé de la force de freinage pour le véhicule au repos Ffrein. Si ledit signe est positif, on continue le procédé à l'étape 15, sinon on continue à l'étape 11. A l'étape 15, on vérifie si la norme de la force de freinage F'frein au niveau des roues par le capteur 4 d'effort entre les roues et le sol est supérieure à une valeur mémorisée d'effort seuil f. Si la comparaison est vérifiée, on passe à l'étape 16, sinon on reprend le procédé à l'étape 8. A l'étape 16, on détermine si le signe de la force de freinage F'frein au niveau des roues est positif. Si c'est le cas, on revient à l'étape 8, sinon on continue à l'étape 11. L'étape 11 est validée si au moins une de ses entrées reçoit un signal. Dans ce cas le procédé se poursuit en 21, sinon il reprend à l'étape 8. Parallèlement aux étapes décrites précédemment, on détermine au cours de l'étape 17 si un rapport de la boite de vitesses est engagé. Si c'est le cas, le procédé se poursuit à l'étape 20 sinon, on revient à l'étape 8. A l'étape 18, on détermine si la pédale d'accélérateur est enfoncée, au moins partiellement. Si c'est le cas, on poursuit le procédé à l'étape 20 sinon on revient à l'étape 8. A l'étape 19, on détermine si la pédale d'embrayage n'est pas totalement enfoncée. Si c'est le cas, on poursuit à l'étape 20 sinon on revient à l'étape 8. A l'étape 20, on vérifie si les conditions des étapes 18, 19 et 20 ont toutes été vérifiées. Si c'est le cas, on continue à l'étape 21 sinon on reprend le procédé à l'étape 8. A l'étape 21, on vérifie que les conditions vérifiées à l'étape 11 et à l'étape 20 sont toutes les deux vérifiées. Si c'est le cas, on relâche le frein de stationnement, sinon le procédé se poursuit à l'étape 8. Le système et le procédé de commande permettent de détecter une situation de démarrage en côte et d'assister le conducteur dans cette manoeuvre en desserrant le frein de stationnement dès que le véhicule est dans un état où les efforts de traction suffisent à compenser l'effet du poids du véhicule. De plus, l'invention utilisant des forces, elle peut fonctionner sans connaître la masse du véhicule. L'invention est ainsi adaptable à des types variés de véhicules et est indépendante des variations de masse, donc de l'état de chargement du véhicule. L'invention fait appel à un nombre réduit de capteurs. La plupart de ces capteurs peuvent être utilisés par d'autres systèmes d'assistance à la conduite telle qu'un limiteur de vitesse, une assistance au freinage, un antipatinage, limitant ainsi le coût de cette solution. REVENDICATIONS 1. Système de commande du frein de stationnement d'un véhicule automobile comprenant des roues, un frein de stationnement sur au moins une partie des roues et au moins un moteur (5) électrique de commande du frein de stationnement, caractérisé par le fait que le système de commande comprend une unité (3) de commande électronique connectée à au moins une sortie d'un capteur (4) d'efforts entre la roue et le sol, à au moins une sortie de une interface (2) entre le conducteur et le véhicule et à au moins une entrée du moteur (5) électrique de commande du frein de stationnement, le système de commande étant capable de commander le desserrement du frein de stationnement à réception d'un signal en provenance du capteur (4) d'efforts entre la roue et le sol et d'un signal en provenance de l'interface (2) entre le conducteur et le véhicule. 2. Système de commande selon la revendication 1 dans lequel le capteur (4) d'efforts est situé au niveau d'au moins l'une des roues non motrices. 3. Système de commande selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le capteur (4) d'efforts entre la roue non motrice et le sol permet de déterminer la force de freinage s'opposant à l'action de lu projection du poids du véhicule suivant la direction longitudinale du véhicule et de la force de traction appliquée au véhicule. 4. Système de commande selon la revendication 1 ou 2 comprenant une interface (2) entre le conducteur et le véhicule permettant de déterminer l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, de la pédale d'embrayage et du rapport de boite de vitesses engagé. 5. Procédé de commande du frein de stationnement d'un véhicule automobile comprenant des roues, un frein de stationnement sur au moins une partie des roues, une unité (3) de commande électronique et au moins un moteur (5) électrique de commande du frein de stationnement, caractérisé par le fait que l'on desserre le freinde stationnement si on détermine que le véhicule, soumis à son poids, à la réaction du sol, à la force de traction du véhicule et à la force de freinage, est dans une situation propice à un démarrage et si on détecte l'intention du conducteur de démarrer. 6. Procédé de commande selon la revendication 5 dans lequel l'unité (3) de commande électronique mémorise le signe de la force de freinage mesurée selon la direction longitudinale du véhicule et sur au moins l'une des roues non motrices équipées du frein de stationnement, le véhicule étant au repos. 7. Procédé de commande selon la revendication 6 dans lequel le véhicule est considéré par l'unité (3) de commande électronique comme étant dans une situation propice au démarrage si le signe mémorisé de la force de freinage au niveau des roues au repos, le signe et la norme de la force de freinage au niveau des roues et le rapport engagé de la boite de vitesses sont cohérents avec des valeurs mémorisées. 8. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l'unité (3) de commande électronique détecte l'intention du conducteur de démarrer si un rapport de boite de vitesses est engagé, et si la pédale d'accélérateur n'est pas relâchée et si la pédale d'embrayage est partiellement relâchée.