Brevet FR2927297A1 — publié le 20090814

L'invention concerne un procédé de commande d'un frein de stationnement automatique. Elle est applicable notamment aux freins de stationnement automatiques commandés par un moteur électrique. Ce procédé a pour objet d'obtenir une force de freinage reproductible sensiblement toujours la même et indépendante de tout pression hydraulique appliquée par le conducteur au circuit de freinage lors de l'actionnement du frein de stationnement automatique. Dans les systèmes de frein de stationnement automatiques appelés aussi freins de parking automatique (APB) l'évaluation de la force de serrage du frein peut être effectuée à l'aide d'un capteur de force ou par l'intermédiaire de la mesure d'un élément intermédiaire de la chaîne de freinage, par exemple par la mesure du courant d'alimentation du moteur électrique appliquant la force de freinage au système de frein de stationnement automatique. Indépendamment du système de frein de parking, il existe sur le véhicule un système de freinage hydraulique appelé frein de service. La pression hydraulique dans la chaîne de frein de service, qui est par exemple appliquée par le conducteur, est indépendante de la chaîne de frein de stationnement, mais agit sur les mêmes dispositifs de freinage (freins à disques ou freins à tambours). Cette pression hydraulique n'est pas couramment détectable par 2 les éléments des circuits de freinage automatiques de stationnement. Si pendant l'actionnement du frein de stationnement automatique, le conducteur applique une pression hydraulique, la force de retenue finale du véhicule est augmentée par rapport au cas où une application automatique de frein de stationnement est seule appliquée et en l'absence d'application d'une pression hydraulique par le conducteur. Il arrive souvent que, pendant l'application automatique de frein de stationnement, le conducteur applique une pression hydraulique au circuit de freinage de service en appuyant sur la pédale de frein. Cela est notamment le cas lorsque le conducteur stationne son véhicule sur un emplacement en pente. Un effort de freinage supplémentaire est donc appliqué et conduit à une augmentation de la force de freinage de stationnement qui dépend du niveau de pression hydraulique appliqué par le conducteur. Cette augmentation de la force de freinage par rapport à la force due au fonctionnement automatique du frein de stationnement est imprévisible puisqu'elle dépend du comportement de conducteur et correspond au niveau de pression hydraulique appliqué par le conducteur. L'objet de l'invention réside dans un procédé de fonctionnement d'un frein de stationnement automatique qui élimine l'effort supplémentaire imprévisible que produit l'actionnement du frein de service par le conducteur. Son objet est de prévoir une application reproductible et stable de la force de retenue exigée 3 indépendante du comportement du conducteur et donc indépendant du niveau de pression hydraulique appliqué par le conducteur. Ce procédé peut être appliqué dans des systèmes de frein de stationnement prévoyant un moteur électrique agissant aussi bien sur frein à disque que sur un frein à tambour. Il est également applicable aux freins de stationnement à commande par câbles L'invention concerne donc un procédé de commande d'un frein de stationnement automatique pour véhicule comprenant: - au moins un circuit hydraulique de freinage de service agissant sur tout ou partie 15 des freins de roues du véhicule, un système de freins de stationnement automatique électrique et/ou mécanique agissant sur tout ou partie des freins de roues du véhicule, 20 - un système d'extraction de la pression hydraulique du circuit hydraulique, un système de mesure de la force de freinage produite par le système de freins de stationnement automatique. 25 Ce procédé prévoit de mesurer, lors du fonctionnement du système de freins de stationnement automatique, la force de freinage (F) qu'il produit, et de commander l'extraction de la pression hydraulique du circuit hydraulique de 30 freinage par le système d'extraction de la pression hydraulique lorsque ladite force de 4 freinage est supérieure à une valeur minimale déterminée. On prévoira avantageusement que ladite valeur minimale corresponde à une valeur minimale 5 acceptable de freinage du véhicule. On pourra prévoir également que l'extraction de la pression hydraulique du circuit hydraulique de freinage par le système d'extraction de la pression hydraulique est 10 réalisée lorsque ladite force de freinage est inférieure à une valeur maximale déterminée. Avantageusement, le système d'extraction de la pression hydraulique du circuit hydraulique de service est réalisée par le système d'anti-blocage 15 des roues (ABS) ou par le système de contrôle dynamique de trajectoire (ESP). On prévoira également que la mesure de la force fournie par le système de freins de stationnement automatique est réalisée par un 20 capteur de forces ou par la mesure d'un courant électrique d'alimentation du moteur électrique de l'actionneur du système de freins de stationnement automatique. 25 Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description et dans les figures annexées qui représentent: - la figure 1, des courbes illustrant le 30 comportement du fonctionnement d'un frein de stationnement automatique avec et sans une pression hydraulique appliquée par le conducteur, - la figure 2, une courbe illustrant le comportement d'un frein de stationnement automatique 5 fonctionnant de façon optimale selon le procédé de l'invention avec une pression hydraulique appliquée par le conducteur, - la figure 3, une courbe illustrant le comporte d'un frein de stationnement automatique fonctionnant selon le procédé de l'invention avec une pression hydraulique appliquée par le conducteur mais avec un temps de fonctionnement retardé par rapport à la courbe de la figure 2. On rappelle qu'il arrive souvent que, pendant l'application automatique du frein de stationnement, le conducteur applique une pression hydraulique au circuit de freinage de service en appuyant sur la pédale de frein notamment lorsque le véhicule est arrêté sur un terrain en pente. Un effort de freinage supplémentaire dépendant du niveau de pression hydraulique appliqué par le conducteur est donc additionné à la force de freinage fournie par le frein de stationnement automatique. La force de retenue finale du véhicule est donc augmentée par rapport au cas où une application automatique de frein de stationnement est seule appliquée et en l'absence d'application d'une pression hydraulique par le conducteur. Le procédé de l'invention prévoit, lors du fonctionnement du frein de stationnement automatique, de 6 réaliser une extraction d'une pression hydraulique appliquée par le conducteur sur les freins des roues sur lesquelles le frein de stationnement agit. Cette extraction de pression peut être facilement exécuté à l'aide des soupapes d'échappement prévues pour le système d'anti-blocage des roues (système ABS) ou pour le système de contrôle dynamique de trajectoire ESP (Electronic Stablity Program en terminologie anglo-saxonne). L'extraction de la pression hydraulique doit être exécutée de telle manière que l'immobilisation du véhicule est assurée quelques soient les conditions de surpression appliquée au delà de la force de maintien. Dans ces conditions, on peut constater que la même force d'immobilisation (ou force de freinage) du véhicule peut être réalisée dans le cas où le conducteur applique une pression hydraulique ainsi que dans cas où le conducteur n'applique pas une pression hydraulique. La force d'immobilisation du véhicule appliquée par le frein de stationnement automatique ne dépend donc plus du comportement du conducteur. Le procédé de l'invention est applicable indépendamment de la source de pression hydraulique. La pression hydraulique peut être appliquée par exemple par le conducteur ou à par le système de contrôle dynamique de trajectoire ESP. Le procédé selon l'invention procure une charge régulière et reproductible sur le frein dans les limites de reproductibilité du système utilisé. La force de retenue du véhicule est optimale selon le calcul des dimensions des freins et peut être inférieure au maximum envisageable compte tenu qu'on élimine la surpression non 7 prévisible due à la commande du frein de service par le conducteur. Ce procédé a comme conséquence un ajustement reproductible de la force d'immobilisation du véhicule avec une exactitude très élevée dans toutes les conditions de fonctionnement sans besoin d'un capteur direct de force de freinage. Un tel procédé peut, de surcroît, tenir compte des phénomènes de relaxation thermique dus au refroidissement des organes de freinage. En se reportant aux figures 1 à 3, on va maintenant décrire le fonctionnement du procédé de l'invention. La figure 1 représente des courbes Cl et C2 fournissant la force freinage appliquée au véhicule en fonction de la force appliquée au système de verrouillage mécanique du système de frein de stationnement automatique. La mesure de la force appliquée au système de freinage du système de frein de stationnement automatique peut être faite, par exemple, par un capteur de force effectuant les mesures sur le câble de frein de stationnement dans des systèmes à commande par câble ou par la mesure d'une fonction indirecte de mesure de force (mesure du courant d'alimentation du moteur de commande par exemple). La courbe inférieure Cl correspond à un comportement sans pression hydraulique appliquée par le conducteur que ceci signifie que le conducteur n'appuie pas sur la pédale de frein pendant le fonctionnement du système de frein de stationnement automatique. La force 8 de freinage augmente linéairement selon l'élasticité du frein avec la force fournie par le système de freinage de stationnement automatique. Celui-ci peut être, par exemple un câble dans le cas d'un système à commande par câbles, ou ce peut être un moteur électrique agissant directement ou quasi directement sur le dispositif de freinage. La force fournie par le système de commande est augmentée jusqu'à ce qu'on atteigne une force F correspondant à la force Fc de retenue du véhicule exigée. Si le conducteur appuie sur la pédale de frein et applique ainsi une pression hydraulique pendant le fonctionnement du frein de stationnement, on obtient une courbe de fonctionnement telle que représentée par la courbe supérieure C2. Dans ces conditions, quelle que soit la force appliquée par le frein de stationnement, la force FD due à la pression hydraulique appliquée par le conducteur demeure. En augmentant la force sur le frein de stationnement, la force de retenue augmente linéairement selon l'élasticité du frein. Lorsque la force F (correspondant à la force de freinage exigée Fc) appliquée atteinte, Fc*. Cette par l'actuateur du frein de stationnement est la force de freinage appliquée en réalité est force Fc* est supérieure à Fc d'une quantité qui correspond le conducteur. une valeur FC* à la pression hydraulique FD appliquée par Finalement la force de freinage atteint nettement supérieure. La force Fc* dépend donc du niveau de la pression hydraulique qui est 9 appliquée par le conducteur et qui correspond à la force FD et de la force fournie par le système de frein de stationnement automatique. La figure 2 représente une courbe de fonctionnement d'un système de frein de stationnement automatique selon le procédé de l'invention. Sur cette courbe, le comportement de la force de freinage en fonction de la force induite par l'actionneur du frein de stationnement automatique est schématiquement représenté selon le procédé de l'invention en tenant compte d'une pression hydraulique appliquée par le conducteur. Si aucune pression hydraulique n'est appliquée par le conducteur le comportement décrit en relation avec la figure 1 est inchangée. Si en effet une pression hydraulique est appliquée par le conducteur la force de freinage FD est présente quelque soit la force fournie par l'actionneur du frein de stationnement. Avec l'augmentation de la force fournie par l'actionneur du frein de stationnement la force de freinage augmente linéairement selon l'élasticité du frein. La force Fa de freinage fournie par l'actionneur du frein de stationnement atteint une valeur Fa tandis qu'une pression hydraulique est appliquée au freins des roues sur lesquels le frein de stationnement doit agir. La force fournie par l'actionneur du frein de stationnement continue à augmenter jusqu'à ce qu'on atteigne la force F qui correspond à la force de freinage exigée Fc. Selon le procédé de l'invention, on extrait la 30 pression dans le circuit hydraulique de freinage. 10 On va maintenant expliquer à quel moment l'extraction de la pression dans le circuit hydraulique doit être pratiquée. Il convient de déterminer à quel niveau de force 5 fourni par l'actionneur du frein de stationnement on doit procéder à cette extraction de pression. Deux contraintes existent. D'une part ce niveau de force doit être suffisamment important de sorte que le véhicule soit 10 immobilisé sans risque même lorsque la pression hydraulique appliquée par le conducteur cesse sur les freins des roues sur lesquelles le frein de stationnement agit. D'autre part ce niveau de force fourni par 15 l'actionneur du frein de stationnement doit être inférieur à une valeur limite de sorte que le niveau de force de l'actionneur du frein de stationnement, après que l'extraction de la pression hydraulique ait été réalisée, soit inférieur au niveau final F de force 20 fourni par l'actionneur du frein de stationnement lorsque le cycle de fonctionnement du frein de stationnement est réalisé. Le niveau inférieur Fa de la force fournie par l'actionneur du frein de stationnement pour lequel 25 l'extraction de la pression hydraulique est envisageable est déterminé de la manière suivante. On désigne par ps la pression hydraulique sur les freins des quatre roues qui garantit que le véhicule est immobilisé de façon quasi certaine quelques soient les 30 conditions de stationnement et de freinage. Sur les roues 11 où le frein de stationnement est appliqué cette pression hydraulique ps correspond à une force de retenue F1. Fa est défini comme le niveau de force sur l'actionneur du frein de stationnement qui produit la même force de freinage F1 sur les roues où le frein de stationnement est appliqué. Si la force Fa est appliquée par l'actionneur du frein de stationnement, il est possible de réduire la pression hydraulique sur les roues dès l'instant où le frein de stationnement applique une force de freinage supérieure à F1. Selon l'autre contrainte de déclenchement de l'extraction de la pression hydraulique, le niveau de force sur l'actionneur du frein de stationnement doit être au-dessous d'une limite spécifique Fb qui est déterminée par l'hystérésis du frein. La courbe d'hystérésis du frein est visible sur la courbe de la figure 2 sous la forme du chemin O-A-B-O. Le niveau Fb de force est défini comme le niveau de force sur l'actionneur du frein de stationnement quand la force de freinage exigée Fc sur la partie retour de la courbe d'hystérésis est atteinte. L'extraction de la pression au-dessus du niveau de force FB fourni par l'actionneur du frein de stationnement pourrait avoir comme conséquence d'appliquer un excédent de force de freinage comme cela sera décrit en relation avec la figure 3. L'extraction de la pression hydraulique dans le circuit de freinage doit donc être réalisée lorsque le niveau de force sur l'actionneur du frein de stationnement se trouve dans la gamme des valeurs située entre Fa et Fb. 12 Ce niveau de force n'a pas forcément besoin d'être mesuré avec une exactitude très élevée. On notera que la gamme de valeurs entre les niveaux0 de forces Fa et Fb est influencée par 5 l'hystérésis du frein. La courbe C4 de la figure 3 démontre le risque d'extraction de la pression hydraulique au delà du niveau de force Fb. En raison de l'hystérésis du frein la force de 10 freinage résultante F2 est légèrement supérieure à la force de freinage exigée Fc mais inférieur de manière significative à la force de freinage Fc* qui pourrait être atteinte. Ce risque d'augmenter la force de freinage existe seulement si l'extraction de la pression 15 hydraulique est réalisée après que l'actionneur du frein de stationnement ait appliqué la force Fb. Dans les cas où la gamme de valeurs entre les niveaux de force Fa et Fb est réduite en raison de l'hystérésis très élevée du frein, la possibilité d'une 20 extraction tardive de la pression hydraulique est possible, mais le procédé de l'invention conserve son intérêt en raison du fait que la force appliquée aux freins est quand même réduite. Dans ce qui précède, on voit donc que selon le 25 procédé de l'invention on réalise une extraction de la pression hydraulique dans le circuit de freinage lorsque le système de frein de stationnement automatique applique une force comprise entre une force Fa et une force Fb. Dans ces conditions, le procédé de l'invention 30 prévoit de mesurer la force fournie par le système de freinage de stationnement automatique. Cette mesure se 13 fait soit à l'aide d'un capteur connecté à un organe de transmission de l'effort de freinage (cas notamment de transmission par câbles) soit par la mesure du courant d'alimentation du moteur électrique de commande ou autre. Lors d'un fonctionnement du frein de stationnement automatique, lorsque la force mesurée atteint une valeur prédéterminée (comprise entre Fa et Fb), le procédé de l'invention prévoit d'extraire la pression contenue dans le circuit de freinage de service. Cette extraction est effectuée, par exemple, par action sur le système d'anti-blocage des roues (ABS) ou par le système de contrôle dynamique de trajectoire (ESP). Le fonctionnement du frein de stationnement peut continuer sa tâche et il peut être verrouillé à sa valeur de serrage. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un frein de stationnement automatique pour véhicule comprenant au moins un circuit hydraulique de freinage de service agissant sur tout ou partie des freins de roues du véhicule, un système de freins de stationnement automatique électrique et/ou mécanique agissant sur tout ou partie des freins de roues du véhicule, un système d'extraction de la pression hydraulique du circuit hydraulique, un système de mesure de la force de freinage produite par le système de freins de stationnement automatique, caractérisé en ce qu'il prévoit de mesurer, lors de l'actionnement du système de freins de stationnement automatique, la force de freinage (F) produite par celui-ci, et de commander l'extraction de la pression hydraulique du circuit hydraulique de freinage par le système d'extraction de la pression hydraulique lorsque ladite force de freinage est supérieure à une valeur minimale (Fa) déterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur minimale correspond à une valeur minimale acceptable de freinage du véhicule. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extraction de la pression hydraulique du circuit hydraulique de freinage par le système d'extraction de la pression hydraulique est 15 réalisée lorsque ladite force de freinage est inférieure à une valeur maximale (Fb) déterminée. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'extraction de la pression hydraulique du circuit hydraulique de service est réalisée par le système d'anti-blocage des roues (ABS) ou par le système de contrôle dynamique de trajectoire (ESP). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de la force fournie par le système de freins de stationnement automatique est réalisée par un capteur de forces ou par la mesure d'un courant électrique d'alimentation du moteur électrique de l'actionneur du système de freins de stationnement automatique.