Brevet FR3058695A1 — publié le 20180518

DISPOSITIF DE FREINAGE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE POUR LA PROTECTION DU FREIN DE STATIONNEMENT L'invention concerne le domaine des dispositifs et des procédés de protection d'un frein de stationnement de véhicule automobile, notamment pour les véhicules automobiles ayant une boîte de vitesse à transmission de rapport automatique via un convertisseur de couple. De manière générale, ce type de véhicule automobile est doté d'un frein de stationnement pour bloquer la chaîne cinématique à l'arrêt. Ce frein de stationnement comporte classiquement un dispositif de contrôle du frein de stationnement dont la fonction est de piloter le verrouillage ou le déverrouillage du frein de stationnement en fonction d'une instruction de la part du conducteur. Par exemple, de manière classique, un dispositif de contrôle du frein de stationnement comprend un levier de commande pouvant être actionné par un utilisateur pour être déplacé dans au moins quatre positions notées P, R, N, et D (Park ou arrêt, Reverse ou marche arrière, Neutral ou neutre, et Drive ou marche avant). Classiquement, lorsque le levier est déplacé ou maintenu en position P, un doigt est engagé en translation dans un élément solidaire de la chaîne cinématique du véhicule. Ce faisant, il est à l'origine d'un blocage dans la chaîne cinématique. Cette dernière est alors solidaire du doigt qui, une fois engagé, est maintenu immobile par rapport au châssis du véhicule, assurant ainsi l'immobilité du véhicule. Un système d'armement peut être prévu pour s'assurer que le doigt ne s'engage pas au-delà d'une vitesse trop élevée du véhicule, prévenant ainsi une usure ou une casse des éléments de la chaîne cinématique. Il est connu une variante d'un tel système d'armement qui interdit au conducteur de déplacer le levier en position P. Un capteur est parfois mis en place pour détecter l'actionnement du levier de commande. Le frein de stationnement peut 3058695 2 également comporter un moteur électrique pour actionner en translation le doigt. Il est connu d'utiliser un dispositif de commande comprenant un module de pilotage de ce moteur. Le module de pilotage est capable d'envoyer un signal de verrouillage ou de 5 déverrouillage au moteur, en tenant compte de la position du levier détecté par le détecteur. Le moteur actionne le frein de stationnement en fonction du signal reçu. L'invention porte sur un dispositif de freinage pour la protection d'un système de blocage d'une chaîne cinématique d'un 10 véhicule automobile comprenant une Interface Homme-Machine (IHM) comportant un levier de commande et adaptée pour commander et ou actionner le blocage de la chaîne cinématique, et un dispositif de récupération d'énergie. Le dispositif de freinage comprend des moyens pour piloter 15 ledit dispositif de récupération d'énergie pour freiner le véhicule. Selon une caractéristique de l'invention, lesdits moyens pour piloter ledit dispositif de récupération d'énergie comprennent une unité de calcul configurée pour piloter ledit dispositif de récupération d'énergie suivant une cartographie prédéfinie. 20 Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite unité de calcul comprend une mémoire morte adaptée pour mémoriser des valeurs de contexte d'utilisation du véhicule. Les valeurs de contexte d'utilisation du véhicule peuvent être représentatives d'au moins l'une des données choisies parmi la vitesse 25 du véhicule, la position du levier de commande, et un compte d' occurrences. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de freinage comprend en outre des moyens adaptés pour informer le conducteur du déclenchement dudit dispositif de freinage. 30 Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits moyens adaptés pour informer le conducteur du déclenchement dudit dispositif de freinage comprennent un signal d'alerte lumineux ou sonore situé dans la planche de bord du véhicule. 3058695 3 Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de freinage est configuré pour activer les feux de détresse du véhicule lors du déclenchement dudit dispositif de freinage. L'invention porte également sur un véhicule automobile 5 comprenant un groupe motopropulseur (GMP) doté d'au moins un moteur choisi parmi une machine électrique, un moteur hydraulique et un moteur pneumatique. Le véhicule automobile comprend ledit dispositif de récupération d'énergie et un dispositif de freinage tel que décrit ci-dessus. 10 L'invention porte également sur un procédé de freinage pour la protection d'un système de blocage d'une chaîne cinématique d'un véhicule automobile pour la mise en oeuvre d'un dispositif de freinage tel que défini ci-dessus, comprenant une première étape d'analyse du contexte, au cours de laquelle on détermine des valeurs de contexte du 15 véhicule, une deuxième étape d'élaboration d'une consigne de freinage, une troisième étape d' élaboration d'une consigne de récupération d'énergie, une quatrième étape de contrôle de condition de désactivation, une cinquième étape de désactivation du dispositif de freinage, et une sixième étape de mémorisation des valeurs de contexte 20 d'activation du dispositif. 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 : 25 - la figure 1 représente un schéma structurel d'un dispositif de freinage selon l'invention, - la figure 2 représente un logigramme algorithmique du dispositif de freinage, et - la figure 3 représente l'évolution temporelle des paramètres 30 mesurés et calculés pour le pilotage du dispositif. On a représenté sur la figure 1 les éléments structurels d'un dispositif de freinage conforme à l'invention. Ce dispositif de freinage est destiné à être embarqué dans un véhicule automobile à boîte de vitesse à transmission de rapport automatique. Le véhicule comprend 3058695 4 une interface homme-machine IHM comprenant un levier de vitesse, reliée à une unité de calcul 1. L'interface homme-machine IHM comprend un capteur capable de détecter l'intention du conducteur d'actionner le frein de stationnement. Elle comprend les moyens pour 5 faire parvenir cette information à l'unité de calcul 1. L'interface homme-machine IHM peut également être reliée mécaniquement à la chaîne cinématique du véhicule. Le véhicule équipé d'un tel dispositif de freinage comprend également un groupe motopropulseur GMP doté d'au moins un 10 moteur M choisi parmi une machine électrique, un moteur hydraulique et un moteur pneumatique. Le groupe motopropulseur GMP comprend aussi un dispositif de récupération d'énergie 2. Le moteur M entraîne la chaîne cinématique 3 du véhicule, laquelle peut entraîner le dispositif de récupération d'énergie 2. 15 La chaîne cinématique est par ailleurs associée à un système de blocage (non représenté), qui assure le blocage de la chaîne cinématique 3 dans une position du levier de vitesse. Le dispositif de freinage est quant à lui destiné à assurer la protection du système de blocage. 20 Il comprend à cet effet des moyens pour piloter le dispositif de récupération d'énergie. L'unité de calcul 1 pilote et commande le groupe motopropulseur GMP. En référence à la figure 2, on va maintenant décrire les étapes 25 successives de mise en oeuvre du dispositif de freinage. L'unité de calcul du groupe motopropulseur électrique, hybride, ou hydraulique est adaptée pour détecter et confirmer un contexte accidentel de demande d'activation du frein de stationnement, et favorise alors une décélération contrôlée du véhicule de manière à 30 ce que celui-ci ait le plus rapidement possible une vitesse suffisamment faible pour assurer la protection du système de blocage de la chaîne cinématique. 3058695 5 En diminuant le temps de sollicitation de la zone critique du frein de stationnement, le dispositif permet avantageusement de protéger ce frein. Pour réduire le temps de freinage, on utilise le dispositif de 5 récupération d'énergie qui, par un moyen de régénération électrique, ou hydraulique, ou thermique, produit un couple supplémentaire de freinage contrôlé. Avantageusement, l'énergie totale appliquée au frein de stationnement est nettement diminuée. 10 L'algorithme de contrôle de la décélération est calibré de manière à ce que la tenue de route du véhicule soit assurée, en évitant les décélérations violentes pouvant occasionner un blocage des roues. Lors d'une première étape 10 de détermination du contexte fonctionnel, l'unité de calcul 1 confirme et mémorise une demande 15 d'activation du frein de stationnement. Cette demande d'activation est examinée au moyen d'un algorithme décisionnel capable d'activer le frein de stationnement (étape 11). L'algorithme décisionnel prend en compte la position du levier, l'information de couple moteur demandé par le conducteur, l'information de vitesse du véhicule vitesse vh et 20 incrémente un compteur de confirmation. Durant cette étape, l'information de vitesse du véhicule vitesse vh est comparée à un seuil de vitesse Seuil Vit Vh Secu en dessous duquel l'activation du frein de stationnement ne l'endommage peu ou pas. La demande d'activation du frein de stationnement est rejetée au-delà d'une valeur de vitesse 25 maximale Vit Vh Max. Ce seuil est un seuil de sécurité. De manière analogue, on peut définir un seuil maximum de couple moteur pour restreindre l'activation du frein de stationnement à un couple moteur raisonnable. Sur un sol de faible adhérence, on peut décider de maintenir 30 l'activation du frein de stationnement en activant, en parallèle, des systèmes de contrôle tels que l'AB S et le MSR. Si les conditions évoquées de manière non limitatives sont remplies, lors de l'étape 12 suivante, on active le frein de stationnement. 3058695 6 Par ailleurs, on génère une consigne de freinage Consigne Force freinage, (étape 13) et l'on calcule une force de freinage FF à partir de la formule : 5 FF=(Masse vh-C)*Acceleration ab s cible (1) dans laquelle : Masse vh désigne la masse du véhicule C désigne un coefficient de résistance à l'avancement, et 10 Acceleration abs cible représente une valeur cible de décélération. L'information de vitesse du véhicule vitesse vh, de la masse du véhicule masse vh, de la valeur cible de décélération Acceleration abs cible, du coefficient de résistance à l'avancement C, 15 d'une force de freinage FF, combinée à la consigne de freinage et à une mesure de l'énergie de récupération E recuperation permet de calculer (étape 14) une force de freinage FFassuree, suivant la formule suivante : FFassuree Consigne Force freinage-E recuperation (2) 20 Cette formule est prévue pour vérifier une loi de décélération au cours du temps. Cette loi de décélération est, en particulier, ajustable par une cartographie prédéterminée stockée dans l'unité de calcul 1 de manière à ce que le véhicule partant d'une vitesse initiale 25 atteigne une vitesse cible le plus rapidement possible. La vitesse initiale est dans ce cas la vitesse mesurée au moment de la confirmation de l'activation du dispositif de freinage. Durant cette étape de freinage, les feux de détresse du véhicule peuvent être avantageusement activés. 30 Une alerte peut également retentir pour être vue ou entendue au niveau de la planche de bord du véhicule. Le moteur ne fournit plus d'énergie tractrice, quel que soit la volonté du conducteur. 3058695 7 La loi de décélération est préétablie par un homme du métier qui aura calibré la cartographie du véhicule. Cette loi est asservie à partir d'au moins un capteur choisi parmi un accéléromètre et un récepteur d'un système de 5 positionnement par satellites. Une unité de calcul spécifique peut être prévue pour s'assurer que la fréquence de rafraîchissement des valeurs mesurées soit suffisante. Lors de l'étape 15 suivante d'élaboration d'une consigne de 10 récupération d'énergie, on génère une consigne de génération d'énergie FEM cible à partir de la consigne de freinage Consigne Force freinage et de la mesure d'énergie de récupération E recuperation calculée lors de l'étape 16 suivante à partir de la relation : 15 FEM cible=Consigne Force freinage-E recuperation (3) La machine récupératrice d'énergie fournie un couple de charge freinant la cinématique du véhicule. Ce couple de charge peut être 20 proportionnel au taux d'énergie instantanément généré. Avantageusement, ce couple est contrôlé par l'unité de calcul. Au cours d'une dernière étape 17, on mémorise les données de l'environnement contextuel dans la mémoire ROM d'une unité de calcul, par exemple dans l'unité de calcul du groupe motopropulseur, 25 ou dans une unité dédiée. Ces données peuvent comprendre un bit d'activation du frein du dispositif de freinage, une valeur représentative de la position du levier, une valeur représentative de la vitesse du véhicule, une information sur le frein, et un indicateur de la position de la pédale 30 d' accélérateur. La fréquence d'enregistrement des données peut être, par exemple, 100Hz. L'enregistrement des données peut commencer avant le début de l'activation du dispositif de freinage, pour mémoriser un contexte 3058695 8 les données de l'environnement contextuel avant l'activation du dispositif de freinage. Il peut aussi s'arrêter après le rejet d'activation du dispositif de freinage. Pour chaque activation du dispositif, on incrémente le 5 compteur mémorisé dans la mémoire ROM. Au-delà d'une certaine valeur, une alerte permanente est affichée sur le tableau de bord contenant l'inscription « rejoindre le réseau de maintenance ». Sur la figure 3 on a représenté le comportement temporel, au cours d'une décélération d'un véhicule comportant un dispositif de 10 freinage tel que décrit ci-dessus et au cours du verrouillage du frein de stationnement : La courbe A illustre l'évolution de la vitesse du véhicule équipé d'un frein de stationnement de l'état de l'art, La courbe B illustre l'évolution de la vitesse du véhicule 15 équipé d'un dispositif de freinage pour la protection du frein de stationnement, La courbe C illustre l'évolution d'un paramètre représentatif de l'activation ou de l'arrêt du dispositif de freinage, La courbe D illustre l'évolution d'un compteur de 20 confirmation, La courbe E illustre l'évolution d'un signal représentatif de l'activation ou de l'arrêt du dispositif de récupération d'énergie, et La courbe F illustre l'évolution d'un signal représentatif du couple moteur. 25 On a représenté la position du levier dans l'habitacle au cours du temps. Ce dernier est déplacé depuis une position « Drive » vers une position « Park ». Un frein de stationnement, équipé d'un système d'armement empêche le verrouillage de la chaîne cinématique. Dans une zone Z2, le frein de stationnement risque de s'endommager 30 pendant la décélération jusqu'à un seuil. Généralement, un frein de stationnement est dimensionné pour supporter les efforts mécaniques se produisant dans la zone Zi dans laquelle intervient le blocage de la chaîne cinématique. 3058695 9 La courbe B illustre la réponse du véhicule équipé d'un dispositif de freinage dans la même situation. Un algorithme détecte le contexte du freinage et lance les requêtes de freinage au moyen d'une machine électrique, ou hydraulique. 5 La courbe Bi illustre la vitesse du véhicule sans dispositif de récupération d'énergie actif, et la courbe B2 illustre la vitesse du véhicule avec un dispositif de récupération d'énergie actif. La zone Z3 est représentative de l'énergie cinétique récupérée par le dispositif de récupération d'énergie. 10 La zone Z4 est représentative, durant un temps T, de l'énergie cinétique dissipée par le frein de stationnement, sans dispositif de récupération d'énergie actif. Le gain énergétique par rapport à l'état de l'art vaut Z3+Z4, le gain des sollicitations est le temps T. 15 On a représenté sur les graphes C, D, E et F des valeurs de contexte, respectivement représentatives de l'activation ou l'arrêt du dispositif de freinage Strat Protection, d'un compteur de confirmation, Compteur, de l'activation ou l'arrêt du dispositif de récupération d'énergie Régéné Actif, et d'un signal représentatif du couple moteur, 20 Nm, au cours du temps. REVENDICATIONS1. Dispositif de freinage pour la protection d'un système de blocage d'une chaîne cinématique (3) d'un véhicule automobile comprenant une Interface Homme-Machine (IHM) comportant un levier de commande et adaptée pour commander et ou actionner le blocage de la chaîne cinématique (3), et un dispositif de récupération (2) d'énergie, ledit dispositif de freinage étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour piloter ledit dispositif de récupération d'énergie (2) pour freiner le véhicule. 2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens pour piloter ledit dispositif de récupération d'énergie (2) comprennent une unité de calcul (1) configurée pour piloter ledit dispositif de récupération d'énergie (2) suivant une cartographie prédéfinie. 3. Dispositif de freinage selon la revendication 1 et 2, dans lequel ladite unité de calcul (1) comprend une mémoire morte adaptée pour mémoriser des valeurs de contexte d'utilisation du véhicule. 4. Dispositif de freinage selon la revendication 3, dans lequel les valeurs de contexte d'utilisation du véhicule peuvent être représentatives d'au moins l'une des données choisies parmi la vitesse du véhicule, la position du levier de commande, et un compte d' occurrences. 5. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre des moyens adaptés pour informer le conducteur du déclenchement dudit dispositif de freinage. 6. Dispositif de freinage selon la revendication 4, dans lequel lesdits moyens adaptés pour informer le conducteur du déclenchement dudit dispositif de freinage comprennent un signal d'alerte lumineux ou sonore situé dans la planche de bord du véhicule. 7. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, configuré pour activer les feux de détresse du véhicule lors du déclenchement dudit dispositif de freinage. 3058695 Il 8. Véhicule automobile, comprenant un groupe motopropulseur (GMP) doté d'au moins un moteur choisi parmi une machine électrique, un moteur hydraulique et un moteur pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend ledit dispositif de récupération d'énergie (2) et un dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Procédé de freinage pour la protection d'un système de blocage d'une chaîne cinématique (3) d'un véhicule automobile selon la revendication 8, comprenant une première étape d'analyse du IO contexte, au cours de laquelle on détermine des valeurs de contexte du véhicule, une deuxième étape d'élaboration d'une consigne de freinage, une troisième étape d'élaboration d'une consigne de récupération d'énergie, une quatrième étape de contrôle de condition de désactivation, une cinquième étape de désactivation du dispositif de 15 freinage, et une sixième étape de mémorisation des valeurs de contexte d'activation du dispositif.