Brevet FR3073478A1 — publié le 20190517

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concrn, de manière générale les systèmes de freinage pour véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un système hydraulique de fr inage pour véhicule automobile, comprenant : - deux actionneun ac.1J;:ptés à produire une pression dans un circuit de freinage hydraulique, et - une unité de commande adaptée à élaborer des consignes de freinage pour lesdits deux actionneurs. L'invention concerne aussi un proc,idé de commande de freinage de véhicule automobile, comprenant : - une étape d'élaboration d'une consigne de freinage pour deux actionneurs pouvant agir sur la pression d'un circuit hydraulique de freinage équipant le véhicule automobile, et - une étape de commande de pr,;ssion dans le circuit hydraulique de freinage par les deux actionneurs, compte-tenu de ladite consigne de freinage. L'invention s'applique plus particulièrement aux véhicules automobiles du type « autonome ». ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les véhicules automobiles sont généralement équipés d'un système de freinage comprenant une pédale de frein, un maître-cylindre permettant de transformer le mouvement de la pédale de frein en pression hydraulique, un circuit hydraulique de freinage et des freins, généralement à disque. Il est connu de prévoir deux circuits hydrauliques indépendants afin d'assurer une redondance en cas de défaillance de l'un de ces deux circuits. Il est aussi connu de prévoir deux actionneurs de freinage. Une solution bien connue consiste par exemple à disposer un actionneur assurant l'assistance de freinage, c'est-à-dire l'amplification de la pression obtenue via la pédale de frein, et un actionneur assurant le contrôle de la stabilité 30 du freinage exercé. Un inconvénient de cette solution technique 3t s,,L1 complexité (et donc sa fiabilité), notamment lorsqu'il s'agit de concevoir d,s mécanism,....:., de coordination entre les composants redondés des deux circuits de freinage. Il est en effet nécessaire de concevoir un système de surveillance mutuelle de ces 2 composants, et un procédé de pilotage particulier de ces composants en cas de défaillance. OBJET DE L'INVENTION Pour remédier à ce problème technique, la présente invention propose 5 un système hydraulique de freinage tel que défini en introduction, dans lequel : - l'unité de commande est adaptée à systématiquement transmettre la même consigne de freinage nux deux actionneurs, - un premier des actionneurs applique la consigne de freinage, - il est prévu au moins un cipteur adapté à mesurer la valeur d'un 10 paramètre de freinage, et - un second des actionneurs comprend un calculateur qui est adapté à déterminer une valeur cible pour le paramètre de freinage en fonction d Ldite consigne de freinag, É2t à calculer puis appliquer une consigne corrigée en fonction de la difféu..lic(2 entre la valeur mesurée et la valeur cible du paramètre de 15 freinage. Autrement formulé, la consigne de pilotage transmise à chaque actionneur est toujours la même, quel que soit l'état de l'un et de l'autre des actionneurs. Il n'est donc pas prévu de mécanisme pour commander de façon particulière l'un des actionneurs lorsque l'autre tombe en panne. Au contraire, le 20 procédé est défini de telle sorte que les actionneurs sont toujours pilotés de la même manière, renie en cas de défaillance de l'un d'entre eux, sans que cela nuise au bon freinage du véhicule. lon l'invention, au moins un capteur permI-t de mesurer en temps réel que la consigne est bien appliquée. Si ce n'est p le cas, l'actionneur qui est 25 associé à ce capteur permet de réajuster le freinage. Ainsi, grâce à l'invention, il est possible de concevoir un véhicule automobile simple et peu onéreux, avec un haut niveau de écurité, pouvant notamment être piloté de façon autonome. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du système de freinage conforme à l'invention sont les suivantes : - le parami4n2 de freinage que le captciur ,2st adapté à mesurer est une accélération longitudinale du véhicule automobile ; - le paramètre de freinage que le capteur est adapté à mesurer est une pression dans le circuit de freinage hydraulique du véhicule automobile ; - il est prévu un autre capteur, adapté à mesurer une pression dans le circuit de freinage hydraulique, et dans lequel le premier desdits actionneurs comporte un calculateur, adapté à calculer une autre consigne corrigée en fonction de la pression mesurée par ledit autre capteur ; 5 - le calculateur du deuxième actionneur est adapté à déterminer la valeur mesurée pour le paramètre de freinage avec un retard (ou « temps de latence ») ; - ce retard est calculé en fonction d'un modèle de comportement dynamique du premicr actionneur, pour correspondre au temps effectif d'application de la conigne par le premier actionneur ; 10 - le calculateur du deuxième actionneur est adapté à appliquer la consigne corrigée uniquement si la différence entre la valeur mesurée et la valeur cible du paramètre de freinage dépasse une marge d'erreur pendant une durée déterminée; - l'unité d, commande comprend un contrôleur de conduite autonome, 15 adapté à élaborer b consigne de freinage en fonction de mesu..L:s effectuées par des capteurs d'environnement équipant le véhicule automobile et indépendamment de toute requête émise par un passager du véhicule automobile. L'invention concerne aussi un procédé de commande de freinage de véhicule automobile tel que défini en introduction, comportant une étape de 20 mesure de la valeur d'un paramètre de freinage par un capteur équipant le véhicule automobile, ainsi que, entre les étapes d'élaboration et de commande : - une ,-)talpe de transmission systématique de la même consigne de freinage aux deux actionneurs, - une étape d'application de la consigne de freinage par un premier des 25 actionneurs, - une étape de détermination, par un calculateur équipant un deuxième des actionneurs, d'une valeur cible pour le paramètre de freinage n fonction de ladite consigne üa frr,inege, et - une étape de calcul par ledit calculateur d'une consigne corrigée en 30 fonction de la valeur mesurée et de la valeur cible du paramètre de freinage, et dans lequel, à l'étape de commande, le deuxième actionneur commande la pression dan'..; circuit hydraulique de freinage en fonction de la consigne corrigée. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de 4 commande de freinage conforme à l'invention sont les suivantes : - le paramètre de freinage mesuré est une accélération longitudinale du véhicule automobile ; - le paramètre dE7 freinage mesuré est une pression dans le circuit de 5 freinage hydraulique du véhicule automobile ; - à l'étape de détermination, le calculateur du deuxième actionneur détermine la vnleur cible pour le paramètre de freinage avec un retard ; - les .,',ictionneurs agissent de manière asynchrone. 10 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : 15 - la figure 1 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un système de freinage conforme à l'invention, et - la figure 2 est une représentation schématique d'un second mode de réalisation du système de freinage conforme à l'invention. En préliminaire, on notera que les éléments identiques ou similaires des 20 différents modes de réalisation de l'invention représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois. Un véhicule automobile comporte classiquement un châssis, un moteur et des roues, pnr cxemple au nombre de quatre. Il comporte également un 25 système de freinage permettant de freiner les roues pour ralentir le véhicule. On considérera ici qu'il s'agit d'un système de freinage hydraulique qui comporte un circuit hydraulique de freinage 70 et des freins, par exemple à disques. Ce système de freinage hydraulique comporte également ici une pédale 30 de frein. En variante, dans le cas où le véhicule automobile sera du genre autonome, cette pédale de frein pourra être supprimée. Dans les deux modes de réalisation respectivement représentés sur les figures 1 et 2, le système de freinage du véhicule automobile comporte en outre une unité de commande 40 électronique et/ou informatique, ainsi que deux 5 actionneurs 11, 12 pouvant chacun agir sur le circuit hydraulique de freinage 70, indépendamment l'un de l'autre. L'unité de commande 40 comporte notamment un processeur (CPU), unc mémoire, et différentes interfaces d'entrée et de sortie. La mémoire mémorise 5 de; données utilisées dans le cadre du procédé décrit ci-desous. Elle mémorise notamment une application informatique, constituée de prognmmes d'ordinateur comprenant des instructions dont l'exécution par le processeur permet la mise en oeuvre par l'unité de commande 40 du procédé décrit ci-après. Grâc,2 à ses interfaces d'entrée, l'unité de commande 40 est adaptée à 10 dearminer la position de la pédale de frein et à recevoir toute donnée utile dans le c-,clre d'un processus d'élaboration d'une consigne de freinage Cf (présence d'obstacle sur le trajet, présence de panneau de limitation de vitesse...). Grâce à ses interfaces de sortie, l'unité de commande 40 est adapte communiquer avec les deux actionneurs 11, 12 pour leur transmettre la consigne 15 de freinage Cf. Le véhicule automobile est préférentiellement du type « autonome », c'est-à-dire qu'il comporte un mode autonome dans lequel il peut suivre un trajet prédéfini sans que le conducteur du véhicule n'ait à exercer une quelconque action. L'unité de commande 40 comporte à cet effet un contrôleur d conduite 20 autonome 41 qui permet, en mode autonome, d'élaborer la consigne cfr.i freinage Cf indépendamment de toute requête émise par le conducteur. Les actionneurs 11, 12 comprennent chacun une pompe 13, 14 qui permet de directement faire varier la pression P dans le circuit hydraulique de freinage 70 et ainsi de freiner effectivement le véhicule automobile. Les 25 actionneurs 11, 12 intègrent également chacun un calculateur 31, 32 électronique et/ou informatique, leur permettant d'interpréter et de traduire des données de consigne reçues en entrée, telles que la consigne de freinage Cf, en pression à exercer dans le circuit hydraulique de freinage 70. Le système de freinage comporte en outre au moins un c:71pteur adapté à 30 mesurer la valeur d'un paramètre de freinage. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le système c1,2 fu3inage comporte un seul capteur 23. Il s'agit ici d'un accéléromètre adapté à mesurer la valeur Acc2 de l'accélération longitudinale Acc du véhicule automobile. On dira dans b suite de cet exposé que ce capteur 23 est « associé » au 6 second actionneur 12 en ce sens que seul ce second actionneur exploitera les mesures effectuées par ce capteur 23. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le système de fu?inage comporte deux capteurs 21, 22. Il s'agit ici de sondes de pression situées dans le 5 circuit hydraulique Ca freinage 70 et adaptées à mesurer des valeurs P1, P2 de la pression P du liquide situé dans ce circuit hydraulique de freinage 70. On dira dans la suite de cet exposé que ces deux capteurs 21, 22 sont respectivement « associés » aux premier et second actionftiurs 11, 12 en ce sens que chaque actionneur exploitera uniquement les mesur:2s effectuées par le 10 capteur qui lui et associé. On notera ici que l'utilisation du premier de ces capteurs 21 est déjà connue puisque ce capteur permet de réaliser un asservissement de l'actionneur 11 en boucle fermée. Il ne fait donc pas en propre l'objet de la présente inv Dans ce second mode de réalisation, chaque capteur 21, 22 est a,:àpté à 15 mcuer le même paramètre, de manière redondante, ce qui permet de réduire au mieux les erreurs d commande de freinage du véhicule. Selon caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'unité de command:..? 40 est programmée pour systématiquement envoyer la même consigne de freinage Cf aux deux actionneurs 11, 12. Cette consigne est 20 systématiquement la même en ce sens qu'il n'est pas prévu d'envoyer une consigne différente à l'un à l'autre de:3 actionneurs, notamment lorsque l'un des actionneurs présente une défaillance. Ainsi, il n'y a pas de coordination entre les actionneurs 11,12 : on dit qu'ils sont « silencieux à la défaillance ». On peut alors décrire, en référence à la figure 1, la manière selon 25 laquelle le système de freinage (conforme au premier mode de réalisation de l'invention) opère lorsque l'unité de commande 40 envoie la consigne de freinage Cf aux deux actionneurs 11, 12. Le calculateur 31 de l'un des actionneurs, ci-après appelé actionneur principal 11, reçoit cette consigne de freinage Cf et l'interprète comme une 30 pression souhaitée à exercer sur le liquide situé dans le circuit hydraulique 70 du véhicule automobile. Ce calculateur 31 commande donc la pompe 13 de cet actionneur principal 11 de façon à ce que la pression P dans le circuit hydraulique 70 du véhicule automobib atteigne la pression souhaitée. On comprend qu., naturellement, un temps de latence Ôt (ou « retard ») 7 exist9 entre le moment où la consigne de freinage Cf est reçue par le calculateur 31, t le moment où la pression P dans le circuit hydraulique 70 du véhicule automobile atteint la pression souhaitée (lorsque l'actionneur principal 11 fonctionne correctement). Ce temps de latence Ôt peut être mémorisé dans la 5 mémoire du calculateur. Il est généralement obtenu lors de la conception du véhicule, en fonction d'un modèle de comportement dynamique de l'actionneur principal 11. Le calculateur 32 de l'autre des actionneurs, ci-après appelé actionneur secondaire 12, reçoit la consigne de freinage Cf. il reçoit aussi en continue la 10 valeur Acc2 de l'accélération Acc mesurée par le capteur 23. Au cours d'une première étape, le calculateur 32 de cet actionneur secondaire 12 détermine une valeur cible Acc1 pour l'accélération Acc en fonction de ladite consigne de freinage Cf. Sur le fond, cette valeur cible Acc1 correspond à l'accélération qui devrait être mesurée si le système de freinage parvenait à 15 freiner le véhicule automobile conformément à l'exacte consigne de freinage Cf. En pratique, cette valeur cible Acc1 est lue dans la mémoire du calculateur 32 (laquelle comporte une table qui ocie une valeur cible Acc1 à chaque valeur de consigne de freinage Cf). Puis, au cours d'une second-,étnp, le calculateur 32 de cet actionneur 20 secondaire 12 compare, d'une part, la vleur cible Acc1, avec, d'autre part, la valeur Acc2 de l'accélération Acc qui 2 été mesurée à l'issue du temps de latence 5t précité. L'idée est de comparer la valeur cible Acc1 avccc valeur mesurée Acc2 au moment où la pression P dans le circuit hydraulique 70 est sensée atteindre la preion souhaitée. 25 On comprend que ces deux valeurs sont sensées être égales. Une différence sensible entre ces deux valeurs, sur une durée prolongée, n'arrive en effet qu'en cas de défaillance. Puis, le calculateur 32 de l'actionneur secondaire 12 en déduit une consigne corrigée Cfc2. 30 On pourrait prévoir que cette consigne corrigée Cfc2 corresponde à la pression qui manque ou qui est en trop dans le circuit hydraulique de freinage 70 pour que le système de freinage parvienne à freiner le véhicule automobile conformément à l'exacte consigne de freinage Cf. En pratique, cette consigne corrigée Cfc2 est calculée de manière 8 différente, de façon à faire intervenir l'actionneur secondaire 12 qu'en cas de réelle défaillance de l'actionneur principal 11. En effet, l'actionneur principal 11 est mieux dimensionné que l'actionneur secondaire 12 en ce sens qu'il peut résister à un nombre beaucoup plus grand de cycles de freinage (l'actionneur secondaire 12 5 utilisé pourra en effet être du genre de ceux ennploys dans les système P,ES, lesquels sont conçus pour intervenir qu'en cas de freinge d'urgence). Pour cela, la consigne corrigée Cfc2 est calculée de façon à être non nulle uniquement si la différence entre la valeur cible Acc1 et la valeur mesurée Acc2 est supérieure à une « marge d'erreur » non nulle, pendant une durée non 10 nulle. Cette marge d'erreur et cette durée sont de préférence prédéterminées et mémorisées dans la mémoire du calculateur. Toutefois, en variante, elles pourront être calculées en fonction de paramttrs relatifs par exemple à l'allure du véhicule automobile. Enfin, au cours d'une troisiàm, étape, le calculateur 32 commande si 15 nécessaire la pompe 14 de cet actionneur secondaire 12 de façon à ce que la pression P dans le circuit hydraulique 70 du véhicule automobile atteigne la pression souhaitée. Les deux actionneurs 11 et 12 sont ainsi adaptés à e tercer uft:, pression sur le circuit hydraulique 70 de manière parallèle et asynchrone, de façon à 20 imposer la consigne de freinage Cf voulue par l'unité de commande 40. En cas de défaillance de l'un des actionneurs 11, 12, celui-ci devient passif et l'autre assure à lui seul la commande de freinage. Aucun mécanisme de synchronisation n'est donc nécessaire, évitant ainsi trop de complexite dnns le système. 25 On notera à ce sujet que ce système de freinage est adapté tant aux hicules automobiles dits classiques qu'aux véhicules autonomes. On peut maintenant crire, en référence à la figure 2, la manière selon laquelle le système de freinage (conforme au second mode de réalisMion de l'invention) opère lorsque l'unité de commande 40 envoie la consigne de fninage 30 Cf aux deux actionneurs 11, 12. Le calculateur 32 de l'actionneur secondaire 12 reçoit en entrée la consigne de freinage Cf ainsi que la valeur P2 de la pression mesurée par le capteur 22. Au cours d'une première étape, le calculateur 32 de cet actionneur 9 secondaire 12 détermine une valeur cible PO de pression en fonction de ladite consigne de freinage Cf. Sur le fond, cette valeur cible PO correspond à la pression qui devrait être mesurée pour que le système de freinage parvienne à freiner le véhicule automobile conformément à l'exacte consigne de freinage Cf. 5 En pratique, cette valeur cible r'o est lue dans la mémoire du calculateur 32 (laquelle comporte une table qui associe une valeur cible PO à chaque valeur de consigne de freinage Cf). Puis, au cours d'une seconde étape, le calculateur 32 de cet actionneur secondUr2 12 compare la valeur cible PO avec la valeur mesurée P2 de la 10 pression P (cette valeur étant mesurée après le temps de latence Ôt). Ce calculateur 32 déduit ensuite une consigne corrigée Cfc2. Sur le fond, cette consigne corrigée Cfc2 pourrait correspondre à la pression qui manque ou qui est en trop dans le circuit hydraulique de freinage pour que le système de freinage parvienne à freiner le véhicule automobile 15 conformément à l'exacte consigne de freinage Cf. Toutefois, pour les mêmes raisons que celles exposées ci-dessus, cette consigne corrigée Cfc2 est calculée de façon à être non nulle uniquement si la différ-nco entre la valeur cible PO et la valeur mosurée P2 est supérieure à une « marge d'erreur » non nulle, pendant une duréc non nulle. 20 Enfin, au cours d'une troisième étape, le calculateur 32 comnn,md,,,: éventuellement la pompe 14 de cet actionneur secondaire 12 de façon à ce que la pression P dans le circuit hydraulique 70 du véhicule automobile atteigne la pression souhaitée. De la même manière, le calculateur 31 de l'actionneur principal 11 reçoit 25 en entrée la consigne de freinage Cf et la valeur P1 de la pression mesurée par le capteur 21 qui lui est associé. Il en déduit une consigne corrigée Cfc1 et commande la pompe 13 selon cette consigne corrigée Cfc1. Ici encore, les deux actionneurs 11, 12 fonctionnent de façon asynchrone, indépendamment l'un de l'autre, si bien que si l'un des capteurs ou 30 l'un des actionneurs présente une défaillance, le système de freinage peut continuer à freiner le véhicule selon la consigne c.1,3 REVENDICATIONS1. Système hydraulique de freinage (1) pour véhicule automobile, comprenant : - deux actionneurs (11,12) adaptés à produire une pression dans un circuit de freinage hydraulique (70), et - une unité de commande (40) adaptée à élaborer des consignes de freinage (Cf) pour I .sdits deux actionneurs (11,12), caractérisé en ce que l'unité de commande (40) est adaptée à 10 systématiquement transmettre la même consigne dr, freinage (Cf) aux deux actionneurs (11,12), en ce qu'un premier des actionneurs (11) applique la consigne de freinage (Cf), en ce qu'il est prévu au moins un capteur (22, 23) adapté à mesurer la 15 valeur (Acc2, P2) d'un paramètre de freinag(7) (Acc ; P), et en ce qu'un deuxième des actionneurs (12) comprend un calculateur (32) qui est adapté à déterminer une valeur cible (Acc1, PO) pour le paramètre de freinage (Acc ; P) en fonction de ladite consigne de freinage (Cf), et à calculer puis appliquer une consigne corrigée (Cfc2) en fonction de la différence entre la valeur 20 mesurée (Acc2, P2) et la valeur cible (Acc1, PO) du paramètre de freinage (Acc ; P). 2. Système hydraulique de freinage (1) selon 1.2 revendication précédente, dans lequel le paramètre de freinage que ledit capteur (23) est adapté à mesurer est une accélération longitudinale (Acc) du véhicule automobile. 25 3. Système hydraulique de freinage (1) selon la revendication 1, dans lequel le paramètre de freinage que ILdit capteur (22) est adapté à mesurer est une pression (P) dans le circuit de freinage hydraulique (70) du ehicule automobile. 4. Système hydraulique de freinage (1) selon l'une des revendications 30 précédentes, dans lequel le calculateur (32) du deuxième actionneur (12) est adapté à déterminer la valeur mesurée (Acc2 ; P2) pour le para-ri;,Are de freinage (Acc ; P) avec un retard. 5. Système hydrauliqul de freinage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le calculateur (32) du deuxième actionneur (12) est 11 ad,-71Yà à appliquer la consigne corrigée (Cfc2) uniquement si la différence entre la valeur mesurée (Acc2 ; P2) et la valeur cible (Acc1, PO) du paramètre de freinage (Acc ; P) dépasse une marge d'erreur pendant une durée déterminée. 6. Système hydraulique de freinage (1) selon l'une d- .s revendications 5 précédentes, dans lequel l'unité de commande (40) comprend un contrôleur de conduite autonome (41), adapté à élaborer la consigne de freinage (Cf) en fonction de mesures effectuées par des capteurs d'environnement équipant le véhicule automobile et indépendamment de toute requête émise par un passager du véhicule automobile. 7. Procédé de commande de frcin.---je de véhicule automobile, comprenant : - une étape d'élaboration d'une consigne de freinage (Cf) pour deux actionneurs (11, 12) pouvant agir sur la pression d'un circuit hydraulique de freinage (70) équipant le véhicule automobile, et - une étap,r.. de commande de pression dans le circuit hydraulique de frein:7,g (70) par les deux actionneurs (11, 12), compte-tenu de ladite consigne de freinage (Cf), caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure de la valeur (Acc2, P2) d'un paramètre de freinage (Acc, P) par un capteur (22, 23) équipant le véhicule automobile, ainsi que, entre les étapes d'élaboration et de commande : - une étape de transmission systématique de la même consigne de frein42 (Cf) aux deux actionneurs (11, 12), - une étape d'application de la consigne de freinage (Cf) par un premier des actionneurs (11), - une étape de détermination, par un calculateur (32) équipant un deuxième des actionneurs (12), d'une valeur cible (Acc1, PO) pour le paramètre de freinage (Acc, P) en fonction de ladite consigne de freinage (Cf), et - une étape de calcul par ledit calculateur (32) d'une consigne corrigée (Cfc2) en fonction de la valeur mesurée (Acc2, P2) et de la valeur cible (Acc1, PO) 30 du paramètre de freinage (Acc, P), et en ce que, à l'étape de commande, le deuxième actionneur (12) commande la pression dans le circuit hydraulique de freinage (70) en fonction de la consigne corrigée (Cfc2). 8. Procédé de commande de freinage selon la revendication précédente, 12 dans lequel le paramètre de freinage (Acc) mesuré pr I -dit capteur (23) est une accélération longitudinale du véhicule automobile. 9. Procédé de commande de freirg( selon la revendication 7, dans lequel le paramètre de freinage (P) mesuré par ledit capteur (22) est une pression 5 dans le circuit de freinage hydraulique (70) du véhicule automobile. 10. Procédé de commande de freinage selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel, à l'étape de détermination, le calculateur (32) du deuxième actionneur (12) détermine la valeur cible (Acc1 ; PO) pour le paramètre de freinage (Acc ; P) avec un retard. 10 11. Procédé de commande de freinage selon l'une des revendications 6 à 10, dans lequel les actionneurs (11, 12) agissent de manière asynchrone.