Brevet FR3140047A1 — publié le 20240329

La présente invention a pour objet un procédé de diagnostic d’un défaut d’alimentation d’un frein de stationnement à actionnement électrique d’un véhicule, le procédé comprenant les étapes successives suivantes en cas de détection d’une requête d’actionnement (E1), parmi lesquelles la mesure (E2) du courant d’alimentation (Ip) et de la tension (Vp) aux bornes d’alimentation du moteur (6), la surveillance (E3) du courant (Ip) mesuré par rapport à un premier seuil (S1) de courant, la comparaison (E4) de la tension mesurée (Vp) par rapport à un deuxième seuil de tension (S2) en cas de détection que le courant (Ip) est inférieur au premier seuil de courant (S1) pendant au moins une première durée (D1), et si la tension (Vp) est supérieure au deuxième seuil de tension (S2), le signalement (E5) d’une anomalie du frein de stationnement (3) et l’activation (E5) d’un mode de reconfiguration du véhicule comprenant une inhibition du fonctionnement du moteur (6). L’invention concerne les véhicules automobiles comprenant un frein de stationnement à actionnement électrique. Figure 2 PROCEDE DE DIAGNOSTIC D’UN DEFAUT D’ALIMENTATION D’UN FREIN DE STATIONNEMENT A ACTIONNEMENT ELECTRIQUE Le domaine de l’invention concerne un procédé de diagnostic d’une anomalie de fonctionnement d’un frein de stationnement à actionnement électrique, en particulier pour la détection d’un circuit ouvert de l’alimentation du moteur d’actionnement. Le frein de stationnement, appelé également « frein de parking », sert à immobiliser le véhicule lorsque celui-ci est déjà à l’arrêt sans action sur la pédale de frein. Classiquement, un système de frein de stationnement à actionnement électrique comporte une roue dentée couplée en rotation à la ligne d’arbre de transmission du véhicule et un doigt de blocage lié à un composant fixe du véhicule, appelé également « doigt de park », dont l’actionnement dans la position serrée ou desserrée est commandé par un moteur électrique et une unité de commande. On connait le document brevet US10953862B2 décrivant une méthode d’opération d’un frein de stationnement à actionnement électrique se basant sur la mesure du courant d’alimentation. Cette méthode propose qu'une séquence temporelle de variations de courant soit envoyée aux bornes d'une interface pour un élément de commande opérateur du frein de stationnement. Lors de l'alimentation une mesure de courant est effectuée à une borne de l'interface. La demande du conducteur est déterminée en fonction de la mesure de courant. Le frein de stationnement électrique est actionné en fonction des mesures de courant. Ce document ne décrit pas de solution de diagnostic contre les défauts de circuit-ouvert. Une anomalie de circuit ouvert de l’alimentation électrique du moteur d’actionnement résulte du fait que les fils d’alimentation du moteur d’actionnement sont cassés ou dessoudés de leur connecteur. Pour contrôler les défauts de circuit ouvert du frein de stationnement, il est généralement prévu une fonction de diagnostic qui est en charge de surveiller la présence d’un courant d’alimentation aux bornes du moteur lors de son actionnement pour l’engagement en position serrée ou le désengagement en position desserrée du frein de stationnement. Une stratégie consiste à détecter un courant nul pendant au moins 1 seconde, dans lequel cas une alerte est levée. Cependant, il existe des situations de fonctionnement normal où le courant du moteur d’actionnement est à 0 ampère. Cela entraine des cas de fausse détection de circuit ouvert du moteur d’actionnement du doigt de blocage. Dans d’autres situations, des microcoupures intempestives ne sont pas détectées. Il existe donc un besoin de pallier les problèmes précités et d’améliorer la fonction de diagnostic contre les défauts de circuit ouvert d’un frein de stationnement à actionnement électrique. Un autre objectif de l’invention est de sécuriser le véhicule en cas de détection de problème de circuit ouvert. Plus précisément, l’invention concerne un procédé de diagnostic d’un défaut d’alimentation d’un frein de stationnement à actionnement électrique d’un véhicule, le frein de stationnement comprenant un moteur d’actionnement électrique et une unité de commande du moteur, le procédé comprenant les étapes successives suivantes en cas de détection d’une requête d’actionnement du moteur pour l’engagement/désengagement du frein de stationnement : - la mesure du courant d’alimentation et de la tension aux bornes d’alimentation du moteur, - la surveillance du courant mesuré par rapport à un premier seuil de courant. Selon l’invention, le procédé comporte en outre : - la comparaison de la tension mesurée par rapport à un deuxième seuil de tension en cas de détection que le courant est inférieur au premier seuil de courant pendant au moins une première durée, - si la tension est supérieure au deuxième seuil de tension, le signalement d’une anomalie du frein de stationnement et l’activation d’un mode de reconfiguration du véhicule comprenant une inhibition du fonctionnement du moteur. Selon une variante, le premier seuil de courant est compris entre 5 milliampères et 15 milliampères, ou de préférence est égal à 10 milliampères, et la première durée est comprise entre 20 millisecondes et 200 millisecondes, entre 30 millisecondes et 100 millisecondes, entre 40 millisecondes et 70 millisecondes, ou de préférence est égal à 50 millisecondes. Selon une variante, le deuxième seuil a une valeur comprise entre 4 volts et 8 volts, ou de préférence est égal à 6 volts. Selon une variante, le procédé comporte en outre, lorsque le mode de reconfiguration est activé et en cas de détection d’une requête d’actionnement du moteur : - la surveillance du courant mesuré par rapport à un troisième seuil de courant, - la commande réhabilitation du frein de stationnement si le courant est supérieur au troisième seuil de courant pendant au moins une deuxième durée. Selon une variante, le mode de reconfiguration comporte en outre une inhibition d’une opération de recharge d’une batterie de traction du véhicule opérée par un chargeur embarqué du véhicule. Selon une variante, le procédé comporte en outre la commande de réhabilitation d’une opération de recharge de la batterie de traction du véhicule. De préférence, le signalement de l’anomalie comporte la génération d’un code de défaut et une commande d’allumage d’un voyant d’anomalie du frein de stationnement. L’invention prévoit en outre une unité de commande d’un frein de stationnement de véhicule comprenant des moyens de mettre en œuvre le procédé de diagnostic selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents. On envisage en outre un véhicule automobile comprenant un frein de stationnement à actionnement électrique comportant un moteur d’actionnement électrique du frein et l’unité de commande du frein de stationnement précédente. L’invention prévoit en outre un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de commande d’un frein de stationnement de véhicule, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents. L’invention permet de détecter des situations de circuit ouvert du moteur d’actionnement d’un frein de stationnement de véhicule. L’invention renforce les diagnostics existants grâce à une détection immédiate se basant sur la surveillance du courant et d’un contrôle de la présence d’une tension de polarisation immédiatement après la coupure. La détection peut agir en quelques dizaines de millisecondes au lieu d’une seconde ou plus, habituellement. Cela permet notamment de mettre le moteur en état de défaut et avertir le conducteur immédiatement avant qu’il relâche la pédale de frein. On améliore ainsi la sécurité du véhicule. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : représente schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule automobile prévu pour mettre en œuvre le procédé de diagnostic selon l’invention. représente un mode de réalisation de l’algorithme du procédé de diagnostic selon l’invention. La représente un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un moteur de traction 1 prévu pour transmettre un couple moteur aux roues motrices 11. Le moteur de traction 1 peut être un moteur thermique à combustion interne ou une machine électrique de traction. Le groupe motopropulseur peut être de type thermique, hybride ou entièrement électrique. Un arbre moteur 2 du moteur de traction 1 est apte à entrainer en rotation une ligne d’arbre de transmission comportant un organe de transmission 12 du couple moteur. L’organe de transmission 12 peut être une boite de vitesses automatisée, un réducteur ou un différentiel selon l’architecture du véhicule. Le groupe motopropulseur comporte en outre un frein de stationnement 3 comprenant une roue dentée 7 liée en rotation à un arbre de la ligne de transmission, par exemple un arbre de l’organe de transmission 12. Ainsi, la roue dentée 7 peut être liée à un réducteur, à une boite de vitesses ou un différentiel selon l’architecture du véhicule. Le frein de stationnement 3 comporte en outre un doigt de blocage 4, un moteur d’actionnement électrique 6 et une unité de commande du moteur 5. Le doigt de blocage 4 est lié par exemple au carter de l’organe de transmission 12. Le moteur 5 du frein de stationnement est alimenté électriquement par un réseau de bord en basse tension. Le moteur d’actionnement est alimenté en 12 volts dans cet exemple, ou une tension inférieure. L’unité de commande 5 comprend des moyens d’acquisition de données et requêtes, des capteurs de mesures du courant d’alimentation Ip et de la tension d’alimentation Vp aux bornes du moteur d’actionnement 6 et des moyens de communication en coopération avec d’autres calculateurs 8, 10, 12 et 13 du véhicule, notamment. L’unité de commande 5 est alimentée électriquement dès que le conducteur pose son pied sur la pédale de frein, en fonctionnement du véhicule, de préférence à une vitesse inférieure à 5 km/h, avant le démarrage du véhicule, ou qu’une force de freinage aux roues est en exercice. Lorsqu’une requête d’actionnement est reçue par l’unité de commande 5, le moteur d’actionnement 6 peut engager le doigt de blocage 4 pour le déplacer dans la roue dentée 7 en position bloquée ou désengager le doigt de blocage 4 pour le déplacer en position libérée. Lorsque le doigt de blocage 4 bloque la roue dentée 7 toute la ligne d’arbre de transmission est immobilisée en rotation et le véhicule est donc immobilisé. L’engagement et désengagement du frein de stationnement peut être commandé par une position du levier de vitesse (positon « Park ») ou un bouton ou bien encore par une fonction automatisée du véhicule. Un signal et une commande spécifique sont prévus pour transmettre la requête d’actionnement à l’unité de commande 5 du frein de stationnement. Dans ce mode de réalisation, le groupe motopropulseur est hybride ou électrique et comporte des moyens de commande comportant une unité de commande 8 du moteur de traction 1, un superviseur 10 du véhicule, une unité de commande 12 d’un système de batterie de traction et une unité de commande 13 d’un chargeur embarqué de la batterie de traction, éventuellement. Des moyens de communication 9 de données, du type d’un bus CAN (« Controler Area Network ») par exemple, permettent la communication de données et d’informations entre les calculateurs 5, 9, 8, 10, 12, 13. Le groupe motopropulseur peut comporter (non représenté en ) un système de batterie de traction de haute puissance (ayant une tension supérieure à 300 volts) et un chargeur électrique de la batterie de traction branchable à une source d’énergie externe. Dans le cadre du procédé de diagnostic, le superviseur 10 est prévu pour enregistrer un journal de diagnostic et d’anomalie, notamment les anomalies de circuit-ouvert du moteur d’actionnement du frein de stationnement, et pour signaler une anomalie au conducteur via une interface homme machine (non représentée en ), par exemple un écran de tableau de bord ou un voyant lumineux et/ou sonore. En outre, les unités de commande 12 et 13 du système de batterie de traction et du chargeur embarqué peuvent inhiber une opération de recharge, notamment en cas de détection d’une anomalie du frein de stationnement. La est un diagramme représentant un mode de réalisation du procédé de diagnostic contre un défaut de circuit-ouvert mis en œuvre par l’unité de commande du frein de stationnement. L’unité de commande 5 est munie d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques, le calculateur et les mémoires étant configurés pour exécuter le procédé de diagnostic. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le calculateur pourrait être externe à l’unité de commande 5, tout en étant couplé à cette dernière 5. Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d’un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, l’unité de commande, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. A une première étape E1 du procédé de diagnostic, l’unité de commande du frein de stationnement détecte une requête d’actionnement du frein de stationnement. A cette étape, l’unité de commande du frein de stationnement est alimentée électriquement. Le véhicule est à l’arrêt et le conducteur a le pied posé sur le frein. La requête est par exemple issue du superviseur du véhicule. La requête est une commande du moteur pour actionner le doigt de blocage depuis une position libérée à une position de blocage, ou inversement depuis une position de blocage à une position libérée. La requête peut être générée par une commande du levier de vitesse en position « Park » ou par une commande d’un bouton par le conducteur, ou éventuellement d’une fonction automatisée du véhicule. Suite à la détection de la requête de d’actionnement, l’unité de commande mesure à une deuxième étape E2 le courant électrique Ip et la tension Vp aux bornes du moteur. Ensuite, conformément au procédé de diagnostic, le procédé comporte une troisième étape E3 de surveillance du courant Ip par rapport à un seuil de courant S1, ayant une valeur de 10 milliampères par exemple. En cas de détection que le courant Ip est inférieur au seuil de courant S1 pendant une période continue t supérieure à une durée D1, le procédé surveille ensuite à une quatrième étape E4 la tension mesurée Vp aux bornes d’alimentation du moteur d’actionnement. Cette étape de vérification a pour avantage de contrôler si on est en présence d’un état de polarisation du moteur à l’instant de la coupure de courant. Cette situation est anormale. La durée D1 est comprise entre 20 millisecondes et 200 millisecondes maximum, ou entre 30 millisecondes et 100 millisecondes, ou entre 40 millisecondes et 70 millisecondes, de préférence est égal à 50 millisecondes. La durée D1 est choisie judicieusement à une valeur de durée courte, de préférence à 50 millisecondes pour pouvoir encore observer la présence d’une tension de polarisation résiduelle aux bornes du moteur dès la détection de la coupure de courant. En effet, en cas d’une coupure de circuit, la décharge passive provoque une diminution de la tension et son observation confirme la présence d’une microcoupure indésirable. Par contre, si Ip reste inférieur à S1 seulement pendant une période t ayant une durée inférieure à D1, c’est-à-dire que le courant Ip passe rapidement après l’instant de détection de la requête d’actionnement à une valeur supérieure à S1, attendue pour l’opération du moteur, il s’agit d’une situation qui ne doit pas déclencher une levée d’anomalie. Dans cette situation, le procédé retourne à l’étape E1 d’attente de détection d’une requête d’actionnement. A la quatrième étape E4, si on détecte que la tension Vp est supérieure à un seuil de tension S2, il s’agit d’une situation d’anomalie de circuit ouvert car on observe encore une tension de polarisation et par conséquent le procédé déclenche à une cinquième étape E5 le signalement d’une anomalie du frein de stationnement et l’activation d’un mode de reconfiguration du véhicule comprenant une inhibition du fonctionnement du moteur. Le seuil S2 est compris entre 4 volts et 8 volts, de préférence est égal à 6 volts. La valeur est choisie à une tension de polarisation de décharge attendue après l’écoulement de la durée D1. L’observation d’une tension de polarisation après la durée D1 confirme la présence d’un circuit-ouvert. A la quatrième étape E4, si on détecte que la tension Vp est inférieure au seuil S2, il s’agit d’une situation pour laquelle l’unité de commande ne génère pas un signalement d’anomalie. Le procédé retourne alors à l’étape E1. Plus précisément, le signalement de l’anomalie E5 consiste à générer un code d’anomalie dans un état dit permanent pour son enregistrement dans un journal de diagnostic administré par le superviseur du véhicule et consultable par un service technique en après-vente. L’unité de commande du frein de stationnement émet le code d’anomalie à travers le bus de communication. En outre, l’unité de commande du frein de stationnement génère une commande d’allumage d’un voyant et/ou message sonore d’avertissement au niveau du tableau de bord du véhicule afin d’avertir le conducteur d’un défaut. Plus précisément, l’étape E5 de reconfiguration du véhicule comporte une inhibition du fonctionnement du moteur du frein de stationnement jusqu’à l’exécution d’une réhabilitation du moteur. A cette étape, l’unité de commande du frein est en état d’erreur. De plus, de préférence, l’étape E5 comporte une inhibition d’une opération de recharge du fait qu’on juge que le véhicule n’est pas en situation de sécurité pour effectuer une charge en branchement à une borne de recharge ou une source d’énergie externe, car son stationnement ne peut être assuré par le frein. L’unité de commande du frein de stationnement génère cette requête d’inhibition qui est ensuite mise en œuvre par le superviseur du véhicule. Cette inhibition de recharge est mise en œuvre en coopération avec le superviseur, le chargeur embarqué et le système de batterie de traction. Une alerte associée à cette inhibition de recharge est éventuellement générée et signalée au conducteur. Ensuite, à une sixième étape E6, si l’unité de commande du frein de stationnement détecte d’une nouvelle requête d’actionnement du moteur, en engagement ou désengagement du doigt de blocage, le procédé comporte une septième étape E7 de vérification du courant Ip aux bornes du moteur par rapport à un seuil de courant S3, dans cet exemple fixé à 10 milliampères. Si l’unité de commande détecte que le courant Ip est supérieur à S3 pendant au moins une période continue t supérieure à une durée D2 de 100 millisecondes, alors elle réhabilite à une huitième étape E8 le fonctionnement du frein de stationnement. La durée D2 peut être choisie à une valeur dans une plage comprise entre 80 millisecondes et 200 millisecondes. Le code d’anomalie généré lors de l’étape E5 est indiqué comme étant dans un état fugitif dans le journal d’anomalie. Cela permet ainsi d’informer un service technique du véhicule de l’apparition de l’anomalie et que celle-ci a été résolue d’elle-même. De plus, la réhabilitation E8 comporte une étape de réhabilitation d’une opération de recharge de la batterie de traction par le chargeur embarqué. Cette réhabilitation est mise en œuvre en coopération avec le superviseur du véhicule, le chargeur embarqué et la batterie de traction. Eventuellement, la réhabilitation E8 peut être commandée manuellement par un opérateur lors d’un contrôle ou réparation en service technique. Il est prévu qu’il puisse commander la réhabilitation à travers une interface du véhicule. Une fois la réhabilitation activée, le procédé retourne à l’étape initiale E1. L’invention s’applique aux véhicules comprenant un frein de stationnement à actionnement électrique, de préférence aux véhicules automobiles électriques ou hybrides, de préférence rechargeables, ainsi qu’à tout type de véhicules comprenant une batterie électrique, tel un avion, tracteur, vélo électrique, etc…). L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que la personne de l’art est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention en associant par exemple les différentes caractéristiques ci-dessus prises seules ou en combinaison, sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Procédé de diagnostic d’un défaut d’alimentation d’un frein de stationnement (3) à actionnement électrique d’un véhicule, le frein de stationnement (3) comprenant un moteur d’actionnement électrique (6) et une unité de commande (5) du moteur (6), le procédé comprenant les étapes successives suivantes en cas de détection d’une requête d’actionnement (E1) du moteur (6) : la mesure (E2) du courant d’alimentation (Ip) et de la tension (Vp) aux bornes d’alimentation du moteur (6), la surveillance (E3) du courant (Ip) mesuré par rapport à un premier seuil (S1) de courant, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre : la comparaison (E4) de la tension mesurée (Vp) par rapport à un deuxième seuil de tension (S2) en cas de détection que le courant (Ip) est inférieur au premier seuil de courant (S1) pendant au moins une première durée (D1), si la tension (Vp) est supérieure au deuxième seuil de tension (S2), le signalement (E5) d’une anomalie du frein de stationnement (3) et l’activation (E5) d’un mode de reconfiguration du véhicule comprenant une inhibition du fonctionnement du moteur (6). Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier seuil de courant (S1) est compris entre 5 milliampères et 15 milliampères, ou de préférence est égal à 10 milliampères, et la première durée (D1) est comprise entre 20 millisecondes et 200 millisecondes, ou de préférence est égal à 50 millisecondes. Procédé de diagnostic selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième seuil (S2) a une valeur comprise entre 4 volts et 8 volts, ou de préférence est égal à 6 volts. Procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte en outre, lorsque le mode de reconfiguration (E5) est activé et en cas de détection d’une requête d’actionnement (E6) du moteur (6) : la surveillance (E7) du courant mesuré (Ip) par rapport à un troisième seuil de courant (S3), la commande réhabilitation (E8) du frein de stationnement si le courant (Ip) est supérieur au troisième seuil de courant (S3) pendant au moins une deuxième durée (D2). Procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mode de reconfiguration (E5) comporte en outre une inhibition d’une opération de recharge d’une batterie de traction du véhicule opérée par un chargeur embarqué du véhicule. Procédé de diagnostic selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu’il comporte en outre la commande de réhabilitation (E8) d’une opération de recharge de la batterie de traction du véhicule. Procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le signalement (E5) de l’anomalie comporte la génération d’un code de défaut et une commande d’allumage d’un voyant d’anomalie du frein de stationnement. Unité de commande (5) d’un frein de stationnement (3) de véhicule comprenant des moyens de mettre en œuvre le procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Véhicule automobile comprenant un frein de stationnement à actionnement électrique (3) comportant un moteur d’actionnement (6) électrique du frein et une unité de commande selon la revendication 8. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de commande (5) d’un frein de stationnement (3) de véhicule, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.