Brevet FR3162187A1 — publié le 20251121

Procédé d’estimation de la force de serrage exercée par un frein électrique d’un véhicule automobile et/ou de la course d’un élément mobile du frein électrique comportant les étapes : - surveillance d’un environnement du frein électrique dans le véhicule automobile afin de détecter un événement susceptible de faire apparaître une variation de tension et/ou de courant au sein du système électrique, choix de la valeur d’au moins un paramètre à utiliser pour estimer la force de serrage et/ou de la course, estimation de la force de serrage et/ou de la course. [Fig.3] METHODE D’ESTIMATION DE LA FORCE DE SERRAGE ET/OU DE LA COURSE D’UN FREIN DE PARKING ELECTRIQUE DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR La présente invention se rapporte à une méthode d’estimation de la force de serrage et/ou de la course d’un frein de parking électrique. Un véhicule automobile est équipé au niveau de chacune roues soit d’un frein à disque soit d’un frein à tambour. En outre, les freins de parking sont de plus en plus à activation électrique. Par exemple un système vis-écrou actionné par un moteur électrique provoque l’application des plaquettes de frein contre le disque dans le cas d’un frein à disque, et les garnitures de frein contre le tambour dans le cas d’un frein à tambour. La force de serrage exercée par les plaquettes ou les garnitures et la course des éléments mobiles du frein, par exemple le piston ou l’écrou, ne sont pas mesurées mais estimées. Cette estimation a lieu lorsque le frein de parking a été activé afin de vérifier si l’effort de freinage est suffisant. Une telle estimation permet de ne pas avoir à utiliser de capteur d’effort, ce qui permet notamment de simplifier le système de freinage. L’activation du moteur est interrompue lorsque la force de serrage a atteint un valeur seuil préalablement fixée. Ce mode de fonctionnement donne satisfaction. Les inventeurs ont cependant observé que l’estimation de la force de serrage appliquée par le frein de parking pouvait être faussée, notamment pouvait être sensiblement inférieure à la valeur réelle et donc aboutir à un arrêt du moteur électrique du frein de parking de manière prématurée. Cette erreur dans l’estimation résulte de la mesure du courant consommé par le moteur. En effet, les inventeurs ont découvert qu’une variation de la tension et/ou du courant électrique rapide dans le système électrique du véhicule, provoquait une erreur sur l’estimation d’une partie au moins des paramètres intervenant dans le calcul de la force de freinage et de la course, par exemple la constante de couple moteur K et/ou la résistance électrique R du moteur du frein de parking. Par exemple, une forte augmentation de tension dans le système électrique provoque une sous-estimation de la valeur de K et une forte diminution de tension génère une surestimation de la valeur de K. Cette estimation erronée des paramètres peut aboutir à une estimation erronée de la force de freinage et donc provoquer une commande inadaptée du frein de parking. Par exemple, lorsque la force de serrage estimée est supérieure au seuil de serrage attendue, le contrôleur ordonne l’arrêt du moteur électrique. Ainsi le frein électrique est considéré comme suffisamment serré alors que ce n’est pas le cas. Il résulte de l’arrêt prématuré du moteur électrique d’un frein de parking, un effort de serrage plus faible, et donc une immobilisation du véhicule, notamment sur pente, qui peut être moins efficace. La variation de tension et/ou de courant résultent de phénomènes extérieurs qui se déroulent simultanément à l’actionnement du frein de parking. De tels phénomènes sont par exemple le démarrage du moteur thermique ou l’allumage du chauffage moteur, C’est par conséquent un but de la présente invention d’offrir une méthode d’estimation de la force de freinage exercée par un frein et/ou de la course d’un élément mobile du frein d’au moins un frein de parking électrique offrant un fonctionnement amélioré, et à un système de freinage présentant une sécurité de fonctionnement améliorée. Le but énoncé ci-dessus est atteint par une méthode d’estimation de la force de freinage exercée par le frein et/ou de la course d’un élément mobile du frein comportant les étapes : - Choix de la valeur du ou des paramètres intervenant dans le calcul de la force de freinage et/ou de la course, - Calcul de la force de freinage et/ou de la course à partir de la valeur du ou des paramètres choisies à l’étape précédente. Préalablement à l’étape de choix, le procédé selon l’invention comporte : - soit une étape de surveillance du fonctionnement du véhicule automobile pour détecter la possibilité de survenue d’une variation de tension et/ou de courant au sein du système électrique du véhicule automobile. Dans le cas où il existe une possibilité d’apparition d’une variation de tension et/ou d’électricité, on utilise des valeurs fixées préalablement pour les paramètres, - soit une étape d’estimation des paramètres et une étape de surveillance de la valeur estimée du ou des paramètres pour vérifier si la valeur estimée est acceptable. Si les valeurs estimées sont acceptables, elles sont utilisées dans le calcul d’estimation de la force de freinage et/ou de la course. Si les valeurs estimées ne sont pas acceptables, on utilise des valeurs de ces paramètres fixées préalablement. Grâce à l’invention, les risques d’erreur d’estimation importante de la force de freinage ou de la course sont sensiblement réduits et la sécurité d’immobilisation du véhicule est augmentée. En d’autres termes, on pallie une erreur ou un risque d’erreur dans l’estimation de paramètres pour le calcul de la force de freinage ou de la course, en utilisant des valeurs prédéterminées lorsqu’un risque d’estimation erronée ou une fausse estimation survient. La présente invention a alors pour objet un procédé d’estimation de la force de serrage exercée par un frein électrique comportant un moteur électrique d’un véhicule automobile et/ou de la course d’un élément mobile du frein électrique comportant les étapes : - surveillance d’un environnement du frein électrique dans le véhicule automobile ou de la valeur estimée d’au moins un paramètre à utiliser pour estimer la force de serrage et/ou de la course, - choix de la valeur d’au moins un paramètre à utiliser pour estimer la force de serrage et/ou de la course, estimation de la force de serrage et/ou de la course. Dans un exemple de réalisation, l’étape de surveillance comporte la surveillance d’un environnement du frein électrique dans le véhicule automobile afin de détecter un événement susceptible de faire apparaître une variation de tension et/ou de courant au sein du système électrique. Par exemple, lorsqu’un événement susceptible de faire apparaître une variation de tension et/ou de courant au sein du système électrique est détecté, la valeur du au moins un paramètre est une valeur prédéterminée et l’estimation de la force de serrage et/ou du couple a lieu avec la valeur prédéterminée du paramètre. Avantageusement, la valeur prédéterminée du paramètre est une valeur estimée lors d’un cycle précédent. Selon une caractéristique additionnelle, dès la détection d’un événement susceptible de faire apparaître une variation de tension et/ou de courant au sein du système électrique, il est décidé d’utiliser la valeur prédéterminée du paramètre pour le calcul de la force de serrage et/ou de la course pendant une période donnée. Selon une caractéristique, si aucune possibilité d’apparition d’une variation de tension ou de courant n’est détectée, les paramètres sont estimés et l’estimation de la force de serrage et/ou de la course est faite en utilisant les valeurs estimées de paramètre. Selon un autre exemple, l’étape de surveillance comporte le calcul de la valeur estimée du au moins un paramètre et de vérification de l’acceptabilité de ladite valeur estimée. La vérification peut comporter la comparaison de la valeur estimée avec un intervalle de valeurs, si la valeur estimée est en dehors dudit intervalle le paramètre prend une valeur prédéterminée, et l’estimation de la force de serrage et/ou de la course peut être effectuée avec cette valeur prédéterminée. Le procédé peut comporter une étape de comptage du nombre de fois successives lors desquels la valeur estimée a été considérée comme non acceptable et dans lequel, lorsque le compteur dépasse un certain nombre, une alerte est envoyée. Selon un caractéristique additionnelle, le au moins un paramètre comporte la constante de couple moteur et la résistance électrique du moteur du frein électrique. La présente invention a également pour objet un système de freinage comportant au moins un frein de parking électrique destiné à appliquer une force de serrage au niveau d’une roue d’un véhicule automobile, et une unité de commande d’un actuateur électrique du frein de parking, ladite unité de commande étant configurée pour estimer la force de serrage du frein de parking et/ou la course d’un élément mobile du frein en appliquant le procédé d’estimation selon l’invention. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La description qui va suivre sera mieux comprise à l’aide des dessins en annexes sur lesquels : - FIG. 1 est une représentation schématique d’un exemple de système de freinage de parking auquel peut s’appliquer la présente invention, - FIG. 2 représente un organigramme d’un procédé d’estimation de paramètres intervenant dans le calcul de la force de freinage ou de la course selon un premier mode de réalisation de l’invention, - FIG. 3 représente un premier mode de commande d’un frein de parking selon le premier mode de réalisation de l’invention, - FIG. 4 représente un deuxième mode de commande d’un frein de parking selon le premier mode de réalisation de l’invention, - FIG. 5 représente un organigramme d’un procédé d’estimation de paramètres intervenant dans le calcul de la force de freinage ou de la course selon un deuxième mode de réalisation, - FIG. 6 représente un mode de commande d’un frein de parking selon le deuxième mode de réalisation de l’invention. DESCRIPTION DETAILLES DE MODES DE REALISATION Sur la FIG. 1 , on peut voir un véhicule V, représenté schématiquement, comportant un système de freinage S comprenant des freins F équipant chaque roue. le freinage de service est assuré sur commande par des freins hydrauliques ou des freins électriques. Le système de freinage comporte également un dispositif de freinage de parking comportant au moins un premier frein de parking FP1 au niveau de la roue arrière droite et un deuxième frein de parking FP2 au niveau de la roue arrière gauche. Les freins de parking FP1 et FP2 sont des freins de parking électriques. Généralement le frein de parking est intégré au frein de service. Chaque frein de parking électrique comporte un actionneur muni d’un moteur électrique et des moyens pour convertir le mouvement de rotation du moteur électrique en un mouvement de translation appliquant les plaquettes de frein contre le disque de frein ou les garnitures de frein contre le tambour. Le système de freinage comporte avantageusement un calculateur d’un système antiblocage de roues ™ABS et /ou du contrôle de trajectoire ™ESP. Le système de freinage comporte une unité de commande électronique ou ECU (Electronic control unit en terminologie anglosaxonne), intégrant un logiciel, également désignée microcontrôleur MC, de contrôle des freins de parking FP1 et FP2. La commande des freins de parking est par exemple obtenue en actionnant un bouton situé dans l’habitacle. Le véhicule automobile comporte un circuit électrique, également désigné circuit de bord, comprenant au moins une batterie électrique, et auquel sont connectés différents systèmes consommateurs d’électricité. Les systèmes consommateurs sont par exemple le système de démarrage du moteur thermique, un système de régulation de la température dans le véhicule, et les deux freins électriques FP1, FP2. Le microcontrôleur comporte des moyens de calcul 2 d’une valeur estimée de la force de serrage exercée par chacun des freins électriques et/ou de la course d’un élément mobile de chaque frein, par exemple le piston ou un écrou. La surveillance, par exemple de la tension, a lieu de préférence en permanence de manière périodique, par exemple toutes les 5 s. Grâce à cette surveillance périodique, plusieurs modes de fonctionnement sont envisageables. Selon un mode de fonctionnement, si la surveillance a eu lieu avant l’action de freinage, on utilise des paramètres par défaut pour toute action de freinage survenant dans la période entre deux surveillances. Selon un autre mode de fonctionnement, si la tension varie au cours d’une action de freinage et que les paramètres K et/ou R n’ont pas été sélectionnés, le système utilise des paramètres K et/ou R préalablement sélectionnés et cela pendant la période jusqu’à la prochaine surveillance. Selon un autre mode de fonctionnement, si la tension varie au cours d’une action de freinage et que les paramètres K et/ou R ont été sélectionnés, le système utilise ces paramètres K et/ou R et cela pendant la période jusqu’à la prochaine surveillance. Ces modes de fonctionnement seront détaillés ci-dessous. Dans la description qui va suivre, nous allons décrire la commande du frein électrique FP1 par le microcontrôleur, mais il sera compris que le microcontrôleur contrôle les deux freins électriques de manière similaire. Sur la FIG. 2 , on peut voir un organigramme d’un exemple d’un procédé d’estimation de paramètres intervenant dans le calcul de la force de freinage et/ou de la course. Dans la suite de la description, les paramètres considérées sont la constante de couple moteur K et la résistance électrique R du moteur, mais la présente invention s’applique à toute autre estimation de paramètre basée sur l’observation de la tension et/ou du courant intervenant dans le calcul de la force de freinage et/ou de la course. Le procédé d’estimation comporte : - L’étape de surveillance 100 de l’environnement de l’unité de commande dans le véhicule automobile pour anticiper l’apparition d’une variation de tension et/ou de courant ; - L’étape 200 de sélection de la valeur de K et/ou de R ; - L’étape 300 d’estimation de la force de serrage et/ou de la course. Pour la mise en œuvre de l’étape 100, l’unité de commande comporte des moyens de surveillance en permanence du risque de la survenance d’une variation de la tension ΔU et/ou d’une variation de courant ΔI au sein du système électrique qui seraient provoquées par un événement au sein du véhicule automobile. Par exemple les moyens de surveillance reçoivent des informations des différents systèmes du véhicule, par exemple du système de démarrage. Lors de l’étape 200, l’unité de commande traite les informations reçues par les systèmes du véhicule et décide quels paramètres utilisés. Si l’unité de commande reçoit des signaux l’informant de l'activation d'un ou plusieurs systèmes externes, des valeurs prédéterminés du ou des paramètres sont utilisées. Plus particulièrement, si l’unité de commande reçoit une information indiquant que la tension et/ou le courant va varier, par exemple que le moteur va démarrer pour cela il reçoit une information de manipulation du bouton de démarrage, l‘unité de commande émet à l’étape 300 un ordre de ne pas estimer K et/ou R ou de ne pas utiliser les valeurs estimées, si celles-ci ont déjà été calculées. L’unité de commande donne ensuite l’ordre de sélectionner des valeurs de K et/ou R prédéterminées, par exemple les dernières valeurs de K et/ou R validées. En variante, il s’agit de valeurs de K et/ou R enregistrées dans la mémoire lors de la fabrication de l’unité de commande. Lorsqu’aucune information sur un risque de survenance d’une variation de tension et/ou de courant n’est remontée à l’unité de commande, l’unité de commande ordonne à l’étape 400 d’estimer les paramètres K et/ou R selon les méthodes prévues en l’absence de survenance d’une variation de tension et/ou de courants basées sur l’observation du pic d’appel de courant du moteur et sur le courant atteint dans la phase hors charge , et d’utiliser les valeurs estimées pour calculer la valeur estimée de la force de freinage et/ou la course. Lors de l’étape 500, les valeurs de la force de serrage et/ou de la course sont calculées et sont utilisées pour commander l’actionnement du frein. Lors de l’étape 200, lorsqu’un ordre de ne pas estimer K et/ou R ou de ne pas utiliser les valeurs estimées est émis, il est décidé de ne pas estimer K et/ou R pendant une période donnée, par exemple 5s, et d’utiliser les valeurs de K et/ou R prédéterminées. Par exemple, si la commande du frein de parking est à nouveau actionnée lors de cette période, la force de serrage et /ou la course sont calculées directement avec les valeurs de K et/ou R prédéterminées. Si la commande du frein de parking est activée après la fin de cette période, K et/ou R sont estimées classiquement et la force de serrage et/ou la course sont calculées avec ces valeurs estimées. Sur la FIG. 3 , on peut voir un exemple de fonctionnement du système de freinage représentant la variation du signal de démarrage D, la variation de la tension U et le signal B de commande de frein en fonction du temps t. Lorsque le signal d’allumage du moteur passe de 0 à 1 à l’instant t0, pendant une période de temps donnée T, 5s dans l’exemple représenté, les valeurs de K et R sont fixées. A titre d’exemple K est fixée à 0,0141 Nm/A et R est fixée à 0,58 Ω. Une variation de tension ΔU apparaît juste après l’instant t0. Le signal de ne pas estimer les valeurs de K et/ou R passe à 1. Si le frein de parking est activé à un instant t1 dans la période T, le calcul de la force de serrage et/ou de la course est effectué avec les valeurs fixées de K et/ou R. Lorsque la période T est terminée et que le signal de démarrage reste à 0, le fonctionnement normal est repris. Sur la FIG. 4 , on peut voir un autre exemple de fonctionnement du système de freinage selon l’invention, dans lequel le signal d’allumage du moteur passe de 0 à 1 à l’instant t2 et provoque une variation du courant i. La période T1 pendant laquelle les valeurs K et/ou R sont fixées démarre à t2. L’activation du frein de parking débute à t3 pendant la période T1 et se termine à t4 après la fin de T1. La désactivation du frein est enclenchée à t5 et se termine à t6. Dans ce cas, on utilise de préférence des valeurs prédéterminées de K et/ou de R pendant la période T1. Dans cet exemple, on utilise les valeurs prédéterminées de K et/ou R entre t2 et t4. L’organigramme de la FIG. 5 représente un autre mode de réalisation du procédé d’estimation selon l’invention. Le procédé comporte : - l’étape 100’ de calcul de la valeur de K estimée Kest et/ou de la valeur de R estimée Rest ; - l’étape 200’ de surveillance de la valeur de Kest et/ou Rest afin de vérifier que les valeurs sont acceptables, et de choix des valeurs de K et/ou de R à utiliser. Si les valeurs Kest et/ou Rest sont acceptables, elles servent au calcul de la force de serrage et/ou de la course, sinon des valeurs prédéterminées de K et/ou de R sont utilisées pour déterminer Kest et/ou Rest ; - l’étape 300’ ou 400’ de calcul de l’estimation de la force de serrage et/ou de la course ; Lors de l’étape 200’, il est par exemple vérifié si Kest est dans un intervalle [Kmin ; Kmax], si c’est le cas on passe à l’étape 300’ lors de laquelle on utilise Kest. Au contraire si Kest est en dehors de l’intervalle [Kmin ; Kmax], on passe à l’étape 400’ et on utilise une valeur de K prédéterminée. Par exemple, si Kest Kmin. Si Kest > Kmax, K = Kmax fixé De manière similaire, on calcule Rest et on vérifie ensuite si Rest est dans l’intervalle [Rmin ; Rmax]. Si Rest est effectivement dans l’intervalle, la valeur Rest est utilisée pour le calcul de la force de serrage et/ou de la course, sinon la valeur de R pour les calculs est fixée. Par exemple, si Rest Rmin. Si Rest > Rmax, R = Rmax fixé A titre d’exemple, Kmax = 0, 0205 Nm/A et Kmin = 0,089 Nm/A, et Rmax = 1,65 Ω et Rmin = 0,28 Ω. Lors de l’étape 300’ on utilise la valeur Kest et/ou Rest ou lors de l’étape 400’, on utilise la valeur prédéterminée de K ou R pour calculer la force de serrage et/ou la course. De manière très avantageuse, on ajoute un compteur C pour compter le nombre de fois successives lors desquelles la valeur Kest n’a pas pu être utilisée dans le calcul de la force de serrage et/ou de la course, afin de détecter un éventuel dysfonctionnement dans l’estimation de K. Sur la FIG. 6 , on peut voir un exemple de fonctionnement du système de freinage selon le mode de réalisation de la FIG. 5 . Lors d’un actionnement du frein à t7, les valeurs Kest1 et Rest1 sont estimées et vérifiées et sont considérées comme acceptables et utilisables. Le compteur C reste à 0. Le frein est désactivé à t8 et est réactivé à t9, les valeurs Kest2 et Rest2 sont estimées et vérifiées, elles ne sont pas considérées comme acceptables et utilisables, le compteur passe à 1. Le frein est désactivé à t10 et est réactivé à t11, les valeurs Kest3 et Rest3 sont estimées et vérifiées, elles ne sont pas acceptables et utilisables, le compteur passe à 2. Si les valeurs Kest3 et Rest3 avaient été acceptables et utilisables, le compteur serait repassé à 0. A t12 le frein est désactivé. Le compteur C étant à 2, un message d’erreur à l’unité de commande peut alors être envoyé. De préférence, le message d’erreur n’est pas envoyé dès que le compteur passe à 1 car il est considéré que le fait que Kest ne puisse pas être utilisé peut survenir, notamment en cas de variation de tension. Mais la probabilité que l’estimation de K soit faussée deux fois de suite est faible. Il sera compris qu’il peut être prévu que le compteur passe à trois avant qu’un signal d’erreur soit émis. Un compteur similaire peut être mis en œuvre pour R. Grâce à l’invention, la détermination de la force de serrage et/ou du couple est plus fiable, et de fait le fonctionnement du frein de parking est rendu encore plus sûr. Les risques de surévaluation ou de sous-évaluation de la force de serrage et donc d’un serrage insuffisant du frein sont réduits. Procédé d’estimation de la force de serrage exercée par un frein électrique comportant un moteur électrique d’un véhicule automobile et/ou de la course d’un élément mobile du frein électrique comportant les étapes : surveillance d’un environnement du frein électrique dans le véhicule automobile ou de la valeur estimée d’au moins un paramètre à utiliser pour estimer la force de serrage et/ou de la course, choix de la valeur d’au moins un paramètre à utiliser pour estimer la force de serrage et/ou de la course, estimation de la force de serrage et/ou de la course. Procédé d’estimation selon la revendication 1, dans lequel l’étape de surveillance comporte la surveillance d’un environnement du frein électrique dans le véhicule automobile afin de détecter un événement susceptible de faire apparaître une variation de tension et/ou de courant au sein du système électrique. Procédé d’estimation selon la revendication 2 dans lequel, lorsqu’un événement susceptible de faire apparaître une variation de tension et/ou de courant au sein du système électrique est détecté, la valeur du au moins un paramètre est une valeur prédéterminée et l’estimation de la force de serrage et/ou du couple a lieu avec la valeur prédéterminée du paramètre. Procédé d’estimation selon la revendication 3, dans lequel la valeur prédéterminée du paramètre est une valeur estimée lors d’un cycle précédent. Procédé d’estimation selon la revendication 2, 3 ou 4 dans lequel, dès la détection d’un événement susceptible de faire apparaître une variation de tension et/ou de courant au sein du système électrique, il est décidé d’utiliser la valeur prédéterminée du paramètre pour le calcul de la force de serrage et/ou de la course pendant une période donnée. Procédé d’estimation selon la revendication 2 ou 3, dans lequel si aucune possibilité d’apparition d’une variation de tension ou de courant n’est détectée, les paramètres sont estimés et l’estimation de la force de serrage et/ou de la course est faite en utilisant les valeurs estimées de paramètre. Procédé d’estimation selon la revendication 1, dans lequel l’étape de surveillance comporte le calcul de la valeur estimée du au moins un paramètre et de vérification de l’acceptabilité de ladite valeur estimée. Procédé d’estimation selon la revendication 7, dans lequel la vérification comporte la comparaison de la valeur estimée avec un intervalle de valeurs, si la valeur estimée est en dehors dudit intervalle le paramètre prend une valeur prédéterminée, et l’estimation de la force de serrage et/ou de la course est effectuée avec cette valeur prédéterminée. Procédé d’estimation selon la revendication 7 ou 8, comportant une étape de comptage du nombre de fois successives lors desquels la valeur estimée a été considérée comme non acceptable et dans lequel, lorsque le compteur dépasse un certain nombre, une alerte est envoyée. Procédé d’estimation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le au moins un paramètre comporte la constante de couple moteur (K) et la résistance électrique (R) du moteur du frein électrique. Système de freinage comportant au moins un frein de parking électrique destiné à appliquer une force de serrage au niveau d’une roue d’un véhicule automobile, et une unité de commande d’un actuateur électrique du frein de parking, ladite unité de commande étant configurée pour estimer la force de serrage du frein de parking et/ou la course d’un élément mobile du frein en appliquant le procédé d’estimation selon l’une des revendications 1 à 10.