Brevet FR3159361A1 — publié le 20250822

L’invention porte sur un procédé pour détecter un affaiblissement d’efficacité de garnitures de frein, et augmenter la force F de serrage des freins pour compenser cet affaiblissement. Figure pour l’abrégé : figure 1. Procédé et système de freinage associés L’invention se rapporte à un procédé de freinage, notamment à un procédé pour limiter ou compenser une perte d’efficacité, notamment connu par le therme anglais de « fading ». Cet affaiblissement du freinage, cette perte d’efficacité des freins, peut notamment être due à une montée en température des garnitures de freins, au-delà d’une température de fonctionnement optimale, c’est-à-dire une perte de friction lorsque la garniture atteint et dépasse cette température. Ceci peut être la conséquence de freinages répétitifs, par exemple dans une route de montagne, ou d’un freinage particulièrement long ou puissant. Cependant, l’utilisation de commandes électriques ne permet pas au conducteur du véhicule d’avoir une pleine conscience de l’efficacité de son freinage. Aussi, la commande électrique transmet généralement une consigne de freinage qui suppose que le freinage n’est pas affecté d’une perte d’efficacité. Un freinage trop brutal en l’absence de perte effective d’efficacité pourrait surprendre le conducteur et provoquer un accident. Le but de l’invention est de proposer un système et/ou un procédé de freinage qui permette de limiter ou de compenser une perte d’efficacité de type « fading ». Selon un premier objet de l’invention, un procédé de freinage pour un véhicule comprend une fourniture : d’un capteur de vitesse sur une roue du véhicule ; d’un moyen de mesure ou de calcul d’une température d’une garniture de frein ; d’un abaque donnant, pour une force de serrage cible, une valeur nominale de décélération et une valeur inférieure de décélération ; d’un algorithme de freinage ; l’algorithme comprenant les étapes récurrentes suivantes : une détermination de ladite température instantanée ; l’arrêt du véhicule si la température n’est pas conforme à un critère ; ou, si la température est conforme : la détermination de la décélération instantanée ; l’arrêt du véhicule si la décélération n’est pas conforme à un critère ; ou, si la décélération est conforme, mais inférieure à la valeur nominale : l’accroissement de la force de serrage. La valeur inférieure de décélération est une valeur en deçà de laquelle la décélération est insuffisante et ne peut plus être compensée. La décélération instantanée est avantageusement calculée à partir de mesures successives de vitesses instantanées de roue. Le procédé peut comprendre en outre une étape pour avertir un chauffeur du véhicule si la décélération instantanée est conforme au critère. L’abaque comprend avantageusement une première courbe donnant une valeur de décélération nominale, pour une force de serrage cible donnée, et, une deuxième courbe, donnant une valeur de décélération inférieure, pour la force de serrage cible donnée. Les valeurs de décélération données définissent avantageusement le critère de conformité de la décélération instantanée, de sorte que la décélération instantanée est conforme au critère lorsqu’elle est comprise entre ces valeurs données. Plusieurs modes d’exécution de l’invention seront décrits ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 est un logigramme illustrant un procédé de freinage selon l’invention ; et, FIG. 2 illustre un abaque utilisé dans le procédé de la FIG. 1 . La FIG. 1 est un logigramme illustrant un procédé algorithmique 100 selon l’invention ; quatorze étapes 101-114 en sont représentées. Selon une variante, le procédé est appliqué à un dispositif de freinage d’une seule roue parmi les roues d’un même véhicule. Dans une autre variante, préférée, il est appliqué à un dispositif de freinage de plusieurs roues d’un même véhicule, afin d’éviter un défaut de freinage différentiel, qui peut être préjudiciable, notamment lorsqu’il affecte des roues directrices. Après une étape 101 d’initialisation et de démarrage, l’algorithme 100 comprend des étapes 102-114 récurrentes, qui permettent, à des instants t, t+1 successifs de vérifier les conditions de freinage et de compenser une éventuelle perte d’efficacité, lorsque c’est possible. Une deuxième étape 102 consiste en une incrémentation du temps t, à chaque nouvelle récurrence. Une troisième étape 103, consiste ensuite à déterminer une température instantanée de freinage T°(t), c’est-à-dire une température d’une garniture. La température instantanée de la garniture est déterminée à partir d’une mesure effectuée par un capteur in situ et/ou la température instantanée est déterminée à partir d’un modèle de température du système de freinage (BTM : Brake System Temperature Model, en anglais). A une quatrième étape 104 on compare la température instantanée à une valeur limite TL. Lorsque la température excède N cette valeur limite TL, typiquement cinq cent degrés Celsius (500°C), pour assurer la sécurité du véhicule, son arrêt est immédiatement engagé, à une cinquième étape 105. Lorsque la température n’excède pas la valeur limite TL, l’algorithme se poursuit selon Y. Ainsi, une sixième étape 106 permet de déterminer une force de serrage cible instantanée FT(t). Cette force de serrage correspond à une consigne de freinage. Cette consigne correspond à une consigne du conducteur, par exemple à un degré d’enfoncement d’une pédale de frein ; dans une variante, cette consigne correspondra à une consigne électrique reçue d’un ordinateur de bord, par exemple si un freinage d’urgence est engagé en mode automatique lors de la détection d’un obstacle. Dans l’exemple illustré, la troisième et la sixième étapes sont réalisées en parallèle. Une septième étape 107 permet de déterminer une valeur de vitesse de rotation instantanée de roue WSS(t). Cette valeur est typiquement mesurée in situ par un capteur. Une huitième étape 108 permet d’en déduire une valeur de décélération instantanée D(t). A une neuvième étape 109, la valeur de décélération instantanée est comparée à des courbes DN, DL de valeurs limites, où la courbe DN est celle réunissant les valeurs nominales de décélération attendues pour chacune d’un ensemble de forces de serrage cibles FT, et, où la courbe DL est la courbe des valeurs inférieures de décélération, à partir desquelles le freinage n'est plus assuré correctement pour chacune de ces forces de serrage cibles. Pour effectuer cette comparaison, l’algorithme 100 utilise un abaque 1 illustré à la FIG. 2 . Ainsi, lorsque la force de serrage FT prend une valeur F1 donnée, la décélération nominale a une valeur nominale D1. Lorsque la valeur de décélération instantanée D(t) est égale à la valeur D1, il n’y a pas de perte d’efficacité de freinage, autrement dit, il n’y a pas de « fading ». Si la valeur instantanée de décélération est inférieure à la valeur nominale D1, c’est qu’il y a une perte d’efficacité de freinage, autrement dit, il y a du « fading ». Lorsque la perte d’efficacité dépasse la limite formée par la courbe inférieure DL, c’est-à-dire une valeur basse D2 correspondant à la force F1 donnée, la perte d’efficacité est trop importante pour que cette perte puisse être compensée en toute sécurité, particulièrement dans un temps nécessaire à l’arrêt du véhicule. Ainsi, la neuvième étape 109 consiste à vérifier que pour une valeur de force de serrage ciblée F1, la décélération instantanée D(t) calculée est bien comprise entre les deux valeurs limites D1, D2 données par l’abaque de la FIG. 2 . Une dixième étape 110 consiste à arrêter le véhicule si la valeur de décélération instantanée est trop faible pour être compensée. Si la valeur de la décélération instantanée D(t) est effectivement comprise entre les valeurs limites D1, D2 : dans une onzième étape 111, on avertit le conducteur du défaut de fonctionnement du système de freinage ; puis, dans une douzième étape 112, on calcule un accroissement de la force de serrage proportionné à la perte de freinage ; puis, dans une treizième étape 113, on applique la force de serrage ainsi accrue ; et, dans une quatorzième étape (114), on prend en compte la force accrue en tant que force de serrage cible F(t). Le conducteur, averti à la onzième étape 111, peut avantageusement modifier sa conduite et soulager le système de freinage, afin de faire baisser la température des garnitures. Par exemple, au lieu d’un freinage continu, il peut faire des freinages répétés, laissant ainsi le temps aux garnitures de refroidir entre chaque coup de frein. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Ainsi, le véhicule être tout type de véhicule freiné. Il peut s’agir d’un véhicule terrestre, par exemple une voiture individuelle, un utilitaire ou poids-lourd ou leur remorque ; il peut aussi s’agir d’un véhicule ferroviaire ou aérien. En outre, le terme garniture doit être compris au sens large, il s’applique à tout type d'élément de friction appliquant une force de friction sur un élément en mouvement ; cet élément peut être un disque de frein, un tambour ou un essieu de roue. Un procédé selon l’invention permet d’anticiper un phénomène de fading. En particulier, il permet d’arrêter le véhicule avant que la perte de freinage soit trop importante pour l’en empêcher. Elle permet autant que possible de compenser le phénomène de fading afin que la décélération corresponde à celle attendue par le conducteur. Elle permet aussi d’avertir le conducteur pour qu’il modifier sa conduite et soulage le système de freinage, afin de faire baisser la température des garnitures. Un tel procédé est particulièrement avantageux, parce qu’il permet d’augmenter la sécurité tout bon marché, et simple à mettre en œuvre. Il utilise les données du capteur de vitesse de roue (WSS : wheel speed sensor, en anglais) et à partir d’un modèle de température du système de freinage (BTM : Brake System Temperature Model, en anglais). Il permet de diminuer la force à appliquer pour assurer un freinage suffisant ; il permet donc aussi de diminuer la taille des étriers de frein. Procédé pour optimiser un freinage et détecter un affaiblissement d’efficacité de garnitures de frein, caractérisé en ce qu’il comprend une fourniture : d’un capteur de vitesse (WSS) sur une roue du véhicule ; d’un moyen de mesure ou de calcul d’une température instantanée (T°(t)) d’une garniture de frein ; d’un abaque (1) donnant, pour une force de serrage cible instantanée FT(t), une valeur nominale de décélération (DN, D1) et une valeur inférieure de décélération (DL, D2) ; d’un algorithme de freinage (100) ; l’algorithme comprenant les étapes récurrentes suivantes : détermination (103) de ladite température instantanée ; arrêt (104, 105) du véhicule si ladite température instantanée n’est pas conforme à un critère (TL) ; ou, si la température est conforme : détermination (107,108) d’une décélération instantanée (D(t)) ; puis, comparaison (109) de la décélération instantané selon un critère (DN, DL) fonction d’une force de serrage cible instantanée (F(t)) ; puis, arrêt du véhicule (110) si la décélération n’est pas conforme audit critère ; ou, si la décélération est conforme, mais inférieure à la valeur nominale : accroissement (112, 113) de la force de serrage (F). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décélération instantanée est calculée (108) à partir de mesures successives (107) de vitesses instantanées de roue (WSS(t)). Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape (111) pour avertir un chauffeur du véhicule si la décélération instantanée est conforme au critère (DN, DL). Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’abaque une première courbe (DN) donnant une valeur de décélération nominale (D1), pour une force de serrage cible donnée (F1), et, une deuxième courbe (DL), donnant une valeur de décélération inférieure (D1), pour ladite force de serrage cible donnée (F1). Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les valeurs de décélération (D1, D2) données définissent le critère de conformité de la décélération instantanée (D(t)), de sorte que ladite décélération instantanée est conforme au critère lorsqu’elle est comprise entre lesdites valeurs données (D1,D2).