Brevet FR3153786A1 — publié le 20250411

Procédé de commande d’un frein de stationnement de véhicule configuré pour serrer un moyen de friction sur un organe de freinage, comprenant les étapes suivantes : - détection (22) d’une requête de serrage du frein, - en fonction des conditions de stationnement du véhicule, détermination d’une valeur cible d’effort de serrage permettant de maintenir ledit véhicule immobile, - actionnement du frein de manière à fournir un effort de serrage correspondant à la valeur cible, caractérisé en ce que l’étape de détermination d’une valeur d’effort de serrage cible comprend les étapes suivantes : - détermination d’une première valeur d’effort de serrage, permettant de maintenir ledit véhicule immobile pendant une durée illimitée, même après relâchement du frein, - vérification (23) de la présence d’un conducteur au poste de conduite du véhicule, - en cas de présence du conducteur à son poste de conduite, utilisation (24), comme valeur cible d’effort de serrage, d’une deuxième valeur strictement inférieure à la première valeur d’effort de serrage, - sinon, utilisation (25), comme valeur cible d’effort de serrage, de la première valeur d’effort de serrage. Figure 3 Procédé de commande d’un frein de stationnement de véhicule L’invention se rapporte à un procédé de commande d’un frein de stationnement, aussi appelé frein de parking, pour véhicule automobile. Un frein comprend en général des moyens de friction et un organe d’actionnement, également appelé actionneur, apte à déplacer les moyens de friction en direction d’un organe de freinage fixé à une roue du véhicule. L’actionneur a pour but de mettre les moyens de friction, par exemple des garnitures d’un frein à tambour ou des plaquettes d’un frein à disque, en contact avec l’organe de freinage pour freiner le véhicule par friction et de les écarter de l’organe de freinage dans le but de cesser le freinage. Lorsque le système de freinage est un frein à disque, l’organe de freinage est formé par un disque solidaire en rotation de la roue. Dans le cas d’un frein à tambour, l’organe de freinage est formé par un tambour solidaire en rotation de la roue. Le frein de stationnement est constitué par la combinaison des moyens de friction et d’un actionneur qui peut être commandé en dehors des phases de roulage du véhicule, pour bloquer au moins certaines de ses roues – en général, les roues arrière – à l’aide des moyens de friction et ainsi maintenir le véhicule immobile. Pendant de nombreuses années, l’actionneur a été mécanique. Il est désormais électrique et consiste en un moteur électrique avec son dispositif électronique de pilotage, ce qui présente de nombreux avantages. Tout d’abord, le frein de stationnement à actionneur électrique présente un encombrement réduit par rapport au frein de stationnement mécanique. En outre, le frein de stationnement à actionneur électrique peut être utilisé non seulement pour le stationnement, mais aussi comme moyen de secours pour le freinage dynamique pendant le roulage du véhicule. L’utilisation d’un frein de parking électrique est aussi plus simple pour l’utilisateur du véhicule. Lorsqu’un utilisateur souhaite immobiliser son véhicule en stationnement, il lui suffit de commander le serrage du frein, commande qui peut être explicite, par pression d’un bouton par exemple, ou implicite, par détection d’une vitesse nulle et d’un arrêt moteur. Inversement, pour remettre le véhicule en mouvement, il lui suffit de desserrer le frein de parking électrique, commande qui peut de nouveau être explicite, comme appuyer sur un bouton, ou implicite, comme accélérer et embrayer. Pour son utilisation en tant que frein de stationnement, l’actionneur électrique est préréglé pour assurer le maintien en position du véhicule quelles que soient les circonstances, compte tenu de son poids et éventuellement de la pente de la chaussée sur laquelle se trouve le véhicule. Le serrage tient compte notamment de la baisse de température du frein qui fait suite à l’arrêt du véhicule, puisqu’il est connu que cette baisse de température peut entrainer un relâchement de la force de serrage. Pour éliminer le risque que la force de serrage ne devienne trop faible pour empêcher un mouvement indésirable du véhicule, on serre donc le frein à une force de serrage supérieure au strict nécessaire, pour ménager une marge de sécurité telle que le relâchement dans le temps de la force de serrage initiale ne la fasse pas passer en dessous d’une force de serrage minimale nécessaire pour retenir le véhicule. Un inconvénient de ce serrage préréglé est qu’il est souvent excessif, surtout lorsque le véhicule n’est stationné que pour quelques secondes, par exemple au niveau d’un feu de circulation routière. Les inventeurs ont étudié l’impact de cet excès. Ils ont découvert qu’il en résulte une usure prématurée du frein et une surconsommation d’énergie significatives. La sécurité doit bien entendu primer, mais la présente invention vise à résoudre ce problème d’usure prématurée et de surconsommation d’énergie sans pour autant dégrader la sécurité de la fonction de freinage de stationnement. En outre, le fait d’utiliser une valeur de serrage élevée allonge le temps nécessaire pour libérer le frein lorsque le véhicule doit se remettre en mouvement. Ce temps long peut engendrer un à-coup qui nuit au confort des passagers et peut gêner le conducteur, qui peut s’attendre à une meilleure réactivité du véhicule. A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de commande d’un frein de stationnement de véhicule configuré pour serrer un moyen de friction sur un organe de freinage, comprenant les étapes suivantes : - détection d’une requête de serrage du frein, - en fonction des conditions de stationnement du véhicule, détermination d’une valeur cible d’effort de serrage permettant de maintenir ledit véhicule immobile, - actionnement du frein de manière à fournir un effort de serrage correspondant à la valeur cible, caractérisé en ce que l’étape de détermination d’une valeur d’effort de serrage cible comprend les étapes suivantes : - détermination d’une première valeur d’effort de serrage, permettant de maintenir ledit véhicule immobile pendant une durée illimitée, même après relâchement du frein, - vérification de la présence d’un conducteur au poste de conduite du véhicule, - en cas de présence du conducteur à son poste de conduite, utilisation, comme valeur cible d’effort de serrage, d’une deuxième valeur strictement inférieure à la première valeur d’effort de serrage, - sinon, utilisation, comme valeur cible d’effort de serrage, de la première valeur d’effort de serrage. Ainsi, il est possible de réduire la force de serrage d’un frein de stationnement lorsque le conducteur est présent dans le véhicule. On peut ainsi éviter de fournir une force de serrage trop élevée contribuant à l’usure prématurée du frein, plus particulièrement des moyens de friction. Grâce au procédé proposé, on peut donc augmenter la durée de vie du frein tout en réduisant la consommation d’énergie lors du freinage. L‘étape de détermination d’une première valeur d’effort de serrage permet d’évaluer une force minimale requise pour le maintien à l’arrêt du véhicule quelles que soient les conditions de stationnement du véhicule, pour une durée illimitée. De manière avantageuse, les pires conditions possibles sont considérées de sorte que la force minimale déterminée soit suffisamment élevée pour assurer l’immobilité du véhicule en toute sécurité. La première valeur d’effort de serrage peut provenir d’abaques ou de tables pré-enregistrées dans un calculateur numérique du véhicule. Ensuite, la présence du conducteur au poste de conduite est vérifiée. Par cette étape, on comprend que le véhicule ne requiert pas d’être maintenu à l’arrêt tout seul, c’est-à-dire sans supervision humaine. En effet, la présence du conducteur déduit que celui-ci est apte à intervenir en cas de besoin. Une fois la présence du conducteur confirmée, une deuxième valeur d’effort de serrage est déterminée, qui est utilisée comme valeur cible pour effecteur le serrage. Cette valeur est strictement inférieure à la première valeur, elle est choisie pour éviter l’utilisation d’une force de serrage excessive et pour réduire la consommation d’énergie sans pour autant compromettre la sécurité de freinage. On comprend que le conducteur au poste de conduite assure la sécurité du freinage car le conducteur peut intervenir en cas de besoin, par exemple lorsque la valeur cible de serrage choisie devient insuffisante. Grâce à l’effort de serrage réduit et cette force de serrage réduite, le temps nécessaire pour libérer le frein, lorsque le véhicule doit se remettre en mouvement, est aussi avantageusement réduit. Par ailleurs, dans le cas où le conducteur n’est pas présent au poste de conduite, le freinage de stationnement suit la procédure habituelle, c’est-à-dire que la première valeur d’effort déterminée est utilisée comme valeur cible pour le maintien à l’arrêt du véhicule. En effet, sans la supervision du conducteur, la force de serrage doit être élevée pour assurer la sécurité du véhicule et éviter qu’il se mette accidentellement en mouvement. Le procédé de freinage peut en outre comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison : – Les conditions de stationnement du véhicule sont au moins la pente de la route sur laquelle se trouve le véhicule et la température des moyens de friction et/ou de l'organe de friction. – La pente est déterminée par un capteur d’inclinaison, appelé inclinomètre, ou par un ordinateur de bord du véhicule. – La valeur de la pente est une valeur absolue. – La température est déterminée par estimation en fonction d’une commande de freinage appliquée par le conducteur sur le frein de stationnement. De façon alternative ou en combinaison, la température est déterminée au moyen d’un capteur de température, avantageusement disposée proche des roues. Ainsi la valeur cible d’effort de serrage varie en fonction des conditions de pente et de température, afin d’optimiser la force de serrage requise pour l’immobilisation du véhicule, par exemple lorsqu’il doit être maintenu à l’arrêt sur une pente nulle ou faible présentant une faible inclinaison, par exemple une inclinaison inférieure à 13%. Dans ce cas de figure, la première valeur d’effort de serrage déterminée est faible, par exemple autour de 10kN, et la deuxième valeur est avantageusement réduite par rapport à la première valeur. On optimise donc la consommation d’énergie en évitant de fournir une force de serrage excessive et de sur-solliciter le frein pour immobiliser le véhicule. De la même manière, pour une température peu élevée, par exemple inférieure à 150°C, la valeur cible d’effort de serrage est optimisée. – L’écart entre la deuxième valeur d‘effort de serrage et la première valeur d’effort de serrage est compris entre X% et Y% de la première valeur d’effort de serrage, de préférence d’au moins Z%. On remarque ainsi une réduction considérable de la force de serrage. – L’étape de vérification de la présence du conducteur à son poste de conduite est réalisée en continu. Cette étape de vérification constitue une étape de sécurité. Elle est réalisée en continu pour s’assurer que le conducteur est bien présent pour intervenir en cas de besoin, par exemple en cas d’un relâchement accidentel du serrage. Cette étape est d’autant plus importante pour des voitures comprenant un frein de stationnement électrique configuré pour activer le freinage lorsqu’une vitesse nulle est détectée. En effet, la continuité de l’étape de vérification permet indirectement de distinguer un stationnement d’un freinage momentané, par exemple lorsque le véhicule est maintenu à l’arrêt à un feu. En fonction de cette distinction, le véhicule est maintenu avec un effort de serrage élevé de sécurité (première valeur d’effort de freinage) ou avec un effort de serrage réduit (deuxième valeur d’effort de serrage) dont la sécurité est assurée par le conducteur. – La vérification de la présence du conducteur à son poste de conduite est réalisée au regard d’un signal basé sur au moins un des critères suivants : détection d’une mise au contact du véhicule, détection d’un état ouvert ou fermé de la portière côté conducteur, détection visuelle du conducteur, détection d’un verrouillage de la ceinture côté conducteur, détection d’une masse sur le siège côté conducteur, détection d’une force exercée sur la pédale d’accélération et/ou de frein. La détection basée sur ces différents critères est réalisée au moyen de différents capteurs intégrés dans le véhicule. La liste ci-dessus permet non seulement de vérifier la présence du conducteur, mais également de confirmer une présence active et opérationnelle du conducteur, c’est-à-dire que le conducteur est présent dans le véhicule au cours d’une conduite ou de manière à pouvoir intervenir dans le procédé de freinage en cas de besoin. Par exemple, lorsque la ceinture est déverrouillée, on pourrait en déduire que le conducteur n’est pas présent ou va sortir du véhicule et donc qu’une valeur d’effort de serrage élevée serait requise pour immobiliser le véhicule. – Le signal est par exemple le signal PbcInDriveAwayIntentionIndication, de la recommandation VDA305-100 v3 v2018 de l’association allemande de l’industrie automobile. La recommandation VDA305-100 est une recommandation généralement connue qui explique l’intégration des commandes de freins dans un correcteur électronique de trajectoire (ou « ESC » pour « Electronic Stability Control ») qui est un équipement de sécurité active d’antidérapage destiné à améliorer le contrôle de trajectoire du véhicule. Le signal PbcInDriveAwayIntentionIndication est cité à titre d’exemple, un autre type de signal remplissant les exigences des recommandations liées aux commandes de freins, peut être envisagé. L’invention a également pour objet un calculateur numérique comprenant une mémoire et un processeur relié à cette mémoire, caractérisé en ce que ladite mémoire contient une suite d’instructions qui, lorsqu’elles sont exécutées par ledit processeur, mettent en œuvre le procédé décrit ci-dessus. L’invention a aussi pour objet un support de mémoire contenant une suite d’instructions pour la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 est une vue de dessous d’un véhicule automobile muni de ses freins, FIG. 2 est une vue de côté du véhicule de la FIG. 1 stationné sur une pente, FIG. 3 est un organigramme illustrant l’algorithme exécuté par le calculateur numérique pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Description détaillée On a représenté, sur les figures 1 et 2, un véhicule 1 stationné sur une pente 2. Le véhicule est muni de quatre roues, deux roues avant 5, 6 et deux roues arrière 7, 8, montées respectivement sur deux essieux 3 et 4. Au moins les deux roues arrière 7 et 8 sont équipées de freins de stationnement selon un mode de réalisation de l’invention. Chaque frein de stationnement comprend un actionneur électrique 16 et des moyens de friction 14 agissant sur un disque 12 solidaire de la roue correspondante. Un calculateur numérique 20 est relié aux deux actionneurs électriques 16 pour leur envoyer des signaux de commande destinés à piloter le moteur (non représenté) des moyens de friction 14. Un organe de commande de freinage 18 de stationnement est matérialisé par un interrupteur sur la figure. Cet organe n’est pas nécessairement un organe physique. Il peut être constitué par un signal logique issu d’un ordinateur de bord. Par exemple, l’ordinateur de bord du véhicule peut être programmé pour activer le frein de stationnement lorsque le conducteur coupe le moteur et que la vitesse du véhicule est nulle. Comme cela est connu, lorsqu’une requête de freinage en stationnement est fournie par l’organe de commande 18, le calculateur numérique 20 détecte cette requête de serrage du frein et récupère les informations traduisant les conditions de stationnement du véhicule, à savoir en particulier l’inclinaison de la route sur laquelle se trouve le véhicule, comme on le voit sur la FIG. 2 . Cette information d’inclinaison peut provenir de l’ordinateur de bord du véhicule ou être mesurée par un inclinomètre spécifiquement prévu à cet effet. A partir de ces conditions de stationnement, le calculateur numérique détermine une première valeur cible d’effort serrage permettant de maintenir ledit véhicule immobile pendant une durée illimitée. La valeur ainsi déterminée peut provenir d’abaques ou de tables pré-enregistrées dans le calculateur. Par exemple, si le véhicule pèse 2500 kg et que la pente sur laquelle il est stationné a une inclinaison de 10% (soit environ 5,7 degrés par rapport à l’horizontale), la première valeur cible est de 18,5kN. Avec un tel effort de serrage, même avec un relâchement dans le temps en raison du refroidissement des moyens de friction, le blocage des roues serait assuré. Conformément à l’invention, au lieu d’envoyer cette première valeur d’effort de serrage comme consigne aux actionneurs 16, le calculateur numérique 20 procède à une vérification de la présence d’un conducteur au poste de conduite du véhicule. Cette vérification n’est pas effectuée directement par le calculateur numérique 20. L’information de présence du conducteur est fournie par l’ordinateur de bord (non représenté) ou par des capteurs spécifiques (non représentés) prévus à cet effet dans l’habitacle ou sur les pédales, manettes, boutons et volant susceptibles d’être manipulés par le conducteur. Différents signaux peuvent traduire la présence du conducteur au poste de pilotage du véhicule : détection d’une mise au contact du véhicule, détection d’un état ouvert ou fermé de la portière côté conducteur, détection visuelle du conducteur, détection d’un verrouillage de la ceinture côté conducteur, détection d’une masse sur le siège côté conducteur, détection d’une force exercée sur la pédale d’accélération et/ou de frein. Ainsi, le calculateur numérique exécute l’algorithme illustré par la FIG. 3 . A l’étape 21, le frein est relâché. Aucun freinage de parking n’est demandé. A l’étape 22, le calculateur teste l’état de l’organe de commande 18. Si ce dernier est positionné pour signaler une requête de freinage de stationnement, le procédé continue à l’étape suivante 23. Sinon, il boucle sur l’étape 21. A l’étape 23, le calculateur détermine si le conducteur se trouve au poste de pilotage du véhicule. Comme déjà expliqué, cette information est fournie au calculateur par des moyens externes. Si c’est le cas, le procédé se poursuit à l’étape 24. Sinon, il se poursuit à l’étape 25. Etape 24 : la présence du conducteur à son poste de conduite est confirmée. Le calculateur numérique 20 réduit la première valeur cible de serrage d’un montant prédéfini, pour obtenir une deuxième valeur cible de serrage. C’est cette deuxième valeur cible qui est envoyée comme valeur de consigne aux actionneurs 16. Etape 25 : La présence du conducteur n’est pas confirmée, c’est la première valeur cible qui est envoyée comme valeur de consigne. La réduction appliquée à la première valeur cible est issue d’une table de valeurs dont un exemple est fourni dans le [tableau 1] suivant, où l’on voit que non seulement la pente du stationnement est prise en compte, mais aussi la température des moyens de friction. Grâce à cette réduction de la valeur de consigne, on évite une sollicitation excessive des freins et on augmente ainsi leur durée de vie. En outre, l’énergie requise pour actionner le frein de stationnement avec une valeur de serrage modérée réduit la quantité d’énergie nécessaire à cet actionnement. L’énergie ainsi économisée a été estimée à plus de 40% en moyenne pour un véhicule utilisé dans des conditions ordinaires. A titre de comparaison, le tableau suivant présente les valeurs de force de serrage, de durée d’application, de temps de libération et d’énergie consommée dans le cas de l’état de la technique et dans le cas de l’invention. On voit en particulier qu’outre la réduction d’énergie consommée, le délai de libération du frein est plus court grâce à l’invention, ce qui améliore la réactivité du véhicule aux sollicitations du conducteur. Invention Etat de la technique Valeur cible d’effort 9500N 14500N Force de serrage 9769N 14552N Durée d’application 0.87s 0.99s Délai de libération 0.82s 1.04s Energie consommée (application + libération) 33.05J 57.01J L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Liste de références 1 : véhicule 2 : pente 3 : essieu avant 4 : essieu arrière 5, 6 : roues avant 7, 8 : roues arrière 10 : disque de frein avant 12 : disque de frein arrière 14 : moyens de friction 16 : actionneur électrique de frein de stationnement 18 : organe de commande de freinage de stationnement 20 : calculateur numérique 21-25 : étapes d’algorithme Procédé de commande d’un frein de stationnement de véhicule configuré pour serrer un moyen de friction (14) sur un organe de freinage (10, 12), comprenant les étapes suivantes : - détection (22) d’une requête de serrage du frein, - en fonction des conditions de stationnement du véhicule (1), détermination d’une valeur cible d’effort de serrage permettant de maintenir ledit véhicule immobile, - actionnement du frein de manière à fournir un effort de serrage correspondant à la valeur cible, caractérisé en ce que l’étape de détermination d’une valeur d’effort de serrage cible comprend les étapes suivantes : - détermination d’une première valeur d’effort de serrage, permettant de maintenir ledit véhicule immobile pendant une durée illimitée, même après relâchement du frein, - vérification (23) de la présence d’un conducteur au poste de conduite du véhicule (1), - en cas de présence du conducteur à son poste de conduite, utilisation (24), comme valeur cible d’effort de serrage, d’une deuxième valeur strictement inférieure à la première valeur d’effort de serrage, - sinon, utilisation (25), comme valeur cible d’effort de serrage, de la première valeur d’effort de serrage. Procédé de frein selon la revendication précédente, dans lequel les conditions de stationnement du véhicule (1) sont au moins la pente (2) de la route sur laquelle se trouve le véhicule (1) et la température des moyens de friction (14) et/ou de l'organe de friction (10,12). Procédé de frein selon l’une quelconque des revendications précédentes, selon lequel l’écart entre la deuxième valeur d‘effort de serrage et la première valeur d’effort de serrage est compris entre X% et Y% de la première valeur d’effort de serrage, de préférence d’au moins X1%. Procédé de frein selon l’une quelconque des revendications précédentes, selon lequel l’étape de vérification (23) de la présence du conducteur à son poste de conduite est réalisée en continu. Procédé de frein selon l’une quelconque des revendications précédentes, selon lequel la vérification (25) de la présence du conducteur à son poste de conduite est réalisée au regard d’un signal basé sur au moins un des critères suivants : détection d’une mise au contact du véhicule (1), détection d’un état ouvert ou fermé de la portière côté conducteur, détection visuelle du conducteur, détection d’un verrouillage de la ceinture côté conducteur, détection d’une masse sur le siège côté conducteur, détection d’une force exercée sur la pédale d’accélération et/ou de frein. Procédé de frein selon la revendication précédents, selon lequel le signal est le signal PbcInDriveAwayIntentionIndication, de la recommandation VDA305-100 v3 v2018 de l’association allemande de l’industrie automobile. Calculateur Numérique (20) comprenant une mémoire et un processeur relié à cette mémoire, caractérisé en ce que ladite mémoire contient une suite d’instructions qui, lorsqu’elles sont exécutées par ledit processeur, mettent en œuvre le procédé selon l’une quelconques des revendications 1 à 6. Support de mémoire contenant une suite d’instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconques des revendications 1 à 6.