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WO2025068380A1 - Procede de surveillance d'un taux de particules emises par une unite de frein, et systeme associe - Google Patents

Procede de surveillance d'un taux de particules emises par une unite de frein, et systeme associe Download PDF

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Publication number
WO2025068380A1
WO2025068380A1 PCT/EP2024/077080 EP2024077080W WO2025068380A1 WO 2025068380 A1 WO2025068380 A1 WO 2025068380A1 EP 2024077080 W EP2024077080 W EP 2024077080W WO 2025068380 A1 WO2025068380 A1 WO 2025068380A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
rate
brake unit
particles
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/077080
Other languages
English (en)
Inventor
Loïc ADAMCZAK
Adrien MAISTRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tallano Technologie SAS
Original Assignee
Tallano Technologie SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tallano Technologie SAS filed Critical Tallano Technologie SAS
Publication of WO2025068380A1 publication Critical patent/WO2025068380A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/221—Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for monitoring a rate of particles emitted by a brake unit installed in a vehicle, and an associated system.
  • PEMS system is bulky, which is why it cannot be permanently installed in the vehicle. Therefore, the PEMS system does not meet other standards that require the vehicle to be equipped with on-board sensors capable of detecting and measuring pollutant emissions. The objective of such standards is to be able to monitor the level of pollutant emissions not only during tests under real driving conditions, but also throughout the vehicle's entire service life.
  • polluting particles can come from the vehicle's exhaust pipe, but also from the vehicle's braking operations, in particular from the friction of a brake pad on a brake disc.
  • This disclosure improves the situation.
  • a method for monitoring a rate of particles emitted by a brake unit installed in a vehicle comprising: - measuring, on a brake bench or a roller bench, the rate of particles coming from the brake unit under one or more predetermined braking conditions; - establish a chart including, for each predetermined braking condition, a maximum rate of particles coming from the brake unit; - measuring the rate of particles emitted by the brake unit during actual use of the vehicle equivalent to one of the predetermined braking conditions, called the current braking condition; - verifying whether the rate of particles emitted by the brake unit during said actual use of the vehicle is less than or equal to said maximum rate of particles emitted in said current braking condition, or whether the rate of particles emitted by the brake unit during said actual use is greater than said maximum rate of particles emitted in said current braking condition.
  • each predetermined braking condition may be characterized by one or more parameters, for example relating to the vehicle.
  • parameters for example relating to the vehicle.
  • the vehicle operates with values of these parameters equal to those of one of the predetermined braking conditions.
  • the chart can be established from the values of the maximum particle rate from the brake unit for each predetermined braking condition tested on a brake bench or roller.
  • the value of the maximum particle rate obtained for each predetermined braking condition corresponds to the value of the particle rate from the brake unit above which the particle emission level is non-compliant with the applicable regulations and standards.
  • a particle rate emitted by the brake unit during said actual use higher than the maximum rate compiled in the chart for the current braking condition shows that the vehicle is more polluting than the limits accepted by the applicable regulations and standards.
  • the brake unit used when measuring particles on a brake bench or roller test bench may be a different brake unit than that installed on the vehicle, the two brake units being similar or identical.
  • a WLTP braking cycle can be used, without this being limiting.
  • the brake or roller test bench may be equipped with a measuring device, for example one or more sensors, for determining the rate of particles originating from the brake unit during each predetermined braking condition. In other cases, the rate of particles originating from the brake unit during each predetermined braking condition may be determined from one or more sensors on board the vehicle. Each sensor on the test bench (brake or roller test bench), or on board the vehicle, may be a sensor for counting particles originating from the brake unit during each predetermined braking condition. Alternatively, each sensor may be configured to measure an airborne concentration of particles originating from the brake unit during each predetermined braking condition.
  • the particle rate from the brake unit under each predetermined braking condition is obtained.
  • this particle rate may be accompanied by an associated standard deviation.
  • the vehicle can be a road vehicle (car, bus, heavy goods vehicle, etc.) or a rail vehicle (train, tram, metro, etc.).
  • the brake unit is, for example, a friction brake unit.
  • the brake unit may comprise a brake pad and a rotating element.
  • the rotating element is, for example, a brake disc rotated by a wheel of the vehicle.
  • two pads, each on one side of the disc, are advantageously provided.
  • Each pad may comprise a lining and a shoe.
  • the rotating element is a wheel of the vehicle.
  • the lining is made of friction material.
  • each pad is generally at a distance from the rotating element, while during braking phases, the lining of each pad comes into contact with the rotating element. Friction between the lining and the disc can create particles, which are notably polluting particles, for example fine particles.
  • a particle capture system can be provided in the vehicle to prevent polluting particles from being released into the environment.
  • the said maximum rate of particles from the brake unit obtained during the brake bench or roller tests can be corrected by coefficients defined in the global technical regulations applicable to wheeled vehicles, also known as GTR (from the English “Global Technical Regulations”) approved by the United Nations.
  • the method may further comprise reproducing an alert signal when the rate of particles emitted by the brake unit during said actual use is greater than said maximum rate of particles emitted under said current braking condition.
  • the warning signal thus makes it possible to inform a user of the vehicle when the rate of particles emitted by the brake unit during actual use of the vehicle is higher than the maximum rate of particles emitted in said current braking condition.
  • the warning signal may include a visual signal, for example the lighting of a light device provided in the vehicle, in particular in its cabin.
  • the warning signal may include an auditory signal, for example the reproduction of a sound inside the cabin of the vehicle.
  • a system configured to block the movement of the vehicle may be provided.
  • the measurement of the rate of particles emitted by the brake unit during said actual use of the vehicle can be made from a first sensor on board the vehicle.
  • the first on-board sensor can also be used to make measurements on a brake bench or roller bench.
  • the brake bench or roller bench includes its own sensor to measure the particle rate coming from the brake unit.
  • each sensor can detect particles with different sizes or maximum sizes.
  • each predetermined braking condition may include at least one of the following parameters: - initial speed of the vehicle at the start of braking; and/or - final speed of the vehicle at the end of braking; and/or - braking deceleration; and/or - inertia at a wheel of the vehicle; and/or - torque to said wheel; and/or - assembly formed by a pad, and/or a brake disc and/or a caliper of the brake unit; and/or - activation or deactivation of a particle capture system possibly installed in the vehicle.
  • These parameters can be configured and monitored from a computer connected to the brake dynamometer or the vehicle being tested on a chassis dynamometer. For example, an operator testing the brake unit on the brake dynamometer or chassis dynamometer enters into the computer the value of some or each of these parameters associated with the predetermined braking condition being tested. These values can then be communicated by the computer to the brake dynamometer or chassis dynamometer. Such communication can be done, for example, via a CAN data bus. The brake dynamometer or chassis dynamometer is then activated to operate the brake unit according to the parameter values of the predetermined braking condition being tested at each time.
  • one of the parameters that can characterize each predetermined braking condition is the torque present at the vehicle wheel.
  • one or more specific sensors can be used.
  • the wheel inertia may be estimated from at least one of the following parameters: - pressure on one or more shock absorbers installed in the vehicle; and/or - fuel level in the vehicle; and/or - mechanical power supplied by a vehicle engine; and/or - number of users on board the vehicle: and/or - weight of a vehicle load; and/or - presence or absence of a trailer attached to the vehicle.
  • the number of users on board the vehicle can be determined, for example, by detecting the number of seat belts that are fastened.
  • the number of users on board during actual use of the vehicle can be determined from the detection of a weight greater than or equal to a determined value on each seat, or portion of seat in the case of bench seats.
  • the vehicle load weight can be determined from a sensor installed on axles connecting each wheel to the vehicle.
  • the method may further comprise measuring the level of particles present in the environment before and/or during and/or after the vehicle is operating according to said actual use equivalent to said current braking condition.
  • the rate of particles present in the atmosphere before, and/or during, and/or after the use of the brake unit in the predetermined braking condition(s) and which are not due to this use. This also avoids counting as emissions from the monitored brake unit any particles which are present in the atmosphere for reasons unrelated to carrying out the measurements on the brake bench or roller bench in the predetermined braking condition(s).
  • the rate of particles present in the atmosphere for reasons unrelated to the bench tests has been taken into account to establish the chart, it is also possible to measure the rate of particles present in the environment for reasons unrelated to the actual use equivalent to said current braking condition. The rate of particles emitted during said actual use is thus more comparable to the maximum rate of particles associated with said current braking condition.
  • a second sensor different from said first sensor is used.
  • the second sensor can be installed at the front of the vehicle, for example in the radiator. Also, when this second sensor makes measurements during the actual use of the vehicle equivalent to the current braking condition, said second sensor does not see the particles emitted by the brake unit, so that it only measures the particles present in the environment for other reasons.
  • said first sensor is configured to measure the level of particles present in the environment before the vehicle operates according to the actual use equivalent to the current braking condition. In such a case, the first sensor is preferably positioned on a position in the vehicle that has direct contact with the ambient air.
  • a system for implementing the method as described above comprising a first sensor configured to measure the rate of particles emitted by the brake unit during actual use of the vehicle equivalent to said current braking condition.
  • the first sensor makes it easy to implement the method described above.
  • the first sensor is also configured to measure on the brake or roller bench the particle rate from the brake unit under each predetermined braking condition.
  • said first sensor may be embedded in the vehicle.
  • the first sensor is installed in the airflow downstream of a brake. With the sensor embedded in the vehicle, the rate of particles emitted by the brake unit may be measured throughout the useful life of the vehicle.
  • said first sensor can be installed near the brake unit, in particular in an area of homogeneous concentration of particles emitted by the brake unit.
  • homogeneous it is meant here that the variation in the concentration of particles emitted by the brake unit is zero or negligible within a radius around the sensor 30 equal to a determined value, for example 50 cm.
  • the first sensor is located at a distance from the brake unit substantially equal to the distance separating the brake unit from the sensor used on a brake bench or roller bench to measure the particle levels coming from the brake unit under the predetermined braking conditions.
  • the position of the first sensor in the vehicle can be optimized by fluid mechanics calculations or by analyzing particle trajectories on a brake or roller bench.
  • the first sensor is a sensor for determining the rate of particles originating from the brake unit during actual vehicle operation.
  • the first sensor may be a sensor for counting particles originating from the brake unit during each predetermined braking condition.
  • the sensor may be configured to measure an airborne concentration of particles originating from the brake unit during actual vehicle operation.
  • this sensor may correspond to the first sensor or be another sensor also installed in the vehicle.
  • the system may further comprise a second sensor configured to measure the level of polluting particles present in the environment before and/or during and/or after the vehicle operates according to said actual use equivalent to said current braking condition. It is thus possible to determine what is the level of polluting particles in the environment which are not due to said actual use of the vehicle. It is thus possible to zero the emission measurement of the brake unit before each braking phase of the vehicle.
  • the second sensor is installed at the front of the vehicle, for example in the radiator.
  • the front of the vehicle is to be interpreted here according to the forward direction of travel of the vehicle.
  • the first sensor may be placed in the vehicle at a position enabling the level of pollutant particles present in the environment to be measured before the vehicle operates according to said actual use equivalent to said current braking condition.
  • a single sensor, in this case said first sensor, would then be sufficient to zero the emission measurement of the brake unit before each braking phase of the vehicle.
  • said first sensor can be configured to measure the rate of particles emitted by a plurality of brake units during actual use of the vehicle equivalent to said current braking condition.
  • a single sensor thus makes it possible to measure this rate of particles for several brake units, thereby reducing the size of the system.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a brake unit for a motor vehicle according to an exemplary embodiment and of an exemplary system for implementing a method for monitoring a rate of particles emitted by this brake unit.
  • FIG. 1 shows a schematic view of the brake unit of the , of a particle capture system according to an exemplary embodiment, and of another exemplary system for implementing a method for monitoring a rate of particles emitted by this brake unit.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method for monitoring a rate of particles emitted by the brake unit of figures 1 and 2 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method for monitoring a rate of particles emitted by the brake unit of figures 1 and 2 according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method for monitoring a rate of particles emitted by the brake unit of figures 1 and 2 according to yet another exemplary embodiment.
  • the brake unit 10 is for example a friction brake unit.
  • the brake unit 10 comprises a brake pad 12 and a rotating element 14.
  • the pad 12 comprises a lining and a base or lining carrier.
  • the lining is made of friction material, also called “ferodo", and fixed to the base or lining carrier.
  • the rotating element 14 is rotated about an axis of rotation A when the vehicle is in motion.
  • the rotating element 14 is, for example, a wheel of the vehicle or a disc thereof rotated about the axis A by the wheel.
  • the rotating element 14 is, for example, made of a metallic material.
  • the plate 12, in particular its lining is opposite, in a direction substantially parallel to the axis of rotation A, the rotating element 14.
  • the plate 12, in particular its lining could be opposite a radially external surface of the rotating element 14.
  • radial is meant here in a direction substantially perpendicular to the axis of rotation A.
  • the plate 12 is configured to, outside the braking phases of the vehicle, be at a distance from the rotating element 14, and, during the braking phases of the vehicle, come with its lining bearing on the rotating element 14.
  • the rotating element 14 when the lining of the pad 12 is opposite, in a direction substantially parallel to the axis of rotation A, the rotating element 14, a second pad, not visible in the figures but similar or identical to this pad 12, is located on the other side of the rotating element 14.
  • the second pad is advantageously aligned with the pad 12 in a direction substantially parallel to the axis of rotation A.
  • the two pads sandwich the rotating element 14 during the braking phases of the vehicle.
  • the support of the pad 12, or of the two pads, on the rotating element 14 generates a friction force between the lining of each pad and the rotating element 14 which progressively reduces the rotational speed of the rotating element 14, until it eventually stops completely.
  • the friction between the lining of each pad and the rotating element 14 causes wear of the rotating element 14 and of the friction material of the lining, which generates particles.
  • particles are generally pollutants.
  • the polluting particles generated are fine particles.
  • a particle capture system 16 is provided in the vehicle.
  • the capture system 16 comprises, for example, a vacuum source 18 and a pneumatic circuit 20.
  • Each pad of the brake unit 10 is connected to the vacuum source 18 via the pneumatic circuit 20.
  • the vacuum source 18 comprises an electric motor 22 and a suction turbine 24 which is driven by this electric motor 22.
  • the vacuum source 18 is capable of sucking, through the pneumatic circuit 20, the particles emitted by the wear of the linings and the rotating element 14.
  • a method 100, 110 will be described for monitoring a rate of particles emitted by the brake unit 10 according to two exemplary embodiments shown diagrammatically in FIGS. 3 and 4.
  • the particles are in particular the polluting particles generated by the friction between the lining of each pad 12 and the rotating element 14.
  • rate is meant a total quantity or a volume concentration of these polluting particles emitted at each instant t or during a determined period of time.
  • rate is meant a concentration of such polluting particles in the air at each instant t or during a determined period of time.
  • the method 100 comprises a first step 101 of measuring the emissions of the particles originating from the brake unit 10 on a brake bench or a roller bench under a plurality of predetermined braking conditions.
  • the brake unit 10 is therefore tested on the brake bench or roller bench when it operates according to each of the predetermined braking conditions.
  • a WLTP braking cycle may be used, without this being limiting.
  • Each predetermined braking condition may be characterized by one or more parameters, for example relating to the vehicle.
  • Each predetermined braking condition may include at least one of the following parameters: - initial speed of the vehicle at the start of braking; and/or - final speed of the vehicle at the end of braking; and/or - braking deceleration; and/or - inertia at a wheel of the vehicle; and/or - torque at this wheel; and/or - assembly formed by the pad 12, and/or the brake disc 14 and/or a caliper of the brake unit; and/or - activation or deactivation of the particle capture system 16 possibly installed in the vehicle.
  • These parameters may be configured and monitored from a computer connected to the brake or roller test bench, without this being limiting.
  • an operator testing the brake unit 10 on the brake or roller test bench indicates on the computer the value of some or each of these parameters associated with the predetermined braking condition being tested.
  • These values are then communicated by the computer to the brake or roller test bench. Such communication may be done for example via a CAN data bus.
  • the brake or roller test bench is then activated to operate the brake unit 10 according to the values of the parameters of the predetermined braking condition being tested at each time.
  • one of the parameters that can characterize each predetermined braking condition is the torque present at the vehicle wheel.
  • one or more specific sensors can be used.
  • another parameter that can characterize each braking condition is the inertia at the vehicle wheel. This can be estimated from at least one of the following parameters: - pressure on one or more shock absorbers installed in the vehicle; and/or - fuel level in the vehicle; and/or - mechanical power supplied by a vehicle engine; and/or - number of users on board the vehicle: and/or - weight of the vehicle load; and/or - presence or absence of a trailer attached to the vehicle.
  • the brake or roller bench may be equipped with a device, for example one or more sensors, for determining the rate of particles originating from the brake unit 10 during each predetermined braking condition. In other cases, the rate of particles originating from the brake unit 10 during each predetermined braking condition may be determined from one or more sensors on board the vehicle. Each sensor of the brake or roller bench, or each sensor on board the vehicle, may be a sensor for counting particles originating from the brake unit 10 during each predetermined braking condition. Alternatively, each sensor may be configured to measure an airborne concentration of particles originating from the brake unit 10 during each predetermined braking condition.
  • the particle rate from the brake unit 10 is obtained in each predetermined braking condition.
  • this particle rate may be accompanied by an associated standard deviation.
  • the obtained particle rate can be considered the maximum particle rate from the brake unit 10 under the respective predetermined braking condition.
  • the particle rate from the brake unit 10 in each predetermined braking condition can be established after repeating step 101 a plurality of times in the corresponding predetermined braking condition. At each repetition, a particle rate from the brake unit 10 is obtained in the predetermined braking condition tested. It is thus possible to establish the maximum particle rate from the brake unit 10 in each predetermined braking condition. The maximum rate then corresponds to the largest particle rate value obtained during the different repetitions.
  • the sensor(s) installed in the brake or roller bench, or the sensor(s) on board the vehicle is/are for example a particulate matter sensor, for example type PM2.5 or PM10.
  • the method 100, 110 further comprises a step 102 of establishing a chart comprising, for each predetermined braking condition, the maximum rate of particles coming from the brake unit 10.
  • This chart is established from the values of the maximum particle rate coming from the brake unit 10 for each predetermined braking condition tested on a brake bench or rollers during step 101.
  • the value of the maximum particle rate obtained for each predetermined braking condition corresponds to the value of the particle rate coming from the brake unit 10 above which the particle emission level is non-compliant with the applicable regulations and standards.
  • the resulting chart constitutes a compilation of data in which, for each predetermined braking condition, the maximum particle rate from the brake unit 10 obtained during step 101 is recorded. Any particle rate value from the brake unit 10 equal to or lower than this maximum rate is considered to comply with the applicable regulations and standards.
  • the maximum rate of particles from the brake unit 10 obtained during step 101 can be corrected by coefficients defined in the global technical regulations applicable to wheeled vehicles, also known as GTR (from the English “Global Technical Regulations”) approved by the United Nations.
  • GTR global technical regulations applicable to wheeled vehicles
  • the chart obtained can include the values of the maximum rate of particles emitted by the brake unit 10 for a multitude of different predetermined braking conditions. The greater the number of predetermined braking conditions tested during step 101, the more complete the chart is.
  • the vehicle dashboard can be consulted.
  • the number of users on board the vehicle can be determined, for example, by detecting the number of seat belts that are fastened.
  • the number of users on board during actual use of the vehicle can be determined from the detection of a weight greater than or equal to a determined value on each seat, or portion of seat in the case of bench seats.
  • the weight of the vehicle load during actual use of the vehicle can be determined from a sensor installed on axles connecting each wheel to the vehicle
  • a first sensor 30, illustrated schematically in FIGS. 1 and 2 is installed in the vehicle.
  • the position of the sensor 30 in these figures 1 and 2 does not necessarily represent an actual position of the sensor 30 on the vehicle.
  • the sensor 30 can instead be positioned at several different locations on the vehicle.
  • the sensor 30 is installed in the air flow downstream of a brake.
  • the senor 30 is mounted in the vehicle near the brake unit 10, preferably in a position where the concentration of particles emitted by the brake unit 10 during the braking phases is homogeneous.
  • homogeneous it is meant here that the variation in the concentration of particles emitted by the brake unit 10 is zero or negligible within a radius around the sensor 30 equal to a determined value, for example 50 cm.
  • the sensor 30 is located at a distance from the brake unit 10 substantially equal to the distance separating the brake unit 10 from the sensor to measure the levels of particles emitted on a brake bench or roller test bench during step 101.
  • the comparability of the particle level results during actual use according to step 103 and during the brake bench or roller test bench tests according to step 101 is improved.
  • the sensor 30 can be mounted on the vehicle in a very heterogeneous particle emission zone, in particular near the fine particle emission front. It is also appropriate for the sensor 30 to be positioned at a location on the vehicle where it is protected from possible splashes of water or mud which may occur when the vehicle is moving.
  • this sensor may correspond to the first sensor 30 or be another sensor also installed in the vehicle.
  • the sensor 30 is a sensor for determining the rate of particles originating from the brake unit 10 during actual use of the vehicle equivalent to the current braking condition.
  • the sensor 30 may be a sensor for counting particles originating from the brake unit 10 or for measuring a concentration in the air of these particles during actual use of the vehicle equivalent to the current braking condition.
  • the sensor 30 may be a particulate matter sensor, for example of the PM2.5 or PM10 type.
  • each sensor 30 may be provided in the vehicle to measure the rate of particles emitted by the brake unit 10 during actual use equivalent to the current braking condition. In such a case, each sensor can detect particles having different sizes, or maximum sizes. Furthermore, since generally a brake unit 10 is provided for each rotating element 14 of the vehicle, each sensor 30 on-board the vehicle may be associated with a respective brake unit 10. Alternatively, a single sensor 30 may be associated with all the brake units 10. In this way, a single sensor 30 measures the rate of particles emitted by all the brake units 10, which makes it possible to reduce the size of the system.
  • brake unit 10 used when measuring particles on a brake bench or rollers may be another brake unit 10 than that installed on the vehicle, the two brake units being similar or identical.
  • the method 100, 110 can thus be implemented by OBM (On-board Monitoring) systems which continuously evaluate, for example, the particle emissions during the vehicle's service life.
  • OBM On-board Monitoring
  • RDE Real Drive Emission
  • the method 100, 110 comprises a step 104 comprising verifying that the rate of particles emitted by the brake unit 10 during actual use according to step 103 of the vehicle is less than or equal to the maximum rate of particles emitted in the current braking condition, or that the rate of particles emitted by the brake unit 10 during this actual use is greater than the maximum rate of particles emitted in the current braking condition.
  • step 104 the particle rate obtained during actual use according to step 103 is compared with the maximum particle rate value indicated on the chart for the current braking condition which was obtained during step 101.
  • step 103 If the particle rate obtained during step 103 is higher than the maximum rate indicated on the chart for the current braking condition, it is concluded that the particle rate emitted by the brake unit 10 does not comply with the applicable regulations and standards. If, on the contrary, the particle rate obtained during step 103 is lower than or equal to the maximum rate indicated on the chart for the current braking condition, it is concluded that the particle rate emitted by the brake unit 10 complies with the applicable regulations and standards.
  • a rate of particles emitted by the brake unit 10 during step 103 higher than the maximum rate compiled in the chart for the current braking condition shows that the vehicle is more polluting than the limits accepted by the applicable regulations and standards.
  • the vehicle may include a system for blocking movement of the vehicle based on the rate of particles emitted during actual use according to step 103. For example, if the rate of particles emitted exceeds the maximum rate of particles emitted under said current braking condition, a system configured to block movement of the vehicle may be activated.
  • the 110 process illustrated on the differs from the 100 process of the in that it comprises two additional steps 105 and 106.
  • Step 105 includes measuring the level of particles present in the environment before subjecting the brake unit 10 to each brake bench or roller test according to step 101 described above.
  • the measurement of this step 105 can be obtained by the same measuring device used for the measurements of step 101, or for another measuring device comprising for example also one or more sensor(s).
  • Step 105 makes it possible to know the level of particles present in the environment before carrying out each test according to step 101. Thus, it is possible to zero the emission measurement of the brake unit 10 before each test on a brake bench or roller bench. In this way, the maximum level of particles recorded on the chart for each predetermined braking condition does not take into account the particles already present in the environment before carrying out each test on a brake bench or roller bench in step 101.
  • step 105 may alternatively, or in addition, comprise measuring the level of particles present in the environment during and/or after each bench test carried out on the brake unit 10. Such measurements may also make it possible to set the measurement zero so that the maximum level of particles indicated on the chart does not take into account the particles present in the environment for reasons unrelated to the bench tests carried out. If this measurement is carried out during each bench test, it is preferable for the measuring device used to be placed in a position which does not see the particles emitted by the brake unit.
  • Step 106 includes measuring the level of particles present in the environment before the vehicle operates according to the actual use equivalent to the current braking condition, in accordance with step 103 described above.
  • step 105 may alternatively, or in a complementary manner, include measuring the level of particles present in the environment during and/or after the actual use according to step 103.
  • the measurement of the particle rate of step 106 is implemented by the on-board sensor 30.
  • the sensor 30 can be arranged in the vehicle at a position which puts it in direct contact with the external environment of the vehicle.
  • the sensor 30 can be arranged in the air flow downstream of the brake.
  • step 106 may be implemented by a second sensor 40, illustrated in the In certain cases, this sensor 40 also makes it possible to implement the measurement according to step 105, that is to say, the measurement of the rate of particles present in the environment before each test on a brake bench or rollers.
  • the position of sensor 40 on the is not representative of its true position in the vehicle, the sensor 40 being able to be positioned in several places in the latter.
  • the sensor 40 is arranged in the vehicle in a position which puts it in direct contact with the external environment of the vehicle.
  • the second sensor can for example be installed at the front of the vehicle, which also allows the sensor 40 not to see the particles emitted by the brake unit when the sensor 40 measures the particles present in the environment during actual use according to step 103.
  • This configuration with the first sensor 30 and the second sensor 40 makes it possible to place the sensor 30, responsible for measuring the rate of particles emitted during the actual use of step 103, in an optimal position in the vehicle for measuring the rate of particles emitted during this actual use, even if such a position is not directly in contact with the external environment of the vehicle. Indeed, the measurement of the rate of particles according to step 106 being carried out by the second sensor 40, the sensor 30 may not be directly in contact with the external environment of the vehicle.
  • Step 106 makes it possible to know what is the rate of particles present in the environment for reasons unrelated to the braking of the vehicle. This makes it possible to determine, when measuring the rate of particles emitted by the brake unit during actual use according to step 103, what is the true rate of particles that was emitted during this actual use. In other words, step 106 makes it possible to zero the emission measurement of the brake unit 10. This avoids counting as emissions from the monitored brake unit 10 any particles that are present in the atmosphere for reasons unrelated to the emissions from the brake unit 10 (for example, those not originating from road traffic, those originating from the brake unit of another vehicle that previously crossed the path of the monitored vehicle, or those emitted by the exhaust pipe or other parts of the monitored vehicle, among others).
  • step 106, 105 is preferably also implemented. This makes it possible to improve the comparability of the particle rate obtained during step 103 with the maximum rate compiled in the chart for the current braking condition. However, it is also possible that only one of the steps 105 or 106 is implemented. In such a case, the particle rate present before the tests of step 101 or the actual use of step 103 may be considered negligible, or it may be considered equal to a previously chosen value.
  • This method 120 comprises all the steps of one of the methods 100, 110, and an additional step 107.
  • This step 107 includes reproducing a warning signal when the rate of particles emitted by the brake unit 10 during the actual use of step 103 is greater than the maximum rate of particles emitted in the current braking condition.
  • the warning signal thus makes it possible to inform a user of the vehicle when the rate of particles emitted by the brake unit during actual use of the vehicle is higher than the maximum rate of particles emitted in the current braking condition.
  • the warning signal may include a visual signal, for example the lighting of a light device provided in the vehicle, in particular in its cabin.
  • the warning signal may include an auditory signal, for example the reproduction of a sound inside the cabin of the vehicle.
  • one of the parameters that modifies the braking conditions is the assembly formed by the pad 12, and/or the brake disc 14 and/or the caliper of the brake unit that are installed in the vehicle.
  • the values of the particle rate emitted by the brake unit may vary.
  • a particle rate emitted that is above the maximum rate indicated in the chart may be indicative of the installation as a second-fit of a non-compliant pad/disc, or pad/caliper, or pad/disc/caliper assembly.
  • the system comprises the first sensor 30.
  • the sensor 30 is embedded in the vehicle and makes it possible to measure the rate of particles emitted by the brake unit 10 during actual use of the vehicle equivalent to the current braking condition (step 103).
  • the senor 30 may also be configured to measure the rate of particles originating from the brake unit 10 during each predetermined braking condition in step 101. This measurement makes it possible to establish the chart in step 102, as already explained.
  • the sensor 30 may also be configured to obtain the measurement of step 106, that is, the measurement of the rate of particles present in the environment for reasons unrelated to the actual use of the vehicle according to step 103.
  • the system further comprises the second sensor 40, which is, as indicated previously, configured to measure the level of polluting particles present in the environment for reasons unrelated to actual use according to step 103.
  • the sensor 40 may also be configured to measure, during step 105 described above, the level of particles present in the environment for reasons unrelated to the performance of each brake bench or roller test of step 101.
  • the measuring device of the brake or roller bench may comprise one or more sensor(s).

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Abstract

Procédé (100) de surveillance d'un taux de particules émises par une unité de frein installée dans un véhicule, comprenant : - mesurer (101), sur un banc de freinage ou un banc à rouleaux, le taux de particules provenant de l'unité de frein dans une ou plusieurs conditions de freinage prédéterminées; - établir (102) un abaque comprenant, pour chaque condition de freinage prédéterminée, un taux maximal de particules provenant de l'unité de frein; - mesurer (103) le taux de particules émises par l'unité de frein pendant une utilisation réelle du véhicule; - vérifier (104) si le taux de particules émises par l'unité de frein pendant ladite utilisation réelle du véhicule est inférieur ou égal audit taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle, ou si le taux de particules émises par l'unité de frein pendant ladite utilisation réelle est supérieur audit taux maximal.

Description

PROCEDE DE SURVEILLANCE D’UN TAUX DE PARTICULES EMISES PAR UNE UNITE DE FREIN, ET SYSTEME ASSOCIE
La présente divulgation concerne un procédé de surveillance d’un taux de particules émises par une unité de frein installée dans un véhicule, et un système associé.
Afin de limiter les risques de fraude sur le niveau d’émission de particules polluantes d’un véhicule routier (voiture, bus, poids lourds, etc.) ou ferroviaire (train, tramway, métro, etc.), la législation en vigueur exige qu'il soit testé dans des conditions de conduite réelle. Lors de ces tests, un système de mesure d’émissions portable, également appelé PEMS (par ses sigles en anglais « portable emissions measurement systems »), est employé.
Un tel système PEMS est encombrant, raison pour laquelle il ne peut pas être installé de manière permanente dans le véhicule. Le système PEMS ne permet donc pas de répondre à d’autres normes qui exigent que le véhicule soit équipé de capteurs embarqués capables de détecter et de mesurer les émissions de particules polluantes. L’objectif de telles normes est de pouvoir contrôler le niveau d’émission de particules polluantes non seulement lors des tests dans des conditions de conduite réelle, mais aussi pendant toute la durée de vie du véhicule.
Ces particules polluantes peuvent provenir du tuyau d’échappement du véhicule, mais aussi des opérations de freinage du véhicule, en particulier du frottement d'une plaquette de frein sur un disque de frein.
Dans le cas des particules provenant des opérations de freinage, des procédés pour mesurer de manière ponctuelle, notamment lors des tests, les émissions de particules sont connus. Toutefois, à l’heure actuelle, aucun de ces procédés ne permet de mesurer le niveau d’émissions de particules polluantes émises lors des opérations de freinage pendant la durée de vie du véhicule.
Résumé
La présente divulgation vient améliorer la situation.
A cet effet, il est proposé un procédé de surveillance d’un taux de particules émises par une unité de frein installée dans un véhicule, le procédé comprenant :
- mesurer, sur un banc de freinage ou un banc à rouleaux, le taux de particules provenant de l'unité de frein dans une ou plusieurs conditions de freinage prédéterminées ;
- établir un abaque comprenant, pour chaque condition de freinage prédéterminée, un taux maximal de particules provenant de l’unité de frein ;
- mesurer le taux de particules émises par l’unité de frein pendant une utilisation réelle du véhicule équivalente à l’une des conditions de freinage prédéterminées, dite condition de freinage actuelle ;
- vérifier si le taux de particules émises par l’unité de frein pendant ladite utilisation réelle du véhicule est inférieur ou égal audit taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle, ou si le taux de particules émises par l’unité de frein pendant ladite utilisation réelle est supérieur audit taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle.
La mesure du taux de particules émises par l’unité de frein pendant une utilisation réelle du véhicule, et la comparaison de ce taux de particules au taux maximal indiqué dans l’abaque pour une condition de freinage prédéterminée qui équivaut à l’utilisation réelle du véhicule, permet de surveiller pendant toute la vie utile du véhicule si le taux de particules émises est conforme ou non aux normes applicables.
De préférence, pendant l’utilisation réelle du véhicule, celui-ci est en phase de freinage.
Comme il va être détaillé, chaque condition de freinage prédéterminée peut être caractérisée par un ou plusieurs paramètres, par exemple relatifs au véhicule. Dans le présent texte, lorsqu’on indique que l’utilisation réelle du véhicule est équivalente à l’une des conditions de freinage prédéterminées (ou que l’une des conditions de freinage prédéterminées est équivalente à l’utilisation réelle du véhicule), on veut dire que le véhicule fonctionne avec des valeurs de ces paramètres égales à celles de l’une des conditions de freinage prédéterminées.
L’abaque peut être établi à partir des valeurs du taux maximal de particules provenant de l’unité de frein pour chaque condition de freinage prédéterminée testée sur banc de freinage ou à rouleaux. La valeur du taux maximal de particules obtenue pour chaque condition de freinage prédéterminée correspond à la valeur de taux de particules provenant de l’unité de frein au-dessus de laquelle le niveau d’émission de particules est non-conforme aux règlementations et normes applicables. Un taux de particules émises par l’unité de frein lors de ladite utilisation réelle supérieur au taux maximal compilé dans l’abaque pour la condition de freinage actuelle montre que le véhicule est plus polluant que les limites acceptées par les règlementations et les normes applicables
On note que l’unité de frein utilisée lors de la mesure des particules sur banc de freinage ou à rouleaux peut être une autre unité de frein que celle installée sur le véhicule, les deux unités de frein étant similaires ou identiques.
Afin de réaliser les tests sur banc de freinage ou à rouleaux, un cycle WLTP de freinage peut être employé, sans que ceci ne soit limitatif.
Le banc de freinage ou à rouleaux peut être équipé d’un dispositif de mesure, par exemple un ou plusieurs capteurs, permettant de déterminer le taux de particules provenant de l’unité de frein pendant chaque condition de freinage prédéterminée. Dans d’autres cas, le taux de particules provenant de l’unité de frein pendant chaque condition de freinage prédéterminée peut être déterminé à partir d’un ou plusieurs capteurs embarqués dans le véhicule. Chaque capteur du banc (de freinage ou à rouleaux), ou embarqué dans le véhicule peut être un capteur permettant de compter les particules provenant de l’unité de frein pendant chaque condition de freinage prédéterminée. Alternativement, chaque capteur peut être configuré pour mesurer une concentration dans l’air des particules provenant de l’unité de frein pendant chaque condition de freinage prédéterminée.
Ainsi, en sortie de la phase de tests sur banc de freinage ou à rouleaux, on obtient le taux de particules provenant de l’unité de frein dans chaque condition de freinage prédéterminée. Dans certains cas, ce taux de particules peut être accompagné d’un écart-type associé.
Le véhicule peut être un véhicule routier (voiture, bus, poids lourds, etc.) ou ferroviaire (train, tramway, métro, etc.).
L’unité de frein est par exemple une unité de frein à friction. L’unité de frein peut comporter une plaquette de frein et un élément tournant. L’élément tournant est par exemple un disque de frein entrainé en rotation par une roue du véhicule. Dans un tel cas, deux plaquettes, chacune d’un côté du disque, sont avantageusement prévues. Chaque plaquette peut comprendre une garniture et une semelle.
Alternativement, l’élément tournant est une roue du véhicule.
La garniture est par exemple faite en matériau de friction. Hors des phases de freinage, chaque plaquette est de manière générale à distance de l’élément tournant, tandis que pendant les phases de freinage, la garniture de chaque plaquette vient au contact de l’élément tournant. La friction entre la garniture et le disque peut créer les particules, qui sont notamment des particules polluantes, par exemple des particules fines.
Un système de captation des particules peut être prévu dans le véhicule afin d’éviter que les particules polluantes ne soient libérées dans l’environnement.
On note que lorsque le véhicule est un véhicule électrique ou hybride, ledit taux maximal de particules provenant de l’unité de frein obtenu lors des tests sur banc de freinage ou à rouleaux peut être corrigé par des coefficients définis dans les règlements techniques mondiaux applicables aux véhicules à roues, aussi connus comme GTR (de l’anglais « Global Technical Regulations ») approuvés par les Nations Unies.
Selon un aspect, le procédé peut comprendre en outre la reproduction d’un signal d’alerte lorsque le taux de particules émises par l’unité de frein pendant ladite utilisation réelle est supérieur audit taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle.
Le signal d’alerte permet ainsi d’informer un utilisateur du véhicule lorsque le taux de particules émises par l’unité de frein pendant l’utilisation réelle du véhicule est supérieur au taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle. Dans certains cas, le signal d’alerte peut comprendre un signal visuel, par exemple l’allumage d’un dispositif lumineux prévu dans le véhicule, notamment dans sa cabine. De manière alternative ou complémentaire, le signal d’alerte peut comprendre un signal auditif, par exemple la reproduction d’un son à l’intérieur de la cabine du véhicule.
Dans certains cas, si le taux de particules émises dépasse le taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle, un système configuré pour bloquer le déplacement du véhicule peut être prévu.
Selon un aspect, la mesure du taux de particules émises par l’unité de frein pendant ladite utilisation réelle du véhicule peut être faite à partir d’un premier capteur embarqué dans le véhicule.
Grâce à l’utilisation du premier capteur embarqué dans le véhicule, il est possible de mesurer en permanence le taux de particules émises par l’unité de frein pendant toute la vie utile du véhicule, et non seulement lors des phases de test. Ceci permet donc de détecter un taux de particules non conforme aux règlementations lorsque le véhicule est en service. Le procédé peut ainsi être mis en œuvre par des systèmes OBM (de l’anglais, « On-board Monitoring ») qui évaluent, par exemple en continu, les émissions de particules au cours de la vie utile du véhicule. Bien entendu, le procédé peut également être utilisé lors des tests de type RDE (de l’anglais « Real drive emission ») en post-équipant le véhicule. 
Dans certains cas, ledit premier capteur embarqué peut être aussi utilisé pour faire les mesures sur banc de freinage ou banc à rouleaux. Dans d’autres cas, le banc de freinage ou à rouleaux comprend son propre capteur pour mesurer le taux de particules provenant de l’unité de frein.
Bien entendu, plusieurs capteurs embarqués pour mesurer le taux de particules émises pendant ladite utilisation réelle peuvent être embarqués dans le véhicule. Dans un tel cas, chaque capteur peut détecter les particules ayant des tailles ou des tailles maximales différentes.
Selon un aspect, chaque condition de freinage prédéterminée peut comprendre au moins l’un des paramètres suivants :
- vitesse initiale du véhicule au début du freinage ; et/ou
- vitesse finale du véhicule à la fin du freinage ; et/ou
- décélération du freinage ; et/ou
- inertie à une roue du véhicule ; et/ou
- couple à ladite roue ; et/ou
- ensemble formé par une plaquette, et/ou un disque de frein et/ou un étrier de l’unité de frein ; et/ou
- activation ou désactivation d’un système de captation de particules éventuellement installé dans le véhicule.
Ces paramètres peuvent être configurés et monitorés à partir d’un ordinateur connecté au banc de freinage ou au véhicule testé sur un banc à rouleaux. Par exemple, un opérateur testant l’unité de frein sur le banc de freinage ou à rouleaux indique sur l’ordinateur la valeur de certains ou de chacun de ces paramètres associés à la condition de freinage prédéterminée testée. Ces valeurs peuvent ensuite être communiquées par l’ordinateur au banc de freinage ou à rouleaux. Une telle communication peut se faire par exemple via un bus de données CAN. Le banc de freinage ou à rouleaux s’active alors pour faire fonctionner l’unité de frein selon les valeurs des paramètres de la condition de freinage prédéterminée testée à chaque moment.
De préférence, afin d’établir l’abaque de la manière la plus complète possible, plusieurs combinaisons de valeurs de ces paramètres peuvent être utilisées lorsque les mesures sont faites en banc de freinage ou à rouleaux. Chacune des combinaisons constitue une condition de freinage prédéterminée différente.
Comme indiqué, l’un des paramètres qui peuvent caractériser chaque condition de freinage prédéterminée est le couple présent à la roue du véhicule. Afin de mesurer ce paramètre, un ou plusieurs capteurs spécifiques peuvent être utilisés.
Selon un aspect, l’inertie à la roue peut être estimée à partir d’au moins l’un des paramètres suivants :
- pression sur un ou plusieurs amortisseurs installés dans le véhicule ; et/ou
- niveau d’essence dans le véhicule ; et/ou
- puissance mécanique fournie par un moteur du véhicule ; et/ou
- nombre d’utilisateurs à bord du véhicule : et/ou
- poids d’un chargement du véhicule ; et/ou
- présence ou absence d’une remorque attachée au véhicule.
La valeur de certains ou chacun de ces paramètres peut également être indiquée sur l’ordinateur connecté au banc de freinage ou à rouleaux.
De préférence, afin d’établir l’abaque de la manière la plus complète possible, plusieurs combinaisons de valeurs de ces paramètres peuvent être utilisées lorsque les mesures sont faites en banc de freinage ou à rouleaux. Chacune des combinaisons constitue une condition de freinage prédéterminée différente.
Lors de l’utilisation réelle du véhicule, le nombre d’utilisateurs à bord du véhicule peut être déterminé par exemple en détectant le nombre de ceintures de sécurité qui sont attachées. Alternativement, le nombre d’utilisateurs à bord lors de l’utilisation réelle du véhicule peut être déterminée à partir de la détection d’un poids supérieur ou égal à une valeur déterminée sur chaque siège, ou portion de siège dans le cas des banquettes.
Lors de l’utilisation réelle du véhicule, le poids du chargement du véhicule peut être déterminé à partir d’un capteur installé sur des essieux reliant chaque roue au véhicule.
Selon un aspect, le procédé peut comprendre en outre mesurer le taux de particules présentes dans l’environnement avant et/ou pendant et/ou après que le véhicule fonctionne selon ladite utilisation réelle équivalente à ladite condition de freinage actuelle.
Ainsi, il est possible de connaitre quel est le taux de particules présentes dans l’environnement qui ne sont pas générées par l’activation de l’unité de frein lors des phases de freinage. Ceci permet de déterminer, lorsqu’on mesure le taux de particules émises par l’unité de frein pendant l’utilisation réelle du véhicule équivalente à ladite condition de freinage actuelle, quel est le véritable taux de particules qui a été émis pendant cette utilisation réelle. On évite ainsi de compter comme émission de l’unité de frein surveillée les éventuelles particules qui sont présentes dans l’atmosphère pour des raisons sans rapport avec l’activation de l’unité de frein (par exemple, celles non issues du trafic routier, celles qui sont issues de l’unité de frein d’un autre véhicule qui a traversé précédemment le chemin du véhicule surveillé, ou celles qui sont émises par le pot d’échappement ou d’autres parties du véhicule surveillé, entre autres).
On note que lorsque la mesure du taux de particules est faite sur banc, il est également possible de mesurer le taux de particules présent dans l’atmosphère avant, et/ou pendant, et/ou après l’utilisation de l’unité de frein dans la ou les conditions de freinage prédéterminées et qui ne sont pas dues à cette utilisation. On évite donc aussi de compter comme émission de l’unité de frein surveillée les éventuelles particules qui sont présentes dans l’atmosphère pour des raisons sans rapport avec la réalisation des mesures sur le banc de freinage ou à rouleaux dans la ou les conditions de freinage prédéterminées. De manière avantageuse, si le taux de particules présentes dans l’atmosphère pour des raisons sans rapport avec les essais sur banc a été pris en compte pour établir l’abaque, on peut mesurer également le taux de particules présentes dans l’environnement pour des raisons sont sans rapport avec l’utilisation réelle équivalente à ladite condition de freinage actuelle. Le taux de particules émises pendant ladite utilisation réelle est ainsi plus comparable au taux maximal de particules associé à ladite condition de freinage actuelle.
Dans certains cas, pour mesurer le taux de particules présentes dans l’environnement qui n’est pas dû à l’utilisation réelle du véhicule équivalente à la condition de freinage actuelle, un deuxième capteur différent dudit premier capteur est utilisé. Le deuxième capteur peut être installé à l’avant du véhicule, par exemple dans le radiateur. Aussi, lorsque ce deuxième capteur fait des mesures pendant l’utilisation réelle du véhicule équivalente à la condition de freinage actuelle, ledit deuxième capteur ne voit pas les particules émises par l’unité de frein, de sorte qu’il mesure uniquement les particules présentes dans l’environnement pour d’autres raisons. Dans d’autres cas, ledit premier capteur est configuré pour mesurer le taux de particules présentes dans l’environnement avant que le véhicule ne fonctionne selon l’utilisation réelle équivalente à la condition de freinage actuelle. Dans un tel cas, le premier capteur est de préférence positionné sur une position dans le véhicule qui a un contact direct avec l’air ambient.
Selon un autre aspect, il est proposé un système pour mettre en œuvre le procédé tel que décrit précédemment, le système comprenant un premier capteur configuré pour mesurer le taux de particules émises par l’unité de frein pendant une utilisation réelle du véhicule équivalente à ladite condition de freinage actuelle.
L’utilisation du premier capteur permet de mettre en œuvre facilement le procédé décrit ci-dessus. Dans certains cas, le premier capteur est également configuré pour mesurer sur le banc de freinage ou à rouleaux le taux de particules provenant de l'unité de frein dans chaque condition de freinage prédéterminée.
Le premier capteur est par exemple un capteur de matière particulaire, par exemple de type PM2.5 ou PM10.
Selon un aspect, ledit premier capteur peut être embarqué dans le véhicule. Par exemple, le premier capteur est installé dans le flux d’air en aval d’un frein. Le capteur étant embarqué dans le véhicule, le taux de particules émises par l’unité de frein peut être mesuré pendant toute la vie utile du véhicule.
Selon un aspect, ledit premier capteur peut être installé à proximité de l’unité de frein, en particulier dans une zone de concentration homogène de particules émises par l’unité de frein. Par homogène, on entend ici que la variation de la concentration de particules émises par l’unité de frein est nulle ou négligeable dans un rayon autour du capteur 30 égal à une valeur déterminée, par exemple 50 cm. Selon un exemple, le premier capteur est situé à une distance de l’unité de frein sensiblement égale à la distance séparant l’unité de frein du capteur utilisé sur banc de freinage ou banc à rouleaux pour mesurer les taux de particules provenant de l’unité de freinage dans les conditions de freinage prédéterminées. Ainsi, la comparabilité des résultats de taux de particules lors de l’utilisation réelle et des tests en banc de freinage ou à rouleaux est améliorée.
Selon un exemple, la position du premier capteur dans le véhicule peut être optimisée par des calculs de mécanique de fluides ou par l’analyse des trajectoires des particules sur banc de freinage ou à rouleaux.
Le premier capteur est un capteur permettant de déterminer le taux de particules provenant de l’unité de frein pendant l’utilisation réelle du véhicule. Le premier capteur peut être un capteur permettant de compter les particules provenant de l’unité de frein pendant chaque condition de freinage prédéterminée. Alternativement, le capteur peut être configuré pour mesurer une concentration dans l’air des particules provenant de l’unité de frein pendant l’utilisation réelle du véhicule.
Lorsque les taux de particules obtenus pendant les tests sur banc de freinage ou à rouleaux sont obtenus grâce à un capteur embarqué dans le véhicule, ce capteur peut correspondre au premier capteur ou être un autre capteur également installé dans le véhicule.
Selon un aspect, le système peut comprendre en outre un deuxième capteur configuré pour mesurer le taux de particules polluantes présentes dans l’environnement avant et/ou pendant et/ou après que le véhicule fonctionne selon ladite utilisation réelle équivalente à ladite condition de freinage actuelle. On peut ainsi déterminer quel est le taux de particules polluantes dans l’environnement qui ne sont pas dues à ladite utilisation réelle du véhicule. On peut ainsi faire le zéro de la mesure d’émission de l’unité de frein avant chaque phase de freinage du véhicule.
Selon un exemple, le deuxième capteur est installé à l’avant du véhicule, par exemple dans le radiateur.
L’avant du véhicule est à interpréter ici selon un sens de marche avant du véhicule.
Selon une alternative, le premier capteur peut être placé dans le véhicule à une position permettant de mesurer le taux de particules polluantes présentes dans l’environnement avant que le véhicule ne fonctionne selon ladite utilisation réelle équivalente à ladite condition de freinage actuelle. Un seul capteur, en l’occurrence ledit premier capteur, suffirait alors pour faire le zéro de la mesure d’émission de l’unité de frein avant chaque phase de freinage du véhicule.
Selon un aspect, ledit premier capteur peut être configuré pour mesurer le taux de particules émises par une pluralité d’unités de frein pendant une utilisation réelle du véhicule équivalente à ladite condition de freinage actuelle. Un seul capteur permet ainsi de mesurer ce taux de particules pour plusieurs unités de frein, réduisant ainsi l’encombrement du système.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
montre une vue schématique d’une unité de frein pour véhicule automobile selon un exemple de réalisation et d’un exemple de système pour mettre en œuvre un procédé de surveillance d’un taux de particules émises par cette unité de frein.
Fig. 2
montre une vue schématique de l’unité de frein de la , d’un système de captation de particules selon un exemple de réalisation, et d’un autre exemple de système pour mettre en œuvre un procédé de surveillance d’un taux de particules émises par cette unité de frein.
Fig. 3
montre un logigramme d’un procédé de surveillance d’un taux de particules émises par l’unité de frein des figures 1 et 2 selon un exemple de réalisation.
Fig. 4
montre un logigramme d’un procédé de surveillance d’un taux de particules émises par l’unité de frein des figures 1 et 2 selon un autre exemple de réalisation.
Fig. 5
montre un logigramme d’un procédé de surveillance d’un taux de particules émises par l’unité de frein des figures 1 et 2 selon encore un autre exemple de réalisation.
La montre schématiquement une unité de frein 10 d’un véhicule. L’unité de frein 10 est par exemple une unité de frein à friction. L’unité de frein 10 comporte une plaquette de frein 12 et un élément tournant 14.
De manière connue, la plaquette 12 comprend une garniture et une semelle ou un porte-garniture. La garniture est faite en matériau de friction, aussi appelé « ferodo », et fixée sur la semelle ou le porte-garniture.
L’élément tournant 14 est entrainé en rotation autour d’un axe de rotation A lorsque le véhicule est en mouvement. L’élément tournant 14 est par exemple une roue du véhicule ou un disque de celui-ci entrainé en rotation autour de l’axe A par la roue. L’élément tournant 14 est par exemple fait en matériau métallique.
Sur la , la plaquette 12, notamment sa garniture, est en regard, selon une direction sensiblement parallèle à l’axe de rotation A, de l’élément tournant 14. Alternativement, la plaquette 12, notamment sa garniture, pourrait être en regard d’une surface radialement externe de l’élément tournant 14. Par « radial », on entend ici selon une direction sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation A. La plaquette 12 est configurée pour, hors des phases de freinage du véhicule, être à distance de l’élément tournant 14, et, lors des phases de freinage du véhicule, venir avec sa garniture en appui sur l’élément tournant 14.
De préférence, lorsque la garniture de la plaquette 12 est en regard, selon une direction sensiblement parallèle à l’axe de rotation A, de l’élément tournant 14, une seconde plaquette, non visible sur les figures mais similaire ou identique à cette plaquette 12, est située de l’autre côté de l’élément tournant 14. Dans un tel cas, la seconde plaquette est avantageusement alignée avec la plaquette 12 selon une direction sensiblement parallèle à l’axe de rotation A. Aussi, les deux plaquettes prennent en sandwich l’élément tournant 14 lors des phases de freinage du véhicule.
L’appui de la plaquette 12, ou des deux plaquettes, sur l’élément tournant 14 génère une force de friction entre la garniture de chaque plaquette et l’élément tournant 14 qui réduit progressivement la vitesse de rotation de l’élément tournant 14, jusqu’à provoquer, éventuellement, son arrêt total. Ainsi, le véhicule en mouvement est freiné. La friction entre la garniture de chaque plaquette et l’élément tournant 14 provoque l’usure de l’élément tournant 14 et du matériau de friction de la garniture, ce qui génère des particules. De telles particules sont généralement polluantes. Par exemple, les particules polluantes générées sont des particules fines.
Dans certains cas, afin d’éviter que les particules polluantes ne soient libérées dans l’environnement, un système de captation 16 des particules est prévu dans le véhicule. Le système de captation 16 comprend par exemple une source de dépression 18 et un circuit pneumatique 20. Chaque plaquette de l’unité de frein 10 est reliée à la source de dépression 18 via le circuit pneumatique 20. Par exemple la source de dépression 18 comporte un moteur électrique 22 et une turbine d'aspiration 24 qui est entraînée par ce moteur électrique 22.
En fonctionnement la source de dépression 18 est apte à aspirer, au travers du circuit pneumatique 20, les particules émises par l’usure des garnitures et de l’élément tournant 14.
Maintenant sera décrit un procédé 100, 110 de surveillance d’un taux de particules émises par l’unité de frein 10 selon deux exemples de réalisation schématisés sur les figures 3 et 4. Les particules sont notamment les particules polluantes générées par la friction entre la garniture de chaque plaquette 12 et l’élément tournant 14. Dans le présent texte, par « taux » on entend une quantité totale ou une concentration volumique de ces particules polluantes émises à chaque instant t ou pendant une durée de temps déterminée. Alternativement, par « taux » on entend une concentration de telles particules polluantes dans l’air à chaque instant t ou pendant une durée de temps déterminée.
Le procédé 100 comprend une première étape 101 de mesure des émissions des particules provenant de l'unité de frein 10 sur un banc de freinage ou un banc à rouleaux dans une pluralité de conditions de freinage prédéterminées. L’unité de frein 10 est donc testée sur le banc de freinage ou à rouleaux lorsqu’elle fonctionne selon chacune des conditions de freinage prédéterminées. Afin de réaliser ces tests, un cycle WLTP de freinage peut être employé, sans que ceci ne soit limitatif.
Chaque condition de freinage prédéterminée peut être caractérisée par un ou plusieurs paramètres, par exemple relatifs au véhicule. Chaque condition de freinage prédéterminée peut comprendre au moins l’un des paramètres suivants :
- vitesse initiale du véhicule au début du freinage ; et/ou
- vitesse finale du véhicule à la fin du freinage ; et/ou
- décélération du freinage ; et/ou
- inertie à une roue du véhicule ; et/ou
- couple à cette roue ; et/ou
- ensemble formé par la plaquette 12, et/ou le disque de frein 14 et/ou un étrier de l’unité de frein ; et/ou
- activation ou désactivation du système de captation 16 de particules éventuellement installé dans le véhicule.
Ces paramètres peuvent être configurés et monitorés à partir d’un ordinateur connecté au banc de freinage ou à rouleaux, sans que ceci ne soit limitatif. Par exemple, un opérateur testant l’unité de frein 10 sur le banc de freinage ou à rouleaux indique sur l’ordinateur la valeur de certains ou de chacun de ces paramètres associés à la condition de freinage prédéterminée testée. Ces valeurs sont ensuite communiquées par l’ordinateur au banc de freinage ou à rouleaux. Une telle communication peut se faire par exemple via un bus de données CAN. Le banc de freinage ou à rouleaux s’active alors pour faire fonctionner l’unité de frein 10 selon les valeurs des paramètres de la condition de freinage prédéterminée testée à chaque moment.
De préférence, plusieurs combinaisons de valeurs de ces paramètres peuvent être utilisées lorsque les mesures sont faites en banc de freinage ou à rouleaux. Chacune des combinaisons constitue une condition de freinage prédéterminée différente.
Comme indiqué, l’un des paramètres qui peuvent caractériser chaque condition de freinage prédéterminée est le couple présent à la roue du véhicule. Afin de mesurer ce paramètre, un ou plusieurs capteurs spécifiques peuvent être utilisés.
Comme également indiqué, un autre paramètre pouvant caractériser chaque condition de freinage est l’inertie à la roue du véhicule. Celle-ci peut être estimée à partir d’au moins l’un des paramètres suivants :
- pression sur un ou plusieurs amortisseurs installés dans le véhicule ; et/ou
- niveau d’essence dans le véhicule ; et/ou
- puissance mécanique fournie par un moteur du véhicule ; et/ou
- nombre d’utilisateurs à bord du véhicule : et/ou
- poids du chargement du véhicule ; et/ou
- présence ou absence d’une remorque attachée au véhicule.
La valeur de certains ou chacun de ces paramètres associés à l’inertie de la roue peut également être indiquée sur l’ordinateur connecté au banc de freinage ou à rouleaux. De préférence, plusieurs combinaisons de valeurs de ces paramètres peuvent être utilisées lorsque les mesures sont faites en banc de freinage ou à rouleaux. Chacune des combinaisons constitue une condition de freinage prédéterminée différente.
Le banc de freinage ou à rouleaux peut être équipé d’un dispositif, par exemple un ou plusieurs capteurs, permettant de déterminer le taux de particules provenant de l’unité de frein 10 pendant chaque condition de freinage prédéterminée. Dans d’autres cas, le taux de particules provenant de l’unité de frein 10 pendant chaque condition de freinage prédéterminée peut être déterminé à partir d’un ou plusieurs capteurs embarqués dans le véhicule. Chaque capteur du banc de freinage ou à rouleaux, ou chaque capteur embarqué dans le véhicule peut être un capteur permettant de compter les particules provenant de l’unité de frein 10 pendant chaque condition de freinage prédéterminée. Alternativement, chaque capteur peut être configuré pour mesurer une concentration dans l’air des particules provenant de l’unité de frein 10 pendant chaque condition de freinage prédéterminée.
Ainsi, en sortie de la phase de tests sur banc de freinage ou à rouleaux, on obtient le taux de particules provenant de l’unité de frein 10 dans chaque condition de freinage prédéterminée. Dans certains cas, ce taux de particules peut être accompagné d’un écart-type associé.
Le taux de particules obtenu, avec éventuellement son écart-type, peut être considéré le taux maximal de particules provenant de l’unité de frein 10 dans la condition de freinage prédéterminée respective.
Alternativement, le taux de particules provenant de l’unité de frein 10 dans chaque condition de freinage prédéterminée peut être établi après la répétition une pluralité de fois de l’étape 101 dans la condition de freinage prédéterminée correspondante. A chaque répétition, on obtient un taux de particules provenant de l’unité de frein 10 dans la condition de freinage prédéterminée testée. Il est ainsi possible d’établir le taux maximal de particules provenant de l’unité de frein 10 dans chaque condition de freinage prédéterminée. Le taux maximal correspond alors à la valeur de taux de particules la plus grande obtenue lors des différentes répétitions.
Le(s) capteur(s) installé(s) dans le banc de freinage ou à rouleaux, ou le(s) capteur(s) embarqué(s) dans le véhicule est/sont par exemple un capteur de matière particulaire, par exemple de type PM2.5 ou PM10.
Le procédé 100, 110 comprend en outre une étape 102 d’établissement d’un abaque comprenant, pour chaque condition de freinage prédéterminée, le taux maximal de particules provenant de l’unité de frein 10.
Cet abaque est établi à partir des valeurs du taux maximal de particules provenant de l’unité de frein 10 pour chaque condition de freinage prédéterminée testée sur banc de freinage ou à rouleaux pendant l’étape 101. La valeur du taux maximal de particules obtenue pour chaque condition de freinage prédéterminée correspond à la valeur de taux de particules provenant de l’unité de frein 10 au-dessus de laquelle le niveau d’émission de particules est non-conforme aux règlementations et normes applicables.
En d’autres termes, l'abaque obtenu constitue une compilation de données dans laquelle, pour chaque condition de freinage prédéterminée, le taux maximal de particules provenant de l’unité de frein 10 obtenu lors de l’étape 101 est enregistré. Il est considéré que toute valeur de taux de particules provenant de l’unité de frein 10 égale ou inférieure à ce taux maximal est conforme aux règlementations et normes applicables.
On note que lorsque le véhicule est un véhicule électrique ou hybride, le taux maximal de particules provenant de l’unité de frein 10 obtenu lors de l’étape 101 peut être corrigé par des coefficients définis dans les règlements techniques mondiaux applicables aux véhicules à roues, aussi connus comme GTR (de l’anglais « Global Technical Regulations ») approuvés par les Nations Unies.
Comme indiqué précédemment, lors de l’étape 101 une pluralité de conditions de freinage prédéterminées sont testées. Ainsi, l’abaque obtenu peut comprendre les valeurs du taux maximal de particules émises par l’unité de frein 10 pour une multitude de conditions de freinage prédéterminées différentes. Plus le nombre de conditions de freinage prédéterminées testées lors de l’étape 101 est grand, plus l’abaque est complet.
Le procédé 100, 110 comprend en outre une étape 103 de mesure du taux de particules émises par l’unité de frein 10 pendant une utilisation réelle du véhicule équivalente à l’une des conditions de freinage prédéterminées, dite condition de freinage actuelle.
Par « équivalente à l’une des conditions de freinage prédéterminées », on entend ici que le véhicule fonctionne avec des valeurs des paramètres utilisés pour les tests de l’étape 101 égales à celles de l’une des conditions de freinage prédéterminées, que l’on appelle dans ce qui suit « condition de freinage actuelle ».
Pour connaitre la valeur lors de l’utilisation réelle du véhicule des différents paramètres utilisés pour faire les tests de l’étape 101, le tableau de bord du véhicule peut être consulté. Par ailleurs, le nombre d’utilisateurs à bord du véhicule peut être déterminé par exemple en détectant le nombre de ceintures de sécurité qui sont attachées. Alternativement, le nombre d’utilisateurs à bord lors de l’utilisation réelle du véhicule peut être déterminée à partir de la détection d’un poids supérieur ou égal à une valeur déterminée sur chaque siège, ou portion de siège dans le cas des banquettes.
Le poids du chargement du véhicule pendant l’utilisation réelle du véhicule peut quant à lui être déterminé à partir d’un capteur installé sur des essieux reliant chaque roue au véhicule
Pendant l’utilisation réelle du véhicule, celui-ci est en phase de freinage.
Pour réaliser la mesure du taux de particules émises par l’unité de frein 10 pendant l’utilisation réelle du véhicule équivalente à la condition de freinage actuelle, un premier capteur 30, illustré schématiquement sur les figures 1 et 2, est embarqué dans le véhicule.
On note que la position du capteur 30 sur ces figures 1 et 2 ne représente pas forcément une position réelle du capteur 30 sur le véhicule. Le capteur 30 peut au contraire être positionné à plusieurs endroits différents du véhicule. Selon un exemple non-limitatif, le capteur 30 est installé dans le flux d’air en aval d’un frein.
De manière avantageuse, le capteur 30 est embarqué dans le véhicule à proximité de l’unité de frein 10, de préférence à une position où la concentration de particules émises par l’unité de frein 10 lors des phases de freinage est homogène. Par homogène, on entend ici que la variation de la concentration de particules émises par l’unité de frein 10 est nulle ou négligeable dans un rayon autour du capteur 30 égal à une valeur déterminée, par exemple 50 cm. Avantageusement, le capteur 30 est situé à une distance de l’unité de frein 10 sensiblement égale à la distance séparant l’unité de frein 10 du capteur pour mesurer les taux de particules émises sur banc de freinage ou à rouleaux lors de l’étape 101. Ainsi, la comparabilité des résultats de taux de particules lors de l’utilisation réelle selon l’étape 103 et lors des tests en banc de freinage ou à rouleaux selon l’étape 101 est améliorée.
Afin d’optimiser la position du capteur 30 dans le véhicule, des calculs de mécanique de fluides ou une analyse des trajectoires des particules sur banc de freinage ou à rouleaux lors de l’étape 101 peuvent être mis en œuvre. Par exemple, pour réduire l'influence de l'environnement lors de la mesure sur véhicule, le capteur 30 peut être monté sur le véhicule dans une zone d'émission de particules très hétérogène, notamment à proximité du front d'émission des particules fines. Il convient également que le capteur 30 soit positionné à un endroit du véhicule où il soit à l’abri des éventuelles éclaboussures d’eau ou de boue qui peuvent avoir lieu lors du déplacement du véhicule.
On note que lorsque les taux de particules obtenus pendant l’étape 101 sont obtenus grâce à un capteur embarqué dans le véhicule, ce capteur peut correspondre au premier capteur 30 ou être un autre capteur également installé dans le véhicule.
Le capteur 30 est un capteur permettant de déterminer le taux de particules provenant de l’unité de frein 10 pendant l’utilisation réelle du véhicule équivalente à la condition de freinage actuelle. Le capteur 30 peut être un capteur permettant de compter les particules provenant de l’unité de frein 10 ou de mesurer une concentration dans l’air de ces particules pendant l’utilisation réelle du véhicule équivalente à la condition de freinage actuelle.
Le capteur 30 peut être un capteur de matière particulaire, par exemple de type PM2.5 ou PM10.
Bien entendu, plusieurs capteurs 30 embarqués peuvent être prévus dans le véhicule pour mesurer le taux de particules émises par l’unité de frein 10 pendant l’utilisation réelle équivalente à la condition de freinage actuelle. Dans un tel cas, chaque capteur peut détecter les particules ayant des tailles, ou des tailles maximales, différentes. Par ailleurs, étant donné que généralement une unité de frein 10 est prévue pour chaque élément tournant 14 du véhicule, chaque capteur 30 embarqué dans le véhicule peut être associé à une unité de frein 10 respective. Alternativement, un seul capteur 30 peut être associé à toutes les unités de frein 10. De cette manière, un seul capteur 30 mesure le taux de particules émises par toutes les unités de frein 10, ce qui permet de réduire l’encombrement du système.
On note également que l’unité de frein 10 utilisée lors de la mesure des particules sur banc de freinage ou à rouleaux peut être une autre unité de frein 10 que celle installée sur le véhicule, les deux unités de frein étant similaires ou identiques.
Grâce à l’utilisation du premier capteur embarqué dans le véhicule, il est possible de mesurer en permanence le taux de particules émises par l’unité de frein 10 pendant toute la vie utile du véhicule, et non seulement lors des phases de test. Le procédé 100, 110 peut ainsi être mis en œuvre par des systèmes OBM (de l’anglais, « On-board Monitoring ») qui évaluent, par exemple en continu, les émissions de particules au cours de la vie utile du véhicule. Bien entendu, le procédé peut également être utilisé lors des tests de type RDE (de l’anglais « Real drive emission ») en post-équipant le véhicule.
Une fois obtenu le taux de particules émises pendant l’utilisation réelle du véhicule de l’étape 103, on vérifie si ce taux est conforme aux règlements et normes applicables. A cet effet, le procédé 100, 110 comprend une étape 104 comprenant la vérification que le taux de particules émises par l’unité de frein 10 pendant l’utilisation réelle selon l’étape 103 du véhicule est inférieur ou égal au taux maximal de particules émises dans la condition de freinage actuelle, ou que le taux de particules émises par l’unité de frein 10 pendant cette utilisation réelle est supérieur au taux maximal de particules émises dans la condition de freinage actuelle.
Pour mettre en œuvre l’étape 104, on compare le taux de particules obtenu lors de l’utilisation réelle selon l’étape 103, à la valeur de taux maximal de particules indiqué sur l’abaque pour la condition de freinage actuelle qui a été obtenue lors de l’étape 101.
Si le taux de particules obtenu lors de l’étape 103 est supérieur au taux maximal indiqué sur l’abaque pour la condition de freinage actuelle, on conclut que le taux de particules émises par l’unité de frein 10 n’est pas conforme aux règlementations et normes applicables. Si, au contraire, le taux de particules obtenu lors de l’étape 103 est inférieur ou égal au taux maximal indiqué sur l’abaque pour la condition de freinage actuelle, on conclut que le taux de particules émises par l’unité de frein 10 est conforme aux règlementations et normes applicables.
Un taux de particules émises par l’unité de frein 10 lors de l’étape 103 supérieur au taux maximal compilé dans l’abaque pour la condition de freinage actuelle montre que le véhicule est plus polluant que les limites acceptées par les règlementations et les normes applicables.
Dans certains cas, le véhicule peut comprendre un système pour bloquer le déplacement du véhicule en fonction du taux de particules émises lors de l’utilisation réelle selon l’étape 103. Par exemple, si le taux de particules émises dépasse le taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle, un système configuré pour bloquer le déplacement du véhicule peut être activé.
Le procédé 110 illustré sur la se distingue du procédé 100 de la en ce qu’il comprend deux étapes supplémentaires 105 et 106.
L’étape 105 comprend la mesure du taux de particules présentes dans l’environnement avant de soumettre l’unité de frein 10 à chaque test sur banc de freinage ou à rouleaux selon l’étape 101 décrite ci-avant.
La mesure de cette étape 105 peut être obtenue par le même dispositif de mesure utilisé pour les mesures de l’étape 101, ou pour un autre dispositif de mesure comprenant par exemple aussi un ou plusieurs(s) capteur(s).
L’étape 105 permet de connaitre quel est le taux de particules présentes dans l’environnement avant de réaliser chaque test selon l’étape 101. Ainsi, il est possible de faire le zéro de la mesure d’émission de l’unité de frein 10 avant chaque test sur banc de freinage ou à rouleaux. De cette manière, le taux maximal de particules enregistré sur l’abaque pour chaque condition de freinage prédéterminée ne tient pas compte des particules déjà présentes dans l’environnement avant la réalisation de chaque test sur banc de freinage ou à rouleaux de l’étape 101.
Dans certains cas, l’étape 105 peut comprendre alternativement, ou de manière complémentaire, la mesure du taux de particules présentes dans l’environnement pendant et/ou après chaque test sur banc réalisé sur l’unité de frein 10. De telles mesures peuvent permettre également de faire le zéro de mesure pour que le taux maximal de particules indiqué sur l’abaque ne tienne pas compte des particules présentes dans l’environnement pour des raisons sans rapport avec les tests sur banc réalisés. Si cette mesure est réalisée pendant chaque test sur banc, il est préférable que le dispositif de mesure utilisé soit placé sur une position qui ne voit pas les particules émises par l’unité de freinage.
L’étape 106 comprend la mesure du taux de particules présentes dans l’environnement avant que le véhicule ne fonctionne selon l’utilisation réelle équivalente à la condition de freinage actuelle, conformément à l’étape 103 décrite ci-avant. Dans certains cas, l’étape 105 peut comprendre alternativement, ou de manière complémentaire, la mesure du taux de particules présentes dans l’environnement pendant et/ou après l’utilisation réelle selon l’étape 103.
Selon un exemple, la mesure du taux de particules de l’étape 106 est mise en œuvre par le capteur embarqué 30. A cet effet, le capteur 30 peut être disposé dans le véhicule à une position qui lui met directement en contact avec l’environnement externe du véhicule. Par exemple, dans cette configuration, le capteur 30 peut être disposé dans le flux d’air en aval du frein.
Alternativement, la mesure de l’étape 106 peut être mise en œuvre par un deuxième capteur 40, illustré sur la . Dans certains cas, ce capteur 40 permet aussi de mettre en œuvre la mesure selon l’étape 105, c’est-à-dire, la mesure du taux de particules présentes dans l’environnement avant chaque test sur banc de freinage ou à rouleaux.
Le capteur 40 est embarqué dans le véhicule. Ce capteur 40 peut être différent, similaire ou identique au capteur 30.
On note que la position du capteur 40 sur la n’est pas représentative de sa véritable position dans le véhicule, le capteur 40 pouvant être positionné à plusieurs endroits dans celui-ci. De manière avantageuse, le capteur 40 est agencé dans le véhicule à une position qui lui met directement en contact avec l’environnement externe du véhicule. Le deuxième capteur peut être par exemple installé à l’avant du véhicule, ce qui permet par ailleurs que le capteur 40 ne voit pas les particules émises par l’unité de frein lorsque le capteur 40 mesure les particules présentes dans l’environnement pendant l’utilisation réelle selon l’étape 103.
Cette configuration avec le premier capteur 30 et le deuxième capteur 40 permet de placer le capteur 30, chargé de la mesure du taux de particules émises lors de l’utilisation réelle de l’étape 103, dans une position optimale dans le véhicule pour la mesure du taux de particules émises lors de cette utilisation réelle, même si une telle position n’est pas directement au contact de l’environnement externe du véhicule. En effet, la mesure du taux de particules selon l’étape 106 étant réalisée par le deuxième capteur 40, le capteur 30 peut ne pas être directement au contact de l’environnement externe du véhicule.
L’étape 106 permet de connaitre quel est le taux de particules présentes dans l’environnement pour des raisons sans rapport avec le freinage du véhicule. Ceci permet de déterminer, lorsqu’on mesure le taux de particules émises par l’unité de frein pendant l’utilisation réelle selon l’étape 103, quel est le véritable taux de particules qui a été émis pendant cette utilisation réelle. Autrement dit, l’étape 106 permet de faire le zéro de la mesure d’émission de l’unité de frein 10. On évite ainsi de compter comme émission de l’unité de frein 10 surveillée les éventuelles particules qui sont présentes dans l’atmosphère pour des raisons sans rapport avec les émissions de l’unité de frein 10 (par exemple, celles non issues du trafic routier, celles qui sont issues de l’unité de frein d’un autre véhicule qui a traversé précédemment le chemin du véhicule surveillé, ou celles qui sont émises par le pot d’échappement ou d’autres parties du véhicule surveillé, entre autres).
Si l’une des étapes 105, 106 est mise en œuvre, l’autre étape 106, 105 est de préférence aussi mise en œuvre. Ceci permet d’améliorer la comparabilité du taux de particules obtenu lors de l’étape 103 au taux maximal compilé dans l’abaque pour la condition de freinage actuelle. Toutefois, il est également possible que seulement l’une des étapes 105 ou 106 soit mise en œuvre. Dans un tel cas, le taux de particules présentes avant les tests de l’étape 101 ou de l’utilisation réelle de l’étape 103 peut être considéré négligeable, ou bien, il peut être considéré égal à une valeur préalablement choisie.
La montre un procédé 120 de surveillance du taux de particules émises par l’unité de frein 10 selon un autre exemple de réalisation. Ce procédé 120 comprend toutes les étapes de l’un des procédés 100, 110, et une étape supplémentaire 107.
Cette étape 107 comprend la reproduction d’un signal d’alerte lorsque le taux de particules émises par l’unité de frein 10 pendant l’utilisation réelle de l’étape 103 est supérieur au taux maximal de particules émises dans la condition de freinage actuelle.
Le signal d’alerte permet ainsi d’informer un utilisateur du véhicule lorsque le taux de particules émises par l’unité de frein pendant l’utilisation réelle du véhicule est supérieur au taux maximal de particules émises dans la condition de freinage actuelle. Dans certains cas, le signal d’alerte peut comprendre un signal visuel, par exemple l’allumage d’un dispositif lumineux prévu dans le véhicule, notamment dans sa cabine. De manière alternative ou complémentaire, le signal d’alerte peut comprendre un signal auditif, par exemple la reproduction d’un son à l’intérieur de la cabine du véhicule.
On note que grâce au procédé décrit ci-dessus, il est possible de surveiller pendant toute la vie utile du véhicule si le taux de particules émises est conforme ou non aux normes applicables.
Par ailleurs, comme indiqué précédemment, l’un des paramètres qui modifient les conditions de freinage est l’ensemble formé par la plaquette 12, et/ou le disque de frein 14 et/ou l’étrier de l’unité de frein qui sont installés dans le véhicule. En fonction du type de plaquette, et/ou de disque de frein et ou d’étrier, les valeurs du taux de particules émises par l’unité de frein peuvent varier. Aussi, un taux de particules émises qui est au-dessus du taux maximal indiqué dans l’abaque peut être indicatif de l’installation en seconde monte d’un ensemble plaquette/disque, ou plaquette/étrier, ou plaquette/disque/étrier non conforme.
Maintenant sera décrit un système pour mettre en œuvre le procédé 100, 110, 120 décrit précédemment.
Le système comprend le premier capteur 30. Comme expliqué ci-dessus, le capteur 30 est embarqué dans le véhicule et permet de mesurer le taux de particules émises par l’unité de frein 10 pendant une utilisation réelle du véhicule équivalente à la condition de freinage actuelle (étape 103).
Comme indiqué précédemment, dans certains cas le capteur 30 peut aussi être configuré pour mesurer le taux de particules provenant de l’unité de frein 10 pendant chaque condition de freinage prédéterminée lors de l’étape 101. Cette mesure permet d’établir l’abaque lors de l’étape 102, comme déjà expliqué. Le capteur 30 peut également être configuré pour obtenir la mesure de l’étape 106, c’est-à-dire, la mesure du taux de particules présentes dans l’environnement pour des raisons sans rapport avec l’utilisation réelle du véhicule selon l’étape 103.
Dans certains cas, le système comprend en outre le deuxième capteur 40, qui est, comme indiqué précédemment, configuré pour mesurer le taux de particules polluantes présentes dans l’environnement pour des raisons sans rapport avec l’utilisation réelle selon l’étape 103. Comme indiqué précédemment, dans certains cas le capteur 40 peut aussi être configuré pour mesurer, lors de l’étape 105 décrite ci-avant, le taux de particules présentes dans l’environnement pour des raisons sans rapport avec la réalisation de chaque test sur banc de freinage ou à rouleaux de l’étape 101.
D’autres détails concernant les caractéristiques, la fonction et la position du capteur 30 et du capteur 40 ont été indiqués précédemment en référence aux étapes des procédés 100, 110, 120. Par souci de concision, ces détails ne sont pas répétés dans ce qui suit.
Lorsque les mesures des étapes 101 ou 106 et/ou la mesure de l’étape 105 sont obtenues par le dispositif de mesure propre au banc de freinage ou à rouleaux, ce dispositif de mesure est également inclus dans le système pour mettre en œuvre le procédé 100, 110, 120. Comme indiqué, le dispositif de mesure du banc de freinage ou à rouleaux peut comprendre un ou plusieurs capteur(s).
La présente divulgation ne se limite pas aux exemples de procédé décrits ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée.

Claims (10)

  1. Procédé (100, 110, 120) de surveillance d’un taux de particules émises par une unité de frein (10) installée dans un véhicule, le procédé comprenant :
    - mesurer (101), sur un banc de freinage ou un banc à rouleaux, le taux de particules provenant de l'unité de frein (10) dans une ou plusieurs conditions de freinage prédéterminées ;
    - établir (102) un abaque comprenant, pour chaque condition de freinage prédéterminée, un taux maximal de particules provenant de l’unité de frein (10) ;
    - mesurer (103) le taux de particules émises par l’unité de frein (10) pendant une utilisation réelle du véhicule équivalente à l’une des conditions de freinage prédéterminées, dite condition de freinage actuelle ;
    - vérifier (104) si le taux de particules émises par l’unité de frein (10) pendant ladite utilisation réelle du véhicule est inférieur ou égal audit taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle, ou si le taux de particules émises par l’unité de frein (10) pendant ladite utilisation réelle est supérieur audit taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle.
  2. Procédé (100, 110, 120) selon la des revendication 1, comprenant en outre la reproduction d’un signal d’alerte lorsque le taux de particules émises par l’unité de frein (10) pendant ladite utilisation réelle est supérieur audit taux maximal de particules émises dans ladite condition de freinage actuelle.
  3. Procédé (100, 110, 120) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque condition de freinage prédéterminée comprend au moins l’un des paramètres suivants :
    - vitesse initiale du véhicule au début du freinage ; et/ou
    - vitesse finale du véhicule à la fin du freinage ; et/ou
    - décélération du freinage ; et/ou
    - inertie à une roue du véhicule ; et/ou
    - couple à la roue ; et/ou
    - ensemble formé par une plaquette (12), et/ou un disque de frein (14) et/ou un étrier de l’unité de frein ; et/ou
    - activation ou désactivation d’un système de captation (16) de particules éventuellement installé dans le véhicule.
  4. Procédé (100, 110, 120) selon la revendication 3, dans lequel l’inertie à la roue est estimée à partir d’au moins l’un des paramètres suivants :
    - pression sur un ou plusieurs amortisseurs installés dans le véhicule ; et/ou
    - niveau d’essence dans le véhicule ; et/ou
    - puissance mécanique fournie par un moteur du véhicule ; et/ou
    - nombre d’utilisateurs à bord du véhicule : et/ou
    - poids d’un chargement du véhicule ; et/ou
    - présence ou absence d’une remorque attachée au véhicule.
  5. Procédé (100, 110, 120) selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre mesurer le taux de particules présentes dans l’environnement avant et/ou pendant et/ou après que le véhicule fonctionne selon ladite utilisation réelle équivalente à ladite condition de freinage actuelle.
  6. Système pour mettre en œuvre le procédé (100, 110, 120) selon l’une des revendications précédentes, le système comprenant un premier capteur (30) configuré pour mesurer le taux de particules émises par l’unité de frein (10) pendant une utilisation réelle du véhicule équivalente à ladite condition de freinage actuelle.
  7. Système selon la revendication 6, dans lequel ledit premier capteur (30) est embarqué dans le véhicule.
  8. Système selon l’une des revendications 6 ou 7, dans lequel ledit premier capteur (30) est installé à proximité de l’unité de frein (10), en particulier dans une zone de concentration homogène de particules émises par l’unité de frein (10).
  9. Système selon l’une des revendications 6 à 8, comprenant en outre un deuxième capteur (40) configuré pour mesurer le taux de particules polluantes présentes dans l’environnement avant et/ou pendant et/ou après que le véhicule fonctionne selon ladite utilisation réelle équivalente à ladite condition de freinage actuelle.
  10. Système selon l’une des revendications 6 à 9, dans lequel ledit premier capteur (30) est configuré pour mesurer le taux de particules émises par une pluralité d’unités de frein (10) pendant une utilisation réelle du véhicule équivalente à ladite condition de freinage actuelle.
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