FR2845335A1 - Vehicule automobile equipe d'un systeme de freinage pilote electriquement et procede de commande d'un tel systeme - Google Patents

Vehicule automobile equipe d'un systeme de freinage pilote electriquement et procede de commande d'un tel systeme Download PDF

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Abstract

Véhicule automobile équipé d'un moteur d'entraînement 6, comprenant un système de freinage piloté électriquement 3, 4, commandé par une pédale de frein actionnable par le conducteur du véhicule, un capteur 11 d'action sur la pédale de frein, un système 7 de mise en veille du moteur, un capteur 13 de la vitesse du véhicule et un dispositif 15 de maintien du véhicule à l'arrêt, à commande électrique, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens capables d'agir sur le dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt dès que la vitesse du véhicule déterminée par le capteur de vitesse est inférieure à une limite prédéterminée et simultanément que le capteur 11 d'action détecte une action du conducteur sur la pédale de frein.

Description

Véhicule automobile équipé d'un système de freinage piloté
électriquement et procédé de commande d'un tel système.
La présente invention a pour objet un véhicule automobile 5 équipé d'un moteur d'entraînement, et comprenant un système de freinage piloté électriquement ainsi qu'un système de mise en veille du moteur d'entraînement du véhicule, pour économiser la consommation d'énergie. L'invention concerne également un procédé de commande du 10 système de freinage piloté d'un tel véhicule automobile en vue
d'économiser la consommation électrique du système de freinage.
Certains véhicules automobiles sont munis d'une fonction de mise en veille du moteur d'entraînement du véhicule, qui intervient lorsque la vitesse du véhicule est proche de zéro ou inférieure à une 15 valeur limite prédéterminée, par exemple de l'ordre de 3 km/h. Cette situation de mise en veille (parfois appelée " stop and start ") est gérée par un calculateur de bord afin de permettre le respect d'un certain nombre de critères avant sa mise en oeuvre. C'est ainsi qu'on vérifie tout d'abord que le levier de vitesses est au point mort, que 20 l'état de charge de la batterie est correct, que la température du moteur est suffisamment élevée pour autoriser un redémarrage rapide, etc. Si l'ensemble des critères requis apparaît satisfaisant, le calculateur embarqué commande la mise en veille du moteur, c'est-à-dire la cessation des explosions dans le cas d'un moteur thermique ou l'arrêt 25 d'alimentation dans le cas d'un moteur électrique. Pendant les phases de veille du moteur d'entraînement, les autres organes du véhicule restent alimentés par la batterie afin que le conducteur et les passagers
ne soient pas affectés par cette mise en veille du moteur.
Pour être efficace, cette fonction de mise en veille doit être 30 utilisée le plus souvent possible afin que le gain de consommation soit
important. En règle générale, si le conducteur d'un véhicule s'immobilise, par exemple devant un feu rouge, pendant quelques instants, il est approprié de déclencher la fonction de mise en veille.
Dans une telle situation, le conducteur met généralement le levier de vitesses au point mort et peut garder le pied appuyé sur la pédale de frein. Si le véhicule se trouve dans une côte ou en descente, le conducteur gardera en tout état de cause le pied sur la pédale de frein,
de façon à maintenir le véhicule immobilisé.
Lorsque le véhicule est équipé d'un système de freinage piloté électroniquement (dit " EBS "), comportant une pluralité d'actionneurs électromécaniques (EMB) ou électrohydrauliques (EHB) qui agissent chacun sur les étriers de serrage des freins des différentes roues du véhicule, la mise en veille du moteur entraîne une surconsommation 10 électrique importante qui entraîne une surcharge de la batterie. En effet, pendant la phase de mise en veille du moteur d'entraînement, l'alternateur est arrêté et la batterie n'est pas rechargée. Il en résulte que les systèmes de mise en veille du moteur présentent l'inconvénient d'exiger une batterie en parfait état. De plus, ils entraînent 15 fréquemment une baisse de la tension du réseau d'alimentation électrique du véhicule et nécessitent une augmentation de la
consommation ultérieure pour recharger la batterie.
La demande de brevet français 2 523 536 décrit un véhicule automobile comportant un système de freinage principal à commande 20 au pied et un frein de stationnement à commande manuelle. Il est prévu une mise en marche automatique du système de freinage lors d'un arrêt du moteur et lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur déterminée proche de zéro. Dans ce document antérieur, on s'intéresse essentiellement à l'actionnement automatique du frein de 25 stationnement à levier manuel dès l'arrêt du moteur ou en cas de mise en oeuvre du système de mise en veille du moteur d'entraînement afin d'éviter le risque que le véhicule ne soit pas convenablement maintenu immobile lors de la mise en veille du moteur. Ce document s'intéresse
principalement à la sécurité du maintien immobile du véhicule.
La présente invention a pour objet d'économiser l'énergie électrique dans un véhicule automobile équipé d'un système de freinage à commande électrique, sans pour autant sacrifier la sécurité
de l'immobilisation du véhicule à l'arrêt.
L'invention a également pour objet de permettre une utilisation plus fréquente du système de mise en veille du moteur, entraînant ainsi indirectement une augmentation de l'économie d'énergie réalisée par le
système de mise en veille.
Les systèmes de mise en veille du moteur d'entraînement d'un véhicule sont des systèmes entièrement automatisés, capables de déclencher l'arrêt et le redémarrage du moteur d'entraînement selon des critères précis, comprenant la vitesse du véhicule (vitesse nulle et temporisation), l'état de charge de la batterie, la position du levier de 10 vitesses, la position des pédales d'accélérateur de frein et d'embrayage, la température extérieure, la température d'eau du moteur dans le cas d'un moteur thermique. La fonction de mise en veille n'arrête pas le moteur d'entraînement de façon classique, contrairement à ce qui est le cas lors d'une action sur la clé de contact. 15 Le moteur est simplement mis en veille afin de pouvoir assurer un redémarrage dans un temps très rapide. La totalité des fonctions du véhicule restent actives pendant la veille du moteur. C'est ainsi que dans le cas d'un moteur thermique, il n'y a plus d'explosion dans les
cylindres, mais les fonctions connexes du moteur restent actives.
Ces systèmes de mise en veille ne sont pas commandables par le conducteur, qui peut seulement enclencher ou non cette fonction, mais ne peut imposer la mise en veille du moteur si les critères requis
ne sont pas vérifiés.
Diverses informations utiles pour la gestion de la fonction de 25 mise en veille du moteur sont disponibles sur le bus de connexion du
réseau dont le véhicule est équipé, afin que le calculateur central du véhicule puisse mettre le moteur en veille. Dans le cas d'un moteur thermique, ce sera le cas par exemple d'un calculateur d'injection du carburant. Toutes les informations sont donc disponibles sous forme 30 numérique sur le bus de connexion du réseau.
Les systèmes de freinage pilotés électriquement utilisent l'énergie électrique pour leur fonctionnement. Les actionneurs électrohydrauliques produisent un effort de freinage à partir d'un moteur électrique unique comprimant un fluide dans un réservoir sous pression. Ce fluide est ensuite amené vers les étriers de frein par l'intermédiaire d'électrovannes. La commande entre la pédale de frein et le moteur électrique et les électrovannes, est réalisée par des
liaisons électriques.
Dans un système électromécanique, les actionneurs des étriers de frein sont des moteurs électriques et leur commande est réalisée par des liaisons uniquement électriques. Dans ce cas, les actionneurs sont de gros consommateurs d'énergie électrique, même lors de l'arrêt du
véhicule, tant que la pédale de frein reste enfoncée.
Le véhicule automobile selon l'invention est équipé d'un moteur d'entraînement qui peut être un moteur thermique, un moteur électrique ou un ensemble hybride éventuellement associé à une pile à combustible. Le véhicule comprend un système de freinage piloté électriquement, commandé par une pédale de frein actionnable par le 15 conducteur du véhicule et un capteur d'action sur la pédale de frein, un système de mise en veille du moteur, un capteur de la vitesse du véhicule et un dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt, à commande électrique. Le véhicule comprend en outre des moyens capables d'agir sur le dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt, dès que la vitesse du 20 véhicule, déterminée par le capteur de vitesse, est inférieure à une limite prédéterminée et simultanément que le capteur d'action détecte
une action du conducteur sur la pédale de frein.
Le véhicule est ainsi maintenu à l'arrêt automatiquement sans augmentation de la consommation de courant électrique, le dispositif 25 de maintien du véhicule, qui comprend par exemple le frein de stationnement ou frein de parking, ne consommant pas d'énergie une
fois enclenché.
Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens sont
capables d'agir sur le dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt dès 30 le déclenchement du système de mise en veille du moteur.
Lesdits moyens sont en outre de préférence capables de couper
l'alimentation électrique du système de freinage piloté du véhicule.
De cette manière, il devient possible d'économiser l'énergie importante nécessaire auparavant pour maintenir serrés les actionneurs du système de freinage piloté électriquement. Même lorsque le conducteur continue à appuyer sur la pédale de frein, les actionneurs de freinage à commande électrique peuvent en effet être relâchés puisque le véhicule est maintenu immobilisé par le frein de 5 stationnement. Il en résulte une économie importante sur la consommation électrique du système de freinage électrique pendant les phases d'arrêt du véhicule, permettant ainsi de soulager la charge des
accumulateurs électrochimiques ou de l'alternateur.
L'invention présente l'avantage d'utiliser la fonction de frein 10 de stationnement dont tout système de freinage piloté électriquement est muni, qui permet de bloquer un essieu au moins du véhicule sans consommation de courant une fois enclenché. Bien entendu les fonctions normales habituelles du frein de stationnement sont conservées. Des moyens sont avantageusement prévus pour détecter un ordre du conducteur en vue du redémarrage du véhicule, lesdits moyens étant capables d'agir sur le dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt pour le désactiver dès la détection d'un tel ordre de redémarrage. Les moyens de détection d'un ordre de démarrage peuvent comprendre un capteur d'action sur la pédale d'accélérateur ou d'embrayage du véhicule ou un capteur d'action sur le levier de
commande des vitesses du véhicule.
Le frein de stationnement est ainsi libéré automatiquement à la 25 suite d'un ordre de redémarrage du moteur en raison d'une sollicitation sur l'accélérateur, sur l'embrayage ou sur le levier de vitesses. Les informations nécessaires à la gestion du blocage et du déblocage du dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt sont 30 disponibles sur le réseau multiplexé qui équipe le véhicule et qui connecte entre eux les différents organes de commande électriques du véhicule. Il s'agit en particulier de l'ordre de mise en veille du moteur
d'entraînement du véhicule et de l'ordre de redémarrage.
L'ensemble peut être géré par le calculateur commandant le système de mise en veille du moteur ou, dans un mode de réalisation avantageux, par le calculateur commandant le système de freinage piloté électriquement. L'utilisation de ce dernier calculateur présente 5 l'avantage d'assurer le fonctionnement du frein de stationnement immobilisant le véhicule même en cas de défaillance du système de
freinage principal.
Le procédé de commande du système de freinage piloté électriquement selon l'invention est avantageusement utilisé sur un 10 véhicule automobile équipé d'un dispositif de maintien du véhicule à
l'arrêt, à commande électrique, en vue d'économiser la consommation électrique. On agit sur le dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt dès que la vitesse du véhicule est inférieure à une limite prédéterminée et que, simultanément, on détecte une action du conducteur sur la 15 pédale de frein du véhicule.
La vitesse prédéterminée peut être choisie en fonction du résultat recherché en matière d'économie et de confort. On pourra
adopter une vitesse limite comprise entre 3 et 0 km/h par exemple.
Lorsque le véhicule est équipé d'un système de mise en veille 20 du moteur d'entraînement, on agit sur le dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt dès le déclenchement du système de mise en veille
du moteur.
De préférence, on coupe également l'alimentation électrique du
système de freinage piloté du véhicule.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la
description suivante d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par la figure annexée, sur laquelle on a représenté schématiquement les principaux éléments d'un système
selon l'invention.
Tel qu'illustré très schématiquement sur la figure unique annexée, le véhicule automobile comporte quatre roues 1, équipées chacune d'un étrier de frein 2 qui peut être serré au moyen d'un actionneur 3 à commande électrique. L'alimentation en courant électrique des actionneurs 3 se fait par les connexions 4 et sous le contrôle d'un calculateur 5 dédié à la commande du système de
freinage piloté électriquement qui comprend les actionneurs 3.
Le véhicule comprend également un moteur d'entraînement M, référencé 6, qui peut être un moteur thermique ou un moteur électrique 5 ou encore un ensemble comprenant une pile à combustible. Un système référencé 7 dans son ensemble permet la mise en veille du moteur thermique lors de la réception d'un signal de mise en veille émis par un calculateur 8 relié par la connexion 9 au système de mise en veille
7, lui-même relié par la connexion 10 au moteur 6.
Le calculateur 8 reçoit également différents signaux et en particulier ceux provenant d'un capteur 11 qui détecte une action du conducteur du véhicule sur la pédale de frein, d'un capteur 12 de la vitesse du véhicule et d'un capteur 13 qui détecte une action sur la pédale d'accélérateur, sur l'embrayage ou sur le levier de vitesses du 15 véhicule. Les différents capteurs 11, 12, 13 son reliés par des
connexions 14 au calculateur 8.
Le véhicule est encore équipé d'un dispositif 15 de maintien du véhicule à l'arrêt, qui peut être par exemple un frein de stationnement à commande électrique. Le dispositif 15 peut être démuni de toute 20 manette de commande de frein et fonctionner en tout ou rien, assurant
simplement le maintien immobile du véhicule lorsqu'il est enclenché.
Un tel dispositif assure donc une fonction de frein de stationnement ou frein de parking, sans nécessiter obligatoirement la présence d'un levier de commande à câble de type classique. Le dispositif de 25 maintien 15 agit par les connexions 16 sur les étriers 2 des deux roues arrière du véhicule, dans l'exemple illustré, ce qui est suffisant pour
assurer le maintien immobile du véhicule à l'arrêt.
Le calculateur 8 est en outre relié par une connexion 17 au
calculateur 5 et par une connexion 18 au dispositif de maintien 15.
Dans l'exemple illustré, la commande d'actionnement du dispositif de maintien 15 peut donc provenir, soit du calculateur 8, soit
du calculateur 5.
Le dispositif de maintien 15, qui joue le rôle d'un frein de stationnement, a pour particularité de ne pas consommer de courant
électrique une fois enclenché.
Le calculateur 8, qui gère la fonction de mise en veille, ou le 5 calculateur 5, qui gère le fonctionnement du système de freinage dans son ensemble, peut déclencher en même temps que la mise en veille du moteur, la mise en service du dispositif de maintien 15 à commande électrique, et, simultanément, couper l'alimentation électrique des actionneurs 3 du système de freinage. Dans ce cas, le véhicule étant 10 immobilisé à l'arrêt, le frein de stationnement électrique du dispositif de maintien 15 ne consomme plus d'énergie, les actionneurs de frein 3 sont libérés, et ce, même si le conducteur maintient le pied sur la pédale de frein. Aucune action n'est engagée si le conducteur retire
son pied de la pédale de frein.
Lorsque le conducteur souhaite faire redémarrer le véhicule, il
agit sur la pédale d'accélérateur, sur la pédale d'embrayage ou sur le levier de vitesses et le capteur 13 émet un signal qui permet au calculateur 8 de déclencher un ordre de redémarrage du moteur 6.
Simultanément, le dispositif de maintien 15 est commandé de façon à 20 déverrouiller les étriers 2, libérant ainsi les roues du véhicule qui peut se déplacer dès la sollicitation du conducteur sur l'accélérateur,
l'embrayage ou le levier de vitesses.
On comprendra, bien entendu, que les fonctions habituelles du
dispositif de maintien 15 à commande électrique peuvent être 25 maintenues, par exemple lors du démarrage en côte du véhicule.
Dans l'exemple qui vient d'être explicité, on a prévu l'enclenchement du dispositif de maintien' 15 lors de la mise en veille effective du moteur d'entraînement du véhicule. Il est également possible d'engager le dispositif de maintien à commande électrique 15 30 peu avant la mise en veille du moteur 6, dès que l'on détecte l'arrêt du
véhicule ou une vitesse inférieure à une limite prédéterminée, de l'ordre de 3 km/h, dans la mesure o la pédale de frein est enfoncée.
De cette façon, si l'un des critères nécessaires à la mise en veille effective du moteur n'est pas rempli, de sorte que la mise en veille ne se produit pas, le frein de stationnement à commande électrique du dispositif de maintien 15 peut malgré tout être enclenché et la commande électrique des actionneurs du système de freinage électrique coupée, de façon à économiser l'énergie dans les mêmes 5 conditions que précédemment. Une telle situation pourra se rencontrer par exemple dans le cas o le moteur d'entraînement 6 est un moteur thermique, si la température de l'eau n'est pas suffisante pour assurer
un redémarrage rapide après la phase de mise en veille.
On obtient ainsi, grâce à l'invention, une économie importante 10 de consommation d'énergie électrique qui rend possible une utilisation plus fréquente du système de mise en veille du moteur entraînant à son
tour une économie d'énergie sur le fonctionnement du véhicule.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1-Véhicule automobile équipé d'un moteur d'entraînement (6), comprenant un système de freinage piloté électriquement (3, 4), commandé par une pédale de frein actionnable par le conducteur du 5 véhicule, un capteur (11) d'action sur la pédale de frein, un système (7) de mise en veille du moteur, un capteur (13) de la vitesse du véhicule et un dispositif (15) de maintien du véhicule à l'arrêt, à commande électrique, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens capables d'agir sur le dispositif de maintien du véhicule à 10 l'arrêt dès que la vitesse du véhicule déterminée par le capteur de vitesse est inférieure à une limite prédéterminée et simultanément que le capteur (11) d'action détecte une action du conducteur sur la pédale
de frein.
2-Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé par 15 le fait que lesdits moyens sont capables d'agir sur le dispositif (15) de maintien du véhicule à l'arrêt dès le déclenchement du système (7) de
mise en veille du moteur.
3-Véhicule automobile selon les revendications 1 ou 2,
caractérisé par le fait que lesdits moyens sont en outre capables de 20 couper l'alimentation électrique du système de freinage piloté (3, 4)
du véhicule.
4-Véhicule automobile selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour détecter un ordre du conducteur en vue du redémarrage 25 du véhicule, lesdits moyens étant capables d'agir sur le dispositif de
maintien du véhicule à l'arrêt pour le désactiver dès la détection d'un
ordre de redémarrage.
-Véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens de détection d'un ordre de démarrage 30 comprennent un capteur (12) d'action sur la pédale d'accélérateur ou
la pédale d'embrayage du véhicule.
6-Véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens de détection d'un ordre de démarrage il comprennent un capteur d'action sur le levier de commande des
vitesses du véhicule.
7-Véhicule automobile selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens 5 comprennent un calculateur (8) commandant le système de mise en
veille du moteur.
8-Véhicule automobile selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que lesdits moyens comprennent un calculateur (5) commandant le système de freinage 10 piloté électriquement.
9-Procédé de commande du système de freinage piloté électriquement d'un véhicule automobile équipé d'un dispositif (15) de maintien du véhicule à l'arrêt, à commande électrique, en vue d'économiser la consommation électrique, caractérisé par le fait qu'on 15 agit sur le dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt dès que la vitesse du véhicule est inférieure à une limite prédéterminée et que, simultanément, on détecte une action du conducteur sur la pédale de
frein du véhicule.
-Procédé de commande selon la revendication 9, pour un 20 véhicule équipé d'un système de mise en veille du moteur d'entraînement, caractérisé par le fait que l'on agit sur le dispositif de maintien du véhicule à l'arrêt dès le déclenchement du système de
mise en veille du moteur.
il-Procédé de commande selon les revendications 9 ou 10, 25 caractérisé par le fait qu'on coupe également l'alimentation électrique
du système de freinage piloté du véhicule.
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