FR2928326A1 - Systeme de freinage avec controle de stabilite et de trajectoire utilisant un dispositif de stockage d'energie ainsi qu'une pompe externe et procede de stockagre denergie associe. - Google Patents

Systeme de freinage avec controle de stabilite et de trajectoire utilisant un dispositif de stockage d'energie ainsi qu'une pompe externe et procede de stockagre denergie associe. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un système de freinage (1) pour véhicule automobile comportant :- une pédale de frein (2) et un maître-cylindre (4) relié à ladite pédale (2),- un circuit d'admission et d'échappement de liquide de frein (9.1, 9.2, 10.1, 10.2) relié à des éléments de frein installés sur les roues du véhicule,- le maître-cylindre (4) et le circuit d'admission et d'échappement étant reliés entre eux via des canalisations hydrauliques,caractérisé en ce que ledit système de freinage (1), comporte en outre :- un accumulateur (20) dit haute pression, relié au circuit d'admission et d'échappement de liquide de frein via les canalisations hydrauliques, apte à emmagasiner de l'énergie potentielle, cet accumulateur (20) haute pression permettant d'augmenter ou de créer une pression de freinage indépendamment de l'action sur la pédale de frein (2), et- un système de traction (1.3) relié d'une part à l'accumulateur haute pression (20) et d'autre part à une pompe (36) d'un circuit externe (1.4) indépendant du circuit hydraulique du système de freinage (1), ce système de traction (1.3) étant apte à transmettre l'énergie hydraulique issue de la pompe (36) du circuit externe (1.4) à l'accumulateur (20) haute pression afin de la stocker dans cet accumulateur.

Description

SYSTEME DE FREINAGE AVEC CONTROLE DE STABILITE ET DE TRAJECTOIRE UTILISANT UN DISPOSITIF DE STOCKAGE D'ENERGIE AINSI QU'UNE POMPE EXTERNE ET PROCEDE DE STOCKAGE D'ENERGIE ASSOCIE
La présente invention concerne un système de freinage avec contrôle de stabilité et de trajectoire dépourvu de pompe et muni d'un dispositif de stockage d'énergie ainsi que le procédé de stockage d'énergie mettant en oeuvre ce système de freinage. L'invention a notamment pour but de réduire le coût de fabrication d'un système de freinage à contrôle de stabilité et de trajectoire.
On connaît les systèmes de freinage, appelés systèmes ABS (Système Anti-Bloquant) permettant d'éviter le blocage des roues lorsqu'un conducteur freine, afin de conserver le pouvoir directeur des roues sur la chaussée en toutes circonstances. Le principe de l'ABS est d'utiliser des électrovannes et des pompes hydrauliques pour diminuer la pression de freinage et donc le couple de freinage appliquée sur une roue dès qu'un risque de blocage de cette roue est détecté.
On connaît également des systèmes électroniques de contrôle de stabilité et de trajectoire, notamment les systèmes dits ESC (Electronic Stability Control en anglais), dont l'objectif est de moduler le couple de freinage appliqué à une ou plusieurs roues si une unité de contrôle électronique en charge de la commande du système détecte qu'une consigne conducteur est inexistante, insuffisante ou au contraire trop importante au regard d'une situation de stabilité du véhicule, cette situation de stabilité étant déterminée à partir de mesures effectuées par différents capteurs installés dans le véhicule.
A cet effet, le système ESC comporte une pompe hydraulique, permettant, en cas d'action insuffisante ou inexistante d'un conducteur sur la pédale, de faire circuler du liquide de frein sous pression vers un ou plusieurs étriers de frein, de manière à freiner une ou plusieurs roues du véhicule
indépendamment de l'action du conducteur sur la pédale de frein.
Généralement, un système ESC permet également la mise en oeuvre d'un système ABS, car les éléments utilisés pour augmenter la pression de freinage sur chaque roue peuvent être utilisés, à l'inverse, pour diminuer cette pression, et ainsi permettre le déblocage d'une roue.
Ces systèmes de contrôle de freinage sont relativement efficaces pour remédier aux pertes de stabilité et de trajectoire pouvant survenir avec un véhicule. Toutefois, les éléments formant ces systèmes de freinage sont coûteux, en particulier les pompes, ce qui empêche leur installation de manière généralisée sur les véhicules produits en grande série. De plus, pour les systèmes utilisant une pompe, la pression maximale de freinage n'est pas immédiatement disponible lors des phases nécessitant une pression de freinage sans action du conducteur.
Il existe donc le besoin d'un système de freinage à bas coût et à temps de réponse court qui pourrait être installé sur tous les types de véhicules produits en série.
L'invention comble ce besoin notamment en remplaçant la pompe des systèmes de freinage classiques par un accumulateur dit haute pression moins cher que la pompe des systèmes de freinage classiques et permettant d'obtenir une pression maximale de freinage de façon quasi-immédiate. Par accumulateur haute pression, on entend un accumulateur permettant de fournir du fluide sous des pressions de l'ordre de 100 à 150 bars. Selon une mise en oeuvre, l'accumulateur haute pression prend la forme d'un accumulateur à piston stockant de l'énergie sous forme potentielle dans un ou plusieurs ressorts. L'accumulateur haute pression est taré à une pression de 100 à 150 bars, c'est-à-dire que l'effort de précharge du ou des ressorts sur le piston permet d'obtenir une pression de 100 à 150 bars.
Pour être rechargé en énergie, cet accumulateur est relié à une pompe existante externe au système de freinage, par exemple, la pompe du système de direction ou la pompe du système de suspension. L'énergie
issue de la pompe externe est transmise à l'accumulateur haute pression par l'intermédiaire d'une liaison mécanique, par exemple, liant le piston de l'accumulateur à un piston délimitant une chambre hydraulique elle-même raccordée à la pompe externe. L'invention permet de stocker de l'énergie sous forme d'énergie potentielle, et de la restituer lors des phases nécessitant une pression de freinage indépendante de l'action du conducteur sur la pédale de frein.
10 L'invention concerne donc un système de freinage pour véhicule automobile comportant : - une pédale de frein et un maître-cylindre relié à ladite pédale, - un circuit d'admission et d'échappement de liquide de frein relié à des éléments de frein installés sur les roues du véhicule, 15 - le maître-cylindre et le circuit d'admission et d'échappement étant reliés entre eux via des canalisations hydrauliques, caractérisé en ce que ledit système de freinage, comporte en outre : - un accumulateur dit haute pression, relié au circuit d'admission et d'échappement de liquide de frein via les canalisations hydrauliques, apte à 20 emmagasiner de l'énergie potentielle, cet accumulateur haute pression permettant d'augmenter ou de créer une pression de freinage indépendamment de l'action sur la pédale de frein, et - un système de traction relié d'une part à l'accumulateur haute pression et d'autre part à une pompe d'un circuit externe indépendant du 25 circuit hydraulique du système de freinage, ce système de traction étant apte à transmettre l'énergie hydraulique issue de la pompe du circuit externe à l'accumulateur haute pression afin de la stocker dans cet accumulateur.
L'invention comporte l'une quelconque des caractéristiques 30 suivantes : - le système de traction comporte un organe de traction alimenté par la pompe apte à recharger en énergie l'accumulateur haute pression par l'intermédiaire d'une liaison mécanique, - l'organe de traction est alimenté par la pompe par l'intermédiaire 35 d'une vanne de sélection,5
- l'organe de traction comporte un piston disposé à l'intérieur d'un corps séparant deux chambres, dont une première chambre apte à recevoir un fluide hydraulique, et une deuxième chambre apte à recevoir de l'air, de sorte qu'un déplacement du piston sous l'effet d'une pression hydraulique appliquée dans la première chambre sur le piston, induise une expulsion de l'air se trouvant à l'intérieur de la deuxième chambre, - la pompe externe est la pompe du circuit hydraulique de la direction assistée du véhicule, - la pompe externe est la pompe du circuit hydraulique de la suspension du véhicule, - l'accumulateur haute pression est formé par un piston disposé à l'intérieur d'un corps, et un ressort permettant un stockage d=énergie potentielle lorsqu'il est comprimé, - le l'accumulateur comporte en outre un dispositif de blocage permettant une conservation de l'énergie potentielle emmagasinée dans l'accumulateur haute pression, - le dispositif de blocage comporte un pion solidaire du corps de l'accumulateur, et permettant, au cours des phases de désactivation du système de stockage d'énergie, le blocage du déplacement du piston dans le sens d'une décompression du ressort, - le dispositif de blocage mécanique est formé par un ensemble pignon/crémaillère, et un frein muni d'une roue libre, - le maître-cylindre comporte un réservoir rempli de fluide de freinage, ledit maître-cylindre étant apte à transformer l'appui sur la pédale en une pression hydraulique transmise à des étriers, ces étriers étant aptes à transformer la pression hydraulique en un couple de freinage des roues du véhicule, - des électrovannes d'admission et d'échappement associées aux étriers, les électrovannes d'admission normalement ouvertes autorisant l'admission du fluide de freinage vers les étriers, les électrovannes d'échappement normalement fermées autorisant l'échappement du fluide des étriers vers le reste du circuit lors d'une phase de réduction de pression dans un des étriers,
- un accumulateur basse pression monté en aval des électrovannes d'échappement permettant de récupérer du fluide de freinage lors d'une phase de réduction de pression dans le ou les étriers, - l'accumulateur haute pression et le maître-cylindre sont reliés aux électrovannes d'admission et d'échappement respectivement par une électrovanne normalement fermée et une électrovanne normalement ouverte, - un amplificateur hydraulique monté en aval de l'accumulateur haute pression, cet amplificateur hydraulique étant monté en aval ou en amont de l'électrovanne reliant l'accumulateur haute pression aux électrovannes d'admission et d'échappement, - un amplificateur hydraulique monté en aval du circuit externe et en amont de l'accumulateur, - les électrovannes normalement fermée et normalement ouverte reliant respectivement l'accumulateur et le maître-cylindre aux électrovannes d'admission et d'échappement sont remplacées par une électrovanne à trois orifice de type tout ou rien, - un clapet positionné entre l'accumulateur basse pression et le maître-cylindre, ce clapet étant relié directement au maître-cylindre, - des clapets connectés en parallèle des électrovannes d'admission, ces clapets étant reliés directement à l'électrovanne normalement ouverte reliant le maître-cylindre aux électrovannes d'admission et d'échappement, - l'accumulateur basse pression est remplacé par une ligne hydraulique reliant les électrovannes d'échappement directement au réservoir du maître-cylindre, le cas échéant via des clapets autorisant le passage du fluide des électrovannes d'échappement vers le réservoir, - l'accumulateur haute pression est relié directement aux électrovannes d'admission, l'électrovanne normalement fermée reliant l'accumulateur haute pression aux électrovannes d'admission et le clapet qui lui est associé étant supprimés,
L'invention a également pour objet un procédé de récupération d'énergie mettant en oeuvre le système de freinage tel que défini précédemment caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- lorsqu'une pression Pressort potentiellement disponible grâce à l'accumulateur haute pression est inférieure à une valeur seuil P1 correspondant par exemple à la pression moyenne ou maximale pouvant être demandée au dit accumulateur lors d'une régulation de type ESC, -l'électrovanne puis la pompe du circuit externe sont activées, de sorte que la pompe peut alimenter la chambre de l'organe de traction, de sorte que de l'énergie issue de la pompe est récupérée par l'accumulateur haute pression, et - lorsque la pression Pressort a atteint la valeur seuil P1, la pompe et l'électrovanne sont désactivées.
L'invention comporte l'une quelconque des caractéristiques suivantes : -une mise en oeuvre lorsque le véhicule est à l'arrêt ou à faible vitesse, - la valeur seuil P1 est comprise entre 70.105 et 130.105 Pa, soit entre 70 et 130 bars.
L'invention à également pour objet un véhicule automobile équipé d'un 20 système de freinage tel que défini précédemment.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles représentent 25 l'un des deux circuits de freinage du véhicule. Elles montrent :
Figure 1 : une représentation schématique d'un système de freinage selon l'invention ; Figures 2 : une représentation schématique du fonctionnement du 30 système de freinage selon l'invention lors d'un stockage d'énergie ; Figure 3 : une représentation schématique du fonctionnement du système de freinage selon l'invention lors d'un freinage classique ; Figure 4 : une représentation schématique du fonctionnement du système de freinage selon l'invention lors d'un défreinage classique ; 35 Figure 5: une représentation schématique du fonctionnement du
système de freinage selon l'invention lorsqu'il est nécessaire de faire chuter la pression de freinage dans un des étriers ; Figure 6 : une représentation schématique du fonctionnement du système de freinage selon l'invention lorsqu'il est nécessaire d'augmenter la pression de freinage dans les étriers indépendamment de l'action du conducteur sur la pédale de frein ; Figure 7a-7b : des représentations schématique de variantes de réalisation du système de stockage d'énergie selon l'invention ; Figure 8 : une représentation schématique d'une variante de réalisation du dispositif de blocage de l'accumulateur haute pression ; Figures 9-10: des représentations schématiques de variantes de réalisation du circuit hydraulique du système de freinage selon l'invention ; Figures 11a-11f : des représentations schématiques de variantes de réalisation du système de freinage selon l'invention dépourvu d'accumulateur basse pression.
Les éléments identiques conservent la même référence d'une figure à l'autre.
La figure 1 montre la configuration d'un circuit hydraulique 1.1 du système de freinage 1 selon l'invention du point de vue d'un seul des circuits de freinage correspondant à deux roues dans une architecture de freinage en X (les deux roues dans une diagonale du véhicule), ou dans une architectures en H (les deux roues sur le côté longitudinal du véhicule) ou en L (les deux roues sur le côté transversal du véhicule), les éléments composant ce système étant identiques pour les deux autres roues.
Ce circuit hydraulique 1.1 comprend une pédale de frein 2 destinée à transmettre et amplifier l'effort exercé par le conducteur du véhicule lorsqu'il souhaite freiner. Cette pédale 2 est reliée à un amplificateur 3, appelé booster ou servofrein, qui permet d'amplifier l'effort exercé par le conducteur sur la pédale.
Cet amplificateur 3 est relié en entrée d'un maître-cylindre 4 relié à un réservoir 4.1 de liquide de frein, ce maître-cylindre 4 assurant la
transformation de l'effort exercé par le conducteur sur la pédale puis amplifié par l'amplificateur 3 en pression hydraulique.
Cette pression hydraulique est transmise à des étriers 5.1, 5.2 de frein installés sur les roues via un réseau de canalisations 7, ces étriers 5.1, 5.2 assurant la transformation de la pression hydraulique en effort presseur des plaquettes de frein sur le disque équipant chacune des roues et qui permettent le freinage du véhicule.
A cet effet, le circuit hydraulique 1.1 comporte au niveau de chaque étrier 5.1, 5.2, un circuit d'admission et/ou d'échappement, comportant deux électrovannes, l'une étant une électrovanne d'admission normalement ouverte 9.1, 9.2, et l'autre une électrovanne d'échappement normalement fermée 10.1, 10.2, ainsi qu'un clapet anti-retour 11.1, 11.2 connecté en parallèle de chaque électrovanne d'admission 9.1, 9.2.
On rappelle qu'une électrovanne normalement ouverte (resp. normalement fermée) présente, lorsqu'elle n'est pas activée, autrement dit par défaut, une position ouverte autorisant le passage du fluide (resp. une position fermée n'autorisant pas le passage du fluide) tandis qu'elle présente, lorsqu'elle est activée, une position fermée n'autorisant pas le passage du fluide (resp. une position ouverte autorisant le passage du fluide).
Les clapets anti-retour autorisent le passage du fluide de freinage uniquement dans un sens opposé à celui indiqué par la pointe de la flèche représentant le siège du clapet.
Par ailleurs, un accumulateur 13 basse pression de volume important destiné à stocker du fluide de freinage pendant certaines phases de fonctionnement du système de freinage 1.1 est disposé entre le maître-cylindre 4 et les électrovannes d'échappement 10. Par exemple, cet accumulateur 13 peut être à piston (comme l'accumulateur 20) et permet de stocker le fluide sous une pression de l'ordre de 0 à 15 bars.
Des clapets 14.1 et 14.2 autorisant le passage du fluide des électrovannes 10.1, 10.2 vers l'accumulateur 13 sont montés entre l'accumulateur 13 et les électrovannes d'échappement 10.1 et 10.2. Un clapet 15 autorisant le passage du fluide de l'accumulateur 13 vers le maître- cylindre 4 est installé entre l'accumulateur 13 et le maître-cylindre 4.
Le maître-cylindre 4 est relié au circuit hydraulique 1.1 par l'intermédiaire d'une électrovanne 17 normalement ouverte, un clapet 18 autorisant le passage du fluide du maître-cylindre 4 vers le reste du circuit étant connecté en parallèle à cette électrovanne 17.
En outre, pour générer une pression dans le circuit hydraulique 1.1 indépendamment de l'action du conducteur sur la pédale de frein, un système de stockage 1.2 comprenant un accumulateur 20 haute pression est connecté aux étriers 5.1, 5.2 des roues par l'intermédiaire d'une électrovanne 22 normalement fermée et d'un clapet 23 connecté en parallèle de l'électrovanne 22, ce clapet 23 autorisant le passage du fluide du circuit hydraulique 1.1 du système de freinage 1 vers l'accumulateur 20.
Cet accumulateur 20 est ici formé par un piston 25 disposé à l'intérieur d'un corps 26, et un ressort 27 apte à être comprimé pour stocker de l'énergie sous forme potentielle. Un capteur d'effort 28, installé de préférence entre le piston 25 et un piston 29 permettant de tracter au moyen d'une liaison mécanique 31 le piston 25 et donc de comprimer le ressort 27 (détaillé ci-dessous), permet d'estimer la pression Pressort qui est potentiellement disponible dans l'accumulateur 20 si le ressort 27 est relâché.
L'accumulateur 20 comporte en outre un dispositif de blocage 32 mécanique, permettant de maintenir en position le piston 25, et en compression le ressort 27.
A cet effet, le dispositif de blocage 32 comporte par exemple, un pion, qui coopère avec des créneaux positionnés sur l'axe du piston 25 de manière
à n'autoriser qu'un déplacement dans le sens d'une compression du ressort 27.
L'accumulateur 20 est rechargé en énergie potentielle grâce à la pompe 36 d'un circuit externe 1.4. L'énergie issue de la pompe externe 36 est transmise à l'accumulateur 20 par l'intermédiaire d'un système de traction 1.3 apte à tracter le piston 25 de l'accumulateur 20 et donc à comprimer le ressort 27.
Plus précisément, l'organe de traction 30 comporte un piston 29, disposé à l'intérieur d'un corps 33, ledit piston 29 séparant deux chambres étanches, dont une première chambre 34 qui est apte à recevoir un fluide hydraulique, et une deuxième chambre 35, qui est apte à recevoir de l'air par l'intermédiaire d'un orifice pratiqué dans le corps 33, de sorte qu'un déplacement du piston 29 sous l'effet d'une augmentation de la pression du fluide dans la première chambre 34 provoque une expulsion de l'air se trouvant à l'intérieur de la deuxième chambre 35.
Par ailleurs, l'organe de traction 30 comporte un orifice d'admission ou de refoulement du fluide hydraulique de la chambre 34, ledit orifice étant relié à une pompe 36 appartenant à un circuit externe au système de freinage 1.1. Dans un exemple, cette pompe 36 est la pompe du système de direction assistée du véhicule ou la pompe du système de suspension du véhicule.
La pompe 36 alimente la chambre 34 de l'organe de traction 30 avec le fluide hydraulique contenu dans un réservoir 37 par l'intermédiaire d'une électrovanne 38.
Cette électrovanne 38 est également connectée à un clapet de retour 39 monté parallèle de la pompe 36 de telle sorte que lorsque l'électrovanne 38 est dans un état initial, la pompe 36 n'alimente pas la chambre 34 et le fluide hydraulique qui s'y trouve peut retourner vers le réservoir 37, tandis que lorsque l'électrovanne 38 est dans un état actif, la pompe 36 alimente la chambre 34.35
La pompe 36 du circuit externe est commune aux deux diagonales du circuit. Selon les contraintes de réalisation, l'accumulateur haute pression 20 (de chaque diagonale) peut être intégré au bloc hydraulique contenant l'organe de traction 30. Ces deux systèmes se trouvant eux même intégrés soit au bloc hydraulique du système de freinage 1.1, soit au circuit externe 1.4. Dans ce cas, la liaison avec le bloc hydraulique du système de freinage 1.1 et le circuit externe 1.4 est réalisée par une ligne hydraulique.
L'accumulateur 20 peut aussi être intégré au circuit hydraulique 1.1 du système de freinage 1 alors que le système de traction 1.3 est intégré au circuit externe 1.4. Dans ce cas, la liaison entre l'accumulateur 20 et l'organe de traction 30 est réalisée par un élément mécanique souple, tel qu'un câble, ou une chaîne.
On note que le caractère haute pression ou basse pression d'un accumulateur dépend de ses paramètres physiques, tels que la pression initiale du gaz dans un accumulateur à membrane, ou la raideur du ressort dans un accumulateur à piston.
Par ailleurs, le système de freinage 1 comporte une unité de contrôle électronique, en liaison avec le contrôle moteur, non montrée sur les figures, permettant de déterminer une situation de freinage du véhicule à partir du traitement de mesures effectuées par différents capteurs de position, vitesse, accélération ou pression installés dans le véhicule et de la comparer avec une situation de freinage attendue. Si l'unité de contrôle détecte une anomalie (risque de blocage de roue, survirage, sous-virage, etc.), elle met en oeuvre un procédé de contrôle du freinage, tel qu'un procédé antiblocage de roues ou un procédé de contrôle de stabilité et de trajectoire, en commandant les différents éléments du système de freinage 1, exposés ci- après.
Dans la suite du document, la pression potentiellement disponible grâce à l'accumulateur 20 est notée Pressort tandis que la pression du maître-cylindre 4 mesurée par le capteur de pression 40 est notée PMCT.35
On va maintenant décrire le fonctionnement du système de stockage d'énergie 1.2 associé au système de traction 1.3.
Lorsque la pression Pressort potentiellement disponible grâce à l'accumulateur 20 est inférieure à une valeur seuil P1 correspondant par exemple à la pression moyenne ou maximale pouvant être demandée à l'accumulateur 20 lors d'une régulation de type ESC, cela signifie qu'il n'y a pas suffisamment d'énergie stockée dans l'accumulateur 20. Dans un exemple, P1 est comprise entre 70.105 et 130.105 Pa, soit entre 70 et 130 bars.
Ainsi, en cas d'énergie stockée insuffisante, comme montré sur la figure 2, l'électrovanne 38 et la pompe 36 sont activées de sorte que la pompe 36 peut alimenter la chambre 34 de l'organe de traction 30.
Lorsque la pression hydraulique fournie par la pompe 36 est suffisante, le piston 29 se déplace entrainant avec lui le piston 25 par l'intermédiaire du lien mécanique 31. Le dispositif de blocage 32 autorise le déplacement du piston 25 dans le sens permettant la compression du ressort 27 et l'empêche de se détendre. En se déplaçant, le piston 25 aspire le fluide contenu dans le réservoir du maître-cylindre 4 à travers l'électrovanne normalement ouverte 17 ainsi que le clapet 18, puis le clapet 23 et/ou l'électrovanne 22 activée selon les variantes de réalisation.
Lorsque la pression Pressort potentiellement disponible grâce à l'accumulateur 20 a atteint la valeur seuil P1, la pompe 36 puis l'électrovanne 38 sont désactivées. La désactivation de l'électrovanne 38 permet au fluide sous pression contenu dans la chambre 34 du piston 29 de se détendre en s'écoulant par le clapet de retour 39 et de retourner au réservoir 37 du circuit externe.
Par la suite, on suppose que suffisamment d'énergie est stockée sous forme potentielle dans le ressort 27. L'électrovanne 38 est donc désactivée.
La figure 3 montre le fonctionnement du système de freinage selon l'invention lors d'un freinage classique. Lorsque le conducteur exerce un effort 200 sur la pédale de frein 2, le booster 3 amplifie cet effort puis le transmet au maître-cylindre 4. La pression hydraulique générée par le maître-cylindre 4 est transmise par le clapet 18 et l'électrovanne normalement ouverte 17, puis par les électrovannes normalement ouvertes 9.1, 9.2 aux étriers 5.1, 5.2.
La figure 4 montre le fonctionnement du système de freinage selon l'invention lors d'un défreinage classique. Lorsque le conducteur relâche la pédale de frein 2 (réduction jusqu'à la suppression de l'effort 200), le fluide hydraulique contenu sous pression dans les étriers 5.1, 5.2 retourne au maître-cylindre 4 à travers les clapets 11.1, 11.2, et les électrovannes normalement ouvertes 9.1, 9.2 et l'électrovanne normalement ouverte 17.
La figure 5 montre le fonctionnement du système de freinage selon l'invention lorsqu'il est nécessaire de diminuer la pression dans un des étriers, ici l'étrier 5.2 (fonctionnement ABS par exemple). Dans ce cas, l'électrovanne normalement ouverte d'admission 9.2 et l'électrovanne d'échappement normalement fermée 10.2 sont activées (l'activation pouvant ne pas être simultanée ni totale). Le fluide s'écoule alors via l'électrovanne 10.2 et le clapet 14.2 jusqu'à l'accumulateur basse pression 13. La pression de cet accumulateur 13 peut être inférieure à la pression du maître cylindre PMCT car le clapet 15 n'autorise l'écoulement du fluide hydraulique que dans le sens de l'accumulateur 13 vers le reste du circuit.
L'accumulateur 13 est dimensionné au niveau de son volume et de sa raideur, de sorte qu'il peut stocker le volume de fluide qui sera évacué des étriers 5.1, 5.2 par les électrovannes d'échappement 10.1, 10.2 durant la régulation tout en ayant une élévation de pression relativement faible. L'accumulateur 13 est vidé par l'intermédiaire du clapet 15 lorsqu'au cours du défreinage la pression PMCT du maître-cylindre 4 est devenue inférieure à la pression de l'accumulateur 13.
La figure 6 montre le fonctionnement du système de freinage selon l'invention lorsqu'un besoin d'une pression de freinage est nécessaire sans action du conducteur ou avec une action insuffisante (fonctionnement ESP, ASR, etc.). Dans ce cas, si la pression PMCT du maître-cylindre 4 mesurée par le capteur de pression 40 est inférieure à une valeur requise P2 déterminée par le calculateur de freinage, le dispositif de blocage 32 est activé, libérant ainsi le piston 25. Le ressort 27 exerce alors un effort sur le piston 25. Les électrovannes 17 et 22 sont alors activées de manière que ces électrovannes 17, 22 soient respectivement fermée et au moins partiellement ouverte. Le fluide sous pression peut alors s'écouler de l'accumulateur 20 vers les électrovannes 22, 9.1, 9.2, jusqu'aux étriers 5.1, 5.2, l'électrovanne 22 permettant de moduler la pression générée par l'accumulateur 20.
Le clapet 23 ne permettant l'écoulement du fluide que dans le sens du circuit hydraulique 1.1 du système de freinage 1 vers l'accumulateur 20, le fluide ne peut retourner vers le circuit hydraulique 1.1 que par l'électrovanne normalement fermé 22. En se déplaçant, le piston 25 entraîne le piston 29 par l'intermédiaire du lien mécanique 31. Le fluide contenu dans la chambre 34 de l'organe de traction 30 retourne alors dans le réservoir 37 par l'intermédiaire du clapet 39.
Pour isoler un étrier 5.1, 5.2 dans lequel il n'est pas nécessaire d'augmenter la pression du fluide de freinage, l'électrovanne normalement ouverte 9.1, 9.2 lui correspondant est activée de manière à devenir fermée afin d'éviter que la pression générée par l'accumulateur 20 soit appliquée à cet étrier 5.1, 5.2.
Dans le cas où le conducteur appuie tout de même sur la pédale de frein 2, la pression résultante de cette action peut être transmise aux étriers 5.1, 5.2, si cette pression est supérieure à la pression modulée par l'électrovanne 22, par l'intermédiaire du clapet 18.
Dans un perfectionnement de l'invention, il est possible d'imaginer que tant que la pression Pressort déterminée grâce au capteur 28 est inférieure à P1, un voyant lumineux peut indiquer au conducteur qu'il n'y a pas assez
d'énergie de stocker pour lui garantir un fonctionnement optimal du système de freinage. Le capteur 28 permet aussi de diagnostiquer une éventuelle rupture de câbles et/ou de ressorts. Une défaillance du dispositif de blocage libérant le piston 25 n'implique pas de freinage intempestif puisque le système de stockage 1.2 est isolé du circuit hydraulique 1.1 du système de freinage 1 par l'électrovanne 22 et le clapet 23.
En variante, non représentée, le capteur d'effort 28 peut être remplacé par un capteur de déplacement. Une variante sans capteur d'effort 28, et sans capteur de déplacement est également envisageable, comme représenté sur la figure 7a. Dans ce cas, l'effort de traction n'est plus limité de façon électronique en contrôlant la valeur mesurée par le capteur, mais par un limiteur de pression 41 installé sur le circuit externe. Les autres éléments du système de traction 1.3 conservant leur agencement.
En variante, comme représentée à la figure 7b, le dispositif de blocage 32 du piston normalement intégré à l'accumulateur haute pression 20 peut être également intégré à l'organe de traction 30.
En variante, comme représenté sur la figure 8, le dispositif de blocage muni du pion 32 peut être remplacé par un dispositif 42 constitué d'un ensemble pignon / crémaillère. Le pignon 42.2 est solidaire d'une bague 42.1 constituant une roue libre tandis que l'autre bague est reliée à un frein pouvant prendre la forme d'un système à crabots ou d'un embrayage électromagnétique. La roue libre autorise la rotation du pignon 42.2 dans le sens correspondant à la compression du ressort 27 et maintient cet effort de compression dans l'autre sens de rotation par l'intermédiaire du frein.
En variante, un amplificateur hydraulique 43 est ajouté sur la ligne hydraulique reliant l'accumulateur 20 au reste du circuit hydraulique, cet amplificateur 43 pouvant être relié en amont de l'électrovanne 22, entre cette électrovanne 22 et l'accumulateur 20, comme représenté sur la figure 9a (les termes aval et amont sont employés par rapport au déplacement du liquide de freinage lorsque ce dernier se déplace des éléments générateurs de pression hydraulique vers les étriers 5.1, 5.2). Cet amplificateur 43 peut
également être positionné en aval de l'électrovanne 22, comme représenté sur la figure 9b. Cet amplificateur hydraulique 43 peut aussi être positionné entre l'organe de traction 30 et l'électrovanne 38 comme représenté sur la figure 9c. En variante, comme représenté à la figure 10a, le clapet 15 peut être directement relié au maître-cylindre 4.
Par ailleurs, les électrovannes à deux orifices 17 et 22 peuvent être 10 remplacées par une seule électrovanne 44 à trois orifices de type tout ou rien présentant par défaut une position de repos dans laquelle elle permet les échanges de fluide entre le maître cylindre 4 et le reste du circuit hydraulique, tandis qu'elle empêche les échanges de fluide entre l'accumulateur 20 et le reste du circuit hydraulique. Lorsque l'électrovanne 44 15 est activée, elle présente une position d'activation dans laquelle elle permet les échanges de fluide entre l'accumulateur 20 et le reste du circuit hydraulique, tandis qu'elle empêche les échanges de fluide entre le maître cylindre 4 et le reste du circuit hydraulique. Lorsqu'on utilise une électrovanne 44, la pression est directement modulée par les électrovannes 20 d'admission 9.1, 9.2 de chaque étrier 5.1, 5.2.
Ainsi, comme représenté sur la figure 10b, les électrovannes 17 et 22 sont remplacées par une seule électrovanne 44 reliant l'accumulateur 20 et le maître-cylindre 4 au reste du circuit hydraulique. Comme représenté sur la figure 10c, les électrovannes 17 et 22 sont remplacées par l'électrovanne 44, le clapet 23 ayant été en outre supprimé.
Comme représenté sur la figure 10d, les électrovannes 17 et 22 sont 30 remplacées par l'électrovanne 44, le clapet 15 étant directement relié au maître-cylindre 4 au lieu d'être raccordé en aval de l'électrovanne 44, comme sur les figures précédentes. 25
Comme représenté sur la figure 10e, les électrovannes 17 et 22 sont remplacées par l'électrovanne 44. Dans cette réalisation, le clapet 15 est directement relié au maître-cylindre 4, et le clapet 23 a été supprimé.
Comme représenté sur la figure 10f, le clapet 15 est directement relié au maître cylindre 4, les clapets 11.1, 11.2 connectés en parallèle des électrovannes d'admission 9.1, 9.2 étant reliés à l'électrovanne 17 sans liaison avec le clapet 18. Les clapets 11.1, 11.2 et l'électrovanne 17 constituent un circuit spécifique de défreinage. Le clapet 23 est supprimé.
Comme représenté sur la figure 10g, les clapets 11.1, 11.2 ainsi que le clapet 15 sont connectés directement à l'électrovanne 17 sans liaison avec le clapet 18. Les clapets 11.1, 11.2 et l'électrovanne 17 constituent un circuit spécifique de défreinage.
Comme représenté sur la figure 10h, le clapet 15 est connecté directement au maître-cylindre 4 et les clapets 11.1, 11.2 sont connectés à l'électrovanne 17 sans liaison avec le clapet 18. Les clapets 11.1, 11. 2 et l'électrovanne 17 constituent un circuit spécifique de défreinage.
Comme représenté sur la figure 10i, les clapets 11.1, 11.2 ainsi que le clapet 15 sont connectés directement à l'électrovanne 17 sans liaison avec le clapet 18. Le clapet 23 est supprimé. Les clapets 11.1, 11.2 et l'électrovanne 17 constituent un circuit spécifique de défreinage. 25 Dans l'invention, la suppression de la pompe en conservant l'accumulateur basse pression 13 peut engendrer l'utilisation d'un accumulateur redimensionné de plus grande capacité (et donc plus encombrant) qu'un accumulateur basse pression utilisé dans un système à 30 contrôle de stabilité et de trajectoire classique. La suppression de la pompe peut également engendrer des modifications dans les logiques de contrôle afin de maîtriser le volume de fluide transféré des étriers 5.1, 5.2 vers l'accumulateur 13. 20
Pour surmonter ce problème d'encombrement et d'adaptation des logiques de contrôle, comme montré sur la figure 11 a, l'accumulateur 13 est remplacé par une ligne hydraulique 45 reliant les électrovannes 10.1, 10.2 d'échappement directement au réservoir 4.1 du maître-cylindre 4, le cas échéant via les clapets 14.1, 14.2 autorisant le passage du fluide des électrovannes d'échappement 10.1, 10.2 vers le réservoir 4.1 du maître-cylindre.
Lors de la phase de réduction de pression dans un des étriers 5.1, 5.2 (ABS) décrite à la figure 5, le fonctionnement et le contrôle du système de freinage 1 sont simplifiés puisqu'il n'y a plus de contraintes sur le volume de fluide évacué par les électrovannes d'échappement 10.1, 10.2 liées au volume limité de l'accumulateur 13, le fluide retournant directement au réservoir 4.1 du maître-cylindre 4 via la canalisation 45 au lieu d'être stocké temporairement dans l'accumulateur 13 et évacué par la suite grâce au clapet 15 lors de la phase de défreinage.
Plusieurs variantes sont envisageables en modifiant le circuit hydraulique 1.1 du système de freinage 1. Ainsi les électrovannes à deux orifices 17 et 22 peuvent être remplacées par une seule électrovanne 44 à trois orifices de type tout ou rien comme exposé précédemment. La pression est alors directement modulée par les électrovannes d'admission 9.1, 9.2 de chaque étrier 5.1, 5.2. Le clapet 23, les clapets 14.1, 14.2 et l'électrovanne 22 peuvent également être supprimés. Le clapet 23 peut être relié directement au maître-cylindre 4 ou au réservoir. Des restrictions peuvent également être ajoutées à différents endroits du circuit hydraulique.
Ainsi, comme représenté sur la figure 11 b, les électrovannes 17 et 22 sont remplacées par l'électrovanne 44 reliant l'accumulateur 20 et le maître- cylindre 4 au reste du circuit hydraulique.
Comme représenté sur la figure 11 c, les électrovannes 17 et 22 sont remplacées par l'électrovanne 44 à trois orifice de type tout ou rien, le clapet 23 étant ici supprimé.35
Comme représenté sur la figure 11d, les clapets 11.1 et 11.2 connectés en parallèle des électrovannes d'admission 9.1, 9.2 sont reliés directement à l'électrovanne 17 sans être reliés au clapet 18. Les clapets 11.1, 11.2 et l'électrovanne 17 constituent un circuit spécifique de défreinage.
S'il y a lieu, l'électrovanne 22 et le clapet 23 peuvent être supprimés.
La variante de la figure 11e est la même que celle de la figure lld sauf que l'électrovanne 17 est connectée directement au réservoir 4.1 au lieu d'être connectée au maître-cylindre 4. Comme représenté sur la figure 11f, les clapets 23 et 39 et l'électrovanne 22 peuvent être supprimés.
Les figures 11 a à 11f montrent qu'il existe une ligne hydraulique 45 de 15 retour au réservoir 4.1 pour chaque circuit de freinage du véhicule, ce qui implique qu'il existe sur le véhicule deux lignes hydrauliques 45 de retour au réservoir 4.1. Toutefois, en variante, on peut imaginer avoir une seule ligne hydraulique 45 de retour au réservoir 4.1 commune aux deux circuits de freinage du véhicule. 20 On précise ici que, sauf indication contraire, les électrovannes utilisées pourront être de type tout-ou-rien ou proportionnel. Une électrovanne tout-ou-rien peut prendre une position ouverte ou une position fermée. Une électrovanne proportionnelle peut prendre une infinité de 25 positions entre la position ouverte et la position fermée, ce qui permet de procéder à une ouverture ou à une fermeture progressive de l'électrovanne pour contrôler le débit de fluide de freinage.
Il peut également s'agir d'électrovanne débit , c'est-à-dire 30 permettant de contrôler un débit, ou d'électrovanne pression , c'est-à-dire permettant de contrôler la différence de pressions appliquée à cette électrovanne.10

Claims (8)

REVENDICATIONS
1 ù Système de freinage (1) pour véhicule automobile comportant : - une pédale de frein (2) et un maître-cylindre (4) relié à ladite pédale (2), -un circuit d'admission et d'échappement de liquide de frein (9.1, 9.2, 10.1, 10.2) relié à des éléments de frein installés sur les roues du véhicule, - le maître-cylindre (4) et le circuit d'admission et d'échappement étant reliés entre eux via des canalisations hydrauliques, caractérisé en ce que ledit système de freinage (1), comporte en outre : -un accumulateur (20) dit haute pression, relié au circuit d'admission et d'échappement de liquide de frein via les canalisations hydrauliques, apte à emmagasiner de l'énergie potentielle, cet accumulateur (20) haute pression permettant d'augmenter ou de créer une pression de freinage indépendamment de l'action sur la pédale de frein (2), et - un système de traction (1.3) relié d'une part à l'accumulateur haute pression (20) et d'autre part à une pompe (36) d'un circuit externe (1.4) indépendant du circuit hydraulique du système de freinage (1), ce système de traction (1.3) étant apte à transmettre l'énergie hydraulique issue de la pompe (36) du circuit externe (1.4) à l'accumulateur (20) haute pression afin de la stocker dans cet accumulateur.
2 ù Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de traction (1.3) comporte : - un organe de traction (30) alimenté par la pompe (36) apte à recharger en énergie l'accumulateur (20) haute pression par l'intermédiaire d'une liaison mécanique (31).
3 ù Système de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de traction (30) est alimenté par la pompe (36) par l'intermédiaire d'une vanne (38) de sélection.
4 ù Système de freinage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de traction (30) comporte un piston (29) disposé à l'intérieur d'un corps (33) séparant deux chambres, dont une première chambre (34) apte à recevoir un fluide hydraulique, et une deuxième chambre (35) apte à recevoir de l'air, de sorte qu'un déplacement du piston (29) sous l'effet d'une pression hydraulique appliquée dans la première chambre (34) sur le piston (29), induise une expulsion de l'air se trouvant à l'intérieur de la deuxième chambre (35).
5 ù Système de freinage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pompe externe (36) est la pompe du circuit hydraulique de la direction assistée du véhicule.
6 ù Système de freinage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pompe externe (36) est la pompe du circuit hydraulique de la suspension du véhicule.
7 ù Système de freinage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'accumulateur (20) haute pression est formé par un piston (25) disposé à l'intérieur d'un corps (26), et un ressort (27) permettant un stockage d'énergie potentielle lorsqu'il est comprimé.
8 ù Système de freinage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le l'accumulateur (20) comporte en outre un dispositif de blocage (32, 42) permettant une conservation de l'énergie potentielle emmagasinée dans l'accumulateur (20) haute pression. 25 9 ù Système de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (32) comporte un pion (18) solidaire du corps (26) de l'accumulateur (20), et permettant, au cours des phases de désactivation du système de stockage d'énergie, le blocage du déplacement 30 du piston (25) dans le sens d'une décompression du ressort (27). 10 ù Système de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (42) mécanique est formé par un ensemble pignon/crémaillère, et un frein muni d'une roue libre. 20 35 11 û Système de freinage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le maître-cylindre (4) comporte un réservoir rempli de fluide de freinage, ledit maître-cylindre (4) étant apte à transformer l'appui sur la pédale (2) en une pression hydraulique transmise à des étriers (5.1, 5.2), ces étriers (5.1, 5.2) étant aptes à transformer la pression hydraulique en un couple de freinage des roues du véhicule. 12 û Système de freinage selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte des électrovannes d'admission (9.1, 9.2) et d'échappement (10.1, 10.2) associées aux étriers (5.1, 5.2), les électrovannes d'admission (9.1, 9.2) normalement ouvertes autorisant l'admission du fluide de freinage vers les étriers (5.1, 5.2), les électrovannes d'échappement (10.1, 10.2) normalement fermées autorisant l'échappement du fluide des étriers (5.1, 5.2) vers le reste du circuit lors d'une phase de réduction de pression dans un des étriers (5.1, 5.2). 13 û Système de freinage selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte un accumulateur (13) basse pression monté en aval des électrovannes d'échappement (10.1, 10.2) permettant de récupérer du fluide de freinage lors d'une phase de réduction de pression dans le ou les étriers (5.1, 5.2). 14 û Système de freinage selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'accumulateur (20) haute pression et le maître cylindre (4) sont reliés aux électrovannes d'admission (9.1, 9.2) et d'échappement (10.1, 10.2) respectivement par une électrovanne (22) normalement fermée et une électrovanne (17) normalement ouverte. 15 û Système de freinage selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur hydraulique (43) monté en aval de l'accumulateur (20) haute pression, cet amplificateur hydraulique (43) étant monté en aval ou en amont de l'électrovanne (22) reliant l'accumulateur (20) haute pression aux électrovannes d'admission (9.1, 9.2) et d'échappement (10.1, 10.2).35 16 û système de freinage selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur hydraulique (43) monté en aval du circuit externe (1.4) et en amont de l'accumulateur (20). 17 û Système de freinage selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que les électrovannes (17, 22) normalement fermée et normalement ouverte reliant respectivement l'accumulateur (20) et le maître-cylindre (4) aux électrovannes d'admission (9.1, 9.2) et d'échappement (10.1, 10.2) sont remplacées par une électrovanne (44) à trois orifice de type tout ou rien. 18 û Système de freinage selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet (15) positionné entre l'accumulateur (13) basse pression et le maître-cylindre (4), ce clapet (15) étant relié directement au maître-cylindre (4). 19 û Système de freinage selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte des clapets (11.1, 11.2) connectés en parallèle des électrovannes d'admission (9.1, 9.2), ces clapets (11.1, 11.2) étant reliés directement à l'électrovanne (17) normalement ouverte reliant le maître-cylindre (4) aux électrovannes d'admission et d'échappement. 20 û Système de freinage selon l'une des revendications 14 à 19, caractérisé en ce que l'accumulateur basse pression (13) est remplacé par une ligne hydraulique (45) reliant les électrovannes (10.1, 10.2) d'échappement directement au réservoir (4.1) du maître-cylindre (4), le cas échéant via des clapets (14.1, 14.2) autorisant le passage du fluide des électrovannes d'échappement (10.1, 10.2) vers le réservoir (4.1). 21 û Système de freinage selon l'une des revendications 14 à 18 caractérisé en ce que l'accumulateur (20) haute pression est relié directement aux électrovannes d'admission (9.1, 9.2), l'électrovanne (22) normalement fermée reliant l'accumulateur haute pression (20) aux électrovannes d'admission (9.1, 9.2) et le clapet (23) qui lui est associé étant supprimés.22 û Procédé de récupération d'énergie mettant en oeuvre le système de freinage défini selon l'une des revendications 1 à 21 caractérisé en ce que : - lorsqu'une pression (Pressort) potentiellement disponible grâce à l'accumulateur (20) haute pression est inférieure à une valeur seuil (P1) correspondant par exemple à la pression moyenne ou maximale pouvant être demandée au dit accumulateur (20) lors d'une régulation de type ESC, - l'électrovanne (38) puis la pompe (36) du circuit externe (1.4) sont activées, de sorte que la pompe (36) peut alimenter la chambre (34) de l'organe de traction (30), de sorte que de l'énergie issue de la pompe est récupérée par l'accumulateur (20) haute pression, et - lorsque la pression (Pressort) a atteint la valeur seuil (P1), la pompe (36) et l'électrovanne (38) sont désactivées. 23 û Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre lorsque le véhicule est à l'arrêt ou à faible vitesse. 24 û Procédé selon l'une des revendications 22 à 23, caractérisé en ce que la valeur seuil (P1) est comprise entre 70.105 et 130.105 Pa, soit entre 70 et 130 bars. û Véhicule automobile équipé d'un système de freinage défini selon l'une des revendications 1 à 21.
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