FR2931772A1

FR2931772A1 - Systeme de controle de stabilite et de trajectoire d'un vehicule automobile utilisant un servofrein actif.

Info

Publication number: FR2931772A1
Application number: FR0853529A
Authority: FR
Inventors: Eric Zink; Fabrice Blanc
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-04
Anticipated expiration: 2028-05-29
Also published as: FR2931772B1

Abstract

L'invention se rapporte à un système de contrôle de stabilité et de trajectoire d'un véhicule automobile, apte à moduler individuellement la pression hydraulique alimentant chacun de quatre éléments de frein (7a, 7b, 7c, 7d) associés aux quatre roues d'un véhicule automobile et comprenant : - un maître cylindre tandem (3) alimentant individuellement deux circuits deux freinage (C1, C2), chaque circuit de freinage alimentant deux éléments de frein ; - un servofrein (2) destiné à agir sur le maître cylindre (3), apte à augmenter un effort reçu de la pédale de commande de frein (1) et à générer un effort en l'absence d'action sur la pédale (1) de commande ; - une électrovanne (6a, 6b, 6c, 6d) d'isolement normalement ouverte associée à chacun des éléments de frein ; - au moins deux des éléments de frein étant des étriers motorisés (7b, 7d) actionnables hydrauliquement et/ou électriquement ; - une pompe hydraulique (9a, 9c) associée à chacun des éléments de frein non motorisés ; le système étant apte à diminuer la pression individuellement dans un ou plusieurs éléments de frein (7a, 7b, 7c, 7d) par actionnement de la (des) électrovanne(s) d'isolement (6a, 6b, 6c, 6d) associée(s) à (aux) l'élément(s) de frein concerné(s) conjointement à l'actionnement de la (des) pompes(s) (9a, 9c,) et/ou et actionnement électrique du (des) étrier(s) (7b, 7d) motorisés concerné(s).

Description

SYSTEME DE CONTROLE DE STABILITE ET DE TRAJECTOIRE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE UTILISANT UN SERVOFREIN ACTIF La présente invention est relative à un système de contrôle de stabilité et de trajectoire pour un véhicule automobile. Un système de contrôle de stabilité et de trajectoire, connu notamment sous le nom d'E.S.P., a pour objectif d'augmenter ou de générer le couple de freinage appliqué à une roue 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 étant déterminée à partir de mesures effectuées par différents capteurs installés dans le véhicule.

L'action principale d'un système de contrôle de stabilité consiste donc à augmenter ou générer un couple de freinage si la consigne du conducteur appliquée à la pédale de frein est insuffisante ou inexistante Parallèlement, il est également connu des systèmes d'anti-blocage des roues lors d'un freinage (couramment appelé A.B.S). Le système A.B.S. permet de conserver la dirigeabilité du véhicule en situation de freinage d'urgence ou sur revêtement à faible adhérence. A cet effet, un capteur de vitesse est disposé au niveau de chaque roue. A partir de ces mesures de vitesse, un calculateur évalue le glissement relatif de chaque roue et régule la puissance du freinage sur chacune des roues de façon à empêcher le blocage de l'une d'entre elles. Les moyens de calcul et de régulation du système de contrôle de 10 stabilité et de trajectoire sont en outre couramment employés afin de réaliser un système d'anti-patinage (couramment appelé A.S.R.). Les systèmes de contrôle de stabilité et de motricité existants sont des systèmes hydrauliques se greffant sur le (les) circuit(s) de freinage du véhicule, et, le cas échéant, constituent un système unique assurant les 15 fonctions de contrôle de stabilité, d'antiblocage et d'anti-patinage. De tels systèmes équipent aujourd'hui couramment les véhicules de moyenne et haute gammes, mais, en raison d'un surcoût important, sont encore peu installés sur les véhicules d'entrée de gamme, en dépit de leur apport incontestable en terme de sécurité. 20 Atténuer l'impact économique de l'intégration d'un système de contrôle de stabilité dans un véhicule automobile constitue ainsi un enjeu primordial pour les constructeurs automobiles. Le surcoût important de ces systèmes est, pour la plus grande part, dû à la partie opérative, comprenant des composants hydrauliques dont 25 l'intégration s'avère coûteuse et complexe, comme expliqué ci-après. Le système de freinage d'un véhicule dépourvu de système de régulation comporte, de manière connue, un circuit hydraulique permettant d'actionner des étiers de frein équipant chacun des disques de frein dont est pourvue chacune des roues (éventuellement remplacés par un ensemble 30 tambour/mâchoire). Le circuit hydraulique est mis en pression lorsque le conducteur exerce un effort sur la pédale de frein au moyen d'un maître-cylindre alimenté par un réservoir de fluide. Les exigences règlementaires de sécurité imposent de prévoir deux circuits de freinage indépendants, chaque circuit assurant le freinage de deux roues, par exemple, une roue avant et une 35 roue arrière de côté opposé. On utilise à cet effet un maître-cylindre dit tandem , comportant deux chambres de compression alimentant chacune un des deux circuits. Entre le maître-cylindre et la pédale est interposé un dispositif d'amplification, le servofrein (aussi connu sous le nom de booster ). L'implantation d'un système de contrôle de stabilité et de trajectoire sur un tel système de freinage impose généralement la présence sur chacun des deux circuits de freinage d'une pompe, d'une électrovanne, ouverte en position de repos, permettant d'isoler le maître-cylindre tandem du circuit hydraulique, d'une électrovanne d'aspiration, fermée en position de repos, installée entre le maître-cylindre tandem et la pompe (côté admission), d'électrovannes d'admission et d'échappement pour chacun des étriers, ainsi que d'un accumulateur basse pression. L'un des éléments les plus coûteux de cet ensemble est la pompe hydraulique et il est connu du document DE10338046 d'utiliser un servofrein actif afin d'effectuer les régulations nécessaires en cas d'action insuffisante ou inexistante de la part du conducteur (ESP, ASR...). Le terme de servofrein actif est utilisé ici par opposition au servofrein classique, décrit plus haut, qui est uniquement apte à amplifier un effort non nul, mais ne peut en aucun cas générer un effort si le conducteur n'appuie pas sur la pédale. Le système décrit dans ce document conserve un bloc hydraulique conventionnel, c'est-à-dire comprenant au moins une pompe hydraulique, pour toutes les actions nécessitant de diminuer l'effort imposé par le conducteur, et donc la pression dans le circuit hydraulique (i.e. pour l'ABS). Les systèmes du type décrit ci-dessus présentent l'inconvénient de nécessiter de nombreux composants hydrauliques dont l'intégration dans un bloc peut s'avérer compliquée et coûteuse. De plus, la multiplication sur les véhicules actuels et futurs d'organes utilisant une dépression comme source d'énergie (vanne EGR, etc.) implique généralement l'installation d'une source de vide additionnelle (pompe à vide) afin de garantir un niveau de dépression suffisant pour le booster du circuit de freinage.

La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un système et un procédé de contrôle de la stabilité, de la trajectoire et de l'adhérence d'un véhicule mettant en oeuvre un circuit hydraulique simplifié réduisant les coûts de fabrication et d'intégration. Ainsi, l'invention concerne un système de contrôle de stabilité et de trajectoire d'un véhicule automobile, apte à moduler individuellement la pression hydraulique alimentant chacun de quatre éléments de frein associés aux quatre roues d'un véhicule automobile et comprenant : - un maître cylindre tandem alimentant individuellement deux circuits deux freinage chaque circuit de freinage alimentant deux éléments de frein ; - un servofrein destiné à agir sur le maître cylindre, apte à augmenter un effort reçu de la pédale de commande de frein et à générer un effort en l'absence d'action sur la pédale de commande ; - une électrovanne d'isolement normalement ouverte associée à chacun des éléments de frein ; - au moins deux des éléments de frein étant des étriers motorisés actionnables hydrauliquement et/ou électriquement ; - une pompe hydraulique associée à chacun des éléments de frein non motorisés ; le système étant apte à diminuer la pression individuellement dans un ou plusieurs éléments de frein par actionnement de la (des) électrovanne(s) d'isolement associée(s) à (aux) l'élément(s) de frein concerné(s) conjointement à l'actionnement de la (des) pompes(s) et/ou et actionnement électrique du (des) étrier(s) motorisés concerné(s).

Dans une réalisation, un élément de frein motorisé comporte un corps solidaire d'une plaquette de frein et au moins une chambre remplie de fluide hydraulique, un piston hydraulique creux étant installé à l'intérieur de cette chambre, un système de piston électrique étant installé à l'intérieur du creux du piston, ce système de piston électrique comportant un piston associé à un moteur électrique, une extrémité du piston du système électrique étant positionnée en regard d'une deuxième plaquette, les deux plaquettes étant positionnées de part et d'autre d'un disque associé à une roue du véhicule. Dans une réalisation, un élément de frein motorisé comporte un corps présentant au moins deux chambres ménagées de part et d'autre d'un disque associé à une roue du véhicule, un piston hydraulique étant installé dans une des chambres remplie de fluide hydraulique, une extrémité de ce piston hydraulique étant positionnée en regard d'une première plaquette, un système à piston électrique comportant un piston électrique, associé à un moteur électrique, étant installé à l'intérieur de l'autre chambre, une extrémité du piston électrique étant positionnée en regard d'une deuxième plaquette, les deux plaquettes étant positionnées de part et d'autre du disque. Dans une réalisation, le système comprend, en outre, des clapets anti-retour installés en parallèle des électrovannes d'isolement autorisant le passage du fluide uniquement des éléments de frein vers le maître-cylindre, les éléments de frein comportant un corps solidaire d'une première plaquette, ce corps présentant au moins une chambre remplie de fluide hydraulique à l'intérieur de laquelle est disposé un piston hydraulique creux, ce piston hydraulique présentant une extrémité positionnée en regard d'une deuxième plaquette, un système à piston électrique étant installé à l'intérieur du creux du piston, ce système à piston électrique comportant une noix coopérant avec une tige hélicoïdale entraînée en rotation par un moteur électrique, la noix étant apte à éloigner ou approcher le piston hydraulique du disque disposé entre les plaquettes Dans une réalisation, le système permet de réaliser une fonction d'antiblocage des roues, le système étant apte à détecter le risque de blocage d'une ou plusieurs roues lors d'un freinage, à isoler la(les) roue(s) bloquée(s) au moyen de la(des) électrovanne(s) d'isolement associée(s), puis à actionner la(les) pompe(s) associée(s) (9a) pour débloquer la(les) roue(s).

Dans une réalisation, chaque pompe dispose de moyens d'entraînement propre. Dans une réalisation, l'ensemble des pompes dispose de moyens d'entraînement communs. Dans une réalisation, le système comprend des moyens pour accoupler et désaccoupler chaque pompe aux/des moyens d'entraînement. Dans une réalisation, les pompes sont des pompes à cylindrée variable. Dans une réalisation, le système permet de réaliser une fonction de contrôle de stabilité et de trajectoire, le système étant apte à générer un effort de freinage individuellement dans une ou plusieurs roue(s) en isolant les autres roues en activant les électrovannes d'isolement associées puis à activer le servofrein pour générer un effort de freinage et ralentir la rotation de la (les) roue(s). Dans une réalisation, le servofrein est un actionneur électromécanique réversible.

Dans une réalisation, le servofrein est un actionneur électromécanique irréversible, le servofrein étant lié à la pédale par un mécanisme d'accouplement. Dans une réalisation, au moins une des électrovannes est une électrovanne de type proportionnel. Dans une réalisation, au moins l'un des deux circuits de freinage comporte un capteur de pression hydraulique. Dans une réalisation, le système comprend un capteur d'effort associé à la pédale de commande de frein.

Dans une réalisation, le système comprend un capteur de position associé à la pédale de commande de frein. Dans une réalisation, chaque circuit de freinage comprend un accumulateur haute pression. Dans une réalisation, le système un simulateur de course et d'effort relié à la pédale de frein L'invention concerne également un véhicule automobile pourvu d'un système tel que défini ci-dessus. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après, de manière non limitative, en relation avec les figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 montre un schéma d'un système selon l'invention ; - les figures 2 et 3 montrent l'état du système de la figure 1, respectivement lors de phases classiques de freinage et de défreinage ; - la figure 4 et 5 montrent l'état du système de la figure 1 lors d'une phase de freinage nécessitant la mise en oeuvre de la fonction d'antiblocage ; respectivement lorsque la roue bloquée est pourvue d'un étrier non motorisé et d'un étrier motorisé ; - la figure 6 montre une architecture des circuits alternative des circuits de freinage ; - les figures 7a, 7b et 7c montrent différentes réalisation techniques d'étriers motorisés. La figure 1 représente un schéma de principe d'un système selon l'invention. Un maître cylindre tandem 3 relié à un réservoir 10 de fluide hydraulique permet d'alimenter deux circuits de freinage indépendants et identiques C, et C2. Chacun des circuits de freinage est associé à deux des quatre roues représentées ici par leur de disque de frein 8a, 8b, 8c, 8d et permet d'actionner deux étriers des quatre étriers respectifs 7a, 7b, 7c, 7d. A chaque étrier est associée une électrovanne d'isolement normalement ouverte, dans l'exemple quatre électrovannes proportionnelles 6a, 6b, 6c, 6d. Dans l'exemple, deux des étriers 7b, 7d sont motorisés et les électrovannes d'isolement associées 6b, 6d, sont montées en parallèle avec un clapet antiretour 11 b, 11 d (comme on le verra par la suite la présence de ces clapets est optionnelle et dépend de la technologie retenue pour les étriers motorisés). Les étriers non motorisés 7a, 7c sont associés à une pompe 9a 9c montée en dérivation avec l'électrovanne correspondante. En parallèle de chaque pompe est disposée un clapet anti-retour 11a, 11c. Au moins l'un des circuits de freinage C, et C2 est en outre équipé d'un capteur de pression. Dans l'exemple de la figure 1, chaque circuit comporte un capteur de pression 5a, 5b propre. Dans des variantes de réalisation, les électrovannes 6a, 6b, 6c, 6d peuvent être de type tout-ou-rien. Une électrovanne tout ou rien est caractérisée par deux états, un état de repos (qui peut être ouvert ou fermé), et un état d'activation (qui est l'état contraire). Une électrovanne proportionnelle comporte une infinité d'états entre un état de repos et un état d'activation complète, ce qui permet de procéder à une ouverture et une fermeture progressives. Il peut également s'agir d'électrovanne débit , c'est-à-dire permettant de contrôler un débit, ou d'électrovanne pression , c'est-à-dire permettant de contrôler la différence de pressions appliquée à cette électrovanne.

Le maître cylindre 3 est actionné par un servofrein actif réversible 2 relié à une pédale de frein 1. Le servofrein 2 est un actionneur électromécanique réversible qui permet d'amplifier l'effort reçu de la pédale de frein 1, comme un servofrein classique, mais peut également générer seul un effort en l'absence d'action sur la pédale de frein de la part du conducteur.

L'effort reçu de la pédale est mesuré grâce à un capteur d'effort 8. Par réversible, on entend que l'actionneur ne s'oppose pas au mouvement de la pédale de frein lorsque celui-ci n'est pas alimenté. En variante, on peut envisager l'utilisation d'un actionneur irréversible en combinaison avec un système d'accouplement débrayable, afin que, pour des raisons de sécurité il soit toujours possible de freiner, notamment lorsque l'actionneur tombe en panne. On décrit ci-après, en relation avec les figures 7a, 7b, et 7c, différentes modes de réalisation techniques d'étriers motorisés On décrit ci-après différentes réalisations techniques envisagées pour les étriers motorisés, en relation avec les figures 7a, 7b et 7c. Un élément de frein motorisé, tel que celui représenté sur ces trois figures, permet de générer un couple de freinage au niveau de la roue en pressant des plaquettes de frein 516.1, 516.2 contre un disque de frein 524, ces plaquettes étant disposées de part et d'autre du disque 524. L'élément de frein montré en figure 7a comprend un corps 515 solidaire de la plaquette 516.1. Ce corps 515 comporte au moins une chambre hydraulique 517 remplie de fluide hydraulique. Le volume de la chambre 517 varie lors du déplacement d'un piston 519 délimitant cette chambre.

Cet élément de frein comporte, en outre, un piston hydraulique 519 creux et un système de piston électrique 522. Ce système est composé d'un piston 522.1 ,dont une extrémité est en contact avec une plaquette de frein 516.2, et d'un moteur électrique 522.2. Un système de blocage du mouvement de rotation du piston électrique 522.1 autour de l'axe du moteur électrique 522.2, par exemple constitué d'une clavette 522.3 montée dans le piston électrique 522.1 et pouvant coulisser dans une rainure ménagée dans le piston hydraulique 519 permet de n'autoriser qu'un mouvement de translation du piston électrique 522.1 par rapport au piston hydraulique 519 lorsque le moteur électrique 522.2 est activé, le piston électrique 522.1 étant bloqué dans sa position lorsque le moteur 522.2 n'est pas actionné (irréversibilité d'un système vis/écrou, utilisation d'un moteur 522.2 freiné, etc.). La rotation du piston 519 autour de l'axe du moteur 522.2 est empêchée par le couple de frottements généré par le joint 520 ou par un dispositif de blocage similaire non représenté. Ainsi, lorsqu'on établit la pression dans le circuit hydraulique, le piston hydraulique 519 presse, via le piston électrique 522.1, la plaquette 516.2 sur le disque 524. En se déplaçant, le piston hydraulique 519 déforme le joint 520. Par ailleurs, suite à la force de réaction due à la pression, le corps de l'étrier 515 ou le disque 524 se déplace en translation de manière à plaquer la plaquette 516.1 contre le disque 524. Lors du défreinage, lorsque la pression hydraulique diminue dans le circuit hydraulique, le joint 520, en reprenant sa forme initiale, rappelle le piston 519 dans sa position initiale. L'usure des plaquettes est compensée par un glissement du piston 519 vis-à-vis du joint 520, le piston 519 ne revenant pas exactement à sa position initiale dans ce cas-là. Le couple de freinage pourra être modulé grâce à l'action conjointe du système à piston électrique 522 et de l'électrovanne d'isolement 6b ou 6d indépendamment de la pression générée dans le circuit hydraulique. En effet, une fois la chambre 517 isolée, le couple de freinage peut être augmenté lorsque le piston 522.1 est pressé contre la plaquette 516.2 afin de diminuer le volume de la chambre 517 (d'où une augmentation de la pression et donc de l'effort de serrage), ou diminué lorsque le piston 522.1 est éloigné de la plaquette 516.2 afin d'augmenter le volume de la chambre 517 (d'où une diminution de la pression et donc de l'effort de serrage). Dans la variante de la figure 7b, l'élément de frein comporte un corps 515 présentant deux chambres 517.1, 517.2 ménagées de part et d'autre d'un disque 524 associé à une roue du véhicule, la chambre 517.1 étant identique à la chambre 517 décrite précédemment.

Dans cette variante, le piston hydraulique 519 est plein et un système de piston électrique 522 identique à celui décrit précédemment est situé dans la chambre 517.2. Ainsi, lorsqu'on établit la pression dans le circuit hydraulique, le piston hydraulique 519 presse la plaquette 516.2 sur le disque 524. Par ailleurs, suite à la force de réaction due à la pression, le corps de l'étrier 515 ou le disque 524 se déplace en translation de manière à plaquer la plaquette 516.1 contre le disque 524 via le système de piston électrique 522. En se déplaçant, le piston 519 déforme le joint 520. Lors du défreinage, lorsque la pression hydraulique diminue, le joint 520, en reprenant sa forme initiale, rappelle le piston 519 dans sa position initiale. L'usure des plaquettes est compensée par un glissement du piston 519 vis-à-vis du joint 520, le piston 519 ne revenant pas exactement à sa position initiale dans ce cas-là. Comme pour la réalisation de la figure 7a, le couple de freinage peut être modulé grâce à l'action conjointe du système de piston électrique 522 et de l'électrovanne d'isolement 6b ou 6d indépendamment de la pression générée dans le circuit hydraulique. En effet, une fois la chambre 517 isolée, le couple de freinage pourra être augmenté en approchant le piston 522.1 contre la plaquette 516.1 afin de diminuer le volume de la chambre 517, ou diminué en éloignant le piston 522.1 de la plaquette 516.1 afin d'augmenter le volume de la chambre 517. Dans la variante de réalisation, montrée sur la figure 7c, le piston 519 est creux et le moteur électrique 527.3 d'un système de piston électrique 527 se trouve à l'extérieur du corps 515 de l'élément de frein. Un joint 527.4 permet de compléter l'étanchéité de la chambre 517. Ce système de piston électrique 527 comprend une noix 527.1 située à l'intérieur du piston creux 519. Un système de blocage du mouvement de rotation de la noix 527.1, non représenté sur la figure, n'autorise qu'un mouvement de translation de la noix 527.1 lorsque la tige 527.2 hélicoïdale est entraînée en rotation par le moteur 527.3. Le système de piston électrique 527 est de type irréversible. Cette irréversibilité peut-être obtenue grâce à l'utilisation d'un moteur freiné ou d'un couple vis 527.2 / noix 527.3 irréversible. Par ailleurs, un élément démontable 527.5 qui peut être un circlips est installé dans une gorge réalisée à l'intérieur du piston 519. Cet élément 527.5 permet de réaliser un épaulement 529.1. Un deuxième épaulement 529.2 est quant à lui ménagé directement à l'intérieur du piston 519 du côté de la plaquette 516.2. L'élément 527.5 est démontable afin de pouvoir monter la noix 527.1 entre les deux épaulements 529.1, 529.2, cette noix 527.1 étant destinée à entrer en butée contre ces deux épaulements 529.1, 529.2. Les jeux j1 et j2 entre la noix 527.1 et les épaulements 529.1, 529.2 sont définis pour permettre un fonctionnement sans que le système électrique 527 n'interfère avec le fonctionnement purement hydraulique du système de freinage. Ainsi, le jeu j1 entre la noix 527.1 et l'épaulement 529.1 correspond à la course maximale du piston 519 hydraulique lors d'un freinage sans action électrique. Le jeu j2 entre la noix 527.1 et l'épaulement 529.2 garantit qu'il n'y aura pas d'effort de freinage résiduel suite à la création ou à l'augmentation d'un couple de freinage grâce au système électrique (utilisation de la fonction frein de parking électrique par exemple). Ainsi, lorsqu'on établit la pression dans le circuit hydraulique, le 35 piston hydraulique 519 se déplace en translation par rapport au piston 527 vers le disque 524 et presse la plaquette 516.2 sur le disque 524. Par ailleurs, suite à la force de réaction due à la pression, le corps de l'étrier 515 ou le disque 524 se déplace en translation de manière à plaquer la plaquette 516.1 contre le disque 524. En se déplaçant, le piston hydraulique 519 déforme le joint 520.

Lorsque la pression hydraulique diminue dans le circuit hydraulique, le joint 520, en reprenant sa forme initiale, rappelle le piston 519 dans sa position initiale. L'usure des plaquettes est compensée par un glissement du piston 519 vis-à-vis du joint 520, le piston 519 ne revenant pas exactement à sa position initiale dans ce cas-là.

Le couple de freinage peut être modulé grâce à l'action conjointe du système 527 à piston électrique et de l'électrovanne d'isolement 6b ou 6d indépendamment de la pression générée dans le circuit hydraulique. En effet, le couple de freinage peut être augmenté lorsque la noix 527.1 est pressée par le moteur contre l'épaulement 529.2 de manière à augmenter l'effort presseur du piston 519 contre la plaquette 516.2 ou diminué lorsque la noix 527.1 est pressée contre l'épaulement 529.1 de manière à diminuer l'effort presseur du piston 519 contre la plaquette 516.2. Un élément de frein de ce type est, de préférence, installé dans un système de freinage comprenant un clapet antiretour 11 b ou 11 d monté en parallèle de l'électrovanne d'isolement 6b ou 6d.

On décrit ci-après le fonctionnement du système selon l'invention à travers les phases de freinage et défreinage classiques, ainsi qu'à travers des phases de régulation du système de contrôle de stabilité et de trajectoire. Ainsi, la figure 2 montre les mouvements de fluide hydraulique dans le circuit lors d'un freinage classique. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale 1, le servofrein 2 amplifie cet effort et transmet l'effort résultant au maître cylindre 3. La pression générée par le maître cylindre 3 est transmise par les électrovannes 6a, 6b, 6c, 6d normalement ouvertes aux étriers 7a, 7b, 7c, 7d. De manière classique, la pression reçue par les étriers est convertie en effort de freinage. Les pompes 9a, 9c sont inactives.

La figure 3 montre l'état du circuit lors d'une phase de défreinage, c'est-à-dire lorsque le conducteur relâche la pédale de frein à l'issue d'une phase de freinage. A cet instant, le fluide contenu sous pression dans les étriers 7a, 7b, 7c, 7d reflue vers le maître cylindre 3 à travers les électrovannes 6a, 6b, 6c, 6d qui sont passantes, ainsi qu'à travers les clapets 11 a, 11 b, 11 c, 11 d.

La figure 4 montre le circuit lors d'une phase de régulation du système selon l'invention, dans laquelle il est nécessaire de faire chuter la pression dans un seul étrier non motorisé, par exemple lorsqu'une roue se bloque lors d'une phase de freinage. Lorsqu'un risque de blocage d'une roue est détecté dans l'exemple de la figure 4, la roue correspondant au disque 8c et son étrier associé 7c, l'électrovanne d'isolement 6c associée à cette roue est activée et devient non passante. La pression dans l'étrier 7c est maintenue constante tant que l'électrovanne n'est pas désactivée. Si la pression est encore trop élevée, la pompe 9c est activée, ce qui permet d'évacuer du fluide de l'étrier 7c vers le maître-cylindre 3, faisant ainsi chuter la pression dans l'étrier. La pression cible peut être atteinte en contrôlant l'activation de la pompe 9c et/ou en utilisant une électrovanne de type pression comme électrovanne d'isolement 6c. Une fois que la roue 8c est débloquée, l'électrovanne d'isolement 6c associée est désactivée. Lors de cette hase de régulation, le fonctionnement de la pompe 9c provoque une augmentation de la pression au niveau du maître-cylindre du circuit hydraulique concerné (dans l'exemple le circuit C2). La présence d'un accumulateur 4a, 4b sur chacun des circuits hydrauliques permet de réduire, voire d'annuler cette augmentation de pression.

La phase décrite au paragraphe qui précède correspond au cas où les étriers motorisés ne nécessitent pas de clapet anti-retour. Lorsque ceux-ci sont nécessaires, cela implique une opération supplémentaire. En effet, lors de l'activation des électrovannes d'isolement 6b, 6c, 6d des étriers 7b, 7c, 7d, il est nécessaire d'activer les étriers motorisés 7b, 7d, car sinon l'effort de freinage diminuerait lors de la réduction de la pression dans le maître-cylindre, du fait que le fluide hydraulique est libre de refluer à travers les clapets 11 b, 11 d. L'information issue du capteur d'effort 8 permet de conserver la cohérence entre les pressions régulées par le servofrein 2 et la consigne du conducteur. Un programme de surveillance estime quelle pression de consigne correspond au souhait du conducteur à partir de l'effort mesuré par le capteur 8, et s'assure par exemple qu'en dehors des phases de fonctionnement nécessitant une pression de freinage indépendamment de l'action du conducteur les pressions des étriers ne dépassent pas cette pression de consigne.

La volonté du conducteur peut également être estimée en utilisant la pression mesurée par les capteurs de pression 5a, 5b et en connaissant le rapport d'assistance que fournit le servofrein 2. La figure 5 montre le cas où la roue bloquée 8b est pourvue d'un étrier motorisé 7b. Dans ce cas, l'électrovanne d'isolement associée 6b est activée. La pression de la roue isolée est donc maintenue constante tant que l'électrovanne 6b n'est pas désactivée. Si la pression est encore trop élevée, le piston motorisé de l'étrier 7b est activé. Selon la solution retenue pour motoriser l'étrier, soit l'actionneur de l'étrier 7b repousse le piston hydraulique et refoule du fluide vers l'accumulateur 4a et le maître-cylindre 3 au travers du clapet 9b, soit le piston électrique se déplace, provoquant ainsi une augmentation du volume de la chambre hydraulique, donc une diminution de pression et par conséquent de l'effort de serrage. Dans ce cas, il n'y a pas de circulation de fluide.

On décrit ci-après une phase de régulation nécessitant une pression de freinage sans action du conducteur, ou avec une action du conducteur insuffisante. Cela correspond notamment à des phases d'actionnement de l'ESP. Dans ce cas, si la pression mesurée par les capteurs 5a, 5b est inférieure à la pression requise, le servofrein 2 est activé et génère ainsi directement la pression requise. Cette pression est alors appliquée sélectivement à une ou plusieurs roues, les électrovannes d'isolement des roues ne devant pas être freinées étant alors activées. Si, lors de cette phase, le conducteur appuie finalement sur la pédale de frein ou augmente suffisamment la pression qu'il exerçait, l'effort que le conducteur exerce sur la pédale s'ajoute alors à l'effort déjà fourni par le servofrein 2. Si un effort de freinage est requis uniquement sur les roues équipées d'étrier motorisé, cet effort peut-être généré directement par l'actionneur du ou des étriers concernés. Une action combinée du booster et des étriers motorisés est aussi envisageable.

Les étriers motorisés peuvent être installés à l'arrière ou à l'avant, les étriers conventionnels se retrouvant placés soit à l'avant soit à l'arrière. Une disposition en diagonale des étriers est également envisageable. Les circuits présentées aux figures 1 à 5 correspondent à une architecture dite en X , c'est-à-dire que l'un des deux circuits hydrauliques alimente l'étrier avant gauche et l'étrier arrière droit, tandis que le deuxième circuit alimente l'étrier avant droit et étrier arrière gauche (ou inversement). Il est bien évidemment possible d'intégrer le système objet de l'invention dans une architecture dite en L , dans laquelle le premier circuit alimente l'étrier avant gauche et l'étrier avant droit, tandis que le deuxième alimente l'étrier arrière gauche et l'étrier arrière droit (ou inversement), tel que représenté à la figure 6. Les pompes 9a, 9c associées à chacun des étriers 7a, 7c peuvent disposer de moyens d'entraînement propres ou en commun : on pourra ainsi disposer d'un moteur par pompe, par groupe de deux pompes, ou encore pour l'ensemble des quatre pompes. Dans les deux derniers cas, les pompes peuvent être avantageusement des pompes à cylindrée variable. Dans le cas contraire, il est alors nécessaire de prévoir des moyens d'accouplement/désaccouplement d'avec les moyens d'entraînement communs.

Dans une variante, le système comprend un capteur de déplacement associé à la pédale de frein 1. Ainsi l'information sur la position de la pédale, ou la dérivée temporelle de celle-ci permet de réaliser des fonctions supplémentaires en faisant varier la loi d'assistance qui est assurée par le servofrein 2. Par exemple, on peut réaliser la fonction d'aide au freinage d'urgence, dans laquelle on détecte un enfoncement très brusque de la pédale de frein et l'on augmente l'effort d'assistance du servofrein 2 par rapport à l'effort d'assistance nominal. En l'absence de capteur de déplacement, on peut cependant utiliser comme information le gradient de la force appliquée par le conducteur sur la pédale de frein 1 pour réaliser la fonction d'aide au freinage d'urgence. Dans une variante, la pédale de frein est reliée à un simulateur de course et d'effort comme il en a été développé pour les systèmes de freinage des véhicules hybrides par exemple. L'utilisation d'un tel simulateur permettrait d'améliorer le ressenti à la pédale du conducteur lors des phases de régulation de pression par l'intermédiaire du servofrein. Dans les modes de réalisation décrits, les éléments de frein sont des freins à disque. Toutefois, ces éléments de frein pourraient en variante être remplacés par des freins à tambour.

Claims

REVENDICATIONS1. Système de contrôle de stabilité et de trajectoire d'un véhicule automobile, apte à moduler individuellement la pression hydraulique alimentant chacun de quatre éléments de frein (7a, 7b, 7c, 7d) associés aux quatre roues d'un véhicule automobile et comprenant : - un maître cylindre tandem (3) alimentant individuellement deux circuits deux freinage (C,, C2), chaque circuit de freinage alimentant deux éléments de frein ; - un servofrein (2) destiné à agir sur le maître cylindre (3), apte à augmenter un effort reçu de la pédale de commande de frein (1) et à générer un effort en l'absence d'action sur la pédale (1) de commande ; - une électrovanne (6a, 6b, 6c, 6d) d'isolement normalement ouverte associée à chacun des éléments de frein ; - au moins deux des éléments de frein étant des étriers motorisés (7b, 7d) actionnables hydrauliquement et/ou électriquement ; - une pompe hydraulique (9a, 9c) associée à chacun des éléments de frein non motorisés ; le système étant apte à diminuer la pression individuellement dans un ou plusieurs éléments de frein (7a, 7b, 7c, 7d) par actionnement de la (des) électrovanne(s) d'isolement (6a, 6b, 6c, 6d) associée(s) à (aux) l'élément(s) de frein concerné(s) conjointement à l'actionnement de la (des) pompes(s) (9a, 9c,) et/ou et actionnement électrique du (des) étrier(s) (7b, 7d) motorisés concerné(s).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément de frein motorisé comporte un corps solidaire d'une plaquette de frein et au moins une chambre remplie de fluide hydraulique, un piston hydraulique creux étant installé à l'intérieur de cette chambre, un système de piston électrique étant installé à l'intérieur du creux du piston, ce système de piston électrique comportant un piston associé à un moteur électrique, une extrémité du piston du système électrique étant positionnée en regard d'une deuxième plaquette, les deux plaquettes étant positionnées de part et d'autre d'un disque associé à une roue du véhicule.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un élément de frein motorisé comporte un corps présentant au moins deux chambres ménagées de part et d'autre d'un disque associé à une roue du véhicule, un piston hydraulique étant installé dans une des chambres remplie de fluide hydraulique, une extrémité de ce piston hydraulique étant positionnée en regard d'une première plaquette, un système à piston électrique comportant un piston électrique, associé à un moteur électrique, étant installé à l'intérieur de l'autre chambre, une extrémité du piston électrique étant positionnée en regard d'une deuxième plaquette, les deux plaquettes étant positionnées de part et d'autre du disque.
4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des clapets anti-retour installés en parallèle des électrovannes d'isolement autorisant le passage du fluide uniquement des éléments de frein vers le maître-cylindre, les éléments de frein comportant un corps solidaire d'une première plaquette, ce corps présentant au moins une chambre remplie de fluide hydraulique à l'intérieur de laquelle est disposé un piston hydraulique creux, ce piston hydraulique présentant une extrémité positionnée en regard d'une deuxième plaquette, un système à piston électrique étant installé à l'intérieur du creux du piston, ce système à piston électrique comportant une noix coopérant avec une tige hélicoïdale entraînée en rotation par un moteur électrique, la noix étant apte à éloigner ou approcher le piston hydraulique du disque disposé entre les plaquettes.
5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, permettant de réaliser une fonction d'antiblocage des roues (8a, 8b, 8c, 8d), le système étant apte à détecter le risque de blocage d'une ou plusieurs roues (8a) lors d'un freinage, à isoler la(les) roue(s) (8b, 8c, 8d) bloquée(s) au moyen de la(des) électrovanne(s) d'isolement associée(s) (6a), puis à actionner la(les) pompe(s) associée(s) (9a) pour débloquer la(les) roue(s) (8a).
6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel chaque pompe (9a, 9c) dispose de moyens d'entraînement propre.
7. Système selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'ensemble des pompes (9a, 9c) dispose de moyens d'entraînement communs.
8. Système selon la revendication 7, comprenant des moyens pour accoupler et désaccoupler chaque pompe (9a, 9c) aux/des moyens d'entraînement.
9. Système selon la revendication 7, dans lequel les pompes (9a, 9c) sont des pompes à cylindrée variable.
10. Système selon l'une des revendications 1 à 9, permettant de réaliser une fonction de contrôle de stabilité et de trajectoire, le système étant apte à générer un effort de freinage individuellement dans une ou plusieurs roue(s) en isolant les autres roues (8b, 8c, 8d) en activant les électrovannes d'isolement associées (6b, 6c, 6d) puis à activer le servofrein (2) pour générer un effort de freinage et ralentir la rotation de la (les) roue(s) (8a).
11. Système selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le servofrein (2) est un actionneur électromécanique réversible.
12. Système selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel le servofrein (2) est un actionneur électromécanique irréversible, le servofrein (2) étant lié à la pédale par un mécanisme d'accouplement.
13. Système selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel au moins une des électrovannes (6a, 6b, 6c, 6d) est une électrovanne de type proportionnel.
14. Système selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel au moins l'un des deux circuits de freinage (C,, C2) comporte un capteur de pression hydraulique (5a, 5b).
15. Système selon l'une des revendications 1 à 14, comprenant un capteur d'effort (8) associé à la pédale de commande de frein (1).
16. Système selon l'une des revendications 1 à 15, comprenant un capteur de position associé à la pédale de commande de frein (1).
17. Système selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel chaque circuit de freinage (C,, C2) comprend un accumulateur (4a, 4b) haute pression.
18. Système selon l'une des revendications 1 à 17, comprenant un simulateur de course et d'effort relié à la pédale de frein.
19. Véhicule automobile pourvu d'un système selon l'une des revendications 1 à 18.