FR2939388A1 - Procede de commande d'une installation hydraulique de frein a recuperation et installation pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

Installation de frein hydraulique à récupération d'énergie et procédé de commande de cette installation. L'énergie cinétique récupérée par une opération de freinage du véhicule est transformée par un générateur de pression (12) en énergie de pression et utilisée pour amplifier la pression appliquée à un frein de roue dans le circuit de frein (26). L'installation de frein à récupération d'énergie, ne comporte ni amplificateur de force de freinage, ni installation pour générer une dépression agissant sur l'amplificateur de force de freinage. Cela se traduit par une économie de pièces et de coûts de montage et en particulier une réduction d'encombrement de l'installation de frein du véhicule.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de commande d'une installation de frein hydraulique à récupération d'énergie, d'un véhicule comportant un circuit de frein avec un frein de roue et recevant une pression de freinage générée par le conducteur et au moins un circuit auxiliaire hydraulique sous pression en complément du circuit hydraulique de frein, ce circuit auxiliaire comportant un générateur de pression transformant l'énergie cinétique du véhicule en énergie de pression et dont l'entraînement commandé est assuré par une roue du véhicule à freiner. L'invention concerne également une installation hydraulique de frein à récupération pour la mise en oeuvre de ce procédé. Etat de la technique On connaît des installations hydrauliques de frein, classiques sans récupération d'énergie. Ces installations sont équipées d'une installation d'actionnement commandée par le conducteur, par exemple sous la forme d'une pédale de frein, d'un maître-cylindre de frein sollicité indirectement par l'installation d'actionnement et au moins un circuit de frein relié à ce maître-cylindre et ayant au moins un frein de roue. Lorsque la pédale de frein est actionnée par le conducteur, le maître-cylindre génère une pression hydraulique dans le circuit de frein. Cette pression proportionnelle à la force d'actionnement, pousse les garnitures du frein de roue contre un organe de frein en rotation, par exemple un tambour de frein ou un disque de frein solidaire de la roue du véhicule qui sera ainsi freiné de manière correspondante. La force d'actionnement appliquée par le conducteur, est normalement amplifiée par un amplificateur de force de freinage entre l'installation d'actionnement et le maître-cylindre de frein. Les amplificateurs de force de freinage, actuels sont à fonctionnement pneumatique. Pour cela, ils comportent une membrane séparant deux chambres de pression l'une de l'autre. L'une des chambres de pression reçoit la pression atmosphérique alors que la seconde chambre de pression est exposée à une dépression d'amplitude commandée. La

2 différence de pression entre les deux chambres génère une force appliquée sur la membrane qui amplifie la force d'actionnement exercée par le conducteur. La dépression nécessaire est par exemple fournie dans le cas d'un véhicule équipé d'un moteur Diesel ou d'un moteur à essence suralimenté à partir d'une pompe à dépression, séparée. L'investissement et le montage du générateur de dépression représentent du temps qui augmente le coût. L'inconvénient de telles installations ou systèmes de frein est que l'amplificateur de force de frein, existant, est une pièce de construction relativement complexe d'un encombrement important dans l'enceinte moteur du véhicule. De plus, au moment du freinage, l'installation de frein sans récupération d'énergie, transforme toute l'énergie cinétique du véhicule en énergie thermique perdue, évacuée vers l'environnement.

Vis-à-vis de tels systèmes, les installations ou systèmes de frein de véhicule à récupération d'énergie, permettent de récupérer au moins une partie de l'énergie cinétique libérée par le freinage du véhicule sous une forme d'énergie réutilisable. Les systèmes de frein de véhicule à récupération améliorent ainsi le rendement du fonctionnement du véhicule. Dans ce cadre, on connaît par exemple des installations de frein de véhicule à récupération, convertissant l'énergie de freinage en énergie électrique par l'intermédiaire d'une machine électrique, dont on commande l'inversion du fonctionnement pour stocker cette énergie de manière provisoire dans un accumulateur. L'énergie électrique ainsi stockée sera utilisée par exemple au cours d'une opération de freinage suivante du véhicule par le moteur électrique fonctionnant comme moteur d'entraînement pour être transformée de nouveau en énergie cinétique.

On connaît également des installations de frein de véhicule à récupération convertissant l'énergie de freinage en énergie hydraulique qui est emmagasinée. Le cas échéant, on connaît ainsi une machine hydraulique fonctionnant comme pompe. Celle-ci aspire du liquide hydraulique d'un réservoir, le comprime et le réinjecte sous une pression élevée dans l'accumulateur de pression. Le liquide hydraulique

3 sous pression, accumulé, entraîne le cas échéant la machine hydraulique qui est alors commutée en mode moteur et assiste ainsi le moteur d'entraînement du véhicule. Toutefois, de telles installations ou systèmes de frein de véhicule à récupération, ont l'inconvénient que le véhicule ainsi équipé comporte non seulement son propre moteur, mais également, des équipements supplémentaires permettant de convertir l'énergie dans l'une ou l'autre sens. De telles installations augmentent le coût de motorisation du véhicule, son poids et nécessitent en outre une gestion technique relativement complexe, des différents flux d'énergie de la ligne d'entraînement. Pour amplifier les forces d'actionnement appliquées au système de frein du véhicule, il faut toujours utiliser un amplificateur de force de frein, qui est volumineux. Exposé et avantages de l'invention Vis-à-vis de cet état de la technique, l'invention concerne un procédé de commande du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'énergie de pression fournie par le générateur de pression est utilisée pendant une phase de freinage du véhicule pour amplifier la pression de frein dans le circuit de frein, demandée par le conducteur. Le procédé selon l'invention a l'avantage d'assurer l'amplification de la force de freinage sans nécessiter d'amplificateur classique, ce qui se traduit par une installation ou système de frein de véhicule économique, s'installant plus simplement dans le véhicule et dont l'encombrement est significativement réduit. En même temps, la suppression de l'amplificateur de force de freinage rend inutiles les installations servant à générer une dépression. Le procédé selon l'invention utilise entre autres, la réduction de l'énergie cinétique du véhicule au cours d'une phase de freinage pour amplifier la force de freinage ou la pression du frein de l'installation de freinage du véhicule. Ce procédé est fondé sur l'utilisation d'un circuit hydraulique auxiliaire de pression, distinct du circuit de frein. Comme le liquide hydraulique est incompressible, les circuits hydrauliques auxiliaires sont faciles à réguler. De plus, ces circuits se combinent bien aux installations hydrauliques de frein du

4 véhicule, notamment dans des installations de frein de véhicule, dont on règle le patinage par un moyen électronique, à savoir les installations de frein de véhicule équipées d'une régulation électronique du patinage, telle que le système antiblocage (ABS), le système de réduction du patinage à l'entraînement (ASR) ou des installations de frein (ESP) régulant la stabilité de conduite ou tenue de route. Dessins La présente invention sera décrite à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un schéma en partie hydraulique de la structure et des composants d'une installation de frein à récupération d'énergie de véhicule, - les figures 2 et 3 montrent à l'aide de schémas, la conversion d'énergie dans l'installation de frein à récupération d'énergie au cours d'une phase de décélération ou d'une phase d'accélération du véhicule. Description d'un mode de réalisation L'application du procédé de commande selon l'invention se fait à l'aide d'une installation de frein à récupération d'énergie de véhicule selon la figure 1. Cette installation de frein de véhicule comporte un circuit auxiliaire de pression 10 en plus d'un circuit de frein classique, recevant la pression de frein commandée par le conducteur (ce circuit est représenté par le bloc 26). Ce circuit auxiliaire 10 comprend un générateur de pression hydraulique 12 (c'est-à-dire une pompe) entraîné par une roue 14 à freiner du véhicule. Pour cela, une liaison de coopération mécanique, commandée, relie la roue 14 et le générateur de pression 12. Une installation de couplage 16 de préférence à commande électronique, établit cette liaison de coopération mécanique selon l'état de fonctionnement instantané du véhicule ou de l'installation de frein du véhicule, pour ouvrir ou fermer cette liaison. Lorsque le générateur de pression 12 est entraîné, il aspire du liquide hydraulique d'un réservoir 18 et le transfère tout en augmentant sa pression dans un accumulateur hydraulique 20 relié du côté haute pression. L'accumulateur hydraulique 20 est par exemple constitué par un accumulateur à piston ou à membrane, de construction connue. La conduite de liaison entre le générateur de pression 12 et l'accumulateur hydraulique 20, est en outre équipée d'un 5 distributeur à tiroir 22. Ce distributeur est de préférence une électrovanne à commande électronique. Cette électrovanne comporte à titre d'exemple trois branchements de liquide hydraulique et cette électrovanne peut être commutée dans trois positions distinctes constituant ainsi une électrovanne à 3/3 voies. Un premier branchement de l'électrovanne 22 est relié au côté haute pression du générateur de pression 12 ; un second branchement est relié à l'accumulateur hydraulique 20 et son troisième branchement peut être relié directement ou indirectement au circuit de frein 26 de l'installation de frein de véhicule. La liaison indirecte se fait par exemple par l'intermédiaire d'un maître-cylindre ou d'une unité hydraulique pour réguler la pression de frein en fonction du patinage des roues. Les différentes positions du distributeur à tiroir 22 permettent de commander les liaisons hydrauliques entre les différents composants hydrauliques. Dans la position de base du distributeur à tiroir 22, telle que représentée, toutes les liaisons possibles sont coupées alors que dans la position intermédiaire, le générateur de pression 12 est relié à l'accumulateur hydraulique 20, et le troisième branchement correspondant au circuit de frein 26 est coupé. Dans la troisième position de commutation, le branchement relié au générateur de pression 12 est coupé et la liaison est établie entre l'accumulateur hydraulique 20 et le troisième branchement. Un appareil de commande électronique du circuit auxiliaire de pression 24, assure la commande électronique de l'installation d'embrayage 16 et du distributeur à tiroir 22. Cet appareil de commande est, de préférence, intégré dans l'appareil de commande électronique de l'unité hydraulique assurant la régulation de la pression de frein en fonction du patinage. Le fonctionnement de l'invention sera décrit ci-après à l'aide des figures 2 et 3. Ces figures montrent l'accumulateur de pression 20 séparé du circuit auxiliaire de pression 10 uniquement

6 pour des raisons de compréhension, alors que par ailleurs, en liaison avec la description des composants selon la figure 1, ces moyens sont représentés de manière simplifiée sous la forme du bloc 10.1. Pour la compréhension de la figure 2, on suppose que le conducteur a actionné l'installation de frein de véhicule, c'est-à-dire que le véhicule se trouve instantanément en phase de décélération. Cette situation se caractérise par exemple en ce que la pression de frein produite par le conducteur règne dans le circuit de frein 26 pour freiner la rotation d'au moins une roue 14 du véhicule. Cette information de pression de frein est exploitée par l'appareil de commande électronique 24 de la pression auxiliaire en commandant l'installation d'embrayage 16, pour que celle-ci se ferme et établisse la liaison de coopération mécanique entre la roue 14 et le générateur de pression 12 du circuit auxiliaire de pression 10. Le générateur de pression 12 ainsi entraîné par cette coopération, aspire de l'agent de pression du réservoir 18 et le transfère dans le réservoir hydraulique ou accumulateur hydraulique 20 tout en augmentant sa pression. Pour cela, le distributeur à tiroir 22 est commandé pour prendre sa position intermédiaire selon la figure 1. En phase de décélération du véhicule, l'accumulateur hydraulique 20 sera alimenté en liquide hydraulique sous pression élevée par le générateur de pression 12 et ainsi l'énergie cinétique prélevée sur le véhicule ou la roue en rotation 14, sera transformée en énergie de pression. La figure 3 montre le cas de l'accumulateur hydraulique 20 déjà chargé en liquide hydraulique. Si une opération de freinage se produit alors, le distributeur à tiroir 22 sera commuté par l'appareil de commande 24 du circuit auxiliaire de pression selon la figure 1 dans sa troisième position. Le générateur de pression 12 sera coupé de l'accumulateur hydraulique 20 et, en même temps, une liaison de liquide hydraulique sera établie entre l'accumulateur hydraulique 20 et le circuit de frein 26. Dans cette situation, l'énergie de pression, accumulée, sera utilisée pour amplifier la pression de frein générée par le conducteur. Le circuit auxiliaire de pression 10, assure ainsi la fonction d'un amplificateur classique de force de frein, sans que le conducteur utilisant son véhicule, ne perçoive des modifications par

7 rapport à une installation de frein de véhicule, classique, équipée d'un amplificateur de force de freinage.5

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Procédé de commande d'une installation de frein hydraulique à récupération d'énergie d'un véhicule comportant un circuit de frein (26) avec un frein de roue et recevant la pression de freinage générée par le conducteur et au moins un circuit auxiliaire hydraulique de pression en complément du circuit hydraulique de frein (26), ce circuit auxiliaire (10) comportant un générateur de pression (12) transformant l'énergie cinétique du véhicule en énergie de pression et dont l'entraînement commandé est assuré par une roue (14) du véhicule à freiner, caractérisé en ce que l'énergie de pression fournie par le générateur de pression (12) est utilisée pendant une phase de freinage du véhicule pour amplifier la pression de frein dans le circuit de frein (26) demandée par le conducteur. 2°) Procédé de commande d'une installation hydraulique de frein à récupération d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le frein de roue du circuit de frein (26) reçoit directement l'énergie de pression du circuit auxiliaire (10). 3°) Procédé de commande d'une installation hydraulique de frein à récupération d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le frein de roue du circuit de frein (26) reçoit indirectement l'énergie de pression du circuit auxiliaire (10) par exemple par l'intermédiaire d'un maître-cylindre de frein auquel est relié le circuit de frein (26) et/ou par l'intermédiaire d'une unité hydraulique de régulation électronique du patinage. 4°) Installation de frein hydraulique à récupération de véhicule comportant un circuit de frein (26) dont la pression de frein est fournie par le conducteur avec au moins un frein de roue et au moins un circuit auxiliaire hydraulique de pression (10) en plus du circuit 9 hydraulique de frein (26), ce circuit auxiliaire ayant au moins un générateur de pression (12) dont l'entraînement est commandé par une roue (14) du véhicule à freiner, caractérisée en ce que l'énergie de pression fournie par le générateur de pression (12) amplifie la pression de frein générée par le conducteur dans le circuit de frein (26) au cours d'une phase de freinage du véhicule. 5°) Installation hydraulique de frein à récupération de véhicule selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'entraînement du générateur de pression (12) est commandé par un élément d'embrayage (16) à commande électronique. 6°) Installation hydraulique de frein à récupération de véhicule selon la revendication 4, caractérisée en ce que le circuit auxiliaire (10) est équipé d'un distributeur à tiroir (22) à commande électronique en aval duquel, se trouve le générateur de pression (12). 7°) Installation hydraulique de frein à récupération de véhicule selon la revendication 6, caractérisée en ce que le circuit auxiliaire (10) est équipé d'un réservoir hydraulique (20) dont la charge en liquide hydraulique sous pression est commandée par le distributeur à tiroir (22).30