FR2944765A1

FR2944765A1 - Procede de commande d'un systeme de freinage comportant un dispositif de modulation de la pression de freinage.

Info

Publication number: FR2944765A1
Application number: FR0952759A
Authority: FR
Inventors: Simon Bez
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-10-29
Anticipated expiration: 2029-04-28
Also published as: FR2944765B1

Abstract

Procédé de commande d'un système de freinage (1) comportant un maître-cylindre de freinage (4) relié par des circuits hydrauliques (10), à des récepteurs (12) comprenant un piston (50) appliquant un couple de freinage des roues d'un véhicule, un dispositif de modulation de la pression de freinage interposé dans les circuits hydrauliques, comportant une pompe hydraulique (26) de baisse de pression de ces circuits, caractérisé en ce qu'après un freinage, la pompe hydraulique (26) est activée pour créer une dépression dans les récepteurs de freinage (12), provoquant un recul du piston (50).

Description

PROCEDE DE COMMANDE D'UN SYSTEME DE FREINAGE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE MODULATION DE LA PRESSION DE FREINAGE La présente invention concerne un procédé de commande d'un système de freinage pour véhicule automobile, comprenant un dispositif de modulation de la pression de freinage, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel procédé de commande. Les véhicules automobiles comportent généralement une commande de freinage comprenant une pédale de frein agissant sur un maître cylindre, pour transmettre par des circuits hydrauliques une pression du fluide vers des récepteurs freinant les différentes roues du véhicule. La pédale de frein agit par une tige de commande, sur un piston coulissant axialement dans un maître cylindre, qui sépare un volume avant comprenant une chambre mise en pression par le déplacement de cette pédale, d'un volume arrière relié à un réservoir contenant un liquide à pression atmosphérique. On a généralement dans le maître cylindre, deux volumes distincts disposés en tandem, pour alimenter deux circuits hydrauliques indépendants et assurer la sécurité en cas de défaillance d'un des circuits. La commande de freinage peut comporter un dispositif d'assistance à dépression, placé entre la pédale et le maître-cylindre, ajoutant une force d'assistance sur ce maître-cylindre. La pression de freinage est transmise aux récepteurs comportant des garnitures de freinage qui sont pressées sur des disques ou des tambours liés en rotation aux roues, pour délivrer le couple de freinage. Un dispositif de modulation de la pression de freinage pour éviter un blocage des roues, ou ABS, peut être interposé dans les circuits hydrauliques, entre le maître-cylindre et les récepteurs de freinage. Il comporte une pompe hydraulique et des valves pilotées par un calculateur, pour moduler individuellement dans chaque récepteur, la pression de freinage en fonction d'informations comme la vitesse de rotation de la roue correspondante. De cette manière on évite un blocage de la roue en baissant sa pression de freinage, notamment quand l'adhérence de cette roue chute. Des moyens de rappel des garnitures appliquent un effort de rappel qui tend à les faire reculer, en retournant le liquide de freinage vers l'émetteur, pour écarter ces garnitures à la fin d'un freinage et libérer la rotation des roues. En particulier pour des freins à disques, deux plaquettes de freinage comportant des garnitures, sont serrées axialement en opposition sur les deux faces du disque, par un piston d'un vérin hydraulique contenu dans un boîtier de frein. Le vérin comporte dans une gorge un joint annulaire élastique en appui sur le piston, pour assurer une étanchéité dynamique lors de son coulissement. Pour des petits mouvements du piston, le joint annulaire subit une déformation élastique entre sa face extérieure maintenue dans la gorge, et sa face intérieure qui reste sensiblement collée sur le piston. Lorsque la pression hydraulique chute, cette déformation élastique du joint annulaire entraîne un rappel du piston vers l'arrière. Après un freinage, la rotation des disques comportant un certain voile, peut aussi contribuer au recul des plaquettes de freinage. Seulement, suite à différents frottements dans l'étrier de frein, les deux plaquettes de freinage ne reculent pas forcément suffisamment pour éviter tout frottement entre les garnitures et le disque. En particulier dans le cas des virages où les forces latérales sont importantes, les déformations des moyeux peuvent entraîner un petit déplacement axial du disque de frein, qui vient frotter sur les garnitures. On peut avoir alors une usure des garnitures, une perte d'énergie et une augmentation de la consommation du véhicule, ainsi qu'un mauvais refroidissement des freins. Ce léger frottement peut aussi générer des bruits.

Une solution connue présentée notamment dans le document FR-A1-2361258, comporte un maître-cylindre de freinage comprenant des ressorts de rappel des pistons de commande des circuits hydrauliques. Ce procédé peut aider au recul des pistons de commande, mais ne garantit pas que les pistons récepteurs correspondants reculent aussi. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et d'apporter au problème de la limitation d'un frottement indésirable des garnitures d'un frein de roue, pour un véhicule comprenant un dispositif de modulation de la pression de freinage, une solution simple et efficace. Elle propose à cet effet un procédé de commande d'un système de freinage comportant un maître-cylindre de freinage relié par des circuits hydrauliques, à des récepteurs comprenant un piston appliquant un couple de freinage des roues d'un véhicule, un dispositif de modulation de la pression de freinage interposé dans les circuits hydrauliques, comportant une pompe hydraulique de baisse de pression de ces circuits, caractérisé en ce qu'après un freinage, la pompe hydraulique est activée pour créer une dépression dans les récepteurs de freinage, provoquant un recul du piston. Un avantage du procédé de commande selon l'invention, est que l'on peut à partir de moyens existants commander facilement avec un programme du calculateur électronique de gestion, une dépression dans les circuits hydrauliques qui entraîne un recul des garnitures de freinage pour éliminer des frottements parasites. Le procédé de commande selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Avantageusement, le recul du piston ne dépasse pas un point de recul pour lequel un joint d'étanchéité de ce piston reste dans une limite d'élasticité lui permettant de revenir sous l'effet du rappel de ce joint, jusqu'à un point de repos. La fin d'un freinage provoquant l'activation de la pompe hydraulique, peut être constaté par une information délivrée par un contacteur de pédale de frein.

Suivant une première version du procédé, après un freinage successivement on ferme des électrovannes d'admission des récepteurs de freinage, on ouvre des électrovannes d'échappement de ces récepteurs, on actionne la pompe hydraulique pour reculer les pistons, on arrête cette pompe, on ferme les électrovannes d'échappement et enfin on ouvre les électrovannes d'admission. Avantageusement l'ouverture d'une électrovanne d'échappement, l'actionnement de la pompe hydraulique, l'arrêt de cette pompe, puis la fermeture de cette électrovanne d'échappement, sont fait séquentiellement pour les différents récepteurs de freinage les uns après les autres, en ajustant chaque durée d'ouverture individuellement. Suivant une deuxième version du procédé, après un freinage successivement on ferme des électrovannes d'admission des récepteurs de freinage, on actionne la pompe hydraulique, on ouvre séquentiellement des électrovannes d'échappement de ces récepteurs pour reculer les pistons les uns après les autres, on arrête cette pompe et enfin on ouvre les électrovannes d'admission. Selon une application pour un système de freinage comportant un dispositif automatique de montée en pression des récepteurs de freinage, le procédé anticipe l'avance du piston lorsque le conducteur relâche la pédale d'accélérateur, la pompe hydraulique générant une légère pression hydraulique dans ce récepteur. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un système de freinage comportant un maître-cylindre de freinage relié par des circuits hydrauliques, à des récepteurs comportant un piston appliquant un couple de freinage des roues du véhicule, un dispositif de modulation de la pression de freinage interposé dans les circuits hydrauliques, comportant une pompe hydraulique de baisse de pression de ces circuits, ce système de freinage comportant de plus l'une quelconque des caractéristiques précédentes.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un système de freinage d'un véhicule automobile, comprenant un dispositif de modulation de la pression de freinage ; - la figure 2 est une vue en coupe d'un étrier de frein, passant par l'axe du piston de serrage des garnitures; et - la figure 3 est un graphique présentant en abscisse le déplacement du piston, et en ordonné l'effort appliqué sur le piston. La figure 1 représente un système de freinage 1 comportant une pédale de frein 2 agissant par une tige de commande sur un maître-cylindre 4 placé en bout d'un amplificateur de freinage 6 à dépression. Le maître-cylindre 4 comporte des pistons hydrauliques coulissant axialement, qui mettent en pression deux circuits hydrauliques indépendants 10, pour agir sur des freins de roues 12 qui peuvent comprendre un disque ou un tambour de freinage. Un réservoir de liquide de commande se trouvant au dessus du maître-cylindre, alimente de manière séparée les circuits indépendants 10. Ces deux circuits indépendants 10 alimentent deux freins de roues 12 disposés sur une diagonale du véhicule, avant droit et arrière gauche, ou avant gauche et arrière droit, pour assurer la sécurité. En cas de fuite d'un des circuits, l'autre circuit reste opérationnel. Un contacteur de pédale 8 est activé dès le début du mouvement de la pédale de frein 2, pour allumer les feux stop du véhicule. Chaque circuit indépendant 10 comportant un dispositif de modulation de la pression de freinage ABS, reçoit la pression du maître-cylindre 4 par une canalisation d'admission 20, et la transmet à ses deux freins de roues 12 en passant pour chacun par une électrovanne d'admission 22 qui au repos est passante.

On a ensuite à partir de chaque frein de roue 12, une canalisation d'échappement 30 disposée en parallèle de celle d'admission 20, comportant une électrovanne d'échappement 24 qui au repos est fermée. Les sorties des électrovannes d'échappement 24 d'un même circuit indépendant 10, se rejoignent pour entrer dans une pompe hydraulique 26, commandée par un moteur électrique 28. Le fluide débité par la pompe hydraulique 26, est renvoyé dans la canalisation d'admission 20. Un même moteur électrique 28 peut être utilisé pour commander les deux pompes hydrauliques 26 des deux circuits indépendants 10.

Le fonctionnement du dispositif de modulation de la pression de freinage, est le suivant. Pour une conduite normale, la pression de freinage commandée par la pédale de frein 2, est envoyée aux freins de roues 12 en passant par les électrovannes d'admission 22 ouvertes. Les électrovannes d'échappement 24 sont fermées, le freinage est commandé uniquement par la pédale de frein 2. Pour chaque roue, des capteurs renseignent un calculateur électronique de gestion de la modulation de freinage ABS, sur la vitesse de rotation des roues. En cas de baisse anormale de la rotation d'une roue, due par exemple à une amorce de blocage à cause d'une perte d'adhérence de cette roue, le calculateur commande la fermeture de l'électrovanne d'admission 22 du frein de la roue pour l'isoler de la pression délivrée par la canalisation d'admission 20, puis l'ouverture de l'électrovanne d'échappement 24. Ensuite la pompe hydraulique 26 est mise en route, pour pomper le liquide dans le frein de roue 12, et le renvoyer vers le maître-cylindre 4. On travaille en boucle fermée pour ajuster ce pompage en fonction de l'évolution de la vitesse de la roue constamment mesurée, en réduisant la pression dans le frein de roue 12 de manière à rétablir la vitesse attendue. Une fois la modulation du freinage terminée, les électrovannes 22, 24 sont remisent dans leurs configuration d'origine.

La figure 2 présente un étrier de frein 40 pour freiner un disque de frein 42 lié en rotation à une roue.

L'étrier de frein 40 comporte une chape 44 fixée aux bras de suspension du véhicule, qui reçoit un boîtier 46 monté axialement coulissant parallèlement à l'axe du disque de frein 42, au moyen de deux colonnettes 48 guidées dans des alésages de la chape reportés aux extrémités de cette chape. D'un côté du disque de frein 42 et au milieu du boîtier 46, un alésage disposé parallèlement à l'axe et comportant une ouverture tournée vers ce disque, reçoit un piston coulissant 50 pour réaliser un vérin hydraulique. Un joint d'étanchéité annulaire 52 est disposé autour du piston 50, pour réaliser une étanchéité dynamique lors du coulissement de ce piston. Le boîtier 46 s'étend axialement de part et d'autre du disque de frein 42, et comporte des bras arrière 58 qui viennent derrière ce disque. Le boîtier 46 reçoit entre le piston 50 et les bras arrière 58, des plaquettes de frein 54 disposées symétriquement de part et d'autre du disque de frein 42, qui comportent pour chacune une tôle du côté extérieur, et une garniture en appui sur les faces de ce disque. Une pression hydraulique dans le vérin vient serrer également les deux plaquettes 54 sur le disque de frein 42, le boîtier 46 pouvant coulisser axialement dans la chape 44 pour égaliser les forces de serrage des deux côtés. Pour des petits mouvements de serrage axial lors des freinages courants, le piston 50 se déplace peu et le joint annulaire 52 restant collé dessus, subit seulement une déformation élastique axiale permettant ce mouvement du piston.

Lorsque la pression dans le vérin hydraulique chute, le joint annulaire 52 revient en position, et rappel en arrière le piston 50. On libère ainsi les plaquettes 54 qui peuvent légèrement reculer, le jeu laissé par le recul du piston 50 venant se répartir inégalement en fonction des déformations et des différents frottements, entre le piston ou les bras arrière 58, et les plaquettes 54, ou entre ces plaquettes et le disque de frein 42. Des frottements résiduels sur le disque de frein 42 peuvent persister.

Le graphique de la figure 3 illustre ce fonctionnement. Le point 62 représente la position au repos du piston 50 pour laquelle x = 0, la pression P dans la chambre du vérin hydraulique étant la pression atmosphérique. A partir de cette position de repos et pour une montée progressive de la pression hydraulique, on atteint d'abord la position 64 avec une pression d'environ 1 bar, le piston 50 n'ayant pas encore bougé à cause des frottements. Puis pour cette pression le piston 50 décolle et avance suivant une course d'environ 0,3 mm jusqu'au point 66 où les plaquettes 54 viennent en appui sur le disque de frein 42, les différents jeux s'annulant.

A partir de ce point 66, le freinage est effectif et on a une compression des plaquettes 54, la courbe linéaire représentant le mouvement du piston lié à la montée en pression, avec une déformation élastique des différents composants. Pendant ces déplacements depuis le point de repos 62, le joint annulaire 52 se déforme élastiquement sans glisser sur le piston 50, le rappel de ce piston s'effectuant par un retour élastique du joint annulaire. Ce principe de rappel est simple et économique, mais il n'est pas constant. En fonction de différents paramètres comme la température du frein, le niveau de pression, la qualité ou l'usure des plaquettes de frein, ou l'évolution des différents frottements, le retour du piston 50 vers la position de repos 62 peut ne pas être complet. De plus, on peut souhaiter un recul en arrière plus important pour éviter dans tous les cas de fonctionnement, un freinage résiduel. Le procédé de commande des freins suivant l'invention en utilisant le même système, réalise alors à la fin du freinage, un pompage par la pompe 26 du liquide de freinage pour créer une dépression dans la chambre hydraulique du boîtier 46, et reculer le piston jusqu'au point 70. Si on ne dépasse pas ce point 70, on reste dans la limite de l'élasticité du joint annulaire 52 qui n'a pas glissé sur le piston 50, et lorsque la dépression est annulée à l'occasion du freinage suivant, ce piston revient déjà par lui-même sous l'effet du rappel de son propre joint, jusqu'au point de repos 62. Ce freinage suivant s'accomplit alors dans des conditions habituelles. Le calculateur du système ABS règle le volume de fluide à aspirer en ajustant la durée ou la vitesse de rotation de la pompe 26, pour ne pas dépasser le point 70 permettant un retour du piston 50 seul vers le point de repos 62. Un recul du piston 50 au-delà du point 70, par exemple au point 72, provoquerait un rappel par l'élasticité du joint annulaire 52 vers l'avant jusqu'au point 74, qui est en arrière du point de repos 62. Les conditions du freinage suivant ne seraient alors plus normales.

Pour réaliser la mise en dépression de la chambre hydraulique, deux versions du procédé sont possibles. Suivant une première version, après un relâchement de la pédale de frein 2 constaté par exemple par une information du contacteur de pédale 8, successivement on ferme les électrovannes d'admission 22, on ouvre les électrovannes d'échappement 24, puis on actionne la pompe hydraulique 26 pour reculer les pistons 50, on arrête cette pompe, on ferme les électrovannes d'échappement et enfin on ouvre les électrovannes d'admission. Avantageusement, on réalise ces dépressions de manière séquentielle, un frein 12 du même circuit de freinage 10 après l'autre. En effet, les freins avant et arrière 12 peuvent ne pas réagir de la même manière, comportant par exemple des dimensions et des frottements différents, et il faut alors doser le volume à retirer pour chaque frein de manière individuelle. On peut notamment dans ce cas fermer en même temps toutes les électrovannes d'admission 22, puis ouvrir séquentiellement les électrovannes d'échappement 24 en ajustant chaque volume aspiré en réglant le fonctionnement de la pompe hydraulique 26. Suivant une deuxième version du procédé, successivement on ferme toutes les électrovannes d'admission 22, on actionne la pompe hydraulique 26 puis on ouvre séquentiellement les électrovannes d'échappement 24 suivant des durées variables, pour reculer les pistons 50 les uns après les autres. Le procédé suivant l'invention est particulièrement avantageux car pouvant s'adapter à tous systèmes de freinage comportant une modulation du type ABS, sans modification de ce système et sans coût supplémentaire, en adaptant seulement la programmation du calculateur de commande. Avantageusement, pour les systèmes de freinage comportant un moyen de montée en pression automatique des freins de roue 12, comme les dispositifs de contrôle de stabilité du véhicule ou ESP, le procédé peut anticiper l'avance du piston 50 notamment lorsque le conducteur relâche la pédale d'accélérateur, ce qui représente les moments où un freinage peut arriver. Dans ce cas la pompe hydraulique crée une légère pression de l'ordre de 1 bar, pour remettre le piston 50 sensiblement dans la position 64 où il est prêt pour le prochain freinage. On prépare ainsi le freinage suivant, en particulier dans le cas où le piston 50 aurait reculé trop loin, par exemple vers le point de recul 74.

Claims

REVENDICATIONS1 û Procédé de commande d'un système de freinage (1) comportant un maître-cylindre de freinage (4) relié par des circuits hydrauliques (10), à des récepteurs (12) comprenant un piston (50) appliquant un couple de freinage des roues d'un véhicule, un dispositif de modulation de la pression de freinage interposé dans les circuits hydrauliques, comportant une pompe hydraulique (26) de baisse de pression de ces circuits, caractérisé en ce qu'après un freinage, la pompe hydraulique (26) est activée pour créer une dépression dans les récepteurs de freinage (12), provoquant un recul du piston (50). 2 û Procédé de commande d'un système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le recul du piston (50) ne dépasse pas un point de recul (70) pour lequel un joint d'étanchéité (52) de ce piston reste dans une limite d'élasticité lui permettant de revenir sous l'effet du rappel de ce joint, jusqu'à un point de repos (62). 3 û Procédé de commande d'un système de freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fin d'un freinage provoquant l'activation de la pompe hydraulique (26), est constaté par une information délivrée par un contacteur de pédale de frein (8). 4 û Procédé de commande d'un système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après un freinage, successivement on ferme des électrovannes d'admission (22) des récepteurs de freinage (12), on ouvre des électrovannes d'échappement (24) de ces récepteurs, on actionne la pompe hydraulique (26) pour reculer les pistons (50), on arrête cette pompe, on ferme les électrovannes d'échappement et enfin on ouvre les électrovannes d'admission. 5 û Procédé de commande d'un système de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture d'une électrovanne d'échappement (24), l'actionnement de la pompe hydraulique (26), l'arrêt de cette pompe, puis la fermeture de cette électrovanne d'échappement, sontfait séquentiellement pour les différents récepteur de freinage les uns après les autres, en ajustant chaque durée d'ouverture individuellement. 6 û Procédé de commande d'un système de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'après un freinage, successivement on ferme des électrovannes d'admission (22) des récepteurs de freinage (12), on actionne la pompe hydraulique (26), on ouvre séquentiellement des électrovannes d'échappement (24) de ces récepteurs pour reculer les pistons (50) les uns après les autres, on arrête cette pompe et enfin on ouvre les électrovannes d'admission. 7 û Procédé de commande d'un système de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour un système de freinage comportant un dispositif automatique de montée en pression des récepteurs de freinage (12), le procédé anticipe l'avance du piston (50) lorsque le conducteur relâche la pédale d'accélérateur, la pompe hydraulique (26) générant une légère pression hydraulique dans ce récepteur. 8 û Véhicule automobile comprenant un système de freinage (1) comportant un maître-cylindre de freinage (4) relié par des circuits hydrauliques (10), à des récepteurs (12) comportant un piston (50) appliquant un couple de freinage des roues du véhicule, un dispositif de modulation de la pression de freinage interposé dans les circuits hydrauliques, comportant une pompe hydraulique (26) de baisse de pression de ces circuits, caractérisé en ce que ce système de freinage est commandé par un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.