FR2963770A1

FR2963770A1 - Procede pour determiner le rendement d'un frein de stationnement electrique equipant un vehicule et frein pour la mise en oeuvre du procede

Info

Publication number: FR2963770A1
Application number: FR1157281A
Authority: FR
Inventors: Simon Hauber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-02-17
Also published as: DE102010039309A1; JP5864158B2; CN102371987B; DE102010039309B4; CN102371987A; JP2012041041A

Abstract

Procédé pour déterminer le rendement d'un frein de stationnement électrique (1) d'un véhicule automobile selon lequel à la libération du frein de stationnement (1), on détermine le jeu d'inversion (S) du frein de stationnement (1) à partir de la différence de temps (Δt) entre le début de l'opération de libération et la réduction de la force de frein. On détermine la différence de temps (Δt) à partir d'une grandeur caractéristique d'un actionneur électrique (6) du frein de stationnement (1) et on détermine le rendement (η) en fonction du jeu d'inversion (S).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé pour dé-terminer le rendement d'un frein de stationnement électrique d'un véhicule automobile selon lequel à la libération du frein de stationnement, on détermine le jeu d'inversion du frein de stationnement à partir de la différence de temps entre le début de l'opération de libération et la réduction de la force de frein. L'invention se rapporte également à un appareil de régulation et de commande pour la mise en oeuvre de ce procédé ainsi qu'à un frein de stationnement équipé d'un tel appareil de régulation et de commande. Etat de la technique Le document DE 103 61 042 B3 décrit un procédé de commande d'un frein de stationnement comportant comme actionneur un moteur électrique qui pousse le patin de frein contre le disque de frein pour générer une force de freinage ou de blocage. Pour compenser les variations de la force d'actionnement liées à l'usure, aux influences thermiques et à la variation de la résistance électrique, on détermine l'intensité du courant de coupure du moteur électrique en fonction du nombre d'actionnements du frein de stationnement. Une transmission autobloquante fait qu'après la coupure du moteur électrique, la force de blocage obtenue reste conservée. L'adaptation de la force de blocage se fait selon le document DE 103 61 042 B3 en fonction du nombre d'actionnements du frein de stationnement pour compenser le rendement qui se détériore. Cela suppose toutefois une relation linéaire entre le nombre des actionnements et le rendement. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- cédé permettant d'avoir une force de blocage suffisante dans un frein de stationnement sur une période prolongée et avec une grande précision. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé pour déterminer le rendement d'un frein de stationnement électrique d'un véhicule automobile selon lequel à la libération du frein de stationnement, on

2 détermine le jeu d'inversion du frein de stationnement à partir de la différence de temps entre le début de l'opération de libération et la réduction de la force de frein, procédé caractérisé en ce qu'on détermine la différence de temps à partir d'une grandeur caractéristique d'un action- neur électrique du frein de stationnement et on détermine le rendement en fonction du jeu d'inversion. Le procédé selon l'invention permet de déterminer avec une grande précision le rendement d'un frein de stationnement à commande électrique d'un véhicule. Le rendement se calcule en fonction du jeu d'inversion du frein de stationnement ; le jeu d'inversion est le jeu du chemin mécanique dans le frein de station c'est-à-dire le jeu du chemin de transmission de la force entre un actionneur du frein de stationnement et le piston de frein ou une plaquette de frein coopérant avec l'étrier de frein. Le jeu d'inversion intervient si après avoir généré la force de blocage ou de serrage ou la force de pincement et immobilisé ainsi le véhicule, on libère de nouveau le frein de stationnement. Au cours de cette opération, il faut d'abord vaincre le jeu d'inversion avant que la force de blocage ne se réduise. L'amplitude du jeu d'inversion dépend de différents fac- teurs d'influence. D'une part, le jeu d'inversion dépend des tolérances des composants et d'autre part, il varie en particulier sur des périodes de fonctionnement prolongées et selon la fréquence de l'actionnement du frein de stationnement ainsi que sous l'effet d'influences extérieures telles que l'usure ou des variations d'origine thermique.

Selon le procédé de l'invention, on détermine le rende-ment du frein de stationnement en fonction du jeu d'inversion. Entre le rendement et le jeu d'inversion, il y a une relation connue en soi qui est enregistrée dans l'appareil de régulation ou de commande de sorte que connaissant le jeu d'inversion, on peut également déterminer le rende- ment. En fonction du rendement actuel, on peut régler de nouveau l'amplitude de la force de serrage c'est-à-dire l'amplitude de la force générée par l'actionneur de frein électrique ou le couple que la ou les uni-tés de transmission telles qu'une transmission ou une broche exerçant sur la plaquette de frein pour générer la force de blocage souhaitée.

3 Le jeu d'inversion qui est à la base de la détermination du rendement dépend de la différence de temps entre le début de l'opération de libération et la réduction de la force de serrage. On peut pour cela utiliser une grandeur caractéristique de l'actionneur élec- trique du frein de stationnement et de déterminer à partir de la courbe de la grandeur caractéristique, la différence de temps entre le début de l'opération de libération et la réduction de la force de serrage. En particulier, l'instant auquel la force de serrage diminue est caractérisé par le tracé de la grandeur caractéristique de l'actionneur de frein électrique, ce qui se constate par l'exploitation de la grandeur caractéristique. Ainsi il est possible à partir du tracé de la grandeur caractéristique, de dé-terminer l'instant de la réduction de la force de serrage et connaissant le début de la phase de libération, on détermine la différence de temps qui est une mesure du jeu d'inversion du frein de stationnement.

La grandeur caractéristique de l'actionneur électrique de frein, prise en compte pour le jeu d'inversion, peut être une grandeur caractéristique électrique ou mécanique. Comme grandeur caractéristique électrique, il y a la tension ou l'intensité du courant alimentant l'actionneur électrique de frein ; comme grandeur caractéristique méca- nique, il y a la vitesse de rotation ou la force de serrage ou le couple généré par l'actionneur de frein. De manière avantageuse, on utilise une grandeur caractéristique qui se détermine sans nécessiter de circuit supplémentaire, de préférence le courant, la tension ou la vitesse de rotation du moteur de frein. Dans la mesure où la force de serrage ou le couple généré par l'actionneur de frein peuvent se déterminer, on peut également utiliser ces grandeurs. Le cas échéant, il faut un capteur supplémentaire pour déterminer la force ou le couple. La courbe caractéristique de la grandeur caractéristique à l'instant du décrochage brusque de la force de serrage provient d'une charge appliquée avec une variation brusque sur l'actionneur électrique de frein, pour lequel la grandeur caractéristique a un point d'inflexion et/ou un point d'inversion reconnaissable, ce qui se constate par l'exploitation de la grandeur caractéristique. Le point d'inflexion ou le point d'inversion ont une variation significative dans la courbe de la grandeur caractéristique et marquent le début de la libération de la

4 force de serrage. En particulier, la courbe d'intensité ou celle de la vitesse de rotation présente de tels points d'inflexion. Mais on peut également utiliser la courbe de la tension ou de la force ou du couple de l'actionneur de frein qui se distingue par une variation caractéristique et que l'on peut déterminer. Pour augmenter la tolérance vis-à-vis des défauts, il peut être avantageux de déterminer un jeu d'inversion à partir de plusieurs opérations de libération du frein de stationnement. En outre, il peut avantageux de vérifier une valeur isolée ou la valeur moyenne quant à leur plausibilité ; pour cela, on vérifie la valeur calculée du jeu d'invention vis-à-vis du dépassement d'une plage de valeurs autorisées. La relation entre le rendement et le jeu d'inversion dé-pend individuellement du frein de stationnement considéré. On peut avoir à la fois des relations linéaires qui sont le cas échéant disponibles comme fonctions approchées mais aussi des relations non linéaires, par exemple une fonction du second ordre ou même d'un ordre supérieur. Comme actionneur de frein électrique, on utilise avantageusement un moteur électrique dans le frein de stationnement. En principe, on peut également considérer tous les actionneurs à com- mande électrique qui exécutent un mouvement de réglage mécanique lorsqu'ils reçoivent une tension électrique et qui servent à générer une force de frein, par exemple un actionneur électromagnétique. Le procédé selon l'invention est appliqué par un appareil de régulation ou de commande équipant le véhicule et faisant partie du système de frein de stationnement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un procédé de détermination du rendement d'un frein de stationnement à commande électrique, représenté dans les des- sins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un frein de stationnement de véhicule équipé d'un moteur électrique pour solliciter le piston de frein, - la figure 2 montre un schéma avec la courbe des différentes gran- deurs caractéristiques mécaniques et électriques en fonction du temps au cours de l'opération de libération du frein de stationne-ment, - la figure 3 est un diagramme montrant la relation entre le rende- ment du frein de stationnement et le jeu d'inversion, 5 - la figure 4 est un ordinogramme simplifié pour déterminer le ren- dement du frein de stationnement à commande électrique. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un frein de stationnement 1 d'un véhicule qui génère une force de serrage à l'arrêt du véhicule pour bloquer le véhicule. Le frein de stationnement 1 comporte un étrier 2, un piston de frein 3 ainsi qu'un actionneur électrique de frein 4 en forme de moteur électrique. Cet actionneur déplace le piston de frein 3 en direction du bec 8 de l'étrier de frein 2. Au freinage, la face frontale libre 9 du pis-ton de frein 3 ou une plaquette de frein portée par le piston de frein s'appuie contre le disque de frein chevauché par l'étrier 2 pour générer la force de frein ou de serrage. L'actionneur de frein 4 en forme de moteur électrique en-traîne par l'intermédiaire d'une transmission, une broche 5 dont le mouvement de rotation est transformé par un élément de transmission 6 en un mouvement d'actionnement axial qui déplace le piston de frein 3 en position de freinage. L'élément de transmission 6 muni d'un filetage intérieur vient sur le filetage extérieur de la broche 5 et se trouve à l'intérieur du piston de frein 3, en forme de cylindre creux, en étant ainsi relié au piston de frein 3.

Pour détecter le rendement actuel r de l'installation d'entraînement avec l'actionneur de frein électrique 4 ainsi que la transmission correspondante et la broche, on détermine le jeu d'inversion du frein de stationnement à partir de la différence de temps At comprise entre le début tA de la libération du frein de stationnement et la réduction effective de la force de serrage à l'instant L. Comme cela apparaît à la figure 2, le jeu d'inversion est responsable de ce qu'avec le début de l'opération de libération à l'instant tA, la force de serrage n'est pas réduite immédiatement mais seulement après un retard jusqu'à l'instant L. Cette différence de temps At est une mesure du jeu d'inversion du frein de stationnement.

6 La figure 2 montre le chronogramme de différentes grandeurs caractéristiques au desserrage du frein de stationnement. La figure 2 montre la courbe de la tension U et de l'intensité I du courant alimentant l'actionneur électrique de frein, la vitesse de rotation n de l'actionneur de frein ainsi que la force de serrage F. La courbe de la force de serrage F montre clairement que du fait du jeu d'inversion, la force de serrage F ne diminue pas dès le début de l'opération de libération à l'instant tA mais seulement à l'instant tL c'est-à-dire avec un retard At. Pour déterminer la différence de temps At à partir de laquelle on détermine le jeu d'inversion, il faut déterminer l'instant tL auquel la force de frein F est réduite. Cela peut se faire à l'aide de la courbe caractéristique de la tension U, de l'intensité I et aussi de la vitesse de rotation n. L'intensité I passe à l'instant tL par un minimum local et la courbe présente à l'instant tL une inflexion. Cette inflexion constitue en même temps le point d'inversion. En exploitant les valeurs de l'intensité, à partir de la courbe caractéristique, on peut déterminer l'instant tL avec une grande précision. La tension U peut également se déterminer à l'instant L.

La tension U augmente entre les instants tA et tL, fortement, et passe par un maximum à l'instant L. Ce maximum peut se déterminer par l'analyse de l'évolution des valeurs de la tension. La vitesse de rotation n du moteur électrique utilisé comme actionneur électrique de frein possède à l'instant tL un maxi- mum local sous la forme d'une inflexion. La figure 3 montre la relation entre le rendement mécanique i et le jeu d'inversion S. La relation est pratiquement linéaire, le rendement i diminuant en fonction de l'augmentation du jeu d'inversion S.

La figure 4 montre un ordinogramme pour déterminer le rendement du frein de stationnement. La première étape 10 du procédé marque la libération du frein ; dans la seconde étape 11 du procédé, on détermine la différence de temps At entre le début de l'opération de libération et la réduction de la force de frein par l'exploitation de la courbe d'une grandeur caractéristique de l'actionneur de frein. Comme gran-

7 deur caractéristique, on utilise par exemple l'intensité I du courant alimentant l'actionneur de frein. Dans l'étape de procédé 12 suivante, on détermine le jeu d'inversion S en fonction de la différence de temps At. Le jeu d'inversion est de préférence directement proportionnel à la différence de temps At et le cas échéant, on peut également envisager une autre relation linéaire ou non linéaire qui est connue en soi et est enregistrée dans l'appareil de régulation de commande. Il peut être avantageux de ne pas tenir compte d'une unique valeur du jeu d'inversion S mais le cas échéant, utiliser une va-leur moyenne du jeu d'inversion S obtenue à partir de plusieurs opérations de libération du frein de stationnement. Dans l'étape 13 suivante, on demande la plausibilité du jeu d'inversion S. Le jeu d'inversion S doit se situer dans une plage ac- ceptable de valeurs ; au cas contraire, il y a une erreur ou l'écart est trop grand de sorte que raisonnablement on ne peut utiliser ce jeu d'inversion S pour la suite du traitement. Si le jeu d'inversion S ne se situe pas dans la plage de valeurs acceptables, on a un embranchement négatif (« N ») pour revenir au début du procédé. Si en revanche le jeu d'inversion S se place dans la plage de valeur acceptable, on passe par la branche affirmative (« Y ») et ainsi à l'étape de procédé 14 suivante. Dans l'étape de procédé 14, on détermine le rendement >l du frein de stationnement en fonction du jeu d'inversion S. Cette relation est également connue en soi et elle est à ce titre enregistrée dans l'appareil de régulation de commande. Dans l'étape 15 suivante, on peut générer la force de frein F par l'actionneur de frein en fonction du rendement i.30

8 NOMENCLATURE

1 Frein de stationnement 2 Etrier de frein 3 Piston de frein 4 Actionneur électrique de frein 5 Broche 6 Elément de transmission d'un mouvement axial 8 Bec 9 Face frontale libre du piston de frein

10, 11, 12, 13, 14, 15 Etape du procédé de détermination du rendement du frein de stationnement Rendement At Différence de temps tA Début de libération du frein de stationnement tL Moment de la réduction effective de la force de serrage n Vitesse de rotation de l'actionneur F Force de serrage I Intensité U Tension S Jeu d'inversion25

Claims

REVENDICATIONS1°) Procédé pour déterminer le rendement d'un frein de stationnement électrique (1) d'un véhicule automobile selon lequel à la libération du frein de stationnement (1), on détermine le jeu d'inversion (S) du frein de stationnement (1) à partir de la différence de temps (At) entre le dé-but de l'opération de libération et la réduction de la force de frein, procédé caractérisé en ce que on détermine la différence de temps (At) à partir d'une grandeur caractéristique d'un actionneur électrique (4) du frein de stationnement (1) et on détermine le rendement (II) en fonction du jeu d'inversion (S). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine le jeu d'inversion (S) en utilisant une grandeur caractéris- tique électrique de l'actionneur électrique (4) du frein de stationnement (1). 3°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la grandeur caractéristique électrique est la tension (U) ou l'intensité (I) de l'actionneur électrique de frein (4). 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour déterminer le jeu d'inversion (S), on se fonde sur une grandeur caractéristique mécanique de l'actionneur de frein électrique (4) en particulier la vitesse de rotation (n) ou la force de serrage ou de blocage (F) de l'actionneur de frein (4). 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine l'instant auquel se produit la réduction de la force de serrage (F) à partir du point d'inversion dans la courbe de la grandeur caractéristique considérée. 2010 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine l'instant auquel se produit la réduction de la force de frein (F) à partir du point d'inflexion dans la courbe de la grandeur caracté-5 ristique considérée. 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on considère plusieurs opérations de libération du frein de stationne-ment (1) pour déterminer le jeu d'inversion (S). 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on vérifie la valeur du jeu d'inversion (S) vis-à-vis du dépassement d'une 15 plage de valeurs autorisées. 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise le rendement (ri) pour déterminer la force de serrage. 10°) Appareil de régulation de commande pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et frein de stationnement (1) de véhicule équipé d'un tel appareil de régulation ou de commande. 25