FR2986764A1

FR2986764A1 - Systeme de freins electriques notamment electromecaniques

Info

Publication number: FR2986764A1
Application number: FR1058888A
Authority: FR
Inventors: Reinhard Weiberle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2013-08-16
Also published as: DE102009046238B4; DE102009046238A1; DE102009046238C5; CN102050103A

Abstract

Le système de freins électriques (1) notamment le système de freins électromécaniques (2) de véhicule automobile comporte au moins deux circuits de frein (13, 14) ayant chacun une première unité de commande (15, 16) transformant une demande de frein du conducteur en un signal de commande et chacun au moins une seconde unité de commande (11, 12) traitant le signal de commande et actionnant un frein de roue (7-10 ). Une seconde unité de commande (11, 12) de chacun le premier et le second circuit de frein (13, 14) est associée à chaque frein de roue (7-10).

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système de freins élec- triques notamment système de freins électromécaniques de véhicule automobile comportant au moins deux circuits de frein ayant chacun une première unité de commande transformant une demande de freinage du conducteur en un signal de commande et chacun au moins une seconde unité de commande traitant le signal de commande et actionnant un frein de roue. Etat de la technique De tels systèmes de freins électriques sont connus selon l'état de la technique. Suivant le type de force électrique transmise à chaque frein de roue, les systèmes de freins électriques sont classés en systèmes de freins électromécaniques, en systèmes de freins électrohydrauliques ou en systèmes de freins électropneumatiques. Les sys- tèmes de freins électromécaniques constituent les systèmes de freins les plus simples et les plus économiques car la force se transmet avec des moyens simples de façon sure et précise. Les systèmes de freins électriques actuels encore appelés systèmes de freins par câble électrique, sont réalisés avec deux circuits de frein pour respecter la réglementa- tion. Dans le cas de véhicules automobiles à deux essieux, un circuit de frein agit normalement sur deux roues ou des freins de roue d'un essieu ou sur deux roues ou des freins de roue en diagonale comme par exemple la roue avant gauche et la roue arrière droite. Les deux circuits de frein doivent garantir le freinage même si l'un des circuits de frein est défaillant. Le document DE 101 18 263 Al décrit par exemple un tel système de freins électromécaniques à deux circuits. Le système comporte une unité de commande transformant une demande de freinage du conducteur en un signal de commande. La demande de freinage du conducteur est détectée par un capteur équipant la pédale de frein du véhicule. Le signal de commande est traité par une seconde unité de commande associée à l'un des freins de roue pour commander ce frein. Selon cet état de la technique, chaque frein de roue est ainsi combiné à une seconde unité de commande et la première unité de commande agit respectivement sur deux secondes unités de commande actionnant elles-mêmes chacune un frein de roue. Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne un système de freins électriques du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'une seconde unité de com- mande respective du premier et du second circuit de frein est associée à chaque frein de roue. Ainsi l'invention se caractérise en ce qu'au moins les deux circuits de frein agissent chacun sur toutes les roues à freiner du véhicule c'est-à-dire sur tous les freins de roue du système de frein.

Vis-à-vis de l'état de la technique selon lequel, en cas de défaillance de l'un des circuits de frein, les freins de roue concernés ne peuvent plus fonctionner, l'invention offre l'avantage qu'après la défaillance de l'un des circuits de frein, on peut toujours freiner toutes les roues ou actionner tous freins de roue du véhicule. Ainsi, même en cas de défail- lance d'un circuit de frein, les fonctions de freinage concernant la sécurité telles que par exemple le contrôle électronique de stabilité ESP ou le système anti-blocage continueront de fonctionner, le cas échéant dans une mesure moindre. De manière avantageuse, les circuits de frein ont une alimentation en énergie indépendante. Cela signifie que les deux cir- cuits de frein ont des sources d'énergie indépendantes et de préférence chacun a sa propre source d'énergie. Cela garantit que la défaillance de l'un des circuits de frein ne se répercute pas sur l'autre circuit de frein. On évite également de cette manière les signaux parasites.

En outre, chaque frein de roue comporte un actionneur de frein associé à l'une des secondes unités de commande du premier circuit de frein et du second circuit de frein respectifs. Ainsi chaque frein de roue comporte au moins deux actionneurs de frein qui servent à générer la force nécessaire au freinage. Les deux actionneurs d'un frein de roue ne sont reliés respectivement qu'à l'un des deux circuits de frein du système de frein de sorte que l'un des actionneurs de frein est associé au premier circuit de frein et le second actionneur de frein est associé au second circuit de frein. En outre, les actionneurs de frein associés à un frein de roue sont logés dans un boîtier commun ce qui permet d'avoir une forme compacte et simple à manipuler. De manière particulièrement préférentielle, les actionneurs de frein sont logés en commun dans le boîtier du frein de roue. Suivant une autre caractéristique avantageuse, chaque frein de roue comporte un moteur électrique avec un rotor et deux sta- tors juxtaposés axialement et constituant en combinaison avec le rotor, chacun un actionneur de frein. On a ainsi un moteur électrique qui ne comporte certes qu'un rotor mais deux stators juxtaposés axialement par rapport au rotor. Les deux stators coopèrent avec le même rotor. De façon préférentielle, le moteur électrique est un moteur électrique sans collecteur. La commande indépendante des stators par le circuit de frein respectif permet d'actionner le frein de roue à l'aide de l'un ou des deux stators. Si l'un des circuits de frein est défaillant, le moteur électrique continuera d'être actionné par le stator restant du circuit de frein non défaillant. Le rotor constitue un arbre de sortie commun ou est re- lié solidairement à celui-ci pour que le moteur électrique comporte ainsi un unique arbre de sortie ou arbre de sortie commun. Le rotor peut traverser les deux stators ou être associés dans chaque stator à une zone d'action particulière du rotor séparée géométriquement et le cas échéant électriquement de la zone d'action du rotor avec l'autre stator. De manière avantageuse, les stators sont indépendants électriquement. Dans un boîtier du moteur électrique, les stators sont installés séparément ou écartés l'un de l'autre et des moyens sont prévus pour éviter toute liaison électrique entre les stators. Les deux sta- tors sont reliés aux secondes unités de commande des différents circuits de frein. De façon avantageuse, les stators sont isolés électrique- ment. Des moyens d'isolation appropriée sont prévus entre les stators et le cas échéant également sur les zones du boîtier du moteur électrique recevant ou fixant les stators. On réalise de cette manière la séparation des circuits de frein. Pour assurer l'alimentation en énergie indépendante et l'action indépendante des circuits de frein, selon un développement, la première et/ ou la seconde unité de commande d'au moins deux circuits de frein sont reliées à une masse commune. On peut certes envisager d'installer les premières unités de commande dans un appareil de commande commun. Toutefois, les premières unités de commande sont alors séparées électriquement l'une de l'autre dans l'appareil de commande ou le cas échéant elles sont reliées à des masses différentes de l'appareil de commande. Enfin chaque circuit de frein comporte au moins deux freins de roue. Dans le cas d'un véhicule à quatre roues, qui doivent être freinées, chaque roue est équipée d'un frein de roue décrit ci-dessus et chacun deux des freins de roue coopèrent avec un premier appareil de commande. De façon préférentielle, les freins de roue d'un circuit de frein sont associés à un essieu du véhicule ou sont associés en diagonale à des roues opposées appartenant à des essieux différents. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un exemple de réalisation schématique d'un système de freins électriques, et - la figure 2 montre un exemple de réalisation d'un frein de roue du système de freins électriques. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre schématiquement un exemple de réa- lisation d'un système de freins électriques 1 sous la forme d'un système de freins électromécaniques 2. Le système de freins électriques est re- présenté comme étant appliqué à un véhicule automobile à quatre roues à freiner 3, 4, 5, 6 ; les roues 3 et 4 appartiennent à un premier essieu et les roues 5 et 6 appartiennent à un second essieu du véhicule. A chacune des roues 3-6 est associé un frein de roue 7, 8, 9, 10 du système de freins 1. Chacun des freins de roue 7-10 et chaque seconde unité de commande 11, 12 sont associés aux différents circuits de frein 13, 14 du système de freins électriques 1. Les deux circuits de frein 13, 14 comportent en outre chacun une première unité de commande 15, 16 et qui saisit une demande de freinage du conducteur du véhicule pour transformer cette demande en des signaux de commande pour chacun les secondes unités de commande 11, 12. La demande de frei- nage du conducteur est détectée par l'intermédiaire d'un capteur équipant la pédale de frein 17 ou un frein de stationnement 18. Les deux unités de commande 15, 16 reçoivent les signaux de la pédale de frein 17 et/ ou du frein de stationnement 18 de sorte que la saisie de la de- mande de freinage est redondante. En outre, chaque circuit de frein 13, 14 a sa propre alimentation en énergie électrique 19, 20 sous la forme d'un accumulateur rechargeable 21, 22. Les circuits de frein 13, 14 ont ainsi une alimentation en énergie 19, 20 indépendante l'une de l'autre et qui permet le fonctionnement de l'un des circuits 13 ou 14 en cas de défaillance de l'autre circuit de frein 14 ou 13. Les liaisons entre les deux circuits de frein 13, 14 ne por- tent pas les références des circuits de frein respectifs 13, 14 pour ne pas encombrer le dessin. Les traits pleins représentent les liaisons de communication et les traits interrompus représentent les liaisons d'alimentation en énergie. Les deux circuits de frein 13, 14 ont ainsi chacun une première unité de commande 15, 16 et quatre secondes unités de commande 11, 12 associées respectivement à l'un des freins de roue 7-10.

Ainsi chaque circuit de frein 13, 14 comporte sa propre alimentation en énergie 19, 20. Globalement, les circuits de frein 13, 14 sont indépendants électriquement et agissent respectivement sur les quatre freins de roue 7-10 c'est-à-dire sur les quatre roues 3-6 du véhicule automobile. Cette solution a l'avantage qu'en cas de défaillance de l'un des circuits de frein 13, 14, le circuit de frein 14, 13 qui fonctionne assure le frei- nage par les quatre roues 3-6 du véhicule. En particulier, les fonctions concernant la sécurité telle que par exemple le système ESP 23 (ESP = programme de stabilité électronique) seront appliquées au moins dans le cadre de ce qui est possible pour un circuit de frein 13 ou 14.

Les signaux de commande du système ESP 23 sont transmis par une liaison de communication appropriée aux premières unités de commande 15, 16. En outre et en option, l'installation d'affichage de l'habitacle 24 peut être reliée aux unités de commande 15 et/ou 16 qui indiquent les signaux avertisseurs au conducteur du véhicule selon l'état de fonctionnement du système de frein 1.

Les deux secondes unités de commande 11, 12 associées chacune à un frein de roue 7 sont logées avantageusement dans un boîtier commun pour constituer une unité compacte et simple à manipuler. De façon avantageuse, les trois unités de commande 11, 12 sont indépendantes électriquement et isolées les unes des autres dans le boî- tier pour que les deux circuits électriques soient indépendants. Pour cela, on utilise avantageusement des masses distinctes pour le circuit de l'unité de commande 11, 12 respective. La figure 2 montre un développement avantageux des freins de roue 7-10 du système de freins électriques 1 dans le cas exemplaire du frein de roue 7. La description donnée ci-après s'applique dans les mêmes conditions aux autres freins de roue 8-10. La figure 2 montre un actionneur 25 du frein de roue 7 sous la forme d'un moteur électrique 26. En commandant le moteur électrique 26, on peut par exemple pousser les garnitures de frein contre les disques de frein des roues 3-6 pour obtenir l'effet de freinage souhaité. L'actionneur 25 ou le moteur électrique 26 comporte avantageusement un rotor 27 solidaire en rotation de l'arbre de sortie 28 ou en une seule pièce avec celui-ci. Le moteur électrique 26 est un moteur électrique sans collecteur à com- mande, électronique. Le moteur électrique 26 comporte deux stators 29, 30 juxtaposés axialement par rapport à l'axe de rotation du rotor 27 pour que le rotor 27 traverse axialement les deux stators 29, 30. Les stators 29, 30 sont indépendants électriquement c'est-à-dire qu'ils se commandent indépendamment l'un de l'autre avec leur énergie élec- trique. De façon préférentielle, le stator 29 est relié à la seconde unité de commande 11 du circuit de frein 13 et le stator 30 est relié à la seconde unité de commande 12 du circuit de frein 14. Ainsi les stators 29 et 30 sont associés chacun à l'un des circuits de frein 13, 14. De façon avantageuse, les deux stators 29, 30 sont isolés l'un de l'autre dans le moteur électrique 26. Pour cela on peut par exemple utiliser un disque ou une plaque de séparation isolante 31 sur le rotor 27 ou le boîtier 32 du moteur électrique 26. Les stators 29, 30 forment avec le rotor 27 un actionneur de frein 33 du circuit de frein 13 et un actionneur de frein 34 du circuit de frein 14 ; comme représenté les deux actionneurs de frein 33, 34 sont de préférence, intégrés dans un boîtier commun c'est-à-dire qu'ils sont intégrés par construction pour former une machine. Globalement, on a ainsi un système de freins électriques 1 comportant deux circuits de frein 13, 14 totalement indépendants l'un de l'autre et qui peuvent néanmoins agir sur toutes les roues à freiner 3-6 d'un véhicule automobile. La réalisation avantageuse des freins de roue 7-10 offre une possibilité simple et compacte tout en ayant des circuits de frein indépendants jusqu'aux freins de roue 7-10.10 NOMENCLATURE 1 Système de freins électriques 2 Système de freins électromécaniques 3, 4, 5, 6 Roues à freiner 7, 8, 9, 10 Freins de roue 11, 12 Secondes unités de commande 13, 14 Circuits de frein différents associés aux secondes unités de commande 11, 12 15, 16 Premières unités de commande 17 Pédale de frein 18 Frein de stationnement 19, 20 Alimentations en énergie électrique, indépendante 21, 22 Accumulateurs d'énergie 23 Système ESP 24 Installation d'affichage 25 Actionneur 26 Moteur électrique 27 Rotor 28 Arbre de sortie 29, 30 Stators 31 Disque isolant de séparation 32 Boîtier du moteur électrique 26 33, 34 Actionneurs de frein25

Claims

REVENDICATIONS1°) Système de freins électriques (1) notamment système de freins électromécaniques (2) de véhicule automobile comportant au moins deux circuits de frein (13, 14) ayant chacun une première unité de com- mande (15, 16) transformant une demande de freinage du conducteur en un signal de commande et chacun au moins une seconde unité de commande (11, 12) traitant le signal de commande et actionnant un frein de roue (7-10), système caractérisé en ce que une seconde unité de commande (11, 12) respective du premier et du second circuit de frein (13, 14) est associée à chaque frein de roue (7- 10) . 2°) Système de freins électriques (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les circuits de frein (13, 14) ont une alimentation en énergie (19, 20) indépendante l'une de l'autre. 3°) Système de freins électriques (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque frein de roue (7-10) comporte un actionneur de frein (33, 34) associé à la seconde unité de commande (11, 12) respective du premier circuit de frein (13) et du second circuit de frein (14). 4°) Système de freins électriques (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les actionneurs (33, 34) d'un frein de roue (7-10) sont logés dans un boîtier commun (32). 5°) Système de freins électriques (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque frein de roue (7-10) comporte un moteur électrique (25) ayant un rotor (27) et au moins deux stators (29, 30) axialement juxtaposés, pour réaliser un actionneur de frein (33, 34) en combinaison avec le ro- tor (27).6°) Système de freins électriques (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les stators (29, 30) sont indépendants électriquement l'un de l'autre. 7°) Système de freins électriques (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les stators (29, 30) sont isolés électriquement l'un de l'autre. 8°) Système de freins électriques (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque circuit de frein (13, 14) comporte au moins deux freins de roue (7-10). 9°) Système de freins électriques (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et/ ou la seconde unité de commande (15, 16 ; 11, 12) des deux circuits de frein (13, 14) sont reliées à des masses différentes.20