FR3001426A1

FR3001426A1 - Frein de stationnement automatique avec un procede de resserrage optimise

Info

Publication number: FR3001426A1
Application number: FR1450678A
Authority: FR
Inventors: Frank Baehrle-Miller; Dieter Blattert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2014-08-01
Anticipated expiration: 2034-01-28
Also published as: US20140214296A1; CN103963758A; FR3001426B1; CN103963758B; US8930110B2; DE102013201403A1

Abstract

Procédé de resserrage d'un frein de stationnement automatique (1) à l'aide d'un moteur électrique (2), procédé caractérisé par les étapes suivantes consistant à : - démarrer une opération de resserrage après un temps prédéfini à la suite du serrage du frein de stationnement (1), - déterminer la course (s) parcourue par le mécanisme de frein de stationnement (4) dans la direction de serrage (Z) et de la force de serrage, - et si la course (s) au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement (4) est supérieur à un premier seuil ou si la force de serrage exercée par le frein de stationnement (1) en phase initiale de l'opération de resserrage est supérieure à un second seuil, n'exécuter aucune autre opération de resserrage, ou - si la course parcourue au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement (4) est inférieur à un troisième seuil et si la force de serrage initiale du frein de stationnement (1) est inférieur à un quatrième seuil, exécuter une autre opération de resserrage après une durée prédéfinie.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de resser- rage d'un frein de stationnement automatique à l'aide d'un moteur électrique, ainsi qu'un appareil de commande avec un algorithme de resserrage et un frein de stationnement automatique de véhicule appli- quant un tel procédé de resserrage. Etat de la technique Les freins de stationnement automatique encore appelés « freins de stationnement APB » comportent habituellement un élément d'actionnement tel qu'un bouton poussoir qui permet de verrouiller ou de déverrouiller le frein de stationnement. Lorsqu'on actionne cet élément, l'appareil de commande associé détermine la demande de blocage du frein de stationnement et commande de façon correspondante un organe d'actionnement tel qu'un moteur électrique pour alors dévelop- per la force de freinage pour le frein de stationnement ou pour libérer le frein. Selon l'état de la technique, on connaît différents sys- tèmes de frein de stationnement entre-autres des systèmes avec des moteurs électriques (1) et leur transmission, équipant directement les freins de roue. Cette solution est encore appelée « étriers équipés d'un moteur ». Les freins de stationnement usuels sont généralement resserrés après un certain temps d'entretien. Cela est notamment fondé sur le fait que le frein de stationnement après l'arrêt du véhicule refroi- dit et les différents composants mécaniques du frein de stationnement se rétractent légèrement. Cette relaxation thermique peut se traduire par une perte de force de serrage. Pour toujours garantir la performance de fonctionnement du frein de stationnement, il faut que le frein soit de temps en temps resserré. Pour cela, un certain temps après l'arrêt du véhicule, le moteur électrique du frein de stationnement est de nouveau commandé par l'appareil de commande pour entraîner le mécanisme de frein de stationnement automatiquement dans la direction de serrage jusqu'à atteindre de nouveau la force de serrage souhaitée. Ce resserrage du frein de stationnement est en général répété plusieurs fois. Ce procédé à d'une part l'inconvénient que le système de frein de station- nement reste activé relativement longtemps. D'autre part, le réseau électrique embarqué et les différents composants du frein de stationnement sont sollicités relativement fortement. But de l'invention La présente invention a ainsi pour but de développer un procédé de resserrage d'un frein de stationnement commandé par un moteur électrique ainsi qu'un système de frein de stationnement ainsi équipés et dont le resserrage puisse se faire d'une manière significativement plus efficace.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention a pour objet un procédé de resserrage d'un frein de stationnement automatique à l'aide d'un moteur électrique. Ce procédé est caractérisé par les étapes consistant à démarrer une opération de resserrage après un temps prédéfini à la suite du ser- rage du frein de stationnement, le mécanisme du frein de stationnement étant entraîné par le moteur électrique dans le sens du serrage, déterminer la course parcourue par le mécanisme de frein de stationnement dans la direction de serrage et de la force de serrage exercée par le frein de stationnement lors du resserrage et si la course au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement est supérieur à un premier seuil ou si la force de serrage exercée par le frein de stationnement en phase initiale de l'opération de resserrage est supérieure à un second seuil, n'exécuter aucune autre opération de resserrage ou si la course parcourue au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement est infé- rieur à un troisième seuil et si la force de serrage initiale du frein de stationnement est inférieur à un quatrième seuil, exécuter une autre opération de resserrage après une durée prédéfinie. En d'autres termes, le procédé de resserrage du frein de stationnement automatique par un moteur électrique consiste à com- mander de nouveau le moteur électrique pendant une certaine durée après le premier serrage du frein de stationnement pour réaliser le res- serrage du frein de stationnement. Par ce resserrage le mécanisme de frein de stationnement est entraîné dans la direction de serrage et la course parcourue par le mécanisme dans la direction de serrage est dé- terminée à partir de la force de serrage exercée par le frein de station- nement. Si au resserrage la course parcourue par le mécanisme est supérieure à un seuil prédéfinie et si la force de serrage initiale est supérieure à un second seuil prédéfini, selon l'invention, il n'y a plus d'autres opérations de serrage. Cela repose essentiellement sur les con- sidérations suivantes : une course de réglage importante après le resserrage du frein de stationnement signifie que les freins de roue étaient relativement chauds avant le « premier)> serrage du frein de stationnement et que ces freins se sont ensuite très fortement refroidis, si bien que la re- m laxation thermique crée une perte de force de serrage. Une force de ser- rage initiale, élevée, lors du resserrage du frein de stationnement permet en revanche de conclure que les freins de roue étaient relativement froids au moment du serrage du frein de stationnement et qu'ainsi, ils seront légèrement refroidis ce qui correspond à une faible 15 relaxation thermique ou encore que le frein de stationnement a été serré avec une pression préalable très élevée de sorte que malgré la relaxation, à la fin il subsiste toujours une force de serrage suffisamment élevée. La force de serrage augmente ainsi lors du resserrage d'une manière relativement rapide et atteint des niveaux élevés. Dans les deux 20 cas, il n'est pas nécessaire de ré-effectuer une autre opération de res- serrage et c'est pourquoi l'invention ne l'applique pas. Si la course parcourue par le mécanisme de frein de sta- tionnement au moment du resserrage est plus petit qu'un troisième seuil et que la force de serrage initiale est inférieure à un quatrième 25 seuil, on a un état indéfini ou défectueux. Dans ce cas, il est intéressant d'effectuer un resserrage. Selon l'invention, la durée prédéfinie de l'opération est exécutée après une opération de resserrage. Le premier et le troisième seuil peuvent en principe être égaux ou différents de même que le second et le quatrième seuil. 30 Dans la mesure où après la première opération de resser- rage il ne doit pas y avoir d'autres opérations de resserrage, le système de frein de stationnement notamment le moteur électrique et/ou l'appareil de commande de frein de stationnement sont de préférence pilotés en mode d'attente ou sont coupés complètement.

La course parcourue par le mécanisme du frein de stationnement peut être par exemple la course d'une mâchoire de frein entraînée par le moteur électrique ou d'un écrou sur une vis entraînée en rotation par le moteur électrique, la vitesse de rotation d'un arbre en- traîné en rotation par le moteur électrique ou d'une broche ou d'une grandeur proportionnelle. Le premier et/ou le troisième seuil de la course parcou- rue par le mécanisme de frein de stationnement est par exemple égal à 0,08 mm. Selon la réalisation du frein de stationnement, le seuil peut être supérieur ou inférieur à cette valeur, notamment compris entre 50 prn et 150 pm. Le second seuil de la force de serrage du frein de station- nement est par exemple égal à 13 kN. Selon la conception, ce second seuil peut être supérieur ou inférieur à cette valeur, notamment com- pris entre 8 kN et 18 kN. Selon un développement particulier de l'invention, le premier et/ou l'autre opération de resserrage n'est exécutée qu'avec le moteur électrique. Cela signifie que le frein de stationnement est serré uniquement à l'aide du moteur électrique notamment sans l'assistance du système de freins hydrauliques. Selon un autre développement de l'invention, la première et/ou l'autre opération de resserrage seront effectuées à la fois à l'aide du moteur électrique et de l'installation de freins hydrauliques. Dans ce cas, les forces exercées par le moteur électrique et par l'installation de freinage hydraulique s'ajoute pour donner la force de serrage résultante. Le composant hydraulique de la force de serrage est par exemple appliqué par une pompe hydraulique ou par le conducteur qui enfonce la pédale de frein. Selon un autre développement préférentiel de l'invention, la première et/ou l'autre opération de resserrage sont exécutés jusqu'à ce que le mécanisme de frein de stationnement ait parcouru une course prédéfinie et/ou que la force de serrage ait atteint une valeur prédéfinie et ensuite on arrête de préférence l'opération. Si au moins une condition est remplie, on peut estimer que le frein de stationnement est resserré suffisamment.

L'invention a également pour objet une électronique de commande du moteur électrique et exécute une ou plusieurs opérations de resserrage comme cela a été décrit ci-dessus. L'électronique de commande a notamment un programme sous forme d'algorithme corres- pondant. L'invention a également pour objet un frein de stationnement automatique de véhicule comportant un élément de commande pour actionner le frein de stationnement et un moteur électrique pour entraîner au moins une garniture de frein dans la direction du serrage ou du desserrage. Le frein est caractérisé par un appareil de commande comportant des moyens pour exécuter une opération de resserrage selon laquelle un mécanisme de frein de stationnement est entraîné dans la direction de serrage par le moteur électrique et en ce qu'en outre les moyens déterminent la course parcourue dans la direction de serrage par le mécanisme de frein de stationnement et la force de serrage exer- cée au resserrage par le frein de stationnement. Ces moyens exécutent aucune autre opération de resserrage si pour une course parcourue par le mécanisme de frein de stationnement exécutée lors du resserrage est supérieure à un premier seuil ou si la force de serrage exercée dans la phase initiale de l'opération de resserrage par le frein de stationnement est supérieur à un second seuil ou les moyens exécutent une autre opération de resserrage si la course parcourue au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement est inférieur à un troisième seuil et si la force de serrage initiale du frein de stationnement au resserrage est inférieure à un quatrième seuil. En d'autres termes, le frein de stationnement automatique de véhicule comporte un élément de service ou d'actionnement pour actionner le frein de stationnement ainsi qu'un moteur électrique pour entraîner au moins une garniture de frein dans le sens du serrage ou du desserrage. Le frein de stationnement automatique selon l'invention comporte en outre une électronique de commande pour exécuter une opération de resserrage selon laquelle le mécanisme de frein de stationnement est entraîné par le moteur électrique dans le sens du serrage ; un capteur pour déterminer la course parcourue par le méca- nisme de frein de stationnement dans le sens du serrage et la force de serrage exercée par le frein de stationnement lors du resserrage ; l'électronique de commande n'exécute aucune autre opération de resserrage si la course parcourue au moment du resserrage par le mécanisme du frein de stationnement est supérieur à un seuil prédéfini ou si la force de serrage initiale au moment du resserrage est supérieure à un second seuil prédéfini. Si en revanche, la course parcourue par le mécanisme de frein de stationnement au moment du resserrage est inférieure à un troisième seuil et que la force de serrage initiale est inférieure à un quatrième seuil, l'électronique de commande selon l'invention exécute après un certain temps une autre opération de res- serrage. Dessins La présente invention sera décrite, ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'un frein de stationnement électromécanique et d'un procédé de resserrage du frein de stationnement représenté dans les différents dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un frein de stationnement électroméca- nique selon l'invention, - la figure 2 montre différentes étapes du procédé de resserrage d'un frein de stationnement automatique selon un premier mode de réali- sation de l'invention, - la figure 3 montre différentes étapes d'un procédé de resserrage d'un frein de stationnement automatique selon un second mode de réalisation.

Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un frein de stationnement électromécanique 1 pour immobiliser un véhicule. Le frein de stationnement 1 comporte un étrier 6 chevauchant un disque de frein 9 à la manière d'une pince. L'étrier 6 porte un moteur électrique 2 entraînant le méca- nisme 4 du frein de stationnement. Le frein de stationnement de la fi- gure 1 sert en même temps de frein de fonctionnement hydraulique et de frein de stationnement pour immobiliser un véhicule à l'arrêt. Le mécanisme de frein de stationnement 4 se compose d'une vis 8 entraînée en rotation par un moteur électrique 2 par l'intermédiaire d'un réducteur 3. La vis 8 porte un composant en forme d'écrou 7 bloqué en rotation et qui se déplace axialement sous l'effet de la rotation de la vis 8 dans la direction de serrage Z ou dans la direction de desserrage L du frein. La vis 8 et son écrou 7 sont logés dans le piston de frein 5 dans le côté tourné vers le disque de frein 9 duquel sont fixés un support de garniture de frein ainsi qu'une garniture de frein 10. Une autre garniture de frein 10 est en regard du côté opposé du disque de frein 9. Cette garniture 10 est fixée au bec de l'étrier 6. Pour serrer le frein de stationnement 1, le moteur électrique 2 est actionné pour déplacer l'écrou 7 dans la direction de ser- rage Z de façon que l'écrou pousse contre le fond du piston de frein 5 et entraîne celui-ci dans la direction de serrage Z. Le serrage du frein de stationnement peut être assisté par le système de freins hydrauliques et la force de serrage résultante se compose alors de la composante générée par le moteur électrique et de la composante hydraulique. La pres- sion de frein d'origine hydraulique est par exemple établie automatique par une pompe hydraulique. Elle peut également être générée par le conducteur actionnant la pédale de frein. Le frein de stationnement de la figure 1 est commandé par un élément d'actionnement 12, tel que par exemple un bouton poussoir. Lorsque le bouton poussoir 12 est enfoncé, l'appareil de com- mande 11, associé détecte la demande de frein de stationnement par le conducteur et commande de façon appropriée le moteur électrique 2 pour serrer le frein de stationnement 1 ou le desserrer. Dans le cas d'une demande de serrage, le moteur électrique 2 entraîne le méca- nisme 4 du frein de stationnement dans la direction de serrage Z jus- qu'à ce que la force de serrage souhaitée soit établie. L'amplitude de la force de serrage peut être évaluée par exemple de manière connue à partir de l'intensité du courant dans le moteur. Lorsque la force de serrage souhaitée est atteinte, le moteur électrique 2 est coupé. Comme le mécanisme de frein de stationnement 4 est autobloquant, le frein de stationnement 1 reste stable dans cet état et le véhicule est ainsi immobilisé sans consommer d'énergie. La figure 2 montre différentes étapes du procédé de resserrage d'un frein de stationnement automatique selon un premier mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, après un temps prédéfini qui suit le premier serrage du frein de stationnement (par exemple ce qui se fait en réaction à l'actionnement du bouton 12) dans l'étape Si on exécute une opération de serrage par laquelle, le mécanisme de frein de stationnement 4 est entraîné par le moteur élec- trique 2 dans la direction de serrage Z. Dans l'étape S2, on détermine si la course s parcourue par le mécanisme 4 du frein de stationnement est supérieur à un premier seuil, par exemple 80 pm. Si la course s est supérieure ou égale à 80 pm, le procédé se termine à l'étape S5. Dans le cas contraire, dans l'étape S3 on vérifie si la force de serrage exercée par le frein de stationnement est supérieure ou égale à un second seuil prédéfini, par exemple Fi. Si cette condition est remplie (affirmatif) le procédé se termine. Si la condition de l'étape S3 n'est en revanche pas remplie (non) alors on exécute une autre opération de resserrage dans l'étape S4. Cette autre opération de resserrage peut être exécutée soit immédiatement ou après une durée prédéfinie supérieure à zéro. Dans l'étape S4, le procédé se termine par l'étape S5. Cette autre opération de resserrage par l'étape S4 est exécutée uniquement à l'aide du moteur électrique 2. La figure 3 montre différentes étapes du procédé de res- serrage d'un frein de stationnement automatique selon un second mode de réalisation de l'invention. Les étapes de procédé S1-S3 sont identiques aux étapes de la figure 2.si à la fois la course s parcourue par la garniture de frein 10 du frein de stationnement 1 est inférieure au premier seuil et si également la force de serrage exercée par le frein de sta- tionnement 1 est inférieure au second seuil Fi, dans l'étape S6, on exécute alors une autre opération de resserrage. A la différence de la forme de réalisation de la figure 2, cette autre opération de resserrage se fait toutefois avec le moteur électrique 2 et le système de freins hydrauliques. Ainsi, dans tous les cas, on garantit que le frein de stationne- ment 1 est serré avec une force de serrage d'amplitude suffisante.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Frein de stationnement électromécanique 2 Moteur électrique 3 Réducteur 4 Mécanisme du frein de stationnement 5 Piston de frein 6 Etrier de frein 7 Ecrou 8 Vis 9 Disque de frein 10 Garniture de frein F Force de serrage au resserrage L Direction de desserrage s Course S1-S5 Etapes d'un procédé de resserrage Z Direction de serrage20

Claims

REVENDICATIONS1°) Procédé de resserrage d'un frein de stationnement automatique (1) à l'aide d'un moteur électrique (2), procédé caractérisé par les étapes suivantes consistant à: - démarrer une opération de resserrage après un temps prédéfini à la suite du serrage du frein de stationnement (1), le mécanisme (4) du frein de stationnement étant entraîné par le moteur électrique (2) dans le sens du serrage (Z), - déterminer la course (s) parcourue par le mécanisme de frein de sta- tionnement (4) dans la direction de serrage (Z) et de la force de ser- rage (F) exercée par le frein de stationnement (1) lors du resserrage, - et si la course (s) au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement (4) est supérieur à un premier seuil ou si la force de serrage (F) exercée par le frein de stationnement (1) en phase initiale de l'opération de resserrage est supérieure à un second seuil, n'exécuter aucune autre opération de resserrage, ou - si la course (s) parcourue au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement (4) est inférieur à un troisième seuil et si la force de serrage initiale du frein de stationnement (1) est inférieur à un qua- trième seuil, exécuter une autre opération de resserrage après une durée prédéfinie.
2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et/ou le troisième seuil pour la course parcourue par le mé- canisme de frein de stationnement (4) est compris entre 50 pm et 150 pm et notamment il est sensiblement de l'ordre de 80 pm.
3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second ou le quatrième seuil pour la force de serrage exercée par le frein de stationnement (1) est compris entre 8 kN et 18 kN et il est notamment de l'ordre de 13 kN.354°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre opération de resserrage est exécutée seulement à l'aide du moteur électrique (2). 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre opération de resserrage est faite à l'aide du moteur électrique (2) et de l'installation de freinage hydraulique. 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on exécute l'opération de resserrage jusqu'à ce que le mécanisme de frein de stationnement (4) ait parcouru une course prédéfinie et/ou que la force de serrage (F) ait atteint une valeur prédéfinie. 7°) Appareil de commande (11) comprenant des moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, de resserrage d'un frein de stationnement automatique (1) à l'aide d'un moteur électrique (2), consistant à: - démarrer une opération de resserrage après un temps prédéfini à la suite du serrage du frein de stationnement (1), le mécanisme (4) du frein de stationnement étant entraîné par le moteur électrique (2) dans le sens du serrage (Z) , - déterminer la course (s) parcourue par le mécanisme de frein de sta- tionnement (4) dans la direction de serrage (Z) et de la force de ser- rage (F) exercée par le frein de stationnement (1) lors du resserrage, - et si la course (s) au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement (4) est supérieur à un premier seuil ou si la force de ser- rage (F) exercée par le frein de stationnement (1) en phase initiale de l'opération de resserrage est supérieure à un second seuil, n'exécuter aucune autre opération de resserrage, ou - si la course (s) parcourue au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement (4) est inférieur à un troisième seuil et si la force de serrage initiale du frein de stationnement (1) est inférieur à un qua-trième seuil, exécuter une autre opération de resserrage après une durée prédéfinie. 8°) Frein de stationnement automatique (1) de véhicule comportant un élément de commande (12) pour actionner le frein de stationnement (1) et un moteur électrique (2) pour entraîner au moins une garniture de frein (10) dans la direction du serrage (Z) ou du desserrage (L), frein caractérisé par un appareil de commande (11) comportant des moyens pour exécuter une opération de resserrage selon laquelle un mécanisme de frein de stationnement (4) est entraîné dans la direction de serrage (Z) par le moteur électrique (2) et qui en outre - détermine la course (s) parcourue dans la direction de serrage (Z) par le mécanisme de frein de stationnement (4) et la force de serrage (4) exercée au resserrage par le frein de stationnement (1), - s'exécute aucune autre opération de resserrage si pour une course (s) parcourue par le mécanisme de frein de stationnement (4) exécutée lors du resserrage est supérieure à un premier seuil ou si la force de serrage (F) exercée dans la phase initiale de l'opération de resser- rage par le frein de stationnement (1) est supérieur à un second seuil, ou - ou exécute une autre opération de resserrage si la course (s) parcourue au resserrage par le mécanisme de frein de stationnement (4) est inférieur à un troisième seuil et si la force de serrage initiale du frein de stationnement (1) au resserrage est inférieure à un quatrième seuil.