FR3069219A1 - Systeme de freinage pour vehicule et procede de controle du freinage correspondant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de freinage pour véhicule comportant une pédale (1) de frein, au moins un frein (A-D) à commande hydraulique, un réservoir (3) hydraulique, un capteur (2) de position de la pédale de frein, une unité de contrôle recevant des informations du capteur (2) de position de la pédale de frein, un dispositif (5) de mise sous pression hydraulique commandé par l'unité de contrôle, et un circuit hydraulique de freinage assisté connectant d'une part le réservoir (3) hydraulique et le dispositif (5) de mise sous pression ; et d'autre part connectant le dispositif (5) de mise sous pression et l'au moins un frein (A-D) ; le système de freinage comportant en outre un maître-cylindre (4) et un circuit hydraulique de freinage mécanique connectant le maître-cylindre (4) à l'au moins un frein (AD ).
Description
SYSTEME DE FREINAGE POUR VEHICULE ET PROCEDE DE CONTROLE DU FREINAGE CORRESPONDANT
1. Domaine de l'invention
L'invention concerne le domaine du freinage de véhicule. Elle concerne plus particulièrement un système de freinage pour véhicule et un procédé de contrôle du freinage correspondant.
. Art antérieur
Les systèmes conventionnels de freinage pour véhicule automobile comportent une pédale de frein, un maître-cylindre actionné par la pédale de frein, un frein à commande hydraulique par roue et un circuit hydraulique connectant le maître-cylindre aux freins. Le circuit hydraulique comporte des électrovannes de régulation, des électrovannes de délestage et des pompes de mise sous pression du circuit. De tels systèmes de freinage présentent plusieurs inconvénients. Un premier inconvénient réside dans les à-coups et les remontées brutales au niveau de la pédale de frein. D'autres inconvénients sont liés à la complexité du système de freinage, lequel présente un encombrement, un poids et un coût importants. Avec l'apparition de nouvelles fonctionnalités de freinage telles que le freinage assisté électrique, la correction électronique de trajectoire et l'aide à la conduite automobile, la complexité des systèmes de freinage conventionnels a tendance à augmenter.
Pour les véhicules électriques ou hybrides comportant une machine électrique, une complexité supplémentaire provient du système de freinage régénératif. Dans le freinage régénératif, la machine électrique fonctionne en génératrice d'électricité entraînée par la rotation des roues, récupérant une part de l'énergie cinétique des roues pour la transformer en énergie électrique, créant ainsi un couple de freinage dit régénératif sur les roues. Pour être optimisé, un tel système de freinage nécessite une gestion fine des couples de freinage, hydraulique et régénératif.
3. Objectifs de l'invention
L'invention propose une solution visant à pallier les inconvénients précités. Un objectif de l'invention est de proposer un système de freinage simplifié et donc plus économique qui soit également ergonomique, fiable et sécurisé permettant de mettre en œuvre les nouvelles fonctionnalités de freinage et permettant une gestion fine des couples de freinage. Une autre exigence est de proposer une solution également adaptée pour les véhicules électriques ou hybrides et permettant l'optimisation du freinage régénératif.
4. Résumé de l'invention
L'invention concerne un système de freinage pour véhicule comportant une pédale de frein, au moins un frein à commande hydraulique, un réservoir hydraulique, un capteur de position de la pédale de frein, au moins un capteur de pression hydraulique, une unité de contrôle recevant des informations du capteur de position de la pédale de frein et de l'au moins un capteur de pression hydraulique, un dispositif de mise sous pression hydraulique commandé par l'unité de contrôle, et un circuit hydraulique de freinage assisté connectant d'une part le réservoir hydraulique et le dispositif de mise sous pression de manière à alimenter le dispositif de mise sous pression par le réservoir hydraulique ; et d'autre part connectant le dispositif de mise sous pression et l'au moins un frein. Un tel système de freinage présente l'avantage de permettre un contrôle fin du freinage à travers le contrôle du dispositif de mise sous pression. Un tel dispositif de freinage permet également de découpler la pédale de frein du circuit de freinage de sorte à permettre un ajustement du couple de freinage hydraulique en fonction du couple de freinage régénératif.
Selon une réalisation particulière de l'invention, le dispositif de mise sous pression est une pompe. Il existe des pompes adaptées pour atteindre des niveaux de pression requis pour le freinage d'un véhicule. La pompe permet grâce au capteur de pression un contrôle fin et précis de la pression.
Selon une réalisation particulière de l'invention, le système de freinage comporte en outre un maître-cylindre actionné par la pédale de frein, un circuit hydraulique de freinage mécanique connectant le maître-cylindre à l'au moins un frein de manière que le maître-cylindre transforme une pression mécanique exercée sur la pédale de frein en pression hydraulique dans le circuit hydraulique de freinage mécanique, une électrovanne de régulation du maître-cylindre commandée par l'unité de contrôle et présentant un état passant dans lequel l'électrovanne permet le passage d'un fluide ; et un état bloqué dans lequel l'électrovanne s'oppose au passage d'un fluide, l'électrovanne de régulation étant placée dans le circuit hydraulique de freinage mécanique de manière à permettre ou bloquer le passage d'un fluide entre le maîtrecylindre et le circuit hydraulique de freinage mécanique. Un tel système de freinage permet le freinage d'une roue directement grâce à la force d'appui du conducteur sur la pédale.
Selon une réalisation particulière de l'invention, le système de freinage comporte au moins un premier frein et un deuxième frein à commande hydraulique, un circuit hydraulique de couplage comportant une électrovanne de couplage commandée par l'unité de contrôle et présentant un état passant dans lequel l'électrovanne permet le passage d'un fluide ; et un état bloqué dans lequel l'électrovanne s'oppose au passage d'un fluide, les circuits hydrauliques étant agencés de manière que le circuit hydraulique de freinage assisté connecte le dispositif de mise sous pression au premier frein, le circuit hydraulique de freinage mécanique connecte l'électrovanne de régulation au deuxième frein, et dans l'état passant de l'électrovanne de couplage, le circuit de couplage connecte en outre le dispositif de mise sous pression au deuxième frein et connecte l'électrovanne de régulation au premier frein. Dans l'état bloqué de l'électrovanne de couplage, l'électrovanne de régulation est déconnectée du deuxième frein et le dispositif de mise sous pression est déconnecté du premier frein. Un tel système de freinage permet soit de freiner les deux roues associées respectivement au premier frein et au deuxième frein grâce à la force d'appui du conducteur sur la pédale, soit de freiner les deux roues grâce à la pression générée par le dispositif de mise sous pression, soit de freiner la roue associée au premier frein par le dispositif de mise sous pression et la roue associée au deuxième frein grâce à l'appui du conducteur sur la pédale.
Selon une réalisation particulière de l'invention, le système de freinage comporte deux premiers freins associés à deux roues avant du véhicule et deux deuxièmes freins associés à deux roues arrière du véhicule. Un tel système de freinage permet de réaliser les mêmes fonctionnalités qu'un système de freinage classique mais avec une simplification du système. Le système est donc plus économique. En effet, pour un véhicule léger, la force d'appui du conducteur sur la pédale de frein suffit pour freiner l'essieu arrière en situation normale et pour freiner l'essieu avant et l'essieu arrière en freinage de secours en cas de panne électrique.
Selon une réalisation particulière de l'invention, le système de freinage comporte en outre une électrovanne d'alimentation par frein commandée par l'unité de contrôle et présentant un état passant dans lequel l'électrovanne permet le passage d'un fluide ; et un état bloqué dans lequel l'électrovanne s'oppose au passage d'un fluide, l'électrovanne d'alimentation étant placée dans un des circuits hydrauliques de manière à permettre ou bloquer le passage d'un fluide dans le frein correspondant. La présence d'une électrovanne d'alimentation par frein permet un contrôle fin du freinage par frein pour optimiser la maîtrise de la trajectoire.
Selon une réalisation particulière de l'invention, le système de freinage comporte en outre un circuit de délestage par frein, chaque circuit de délestage comportant une électrovanne de délestage commandée par l'unité de contrôle et présentant un état passant dans lequel l'électrovanne permet le passage d'un fluide ; et un état bloqué dans lequel l'électrovanne s'oppose au passage d'un fluide, chaque circuit de délestage étant agencé pour connecter le frein correspondant et le réservoir, sans passer par la vanne d'alimentation. La présence d'un circuit de délestage par frein permet de faire chuter la pression indépendamment dans chaque frein en particulier pour débloquer une roue dans le cadre du système d'antiblocage des roues, communément abrégé en ABS.
Par rapport à un système de freinage classique comportant un servofrein à assistance pneumatique ou électrique, le système de freinage selon l'invention comporte un seul dispositif de mise sous pression au lieu de deux et moins d'électrovannes. En effet, un système classique de freinage comporte deux dispositifs de mise sous pression, un dans un premier circuit gérant le freinage de deux roues et un autre dans un deuxième circuit gérant le freinage des deux autres roues. Par ailleurs, un système de freinage classique comporte douze électrovannes tandis que le système de freinage de l'invention n'en comporte que dix. Le système de freinage de l'invention est donc simplifié et plus économique.
L' invention concerne également un procédé de contrôle du freinage en mode découplé d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon l'invention comprenant :
- la commande de l'électrovanne de régulation dans l'état passant pour l'alimentation directe du deuxième frein par le maître-cylindre,
- la réception d'informations du capteur de position de la pédale par l'unité de contrôle et la détection d'un appui pédale, en cas d'appui pédale détecté :
- la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué, et
- la mise en marche du dispositif de mise sous pression pour qu'il assure l'alimentation du premier frein. Le mode de freinage découplé correspond au mode de freinage en situation normale de freinage. L'appui du conducteur sur la pédale génère la pression nécessaire au freinage du deuxième frein, en général le frein arrière. Le dispositif de mise sous pression génère la pression nécessaire au freinage du premier frein, généralement le frein avant.
L'invention concerne également un procédé de contrôle du freinage en mode tout mécanique d'un véhicule équipé d'un système de freinage comprenant :
- la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état passant,
- la commande de l'électrovanne de régulation dans l'état passant pour l'alimentation directe du premier et du deuxième frein par le maître-cylindre. Le mode de freinage tout mécanique permet un freinage de secours en cas de panne électrique.
L' invention concerne également un procédé de contrôle du freinage en mode tout assisté d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon l'invention comprenant
- la commande de l'électrovanne de régulation dans l'état bloqué,
- la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état passant,
- la mise en marche du dispositif de mise sous pression pour qu'il assure l'alimentation du premier frein et du deuxième frein. Le mode de freinage tout assisté permet un freinage en l'absence d'un appui du conducteur sur la pédale de frein, par exemple dans le cadre d'une gestion automatique de trajectoire ou d'un freinage d'urgence.
L' invention concerne également un procédé de contrôle du freinage en mode régénératif d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon l'invention, le véhicule étant un véhicule électrique ou hybride comportant une machine électrique, le procédé comprenant :
- la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué,
- la réception par l'unité de contrôle d'informations concernant le couple régénératif généré par la machine électrique ; et
- la commande des électrovannes d'alimentation et/ou du dispositif de mise sous pression par l'unité de contrôle en fonction des informations de couple régénératif et des informations du capteur de position de la pédale. La prise en compte du couple régénératif dans la gestion du freinage permet de maximiser la part du couple régénératif dans le freinage et donc d'optimiser la récupération d'énergie au cours d'un freinage.
L'invention concerne également un procédé de contrôle du freinage en mode délestage d'au moins une des roues, d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon l'invention, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
la commande de l'électrovanne d'alimentation d'un frein dans l'état bloqué par l'unité de contrôle, et
- la commande de l'électrovanne de délestage dudit frein dans l'état passant par l'unité de contrôle. Le mode délestage permet de faire chuter rapidement la pression dans le frein, soit en fin de freinage soit en cas de blocage d'une roue pour la débloquer, dans le cadre de la fonction d'antiblocage des roues, abrégée en ABS.
5. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages innovants ressortiront de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 représente une vue schématique d'un système de freinage selon un mode de réalisation de l'invention ;
la figure 2 représente le système de freinage de la figure 1 dans un mode de freinage découplé ;
la figure 3 représente le système de freinage de la figure 1 après un levé de pédale dans un mode de freinage découplé ;
la figure 4 représente le système de freinage de la figure 1 dans un mode de freinage tout mécanique ;
la figure 5 représente le système de freinage de la figure 1 dans un mode de freinage tout assisté ;
la figure 6 représente le système de freinage de la figure 1 dans le passage d'un mode de freinage tout assisté à un mode de freinage découplé ;
la figure 7 représente le système de freinage de la figure 1 dans un mode de freinage régénératif ;
la figure 8 représente le système de freinage de la figure 1 dans un équilibrage du freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière;
la figure 9 représente le système de freinage de la figure 1 après un levé de pédale suite à un équilibrage
| du freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière ; | ||||||
| la | figure | 10 | représente | le système de freinage | ||
| de | la | figure | 1 dans | un | délestage | suite au blocage d'une |
| roue ; | ||||||
| la | figure | 11 | représente | le système de freinage | ||
| de | la | figure | 1 dans | une | pressuris | ation consécutive à un |
délestage suite au blocage d'une roue.
6. Description détaillée
La figure 1 représente un système de freinage destiné à un véhicule automobile. Le système de freinage comporte une pédale 1 de frein, un capteur 2 de position de la pédale de frein, un maître-cylindre 4, un réservoir 3 hydraulique, quatre freins A, B, C et D à commande hydraulique, une unité de contrôle (non représentée), un dispositif 5 de mise sous pression hydraulique, des circuits hydrauliques et des électrovannes.
Chaque électrovanne présente :
un état passant dans lequel l'électrovanne permet le passage d'un fluide ; et un état bloqué dans lequel l'électrovanne s'oppose au passage d'un fluide.
Chaque frein A, B, C ou D est associé à l'une des quatre roues du véhicule pour en opérer le freinage. Le frein A dit frein arrière gauche est associé à la roue arrière gauche du véhicule, le frein B dit frein arrière droit est associé à la roue arrière droite du véhicule, le frein C dit frein avant gauche est associé à la roue avant gauche et le frein D dit avant droit est associé à la roue avant droite.
Par la suite, l'expression « freins arrière » fait référence collectivement aux freins A et B et l'expression « freins avant » fait référence collectivement aux freins C et D.
Chaque frein est connecté à une branche de circuit hydraulique qui lui est propre. La branche de chaque frein se dédouble en une branche d'alimentation et une branche de délestage.
La branche d'alimentation de chaque frein A, B, C ou D comporte une électrovanne d'alimentation, respectivement 8a, 8b, 8c ou 8d. En outre, la branche d'alimentation de chaque frein A, B, C ou D comporte un clapet antiretour d'alimentation en dérivation de l'électrovanne d'alimentation et s'opposant au passage d'un fluide en direction du frein correspondant.
La branche de délestage de chaque frein A, B, C ou D comporte une électrovanne de délestage, respectivement 9a, 9b, 9c ou 9d. En outre, la branche de délestage de chaque frein A, B, C ou D comporte un clapet antiretour de délestage en dérivation de l'électrovanne de délestage et s'opposant au passage d'un fluide dans une direction opposée à la direction du frein correspondant.
La branche de délestage du frein arrière gauche A rejoint la branche de délestage du frein arrière droit B pour ne former plus qu'une seule branche de délestage arrière. La branche de délestage arrière comporte un clapet antiretour arrière s'opposant au passage d'un fluide en direction des freins arrière.
La branche de délestage du frein avant gauche C rejoint la branche de délestage du frein avant droit D pour ne former plus qu'une seule branche de délestage avant. La branche de délestage avant comporte un clapet antiretour avant s'opposant au passage d'un fluide en direction des freins avant.
La branche de délestage arrière rejoint la branche de délestage avant en un nœud de circuit hydraulique, dit nœud de délestage, connecté d'une part à une branche de mise sous pression et d'autre part au réservoir 3 hydraulique.
| La | branche d'alimentation du frein arrière gauche A |
| rejoint la | branche d'alimentation du frein arrière droit B |
| en un nœud | de circuit hydraulique, dit nœud d'alimentation |
arrière, connecté d'une part à une branche de contrôle mécanique de la pression et d'autre part à une branche de couplage.
| La | branche de contrôle mécanique est connectée au |
maître-cylindre 4 et comporte une électrovanne 6 de
| régulation | du maître-cylindre. La branche de contrôle |
| mécanique | comporte en outre un clapet antiretour de |
| régulation | en dérivation de l'électrovanne 6 de régulation |
| s'opposant | au passage d'un fluide en direction du maître- |
cylindre 4.
La branche d'alimentation du frein avant gauche C rejoint la branche d'alimentation du frein avant droit D en un nœud de circuit hydraulique, dit nœud d'alimentation avant, connecté d'une part à la branche de mise sous pression
| et d'autre | part à la branche de couplage. |
| La | branche de mise sous pression s'étend donc entre |
| le nœud de | délestage et le nœud d'alimentation avant. La |
| branche de | mise sous pression comporte le dispositif 5 de |
| mise sous | pression prélevant d'une part du liquide de |
freinage au niveau du nœud de délestage et réinjectant d'autre part du liquide de freinage sous pression dans la
| branche de | mise sous pression. Si le flux hydraulique ne |
peut pas être aspiré au travers du dispositif 5 de mise sous pression, un clapet antiretour est nécessaire en parallèle permettant une aspiration dans le meme sens que le flux du dispositif 5 de mise sous pression. Une telle aspiration est nécessaire pour le refoulement du liquide de frein dans le maître-cylindre dans certaines phases d'utilisation. Dans les exemples représentés, le flux hydraulique peut être aspiré au travers du dispositif 5 de mise sous pression. Le liquide de freinage ainsi mis sous pression dans la branche de mise sous pression traverse ensuite un clapet antiretour de protection avant d'arriver au nœud d'alimentation avant. Le dispositif 5 de mise sous pression est par exemple une pompe hydraulique.
En variante, la branche de mise sous pression comporte en outre un accumulateur 51 hydraulique muni d'une électrovanne 52 de lissage et connecté entre le nœud d'alimentation avant et le clapet antiretour de protection. Une telle variante permet de lisser le fonctionnement du dispositif de mise sous pression et de réduire le temps de montée en pression liée à l'inertie mécanique des systèmes de mise en pression.
La branche de couplage s'étend entre le nœud d'alimentation arrière et le nœud d'alimentation avant. La branche de couplage comporte une électrovanne 7 de couplage. La branche de couplage comporte en outre un clapet de couplage en dérivation de l'électrovanne 7 de couplage s'opposant au passage d'un fluide en direction du nœud d'alimentation arrière.
Le maître-cylindre 4 est actionné par la pédale 1 de frein de manière que le maître-cylindre 4 transforme une pression mécanique exercée sur la pédale 1 de frein en une pression hydraulique dans la branche de contrôle mécanique.
Le capteur 2 de position de la pédale relève des informations de position de la pédale de frein et transmet les informations de position à l'unité de contrôle. Le capteur 2 de position est par exemple un capteur de course ou d'angle placé sur la pédale ou sur la tige de poussée du maître-cylindre.
Un premier capteur 11 de pression en sortie de l'électrovanne 6 permet de connaître la pression dans le maître-cylindre, cette information de pression étant utilisée pour contrôler la sensation pédale de frein du conducteur, en particulier quand les roues arrière sont délestées et lestées. Un deuxième capteur 12 en sortie de pompe hydraulique permet l'ajustement précis de la pression hydraulique issue de la pompe.
L'unité de contrôle reçoit des informations de capteurs, notamment du capteur 2 de position de la pédale et commande les électrovannes et le dispositif 5 de mise sous pression.
Dans l'exemple représenté, les électrovannes de délestage sont normalement dans l'état bloqué, le terme « normalement » signifiant « en l'absence de commande » ou « au repos ». Les électrovannes d'alimentation sont normalement dans l'état passant. L'électrovanne de régulation et l'électrovanne de couplage sont normalement dans l'état passant. L'électrovanne de lissage est normalement dans l'état bloqué.
Selon des variantes de l'invention, l'unité de contrôle reçoit des informations complémentaires comme par exemple des informations dynamiques concernant les roues, des informations de rotation du volant, de couple moteur, de patinage ou des informations de couple régénératif dans le cas d'un véhicule hybride ou électrique. Les informations dynamiques sont par exemple la vitesse de rotation d'une roue ou l'accélération latérale, normale ou lacet d'une roue. L'unité de contrôle peut également recevoir des informations concernant l'état des composants du système de freinage, notamment concernant l'état des électrovannes. L'unité de contrôle effectue alors un traitement de l'ensemble des données impliquées dans le calcul de la commande des électrovannes et du dispositif 5 de mise sous pression de sorte à optimiser le freinage et la gestion de la traj ectoire.
La figure 2 représente le système de freinage dans un mode de freinage découplé. Le mode de freinage découplé correspond à un freinage classique déclenché par un appui du conducteur du véhicule sur la pédale de frein. Dans une étape El, le conducteur appuie sur la pédale de frein. Dans une étape E2, le capteur 2 de position de la pédale envoie des informations de position de la pédale de frein à l'unité de contrôle. L'unité de contrôle maintient l'électrovanne de régulation ainsi que les électrovannes d'alimentation dans l'état passant et les électrovannes de délestage dans un état bloqué. Dans une étape E3, l'unité de contrôle commande l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué. Dans une étape E4, l'unité de contrôle commande la mise en marche du dispositif de mise sous pression.
Par conséquent, le maître-cylindre 4 transforme une pression mécanique exercée sur la pédale 1 de frein en une pression hydraulique dans la branche de contrôle mécanique. Ainsi, un flux H1 sous pression se propage depuis la branche de contrôle mécanique jusque dans la branche d'alimentation du frein arrière gauche en un flux Hla et dans la branche d'alimentation du frein arrière droit en un flux Hlb. Le dispositif 5 de mise sous pression aspire un flux H2 depuis le réservoir en passant par le nœud de délestage et réinjecte un flux sous pression dans la branche de mise sous pression. Le flux sous pression se propage depuis la branche de mise sous pression jusque dans la branche d'alimentation du frein avant gauche en un flux H2c et dans la branche d'alimentation du frein avant droit en un flux H2d. Les flux sous pression Hla, Hlb, H2c, H2d actionnent respectivement les freins A, B, C et D.
Les flux Hl, Hla et Hlb matérialisent un circuit hydraulique de freinage mécanique connectant le maîtrecylindre 4 au frein arrière gauche A et au frein arrière droit B.
Les flux H2, H2c et H2d matérialisent un circuit hydraulique de freinage assisté connectant d'une part le réservoir hydraulique et le dispositif de mise sous pression de manière à alimenter le dispositif de mise sous pression par le réservoir hydraulique ; et d'autre part connectant le dispositif de mise sous pression et le frein avant gauche C et le frein avant droit D.
La figure 3 représente le système de freinage après un levé de pédale dans un mode de freinage découplé. Le levé de pédale intervient après le freinage découplé illustré à la figure 2. Dans une étape E5, le conducteur relâche la pression exercée sur la pédale de frein. Dans une étape E6, le capteur 2 de position de la pédale envoie des informations de position de la pédale de frein à l'unité de contrôle. L'unité de contrôle maintient l'électrovanne de régulation ainsi que les électrovannes d'alimentation des freins arrière dans l'état passant et les électrovannes de délestage des freins arrière dans un état bloqué. L'unité de contrôle maintient la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué initiée dans l'étape E3 du mode de freinage découplé. Dans une étape E7, l'unité de contrôle commande l'arrêt du dispositif de mise sous pression. Dans des étapes E8c et E8d, l'unité de contrôle commande les électrovannes d'alimentation des freins avant respectivement C et D dans l'état bloqué. En outre, dans des étapes E9c et E9d, l'unité de contrôle commande les électrovannes de délestage des freins avant respectivement C et D alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué de manière à réguler la diminution de la pression dans les freins avant.
Par conséquent, les flux H3a et H3b sous pression issus des freins arrière respectivement A et B se propagent depuis les freins arrière A et B dans les branches d'alimentation des freins respectifs et se rejoignent en un flux H3 retournant dans le maître-cylindre à travers la branche de contrôle mécanique. Par ailleurs, les flux H4c et H4d sous pression issus des freins avant C et D se propagent depuis les freins avant C et D dans les branches de délestage des freins respectifs et se rejoignent en un flux H4 retournant dans le réservoir en passant par le nœud de délestage. Enfin, l'électrovanne 7 revient en position au repos, c'est-à-dire ouverte.
La figure 4 représente le système de freinage dans un mode de freinage tout mécanique. Le freinage tout mécanique correspond à un freinage de secours et intervient en particulier en cas de panne du dispositif 5 de mise sous pression ou plus généralement en cas de panne d'un composant électrique intervenant dans le freinage. Dans une étape E10, le conducteur appuie sur la pédale de frein. Les électrovannes sont dans leur état au repos, c'est-à-dire que les électrovannes de délestage sont dans l'état bloqué, les électrovannes d'alimentation sont dans l'état passant et l'électrovanne de régulation et l'électrovanne de couplage sont dans l'état passant.
Par conséquent, le maître-cylindre 4 transforme une pression mécanique exercée sur la pédale 1 de frein en une pression hydraulique dans la branche de contrôle mécanique. Ainsi, un flux H5 sous pression se propage depuis la branche de contrôle mécanique jusque dans la branche d'alimentation du frein arrière gauche en un flux H5a et dans la branche d'alimentation du frein arrière droit en un flux H5b. Le flux H5 se propage également à travers la branche de couplage en un flux H5'. Le flux H5' se propage depuis la branche de couplage jusque dans la branche d'alimentation du frein avant gauche en un flux H5c et dans la branche d'alimentation du frein avant droit en un flux H5d. Les flux sous pression H5a, H5b, H5c, H5d actionnent respectivement les freins A, B, C et D.
Ainsi, le flux H5' matérialise un circuit de couplage. Dans l'état passant de l'électrovanne de couplage, le circuit de couplage connecte l'électrovanne de régulation au frein avant gauche C et au frein avant droit D.
La figure 5 représente le système de freinage de la figure 1 dans un mode de freinage tout assisté. Le freinage tout assisté correspond à un freinage automatisé par exemple dans le cadre d'un contrôle automatique de trajectoire, sans appui du conducteur sur la pédale de frein. L'unité de contrôle maintient alors les électrovannes de délestage dans l'état bloqué, les électrovannes d'alimentation des freins avant dans l'état passant et l'électrovanne de couplage dans l'état passant. Dans une étape Ell, l'unité de contrôle commande l'électrovanne de régulation dans l'état bloqué. Dans une étape E12, l'unité de contrôle commande la mise en marche du dispositif 5 de mise sous pression. Dans des étapes E13a et E13b, l'unité de contrôle commande les électrovannes d'alimentation des freins arrière respectivement A et B alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué de manière à réguler l'augmentation de la pression dans les freins arrière.
Par conséquent, le dispositif 5 de mise sous pression aspire un flux H6 depuis le réservoir en passant par le nœud de délestage et réinjecte un flux sous pression dans la branche de mise sous pression. Le flux sous pression se propage depuis la branche de mise sous pression jusque dans la branche de couplage en un flux H6', dans la branche d'alimentation du frein avant gauche en un flux H6c et dans la branche d'alimentation du frein avant droit en un flux H6d. Le flux H6' se propage depuis la branche de couplage jusque dans la branche d'alimentation du frein arrière gauche en un flux H6a et dans la branche d'alimentation du frein arrière droit en un flux H6b. Les flux sous pression H6a, H6b, H6c, H6d actionnent respectivement les freins A, B, C et D.
Ainsi, le flux H6' matérialise également le circuit de couplage. Dans l'état passant de l'électrovanne de couplage, le circuit de couplage connecte le dispositif 5 de mise sous pression au frein arrière gauche A et au frein arrière droit B.
La figure 6 représente le système de freinage dans le passage d'un mode de freinage tout assisté à un mode de freinage découplé intervenant lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein. Dans une étape E14, le conducteur appuie sur la pédale. Pour éviter un phénomène de pédale dure provoqué par la propagation de la pression déjà engagée dans le circuit dans le pied du conducteur à la fermeture de l'électrovanne 7 de couplage puis à l'ouverture de l'électrovanne 6 de régulation, l'électrovanne 6 de régulation est maintenue fermée dans un premier temps. Dans une étape E15, le capteur 2 de position de la pédale de frein détecte un déplacement de la pédale due à la course morte et à l'élasticité du système bien que l'électrovanne 6 de régulation soit maintenue fermée. En effet, dans une étape E16, l'électrovanne 6 de régulation est maintenue fermée le temps de faire chuter la pression dans les freins arrière pour éviter un phénomène de pédale dure. La baisse de pression dans les freins arrière est compensée par une augmentation de la pression des freins avant. Dans une étape E17, l'unité de contrôle commande l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué. Dans des étapes E18a et E18b, l'unité de contrôle commande les électrovannes de délestage des freins arrière respectivement A et B dans l'état passant. Dans une étape E19, l'unité de contrôle commande la mise en marche du dispositif 5 de mise sous pression.
Par conséquent, un flux H7a issu du frein arrière gauche et un flux H7b issu du frein arrière droit se propagent à travers les branches de délestage des freins arrière jusque dans la branche de délestage arrière et se rejoignent en un flux H7. Le flux H7 est aspiré par le dispositif de mise sous pression au niveau du nœud de délestage et réinjecté dans la branche de mise sous pression en un flux H7' . Le flux H7' se propage ensuite dans la branche d'alimentation du frein avant gauche en un flux H7c et dans la branche du frein avant droit en un flux H7d. A l'issue de ces étapes, le mode de freinage découplé prend le relai. Toutes les étapes E14 à E18b doivent être suffisamment rapides pour éviter un phénomène de « pédale dure » potentiellement dégradant pour le confort de conduit et lié au fait que l'électrovanne 6 de régulation soit restée dans l'état bloqué trop longtemps. L'étape E19 pour la montée de pression peut être réalisée en parallèle. Quand la pression détectée par le premier capteur 11 de pression est suffisamment basse, les électrovannes 9a et/ou 9b de délestage reviennent en position au repos, c'est-à-dire dans l'état bloqué et l'électrovanne 6 de régulation revient en position au repos c'est-à-dire dans l'état passant pour que le maître-cylindre communique de nouveau avec les freins arrières tout en évitant une montée en pression trop abrupte.
La figure 7 représente le système de freinage dans un mode de freinage régénératif d'un véhicule électrique ou hybride. Dans le freinage régénératif, la machine électrique fonctionne en génératrice d'électricité entraînée par la rotation des roues, récupérant une part de l'énergie cinétique des roues pour la transformer en énergie électrique, créant ainsi un couple de freinage dit régénératif sur les roues. Dans l'exemple, les couples régénératifs avant et arrière ne suffisent pas à freiner le véhicule. Dans une étape préalable, les quatre freins ont donc été mis en pression via le maître-cylindre et la pompe hydraulique pour fournir le complément de couple de freinage. Avec la baisse de la vitesse, le couple régénératif augmente et il est donc nécessaire de faire chuter la pression dans les freins avant et arrière. L'unité de contrôle maintient l'électrovanne 6 de régulation dans l'état passant et les électrovannes d'alimentation des freins avant dans l'état passant. Dans une étape E20, l'unité de contrôle maintient la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué. Dans des étapes E21a, E21b, E21c et E21d, l'unité de contrôle commande les électrovannes de délestage des freins respectivement A, B, C et D alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué de manière à réguler la baisse de la pression dans les freins. Plus généralement, dans ces étapes est réalisé le délestage des freins des roues découplées, soit en général les freins avant C et D. Quand les freins des roues découplées sont complètement délestés et afin d'éviter d'avoir à réguler la pression dans le maître-cylindre conditionnant la sensation du touché pédale du conducteur, on peut limiter le freinage régénératif à la puissance délestée uniquement dans les roues découplées, qui sont préférentiellement les roues avant. Une alternative consiste à délester des roues non découplées. Afin de ne pas dégrader la sensation pédale, dans des étapes E22a et E22b, l'unité de contrôle commande les électrovannes d'alimentation des freins respectivement A et B alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué de manière à réguler la pression dans le maître-cylindre mesurée via le premier capteur 11 de pression afin de procurer une sensation de freinage au conducteur à travers la pédale de frein, en même temps qu'aura lieu le délestage des freins A et B via les électrovannes de délestage 9a et / ou 9b.
Par conséquent, en position ouverte de l'électrovanne d'alimentation du frein A, un flux H8a se propage entre le maître-cylindre et le frein arrière gauche et en position ouverte de l'électrovanne d'alimentation du frein B, un flux H8b se propage entre le maître-cylindre et le frein arrière droit ce qui permet d'ajuster la pression dans le maître-cylindre pour procurer une sensation de freinage au conducteur. Par ailleurs, pour faire baisser la pression dans les freins, des flux H9a, H9b, H9c et H9d se propagent respectivement depuis les freins A, B, C et D dans les branches de délestage lorsque les vannes de délestage correspondantes sont dans l'état passant et se rejoignent en un flux H9 avant de retourner au réservoir.
A partir d'un certain niveau de vitesse, si la batterie est faible ou si le moteur doit limiter sa puissance, le couple régénératif peut baisser. Dans ce cas, le freinage découplé ou assisté compense cette baisse.
La figure 8 représente le système de freinage en fonctionnement d'équilibrage du freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Ce mode de fonctionnement est aussi appelé fonctionnement répartiteur de freinage avant arrière. En effet, il y a alors limitation de la puissance à l'arrière à partir d'un certain niveau de décélération, le transfert de masse favorisant l'adhérence sur le train avant d'un véhicule. L'équilibrage du freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière intervient à partir d'un certain niveau de pression dans les freins arrière afin de prendre en compte le transfert de masse de l'arrière vers l'avant du véhicule lors d'un freinage. Ainsi, l'équilibrage du freinage consiste à transférer une part de la pression des freins arrière vers les freins avant pour éviter un blocage des roues arrière, ce qui entraînerait notamment un survirage. L'équilibrage est activé par exemple suite à un freinage en mode découplé. Dans une étape E23, le conducteur maintient son appui sur la pédale de frein. L'unité de contrôle maintient l'électrovanne de régulation dans l'état passant et les électrovannes d'alimentation des freins avant dans l'état passant et les électrovannes de délestage des freins avant dans l'état bloqué. Dans une étape E24, l'unité de contrôle maintient la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué. Dans une étape E25, l'unité de contrôle maintient le dispositif de mise sous pression en marche. Afin de réguler la pression dans le maître-cylindre, dans des étapes E26a et E26b, l'unité de contrôle commande les électrovannes d'alimentation des freins avant respectivement A et B alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué. Afin de transférer une part de la pression des freins arrière vers les freins avant, dans des étapes E27a et E27b, l'unité de contrôle commande les électrovannes de délestage des freins arrière respectivement A et B alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué.
Par conséquent, en position ouverte de l'électrovanne d'alimentation du frein A, un flux HlOa se propage entre le maître-cylindre et le frein arrière gauche et en position ouverte de l'électrovanne d'alimentation du frein B, un flux HlOb se propage entre le maître-cylindre et le frein arrière droit ce qui permet d'ajuster la pression dans le maître-cylindre pour procurer une sensation de freinage au conducteur. Par ailleurs, pour faire baisser la pression dans les freins arrière, des flux Hlla et Hllb se propagent respectivement depuis les freins A et B dans les branches de délestage arrière lorsque les vannes de délestage correspondantes sont dans l'état passant et se rejoignent en un flux Hll qui est ensuite aspirés par le dispositif de mise sous pression. Le dispositif de mise sous pression réinjecte un flux H12 sous pression qui se propage jusqu'au frein avant gauche en un flux H12c et au frein avant droit en un flux H12d.
La figure 9 représente le système de freinage après un levé de pédale suite à un équilibrage du freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Dans l'équilibrage du freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière, un transfert de liquide de freinage a eu lieu des freins arrière vers les freins avant. En vue d'un freinage ultérieur, il est donc nécessaire de réapprovisionner le maître-cylindre en liquide de freinage sous pression. Dans une étape E28, le conducteur relâche la pression exercée sur la pédale de frein. L'unité de contrôle maintient les électrovannes de délestage des freins arrière dans l'état bloqué. Dans une étape E29, l'unité de contrôle commande l'électrovanne de régulation alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué afin de réguler la pression et le niveau de liquide de freinage dans le maître-cylindre. Dans une étape E30, l'unité de contrôle maintient l'électrovanne de couplage dans l'état passant. Dans des étapes E31a, E31b,
E31c et E31d, l'unité de contrôle commande les électrovannes d'alimentation des freins respectivement A, B, C et D dans l'état bloqué. Dans des étapes E32c et E32d, l'unité de contrôle commande les électrovannes de délestage des freins avant respectivement C et D alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué. Quand le volume de flux nécessaire pour remplir le maître-cylindre est insuffisant et / ou quand la dépression créée n'est pas suffisante pour faire circuler un flux à travers le dispositif de mise sous pression, dans une étape E33, l'unité de contrôle maintient le dispositif de mise sous pression en marche, à un niveau faible pour encourager le remplissage du maître-cylindre.
Par conséquent, des flux H13c et H13d se propagent depuis les freins avant respectivement C et D, en position ouverte des électrovannes de délestage correspondantes, avant d'être aspirés pour une part par le dispositif de mise sous pression ou de rejoindre le réservoir pour l'autre part. Le dispositif de mise sous pression réinjecte un flux H13' dans la branche de mise sous pression. Le flux H13' se propage à travers la branche de couplage jusqu'au maîtrecylindre. Le maître-cylindre est ainsi réapprovisionné en liquide de freinage. Dans les freins arrière, la pression est maintenue constante jusqu'à la fin du réapprovisionnement du maître-cylindre en liquide de freinage.
La figure représente le système de freinage dans un délestage suite au blocage d'une roue.
Le délestage intervient par exemple au cours d'un freinage en mode découplé. Dans une étape préliminaire, l'unité de contrôle détecte un blocage de roue par exemple en analysant les informations transmises par le capteur 10 de vitesse de rotation de la roue arrière droit. Dans une étape E34, le conducteur maintient son appui sur la pédale de frein. L'unité de contrôle maintient l'électrovanne de régulation dans l'état passant, les électrovannes d'alimentation des freins A, C et D dans l'état passant et les électrovannes de délestage des freins A, C et D dans l'état bloqué. Dans une étape E35, l'unité de contrôle maintient l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué. Dans une étape E36b, l'unité de contrôle commande l'électrovanne d'alimentation du frein arrière gauche B dans l'état bloqué et l'électrovanne de délestage du frein B dans l'état passant.
Par conséquent, un flux H14 se propage depuis le frein arrière gauche jusque dans le réservoir, ce qui fait chuter la pression dans le frein arrière gauche.
La figure 11 représente le système de freinage dans une pressurisation consécutive à un délestage suite au blocage d'une roue. Dans le délestage suite au blocage d'une roue, un transfert de liquide de freinage a eu lieu du frein arrière gauche vers le réservoir. En vue de poursuivre le freinage, il est donc nécessaire de réapprovisionner le frein arrière droit en liquide de freinage sous pression. Les niveaux de pression sont donc figés dans les trois autres freins pendant le réapprovisionnement. Dans une étape E38, le conducteur maintient son appui sur la pédale de frein. L'unité de contrôle maintient les électrovannes de délestage dans l'état bloqué et l'électrovanne d'alimentation du frein arrière gauche dans l'état passant. Dans une étape E39, l'unité de contrôle commande l'électrovanne de régulation dans l'état bloqué. Dans une étape E40, l'unité de contrôle commande l'électrovanne de couplage alternativement dans l'état passant et dans l'état bloqué pour réguler le retour de pression dans le frein arrière gauche. Dans des étapes
E41a, E41c et E41d, l'unité de contrôle commande les électrovannes d'alimentation des freins respectivement A, C et D dans l'état bloqué pour figer la pression. Dans une étape E42, l'unité de contrôle commande la mise en marche du dispositif de mise sous pression.
Par conséquent, un flux H15 se propage depuis le réservoir jusqu'au dispositif de mise sous pression. Le dispositif de mise sous pression aspire le flux H15 et réinjecte un flux sous pression H15' dans le circuit de mise sous pression. Le flux H15' se propage à travers le circuit de couplage et le circuit d'alimentation arrière jusque dans le frein arrière gauche.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que la personne de l'art est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention, en associant par exemple les différentes caractéristiques ci-dessus prises seules ou en combinaison, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Claims (10)
1. Système de freinage pour véhicule comportant :
une pédale (1) de frein, au moins un frein (A-D) à commande hydraulique, un réservoir (3) hydraulique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre :
- un capteur (2) de position de la pédale de frein,
- une unité de contrôle recevant des informations du capteur (2) de position de la pédale de frein,
- un dispositif (5) de mise sous pression hydraulique commandé par l'unité de contrôle, et
- un circuit hydraulique de freinage assisté connectant d'une part le réservoir (3) hydraulique et le dispositif (5) de mise sous pression ; et d'autre part connectant le dispositif (5) de mise sous pression et l'au moins un frein (A-D).
2. Système de freinage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre :
un maître-cylindre(4) actionné par la pédale (1) de frein, un circuit hydraulique de freinage mécanique connectant le maître-cylindre(4) à l'au moins un frein (A-D) de manière que le maître-cylindre (4) transforme une pression mécanique exercée sur la pédale (1) de frein en pression hydraulique dans le circuit hydraulique de freinage mécanique, une électrovanne (6) de régulation du maîtrecylindre (4) commandée par l'unité de contrôle et présentant :
s'oppose au passage d'un fluide, l'électrovanne (6) de régulation étant placée dans le circuit hydraulique de freinage mécanique de manière à permettre ou bloquer le passage d'un fluide entre le maître-cylindre (4) et le circuit hydraulique de freinage mécanique.
3. Système de freinage selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier frein (C-D) et un deuxième frein (A-B) à commande hydraulique, un circuit hydraulique de couplage comportant une électrovanne (7) de couplage commandée par l'unité de contrôle et présentant :
s'oppose au passage d'un fluide, les circuits hydrauliques étant agencés de manière que :
o le circuit hydraulique de freinage assisté connecte le dispositif (5) de mise sous pression au premier frein (C-D), o le circuit hydraulique de freinage mécanique connecte l'électrovanne (6) de régulation au deuxième frein (A-B), et o dans l'état passant de l'électrovanne de couplage, le circuit de couplage connecte en outre le dispositif (5) de mise sous pression au deuxième frein (A-B) et connecte l'électrovanne (6) de régulation au premier frein (C-D).
4. Système de freinage selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une électrovanne (8a-8d) d'alimentation par frein commandée par l'unité de contrôle et présentant :
un état passant dans lequel l'électrovanne permet le passage d'un fluide ; et un état bloqué dans lequel l'électrovanne s'oppose au passage d'un fluide, l'électrovanne (8a-8d) d'alimentation étant placée dans un des circuits hydrauliques de manière à permettre ou bloquer le passage d'un fluide dans le frein (A-D) correspondant.
5. Système de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de délestage par frein, chaque circuit de délestage comportant une électrovanne (9a-9d) de délestage commandée par l'unité de contrôle et présentant :
un état passant dans lequel l'électrovanne permet le passage d'un fluide ; et un état bloqué dans lequel l'électrovanne s'oppose au passage d'un fluide, chaque circuit de délestage étant agencé pour connecter le frein (A-D) correspondant et le réservoir (3).
6. Procédé de contrôle du freinage en mode découplé d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comprend :
la commande de l'électrovanne de régulation dans l'état passant pour l'alimentation directe du deuxième frein par le maître-cylindre, la réception (E2) d'informations du capteur de position de la pédale par l'unité de contrôle et la détection d'un appui pédale, en cas d'appui pédale détecté :
la commande (E3) de l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué, et la mise en marche (E4) du dispositif de mise sous pression pour qu'il assure l'alimentation du premier frein.
7. Procédé de contrôle du freinage en mode tout mécanique d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comprend :
la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état passant, la commande de l'électrovanne de régulation dans l'état passant pour l'alimentation directe du premier et du deuxième frein par le maître-cylindre.
8. Procédé de contrôle du freinage en mode tout assisté d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comprend : la commande (EU) de l'électrovanne de régulation dans l'état bloqué, la commande de l'électrovanne de couplage dans l'état passant, la mise en marche (E12) du dispositif de mise sous pression pour qu'il assure l'alimentation du premier frein et du deuxième frein.
9. Procédé de contrôle du freinage en mode régénératif d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon la revendication 4, le véhicule étant un véhicule électrique ou hybride comportant une machine électrique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
la commande (E20) de l'électrovanne de couplage dans l'état bloqué, la réception par l'unité de contrôle d'informations concernant le couple régénératif généré par la machine électrique ; et la commande (E22a, E22b) des électrovannes d'alimentation et/ou du dispositif de mise sous pression par l'unité de contrôle en fonction des informations de couple régénératif et des informations du capteur de position de la pédale.
10. Procédé de contrôle du freinage en mode délestage d'un véhicule équipé d'un système de freinage selon la revendication 5 elle-même dépendante de la revendication 4, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
contrôle .
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| FR2828464A1 (fr) * | 2001-08-08 | 2003-02-14 | Bosch Gmbh Robert | Circuit hydraulique de freinage et son utilisation |
| FR2905655A1 (fr) * | 2006-09-08 | 2008-03-14 | Bosch Gmbh Robert | Installation de freinage pour vehicule automobile. |
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| FR3069219B1 (fr) | 2019-11-01 |
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