FR3102126A1 - Système et procédé amélioré de commande pour une valve de freinage - Google Patents

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Abstract

Système et procédé amélioré de comm ande pour une valve de freinage Procédé de pilotage d’une valve de freinage (5), dans lequel on applique une pression de commande, on pilote une électrovanne proportionnelle (6) en fonction de ladite pression de commande, de manière à délivrer une première pression, on délivre une seconde pression au moyen d’une électrovanne tout ou rien (7) couplée à une commande électrique (74), ladite commande électrique (74) n’étant pas actionnée, on pilote un actionneur (58) d’une valve de freinage (5) au moyen de la pression la plus élevée entre la première pression et la seconde pression, et dans lequel on mesure la consigne de commande au moyen d’un capteur (135) délivrant un signal, et en l’absence de signal délivré par ledit capteur, on désengage la commande électrique (74) de l’électrovanne tout ou rien (7) de sorte que la seconde pression délivrée par l’électrovanne tout ou rien (7) soit égale à la pression de commande. Figure pour l’abrégé : Fig. 1.

Description

Système et procédé amélioré de commande pour une valve de freinage
La présente invention concerne le domaine des circuits de freinage hydraulique, et trouve notamment une application pour les véhicules couplés à des remorques.
Le brevet FR3064963 au nom de la demanderesse présente un circuit de freinage hydraulique permettant d’assurer une fonction de freinage même en cas de panne électrique sur un véhicule.
Dans ce document, on présente un circuit hydraulique dans lequel une valve de freinage est pilotée soit par une électrovanne proportionnelle délivrant une pression de commande proportionnelle à une consigne de freinage délivrée par un utilisateur, soit par une électrovanne tout ou rien reliée à une source de pression via une commande de frein actionnée par l’utilisateur. L’électrovanne proportionnelle est pilotée en fonction d’une pression de commande mesurée en sortie de la commande de frein actionnée par l’utilisateur.
Toutefois, dans ce circuit de freinage hydraulique, une défaillance du capteur de pression mesurant la pression en sortie de la valve de freinage proportionnelle actionnée par l’utilisateur peut entrainer un défaut de freinage.
La présente invention vise à répondre au moins partiellement à cette problématique.
A cet effet, le présent exposé concerne un système de pilotage d’une valve de freinage, comprenant
- un actionneur, configuré pour piloter ladite valve de freinage,
- un circuit de commande, configuré pour délivrer une consigne de commande,
- une électrovanne tout ou rien, configurée pour sélectivement relier l’actionneur au circuit de commande, l’électrovanne tout ou rien étant configurée de manière à ce qu’en l’absence de commande électrique, elle relie l’actionneur au circuit de commande,
- une électrovanne proportionnelle, configurée pour délivrer une pression à l’actionneur proportionnelle à la consigne de commande,
- un capteur de pression de consigne configuré pour mesurer une pression de commande délivrée par le circuit de commande,
- un calculateur configuré pour piloter l’électrovanne proportionnelle en fonction de la pression de commande mesurée par le capteur de pression de consigne,
l’actionneur étant configuré de manière à piloter la valve de freinage en fonction de la pression la plus élevée entre la pression délivrée par l’électrovanne proportionnelle et la pression délivrée par l’électrovanne tout ou rien,
ledit système étant caractérisé en ce que le calculateur est configuré de manière à ce qu’en l’absence de signal provenant du capteur de pression de consigne, l’électrovanne tout ou rien ne reçoive pas de commande électrique.
Selon un exemple, le calculateur est configuré de manière à ce qu’en présence d’un signal provenant du capteur de pression de consigne, une temporisation soit exécutée avant de fournir une commande électrique à l’électrovanne tout ou rien.
Selon un exemple, le système comprend en outre un capteur de pression configuré de manière à mesurer la pression délivrée à l’actionneur de la valve de freinage, et dans lequel le calculateur est configuré de manière à comparer la pression mesurée par le capteur de pression de consigne et la pression mesurée par le capteur de pression d’actionneur, et à délivrer un signal d’erreur si la différence entre la pression mesurée par le capteur de pression de consigne et la pression mesurée par le capteur de pression d’actionneur est supérieure à une valeur seuil.
En variante, le système comprend en outre un capteur de pression configuré de manière à mesurer la pression délivrée par la valve de freinage, et dans lequel le calculateur est configuré de manière à comparer la pression mesurée par le capteur de pression de consigne et la pression délivrée par la valve de freinage, et à délivrer un signal d’erreur si la différence entre la pression mesurée par le capteur de pression de consigne et la pression délivrée par la valve de freinage est supérieure à une valeur seuil.
L’électrovanne proportionnelle et l’électrovanne tout ou rien sont reliées à l’actionneur via un sélecteur de haute pression. En variante, l’actionneur est équipé de deux pistons liés respectivement à l’électrovanne proportionnelle et l’électrovanne tout ou rien.
Le présent exposé concerne également un procédé de pilotage d’une valve de freinage, dans lequel
- on applique une pression de commande,
- on pilote une électrovanne proportionnelle en fonction de ladite pression de commande, de manière à délivrer une première pression,
- on délivre une seconde pression au moyen d’une électrovanne tout ou rien (7) couplée à une commande électrique (74), ladite commande électrique (74) n’étant pas actionnée,
- on pilote un actionneur d’une valve de freinage au moyen de la pression la plus élevée entre la première pression et la seconde pression,
dans lequel on mesure la consigne de commande au moyen d’un capteur délivrant un signal, et en présence d’un signal délivré par ledit capteur, on pilote la commande électrique de l’électrovanne tout ou rien de sorte que la seconde pression délivrée par l’électrovanne tout ou rien soit nulle.
Selon un exemple, suite à la mesure de la consigne de commande par le capteur, on réalise une temporisation avant d’engager la commande électrique de l’électrovanne tout ou rien. Selon un exemple, suite à la mesure de la consigne de commande par le capteur, on réalise une temporisation avant de désengager la commande électrique de l’électrovanne proportionnelle en cas d’absence de signal délivré par le capteur
Selon un exemple, le procédé comprend en outre une étape de diagnostic, dans laquelle on compare la consigne de commande mesurée au moyen du capteur et une pression délivrée par la valve de freinage, et si l’écart entre ces deux valeurs est supérieur à une valeur seuil, on délivre un signal d’erreur.
En variante, le procédé comprend en outre une étape de diagnostic, dans laquelle on compare la consigne de commande mesurée au moyen du capteur et une pression délivrée à l’actionneur de la valve de freinage, et si l’écart entre ces deux valeurs est supérieur à une valeur seuil, on délivre un signal d’erreur.
Selon un exemple, si l’écart entre la consigne de commande mesurée au moyen du capteur et la pression délivrée par la valve de freinage ou la pression délivrée à l’actionneur de la valve de freinage est supérieur à ladite valeur seuil, on effectue une temporisation à l’issue de laquelle on compare à nouveau la différence entre la consigne de commande mesurée au moyen du capteur et la pression délivrée par la valve de freinage ou la pression délivrée à l’actionneur de la valve de freinage, et on ne délivre un signal d’erreur que si l’écart entre la consigne de commande mesurée au moyen du capteur et la pression délivrée par la valve de freinage ou la pression délivrée à l’actionneur de la valve de freinage est encore supérieure à ladite valeur seuil.
L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples non limitatifs.
La figure 1 présente un exemple de système selon un aspect de l’invention.
La figure 2 présente un autre exemple de système selon un aspect de l’invention.
La figure 3 présente un autre exemple de système selon un aspect de l’invention.
La figure 4 présente un autre exemple de système selon un aspect de l’invention.
La figure 5 présente un autre exemple de système selon un aspect de l’invention.
La figure 6 présente un autre exemple de système selon un aspect de l’invention.
Sur l’ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
La figure 1 représente schématiquement un circuit de freinage hydraulique selon un aspect de l’invention selon une première configuration correspondant à un fonctionnement que l’on qualifie de normal, c’est-à-dire dans lequel il n’y a pas de défaillance, notamment pas de défaillance électrique.
Le circuit de freinage tel que présenté comprend une source de pression 1, un circuit de commande 200 comprenant un frein principal 2, un frein piloté 3. Le frein piloté 3 peut comprendre un ou plusieurs freins d’un véhicule ou d’un attelage.
La source de pression 1 est schématisée comme étant une pompe hydraulique puisant du fluide dans un réservoir R typiquement à pression ambiante, mais peut être tout moyen adapté, notamment une ou plusieurs pompes hydrauliques, un ou plusieurs accumulateurs hydrauliques éventuellement couplés à une ou plusieurs pompes hydrauliques. Dans le présent exposé, on désignera de manière générale par la référence R un réservoir auquel différents éléments sont reliés, étant entendu qu’il peut s’agit d’un réservoir unique ou de plusieurs réservoirs distincts.
Le frein principal 2 est typiquement le frein d’un véhicule adapté pour tracter une remorque, par exemple un tracteur. Ce frein principal 2 est typiquement un frein dynamique à freinage par pression, qui exerce un effort de freinage fonction de la pression qui lui est appliquée, par exemple dans une chambre de freinage, l’effort de freinage étant d’autant plus important que la pression est importante. Comme on le verra par la suite, le frein principal 2 est un élément du circuit de commande 200, le circuit de commande 200 étant configuré de manière à délivrer une consigne de freinage. Le mode de réalisation illustré comprenant le frein principal 2 n’est donc qu’un exemple non limitatif du circuit proposé.
Le frein piloté 3 est typiquement le frein d’une remorque associée au véhicule embarquant le circuit de freinage. Le frein piloté 3 est typiquement un frein dynamique à freinage par pression, qui exerce un effort de freinage fonction de la pression qui lui est appliquée, par exemple dans une chambre de freinage, l’effort de freinage étant d’autant plus important que la pression est importante. Le frein piloté 3 peut comprendre plusieurs freins, par exemple deux freins d’une remorque agissant chacun sur des roues ou des essieux distincts.
Afin de piloter le freinage du frein principal 2, le circuit de commande 200 comprend une première valve de freinage 4 proportionnelle reliant le frein principal à la source de pression 1. Plus généralement, le circuit de commande 200 permet de délivrer une pression proportionnelle à une consigne de freinage.
La première valve de freinage peut par exemple être une valve couplée à un actionneur mécanique, un maître-cylindre, ou toute autre commande de frein connu. Plus généralement, le circuit de commande 200 est configuré pour délivrer une pression proportionnelle à une consigne de freinage. Dans l’exemple illustré, le frein principal 2 est lié à une source de pression configurée pour délivrer une pression proportionnelle à une commande.
le circuit de freinage tel que présenté comprend un circuit de pilotage 100 du frein piloté 3, configuré de manière à sélectivement piloter son engagement.
Le circuit de pilotage 100 présente un premier orifice 101 relié à la source de pression 1, un deuxième orifice 102 relié au réservoir R, un troisième orifice 103 relié à la valve de freinage proportionnelle 4 du frein principal 2, et un quatrième orifice 104 relié au frein piloté 3. La pression délivrée au troisième orifice 103 du circuit de pilotage 100 est donc pilotée via la première valve de freinage 4, et est typiquement proportionnelle ou égale à la pression délivrée par la première valve de freinage 4 au frein principal 2. Plus généralement, le troisième orifice 103 du circuit de pilotage 100 est adapté pour recevoir une pression proportionnelle à une pression appliquée au frein principal 2. Plus généralement, le troisième orifice 103 reçoit une pression proportionnelle à une consigne de freinage, pouvant être liée ou non à une consigne appliquée à un frein principal 2.
Le circuit de pilotage 100 se présente typiquement sous la forme d’un boitier, ou sous la forme de différents éléments associés et reliés via des conduites hydrauliques. On comprend que certains des orifices mentionnés peuvent être dédoublés, notamment le deuxième orifice 102 relié au réservoir R peut être dédoublé en fonction de la structure des composants utilisés, ce qui est le cas sur les figures. Selon la structure retenue pour le circuit de pilotage 100, les orifices 101, 102, 103 et 104 peuvent être formés dans un boitier du circuit de pilotage, ou être formés directement par les orifices des valves et électrovannes que l’on décrit ci-après.
Le circuit de pilotage 100 tel que représenté sur la figure 1 comprend une valve de freinage 5, une électrovanne proportionnelle 6 et une électrovanne tout ou rien 7.
La valve de freinage 5 est une valve proportionnelle pilotée par une commande hydraulique.
La valve de freinage 5 présente un fonctionnement similaire à la première valve de freinage 4, tel que décrit en référence à la figure 1, seul le pilotage de cette valve de freinage 5 étant distinct, ici une commande hydraulique au lieu de la commande mécanique 410 de la première valve de freinage 4. La valve de freinage 5 présente un premier orifice 51 relié à la source de pression 1 via le premier orifice 101 du circuit de pilotage 100, un deuxième orifice 52 relié au réservoir R via le deuxième orifice 101 du circuit de pilotage 100, et un troisième orifice 53 relié au frein piloté 3 via le quatrième orifice 104 du circuit de pilotage 104, typiquement à une chambre du frein piloté 3 telle qu’une chambre de freinage ou de défreinage. La valve de freinage 5 est pilotée par une commande hydraulique 54 à laquelle s’oppose un moyen de rappel 55 tel qu’un ressort , et présente également une ligne de repiquage 56 réalisant une fonction de boucle de retour permettant d’atteindre un point d’équilibre lorsque la pression souhaitée est délivrée au niveau du troisième orifice 53 de la valve de freinage 5 (et donc au quatrième orifice 104 du circuit de pilotage 100). La ligne de repiquage 56 est typiquement munie d’un limiteur de débit 57 ou restriction, et applique une pression égale à la pression au niveau du troisième orifice 53 sur la valve de freinage 5, en opposition à l’action de la commande hydraulique 54. De manière préférentielle, la valve de freinage 5 est typiquement configurée de manière à délivrer une pression de sortie (c’est-à-dire à son troisième orifice 53, et donc au quatrième orifice 104 du circuit de pilotage 100) amplifiée d’un rapport de sortie par rapport à la pression de pilotage appliquée par la commande hydraulique 54. A titre d’exemple, ce rapport de sortie est typiquement compris entre 4 et 9, ou encore égal à 5, de sorte que la pression au niveau du troisième orifice 53 soit égale à 5 fois la pression de pilotage appliquée à la commande hydraulique 54.
La valve de freinage 5 est par défaut (c’est à dire en l’absence de l’application d’une pression via la commande hydraulique 54) dans une configuration dans laquelle le premier orifice 51 est obturé, et le deuxième orifice 52 est relié au troisième orifice 53. L’application d’une pression par la commande hydraulique 54 va basculer la valve de freinage 5 dans une configuration dans laquelle le premier orifice 51 est relié au troisième orifice 53, et le deuxième orifice 52 est obturé, proportionnellement à la pression appliquée par la commande hydraulique 54, de sorte que la pression au niveau du troisième orifice 53 soit proportionnelle à la pression appliquée via la commande hydraulique 54. C’est cette configuration qui est représentée sur les figures.
Dans le mode de réalisation représenté, la commande hydraulique 54 comprend un sélecteur de haute pression 8 et un actionneur hydraulique 58.
Le sélecteur de haute pression 8 présente une première admission 81, une seconde admission 82 et un refoulement 83, et est configuré de manière à relier l’admission parmi la première admission 81 et la seconde admission 82 ayant la pression la plus élevée au refoulement 83.
L’électrovanne proportionnelle 6 présente un premier orifice 61 relié à la source de pression 1 via le premier orifice 101 du circuit de pilotage 100, un deuxième orifice 62 relié au réservoir R via le deuxième orifice 101 du circuit de pilotage 100, et un troisième orifice 63 relié à la première admission 81 du sélecteur de haute pression 8.
L’électrovanne proportionnelle 6 est pilotée via une commande électrique 64 à laquelle s’oppose un moyen de rappel 65. L’électrovanne proportionnelle 6 est par défaut (c’est-à-dire en l’absence d’application d’une commande via la commande électrique 64) dans une première configuration dans laquelle le premier orifice 61 est obturé, et le deuxième orifice 62 est relié au troisième orifice 63. L’application d’une commande par la commande électrique 64 va entrainer un basculement proportionnel vers une seconde configuration dans laquelle le premier orifice 61 est relié au troisième orifice 63, et le deuxième orifice 62 est obturé, de manière à ce que la pression au niveau du troisième orifice 63 soit proportionnelle à la commande appliquée.
Dans le mode de réalisation illustré, le premier orifice 61 de l’électrovanne proportionnelle 6 et le premier orifice 51 de la valve de freinage 5 sont tous deux reliés au premier orifice 101 du circuit de pilotage 100, la conduite hydraulique reliée au premier orifice 101 bifurquant ainsi à l’intérieur du circuit de pilotage 100. On comprend bien qu’un circuit de pilotage présentant un fonctionnement similaire peut être réalisé en reliant le premier orifice 61 de l’électrovanne proportionnelle 6 et le premier orifice 51 de la valve de freinage 5 chacun à la source de pression 1 via des orifices distincts du circuit de pilotage 100. L’orifice 101 est alors dédoublé, la bifurcation étant réalisée en dehors du circuit de pilotage 100.
L’électrovanne tout ou rien 7 présente un premier orifice 71 relié au troisième orifice 43 de la première valve de freinage 4, un deuxième orifice 72 relié au réservoir R via le deuxième orifice 101 du circuit de pilotage 100, et un troisième orifice 73 relié à la seconde admission 82 du sélecteur de haute pression 8.
L’électrovanne tout ou rien 7 présente deux configurations ; une première configuration dans laquelle le premier orifice 71 est relié au troisième orifice 73 et le deuxième orifice 72 est obturé, et une seconde configuration dans laquelle le premier orifice 71 est obturé et le deuxième orifice 72 est relié au troisième orifice 73. L’électrovanne tout ou rien 7 est pilotée par une commande 74 électrique, à laquelle s’oppose un moyen de rappel 75 tel qu’un ressort. Le moyen de rappel 75 maintient par défaut (c’est-à-dire en l’absence de commande appliquée par la commande 74) dans la première configuration. L’actionnement de la commande 74 permet de faire basculer l’électrovanne tout ou rien 7 depuis la première configuration vers la seconde configuration. Ce basculement est du type tout ou rien, c’est-à-dire que l’application d’une commande via la commande 74 bascule directement l’électrovanne tout ou rien 7 dans la seconde configuration, contrairement à une électrovanne proportionnelle.
Le sélecteur de haute pression 8 relie donc l’actionneur hydraulique 58 de la valve de freinage 5 à celui parmi le troisième orifice 63 de l’électrovanne proportionnelle 6 et le troisième orifice 73 de l’électrovanne tout ou rien 7 qui est à la pression la plus élevée, cette pression étant ainsi la pression appliquée par l’actionneur hydraulique 58. Plus généralement, la commande hydraulique 54 réalise ainsi un pilotage en pression de la valve de freinage 5 par la pression la plus élevée parmi la pression délivrée par l’électrovanne proportionnelle 6 et la pression délivrée par l’électrovanne tout ou rien 7.
Le circuit de pilotage 100 peut être entièrement intégré dans un véhicule tel qu’un tracteur, ou être réparti entre le véhicule et la remorque associée. A titre d’exemple, dans le cas d’un circuit de pilotage 100 réparti entre le véhicule et la remorque associée, la valve de freinage 5 peut être montée sur la remorque, tandis que les autres éléments du circuit de pilotage sont montés sur le véhicule. Dans le cas où le circuit de pilotage 100 est monté sur le véhicule, ce dernier est muni d’un raccord hydraulique correspondant au troisième orifice 53 de la valve de freinage 5, permettant ainsi de le relier à un frein piloté 3 de remorque. Le circuit de pilotage 100 peut alors par exemple prendre la forme d’un module pouvant être intégré au véhicule, ou y être monté ultérieurement en complément du système hydraulique existant.
Le circuit de pilotage 100 comprend un contrôleur tel qu’une unité de contrôle électronique ou ECU, configuré pour piloter la commande électrique 64 en fonction de la pression au niveau du troisième orifice 43 de la première valve de freinage 4 qui est égale à la pression au troisième orifice 103 du circuit de pilotage 100, et également en fonction d’un éventuel rapport de sortie appliqué par la commande hydraulique 54. Le contrôleur 130 est ainsi typiquement associé à un capteur de pression de consigne 135 configuré de manière à mesurer la pression au niveau du troisième orifice 43 de la première valve de freinage 4
On décrit à présent un mode de fonctionnement que l’on qualifie de normal en référence à la figure 1. Par mode de fonctionnement normal, on entend que les différents composants ne présentent pas de défaillance.
Dans ce mode de réalisation, la source de pression 1 est en fonctionnement, l’utilisateur actionne la commande mécanique 410 pour piloter le frein principal 2 du véhicule via la première valve de freinage 4.
La valve de freinage 5 est quant à elle pilotée de manière à commander le frein piloté 3. Comme on l’a vu précédemment, l’actionneur hydraulique 58 est relié soit au troisième orifice 63 de l’électrovanne proportionnelle 6 soit au troisième orifice 73 de l’électrovanne tout ou rien 7. L’électrovanne tout ou rien 7 est basculée dans la seconde configuration par la commande 74 actionnée électriquement, de sorte que la seconde admission 82 du sélecteur de haute pression 8 est relié au réservoir R. L’électrovanne proportionnelle 6 est quant à elle pilotée via la commande électrique 64 de manière à délivrer une pression via son troisième orifice 63 proportionnelle à une commande 64 électrique.
Ainsi, le sélecteur va relier l’actionneur hydraulique 58 au troisième orifice 63 de l’électrovanne proportionnelle 6, et ainsi permettre un freinage ou un défreinage contrôlé du frein piloté 3 via la commande électrique 64, cette dernière étant typiquement configurée de manière à appliquer une commande variable en fonction d’une consigne de freinage appliquée par le circuit de commande 200, typiquement en fonction de la commande appliquée par l’utilisateur via la commande mécanique 410 de manière à ce que le frein principal 2 et le frein piloté 3 soient synchronisés.
La commande hydraulique 54 est typiquement couplée à un réducteur de pression configuré de manière à limiter la pression appliquée à la commande hydraulique 54, typiquement interposé entre l’orifice de sortie 83 du sélecteur de haute pression 8 et la commande hydraulique 54, ou encore entre la seconde admission 82 du sélecteur de haute pression 8 et le troisième orifice 73 de l’électrovanne tout ou rien 7. Un tel réducteur de pression est typiquement taré à une pression comprise entre 20 et 30 bar, ou encore égale à 25 bar. La ligne hydraulique reliant l’orifice de sortie 83 du sélecteur de haute pression 8 et la commande hydraulique 54 peut également être munie d’un clapet anti retour taré, configuré de manière à déverser le fluide au-delà d’une valeur seuil de pression dans le réservoir R, par exemple une valeur seuil de pression comprise entre 25 et 35 bar, ou encore égale à 30 bar. Un tel réducteur de pression ou un tel clapet anti retour taré permettent ainsi de limiter la pression appliquée à la commande hydraulique 54. La figure 2 présente un mode de réalisation comprenant un réducteur de pression 91 et un clapet anti retour taré 92 tels que mentionnés. Typiquement, le réducteur de pression 91 et le clapet anti retour taré 92 sont tarés à une pression sensiblement équivalente à la pression maximale de pilotage de 54 (ici 30 bar pour une pression maximale de freinage de 150 bar avec un rapport de sortie de 5).
On représente également sur la figure 2 un exemple de variante dans laquelle la première valve de freinage 4 est reliée à une première source de pression 1A, tandis que l’électrovanne proportionnelle 6 est reliée à une seconde source de pression 1B. Dans l’exemple représenté sur la figure 1, ces deux sources de pression sont confondues. On comprend bien que le fonctionnement est identique que ces sources de pression soient distinctes, identiques, ou que le système présente une ou plusieurs sources de pression.
La figure 3 présente donc une configuration du circuit de freinage hydraulique dans laquelle les commandes électriques 64 et 74 sont désactivées, ce qui correspondant typiquement à l’état du circuit en cas de défaillance électrique. L’électrovanne proportionnelle 6 et l’électrovanne tout ou rien 7 sont alors chacune basculées dans leur première configuration, du fait de l’action de leurs moyens de rappel respectif 65 et 75.
On comprend donc que le pilotage du frein piloté 3 ne peut plus être réalisé au moyen de l’électrovanne proportionnelle. Le circuit proposé permet cependant de relier l’actionneur hydraulique 58 de la commande hydraulique 54 au troisième orifice 43 de la première valve de freinage 4 via l’électrovanne tout ou rien 7 dans sa première configuration. Le sélecteur de haute pression 8 bascule alors pour relier le troisième orifice 73 de l’électrovanne tout ou rien 7 à l’actionneur hydraulique 58, dans la mesure où le troisième orifice 63 de l’électrovanne proportionnelle 6 est relié au réservoir R.
L’actionneur hydraulique 58 est ainsi relié au troisième orifice 43 de la première valve de freinage 4, assurant ainsi une pression de commande pour la valve de freinage 5 pilotée notamment par l’utilisateur via la commande mécanique 410.
Le frein principal 2 peut nécessiter une pression supérieure à la pression de pilotage du frein piloté 3 pour son pilotage, de l’ordre du double. A titre d’exemple, un frein principal 2 de tracteur nécessite une pression de l’ordre de 60 bar, tandis qu’un frein piloté 3 de remorque nécessite une pression de l’ordre de 150 bar. Le mode de fonctionnement représenté sur la figure 2 implique donc que le frein principal 2 et le frein piloté 3 ne sont pas nécessairement synchronisés. En effet, si on considère un rapport de 2 entre la pression nécessaire pour le pilotage du frein principal 2 par rapport à la pression nécessaire pour le pilotage du frein piloté 3, on comprend que le frein piloté 3 appliquera son effort de freinage maximum alors que la commande mécanique 410 est à mi-course, et donc que le frein principal 2 n’exerce pas son effort de freinage maximum. On comprend toutefois que le mode de fonctionnement dégradé vise à permettre une utilisation limitée du véhicule et de sa remorque en cas de défaillance électrique, en vue de finir une mission déjà entamée avant d’effectuer les réparations nécessaires ou en vue d’amener l’équipement à un lieu de réparation tout en conservant une possibilité de freinage sur la remorque.
La figure 4 représente une autre variante d’un système selon la présente invention.
Cette figure est une variante du mode de réalisation représenté sur la figure 3, et représente un mode de réalisation dans lequel le frein principal 2 et le frein piloté 3 sont commandés par des fluides non miscibles, et doivent donc être reliés à des circuits hydrauliques distincts. Dans cette variante, la première source de pression 1A et la seconde source de pression 1B sont chacune reliée à des réservoirs distincts, respectivement un premier réservoir R1 et un second réservoir R2.
La première source de pression 1A est reliée au premier orifice 41 de la valve de freinage proportionnelle 4 du frein primaire 2, dont le deuxième orifice 42 est relié au premier réservoir R1. L’actionnement du frein primaire 2 est ainsi réalisé avec un premier fluide.
Le circuit de pilotage 100 est quant à lui alimenté en pression par la seconde source de pression 1B, et refoule le fluide dans le second réservoir R2, ce qui permet de définir une boucle hydraulique avec un second fluide, distinct du premier fluide.
Un tel mode de réalisation trouve notamment une application dans le cas où la valve de freinage 4, la première source de pression 1A et le premier réservoir R1 sont remplacés par un maître-cylindre, ce dernier combine alors les fonctions de source de pression, de réservoir de fluide et de pilotage de la pression délivrée au frein principal 2, et délivre une pression proportionnelle à une commande, typiquement une commande mécanique. Le fonctionnement d’un maître-cylindre est connu, et rappelé brièvement ci-après. Le maitre-cylindre comprend un piston mobile dans une chambre sous l’action d’une commande, typiquement une commande mécanique similaire à la commande mécanique 410. Cette chambre est reliée à un réservoir de fluide via des orifices qui sont obturés lorsque le déplacement du piston dépasse une valeur seuil. Une fois que les orifices liant la chambre au réservoir sont obturés, le déplacement du piston va compresser le fluide dans la chambre, de sorte que le fluide est mis sous pression et chassé hors de la chambre, ici vers le frein principal 2. La pression du fluide acheminé vers le frein principal 2 est donc pilotée par l’action de la commande appliquée sur le piston. Le fonctionnement du système demeure inchangé par rapport au fonctionnement décrit ci-après.
Une valve de pilotage 9 est alors ajoutée au circuit de pilotage 100. Cette valve de pilotage 9 est une valve proportionnelle, présentant un premier orifice 91, un deuxième orifice 92, et un troisième orifice 93. Le premier orifice 91 est relié à la seconde source de pression 1B, le deuxième orifice 92 est relié au second réservoir R2, et le troisième orifice 93 est relié au premier orifice 71 de l’électrovanne tout ou rien 7 via le troisième orifice 103 du circuit de pilotage 100. Le premier orifice 101 du circuit de pilotage 100 est relié à la seconde source de pression 1B, et le deuxième orifice 102 du circuit de pilotage 100 est relié au second réservoir R2.
La valve de pilotage 9 est pilotée par une commande hydraulique 94 à laquelle s’oppose un moyen de rappel élastique 95 tel qu’un ressort. La valve de pilotage 9 est pilotée par la commande hydraulique 94 et le moyen de rappel élastique 95 entre une première configuration dans laquelle le premier orifice 91 est obturé et le deuxième orifice 92 est relié au troisième orifice 93, et une seconde configuration dans laquelle le premier orifice 91 est relié au troisième orifice 93, et le deuxième orifice 92 est obturé. Le moyen de rappel élastique 95 tend à amener la valve de pilotage 9 dans sa première configuration, et donc à relier le troisième orifice 103 du circuit d pilotage 100 au second réservoir R2. La valve de pilotage 9 délivre donc à son troisième orifice 93 une pression proportionnelle à la commande appliquée par la commande hydraulique 94. La commande hydraulique 94 est reliée au troisième orifice 43 de la valve freinage proportionnelle 4. C’est donc la pression délivrée au frein primaire 2 qui pilote la commande hydraulique 94.
Le mode de fonctionnement demeure similaire au fonctionnement décrit précédemment, à la différence près que c’est ici la seconde source de pression 1B et non plus la première source de pression 1A qui délivre une pression via le troisième orifice 103 du circuit de pilotage 100. Cette pression est proportionnelle ou égale à la pression appliquée au frein principal 2 du fait de la valve de pilotage 9 dont la commande hydraulique 94 est reliée au troisième orifice 43 de la première valve de freinage proportionnelle 4. La pression appliquée au troisième orifice 103 est donc proportionnelle à la commande appliquée via la commande mécanique 410. On comprend ainsi qu’en calibrant la commande hydraulique 94 de sorte que la pression au troisième orifice 93 de la valve de pilotage 9 soit égale à la pression appliquée à la commande hydraulique 94, le fonctionnement est alors identique au fonctionnement décrit précédemment. Le troisième orifice 103 du circuit de pilotage 100 n’est donc plus alimenté en pression par la première source de pression 1, mais la pression qui y est appliquée reste pilotée par la valve de freinage proportionnelle 4.
La valve 94 et son moyen de rappel 95 peuvent également être dimensionnés pour moduler la pression à l’orifice 93 de manière identique à la valve 6 piloté électriquement. En cas de panne électrique le véhicule conserve le même comportement en freinage.
Un tel mode de réalisation permet donc de conserver des circuits hydrauliques disjoints pour le frein principal 2 et le frein piloté 3.
La valve de pilotage 9 peut typiquement être intégrée au circuit de pilotage 100, ou être un module auxiliaire pouvant être ajouté au circuit de pilotage 100 en fonction du véhicule sur lequel ce dernier est monté.
La figure 5 représente une autre variante d’un circuit de pilotage tel que proposé.
Dans ce mode de réalisation, l’actionneur hydraulique 58 de la commande hydraulique 54 est muni d’une valve additionnelle. L’actionneur hydraulique 58 présente ainsi deux pistons liés respectivement au troisième orifice 63 de l’électrovanne proportionnelle 6, et au troisième orifice 73 de l’électrovanne tout ou rien 7, et réalise un pilotage en pression de la valve de freinage 5 par la pression la plus élevée entre la pression au troisième orifice 63 de l’électrovanne proportionnelle 6 et la pression au troisième orifice 73 de l’électrovanne tout ou rien 7.
Dans ce mode de réalisation, l’électrovanne tout ou rien 7 a été modifiée ; le deuxième orifice 72 relié au réservoir R a été supprimé. L’électrovanne tout ou rien 7 alterne ainsi entre une première configuration dans laquelle le premier orifice 71 est relié au troisième orifice 73 de manière à permettre un passage de fluide dans les deux sens, et une seconde configuration dans laquelle le passage de fluide depuis le premier orifice 71 vers le troisième orifice 73 est impossible (la circulation en sens inverse demeurant possible). La commande hydraulique 54 est ici également reliée au réservoir R de manière à permettre une purge de fluide.
Le fonctionnement demeure alors inchangé par rapport au fonctionnement déjà décrit en référence aux figures précédentes, la fonction du sélecteur de haute pression 8 étant typiquement directement remplie par l’actionneur de la commande hydraulique 54 qui présente par exemple une valve de freinage 5 pouvant être employée pour ce mode de réalisation.
Ce type de montage est particulièrement avantageux dans le cas où les deux organes de freinages utilisent des huiles non miscibles et/ou non compatibles.
La figure 6 représente une autre variante d’un circuit de pilotage tel que proposé.
Dans le mode de réalisation représenté, le circuit de commande 200 est indépendant d’un frein principal de véhicule. Il s’agit donc ici plus généralement d’un circuit destiné à délivrer une pression proportionnelle à une consigne de commande.
Le circuit de pilotage 100 comprend ici deux valves de freinage 5a et 5b, et deux électrovannes proportionnelles 6a et 6b de manière à piloter deux freins pilotés distincts 3a et 3b. On comprend que ce mode de réalisation est uniquement illustratif, et qu’il peut être généralisé de manière à piloter de manière indépendante un nombre quelconque de freins pilotés. Les freins pilotés 3a et 3b peuvent par exemple correspondre aux freins agissant sur l’essieu avant et sur l’essieu arrière d’un véhicule, sur deux roues distinctes d’un véhicule, ou encore sur l’essieu moteur d’un véhicule et sur l’essieu d’un attelage associé au véhicule. L’un des freins auxiliaires peut également être le système de freinage principal d’un véhicule. L’électronique de contrôle permet ici de gérer des particularités des fonctions de freinages différents selon les conditions d’utilisation du véhicule et les organes de freinage associés. On peut, par exemple, réaliser un freinage différentiel droite / gauche, un pilotage d’assistance au démarrage en côte ou de blocage de frein de parking à l’aide d’un pilotage issu d’une unité de contrôle électronique du véhicule à partir de données d’entrées pouvant parvenir, à titre d’exemple non limitatifs, d’un capteur d’angle volant, d’une vitesse d’avance du véhicule, d’un inclinomètre, ou plus généralement de tout capteur permettant d’obtenir des informations relatives aux conditions de déplacement du véhicule.
Le fonctionnement demeure ici similaire au fonctionnement déjà décrit en référence à la figure 4. On précise ci-après les différences.
Le frein principal 2 a été retiré du circuit de commande 200, de sorte que le circuit de commande 200 délivre ici au circuit de pilotage 100 une pression proportionnelle à une consigne de freinage, ici appliquée par l’utilisateur au moyen de la commande mécanique 410. On comprend ici que tout autre moyen de commande peut être adapté, dès lors que la fonction de délivrer une pression proportionnelle à une commande au circuit de pilotage 100 est réalisée. Plus généralement, on comprend que le frein principal 2 est également optionnel dans les schémas représentés sur les figures 1 à 6.
Le circuit de pilotage 100 comprend deux valves de freinage 5a et 5b, et deux électrovannes proportionnelles 6a et 6b, pilotant ainsi deux freins pilotés 3a et 3b via deux orifices 104a et 104b. On définit ainsi deux sous-ensembles de pilotage dont les éléments sont repérés par des indices a ou b, chaque ensemble de pilotage comprenant une valve de freinage 5 et une électrovanne proportionnelle 6. Ces deux sous-ensembles de pilotage sont alimentés en parallèle via le premier orifice 101 du circuit de pilotage 100, et présentent chacun un fonctionnement similaire au fonctionnement déjà décrit en référence aux figures 1 à 5. On note cependant que les commandes hydrauliques 54a et 54b de chacune des valves de freinage auxiliaires 5a et 5b peuvent être tarées de manières distinctes, et que les commandes électriques 64a et 64b des électrovannes proportionnelles 6a et 6b peuvent être pilotées de manières distinctes de manière à piloter indépendamment les freins 3a et 3b.
L’électrovanne tout ou rien 7 permet ainsi réaliser un pilotage de chacun de ces sous-ensembles en cas de défaillance électrique. Dans l’exemple représenté, cette électrovanne tout ou rien 7 a été mutualisée pour les deux sous-ensembles de pilotage, ce qui est avantageux notamment en termes d’encombrement et de coût. On note cependant qu’un fonctionnement similaire peut être obtenu en ajoutant une électrovanne tout ou rien 7 pour chacun des sous-ensembles de pilotage.
Dans les différents modes de réalisation présentés, un défaut de freinage peut intervenir en cas de défaillance du capteur de pression de consigne 135. En effet, dans le cas où le système ne présente pas de défaillance électrique, mais où le capteur de pression de consigne 135 est défaillant, alors
- l’électrovanne tout ou rien 7 est alimentée et délivre donc une pression nulle à la commande hydraulique 54, et
l’électrovanne proportionnelle 6 délivre également une pression nulle, dans la mesure où son pilotage est réalisé en fonction de la pression mesurée par le capteur de pression de consigne 135.
Ainsi, dans une telle configuration, l’application d’une consigne via le circuit de commande ne va pas entrainer un pilotage de la valve de freinage 5, et il risque donc de se produire un défaut de freinage.
Afin de prévenir une telle éventualité, on configure le calculateur 130 de manière à ce que ce dernier pilote l’électrovanne tout ou rien 7, et plus précisément la commande 74 électrique de l’électrovanne tout ou rien 7 de manière à ce que cette dernière ne soit actionnée que si le capteur de pression de consigne 135 délivre une consigne, typiquement une consigne non nulle.
Ainsi, en cas de défaillance du capteur de pression de consigne 135, l’électrovanne tout ou rien 7 n’est pilotée par sa commande 74 électrique, et délivre ainsi une pression à la commande hydraulique 54 de la valve de freinage 5, de la même manière qu’en cas de panne électrique comme déjà décrit précédemment.
Selon un exemple de réalisation, le calculateur 130 peut être configuré de manière à prévoir une temporisation avant de piloter la commande 74 électrique de l’électrovanne tout ou rien 7. Plus précisément, le calculateur 130 peut être configuré de manière à ce qu’en cas de détection d’une pression de consigne par le capteur de pression de consigne 135, une temporisation soit exécuter avant de piloter la commande 74 électrique de l’électrovanne tout ou rien 7. Ainsi, l’électrovanne tout ou rien 7 va dans un premier temps être passante et délivrer une pression à la commande hydraulique 54 de la valve de freinage 5, puis l’électrovanne tout ou rien 7 va être basculée dans sa configuration non passante via sa commande 74 électrique, et le pilotage de la commande hydraulique 54 de la valve de freinage 5 sera ensuite réalisé par l’électrovanne proportionnelle 6.
L’exécution d’une telle temporisation avant de piloter l’électrovanne tout ou rien 7 permet notamment d’améliorer le temps de réponse de la valve de freinage 5 en délivrant instantanément une pression à la commande hydraulique 54 de la valve de freinage 5, qui permet ainsi une première montée en pression avant que l’électrovanne proportionnelle 6 prenne le relais et délivre ensuite une pression plus précisément calibrée.
Le système proposé peut également comprendre un capteur de pression d’actionneur 136, configuré de manière à mesurer la pression délivrée à la commande hydraulique 54, ou le cas échéant les différentes pressions délivrées à la commande hydraulique 54.
Le calculateur 130 peut alors réaliser une fonction de diagnostic, par exemple en comparant les valeurs mesurées par le capteur de pression de consigne 135 et par le capteur de pression d’actionneur 136, le cas échéant en pondérant l’une et/ou l’autre de ces valeurs par un coefficient afin de refléter le rapport souhaité entre la pression de consigne et la pression délivrée à la commande hydraulique 54 de la valve de freinage 5. Le calculateur 130 peut alors délivrer un signal d’erreur si la différence entre ces deux valeurs est supérieure à une valeur seuil prédéterminée, et par exemple envoyer une consigne d’affichage d’un signal d’erreur sur une unité d’affichage d’une machine ou d’un véhicule dans laquelle est installée la vanne de freinage 5. En variante, le calculateur 130 peut être associé à un capteur mesurant la pression délivrée par la valve de freinage 5 ; la comparaison est alors effectuée entre la pression mesurée par le capteur de pression de consigne 135 et la pression mesurée en sortie de la valve de freinage 5, c’est-à-dire la pression au niveau du quatrième orifice 104 du circuit de pilotage 100.
En variante, le calculateur 130 peut être configuré de manière à ce qu’un signal d’erreur ne soit émis que si la différence entre les deux pressions mesurées demeure supérieure à une valeur seuil pendant une durée prédéterminée. Ainsi, en cas de différence entre ces valeurs supérieure à une valeur seuil, le calculateur 130 peut alors réaliser une temporisation, et mesurer et comparer à nouveau lesdites valeurs à l’issue de cette temporisation, et ne délivrer un signal d’erreur que si la différence demeure supérieure à la valeur seuil.
De manière optionnelle, le calculateur 130 peut être configuré de manière à réaliser un test lors du démarrage du système associé à la valve de freinage 5, typiquement lors de l’allumage du véhicule ou du tracteur sur lequel la valve de freinage 5 (ou plus généralement le circuit de pilotage 100) est installée.
Le calculateur 130 est ainsi typiquement configuré de manière à délivrer une commande pour afficher une étape de test d’initialisation lors du démarrage. L’utilisateur peut alors choisir de réaliser ou non ce test d’initialisation, ou de manière alternative, la réalisation du test d’initialisation peut être un prérequis au démarrage du système. La réalisation d’un test lors du démarrage du système permet ainsi de s’assurer notamment du bon fonctionnement du capteur de pression de consigne 135 dès le démarrage, et permet alors par exemple de délivrer un signal d’erreur en cas de défaillance, comme indiqué précédemment.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims (11)

  1. Système de pilotage d’une valve de freinage (5), comprenant
    - un actionneur (58), configuré pour piloter ladite valve de freinage (5),
    - un circuit de commande (200), configuré pour délivrer une consigne de commande,
    - une électrovanne tout ou rien (7), configurée pour sélectivement relier l’actionneur (58) au circuit de commande (200), l’électrovanne tout ou rien (7) étant configurée de manière à ce qu’en l’absence de commande électrique, elle relie l’actionneur (58) au circuit de commande (200),
    - une électrovanne proportionnelle (6), configurée pour délivrer une pression à l’actionneur (58) proportionnelle à la consigne de commande,
    - un capteur de pression de consigne (135) configuré pour mesurer une pression de commande délivrée par le circuit de commande (200),
    - un calculateur (130) configuré pour piloter l’électrovanne proportionnelle (6) en fonction de la pression de commande mesurée par le capteur de pression de consigne (135),
    l’actionneur (58) étant configuré de manière à piloter la valve de freinage en fonction de la pression la plus élevée entre la pression délivrée par l’électrovanne proportionnelle (6) et la pression délivrée par l’électrovanne tout ou rien (7),
    ledit système étant caractérisé en ce que le calculateur (130) est configuré de manière à ce qu’en l’absence de signal provenant du capteur de pression de consigne (135), l’électrovanne tout ou rien (7) ne reçoive pas de commande électrique.
  2. Système selon la revendication 1, dans lequel le calculateur (130) est configuré de manière à ce qu’en présence d’un signal provenant du capteur de pression de consigne (135), une temporisation soit exécutée avant de fournir une commande électrique à l’électrovanne tout ou rien (7).
  3. Système selon l’une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre un capteur de pression configuré de manière à mesurer la pression délivrée à l’actionneur de la valve de freinage, et dans lequel le calculateur (130) est configuré de manière à comparer la pression mesurée par le capteur de pression de consigne (135) et la pression mesurée par le capteur de pression d’actionneur (136), et à délivrer un signal d’erreur si la différence entre la pression mesurée par le capteur de pression de consigne (135) et la pression mesurée par le capteur de pression d’actionneur (136) est supérieure à une valeur seuil.
  4. Système selon l’une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre un capteur de pression configuré de manière à mesurer la pression délivrée par la valve de freinage (5), et dans lequel le calculateur (130) est configuré de manière à comparer la pression mesurée par le capteur de pression de consigne (135) et la pression délivrée par la valve de freinage (5), et à délivrer un signal d’erreur si la différence entre la pression mesurée par le capteur de pression de consigne (135) et la pression délivrée par la valve de freinage (5) est supérieure à une valeur seuil.
  5. Système selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’électrovanne proportionnelle (6) et l’électrovanne tout ou rien (7) sont reliées à l’actionneur (58) via un sélecteur de haute pression (8).
  6. Système selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’actionneur hydraulique (58) comprend deux pistons liés respectivement à l’électrovanne proportionnelle (6), et à l’électrovanne tout ou rien (7).
  7. Procédé de pilotage d’une valve de freinage (5), dans lequel
    - on applique une pression de commande,
    - on pilote une électrovanne proportionnelle (6) en fonction de ladite pression de commande, de manière à délivrer une première pression,
    - on délivre une seconde pression au moyen d’une électrovanne tout ou rien (7) couplée à une commande électrique (74), ladite commande électrique (74) n’étant pas actionnée,
    - on pilote un actionneur (58) d’une valve de freinage (5) au moyen de la pression la plus élevée entre la première pression et la seconde pression,
    dans lequel on mesure la consigne de commande au moyen d’un capteur (135) délivrant un signal, et en présence d’un signal délivré par ledit capteur, on pilote la commande électrique (74) de l’électrovanne tout ou rien (7) de sorte que la seconde pression délivrée par l’électrovanne tout ou rien (7) soit nulle.
  8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel suite à la mesure de la consigne de commande par le capteur (135), on réalise une temporisation avant de désengager la commande électrique (64) de l’électrovanne proportionnelle (6) en cas d’absence de signal délivré par le capteur (135).
  9. Procédé selon l’une des revendications 7 ou 8, comprenant en outre une étape de diagnostic, dans laquelle on compare la consigne de commande mesurée au moyen du capteur et une pression délivrée par la valve de freinage (5), et si l’écart entre ces deux valeurs est supérieur à une valeur seuil, on délivre un signal d’erreur.
  10. Procédé selon l’une des revendications 7 ou 8, comprenant en outre une étape de diagnostic, dans laquelle on compare la consigne de commande mesurée au moyen du capteur et une pression délivrée à l’actionneur (58) de la valve de freinage (5), et si l’écart entre ces deux valeurs est supérieur à une valeur seuil, on délivre un signal d’erreur.
  11. Procédé selon l’une des revendications 9 ou 10, dans lequel si l’écart entre la consigne de commande mesurée au moyen du capteur (135) et la pression délivrée par la valve de freinage (5) ou la pression délivrée à l’actionneur (58) de la valve de freinage (5) est supérieur à ladite valeur seuil, on effectue une temporisation à l’issue de laquelle on compare à nouveau la différence entre la consigne de commande mesurée au moyen du capteur (135) et la pression délivrée par la valve de freinage (5) ou la pression délivrée à l’actionneur (58) de la valve de freinage (5), et on ne délivre un signal d’erreur que si l’écart entre la consigne de commande mesurée au moyen du capteur (135) et la pression délivrée par la valve de freinage (5) ou la pression délivrée à l’actionneur (58) de la valve de freinage (5) est encore supérieure à ladite valeur seuil.
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