FR3124467A1 - CONTROL DEVICE FOR AN ELECTRO-MECHANICAL BRAKE OPERATING AS AN EMERGENCY BRAKE - Google Patents
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Abstract
Des commandes (38, 41) de commande de mouvement d’un actionneur de frein électro-mécanique, fonctionnant en frein de secours durant la conduite du véhicule, sont fournies pour alternativement serrer et resserrer le frein en fonction d’une différence de vitesse (Δω) entre la roue qu’équipe le frein et une autre roue. Les commandes de relâchement (38) sont interrompues dès que la valeur d’intensité (I) du courant électrique entraînant l’actionneur se stabilise, afin d’éviter des courses à vide de l’actionneur et de permettre des resserrages rapides ensuite. Figure pour l’abrégé : Figure 5.Controls (38, 41) for controlling the movement of an electro-mechanical brake actuator, operating as an emergency brake during vehicle driving, are provided to alternately apply and reapply the brake according to a difference in speed ( Δω) between the wheel equipped with the brake and another wheel. The release commands (38) are interrupted as soon as the intensity value (I) of the electric current driving the actuator stabilizes, in order to avoid idle strokes of the actuator and to allow rapid re-tightening afterwards. Figure for abstract: Figure 5.
Description
L’invention se rapporte à un dispositif de commande d’un frein électro-mécanique fonctionnant en frein de secours.The invention relates to a device for controlling an electro-mechanical brake operating as an emergency brake.
Certains véhicules automobiles sont munis, outre de freins de service principaux commandés directement par un conducteur voulant ralentir, de freins utilisés comme freins de secours, supplétifs des précédents et commandés automatiquement dans certaines conditions de conduite du véhicule quand les freins principaux sont actionnés. De tels freins de secours peuvent être, d’après des réalisations importantes déjà existantes, des freins électro-mécaniques équipant les roues non motrices et utilisés à titre principal comme freins de stationnement. L’invention pourrait être appliquée néanmoins à d’autres configurations de freinage.Some motor vehicles are equipped, in addition to main service brakes controlled directly by a driver wishing to slow down, with brakes used as emergency brakes, supplementary to the previous ones and automatically controlled under certain driving conditions of the vehicle when the main brakes are activated. Such emergency brakes can be, according to significant existing achievements, electro-mechanical brakes fitted to the non-driving wheels and used primarily as parking brakes. The invention could nevertheless be applied to other braking configurations.
Un problème qui apparaît avec ces freins de secours est relatif à des blocages possibles des roues qu’ils équipent. Il est normal d’interrompre le freinage de ces roues si un blocage est constaté, et de le reprendre seulement quand le blocage cesse. Un procédé habituel est de comparer la vitesse de la roue concernée avec la vitesse de la roue de l’autre essieu, en général donc la roue motrice, du même côté du véhicule ; le blocage de la roue est supposé présent si la différence des vitesses dépasse un seuil déterminé. Mais on constate que la reprise du freinage de secours n’est pas immédiate avec les stratégies existantes de commande des freins de secours, quand le blocage a cessé. Le freinage d’ensemble du véhicule est donc dégradé.A problem that appears with these emergency brakes relates to possible locking of the wheels fitted to them. It is normal to interrupt the braking of these wheels if a lock is noticed, and to resume it only when the lock stops. A usual procedure is to compare the speed of the wheel concerned with the speed of the wheel of the other axle, generally therefore the driving wheel, on the same side of the vehicle; wheel locking is assumed to be present if the speed difference exceeds a determined threshold. However, it is observed that the resumption of emergency braking is not immediate with the existing emergency brake control strategies, when the locking has ceased. The overall braking of the vehicle is therefore degraded.
Cet inconvénient est aggravé par l’impossibilité de déterminer sans équivoque l’apparition d’un blocage. Le procédé de comparaison des vitesses des roues est souvent en défaut dans des conditions de route glissante (mouillée, gelée ou boueuse) par exemple, car la roue motrice peut s’emballer alors que la roue équipée du frein de secours tourne normalement. La détection incorrecte de blocage qui est alors faite peut subsister un long moment avant que la roue emballée ne reprenne l’adhérence au sol ; et la reprise du freinage de secours se révèle encore plus lente.This disadvantage is aggravated by the impossibility of unequivocally determining the occurrence of a blockage. The wheel speed comparison process is often faulty in slippery road conditions (wet, icy or muddy) for example, because the drive wheel can race while the wheel equipped with the emergency brake turns normally. The incorrect blockage detection that is then made may persist for a long time before the wheel is racing and regains grip on the ground; and the resumption of emergency braking is even slower.
L’objet de l’invention est de permettre une reprise rapide du serrage de freins électro-mécaniques utilisés en freins de secours pendant la conduite du véhicule, dès que la détection, éventuellement incorrecte, d’un blocage de la roue qu’équipe le frein de secours a cessé.The object of the invention is to allow rapid resumption of the application of electro-mechanical brakes used as emergency brakes while driving the vehicle, as soon as the detection, possibly incorrect, of a locking of the wheel fitted to the emergency brake ceased.
L’invention s’applique principalement, mais pas exclusivement, aux systèmes de freinage dont le freinage de service est assuré hydrauliquement alors que le freinage de stationnement et de secours est assuré par le moteur électrique.The invention applies mainly, but not exclusively, to braking systems in which the service braking is provided hydraulically while the parking and emergency braking is provided by the electric motor.
Sous une forme générale, l’invention est relative à un dispositif de freinage pour un véhicule comprenant une première roue et une deuxième roue, le dispositif comprenant :In a general form, the invention relates to a braking device for a vehicle comprising a first wheel and a second wheel, the device comprising:
- un premier frein associé à la première roue et qui est un frein principal commandé directement par le conducteur du véhicule,- a first brake associated with the first wheel and which is a main brake controlled directly by the driver of the vehicle,
- un deuxième frein associé à la deuxième roue et qui est un frein supplétif,- a second brake associated with the second wheel and which is an additional brake,
- un actionneur du deuxième frein,- a second brake actuator,
- un moteur électrique déplaçant l’actionneur dans un sens de freinage du deuxième frein, et dans un sens de relâchement du deuxième frein, opposé au sens de freinage,- an electric motor moving the actuator in a direction of braking of the second brake, and in a direction of release of the second brake, opposite to the direction of braking,
- une unité de contrôle moteur du moteur électrique, comprenant :- a motor control unit of the electric motor, comprising:
- un module de fourniture de commandes de freinage et de relâchement au moteur électrique pour déplacer l’actionneur soit dans le sens de freinage soit dans le sens de relâchement du deuxième frein,- a module for supplying brake and release commands to the electric motor to move the actuator either in the direction of braking or in the direction of release of the second brake,
- un module de mesure de vitesses de la première roue et de la deuxième roue, et de comparaison desdites vitesses des roues,- a module for measuring the speeds of the first wheel and of the second wheel, and for comparing said speeds of the wheels,
- un module de décision reliant le module de mesure de vitesses de rotation au module de fourniture de commandes et conçu pour ordonner à celui-ci de fournir les commandes au moteur électrique en fonction des comparaisons des vitesses des roues,- a decision module connecting the rotation speed measurement module to the command supply module and designed to order the latter to supply the commands to the electric motor according to the wheel speed comparisons,
caractérisé en ce que l’unité de contrôle moteur comprend un module de mesure d’intensité de courant électrique fourni au moteur électrique pendant les ordres de commande ; et en ce que le module de décision est conçu pour arrêter les ordres de commande de relâchement du deuxième frein en fonction d’un critère de niveau ou de variation de niveau de ladite intensité.characterized in that the motor control unit comprises an electric current intensity measurement module supplied to the electric motor during the control commands; and in that the decision module is designed to stop the commands for releasing the second brake according to a criterion of level or level variation of said intensity.
Les commandes de relâchement se prolongent en effet, d’après les stratégies existantes, tant que la différence des vitesses des deux roues est supérieure à un second seuil, beaucoup plus bas que le précédent, c’est-à-dire jusqu’à ce que les vitesses des deux roues soient redevenues presque identiques. L’invention repose sur la constatation qu’il n’est en réalité pas utile de prolonger les commandes de relâchement au-delà de la durée nécessaire à desserrer effectivement le frein de secours et que des prolongations des commandes de desserrage n’ont plus d’effet d’antiblocage ensuite, mais produisent seulement des courses à vide de l’actionneur qui empêchent de reprendre immédiatement le freinage supplétif ensuite. On espère donc diminuer la durée de freinages dégradés par des commandes d’antiblocage sur le frein de secours quand ces freinages dégradés ne sont plus utiles.The release commands are in fact prolonged, according to the existing strategies, as long as the difference in the speeds of the two wheels is greater than a second threshold, much lower than the previous one, that is to say until that the speeds of the two wheels have again become almost identical. The invention is based on the observation that it is in fact not useful to prolong the release commands beyond the time necessary to effectively release the emergency brake and that extensions of the release commands no longer have any effect. anti-lock effect then, but only produce idle strokes of the actuator which prevent immediate resumption of additional braking afterwards. We therefore hope to reduce the duration of degraded braking by anti-lock controls on the emergency brake when these degraded braking operations are no longer useful.
Sous un autre aspect, l’invention concerne aussi l’unité de contrôle moteur de frein électro-mécanique de véhicule conforme à ce qui précède, donc comprenant :In another aspect, the invention also relates to the electro-mechanical vehicle brake motor control unit in accordance with the foregoing, therefore comprising:
- un module de fourniture de commandes de freinage et de relâchement à un moteur électrique de déplacement d’un actionneur du frein soit dans un sens de freinage soit dans un sens de relâchement du frein,- a module for supplying braking and release commands to an electric motor for moving a brake actuator either in a braking direction or in a brake release direction,
- un module de mesure de vitesses d’une première roue et d’une deuxième roue du véhicule, et de comparaison desdites vitesses des roues,- a module for measuring the speeds of a first wheel and a second wheel of the vehicle, and for comparing said speeds of the wheels,
- un module de décision reliant le module de mesure de vitesses de rotation au module de fourniture de commandes et conçu pour ordonner à celui-ci de fournir les commandes au moteur électrique en fonction des comparaisons des vitesses des roues,- a decision module connecting the rotation speed measurement module to the command supply module and designed to order the latter to supply the commands to the electric motor according to the wheel speed comparisons,
caractérisée en ce qu’elle comprend un module de mesure d’intensité de courant électrique fourni au moteur électrique pendant les commandes ; et en ce que le module de décision est conçu pour arrêter les commandes de relâchement du frein en fonction d’un critère de niveau ou de variation de niveau de ladite intensité.characterized in that it comprises a module for measuring the intensity of electric current supplied to the electric motor during commands; and in that the decision module is designed to stop the brake release commands according to a criterion of level or level variation of said intensity.
Dans une réalisation importante de l’invention, le critère correspond à une diminution d’une dérivée temporelle de ladite intensité au-dessous d’un seuil déterminé.In an important embodiment of the invention, the criterion corresponds to a decrease in a time derivative of said intensity below a determined threshold.
La stabilisation de l’intensité de la commande de l’actionneur du frein de secours correspond en réalité au commencement d’une course à vide de l’actionneur, qu’il est donc utile d’interrompre.Stabilization of the intensity of the emergency brake actuator command actually corresponds to the start of an idle stroke of the actuator, which it is therefore useful to interrupt.
De manière analogue, le critère correspond à une diminution d’une valeur de ladite intensité au-dessous d’un seuil déterminé. Ce critère est peu différent du précédent en pratique, car il a des effets proches sur la commande.Similarly, the criterion corresponds to a decrease in a value of said intensity below a determined threshold. This criterion is little different from the previous one in practice, because it has similar effects on the control.
Le frein de secours peut être, comme on l’a déjà mentionné, un frein de stationnement.The emergency brake can be, as already mentioned, a parking brake.
Selon d’autres caractéristiques optionnelles : le module de décision est conçu pour arrêter les commandes de freinage quand un premier seuil de différence des vitesses des roues est atteint ; ou le module de décision est conçu pour commencer les commandes de relâchement quand un second seuil de différence des vitesses des roues est atteint.According to other optional features: the decision module is designed to stop the braking commands when a first wheel speed difference threshold is reached; or the decision module is arranged to initiate release commands when a second wheel speed difference threshold is reached.
Un autre aspect de l’invention est un véhicule comprenant un tel dispositif de freinage ; où par exemple la première roue est une roue avant, et la deuxième roue est une roue arrière.Another aspect of the invention is a vehicle comprising such a braking device; where for example the first wheel is a front wheel, and the second wheel is a rear wheel.
Un autre aspect encore de l’invention est un procédé de freinage d’un véhicule automobile comprenant une première roue, une deuxième roue, un frein principal commandé par un conducteur du véhicule et un deuxième frein qui est un frein électro-mécanique commandé par une unité de contrôle moteur comme frein de secours, le procédé comprenant des délivrances de commandes de serrage ou de relâchement du deuxième frein en fonction d’un freinage par le frein principal et de comparaisons continuelles de vitesses de la première roue et de la deuxième roue, caractérisé en ce qu’il comprend des mesures continuelles de valeurs d’intensité d’un courant électrique fourni au moteur électrique, et d’interruption des commandes de relâchement dès que ladite intensité se stabilise durant les commandes de relâchement.Yet another aspect of the invention is a method of braking a motor vehicle comprising a first wheel, a second wheel, a main brake controlled by a driver of the vehicle and a second brake which is an electro-mechanical brake controlled by a engine control unit as an emergency brake, the method comprising issuing commands to apply or release the second brake as a function of braking by the main brake and continuous comparisons of speeds of the first wheel and of the second wheel, characterized in that it comprises continuous measurements of intensity values of an electric current supplied to the electric motor, and of interruption of the release commands as soon as said intensity stabilizes during the release commands.
L’invention sera maintenant décrite dans ses différents aspects, caractéristiques et avantages, au moyen des figures suivantes, annexées à titre purement illustratif, qui en représentent une réalisation préférée :The invention will now be described in its various aspects, characteristics and advantages, by means of the following figures, annexed for purely illustrative purposes, which represent a preferred embodiment thereof:
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- et la
La
La
L’invention pourrait être appliquée à d’autres véhicules et d’autres freins que ceux-ci.The invention could be applied to other vehicles and other brakes than these.
La
Un processus de freinage typique des stratégies existantes est illustré par la
Le diagramme supérieur 26 montre que les commandes 27 et 29 de serrage s’expriment successivement par un pic de démarrage 31 d’intensité élevée, qui correspond à des rattrapages de jeu dans les mécanismes, puis une portion plate 32 de faible intensité qui correspond à une course à vide de l’actionneur 8 avant que le disque ne soit serré, et enfin une portion en croissance 33 qui correspond à un serrage progressif, de plus en plus fort, du disque. L’intensité I du courant électrique qui alimente le moteur électrique 18 est en effet corrélée, voire proportionnelle, à la force de serrage du frein 7 appliquée par la vis 15 ; sa valeur n’est pas commandée, mais elle est mesurée par le module 20. Et les commandes de relâchement telles que 28 s’expriment successivement par un pic de démarrage 31 qui correspond encore à un rattrapage de jeux, une portion en décroissance 34 qui correspond à un relâchement progressif du disque, et une portion plate 35 de faible intensité qui correspond encore à une course à vide de l’actionneur 8, cette fois dans le sens de desserrage. Les commandes de serrage telles que 27 et 29, et les commandes de relâchement telles que 28, ont donc des durées totales qui varient en fonction des franchissements des seuils Δ1et Δ2, et que leurs différences du durée se reportent surtout sur les durées respectives des portions plates 32 et 35.The upper diagram 26 shows that the tightening commands 27 and 29 are expressed successively by a start-up peak 31 of high intensity, which corresponds to backlash in the mechanisms, then a flat portion 32 of low intensity which corresponds to an empty stroke of the actuator 8 before the disk is tightened, and finally a growing portion 33 which corresponds to a progressive tightening, increasingly strong, of the disk. The intensity I of the electric current which supplies the electric motor 18 is indeed correlated, even proportional, to the clamping force of the brake 7 applied by the screw 15; its value is not controlled, but it is measured by the module 20. And the release commands such as 28 are expressed successively by a starting peak 31 which again corresponds to a catch-up game, a decreasing portion 34 which corresponds to a gradual release of the disk, and a flat portion 35 of low intensity which again corresponds to an idle stroke of the actuator 8, this time in the direction of release. The tightening commands such as 27 and 29, and the releasing commands such as 28, therefore have total durations which vary according to the crossings of the thresholds Δ 1 and Δ 2 , and that their differences in duration relate above all to the durations respective flat portions 32 and 35.
Or l’invention repose sur la constatation que la portion plate 35 des commandes de relâchement, correspondant aux courses à vide de relâchement, est inutile et devient même nuisible quand le frein 7 doit être resserré. L’invention est exposée à l’aide de la
Examinons l’effet possible de ce raccourcissement de durée sur la suite du freinage. Comme la course à vide de la commande de relâchement 28 ou 38 s’effectue alors que le frein 7 est déjà desserré, le diagramme inférieur 37 de la différence Δω des vitesses reste inchangé jusqu’à ce qu’une nouvelle commande de serrage puisse être commandée à l’instant t5identique à celui de la
La reprise presque immédiate du serrage explique que le diagramme inférieur 37 présente, après l’instant t5(à la portion 44), une décroissance au-dessous du seuil inférieur Δ1qui est moins marquée qu’à la
L’invention est particulièrement bénéfique dans certaines situations particulières illustrées par la
Et dans certaines circonstances favorables, représentées par la
NomenclatureNomenclature
1 Automobile1 Automotive
2 Roues avant2 front wheels
3 Essieu avant3 Front axle
4 Roues arrière4 rear wheels
5 Essieu arrière5 Rear axle
6 Frein principal6 Main brake
7 Frein de secours7 Emergency brake
8 Actionneur8 Actuator
9 Unité de contrôle moteur9 Engine control unit
10 Capteurs10 Sensors
11 Étrier11 Caliper
12 Boîtier12 Housing
13 Cavité hydraulique13 Hydraulic cavity
14 Piston14 Plunger
15 Vis15 Screws
16 Écrou16 Nut
17 Système vis-écrou17 Screw-nut system
18 Moteur électrique18 Electric motor
19 Module de fourniture de commandes19 Order Delivery Module
20 Module de mesure d’intensité de courant20 Current intensity measurement module
21, 22 Capteurs de vitesse de rotation de roues21, 22 Wheel speed sensors
23 Module de décision23 Decision Module
25 Module de mesure de vitesses25 Speed measurement module
26 Diagramme d’intensité26 Intensity Diagram
27, 28, 29 Commandes de courant électrique27, 28, 29 Electrical power controls
30 Diagramme de différence de vitesses30 Speed difference diagram
31 Pic de démarrage31 Boot Peak
32 Portion plate32 Flat Portion
33 Portion en croissance33 Growing Portion
34 Portion en décroissance34 Decreasing portion
35 Portion plate35 Flat Portion
36 Diagramme d’intensité36 Intensity Diagram
37 Diagramme de différence de vitesses37 Speed difference diagram
38 Commande de relâchement38 Release command
39 Portion en décroissance39 Decreasing portion
41 Commande de serrage41 Tightening control
42 Pic de démarrage42 Boot Peak
43 Portion en croissance43 Growing Portion
49 Commande de relâchement.49 Release command.
50 Portion plate50 Flat Portion
51 Portion stable de différence de vitesses51 Stable portion of speed difference
60 Motoréducteur60 Gearmotor
61 Bride61 Bridle
62 Bride62 Bridle
I Intensité du courant électriqueI Electric current intensity
dI/dt Dérivée temporelle de l’intensitédI/dt Time derivative of the intensity
t Tempst Time
t1à t7Instants de détection de seuilst 1 to t 7 Threshold detection instants
Δ1Seuil inférieur de différence de vitessesΔ 1 Lower speed difference threshold
Δ2Seuil supérieur de différence de vitessesΔ 2 Upper speed difference threshold
Δω Différence de vitessesΔω Speed difference
Claims (10)
- un module de fourniture de commandes (19) de freinage et de relâchement à un moteur électrique (18) de déplacement d’un actionneur (8) du frein (7) soit dans un sens de freinage soit dans un sens de relâchement du frein (7),
- un module de mesure de vitesses (25) d’une première roue et d’une deuxième roue du véhicule, et de comparaison desdites vitesses des roues,
- un module de décision (23) reliant le module de mesure de vitesses de rotation au module de fourniture de commandes (19) et conçu pour ordonner à celui-ci de fournir des commande au moteur électrique en fonction des comparaisons des vitesses des roues,
caractérisée en ce qu’elle comprend un module de mesure d’intensité (20) de courant électrique (I) fourni au moteur électrique pendant les commandes ; et en ce que le module de décision est conçu pour arrêter les commandes de relâchement du frein en fonction d’un critère de niveau ou de variation de niveau de ladite intensité.Motor control unit (9) of an electro-mechanical brake (7) of a vehicle (1), comprising:
- a module for supplying brake and release commands (19) to an electric motor (18) for moving an actuator (8) of the brake (7) either in a braking direction or in a brake release direction (7),
- a speed measurement module (25) of a first wheel and a second wheel of the vehicle, and comparison of said wheel speeds,
- a decision module (23) connecting the rotation speed measurement module to the command supply module (19) and designed to order the latter to supply commands to the electric motor according to wheel speed comparisons,
characterized in that it comprises an intensity measurement module (20) of electric current (I) supplied to the electric motor during commands; and in that the decision module is designed to stop the brake release commands according to a criterion of level or level variation of said intensity.
- un premier frein (6) associé à la première roue et qui est un frein principal commandé directement par le conducteur du véhicule,
- un deuxième frein (7) associé à la deuxième roue et qui est un frein supplétif,
- un actionneur (8) du deuxième frein,
- un moteur électrique (18) déplaçant l’actionneur dans un sens de freinage du deuxième frein, et dans un sens de relâchement du deuxième frein, opposé au sens de freinage,
-caractérisé par une unité de contrôle moteur (9) du moteur électrique selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.Braking device for a vehicle (1) comprising a first wheel (2) and a second wheel (4), the device comprising:
- a first brake (6) associated with the first wheel and which is a main brake controlled directly by the driver of the vehicle,
- a second brake (7) associated with the second wheel and which is an auxiliary brake,
- an actuator (8) of the second brake,
- an electric motor (18) moving the actuator in a direction of braking of the second brake, and in a direction of release of the second brake, opposite to the direction of braking,
-characterized by a motor control unit (9) of the electric motor according to any one of claims 1 to 6.
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