WO2023118738A1 - Dispositif d'ajustement d'effort de serrage pour un frein electromecanique - Google Patents

Dispositif d'ajustement d'effort de serrage pour un frein electromecanique Download PDF

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WO2023118738A1
WO2023118738A1 PCT/FR2022/052449 FR2022052449W WO2023118738A1 WO 2023118738 A1 WO2023118738 A1 WO 2023118738A1 FR 2022052449 W FR2022052449 W FR 2022052449W WO 2023118738 A1 WO2023118738 A1 WO 2023118738A1
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WO
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brake
control unit
electromechanical
component
brake device
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/052449
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English (en)
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Julien SASSO
Maxime DEMANDRE
Weiqiao WANG
Alex Patrao Carqueijo
Original Assignee
Hitachi Astemo France
Hitachi Astemo Heilbronn Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
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    • B60T7/08—Brake-action initiating means for personal initiation hand actuated
    • B60T7/085—Brake-action initiating means for personal initiation hand actuated by electrical means, e.g. travel, force sensors

Definitions

  • the invention relates to a clamping force adjustment device for an electromechanical brake.
  • Many vehicles include electromechanical brakes for at least some of their wheels. Such brakes can be used as parking brakes, but also as service brakes during movement of the vehicle and as emergency brakes in special circumstances. When they are used as a service brake, the braking that they impose depends on the pressure on the brake pedal by the driver and the hydraulic pressure that he then applies.
  • an engine control unit automatically applies brake application strategies, predefined according to various parameters of the state or driving of the vehicle, by imposing application movements to a brake actuator, by starting an electric motor.
  • An object of the invention is therefore to avoid excessive application of electromechanical brakes by blindly applying a strategy independent of a hydraulic pressure already present in the brake.
  • Another object of the invention is to estimate and to put in relation of calculation the two components of hydraulic and mechanical force which take part together in the application of the brake, although they depend on physical phenomena and on heterogeneous mechanisms, and are obtained from measurements and calibrations which may be imprecise, in order to obtain despite this the result, mentioned above, of an almost invariable final tightening force, with satisfactory precision.
  • Yet another object of the invention is to ensure the maintenance of a sufficient clamping force, even in circumstances where the hydraulic pressure will not be maintained, due to a relaxation of the support of the brake pedal. by the driver.
  • the invention relates to a motor control unit intended to control an electric actuator motor of an electromechanical vehicle brake, comprising:
  • a decision module designed to control the command supply module according to predefined strategies, the strategies comprising, for the tightening commands, stopping the tightening at a target tightening force applied by the brake, the stopping being decided by the decision module according to the measurements of the values of the electric current according to the measurement of the hydraulic pressure.
  • the mechanical component of the mechanical clamping force applied by the brake is correlated to the value of the current necessary for the electric motor moving the brake actuator, and the clamping is stopped when the sum of the mechanical component and the hydraulic tightening component, estimated thanks to the pressure measurement, reaches a target value defined by the strategy.
  • the invention relates to an electromechanical brake device for a vehicle, comprising said brake, which is associated with a wheel of the vehicle, an actuator of the brake, said electric motor of the actuator, and the preceding electric motor motor control unit.
  • the decision module is designed to estimate a total clamping force applied to the brake by adding a first component depending on the values of the electric current and a second component depending on an estimate of the hydraulic pressure;
  • the hydraulic pressure measurement is made at a master cylinder of the vehicle
  • the estimate of the estimated hydraulic pressure is equal to the measurement of the hydraulic pressure reduced by a fixed value
  • the second component is proportional to the estimate of the hydraulic pressure, by applying a reduction coefficient to said estimate of the hydraulic pressure;
  • the decision module is designed to estimate the second component, then estimate a value of the first force component for which the tightening force will be equal to the target tightening force, and stop the command providing module when a threshold of the electric current, estimated as corresponding to said value of the first force component, is measured.
  • Another object of the invention is a vehicle provided with an electromechanical brake device according to the above.
  • FIG. 1 schematically shows a motor vehicle
  • FIG. 2 illustrates a brake comprising an exploded parking device
  • FIG. 8 is a diagram of a hydraulic brake circuit.
  • FIG. 1 represents an automobile 1 equipped with two driving and steering front wheels 2 on a front axle 3, and two non-driving and non-steering rear wheels 4 on a rear axle 5.
  • Each of the front wheels 2 is here equipped with a service brake 6 actuated directly by the driver by pressing a brake pedal
  • each of the rear wheels 4 is equipped with a brake 7 described below in detail, and which is associated with an actuator 8 able to make it work in parking and emergency brake.
  • the actuators 8 of the two brakes 7 are controlled by the same engine control unit 9 according to various information relating to certain parameters of the vehicle 1 and its driving state.
  • the engine control unit 9 is active when emergency braking becomes necessary or parking is requested.
  • the brakes 7 are also actuated by the driver at the same time as the brakes 6 at the front.
  • FIG. 2 schematically illustrates a known and non-limiting embodiment of the brake 7, according to an exploded view.
  • the brake 7 comprises a caliper 11 joined to a casing 12 of cylindrical shape. It also includes a gearmotor 60, one flange 61 of which is joined to a flange 62 on the rear face of the casing 12 by screws (not shown here).
  • the geared motor 60 contains an electric motor 18 and gears for reducing the rotational speed of said electric motor 18.
  • the housing 12 comprises a hydraulic cavity 13 called a cylinder, open towards the front (on the right in FIG. 2) and in which slides a piston 14 carrying a movable pad (not shown).
  • Braking is carried out by causing the piston 14 to slide forwards, to bring the movable pad closer to a fixed pad located at the front end of the caliper 11 and grip a disc of the rear wheel 4 between these pads.
  • This movement of the piston 14 is obtained, when the brake 7 works as a service brake, by the application of hydraulic pressure in the hydraulic cavity 13 while driving the vehicle: this pressure is exerted on the rear face of the piston 41 and pushes him forward.
  • brake 7 is controlled as a parking brake or an emergency brake
  • the braking is carried out by the use of the electric motor 18 according to strategies imposed by the motor control unit 9.
  • the electric motor 18 sets in motion the gears of the geared motor 60, which causes a screw 15 which extends in the hydraulic cavity 13.
  • the screw 15 engages with a nut 16 on which a rear face of the piston 14 is then in abutment.
  • the rotations of the screw 15 are converted into translations of the nut 16 and of the piston 14, which moves according to the duration of actuation of the electric motor 18.
  • the actuator 8 considered here comprises in particular the geared motor 60 and therefore its electric motor 18, and the system 17 made up of screw 15 and nut 16.
  • the invention could be applied to other vehicles and other brakes than these.
  • Figure 3 illustrates the motor control unit 9 in more detail: it comprises: a command supply module 19 which supplies commands to the electric motor 18 according to the predefined strategies, being connected to a battery or another source of energy present in the vehicle 1; a current measurement module 20 which measures the intensity of the current in the electric circuit on which the electric motor 18 and said energy source are installed; a pressure measurement module 21 which measures hydraulic pressure in the braking system; and a decision module 23 which connects the command supply modules 19 and measurement modules 20 and 21, and which uses the output signal of the measurement modules 20 and 21 to adjust the duration of the commands.
  • a command supply module 19 which supplies commands to the electric motor 18 according to the predefined strategies, being connected to a battery or another source of energy present in the vehicle 1
  • a current measurement module 20 which measures the intensity of the current in the electric circuit on which the electric motor 18 and said energy source are installed
  • a pressure measurement module 21 which measures hydraulic pressure in the braking system
  • a decision module 23 which connects the command supply modules 19 and measurement modules 20 and 21, and which uses the output
  • FIG. 4 It illustrates a diagram 30 of the electric current I applied to the electric motor 18, and a diagram 31 corresponding to the clamping force F of the brake 7 during the known strategy, as a function of time t, and in the absence of hydraulic pressure in the brake 7.
  • the current diagram 30 comprises three successive portions: a starting peak 32, a flat portion 33, and an increasing portion 34.
  • the starting peak portion 32 begins from the instant ti of application of the strategy, has a short duration and a high value; it corresponds to the starting of the motor and does not produce tightening.
  • the flat portion 33 corresponds to an empty stroke of the piston 14 before the tightening actually begins and is carried out at a nearly constant and low value of the current I from a time t?.
  • the increasing portion 34 begins at a time ts and has a roughly uniform slope with time. It corresponds to a gradual increase in the clamping force F, or its mechanical component.
  • the force diagram 31 comprises a portion of zero (or negligible) force 35, then a portion of increasing force 36 starting at a time t4 simultaneous or almost simultaneous with time t3.
  • the growth of the clamping force F has an almost invariable slope in this growth part 36, so that the clamping force can, at least approximately, be correlated to the value of the current I by a proportionality relationship .
  • the tightening strategy is stopped when an intensity threshold li of the current I, correlated to a target force F Tar of the tightening, is reached.
  • the clamping force F varies very little thereafter.
  • the current diagram, now 40 still has a starting peak portion 42, a flat portion 43 and a growing portion 44, similar to the previous ones, except that the durations of the flat portion 43 and of the growing portion 44 may be different.
  • the increasing portion 44 is interrupted at the intensity threshold 11, identical to the previous one, of the current I.
  • a first step is a decision (E50) to apply the tightening strategy, and the motor is started (E51).
  • the measurements of the electric current (E57) are taken immediately after tightening has been decided, and they are compared (E58) with the final value determined in step E56.
  • the strategy is continued as long as the values of the repetitive current measurements remain below the modified threshold I2, and interrupted when the current measurement values reach this threshold.
  • the motor is then stopped (E59).
  • FIG. 7 shows that the current diagram 40 is replaced by a current diagram 63 which differs in that the increasing portion, now 64, is shorter by stopping at the modified threshold I2, lower than li, calculated in step E55.
  • the corresponding force diagram 65 likewise comprises an increasing portion, now 66, shorter and which stops near the target force Fyar (unchanged with respect to the known strategy), since the mechanical component of the clamping force , for wheel parking braking, has been reduced by a value corresponding as far as possible to the existing hydraulic component.
  • This hydraulic component FHyd is maintained for a flat portion 67, corresponding to the flat portion 45, of the force diagram 61.
  • FIG. 8 represents a hydraulic braking circuit, comprising a master cylinder 70, a pressure amplifier, a pump or any other source of pressurized brake fluid, in communication by a network 71 of pipes with the cylinders 13a to 13d of the brakes 6 and 7, electromechanical or not, fitted to the wheels 2 and 4 of the vehicle 1. It is preferred that the existing hydraulic pressure be measured at the master cylinder 70 rather than at the cylinders 13a to 13d, because it can be estimated with greater precision. big.
  • a correction of the measured value P me s is applied to take into account the uncertainties of the measurements. It can be, for conventional braking systems where the hydraulic pressure can reach approximately 150 bars (15 MPa), from 7 to 15 bars (0.7 to 1.5 MPa), and for example 10 bars (1 MPa).
  • the measured value Pmes is reduced by this value, in order to not to overestimate the hydraulic component of the tightening force and to guarantee sufficient final tightening.
  • This correction value is denoted P CO rr.
  • a reduction coefficient K CO rr of between 15 and 30% (between 0.15 and 0.30 in the formula below), and for example around 20%, can be applied.
  • F ⁇ arNew F ⁇ ar Fhyd
  • the value of the modified threshold l 2 at which the strategy is stopped can be obtained by a formula such as:
  • I? I l . ( F ⁇ arNew / F ⁇ ar ), possibly adjusted according to the characteristics, obtained empirically, of the behavior of the brake 7 and the actuator 8.
  • the invention can be implemented in different ways: the correction or reassessment calculations of the hydraulic pressure applied and of the mechanical component of force to be applied could thus be done according to an order different from that of steps E53 to E56.
  • the hydraulic pressure measurement can be made with an already existing sensor on the vehicle 1, and may or may not be renewed during the application of the strategy.
  • P is Estimated Pressure t1 to t5 Instants of time diagrams t Time

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Abstract

La stratégie de serrage d'un frein électromécanique dépend d'une pression hydraulique déjà existante, afin d'ajuster la composante mécanique de la force de serrage et d'éviter un serrage excessif du frein. La composante hydraulique (Fhyd) d'effort de serrage est estimée d'après une mesure de la pression, soustraite d'une force cible (FTar) pour donner la composante mécanique à instaurer (FTarNew), et le moteur électrique de commande de serrage du frein est arrêté à une valeur de seuil (I2) du courant qui l'alimente, en fonction de la valeur de cette composante mécanique à instaurer.

Description

Description
Titre : Dispositif d'ajustement d'effort de serrage pour un frein électromécanique
L'invention se rapporte à un dispositif d'ajustement d'effort de serrage pour un frein électromécanique.
De nombreux véhicules comprennent des freins électromécaniques pour au moins certaines de leurs roues. De tels freins peuvent être utilisés comme freins de stationnement, mais aussi comme freins de service pendant les déplacements du véhicule et comme freins de secours dans des circonstances particulières. Quand ils sont utilisés en frein de service, le freinage qu'ils imposent dépend de l'appui sur la pédale de freinage par le conducteur et de la pression hydraulique qu'il applique alors. Dans les circonstances de frein de stationnement et de frein de secours, une unité de contrôle moteur applique automatiquement des stratégies de serrage du frein, prédéfinies en fonction de divers paramètres de l'état ou de la conduite du véhicule, en imposant des déplacements de serrage à un actionneur du frein, au moyen de la mise en marche d'un moteur électrique.
De nombreuses stratégies de serrage consistent à appliquer un effort de serrage déterminé d'après la mesure continuelle du courant électrique qu'il est nécessaire d'appliquer au moteur électrique pour poursuivre le mouvement de serrage. L'inconvénient de cette stratégie simple est qu'elle ne tient pas compte de la pression hydraulique qui peut déjà être présente dans le frein et exerce un effort préliminaire de serrage. L'effort appliqué par la stratégie s'ajoute alors à cet effort préliminaire, et l'effort total obtenu quand la stratégie s'arrête dépasse l'effort demandé pour garantir le serrage : le serrage excessif (« overclamping ») qui est atteint a l'inconvénient d'user prématurément le frein en le sollicitant trop fortement, tout en consommant inutilement de l'énergie pour le serrage, puis pour le desserrage qui suivra plus tard.
Un but de l'invention est donc d'éviter les serrages excessifs de freins électromécaniques en appliquant aveuglément une stratégie indépendante d'une pression hydraulique déjà présente dans le frein.
On cherche précisément à obtenir autant que possible un effort final de serrage qui est invariable, indépendamment de la pression hydraulique appliquée au départ. Un autre but de l'invention est d'estimer et de mettre en relation de calcul les deux composantes d'effort hydraulique et mécanique qui participent ensemble au serrage du frein, bien qu'elles dépendent de phénomènes physiques et de mécanismes hétérogènes, et soient obtenues à partir de mesures et de calibrations pouvant être imprécises, pour obtenir malgré cela le résultat, mentionné ci-dessus, d'un effort de serrage final à peu près invariable, avec une précision satisfaisante.
Un autre but encore de l'invention est d'assurer le maintien d'un effort de serrage suffisant, même dans les circonstances où la pression hydraulique ne sera pas maintenue, à cause d'un relâchement de l'appui de la pédale de freinage par le conducteur.
D'après un premier aspect général, l'invention se rapporte à une unité de commande moteur destinée à commander un moteur électrique d'actionneur d'un frein électromécanique de véhicule, comprenant :
- un module de fourniture de commandes au moteur électrique, dont des commandes de serrage du frein ;
- un module de mesures continues de valeurs d'un courant électrique fourni au moteur électrique lors des commandes de serrage ;
- un module de mesure d'une pression hydraulique appliquée au frein ;
- et un module de décision, conçu pour commander le module de fourniture de commandes d'après des stratégies prédéfinies, les stratégies comprenant, pour les commandes de serrage, un arrêt du serrage à un effort de serrage cible appliqué par le frein, l'arrêt étant décidé par le module de décision d'après les mesures des valeurs du courant électrique en fonction de la mesure de la pression hydraulique.
Dans l'invention, la composante mécanique d'effort de serrage mécanique appliquée par le frein est corrélée à la valeur du courant nécessaire au moteur électrique déplaçant l'actionneur du frein, et le serrage est arrêté quand la somme de la composante mécanique et de la composante hydraulique de serrage, estimée grâce à la mesure de pression, atteint une valeur cible définie par la stratégie.
D'après un deuxième aspect général, l'invention se rapporte à un dispositif de frein électromécanique pour un véhicule, comprenant ledit frein, qui est associé à une roue du véhicule, un actionneur du frein, ledit moteur électrique de l'actionneur, et l'unité de commande moteur de moteur électrique qui précède.
D'après certains perfectionnements optionnels de l'invention : -le module de decision est conçu pour estimer un effort de serrage total appliqué au frein en additionnant une première composante dépendant des valeurs du courant électrique et une seconde composante dépendant d'une estimation de la pression hydraulique ;
-la mesure de pression hydraulique est faite à un maître-cylindre du véhicule ;
-l'estimation de la pression hydraulique estimée est égale à la mesure de la pression hydraulique diminuée d'une valeur fixe ;
-la valeur fixe est de 7 à 15 bars ;
-la valeur fixe est de 10 bars ;
-la seconde composante est proportionnelle à l'estimation de la pression hydraulique, en appliquant un coefficient de diminution à ladite estimation de la pression hydraulique ;
-le coefficient de diminution est fixe et compris entre 15 % à 30 % ;
-le coefficient de diminution est de 20 % ;
-le module de décision est conçu pour estimer la seconde composante, puis estimer une valeur de la première composante d'effort pour laquelle l'effort de serrage sera égal à l'effort de serrage cible, et arrêter le module de fourniture de commandes quand un seuil du courant électrique, estimé comme correspondant à ladite valeur de la première composante d'effort, est mesuré.
Un autre objet de l'invention est un véhicule pourvu d'un dispositif de frein électromécanique selon ce qui précède.
L'invention sera maintenant décrite dans ses différents aspects, caractéristiques et avantages au moyen des figures suivantes, qui en illustrent une réalisation préférée, donnée à titre purement illustratif.
- la figure 1 représente schématiquement un véhicule automobile ;
- la figure 2 illustre un frein comportant un dispositif de stationnement en éclaté ;
- la figure 3 illustre l'unité de commande moteur dudit frein ;
- la figure 4 illustre le déroulement d'une stratégie connue appliquant une composante d'effort mécanique de valeur uniforme pour le serrage d'un frein électromécanique ; - la figure 5, un autre déroulement de cette stratégie connue ;
- la figure 6 illustre un organigramme du procédé de serrage du frein d'après la stratégie de l'invention ;
- la figure 7, le déroulement d'une stratégie conforme à l'invention ;
- et la figure 8 est un schéma d'un circuit hydraulique de freinage.
La figure 1 représente une automobile 1 équipée de deux roues avant 2 motrices et directrices sur un essieu avant 3, et de deux roues arrière 4 non motrices et non directrices sur un essieu arrière 5. Chacune des roues avant 2 est ici équipée d'un frein 6 de service actionné directement par le conducteur en appuyant sur une pédale de freinage, et chacune des roues arrière 4 est équipée d'un frein 7 décrit ci-après en détail, et qui est associé à un actionneur 8 apte à le faire travailler en frein de stationnement et de secours. Les actionneurs 8 des deux freins 7 sont pilotés par une même unité de commande moteur 9 d'après diverses informations relatives à certains paramètres du véhicule 1 et à son état de conduite. L'unité de commande moteur 9 est active quand un freinage de secours devient nécessaire ou qu'un stationnement est demandé. Pour les fonctions de freinage de service hydraulique, les freins 7 sont aussi actionnés par le conducteur en même temps que les freins 6 à l'avant.
La figure 2 illustre schématiquement une réalisation connue et non limitative du frein 7, d'après une représentation en éclaté. Le frein 7 comprend un étrier 11 uni à un boîtier 12 de forme cylindrique. Il comprend aussi un motoréducteur 60 dont une bride 61 est unie à une bride 62 à la face arrière du boîtier 12 par des vis (non représentées ici). Le motoréducteur 60 contient un moteur électrique 18 et des engrenages de réduction de la vitesse de rotation dudit moteur électrique 18. Le boîtier 12 comprend une cavité hydraulique 13 appelée cylindre, ouverte vers l'avant (à droite à la figure 2) et dans laquelle coulisse un piston 14 porteur d'un patin mobile (non représenté). Les freinages sont réalisés en faisant coulisser le piston 14 vers l'avant, pour rapprocher le patin mobile d'un patin fixe situé à l'extrémité avant de l’étrier 11 et enserrer un disque de la roue arrière 4 entre ces patins. Ce mouvement du piston 14 est obtenu, quand le frein 7 travaille en frein de service, par l'application d'une pression hydraulique dans la cavité hydraulique 13 pendant la conduite du véhicule : cette pression s'exerce sur la face arrière du piston 41 et le repousse vers l'avant. Si toutefois le frein 7 est commandé en frein de stationnement ou en frein de secours, les freinages sont réalisés par l'utilisation du moteur électrique 18 d'après des stratégies imposées par l'unité de commande moteur 9. Le moteur électrique 18 met en mouvement les engrenages du motoréducteur 60, ce qui fait tourner une vis 15 qui s'étend dans la cavité hydraulique 13. La vis 15 est en prise avec un écrou 16 sur lequel une face arrière du piston 14 est alors en butée. Les rotations de la vis 15 sont converties en translations de l'écrou 16 et du piston 14, qui se déplace en fonction de la durée d'actionnement du moteur électrique 18. L'actionneur 8 considéré ici comprend notamment le motoréducteur 60 et donc son moteur électrique 18, et le système 17 composé de la vis 15 et de l'écrou 16.
L'invention pourrait être appliquée à d'autres véhicules et d'autres freins que ceux-ci.
La figure 3 illustre plus en détail l'unité de commande moteur 9 : elle comprend : un module de fourniture de commandes 19 qui fournit des commandes au moteur électrique 18 d'après les stratégies prédéfinies, en étant relié à une batterie ou une autre source d'énergie présente dans le véhicule 1 ; un module de mesure de courant 20 qui mesure l'intensité du courant dans le circuit électrique sur lequel sont installés le moteur électrique 18 et ladite source d'énergie ; un module de mesure de pression 21 qui mesure une pression hydraulique dans le système de freinage ; et un module de décision 23 qui relie les modules de fourniture de commandes 19 et de mesure 20 et 21, et qui utilise le signal de sortie des modules de mesure 20 et 21 pour ajuster la durée des commandes.
On se reporte à la figure 4. Elle illustre un diagramme 30 du courant électrique I appliqué au moteur électrique 18, et un diagramme 31 correspondant d'effort de serrage F du frein 7 durant la stratégie connue, en fonction du temps t, et en l'absence de pression hydraulique dans le frein 7. Le diagramme de courant 30 comprend trois portions successives : un pic de démarrage 32, une portion plate 33, et une portion croissante 34.
La portion de pic de démarrage 32 commence dès l'instant ti d'application de la stratégie, a une durée brève et une valeur élevée ; elle correspond au démarrage du moteur et ne produit pas de serrage.
La portion plate 33, de durée relativement longue, correspond à une course à vide du piston 14 avant que le serrage ne commence effectivement et s'effectue à valeur à peu près constante et faible du courant I à partir d'un instant t?. Et la portion croissante 34 commence à un instant ts et a une pente à peu près uniforme avec le temps. Elle correspond à une augmentation progressive de l'effort de serrage F, ou de sa composante mécanique.
Le diagramme d'effort 31 comprend une portion d'effort nul (ou négligeable) 35, puis une portion d'effort croissant 36 commençant à un instant t4 simultané ou presque simultané à l'instant t3. La croissance de l'effort de serrage F a une pente à peu près invariable dans cette partie de croissance 36, si bien que l'effort de serrage peut, au moins approximativement, être corrélé à la valeur du courant I par une relation de proportionnalité. La stratégie de serrage est arrêtée quand un seuil d'intensité li du courant I, corrélé à un effort cible FTar du serrage, est atteint. L'effort de serrage F varie très peu ensuite.
Si maintenant la stratégie connue est appliquée tandis qu'un serrage hydraulique existe déjà, son déroulement est le suivant d'après la figure 5. Le diagramme de courant, maintenant 40, possède encore une portion de pic de démarrage 42, une portion plate 43 et une portion croissante 44, analogues aux précédentes, si ce n'est que les durées de la portion plate 43 et de la portion croissante 44 peuvent être différentes. Comme précédemment, la portion croissante 44 est interrompue au seuil d'intensité 11, identique au précédent, du courant I.
Mais le diagramme d'effort, maintenant 41, commence à une valeur Fhyd non nulle à cause de la pression hydraulique. Il reste constant pendant une portion plate 43 du diagramme, puis augmente pendant une portion croissante 46 qui commence à peu près en même temps que la portion croissante 44. Sa pente est à peu près le même qu'à la figure 4, si bien que l'effort dépasse, éventuellement de beaucoup, l'effort cible FTar à la fin de la stratégie, ce qui correspond à un excès de serrage (« overclamp ») nuisible à la durée du frein et au bon fonctionnement du véhicule 1 en général.
La stratégie modifiée d'après l'invention est schématisée à la figure 6. Une première étape est une décision ( E50) d'appliquer la stratégie de serrage, et le moteur est mis en marche (E51). Il s'ensuit une étape de mesure de la pression hydraulique (E52), une étape de correction de la mesure (E53), et une étape de calcul de la composante hydraulique d'effort Fhyd déjà appliquée sur le frein 7 (E54); puis une étape de calcul de la composante mécanique d'effort à appliquer FTarNew (E55), une étape d'estimation (E56) de la valeur finale du courant nécessaire à instaurer cette composante mécanique (seuil modifié h d'intensité de courant). Les mesures du courant électrique (E57) sont engagées immédiatement après que le serrage a été décidé, et elles sont comparées (E58) à la valeur finale déterminée à l'étape E56. La stratégie est poursuivie tant que les valeurs des mesures répétitives du courant restent inférieures au seuil modifié I2, et interrompue quand les valeurs de mesure du courant atteignent ce seuil. Le moteur est alors arrêté (E59).
En l'absence d'une pression hydraulique initiale résultant d'un freinage de service de la roue du véhicule, la stratégie de freinage de stationnement par le frein électromécanique a un déroulement identique à celui de la figure 4. Si au contraire une pression hydraulique, notamment constante ou tout au moins n'augmentant pas, est déjà appliquée suite à un freinage de service, la figure 7 montre que le diagramme de courant 40 est remplacé par un diagramme de courant 63 qui diffère en ce que la portion croissante, maintenant 64, est plus courte en s'arrêtant au seuil modifié I2, inférieur à li, calculé à l'étape E55. Le diagramme d'effort 65 correspondant, comporte de même une portion croissante, maintenant 66, plus courte et qui s'arrête près de la force cible Fyar (inchangé par rapport à la stratégie connue), puisque la composante mécanique de la force de serrage, pour le freinage de stationnement de la roue, a été réduite d'une valeur correspondant autant que possible à la composante hydraulique existante. Cette composante hydraulique FHyd est maintenue pendant une portion plate 67, correspondant à la portion plate 45, du diagramme d'effort 61.
Voici maintenant les règles appliquées dans cette réalisation particulière de l'invention pour améliorer la précision de la force du serrage ou rendre la stratégie modifiée parfaitement sûre.
La figure 8 représente un circuit hydraulique de freinage, comprenant un maître-cylindre 70, un amplificateur de pression, une pompe ou tout autre source de liquide de frein sous pression , en communication par un réseau 71 de canalisations aux cylindres 13a à 13d des freins 6 et 7, électromécaniques ou non, équipant les roues 2 et 4 du véhicule 1. On préfère que la pression hydraulique existante soit mesurée au maître-cylindre 70 plutôt qu'aux cylindres 13a à 13d, car elle peut être estimée avec une précision plus grande.
Une correction de la valeur mesurée Pmes est appliquée pour tenir compte des incertitudes des mesures. Elle peut être, pour des systèmes de freinage usuels où la pression hydraulique peut atteindre 150 bars environ (15MPa), de 7 à 15 bars (0,7 à l,5Mpa) , et par exemple de 10 bars (lMpa). La valeur mesurée Pmes est diminuée de cette valeur, afin de ne pas surestimer la composante hydraulique d'effort de serrage et de garantir un serrage final suffisant. Cette valeur de correction est notée PCOrr.
Il faut aussi se prémunir contre des diminutions ultérieures de la pression hydraulique, si notamment la pédale de freinage était relâchée. Il a été constaté que la perte de pression serait alors modérée. On peut appliquer un coefficient de diminution KCOrr compris entre 15 et 30 % (entre 0,15 et 0,30 dans la formule ci-dessous), et par exemple autour de 20 %.
On obtient alors une pression estimée Pest, au moyen de laquelle la force hydraulique FHyd est calculée, selon la formule suivante :
P est = (P mes P corr), et la composante hydraulique d'effort peut être estimée par la formule :
Figure imgf000010_0001
dans laquelle est le diamètre du piston 14.
La composante mécanique recherchée FïarNew pour obtenir l'effort de serrage cible Fïar est donnée par la formule suivante :
FïarNew = Fïar Fhyd, et la valeur du seuil modifié l2 auquel la stratégie est arrêtée peut être obtenue par une formule telle que :
I? = I l . ( FïarNew / Fïar ), éventuellement ajustée d'après les caractéristiques, obtenues empiriquement, de comportement du frein 7 et de l'actionneur 8.
L'invention peut être mise en oeuvre de façons différentes : les calculs de correction ou de réévaluation de la pression hydraulique appliquée et de la composante mécanique d'effort à appliquer pourraient ainsi se faire d'après un ordre différent de celui des étapes E53 à E56. La mesure de pression hydraulique peut être faite avec un capteur déjà existant sur le véhicule 1, et être ou non renouvelée pendant l'application de la stratégie.
Nomenclature
1 Automobile
2 Roues avant
3 Essieu avant 4 Roues arrière
5 Essieu arrière
6 Frein
7 Frein électromécanique
8 Actionneur
9 Unité de contrôle moteur
11 Étrier
12 Boîtier
13, 13a à 13d Cylindre
14 Piston
15 Vis
16 Écrou
17 Système vis-écrou
18 Moteur électrique
19 Module de fourniture de commandes
20 Module de mesure de courant
21 Module de mesure de pression
23 Module de décision
30 Diagramme de courant
31 Diagramme d'effort
32 Pic de démarrage
33 Portion plate
34 Portion croissante
35 Portion plate
36 Portion croissante
40 Diagramme de courant
41 Diagramme d'effort
42 Pic de démarrage
43 Portion plate
44 Portion croissante
45 Portion plate
46 Portion croissante 60 Motoréducteur
61 Bride
62 Bride
63 Diagramme de courant
64 Portion croissante
65 Diagramme d'effort
66 Portion croissante
67 Portion plate
70 Maître-cylindre
71 Réseau de canalisations
E50 Décision de serrage
E51 Mise en marche
E52 Mesure de pression
E53 Correction
E54 Composante hydraulique
E55 Composante mécanique
E56 Seuil de courant
E57 Mesure du courant
E58 Seuil atteint ?
E59 Arrêt
F Effort de serrage
FHyd Composante hydraulique d'effort
Fïar Effort cible de serrage
FïarNew Composante mécanique cible
I Intensité du courant électrique
11 Seuil d'arrêt
12 Seuil d'arrêt modifié
Kcorr Coefficient de correction
Pmes Pression mesurée
P corr Pression de correction
P est Pression estimée t1 à t5 Instants des diagrammes temporels t Temps

Claims

REVENDICATIONS
1. Unité de commande moteur (9) configurée pour commander un moteur électrique (18) d'actionneur (8) d'un frein (7) électromécanique de véhicule motorisé lors d'un freinage d'une roue du véhicule motorisé, comprenant :
- un module de fourniture de commandes (19) au moteur électrique, dont des commandes de serrage du frein ;
- un module de mesures (20) continues de valeurs d'un courant électrique (I) fourni au moteur électrique lors des commandes de serrage ;
- un module de mesure (21) d'une pression hydraulique appliquée au frein ;
- et caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un module de décision (23), conçu pour commander le module de fourniture de commandes (19) d'après des stratégies prédéfinies, les stratégies comprenant, pour les commandes de serrage, un arrêt du serrage à un effort de serrage cible (Fïar) appliqué par le frein, l'arrêt étant décidé par le module de décision d'après les mesures des valeurs du courant électrique en fonction de la mesure de la pression hydraulique, dans lequel le module de décision est conçu pour estimer un effort de serrage total appliqué au frein en additionnant une première composante électromécanique (FtarNew) dépendant des valeurs du courant électrique et une seconde composante hydraulique (FHyd) dépendant d'une estimation de la pression hydraulique (Pest), le module de décision (23) étant conçu pour estimer la seconde composante hydraulique (Fnyd), puis estimer une valeur (FïarNew) de la première composante électromécanique d'effort pour laquelle l'effort de serrage sera égal à l'effort de serrage cible (Fïar), et arrêter le module de fourniture de commandes (19) quand un seuil (U) du courant électrique, estimé comme correspondant à ladite valeur de la première composante électromécanique d'effort, est mesuré.
2. Dispositif de frein électromécanique pour un véhicule, comprenant ledit frein (7), qui est associé à une roue (4) du véhicule, un actionneur (8) du frein, ledit moteur électrique (28) de l'actionneur, et l'unité de commande moteur (9) de moteur électrique selon la revendication 1.
3. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon les revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la mesure de pression hydraulique est faite à un maître-cylindre (70) du véhicule.
4. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'estimation de la pression hydraulique (Pest) estimée est égale à la mesure de la pression hydraulique (Pmes) diminuée d'une valeur fixe (PCOrr).
5. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur fixe est de 7 à 15 bars.
6. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la valeur fixe est de 10 bars.
7. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde composante hydraulique est proportionnelle à l'estimation de la pression hydraulique (Pmes), en appliquant un coefficient de diminution (KCOrr) à ladite estimation de la pression hydraulique.
8. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon la revendication
7, en ce que le coefficient de diminution est fixe et compris entre 15 % à 30 %.
9. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon la revendication
8, caractérisé en ce que le coefficient de diminution est de 20 %.
10. Dispositif de frein ou unité de commande moteurselon l'une quelconque des revendications précédentes, configuré en ce que la seconde composante hydraulique n'augmente pas lors du freinage, la seconde composante hydraulique étant de préférence sensiblement constante lors du freinage.
11. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le frein électromécanique est un frein de stationnement, l'unité de commande étant une unité de commande moteur configurée pour commander un freinage de stationnement de la roue.
12. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon la revendication précédente, dans lequel la seconde composante hydraulique est une composante hydraulique qui résulte d'un précédent freinage de service de la roue, l'unité de commande moteur commandant au frein électromécanique la première composante électromécanique pour le freinage de stationnement de la roue.
13. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel dans lequel le frein électromécanique est un frein électromécanique et non hydraulique, l'unité de commande moteur étant configurée pour commander un freinage électromécanique de la roue par la première composante électromécanique
14. Dispositif de frein ou unité de commande moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de décision (23) est conçu pour réaliser un procédé de commande de freinage constitué des étapes suivantes successivement et dans cet ordre : estimation de la seconde composante hydraulique (Fnyd), puis estimation d' une valeur (FTarNew) de la première composante électromécanique d'effort pour laquelle l'effort de serrage sera égal à l'effort de serrage cible (Fïar), et arrêt du module de fourniture de commandes (19) quand un seuil (I2) du courant électrique, estimé comme correspondant à ladite valeur de la première composante électromécanique d'effort, est mesuré.
15. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un dispositif de frein électromécanique selon l'une quelconque des revendications 2 à 14.
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