Brevet FR2745254A1 — publié le 19970829

Etat de la technique La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour contrôler le circuit de freinage d'un véhicule selon lequel on établit ou on supprime la pression dans au moins un des freins de roue par un dispositif de vannes comman- dé électriquement. Selon le document DE-A-41 12 137 on connaît un dis- positif de freinage pour véhicule dans lequel la pression de frein dans les freins des roues du véhicule est fixée selon le souhait du conducteur par l'actionnement de la pédale de frein par la commande d'un dispositif de vanne. Cette installation de freinage électrique prévoit d'activer une commande hydraulique des freins en fonction de l'actionnement de la pédale en cas de panne de la commande électrique. Lors d'une panne de la com- mande électrique, le conducteur peut donc ralentir et arrêter le véhicule par un actionnement de la pédale de frein. Pour ce- la, il doit transmettre la pression de frein nécessaire au frein de roue par la pédale et le cylindre de frein du disposi- tif de freinage hydraulique. Pour assurer la sécurité de ce système de freinage hydroélectrique, on doit effectuer un con- trôle de ce système de secours, même lors d'une utilisation normale, car une défaillance de ce système de secours en cas de panne de la commande électrique peut conduire à une défaillance de toute l'installation. Il est particulièrement problématique, dans ce contexte, qu'une trop grande quantité de gaz non dis- sous se trouve dans le liquide de frein du circuit fermé du frein de secours. Le but de l'invention est de fournir des moyens de contrôle du dispositif de freinage d'un véhicule permettant de contrôler le système de frein de secours d'un frein hydroélec- trique, en particulier pour le gaz non dissous dans le circuit hydraulique. A cet effet, l'invention concerne une installation de freinage caractérisée en ce que dans au moins un état d'utilisation prédéterminé, on établit une pression destinée au contrôle dans au moins un frein de roue, cette pression étant relâchée après avoir atteint une valeur de pression ou de force, stationnaire. Avantages de l'invention Le procédé selon l'invention garantit la sécurité de fonctionnement d'un système de freinage électro- hydraulique avec un système de freinage de secours hydraulique. Il est par-5 ticulièrement avantageux que ce contrôle se fasse pendant l'utilisation normale de l'installation de frein. Pour cela, on détecte de manière avantageuse une quantité inacceptable de gaz non dissous dans le liquide de frein du système de freinage.10 Le procédé selon l'invention permet de détecter de très petites quantités de gaz. Il est particulièrement avantageux dans ces condi- tions que le contrôle du gaz puisse être effectué dans un in- tervalle de temps très court de l'ordre de 250 msec. Il est particulièrement avantageux que, du fait de l'exploitation de la valeur de pression stationnaire, il ne soit pas nécessaire de tenir compte du comportement dynamique de l'augmentation de pression. Il est particulièrement avantageux de pouvoir dé- terminer la quantité ou le volume de gaz, contenu dans le li- quide de frein du fait que la valeur de pression stationnaire est une mesure directe de la teneur en gaz. De manière avantageuse, la surveillance ne néces- site pas de capteurs supplémentaires et est basée uniquement sur des signaux de capteurs déjà montés. Il est particulièrement avantageux qu'une optimisa- tion du temps de contrôle soit possible en tenant compte de l'influence des températures, si l'on prend la valeur finale de pression stationnaire lorsque la pression s'est stabilisée dans une bande de tolérance prédéterminée. Il est en outre particulièrement avantageux que la détection de gaz soit effectuée par l'établissement d'une pres- sion ciblée dans chacun des freins de roue et que l'on puisse de cette manière rechercher les quantités de gaz inacceptables35 dans les différentes zones du circuit de liquide de frein, in- dépendamment les unes des autres. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la valeur de pression ou de force atteinte stationnaire est utilisée pour détecter du gaz non dissous dans le liquide de frein de l'installation de freinage, - on considère avoir atteint une pression ou un niveau de force stationnaire lorsqu'un temps prédéterminé s'est écoulé après le début de la mise sous pression, - on considère avoir atteint la valeur de pression (force) sta- tionnaire lorsque la valeur de pression ou de force s'est stabilisée dans une bande de tolérance prédéterminée, - on estime qu'il y a du gaz non dissous dans le liquide de frein du dispositif de freinage lorsque la valeur de pression ou de force stationnaire est plus petite qu'une valeur prédé- terminée, - on détermine la quantité ou le volume de gaz contenu, à par- tir de la différence entre la valeur de pression ou de la force stationnaire et une valeur prédéterminée, - une des situations d'utilisation est: le véhicule à l'arrêt avant le démarrage, après l'arrêt du véhicule, et/ou lorsque le frein n'est pas actionné, - l'installation de freinage est une installation de freinage hydroélectrique. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, cette ins- tallation étant caractérisée en ce que l'unité de commande25 électronique établit une pression définie pour le contrôle dans au moins une situation d'utilisation et dans au moins un frein de roue et supprime cette pression après avoir atteint une va- leur de pression ou de force stationnaire. Dessins La présente inventions sera décrite ci-après de ma- nière plus détaillée à l'aide de plusieurs exemples de réalisa- tion représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs d'une installation de freinage hydroélectrique, - la figure 2 est un organigramme représentant le procédé selon l'invention dans le cadre d'un exemple de réalisation avanta- geux, - la figure 3 représente le fonctionnement du procédé selon l'invention à l'aide de chronogrammes. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre un schéma par blocs d'une ins- tallation de freinage hydroélectrique pour un véhicule. La ré- férence 10 représente une unité de commande électronique qui commande le dispositif de freinage 12 équipé du dispositif de vanne correspondant. Pour cela, l'unité de commande électroni- que 10 reçoit les lignes d'entrée 14 à 16 à partir des instal- lations de mesure 18 à 20 pour déterminer la pression, les couples ou les forces dans les freins de roue, elle reçoit éga- lement une ligne d'entrée 22 venant d'au moins une installation de mesure 24 pour déterminer l'amplitude de l'actionnement de la pédale de frein ainsi que les lignes d'entrée 26 à 28 venant des installations de mesure 30 à 32 pour détecter d'autres grandeurs de fonctionnement du dispositif de freinage ou du vé- hicule, comme la vitesse de rotation des roues, la vitesse du véhicule. L'unité de commande électronique 10 commande les van- nes électriques du système de freinage hydraulique 12 par les lignes de sortie. Pour des raisons de lisibilité, seules les lignes de sortie 34 et 36 sont représentées; ces lignes com- mandent la vanne de décompression 38 et la vanne de compression associées à un frein de roue. Une conduite hydraulique 42, représentée en pointillés, relie un réservoir 44 au cylindre de frein 46 d'une roue 48 dans la vanne de décompression 38 qui dans l'exemple de réalisation est en position fermée lors- qu'elle n'est pas commandée et en position ouverte lorsqu'elle est commandée. De manière correspondante, la vanne de compres- sion 40, dans l'exemple de réalisation préférentiel, est reliée dans une conduite hydraulique 50 qui conduit d'une pompe four- nissant la pression 52 au frein de roue 46, la vanne de com- pression 40, est fermée en état non commandé et ouverte en état commandé. Du côté de l'aspiration, la pompe 52 est reliée par une conduite hydraulique 54 à un réservoir 56 pouvant être le même que le réservoir 44. Un accumulateur haute pression 58 est relié à la conduite hydraulique 50. De plus, la pression dans les cylindres de frein de roue 46 peut être influencée directe- ment par le conducteur actionnant la pédale par l'intermédiaire de la conduite hydraulique 60 reliée d'un côté au frein de roue 46 et de l'autre au maître-cylindre non représenté. Cette liai- son n'est active que lors d'une panne du système électrique ce qui est symbolisé dans la figure 1 par un élément de commuta- tion 62. Pour des raisons de clarté, la partie hydraulique de l'installation de freinage n'a été représentée que pour un frein de roue. Des dispositifs semblables exigent au moins le frein de roue du même essieu ou pour tous les freins des roues du véhicule. En utilisation normale, l'unité de commande élec- tronique 10 détermine la consigne de freinage du conducteur à partir du degré d'actionnement de la pédale de frein, transmis par la ligne 22. Cette consigne de freinage est transformée en une valeur de consigne pour la pression à établir à chacun des freins de roue. Dans le cadre d'un circuit de régulation de pression, cette pression est établie en fonction de la pression mesurée par la commande des vannes 38 et 40. Lors de l'établissement de la pression, le liquide de frein passe alors par la conduite 50 et la vanne de compression 40 ouverte, dans le frein de roue 46, à partir du réservoir, à travers la pompe 52 et/ou l'accumulateur 58. Lors de la décompression, la vanne de compression 40 est fermée, la vanne de décompression 38 est ouverte, de manière à ce que le liquide de freinage retourne au réservoir par la conduite 42. De plus, l'unité de commande électronique 10 comporte un régulateur anti- blocage et/ou un régulateur anti-patinage qui peuvent établir la pression ou la décompression au frein de roue correspondant, en fonction de la surveillance de la vitesse de roue lors du blocage ou du pati- nage. Outre la régulation de la pression dans les freins de roue, dans d'autres exemples de réalisation avantageux, on réalise la consigne de freinage du conducteur par la régulation du couple de freinage, de la force de freinage, de la vitesse de roue, du patinage de la roue. Lors d'une panne de la commande électronique, par exemple lors d'une coupure de la tension d'alimentation, d'une panne de l'unité de commande électronique 10, ou autres, le système hydraulique de frein de secours est activé de manière à ce que le conducteur du véhicule puisse freiner le véhicule en actionnant directement les freins. Si une quantité trop impor- tante de gaz non dissous se trouve dans le circuit hydraulique de frein de secours, le conducteur ne peut pas, lors d'une panne du système de commande électronique, délivrer une force de freinage suffisante aux freins des roues à l'aide de la pression de son pied, ce qui peut avoir pour conséquence des conditions de fonctionnement indésirables. Selon l'invention, dans le cadre d'un contrôle, il est prévu de déceler à temps, des gaz non dissous pouvant se trouver dans le circuit hydraulique. Cette surveillance est ef- fectuée dans des conditions de fonctionnement prédéterminées, par exemple lorsque le véhicule est à l'arrêt avant le démar- rage, pendant un arrêt du véhicule lorsque les freins ne sont pas actionnés, (par exemple à un feu) ou autres. Dans ce cas, individuellement pour chacune des roues, la vanne de compres- sion est ouverte par une impulsion prédéterminée de manière à établir une pression dans le frein concerné. Si la pression établie est stationnaire, on conclut à la possibilité d'existence de gaz non dissous dans le liquide en fonction de la valeur de pression atteint. Du fait de l'ordre de grandeur plus élevé de la compressibilité des gaz par rapport à celle des liquides, dans le cas d'un mélange liquide/gaz, lors d'une augmentation de pression, le gaz est comprimé en premier avant que n'apparaisse une augmentation de pression significative dans le système. De ce fait, l'augmentation de pression déclenchée par l'impulsion de compression n'atteint pas la valeur finale escomptée lors de la présence d'une trop grande quantité de gaz non dissous. Un exemple de réalisation avantageux de l'invention sera décrit plus en détail à l'aide de l'ordinogramme 2. Après le démarrage de la partie de programme en présence de l'état d'utilisation correspondant (arrêt avant démarrage, après la coupure du contact ou lors de l'utilisation alors que le frein n'est pas actionné), dans un premier pas 100 on établit une pression définie dans le frein de roue. Pour cela, selon l'exemple de réalisation avantageux, on envoie une impulsion de mise sous pression d'une durée prédéterminée, par exemple msec, à la vanne correspondante. Après l'envoi de l'impulsion de mise sous pression, on démarre un compteur T au pas 102. Ce compteur est incrémenté au pas 104 suivant. En-5 suite, dans le pas d'interrogation 106, on vérifie si le comp- teur a atteint sa valeur maximale. Ce temps maximal est défini pour que la compression réalisée par l'impulsion de mise sous pression atteigne une valeur de pression stationnaire. Dans l'exemple de réalisation, cela est le cas après 200 msec. Si la valeur maximale n'est pas atteinte, le compteur est incrémenté par le pas 104 jusqu'à ce qu'il atteigne la valeur maximale. Après cela, on enregistre au pas 108 la pression de frein Proue de la ou des roues correspondantes prises indépendamment et dans le pas 110 on compare à une valeur de pression prédétermi-15 né à atteindre PNorm. Cette valeur de pression est connue par expérimentation pour le dispositif de freinage utilisé. Si la valeur de pression stationnaire mesurée Proue est inférieure à la pression normale, alors selon le pas 112, on en déduit qu'une certaine quantité de gaz en suspension se trouve dans le20 liquide de l'installation de freinage et le cas échéant on en- voie un signal de mise en garde au conducteur et/ou on prend les mesures de sécurité. Si la pression de roue mesurée corres- pond essentiellement à la pression normalisée, on en conclut que le système de freinage de secours est en état de marche et25 le contrôle se termine, comme après le pas 112, par une décom- pression selon le pas 114. La décompression se fait par une ou- verture de courte durée de la vanne de décompression par une impulsion correspondante. Après le pas 114, la phase de con- trôle est achevée et la partie de programme se termine.30 On n'effectue un nouveau contrôle, dans l'exemple de réalisation, que lors du prochain cycle d'utilisation du vé- hicule, et dans un autre exemple de réalisation, après un temps d'utilisation prédéterminé. Lorsque l'on détermine le temps maximum (voir pas 106), il faut prendre en compte le temps d'atténuation des os- cillations du système pour l'établissement de la pression. L'impulsion de mise sous pression dans le cadre du contrôle re- présenté à la figure 2, doit être choisie pour obtenir une pression suffisante pour reconnaître la chute de pression due au gaz non dissous dans le liquide et pour mettre le système aussi vite que possible à une valeur de pression constante. En tenant compte de la durée de contrôle, il faut choisir les pa- ramètres variables de manière à maintenir cette durée la plus courte possible. Le contrôle est coupé et la pression relâchée lorsque l'on quitte l'état de contrôle, par exemple en accélé- rant. On reprend le contrôle au prochain arrêt du véhicule. Selon une autre alternative pour prédéfinir un temps maximal, après que la valeur de pression stationnaire ait été comparée à la valeur normalisée, pendant la mise sous pres- sion, on détermine constamment la pression et on effectue la comparaison pour détecter le gaz non dissous dans le liquide lorsque la pression s'est stabilisée par exemple dans une bande de tolérance de 5 %. Le mode de fonctionnement de la solution selon l'invention est représenté à l'aide d'un chronogramme à la fi- gure 3. La figure 3a montre la pression en fonction du temps dans un frein de roue lorsqu'il n'y a pas de gaz non dis- sous dans le liquide (200) et lorsqu'il y a du gaz non dissous dans le liquide (202). La figure 3b représente l'impulsion de compression (204) et l'impulsion de décompression (206). A l'instant t = 0 l'impulsion de compression selon la figure 3b est envoyée; elle conduit à une augmentation de la pression qui se stabilise lentement à une valeur de pression stationnaire. A la fin du temps maximal prédéterminé (dans l'exemple de la figure 3, msec) la valeur de pression atteint est comparé à la pres- sion normalisée (ici P1). Après la comparaison, on envoie une impulsion de décompression qui baisse la pression jusqu'à la valeur zéro. Dans la représentation selon la figure 3, il appa- raît qu'au cas o on atteint la valeur P2 comme valeur de pres- sion stationnaire, il y a du gaz en suspension dans le liquide de freinage hydraulique. Dans un exemple de réalisation avantageux, on éva- lue une mesure pour la quantité ou le volume de gaz contenu dans le liquide du circuit hydraulique en comparant la diffé- rence entre la valeur de pression atteinte et le niveau de com- pression normalisé avec des valeurs prédéterminées expérimen- talement. Si l'on détecte une quantité de gaz inacceptable dans le liquide hydraulique, alors le conducteur est informé que le circuit de freinage de secours n'est disponible que de manière limitée, dans cet exemple de réalisation, par une limi- tation de puissance, une limitation de vitesse, ou de manière alternative ou forcée, il est obligé de chercher un atelier10 pour purger le dispositif de freinage. Le test peut être effectué roue par roue, par es- sieu ou pour tous les freins de roue simultanément par la com- mande des vannes correspondantes. On peut ainsi contrôler le gaz non dissous dans les différentes zones séparées du disposi- tif de freinage. Dans l'exemple de réalisation préférentiel, on uti- lise une mesure de pression pour l'évaluation. Dans d'autres exemples de réalisation avantageux on contrôle dans le sens de la solution selon l'invention sur la base d'autres valeurs re-20 présentant la force appliquée par le frein, comme par exemple la force de serrage et/ou on exploite dans le sens du contrôle selon l'invention. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé pour contrôler le circuit de freinage d'un véhicule selon lequel on établit ou on supprime la pression dans au moins un des freins de roue par un dispositif de vannes comman- dé électriquement, caractérisé en ce que dans au moins un état d'utilisation prédéterminé, on établit une pression destinée au contrôle dans au moins un frein de roue, cette pression étant relâchée après avoir atteint une va- leur de pression ou de force, stationnaire. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de pression ou de force atteinte stationnaire est utilisée pour détecter du gaz non dissous dans le liquide de frein de l'installation de freinage. 3 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on considère avoir atteint une pression ou un niveau de force stationnaire lorsqu'un temps prédéterminé s'est écoulé après le début de la mise sous pression. 4 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on considère avoir atteint la valeur de pression (force) sta- tionnaire lorsque la valeur de pression ou de force s'est sta- bilisée dans une bande de tolérance prédéterminée. 5 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on estime qu'il y a du gaz non dissous dans le liquide de frein du dispositif de freinage lorsque la valeur de pression ou de force stationnaire est plus petite qu'une valeur prédéterminée. 6 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on détermine la quantité ou le volume de gaz contenu, à partir de la différence entre la valeur de pression ou de la force stationnaire et une valeur prédéterminée. 7 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des situations d'utilisation est: le véhicule à l'arrêt avant le démarrage, après l'arrêt du véhicule, et/ou lorsque le frein n'est pas actionné. 8 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'installation de freinage est une installation de freinage hy- droélectrique. 9 ) Dispositif pour contrôler une installation de freinage d'un véhicule avec une unité de commande électrique qui établit la pression ou la supprime dans au moins un frein de roue au moyen d'un dispositif de vanne pour la mise en oeuvre du procédé se- lon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de commande électronique établit une pression définie pour le contrôle dans au moins une situation d'utilisation et dans au moins un frein de roue et supprime cette pression après avoir atteint une valeur de pression ou de force stationnaire.