Brevet FR2824307A1 — publié le 20021108

à la forme dudit plancher (D). Système de freinage électrique L'invention se rapporte à un système de freinage électrique notamment pour des véhicules automobiles. Un tel système de freinage est. par exemple, connu de par le document DE A - 196 34 567 (brevet US 5.952.799). Le système de freinage décrit dans ce document comporte un module de commande pour déterminer le souhait de freinage du conducteur et des modules de commande pour régler la force de freinage sur les roues du véhicule automobile; lesdits modules étant reliés entre eux par au moins un système de communication. Pour garantir au moins un fonctionnement partiel en cas d'apparition d'une erreur simple dans le système de freinage, ie module de commande destiné à déterminer le souhait de freinage du conducteur est construit de façon à tolérer des erreurs et est relié, dans le but de régier la force de freinage, aux modules de commande, commandant de préférence un groupe de roues, par des systèmes de communication séparés. On garantit ainsi qu'au moins une partie des freins de roues puisse être freinée même en présence d'une erreur simple. Dans le document DE-A- 198 26 131 est représenté un mode de réalisation d'un module de commande pour déterminer le souhait du conducteur, lequel module fourni même en cas d'erreur un souhait du conducteur. Cette manière de procéder garantit la propriété " fail-operational " du module de commande dite et augmente ia disponibilité et sécurité du système de freinage. Une disponibiiité et une sécurité aussi grande que possible du système de freinage avec un nombre de processeurs aussi faible que possible est un but général des systèmes de freinage électrique. Ce but est en effet atteint avec les propositions de solution citées, mais elles ne sont pas entièrement satisfaisantes. Dans le document DE A 197 52 543 est représenté un frein de roues avec des actionneurs électromoteurs et une fonction de freinage de blocage intogrce. L'association de modules de commande avec un comportement " failoperational " sur l'axe avant du véhicule automobile et l'association de modules de commande qui arrêtent leur fonctionnement dès l'apparition d'une erreur (fail-silent) sur l'axe arrière, permettent de manière avantageuse une réduction importante de la complexité du système électrique de freinage. Un autre avantage réside dans l'intégration du module de commande à déterminer le souhait du conducteur dans un module de commande, lequel commande de préférence l'axe avant. Ainsi, le module de commande destiné à déterminer le souhait du conducteur est supprimé sans être remplacé ce qui conduit à une rébuction supplémentaire de la complexité. La propriété " fail-operational " de ce module de commande qui peut, par exemple, être construit comme on le conna^t de par l'état de la technique, augmente la disponibilité et la sécurité du système de freinage. Il est en outre avantageux de combiner des actionneurs de freinage électrohydrauliques et électromécanique dans un système hybride. L'avantage des actionneurs de freinage électrohydrauliques réside dans le fait que des composants déjà existants à ce jour et donc réputés comme fiables peuvent être utilisés. En outre, les actionneurs de freinage hydrauliques permettent d'obtenir des forces de freinage très élevées sur l'axe avant avec des pertes de rendernent, pendant que les actionneurs électromécaniques qui sont utilisés de préférence sur l'axe arrière permettent une fonction de freinage de blocage intégrée. D'autres avantages apparaissent suite à la description suivante des exemples de réalisation ou des revendications dépendantes. L'invention sera décrite plus en détail dans ce qui suit à l'aide des modes de réalisation représentés sur le dessin. Les figures 1 à 6 représentent des schémas bloc des différents modes de réalisation pour la conception d'un système de freinage électrique; les modules de commande associés à l'axe avant étant réalisés de manière à pouvoir continuer à fonctionner (fail-operational) en cas d'erreur alors que les modules de commande associés à l'axe arrière s'arrêtent ou sont arrêtés (fail- silent). La figure 1 représente un systéme de freinage électronique comportant au moins 2 modules de commande (AMVA, AMHA) pour l'installation d'une force de freinage sur les roues du véhicule automobile. Ces modules de commande sont reliés à un autre module de commande (PM) par l'intermédiaire d'un système de communication K pour détecter les souhaits du conducteur. En outre, un autre module de commande (VM), dans un exemple de réalisation préféré, est présent sur le système de communication K destinés aux fonctions de réglage de freinage principales, comme par exemple, un ABS, un réqulateur de glissement d'entranement ou un programme de stabilisation électronique (la construction et le fonctionnement de ces fonctions sont bien connus par le spécialiste). Le système de communication K présente dans un exempie de réalisation préféré un comportement déterministe et est réalisé en tant que bus de données redondant Le module de commande est alimenté depuis des éléments de commande comme une pédale de frein BP et un levier de frein de blocage FP avec des grandeurs d'actionnement de ces éléments de commande. Au moins un micro-ordinateur intégré dans le module de commande PM convertit ces signaux d'actionnement en des valeurs de consigne pour commander les freins de roue. Les valeurs de consigne sont émises depuis le module de commande PM par l'intermédiaire du système de commande K vers le module de commande AMVA, AMHA. Le module de commande PM est construit de manière à ce qu'en cas d'apparition d'une erreur simple, il possade encore ses pleines fonctions. On privilégie un mode de réalisation comme l'état de la technique décrit ci-dessus. Cette représentation sera considérée en vue du mode de réalisation du module de commande et la détermination des valeurs de consigne comme faisant partie de la description qui suit. Dans un exemple de réalisation préféré, deux circuits d'énergie E1 et E2 électriques et indépendants l'un de l'autre sont présents dans le véhicule automobile. Le module de commande PM est alimenté par les deux circuits d'énergie. Dans un autre exemple de réalisation, il n'existe qu'un seul circuit d'énergie qui est alimenté par deux accumulateurs d'énergie indépendants l'un de l'autre de manière à garantir en cas de panne d'une source d'énergie, I'alimentation en tension du module de commande PM. Dans le mode de réalisation préféré de la figure 1, les modules de commande AMVA, AMHA sont groupés de manière axiale. Le module de commande AMVA commande les actionneurs de freinage des freins des roues avant, alors que le module de commande AMHA commande les actionneurs sur les freins des roues arrière. Les modules comprennent chaque fois au moins un micro-ordinateur. Dans un exemple de réalisation préféré, il est prévu d'avoir sur l'axe avant un actionneur de freinage électrohydraulique 10 qui établit la force de freinage sur les freins de roue avant à l'aide d'un moyen de pression hydraulique. Cette force est établit selon ie ou les signaux de commande du module d'axe AMVA sans une connexion hydraulique entre le conducteur et les freins de roue. Afin de garantir la fonction de freinage, le module d'axe AMVA présente également un comportement alimenté en énergie indépendants l'un de l'autre. Les valeurs de consigne déterminées par le module de péJale pour la force de freinage à appliquer sur les freins de roue qui, si besoin est. sont modulables pour chaque roue dans le module de commande VM, sont mises à la disposition des modules de commande AMVA, AHMA. Ces modules règlent la force de freinage souhaitée grâce à un circuit de régiage de la force freinage, un circuit de réglage du couple de freinage, un circuit de réglage de pression, un circuit de réglage du glissement, etc.. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, on associe au module d'axe de l'axe arrière AMHA pour chaque frein de roue, un actionneur de frein 12, 14 qui est commandé par l'intermédiaire de conduits de commande par le module de commande AMHA. Cette commande se déclenche dans le cadre de circuits de réqulation cités ci-dessus comportant une fonction de frein de blocage (voir par exemple le document DE - A - 197 52 543). Le module d'axe AMHA est construit de manière à rébuire la complexité avec un comportement " fail-silent ". Cela veut dire que, lors de l'apparition d'une erreur, il se coupe tout seul ou ne donne plus aucun signal aux actionneurs associés et au système de communication. C'est pour cela que l'alimentation du module par un circuit d'énergie suffit. Un exemple de réalisation pour un module de commande avec un comportement " fail-silent " est connu de par l'état de la technique cité plus haut. La figure 2 montre une variante de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1. Ici aussi, on a prévu un actionneur électrohydraulique pour les freins de l'axe avant et un actionneur électromoteur pour les freins de roue arrières pour lesquels le module de commande PM et le module de commande AMVA présentent un comportement " fail-operational ", comme montré sur la figure 1. La différence par rapport à l'exemple de réalisation sur la figure 1 réside dans le fait que le module d'axe de l'axe arrière AMHA est remplacé par deux modules de roue RM1 et RM2. Ces modules de roue comportent à chaque fois au moins un micro-ordinateur, un comportement " fail-silent " et commandent à chaque fois un actionneur de frein électromagnétique avec une fonction de frein de blocage intégrée dans le cadre d'un des circuits de répulation cités plus hauts. Dans un exemple de réalisation préféré, les deux modules de roue sont alimentés en tension par deux circuits d'énergie différents afin d'augmenter la disponibilité mais surtout la fonction de frein de blocage ou bien alors les deux modules de roue sont alimentés par un circuit d'énergie avec des accumulateurs d'énergie indépendants l'un de l'autre de sorte qu'en cas de panne d'un accumulateur d'énergie, la fonction de frein de blocage soit encore garantit au moins sur une roue. Un exemple pour la fonction de frein de blocage intégrée d'un actionneur de frein électromagnétique représente le frein d'arrêt magnétique cité dans l'état de la technique mentionné plus haut; lequel frein peut être alimenté en courant électrique de façon redondante pour garantir un desserrage d u frein de blocage même en cas de pan ne. L'intog ration de cette solution dans le système de la figure 2 est signifiée par les conduits supplémentaires qui vont du module de roue jusqu'à l'actionneur, lesquels conduits sont associés à l'autre module de roue. La figure 3 montre une troisième variante de réalisation dans iaquelle le module de commande PM, le module commande AMVA, le système de communication K, le module commande CM ainsi que l'actionneur 10 correspondent au mode de réalisation représenté sur la figure 1 ou 2. Les différences résident dans la zone des freins de l'axe arrière. C'est pourquoi un module d'axe AMHA est prévu pour l'axe arrière lequel module comporte un propriété " fail-silent ". L'actionneur de freinage pour commander les freins de roue 20 est un actionneur de frein électrohydraulique sans connexion hydraulique par la pédale de frein du conducteur. Cet actionneur de frein est commandé dans le cadre d'un des circuits de régulation cité plus haut depuis le module de commande AMHA. De plus, il est prévu un actionneur de frein 22 électromécanique sur i'axe arrière pour représenter une fonction de frein de blocage; lequel actionneur agit sur les deux roues. Dans une autre réalisation, il est prévu deux actionneurs de frein de blocage agissant de façon individuelle sur les roues. Le ou les actionneurs de frein électromecaniques sont aussi commandés depuis le module de commande AMHA. L'alimentation en énergie du module de commande AMHA s'effectue de préférence à partir de deux circuits d'énergie séparés ou à partir d'un circuit d'énergie avec deux accumulateurs d'énergie indépendants l'un de l'autre de manière à ce que, comme représenté sur la figure 2, au moins un desserrage du frein de blocage soit garanti en cas de panne d'énergie. La figure 4 représente un autre exemple de réalisation qui se caractérise en ce qu'il comprend au moins deux moduies de commande qui règlent la force de freinage sur les roues du véhicule automobile. Un de ces modules de commande, notamment celui de l'axe avant, est réalisé de manière à tolérer les erreurs et comprend la fonction d'un module de commande pour transmettre le souhait de freinage du conducteur. La transmission du souhait de freinage du conducteur est basée sur des signaux provenant d'au moins trois capteurs pour détecter le souhait de freinage de service du conducteur. Le déroulement de la transmission du souhait de freinage du conducteur est connu de par l'état de la technique. On conna^rt de même, de par l'état de la technique déjà cité plus haut, un exemple pour la construction d'un module de commande tolérant les erreurs. En général, un module de commande de ce type est composé d'au moins 2 microprocesseurs qui sont alimentés par deux circuits d'énergie électrique indépendant l'un de l'autre, ou par un circuit d'énergie avec deux accumulateurs d'énergie indépendants l'un de l'autre alimentés en tension et alimentés par une autre unité hardware destinée à surveiller les deux microprocesseurs. Dans la variante de réalisation préférée, représentée sur ia figure 4, le module de commande tolérant les erreurs AMVAPM prend la commande d'un actionneur de frein 10 électrohydraulique de l'axe avant. Alternativement, deux actionneurs de frein électromécaniques sont prévus à la place d'un actionneur de frein électrohydraulique pour chacun des freins de roue. Cela présente l'avantage d'augmenter la disponibilité des freins de roue sur l'axe avant et aussi la sécurité de tout le système de freinage. Pour l'axe arrière, on a prévu un module de commande AMHA pour les freins de roue de l'axe arrière, lequel module de commande comprend un module de commande individuel RM1 et RM2 pour chaque roue. Les modules de roue sont alimentés par deux circuits d'énergie E1 et E2. Ils présentent un comportement " fail- silent ". Les modules de commande cités sont reliés entre eux par l'intermédiaire du système de communication K et avec un moduie de commande VM en option pour les autres fonctions principales de régulation de freinage.. Au moyen du système de communication K, les grandeurs de guidage ou les grandeurs de souhait de freinage du conducteur sont transmises à partir du module de commande AMVAPM vers ie module d'axe ou le module de roue pour les freins d'axe arrière. En outre, des signaux d'état de fonctionnement provenant des différents modules de commande et des grandeurs de consigne et des grandeurs rcels sont échangés pour les fonctions principales de réglage de freinage. Pour détecter le souhait de freinage du conducteur, I'actionnement de la pédale de freinage BP est détecté par au moins trois capteurs S1 à SN et leurs signaux sont transmis par l'intermédiaire des conduits correspondants au module de commande AMVAPM. Ceci constitue, par exemple, selon les critères d'emploi connus de par i'état de la technique, le souhait de freinage de blocage du conducteur. En outre, il est prévu de détecter le souhait de freinage de blocage du conducteur au moyen d'au moins deux capteurs S1 à SN. On détermine ainsi, par exemple, la position d'un levier de frein de blocage. Au moins un signal de capteur est lu et analysé par le module de commande AMVAPM. La valeur de consigne pour la force du frein de blocage qui en résulte est envoyée par l'intermédiaire du système de communication au module de commande ou aux modules de commande pour les freins d'axe arrière qui lisent et analysent en plus le signal d'un autre capteur pour détecter le souhait de 8 2824307 frein de blocage. On génère ainsi grâce à une stratégie de sélection appropriée, comme par exemple, une sélection de valeurs maximales, une grandeur de guidage pour le frein de blocage à partir d'au moins deux valeurs de consigne. Des stratogies de ce type sont connues de par l'état de ia technique déjà cité. Cette détermination de la commande du frein de blocage est indépendante de la réalisation des modules de commande, bien évidemment conformément à l'invention. Le module de commande pour les axes arrières ou les modules de commande pour les freins de roue de l'axe arrière présentent un comportement " fail-silent ", c'est à dire que lors d'une erreur propre, les modules de commande n'envoient pas de signaux vers l'extérieur et ne reçoivent plus de signaux ou s'éteignent. Lors d'une panne du système de communication ou en cas d'un capteur de souhait de frein de blocage défectueux, la disponibilité de la fonction de frein de blocage est garantie par le fait que le signal d'actionnement du levier du frein de blocage est lu par les moduies de commande sur l'axe arrière. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 4, la force de freinage sur les freins de roue arrière est appliquée au moyen d'actionneurs de frein électromécaniques avec une fonction de frein de blocage intégrce de manière analogue aux exemples de réalisation de la figure 2 ou 1. Le module de commande de l'axe arrière est alimenté par au moins un circuit d'énergie électrique et présente les fonctions représentées par les figures 2 et / ou 1. Les exemples de réalisation représentés sur les figure 5 et 6 se différencient de i'exemple de réalisation sur la figure 4 en ce que notamment, la force de freinage de service est appliquée sur les roues arrières par au moins un actionneur de frein 30 électrodydraulique. Dans un exemple de réalisation (figure 5), une force de frein de blocage est appliquée en plus sur les roues arrières au moyen d'au moins un actionneur de frein 32 électromécanique. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 6, le module de commande AMHA se charge égaiement du traitement des fonctions de réqulation de freinage principales pour les axes arrière, iedit traitement étant exécuté par un module séparé dans les autres exemples de réalisation. Dons tous les examples de rdausdhon, d'autFes modules de commands d'autres systems de commands, comma, par exempt, des systAmes de garage, des systAmes de commands, d'enhaTnement etc. peuvent AtFe raccords HU systAme de communication K comma indiqud sur la figure 6. REVENDICATIONS 1. Système de freinage électrique pour des véhicules avec au moins deux modules de commande pour le réglage d'une force de freinage sur les roues du véhicule qui sont reliées ensembles par un système de commande, caractérisé en ce qu'un premier module de commande associé notamment aux freins de roue avants, est construit de manière à tolérer les erreurs, alors qu'un second module de commande associé de préférence aux freins de l'axe arrières empêche des effets vers l'extérieur lors de l'apparition d'un état d'erreur. 2. Système de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un autre module de commande est prévu pour détecter les souhaits de frein de service et / ou de blocage du conducteur, lequel module de commande est raccordé également au système de communication K et lequel module est construit de manière à tolérer les erreurs. 3.Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour établir la force de freinage sur les roues avants, il est prévu au moins un actionneur de frein électrohydraulique alors que sur les roues arrières, I'établissement de la force de freinage destinée au frein de service et / ou le frein de blocage s'effectue au moyen d'au moins un actionneur électrohydraulique. 4. Système de freinage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la force de freinage de service et / ou de blocage de l'axe arrière est générée pour chaque roue à chaque fois avec un actionneur de frein électromécanique. 5. Système de freinage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux actionneurs de freinage électromécaniques de l'axe arrière sont commandés, aussi bien dans le mode de freinage de service que dans le mode de freinage de blocage, par précisément un module de commande. 6. Système de freinage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux actionneurs de freinage électromécaniques de l'axe arrière sont commandés par deux modules de commande séparés qui sont alimentés par deux circuits d'énergie électriques différents et indépendants l'un de l'autre. 7. Système de freinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les actionneurs de frein électromécaniques de l'axe arrière sont commandés par le module de commande de l'autre actionneur électromécanique pour diminuer la force de frein de blocage ou une force de freinage résiduelle lorsqu'une erreur appara^t dans la zone du module de commande associé ou dans la zone de l'alimentation en énergie. 8. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la force de freinage de service sur l'axe arrière est générce par au moins un actionneur de frein électrohydraulique alors que la force de freinage de blocage est générce par au moins un actionneur de freinage électromécanique; les deux actionneurs étant commandés par le même module de commande. 9. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de commande pour les freins de l'axe avant sont alimentés en énergie électrique par au moins deux circuits d'énergie indépendants l'un de l'autre ou par un circuit d'énergie avec deux accumulateurs d'énergie indépendants l'un de l'autre. 10. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un autre module de commande existe pour réquler les fonctions de freinage principales; lequel module est relié à un système de communication par d'autres modules de commande. 11. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de communication est redondant eVou présente un comportement temporel déterministe. 12. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de commande comporte les fonctions du module de commande pour les freins de l'axe avant afin de déterminer le souhait de freinage de service et/ou le souhait de freinage de blocage. 13. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détermi nation d u sou ha it de freinage de service se dérou le sur la base d 'au moins trois signaux de capteur de la pédale de frein qui sont amenés au module de commande pour commander les axes avant. 14. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour appliquer une force de freinage sur les roues de l'axe avant, il est prévu deux actionneurs de frein électromécaniques. 15. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le but de régler ia force de freinage sur les roues de l'axe arrière, il est 13 2824307 traité en plus dans au moins un module de commande des fonctions principales de réglage de freins. 16. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le souhait de freinage de blocage du conducteur est détecté par au moins deux capteurs, dans lequel système on amène à chaque module de commande pour le réglage de la force de freinage le signal d'au moins un capteur de frein de blocage, ledit module analysant ce signal; les modules de commande ne commandant aucun actionneur de frein de blocage émettent la valeur de consigne de freinage de blocage au travers du système de communication aux autres modules de commande. 17. Système de freinage selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de commande génère en fonction de l'état de service du véhicule automobile notamment à partir du signal du souhait de freinage de blocage qu'il a évalué lui-même et à partir du signal du souhait de freinage de blocage qu'il a reçu au travers du système de communication, une grandeur résultante de guidage pour