Brevet FR2829086A1 — publié le 20030307

Véhicule automobile équipé d'un système d'assistance au freinage et procédé d'assistance au freinage. La présente invention a pour objet un véhicule automobile équipé d'un système de propulsion à moteur électrique alimenté par un dispositif de pile à combustible, le véhicule étant en outre équipé d'un système d'assistance au freinage. Dans les véhicules automobiles conventionnels équipés d'un système de propulsion à moteur à combustion, l'assistance au freinage est généralement assurée par un servo-frein à dépression, la dépression amplifiant par l'intermédiaire du servo-frein, l'effort appliqué par le conducteur sur la pédale de frein du véhicule. Dans le cas d'un moteur à essence, la dépression utilisée est généralement celle qui règne dans le collecteur du moteur. Dans le cas d'un moteur diesel, on utilise généralement une pompe à vide supplémentaire entraînée par le moteur. Dans le cas d'un véhicule automobile équipé d'un système de propulsion à moteur électrique, en particulier dans le cas où le moteur électrique est alimenté en courant électrique par un dispositif de pile à combustible, l'assistance au freinage utilisant une telle dépression nécessite l'adjonction d'une source de puissance spécifique indépendante du groupe motopropulseur. C'est ainsi que l'on peut, sans modifier l'ensemble du système d'assistance au freinage conventionnel fonctionnant par dépression, prévoir dans un véhicule de ce type équipé d'un dispositif de pile à combustible, une pompe à vide électrique capable de créer la dépression nécessaire. Une telle solution augmente néanmoins le coût et l'encombrement du système. Par ailleurs, les servo-freins à dépression habituellement utilisés, en particulier dans les véhicules comportant un moteur à combustion à essence, sont relativement volumineux, la valeur de la dépression provenant du collecteur étant généralement limitée à environ 0,9 bars. La présente invention a pour objet de supprimer les inconvénients qui viennent d'être énoncés des dispositifs connus. L'invention a ainsi pour objet de proposer une assistance au freinage pour un véhicule automobile équipé d'une pile à combustible, qui soit de réalisation simple, n'augmentant pas l'encombrement de l'ensemble du dispositif, réduisant les coûts de fabrication et ne nécessitant pas l'implantation d'un organe spécifique supplémentaire. L'invention a également pour objet de réduire l'encombrement du servo-frein, à capacité d'assistance au freinage égale. Le véhicule automobile selon l'invention est équipé d'un système de propulsion à moteur électrique alimenté par un dispositif de pile à combustible comprenant un groupe motocompresseur d'air pour l'alimentation de la pile en comburant et des moyens de commande. Le véhicule est en outre équipé d'un système d'assistance au freinage qui comprend un servo-frein à pression d'air alimenté en air sous pression par le groupe motocompresseur du dispositif de pile à combustible. L'assistance au freinage est ainsi obtenue de manière simple et sans nécessiter l'adjonction d'une source de puissance spécifique. Dans un mode de réalisation préféré, une électrovanne pilotée par les moyens de commande est montée de façon à pouvoir mettre en communication le groupe motocompresseur avec le servo-frein. Un réservoir d'air est de préférence interposé entre le groupe motocompresseur et le servo-frein. Un capteur de pression est avantageusement monté sur le réservoir d'air et fournit un signal qui est transmis aux moyens de commande. De cette manière, le groupe motocompresseur peut être mis en marche lorsque la pression dans le réservoir n'est pas comprise entre deux limites prédéterminées. De préférence, les moyens de commande sont reliés au groupe motocompresseur de façon à piloter son fonctionnement en fonction de la demande de freinage exprimée par le conducteur du véhicule. Le procédé d'assistance au freinage selon l'invention est adapté à un véhicule automobile équipé d'un système de propulsion à moteur électrique alimenté par un dispositif de pile à combustible comprenant un groupe motocompresseur d'air pour l'alimentation de la pile en comburant, le véhicule comprenant en outre un système d'assistance au freinage. Selon l'invention, on alimente le système d'assistance au freinage en air comprimé provenant du groupe motocompresseur de la pile à combustible. De préférence, on mesure la pression d'air régnant dans un réservoir interposé entre le groupe motocompresseur et le système d'assistance au freinage et on commande le fonctionnement du groupe motocompresseur en fonction de la pression d'air mesurée. La pression appliquée au système d'assistance au freinage est comprise par exemple entre 2 et 3 bars, ce qui constitue une augmentation sensible par rapport aux systèmes classiques d'assistance au freinage fonctionnant par dépression et dans lesquels le différentiel de pression est généralement de l'ordre de 0, 9 bars. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par le dessin annexé, qui représente schématiquement les principaux éléments permettant l'assistance au freinage d'un véhicule automobile selon l'invention. Sur la figure unique, on a illustré un groupe motocompresseur 1 capable d'alimenter en oxygène sous pression provenant de l'air ambiant, un dispositif de pile à combustible référencé 2 dans son ensemble. On a également représenté sur la figure un réservoir d'hydrogène 3 alimentant également le dispositif de pile à combustible 2, une batterie électrique de puissance 4 connectée à la sortie de la pile à combustible 2, et un dispositif électronique de puissance 5 monté en amont d'un moteur électrique 6 entraînant une transmission 7 connectée aux roues 8 du véhicule. Le courant électrique fourni par le dispositif de pile à combustible 2 et convenablement mis en forme par l'électronique de puissance 5, permet donc l'entraînement du moteur électrique 6 et la propulsion du véhicule. Le freinage du véhicule est assuré au moyen d'un servo-frein à pression 9 coopérant avec un maître-cylindre tandem 10 et alimenté par le liquide de freinage se trouvant dans un réservoir 11. En sortie du maître-cylindre 10, se trouvent connectés deux circuits hydrauliques 12a, 12b aboutissant respectivement aux étriers des freins des roues du véhicule selon des modalités non représentées sur la figure. Le servo-frein 9 est actionné par le conducteur du véhicule qui agit sur la pédale de frein 9a. Une électrovanne 13 à deux sorties 13a, 13b est reliée par la sortie 13a à l'entrée du dispositif de pile à combustible 2 et par la sortie 13b à un réservoir d'air sous pression 14 équipé d'un capteur de pression 15 et d'un purgeur 16. Une conduite 20 relie le réservoir d'air sous pression 14 au servo-frein à pression 9. Les moyens de commande, constitués dans l'exemple illustré par une unité de commande électronique UCE, référencée 17, pilotent l'ensemble du dispositif de pile à combustible 2 par des liaisons non représentées sur la figure, ainsi que le motocompresseur 1 par la liaison 18 et l'électrovanne 13 par la liaison 19. L'UCE 17 reçoit notamment les signaux provenant du capteur de pression 15 par la liaison 15a. Le capteur de pression 15 est conçu de façon à pouvoir délivrer deux informations : un premier signal lorsque la pression dans le réservoir 14 est supérieure à un premier seuil SI ; et un deuxième signal lorsque la pression dans le réservoir 14 est inférieure à un deuxième seuil S, le premier seuil SI étant supérieur au deuxième seuil Si. De cette manière, il est possible de maintenir la pression régnant dans le réservoir 14 entre les deux seuils SI et S2. On notera que le dispositif de pile à combustible 2, déjà présent dans le véhicule équipé du moteur électrique 6, inclut nécessairement un compresseur d'air tel que le motocompresseur 1 pour alimenter le dispositif de pile à combustible 2 en comburant. Un tel compresseur est présent aussi bien dans le cas du stockage de l'hydrogène à bord du véhicule au moyen du réservoir 3, comme illustré sur la figure, que dans le cas du reformage de l'hydrogène à bord du véhicule qui nécessite alors un dispositif de reformage spécifique non illustré sur la figure. La présente invention utilise le motocompresseur déjà existant pour générer la puissance d'assistance au freinage souhaitée. Il n'est donc pas nécessaire de rajouter un élément supplémentaire pour procéder à l'assistance au freinage. Selon l'invention, on utilise à la place d'un servo-frein à dépression de type classique un servo-frein à pression 9 fonctionnant à l'air comprimé. Les moyens illustrés sur la figure 1, dans l'exemple illustré, fonctionnent de la manière suivante : Si la pression dans le réservoir d'air 14 descend en dessous du deuxième seuil S2, alors que le motocompresseur 1 est arrêté, l'UCE 17 émet un signal de mise en route du motocompresseur 1. Simultanément, l'UCE 17 commande l'électrovanne 13 de façon à ouvrir le passage 13b vers le réservoir 14. L'UCE 17 arrête le fonctionnement du motocompresseur 1 dès que la pression dans le réservoir 14 monte au-dessus du premier seuil S. A ce moment, l'UCE 17 commande l'électrovanne 14 pour fermer le passage 13b vers le réservoir d'air 14. Si la pression dans le réservoir d'air 14 descend en dessous du deuxième seuil S2, alors que le motocompresseur 1 est déjà en marche pour alimenter en air sous pression le dispositif de pile à combustible 2 par la canalisation 13a, l'UCE 17 commande le motocompresseur 1 de façon à augmenter son débit afin de recharger le réservoir d'air 14. A cet effet, l'UCE 17 commande également l'électrovanne 13 de façon à ouvrir le passage 13b vers le réservoir 14. Le débit du motocompresseur 1 est alors suffisant pour alimenter à la fois le dispositif de pile à combustible 2 et le réservoir d'air 14. Dès que la pression dans le réservoir d'air 14 dépasse le premier seuil Si. l'UCE 17 envoie un signal au groupe motocompresseur 1 de façon à réduire son débit. Simultanément, l'électrovanne 13 est commandée de façon à fermer le passage 13b vers le réservoir d'air 14. La présente invention permet ainsi d'éviter l'implantation d'un organe spécifique tel qu'une pompe à vide électrique, pour fournir la puissance nécessaire au servo-frein dans un véhicule équipé d'une pile à combustible. La puissance nécessaire à l'assistance au freinage est fournie par une simple dérivation du compresseur d'alimentation en air de la pile à combustible. On obtient ainsi un gain sensible en coût et en encombrement de l'ensemble du système. Par ailleurs, l'utilisation d'un servo-frein à pression permet d'augmenter le différentiel de pression jusqu'à 2 à 3 bars environ, c'est-à-dire à un niveau de pression différentiel nettement supérieur à la pression différentielle de l'ordre de 0,9 bars généralement utilisée pour les servo-freins fonctionnant à dépression. Il devient donc possible d'utiliser un servo-frein de moindre encombrement. REVENDICATIONS 1-Véhicule automobile équipé d'un système de propulsion à moteur électrique (6) alimenté par un dispositif de pile à combustible (2) comprenant un groupe motocompresseur d'air (1) pour l'alimentation de la pile en comburant et des moyens de commande (17), le véhicule comprenant en outre un système d'assistance au freinage et étant caractérisé par le fait que le système d'assistance au freinage comprend un servo-frein à pression d'air (9) alimenté en air sous pression par le groupe motocompresseur du dispositif de pile à combustible. 2-Véhicule selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une électrovanne (13) pilotée par les moyens de commande est montée de façon à pouvoir mettre en communication le groupe motocompresseur avec le servo-frein. 3-Véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait qu'un réservoir d'air (14) est interposé entre le groupe motocompresseur et le servo-frein. 4-Véhicule selon la revendication 3 caractérisé par le fait qu'un capteur de pression (15) est monté sur le réservoir d'air et fournit un signal transmis aux moyens de commande. 5-Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les moyens de commande (17) sont reliés au groupe motocompresseur de façon à piloter son fonctionnement en fonction de la demande de freinage exprimée par le conducteur du véhicule. 6-Procédé d'assistance au freinage d'un véhicule automobile équipé d'un système de propulsion à moteur électrique alimenté par un dispositif de pile à combustible comprenant un groupe motocompresseur d'air pour l'alimentation de la pile en comburant, le véhicule comprenant en outre un système d'assistance au freinage, caractérisé par le fait qu'on alimente le système d'assistance au freinage en air comprimé provenant du groupe motocompresseur de la pile à combustible. 7-Procédé selon la revendication 6 caractérisé par le fait qu'on mesure la pression d'air régnant dans un réservoir interposé entre le groupe motocompresseur et le système d'assistance au freinage et qu'on commande le fonctionnement du groupe motocompresseur en fonction de la pression d'air mesurée. 8-Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 7 caractérisé par le fait que la pression appliquée au système d'assistance au freinage est comprise entre 2 et 3 bars.