Brevet FR2871762A1 — publié le 20051223

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé pour éviter les impulsions de pression dans un système de frein hydraulique d'un véhicule automobile selon lequel on commande électriquement une vanne hy- draulique qui règle le débit de liquide hydraulique entre le maître cylindre de frein et le côté aspiration d'au moins une pompe de refoulement. L'invention concerne également un dispositif pour éviter les impulsions de pression dans un système de frein hydraulique d'un véhicule automobile comportant une installation de commande pour corn-mander électriquement une vanne hydraulique commandant le débit de liquide hydraulique entre le maître cylindre de frein et le côté aspiration d'au moins une pompe de refoulement. Etat de la technique Selon le document DE 101 44 879 Cl on connaît un dispo- sitif de commande de l'installation de frein d'un véhicule équipé d'un système de régulation du patinage des roues. Ce système de régulation du patinage des roues est en mesure, lorsque certaines conditions sont rem- plies, de commencer la diminution d'un premier couple de freins d'au moins une roue dans au moins un frein de roue correspondant. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un système de régulation de frein et d'améliorer un système de régulation tel que celui décrit dans le document DE 101 44 879 Cl. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, selon le procédé de l'invention, à la fin de la commande électrique de la pompe de refoulement, la vanne hydraulique est commandée en fonction de son état d'ouverture pour prendre un état ouvert ou y rester, et ce n'est qu'à la fin d'un intervalle de temps de longueur prédéfinie que la vanne est refermée. Le dispositif appliquant le procédé est caractérisé en ce que l'installation de commande est réalisée pour qu'à la fin de la commande électrique de la pompe de refoulement, la vanne hydraulique est commandée en fonction de son état d'ouverture de façon à passer à l'état ouvert ou à y rester, et ce n'est qu'à la fin d'un intervalle de temps de longueur pré- définie que la vanne est refermée. La commande la vanne hydraulique permet de remplacer le liquide de frein pompé par la fin du mouvement de la pompe de refoule-ment. Ainsi l'invention permet d'éviter les bruits ainsi que l'effet sur la pé- Jale de frein provoqué par un équilibrage rapide de la pression dans le système de frein. Un développement avantageux de l'invention est caractérisé en ce qu'après la fin de commande électrique de la pompe de refoulement, une vanne hydraulique ouverte, à l'instant de la fin de la commande de la pompe continue de rester ouverte et ce n'est qu'après un intervalle de temps de longueur prédéfinie que cette vanne est refermée. Cette réalisation concerne le cas d'une vanne hydraulique ouverte à la fin de la commande électrique de la pompe de refoulement. Un autre développement avantageux de l'invention est caractérisé en ce qu'une vanne hydraulique fermée à l'instant de la fin de la commande est alors ouverte et n'est refermée qu'après un intervalle de temps de longueur prédéfinie. Un développement avantageux de l'invention est caractérisé en ce qu'au cas où à l'instant de la fin de la commande de la pompe de refoulement, le conducteur actionne toujours le frein, alors la vanne hydraulique fermée ne sera ouverte que lorsque le conducteur n'actionne plus le frein. En cas d'actionnement du frein on a une pression amont plus élevée à la sortie du maître cylindre de frein. L'ouverture de la vanne hydraulique lors de l'actionnement de la pédale de frein produirait un effet de réaction de la pédale perceptible par le conducteur. Un développement avantageux de l'invention est caractérisé en ce qu'un actionnement du frein par le conducteur se reconnaît par l'état de l'interrupteur des feux de rein et/ou de la pression amont mesu- rée. En utilisant également l'interrupteur des feux de frein on évite la mise en oeuvre de moyens supplémentaires pour détecter l'actionnement des freins. Un développement avantageux du dispositif de l'invention est caractérisé en ce que la vanne hydraulique est la vanne de commuta-30 tion haute pression du circuit de frein. Un autre développement avantageux du dispositif de l'invention est caractérisé en ce que le circuit de frein est le circuit de frein d'un système de régulation de dynamique de roulage ou d'un système de régulation anti-patinage ou d'un système anti-blocage. En conclusion les développements du procédé de l'invention se retrouvent dans les développements avantageux du dispositif selon l'invention et réciproquement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de réalisations avantageuses du procédé et du dispositif selon l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre le circuit hydraulique d'un circuit de frein ESP, - la figure 2 montre le chronogramme de différents signaux d'un circuit de frein dans le cas d'une régulation sans logique de pré/postremplissage, - la figure 3 montre le chronogramme de différents signaux d'un circuit de frein avec une régulation munie d'une logique pré/post-remplissage, - la figure 4 montre l'ordinogramme du procédé de l'invention. Description de modes de réalisation La figure 1 montre schématiquement le système de frein d'un véhicule équipé d'un système de régulation de la dynamique de rou- lage. Dans un but de clarté les parties accessoires n'ont pas été représentées. On considère un système de frein à deux circuits: le premier circuit correspond à la branche gauche de la figure 1 et le second circuit 2 la branche droite. Le circuit de frein 1 correspond aux roues arrières et le circuit de frein 2 correspond aux roues avant. Cette répartition est égale- ment appelée répartition II. Mais on peut également prévoir d'autres ré- partitions. Avant de détailler le fonctionnement du système de frein, on présentera ci-après brièvement les différents blocs de la branche de gauche: 3: Installation de régulation hydraulique de la pression de frein (comprenant les deux circuits de frein) 1: Maître cylindre 4: HSV1 (= Vanne de commutation à haute pression du circuit de frein 1) 5: USV1 (= Vanne de commutation du circuit de frein 1) 8: Vanne d'arrêt 9: RFP1 (= Pompe de refoulement du circuit de frein 1) 6: EVHL (= Vanne d'entrée arrière gauche c'est-à-dire équipant le frein de la roue arrière gauche) 16: EVHR (= Vanne d'entrée arrière droite) 7: AVHL (= Vanne de sortie arrière gauche) 17: AVHR (= Vanne de sortie arrière droite) 2: Frein de roue équipant la roue arrière gauche 20: Frein de roue équipant la roue arrière droite 21: Accumulateur. Les blocs de la branche droite sont analogues et de ce fait ces blocs ne sont pas explicités. Les deux pompes de refoulement sont entraînées par un même moteur c'est-à-dire qu'elles fonctionnent en parallèle. La description donnée ci-après ne concerne que le circuit de frein gauche 1. Deux conduites partent du maître cylindre 1 vers les deux circuits de frein. Dans le circuit de frein gauche on a un embranchement vers la vanne de commutation haute pression 4 et vers la vanne de commutation 5. La vanne de commutation haute pression 4 est reliée aux vannes de sortie 7 et 17 par une soupape d'arrêt 8 ainsi qu'au côté aspiration de la pompe de refoulement 9. La vanne de commutation 5 est reliée aux vannes d'entrée 6, 16 et au côté refoulement de la pompe de refoulement 9. Le côté sortie de la vanne d'entrée 6 et le côté d'entrée de la vanne de sortie 7 sont reliés au frein de roue 2; de même la vanne d'entrée 16 et la vanne de sortie 17 sont reliées au frein de roue 20. Le côté refoulement de la pompe de refoulement 9 est relié aux vannes d'entrée 6, 16 et à la vanne de commutation 5. Un système de frein hydraulique utilisé par exemple dans le cadre d'un système de régulation de la dynamique de roulage, des pompes de refoulement permettent d'établir ou de réduire de manière précise la pression de frein d'une ou plusieurs roues. Pour cela chacun des deux circuits de frein du véhicule comporte une vanne de commutation haute pression HSV. Cette vanne a les fonctions suivantes: - la vanne HSV à l'état fermé a pour fonction de permettre l'évacuation de la chambre accumulatrice 21 et ainsi la diminution rapide au ni-veau de la roue en découplant du conducteur la ligne de sortie partant des vannes de sortie des roues vers l'entrée de la pompe de refoule- ment. - La vanne HSV à l'état ouvert a pour fonction de permettre une montée en pression active par la liaison ouverte entre le maître cylindre de frein et l'entrée de la pompe de refoulement. Pendant une opération de régulation du système de frein, il peut arriver (par exemple dans le cas d'une régulation ABS) que la pompe de refoulement fonctionne et qu'en même temps la vanne HSV associée à ce même circuit de frein soit fermée. Dans ce cas le volume compris entre la pompe de refoulement 9, la soupape d'arrêt 8 et la vanne HSV 4 appelée ci- après préchambre 30, peut être vidé. Si lors d'une régulation suivante, la vanne HSV s'ouvre, comme la préchambre a été précédemment évacuée, la colonne de liquide de frein en amont de la vanne HSV (c'est-à-dire entre le maître cylindre de frein et la vanne HSV) est fortement accélérée (car il y a une forte différence de pression). Cette opération engendre un bruit irritant le conducteur et agitant de manière importante la pédale en particulier pour une pression amont à la sortie du maître cylindre de frein comprise entre environ 5 bars et 35 bars. La cause physique de cet effet provient de la forte différence de pression qui produit un remplissage extrêmement rapide de la préchambre. Ce remplissage extrêmement rapide est également appelé opération d'équilibrage de pression ou choc d'équilibrage de pression. L'invention a pour but une commande complémentaire de la vanne HSV appelée ci-après commande de pré-remplissage ou de post-remplissage et qui, dans un nombre aussi grand que possible de cas, doit permettre de remplir la préchambre avec du liquide de frein avant que l'on arrive dans une situation dans laquelle le conducteur perçoive le choc d'équilibrage de pression. Pour cela on exploite la régulation instantanée de frein et on détermine un instant auquel la vanne HSV peut s'ouvrir sans réaction vers le conducteur. Commande de pré-remplissage ou allongement de l'ouverture: Dans le cadre d'une action de freinage indépendante du conducteur par exemple dans le cas d'une régulation ESP (programme de stabilisation électronique ESP) ou de l'activation d'un assistant de frein, la vanne HSV est fréquemment commutée pendant que la pompe de refoulement correspondante fonctionne. A la fin de l'action de freinage indépendante du conducteur, on coupe la pompe de refoulement. Cette pompe de refoulement continue toutefois de fonctionner même après la coupure électrique. Il s'agit de la fin de course de la pompe. Si la vanne HSV était également fermée en même temps que la coupure électrique de la pompe de refoulement, la fin de course de la pompe de refoulement produirait l'évacuation de la préchambre 30. C'est pourquoi il est intéressant de maintenir encore ouverte la vanne HSV après la coupure de la pompe de refoulement pendant un intervalle de temps prédéfini. Cet intervalle de temps doit notamment être suffisam- ment long pour qu'à la fin de cet intervalle de temps on soit sûr que la pompe de refoulement est arrêtée c'est-à-dire que le mouvement de rotation mécanique de la pompe de refoulement est terminé. La commande de pré-remplissage ou l'opération d'ouverture et de fermeture complémentaire: En cas de régulation ABS, la vanne HSV est fermée pour diminuer aussi rapidement que possible la pression dans le cylindre de frein de roue. Le liquide de frein enlevé du cylindre de frein de roue est renvoyé par la pompe de refoulement, active et à travers la vanne de commutation ouverte en retour dans le maître cylindre de frein. L'accumulateur 21 sert notamment pendant le temps de démarrage de la pompe de refoulement de permettre une diminution rapide de la pression dans le cylindre de frein de roue. Cela suppose que l'accumulateur soit vide ou pratiquement vide. L'accumulateur est en permanence vidé par la pompe de refoulement en fonctionnement. A la fin de la régulation ABS, il reste une préchambre évacuée. C'est pourquoi, à la fin de la régulation ABS on laisse la vanne HSV ouverte pendant un intervalle de temps prédéfini pour per-mettre le remplissage à niveau de la préchambre et lors de la nouvelle ouverture de la vanne HSV, par exemple dans le cas d'une régulation de dynamique de roulage partiellement active, on évite un choc de pression. Les deux commandes de pré-remplissage et de post-remplissage ainsi décrites peuvent se décomposer en étape de procédé suivant selon un exemple de réalisation: 1. Dès qu'une pompe de refoulement fonctionne ou que le remplissage de la préchambre n'est pas considéré comme complet (par exemple en utilisant un modèle hydraulique ou un capteur) on détermine une durée d'ouverture At pour la vanne HSV. 2. Puis on détermine si la vanne HSV est momentanément ouverte (= cas a) ou si elle est momentanément fermée (= cas b). 3. Ensuite on vérifie si la régulation de la force de freinage est terminée ou si l'état de la vanne HSV n'est pas déterminant pour la régulation en cours. 4. Ensuite on vérifie si une commande de plus forte priorité veut fermer la vanne HSV. 5. Dans le cas a, la régulation de la force de freinage est terminée et s'il n'y a pas de commande de priorité plus élevée, alors la vanne HSV est maintenue ouverte pendant l'intervalle de temps At alors que la pompe de refoulement est coupée (commande de post-remplissage). 6. Dans le cas b, la régulation de la force de freinage est terminée et il n'y a pas de commande de priorité plus élevée si bien que l'on ouvre la vanne HSV dès que le conducteur relève le pied du frein. On décrira ci-après les courbes des signaux de différentes amplitudes dans un circuit de frein à l'aide des figures 2 et 3. La figure 2 montre le chronogramme de différents signaux du circuit de frein pour une régulation sans logique de pré/post-remplissage. La figure 3 montre les chronogrammes de différents signaux d'un circuit de frein pour une régulation avec une logique de pré/post-remplissage. Tout d'abord on décrira les signaux représentés dans les deux figures. Dans ces deux figures on a représenté le temps t en abscisses et l'amplitude du signal respectif en ordonnées. Comme un signal en partie haute portant la référence BLS, on a représenté l'état de l'interrupteur des feux de frein. Cet état est une indication signalant si le conducteur freine ou non. A l'instant t4 le conducteur actionne la pédale de frein. Cela apparaît en ce que l'état du signal BLS change à cet instant et passe par exemple du niveau 0 au niveau 1 et de même: - une pression avant pvor s'établit dans le maître cylindre de frein ce qui 20 apparaît à l'augmentation de la valeur du signal correspondant à la ré- férence pvor. Comme second signal des figures 2 et 3, on a l'état du signal ASR. Cette grandeur est également de nature binaire et indique si le régulateur antipatinage est activé (c'est-à-dire si l'on a momentanément une régulation anti-patinage) ou non. La valeur passe à l'instant t1 à un niveau plus élevé et à l'instant t2 ce signal retourne en passant par exemple de la valeur 0 à la valeur 1 puis en retour. Cela signifie que l'intervalle entre t1 et t2 correspond à la mise en oeuvre du régulateur anti-patinage. En parallèle à cette régulation anti-patinage la pompe de refoulement est également activée comme cela apparaît aux figures 2 et 3 par le chronogramme du signal nRFP. Le signal nRFP indique la vitesse de rotation de la pompe de refoulement. A l'instant t2, la pompe de refoulement est coupée en parallèle avec la régulation anti-patinage; dans les deux figures on remarque toutefois de manière significative la poursuite du mouvement de la pompe de refoulement avec diminution de sa vitesse de rotation. La troisième et la quatrième courbe en partant du haut portent les références HSV1 et HSV2. La référence HSV1 caractérise l'état de la vanne de commutation haute pression du circuit de frein 1; la réfé- rence HSV2 caractérise l'état de la vanne de commutation haute pression du circuit de frein 2. A la fois à la figure 2 et à la figure 3, pour la manoeuvre de conduite représentée à l'instant t1, les roues du circuit de frein 1 patinent. Les roues du circuit de frein 2 restent à l'intérieur des valeurs de patinage autorisées. C'est pourquoi à l'instant t1, la vanne HSV du circuit de frein 1 s'ouvre pour permettre la diminution de pression indépendamment du conducteur au niveau des roues du circuit de frein correspondant. Comme il n'y a pas d'action ASR dans le circuit de frein 2, la vanne HSV2 reste fermée. Comme pour les courbes de la figure 2, la logique pré/postremplissage est neutralisée, à la fin de la régulation, à l'instant t2, la vanne HSV1 est immédiatement fermée. Il en résulte l'évacuation de la préchambre 30 par la poursuite du fonctionnement de la pompe de refoulement. La figure 3 correspond à l'activation de la logique de pré/postremplissage, c'est pourquoi: - après la fin de la régulation à l'instant t2, la vanne HSV du circuit de frein 1 reste encore ouverte jusqu'à l'instant t3 et - la vanne HSV du circuit de frein 2 est ouverte à l'instant t2 et elle est 20 refermée à l'instant t3. On évite par ces moyens que la préchambre 30 ne soit vidée par la poursuite du fonctionnement de la pompe de refoulement. Le temps d'ouverture complémentaire est At = t3 - t2. La cinquième grandeur en partant du haut porte la réfé- rence Z. Il s'agit de l'état d'un compteur. Celui-ci a initialement respectivement la valeur 0 aux figures 2 et 3. A la figure 2 le compteur reste toujours au niveau 0 mais à la figure 3, à l'instant t1 il est relevé de cette valeur à une valeur différente de O. A la fin de la régulation ASR, à l'instant t2, la valeur Z commence à décanter vers 0 et à l'instant t3 on revient à 0. Cette opération de décomptage par le compteur définit: - le maintien ouvert prolongé de la vanne HSV1 et - l'intervalle de temps entre l'ouverture et la fermeture de la vanne HSV2. En partie basse du diagramme on a représenté la force F exercée par le conducteur sur la pédale de frein. Le décalage de temps en- tre l'application de la force sur la pédale de frein (c'est-à-dire l'actionnement de la pédale de frein par le pied du conducteur) et la montée en pression dépend des caractéristiques de l'amplificateur de la force de frein. Ensuite, jusqu'à t4 à la fois à la figure 2 et à la figure 3 on a un fonctionnement sans actionnement des freins. A l'instant t4 le conducteur actionne les freins. A l'instant t5 le système de régulation de la dynamique de roulage ou l'assistant de frein reconnaît un freinage de se-cours. C'est pourquoi à cet instant: - la pompe de refoulement est activée et - les deux vannes de commutation de haute pression HSV1 et HSV2 10 sont ouvertes. Il en résulte l'activation d'une montée en pression dans toutes les roues, au-delà de la consigne du conducteur. A la figure 2, à l'instant t5 on a un bref effondrement de la pression avant pvor et de la force F exercée sur la pédale de frein. Cet effondrement est indiqué par la lettre D. Cet effondrement bien perceptible par le conducteur est occasionné physiquement par l'équilibrage rapide des pressions dans la préchambre 30 ou le choc de pression; cet effet n'apparaît pas à la figure 3 à cause du pré-remplissage. La figure 4 montre l'ordinogramme du procédé selon l'invention. Après le démarrage du procédé dans le bloc 400, on demande dans le bloc 401 si la pompe de refoulement est encore alimentée électriquement. Si la réponse est oui, alors on revient au bloc 400. Si la réponse est non, alors on poursuit par le bloc 402. Dans le bloc 402 on demande si la vanne de commutation de haute pression est ouverte. Si la réponse est oui, alors le bloc 403 maintient la vanne de commutation de haute pression ouverte pendant un intervalle de temps de longueur At prolongeant l'ouverture. Si la réponse est non, alors dans le bloc 404 on demande si l'interrupteur des feux de frein est activé. Si la réponse est oui, alors on revient à l'entrée du bloc 404. Si la réponse est non, on passe dans le bloc 405 et on laisse la vanne de commutation haute pression ouverte pendant l'intervalle de temps de longueur At. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour éviter les impulsions de pression dans un système de frein hydraulique d'un véhicule automobile selon lequel on commande électriquement une vanne hydraulique qui règle le débit de liquide hydraulique entre le maître cylindre de frein et le côté aspiration d'au moins une pompe de refoulement, caractérisé en ce qu' - à la fin de la commande électrique de la pompe de refoulement, la vanne hydraulique est commandée en fonction de son état d'ouverture 10 pour prendre un état ouvert ou y rester, et - ce n'est qu'à la fin d'un intervalle de temps de longueur prédéfinie que la vanne est refermée. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' après la fin de la commande électrique de la pompe de refoulement, une vanne hydraulique ouverte à cet instant continue à rester ouverte et ce n'est qu'après un intervalle de temps de longueur prédéfinie que cette vanne est fermée. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on ouvre une vanne hydraulique fermée à l'instant final de la commande et cette vanne est de nouveau fermée après un intervalle de temps de ion-25 gueur prédéfinie. 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' au cas où à l'instant final de la commande de la pompe de refoulement le 30 conducteur actionne toujours le frein, la vanne hydraulique fermée n'est alors ouverte que lorsque le conducteur n'actionne plus le frein. 5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on détecte l'actionnement du frein par le conducteur à l'aide de l'état de l'interrupteur des feux de frein et/ou la pression amont mesurée. 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne hydraulique est la vanne de commutation haute pression du circuit de frein. 7 ) Dispositif pour éviter les impulsions de pression dans un système de frein hydraulique d'un véhicule automobile comportant une installation de commande pour commander électriquement une vanne hydraulique commandant le débit de liquide hydraulique entre le maître cylindre de frein et le côté aspiration d'au moins une pompe de refoulement, caractérisé en ce que l'installation de commande est réalisée pour qu' : - à la fin de la commande électrique de la pompe de refoulement, la vanne hydraulique est commandée en fonction de son état d'ouverture de façon à passer à l'état ouvert ou à y rester, et - ce n'est qu'à la fin d'un intervalle de temps de longueur prédéfinie que la vanne est refermée. 8 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vanne hydraulique est la vanne de commutation haute pression du circuit de frein. 9 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de frein est le circuit de frein d'un système de régulation de dynamique de roulage ou d'un système de régulation anti-patinage ou d'un système anti-blocage.