Brevet FR2919250A1 — publié le 20090130

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de frein notamment dispositif de frein à commande électrique pour des véhicules automobiles comprenant un capteur de pédale de frein pour recevoir la demande de freinage exercée sur une pédale de frein ainsi qu'un appa- reil de commande relié au capteur de pédale de frein . Etat de la technique Dans le cas des véhicules équipés des systèmes de frein hydrauliques ou pneumatiques, il y a une transmission mécanique entre la pédale de frein et les différents freins de roue. Contrairement à cela, dans le cas des installations de frein à commande électrique, la demande de freinage du conducteur est détectée par un capteur pour être exploitée par un appareil qui commande les actionneurs de frein par exemple les moteurs électriques équipant l'étrier de frein en fonc- 15 tion de la demande du conducteur. Pour des raisons de sécurité, les capteurs doivent être redondants. Mais même avec des capteurs redondants, l'installation de frein peut tomber en panne car l'appareil de commande ne peut distinguer que de façon limitée entre des valeurs de mesure fausses et des valeurs de mesure correctes. De plus, dans le cas 20 le plus défavorable, l'appareil de commande peut lui-même être défec- tueux ou tomber en panne. Les installations de frein actuelles ne permettent pas de traiter de telles perturbations sans créer des difficultés. But de l'invention 25 La présente invention a pour but d'améliorer la sécurité de fonctionnement des installations de frein de véhicule à commande électrique. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un dispositif de frein ou installation de 30 frein du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux capteurs de pédale de frein associés chacun à un appareil de commande et les appareils de commande sont reliés entre eux par une liaison de transmission de données . Une caractéristique importante de l'invention réside dans 35 la multiplication des capteurs de pédale de frein qui captent chacun la demande de freinage. Ces capteurs sont associés à différents appareils de commande reliés entre eux par une liaison de transmission de don-nées. Ainsi, des informations concernant la demande de freinage ou l'aptitude au fonctionnement des capteurs peuvent être échangées entre elles. En cas de défaillance de l'un des capteurs, l'appareil de commande disposera toujours des informations d'un autre capteur relié à un autre appareil de commande. En cas de défaillance de l'un des appareils de commande, l'installation ou système de frein n'est pas concerné en totalité. Cela améliore considérablement la fiabilité du système de frein. La liaison de transmission de données entre les différents appareils de commande est de préférence réalisée sous la forme d'un bus de données. A chaque appareil de commande est de préférence asso-cié un circuit de frein avec ou sans plusieurs actionneurs de frein. Les capteurs de pédale de frein selon l'invention mesurent de préférence des grandeurs physiques différentes telles que par exemple la force exercée sur la pédale et la course décrite par la pédale c'est-à-dire que le capteur relié à un premier appareil de commande mesure par exemple la force et le capteur relié à un autre appareil de commande mesure par exemple la course. En variante, on pourrait également mesurer un angle et une autre grandeur physique caractéristique de l'actionnement de la pédale de frein. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, au moins l'un des appareils de commande comporte un capteur d'état de pédale de frein, supplémentaire, qui peut détecter au moins deux états de frein différents tels que par exemple "frein actionné" et "frein non actionné". Dans le cas le plus simple, le capteur d'état est un inter-rupteur tel que par exemple l'interrupteur des feux de freinage. De ma- nière préférentielle, un capteur d'état de pédale de frein supplémentaire est relié à tous les appareils de commande. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les capteurs de pédale de frein associés à un appareil de commande sont redondants et dans ce cas, au moins deux capteurs de pédale de frein sont reliés à un appareil de commande. Cela permet d'améliorer encore plus la fiabilité du système. Les capteurs redondants peuvent également mesurer des grandeurs physiques différentes. Les capteurs de pédale de frein son de préférence des capteurs Hall. Ce mode de réalisation est particulièrement simple et économique. Les différents appareils de commande effectuent de préférence un contrôle de plausibilité des différents signaux de capteur. De manière connue, on peut effectuer un contrôle de valeur absolue ou contrôle de gradient. Les signaux de capteur fournis par les capteurs reliés à un même appareil de commande sont de préférence comparés entre eux. Cela signifie que le signal du capteur de pédale de frein sera comparé au signal du capteur d'état de la pédale de frein. Lorsqu'on constate un défaut, on pourra utiliser la valeur de mesure correspondante de l'un des autres appareils de commande, signal transmis par la liaison de transmission de données. Cela permet d'assurer la fonction de frein. De plus, il est également possible de localiser en général de façon précise le capteur défectueux. Cela est notamment vrai si un seul capteur est défectueux. Dans le chemin d'alimentation des capteurs de pédale de frein, on a prévu de préférence un commutateur ou interrupteur qui coupe l'alimentation des capteurs lorsque le véhicule est à l'arrêt. Cela permet de réduire considérablement la charge au repos. Le signal des capteurs d'état de pédale de frein est utilisé de préférence comme signal de réveil pour activer l'appareil de corn- mande associé. Si d'autres signaux de réveil tels que par exemple la mise en marche de la radio, un contact de portière ou l'allumage de l'appareil de commande, n'ont pas assuré le réveil, celui-ci sera fait par le premier actionnement des freins par le capteur d'état de la pédale de frein. Si précisément ce capteur d'état de la pédale de frein est défec-tueux et que le défaut a été décelé, l'appareil de commande correspondant sera réveillé de préférence par un autre appareil de commande. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs d'une installation de frein à commande électrique correspondant à un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un schéma par blocs d'une installation de frein à commande électrique correspondant à un second mode de réalisation de l'invention, la figure 3 est un schéma par blocs d'une installation de frein à commande électrique à deux circuits de frein selon une vue détaillée, - la figure 4 est un schéma par blocs d'une installation de frein à commande électrique équipée de trois circuits de frein correspondant à un troisième mode de réalisation de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une installation ou système de frein de véhicule automobile à commande électrique comportant deux circuits de frein 9a, 9b. L'installation de frein présentée comprend une pédale de frein 1 ainsi que deux installations de capteur 2a, 2b qui détectent l'actionnement de la pédale de frein. Chaque installation de capteur 2a, 2b peut comporter un ou plusieurs capteurs. Chaque installation de capteur 2a, 2b est associée à un unique appareil de com- mande 4a, 4b recevant chacun les signaux de capteur. L'installation de frein comprend en outre plusieurs actionneurs de frein 5a, 5b ou 5c et 5d commandés ou régulés par les appareils de commande 4a, 4b en fonction de la demande de freinage du conducteur. Chaque fois deux actionneurs 5a, 5b ou 5c et 5d font partie d'un circuit de frein 9a ou 9b. Les deux circuits de frein 9a, 9b peuvent être par exemple répartis suivant une disposition mixte. Les capteurs 2a, 2b et les appareils de commande 4a ou 4b correspondants sont alimentés électriquement à partir de réseaux embarqués 3a, 3b différents. Chacun des réseaux embarqués 3a, 3b a son propre accumulateur d'énergie tel que par exemple une batterie qui assure l'alimentation suffisante en énergie en cas de secours. Les deux appareils de commande 4a, 4b sont reliés l'un à l'autre par un bus de transmission de données 8 par lequel en particulier des signaux des capteurs ou des informations correspondantes peuvent être échangés. En outre, par exemple on peut également transmettre des informations concernant l'aptitude au fonctionnement des capteurs 2a, 2b. En cas de défaut dans un capteur (par exemple le cap- teur 2a), l'appareil de commande 4a concerné disposera alors des signaux des autres capteurs 2b. Le circuit de frein 9a concerné par le défaut n'est pas hors service mais continuera de fonctionner. En outre, à l'aide de l'information de capteur supplémentaire transmise par le bus d'échange de données 8, il est possible dans la plupart des cas de loca- liser le capteur défaillant 2a. La figure 2 montre l'installation de frein de la figure 1 avec plus de détails. L'installation de frein comprend dans ce cas également, deux circuits de frein 9a, 9b; à chaque circuit de frein 9a, 9b est associé un capteur de pédale de frein 6a, 6b ainsi qu'un capteur d'état de pédale de frein 7a, 7b supplémentaire. Les capteurs de pédale de frein 6a, 6b mesurent une grandeur physique caractérisant le degré d'actionnement de la pédale (mesure quantitative). Il peut s'agir par exemple de la course, d'un angle ou de la force ou toute autre grandeur physique appropriée. On a constaté que l'on améliorerait la fiabilité des capteurs si les capteurs 6a, 6b mesuraient des grandeurs différentes telles que par exemple une force et un angle. Dans le cas des capteurs d'état de pédale de frein 7a, 7b, il s'agit de capteurs qui peuvent distinguer entre au moins deux états de freinage différents tels que par exemple "freinage" et "non freinage". Dans le cas le plus simple, les capteurs 7a, 7b sont réalisés par des interrupteurs. En fonctionnement, les appareils de commande 4a, 4b effectuent régulièrement une surveillance contrôle de plausibilité des signaux de capteur. De façon connue, on peut ainsi par exemple vérifier la valeur absolue des signaux ou faire un contrôle de gradient des différents signaux. Les capteurs 6a, 7a ou 6b, 7b associés à un appareil de commande 4a ou 4b sont de préférence également comparés entre eux (c'est-à-dire que le signal du capteur 6a sera comparé à celui du capteur 7a). Cela permet de déceler d'autres défauts des capteurs. Il est en outre possible de comparer les signaux des capteurs 6a, 7a ou 6b, 7b reliés à un appareil de commande 4a ou 4b à ceux des capteurs reliés à un autre appareil de commande (par exemple les capteurs 6b et 7b reliés à l'appareil de commande 4b). Cela permet de déceler d'autres défauts de capteur ou dérives des signaux. En outre, le circuit de frein 9a, 9b concerné par le défaut disposera des signaux de capteur de l'autre circuit de frein (par exemple le circuit 9b) de sorte que ce circuit de frein ne sera pas hors service. Par une décision à la majorité c'est-à-dire que l'on corn-pare chaque fois les signaux de trois capteurs (par exemple les capteurs 7a, 6b, 7b) à celui d'un quatrième capteur (par exemple le capteur 6a), on peut en outre bien localiser le capteur défectueux. La même remarque s'applique également aux installations de frein équipées de trois ou plus de quatre capteurs. 15 En constant un défaut, on génère de préférence un signal d'avertissement et le conducteur est informé du défaut par une installation d'affichage appropriée par exemple par une lampe témoin. Le dé-faut pourra être ainsi éliminé rapidement par un passage en atelier; Dans l'exemple de réalisation représenté, les capteurs 20 d'état de pédale de frein 7a, 7b, ont en même temps une fonction de réveil par laquelle l'appareil de commande correspondant 4a peut être transféré de son état préparatoire à l'état de fonctionnement normal. Dans le cas des véhicules actuels, on fait passer de nombreux composants électroniques dans leur état de repos ou dans leur état prépara- 25 toire lorsque le véhicule est à l'arrêt. Une certaine opération d'activation telle que par exemple l'actionnement de la télécommande radio du verrouillage centralisé, l'ouverture d'une portière, le démarrage du moteur, etc.., permettent de faire repasser les composants dans un état de fonctionnement normal. Le signal de réveil destiné à l'appareil de commande 30 4a est généré par l'actionnement de la pédale de frein lorsque le capteur 7a change son signal d'état. Si le capteur d'état 7a est défectueux, l'appareil de commande 4a peut également être réveillé par un signal transmis par le bus de transmission de données 8. La figure 3 montre l'installation de frein des figures 1 et 2 35 avec plus de détails. Comme cela apparaît, chaque circuit de frein est équipé de deux capteurs de pédale de frein 6a, 6a' ou 6b, 6b', redondants. Les capteurs 6a, 6a' sont des capteurs Hall qui mesurent un angle dans le présent exemple. Le capteur correspondant qui est un aimant permanent 12 est fixé à la pédale de frein 1. Les capteurs 6b et 6b' sont des capteurs de force qui mesurent la force de freinage transmise par le système ressort-amortisseur avec les ressorts 13 et les amortisseurs 14 aux capteurs 6b et 6b'. Chaque circuit de frein comprend en outre un interrupteur 7a, 7b qui change d'état lorsque la pédale de frein 1 est actionnée. Dans le chemin d'alimentation des capteurs de pédale de frein 6, on a prévu un interrupteur 10 respectif servant à couper les capteurs lorsque le véhicule est à l'arrêt ce qui permet de réduire ainsi le courant de repos. Les interrupteurs 10 peu-vent être commandés par exemple par les appareils de commande correspondants 4a, 4b. La sortie de signal 15 des capteurs comporte en outre un amplificateur 11 pour amplifier chaque signal de capteur. La figure 4 montre une autre installation de frein répartie en trois circuits de frein 9a-9c. Chaque circuit de frein 9a-9c comporte un appareil de commande 4a-4c et un ou plusieurs actionneurs de frein (ces actionneurs ne sont pas représentés). Un capteur de pédale de frein 6a est associé à l'appareil de commande 4a; un capteur de pédale de frein 6b est associé à l'appareil de commande 4b et un capteur d'état de pédale de frein 7a est associé à l'appareil de commande 4c. Chacun des appareils de commande 4a-4c est relié à un autre appareil de commande par un bus propre de transmission de données 8a-8c. Cela per-met de comparer les signaux entre eux et de déceler ainsi des défauts de capteur. En cas de défaut, cela permet en outre d'utiliser les signaux des capteurs fonctionnant correctement.30 REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de frein notamment dispositif de frein à commande électrique pour des véhicules automobiles comprenant un capteur de pédale de frein (6a, 6b) pour recevoir la demande de freinage exercée sur une pédale de frein (1) ainsi qu'un appareil de commande (4a, 4b) relié au capteur de pédale de frein (6a, 6b), caractérisé en ce qu' il comporte au moins deux capteurs de pédale de frein (6a, 6b) associés chacun à un appareil de commande (4a, 4b), et les appareils de commande (4a, 4b) sont reliés entre eux par une liaison de transmission de données (8). 2 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les appareils de commande (4a, 4b) sont conçus pour échanger des informations concernant la demande de freinage ou l'aptitude au fonctionnement des capteurs (6, 7) par la liaison de transmission de données (8). 3 ) Dispositif de frein selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison de transmission de données (8) est un bus de données. 4 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins l'un des appareils de commande (4a, 4b) comporte un capteur d'état de pédale de frein (7a, 7b) supplémentaire, qui détecte au moins deux états de freinage différents. 5 ) Dispositif de frein selon la revendication 4, caractérisé par plusieurs capteurs d'état de pédale de frein (7a, 7b) associés chacun à un appareil de commande (4a, 4b). 6 ) Dispositif de frein selon la revendication 4 ou 5,caractérisé en ce qu' au moins un capteur d'état de pédale de frein (7a, 7b) est un interrupteur de feu de frein. 7 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les appareils de commande (4a, 4b) sont associés chacun à un circuit de frein. 8 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs de pédale de frein (6a, 6b) sont des capteurs Hall. 9 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs de pédale de frein (6a, 6b) d'au moins un appareil de commande (4a, 4b) sont redondants. 10 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs de pédale de frein (6a, 6b) mesurent des grandeurs physiques différentes. 11 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les appareils de commande (4a, 4b) effectuent un contrôle de plausibilité des signaux de capteur fournis par les capteurs de pédale de frein (6a, 6b) et/ou les capteurs d'état de pédale de frein (7a, 7b). 12 ) Dispositif de frein selon la revendication 11, caractérisé en ce qu' on effectue une comparaison avec le signal d'un autre capteur (6, 7) relié à un autre appareil de commande (4a, 4b). 13 ) Dispositif de frein selon la revendication 11, 20 25caractérisé en ce qu' en constatant un défaut, on transmet la valeur de mesure correspondante d'un autre appareil de commande (4a, 4b) par la liaison de transmission de données (8). 14 ) Dispositif de frein selon la revendication 11 ou 13, caractérisé en ce que dans le cadre du contrôle de plausibilité, on compare le signal de me-sure d'un capteur (6, 7) au signal d'un autre capteur (6, 7) relié au 10 même appareil de commande (4a, 4b). 15 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les appareils de commande (4a, 4b) sont alimentés électriquement à 15 partir de réseaux différents (3a, 3b). 16 ) Dispositif de frein selon la revendication 15, caractérisé en ce que les réseaux (3a, 3b) ont chacun un accumulateur d'énergie distinct. 17 ) Dispositif de frein selon la revendication 1, caractérisé par au moins un actionneur de frein (5a, 5d) commandé par l'appareil de commande (4a, 4b) en fonction de la demande de freinage. 30