Brevet FR2976241A1 — publié le 20121214

i Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un circuit de remplacement pour activer une pompe à vide électrique d'une installation d'amplification de force de freinage en cas de défaillance d'un appareil de commande. Etat de la technique Les véhicules automobiles modernes ont des amplificateurs de force de freinage (servofreins pneumatiques) assistant le conducteur. L'amplificateur de force de freinage permet de diminuer la io force d'actionnement nécessaire à freiner le véhicule. Dans les véhicules automobiles la force auxiliaire fournie par l'amplificateur de force de freinage est habituellement générée par un amplificateur de force de freinage à dépression encore appelé servofrein pneumatique ou servofrein à dépression créant une différence de pression entre la pression 15 atmosphérique et la dépression régnant dans l'amplificateur de force de freinage. L'amplificateur de force de freinage interposé permet à la pédale de frein d'agir également comme dans un système de frein classique sans amplificateur, directement sur le maître-cylindre qui refoule 20 le liquide de frein dans le circuit alimentant les freins pour transmettre la force de freinage. L'amplificateur de force de freinage assiste cette pression par une membrane à déroulement logée dans un cylindre et dont les deux faces en position de repos de l'amplificateur, c'est-à-dire lorsque le frein n'est pas actionné, sont mises en dépression. Lors de 25 l'actionnant de la pédale de frein, une soupape met le côté de la membrane tourné vers la pédale, en liaison avec la pression atmosphérique, si bien que la différence de pression appliquée à la membrane génère une force assistant la force de freinage exercée sur la pédale et cela dans la même direction d'action. 30 La dépression nécessaire au fonctionnement de l'amplificateur de force de freinage ou servofrein à dépression, peut être générée de différentes manières. Dans le cas des moteurs à combustion interne dont la conduite d'admission est équipée d'un volet d'étranglement, on utilise la pression réduite par rapport à la pression ambiante en aval du 35 volet d'étranglement ; cette pression est transmise à l'amplificateur de 2 force de freinage. Toutefois cette dépression n'est disponible que lorsque le moteur fonctionne dans sa plage de charge partielle. Dans le cas de la charge maximale, lorsque le volet d'étranglement est complètement ou-vert, il ne génère pas de dépression qui pourrait alimenter le servofrein. Dans le cas de moteurs à combustion interne non équipés d'un volet d'étranglement comme par exemple dans les moteurs Diesel ou les moteurs à essence actuels avec injection directe d'essence, il faut générer différemment la dépression nécessaire au fonctionnement de l'amplificateur de force de freinage à dépression (servofrein pneumatique ou servofrein à dépression). Cela se fait par exemple à l'aide d'une pompe à vide mécanique ou d'une pompe à vide, électrique. Du fait de leur construction en général plus légère et des meilleures possibilités de régulation, les véhicules actuels utilisent principalement les pompes à vide électriques pour générer la dépression nécessaire. De plus, la 15 pompe à vide électrique a l'avantage de générer le vide indépendamment de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne. Cela est important surtout pour les véhicules fonctionnant en mode marche/arrêt, les véhicules hybrides ou les véhicules électriques. La commande et la régulation de cette pompe se font à 20 partir d'un appareil de commande. Souvent, la commande d'une telle pompe à vide électrique est intégrée dans un appareil de commande qui gère également le programme électronique de stabilisation (système ESP) intégré généralement dans les véhicules et qui influence, par l'intermédiaire d'un système antiblocage ou d'une régulation antipatinage, 25 la répartition des forces motrices et de freinage entre les différents trous du véhicule. Si la pompe à vide ne peut plus être actionnée à cause d'un défaut de l'appareil de commande, on ne dispose pas de dépression pour le fonctionnement de l'amplificateur de force de freinage, de sorte 30 que le conducteur devra freiner le véhicule sans l'assistance de l'amplificateur de force de freinage. Mais également dans un tel cas, il faut que, du point de vue constructif, l'installation de frein réponde aux conditions réglementaires concernant l'effet de freinage. Toutefois, même s'il est garanti que les règles de décélération sont remplies, la 35 force d'actionnement de l'installation de frein nécessaire, du fait de la 3 défaillance de l'alimentation en vide pour actionner l'installation de frein, sera pour le moins inconfortable pour le conducteur et peut se traduire par l'irritation de celui-ci. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un circuit de remplacement pour activer une pompe à vide électrique d'une installation d'amplification de force de freinage comportant une première entrée de signal pour recevoir un signal représentant un actionnement de frein, une seconde entrée de signal pour recevoir un signal de référence d'une io installation de commande primaire de la pompe à vide électrique telle qu'un système ESP et une sortie de signal pour commander une pompe à vide électrique, * la première entrée de signal et la sortie de signal étant reliées de fa-çon qu'à l'arrivée d'un signal représentant l'actionnement de frein, 15 appliqué à la première entrée de signal, un signal d'actionnement de la pompe à vide électrique apparaît à la sortie de signal, * la seconde entrée de signal est reliée à la sortie de signal pour neutraliser l'émission d'un signal activant la pompe à vide électrique à la sortie de signal si la seconde entrée de signal reçoit un signal de ré- 20 férence indiquant que l'installation de commande primaire est apte à fonctionner. Le circuit de remplacement encore appelé circuit de se-cours ou circuit de réserve selon l'invention, garantit que même en cas d'incidence ou de défaillance de l'appareil de commande du système 25 ESP comme installation de commande primaire de la pompe à vide électrique, on garantit une alimentation en vide suffisante pour maintenir la force de freinage par l'amplificateur pneumatique. Le circuit de remplacement selon l'invention exploite la situation de l'actionnement du frein. On peut par exemple tenir compte 30 de l'information de commutation des feux de frein. En variante ou en plus, on peut utiliser des informations provenant d'un feu de frein, d'un capteur de pression de frein, d'un capteur de force, d'un interrupteur de force, d'un capteur de course et/ou d'un capteur d'angle de pédale pour détecter l'actionnement du frein. Si un actionnement de frein est détec- 35 té, un signal de commande est généré pour commander la pompe à vide 4 électrique. A côté de l'exploitation de l'actionnement du frein, le circuit de remplacement reçoit des informations relatives à l'état de fonctionnement ou à l'aptitude au fonctionnement de l'installation de commande primaire de la pompe à vide électrique, par exemple sous la forme d'un signal de référence. Dans la mesure où l'installation de commande primaire est apte ou prête à fonctionner, et que la commande non défectueuse de la pompe à vide électrique est garantie par l'installation de commande primaire selon le signal de référence, on neutralise l'émission du signal de commande de la pompe à vide électrique par le circuit de remplacement. En cas d'absence de signal de référence et du défaut d'aptitude au fonctionnement de l'installation de commande primaire que l'on en déduit, assure l'émission du signal de commande généré par le circuit de remplacement à la pompe à vide électrique qui garantit une alimentation suffisante en vide de l'amplifi- as cateur de force de freinage. Selon un développement de l'invention, le circuit de rem-placement comporte une alimentation électrique indépendante de celle de l'installation de commande primaire. Cela augmente d'autant la sécurité de fonctionnement. De manière avantageuse, l'alimentation élec- 20 trique indépendante est conçue pour qu'au démarrage du système du véhicule, l'alimentation électrique indépendante soit disponible et assurée sans grande perte de temps. Selon un autre développement de l'invention, l'alimentation électrique indépendante est conçue pour qu'en cas d'émission d'un 25 signal à destination de la pompe à vide par la sortie de signal, la pompe à vide sera également alimentée par la tension nécessaire à son fonctionnement. On crée ainsi une nouvelle redondance du système. Selon un autre développement de l'invention, le circuit de remplacement comporte un circuit de surveillance qui surveille l'apti- 30 tude au fonctionnement du circuit de remplacement et en cas de défaut, il y a émission d'un signal de défaut. On garantit ainsi la détection suffisamment à temps d'un défaut de fonctionnement pour garantir la sécurité de fonctionnement. Selon un développement du circuit de remplacement de 35 l'invention, celui-ci comporte un module de temporisation qui émet un signal activant la pompe à vide électrique après l'arrivée d'un signal représentant un actionnement de frein et avec une temporisation fixe t l pour la sortie de signal. Cela permet d'éviter avantageusement une influence non souhaitable liée à la qualité du signal. Selon un autre déve- 5 loppement, le signal activant la pompe à vide électrique par le module de temporisation pendant la durée t2 au-delà de l'application du signal représentant un actionnement de frein, est émis à la sortie de signal. Cela permet de compenser la perte de vide dans l'amplificateur de force de freinage lorsqu'on relâche le frein. io L'invention a également pour objet un procédé de compensation d'un défaut de fonctionnement de la commande de la pompe à vide électrique par l'appareil de commande ESP dans un système amplificateur de force de freinage (servofrein pneumatique) comportant les étapes consistant à : 15 fournir un signal représentant un actionnement de frein à un circuit de remplacement, fournir un signal de référence représentant l'état apte à fonctionner d'un appareil de commande du système ESP au circuit de remplacement, 20 générer un signal activant la pompe à vide électrique, procédé caractérisé en ce qu' on neutralise l'émission du signal d'activation de la pompe à vide électrique à la sortie de signal du circuit de remplacement si le signal représentant l'aptitude au fonctionnement de l'appareil de commande ESP 25 est appliqué à l'entrée de signal du circuit de remplacement. Selon un développement du procédé, la formation et/ou l'émission du signal activant la pompe à vide électrique à la sortie de signal du circuit de remplacement sont temporisées de la durée t l lors-qu'est appliqué un signal représentant un actionnement de frein. 30 Selon un autre développement du procédé, la formation et/ou l'émission du signal activant la pompe à vide électrique à la sortie de signal du circuit de remplacement, sont émises pour une durée t2 dépassant l'application du signal représentant un actionnement de frein à la sortie de signal si un signal représentant l'actionnement de frein est 35 appliqué. 6 Cela permet de compenser d'éventuelles pertes de vide dans l'amplificateur de force de freinage, pertes générées par le relâchement du frein. Selon un autre développement du procédé de l'invention, en cas de non application du signal de référence représentant l'aptitude au fonctionnement de l'installation de commande primaire transmis au circuit de remplacement, un signal activant la pompe à vide électrique est émis à la sortie de signal du circuit de remplacement indépendamment de l'existence d'un signal représentant un actionnement de frein, io signal qui est émis de manière cadencée. On garantit ainsi une alimentation continue en vide de l'amplificateur de force de freinage même dans le cas d'une perturbation de l'installation de commande primaire et de la surveillance de l'actionnement de frein, ce qui se traduit par une nouvelle redondance du système et ainsi une meilleure sécurité en 15 cas d'incident. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un circuit de réserve selon l'invention pour une installation de commande primaire apte à fonctionner. 20 la figure 1 montre le schéma fonctionnel d'un circuit de remplace- ment d'une installation de commande primaire, apte à fonctionner, la figure 2 montre le schéma fonctionnel d'un circuit de remplace-ment selon l'invention en cas d'incident dans l'installation de commande primaire, 25 la figure 3 montre l'émission temporisée d'un signal de commande d'une pompe à vide. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre le schéma fonctionnel d'un circuit de réserve ou de remplacement 100 d'une installation de commande pri- 30 maire 140, apte à fonctionner. Le circuit de remplacement 100 pour activer une pompe à vide électrique 200 d'une installation d'assistance de frein (encore appelé servofrein pneumatique) comporte une première entrée de signal 110 pour fournir un signal 111 représentant l'actionnement du frein et une seconde entrée de signal 120 pour introduire un 35 signal de référence 121 d'une installation de commande primaire 140 de 7 la pompe à vide électrique. L'installation de commande primaire 140 est par exemple l'appareil de commande du système ESP. Le circuit de remplacement 100 comporte une sortie de signal 130 pour commander la pompe à vide électrique 200. La première entrée de signal 110 et la sortie de signal 130 sont reliées de façon que si à l'entrée il y a un signal 111 représentant un actionnement de frein appliqué à la première entrée de signal 110, un signal d'actionnement 131 de la pompe à vide électrique 200 sera émis à la sortie de signal 130. La seconde entrée de signal 120 est reliée à la sortie de signal 130 pour neutraliser l'émission io du signal 131 destinée à activer la pompe à vide électrique à la sortie de signal 130 si la seconde entrée de signal reçoit un signal de référence 121 représentant l'état apte à fonctionner de l'installation de commande primaire 140. L'activation de la pompe à vide électrique 200 se fait alors par l'installation de commande primaire apte à fonctionner. Le circuit 15 de réserve ou de remplacement peut en outre comporter un module de temporisation 150 qui retarde l'émission du signal 131 appliqué à l'entrée de signal 111. La figure 2 montre le schéma fonctionnel d'un circuit de remplacement ou de réserve selon l'invention en cas d'incident dans 20 l'installation de commande primaire. En cas d'incident dans l'installation de commande primaire 140, c'est-à-dire si l'installation de commande 140 n'est pas prête ou apte à fonctionner, il n'est pas assuré que la pompe à vide électrique 200 puisse être commandée par l'installation de commande primaire. Du fait de l'absence d'état de fonctionnement de 25 l'installation de commande primaire, l'entrée de signal 120 ne reçoit pas de signal de référence 121. L'émission d'un signal de commande 131 par le circuit de remplacement ou de réserve pour activer la pompe électrique 200, signal généré par l'application d'un signal 111 à l'entrée de signal 110 et indiquant que le frein doit être actionné, sera fourni par le 30 circuit de remplacement et ce signal ne sera pas neutralisé mais transmis par la sortie de signal 130 à la pompe à vide électrique. Ainsi, même si l'installation de commande primaire 140 n'est pas apte à fonctionner, la pompe à vide 200 sera mise en oeuvre lors de l'actionnement du frein et l'installation d'assistance de force de freinage 300 (servofrein) sera 35 alimentée suffisamment à vide. 8 La figure 3 montre l'émission temporisée d'un signal de commande pour la pompe à vide. Le module de temporisation 150 retarde l'émission du signal 131 activant la pompe à vide électrique d'une durée t1 par rapport à l'instant d'arrivée du signal 111 à l'entrée de si- gnal 110. Cela permet d'éviter d'éventuelles influences accidentelles sur la qualité du signal 111. De plus, le module de temporisation 150 peut également assurer l'émission du signal 131 après l'application du signal 111, selon une temporisation t2, de sorte que la pompe à vide électrique produit également du vide pendant la durée d'actionnement du frein ce io qui compense la perte de vide générée dans l'amplificateur d'assistance de freinage (ou servofrein pneumatique) par le relâchement du frein. De plus, le module de temporisation 150 peut émettre de manière cadencée le signal 131 activant la pompe à vide électrique. Pour cela, le signal 131 est émis pendant une durée t3 et neutralisé pendant la durée t4. 15 Cette émission cadencée du signal 131 activant la pompe à vide électrique, évite un fonctionnement continu de la pompe à vide si le frein est actionné de manière permanente et évite ainsi de solliciter thermiquement la pompe à vide ou l'entraînement de la pompe à vide. 20 NOMENCLATURE 100 circuit de remplacement/circuit de réserve 110 première entrée de signal 111 signal représentant l'actionnement du frein 120 seconde entrée de signal 121 signal de référence 130 sortie de signal 131 signal activant la pompe à vide électrique 140 installation de commande 150 module de temporisation 200 pompe à vide électrique 300 installation d'assistance de force de freinage/servofrein pneumatique15 REVENDICATIONS1°) Circuit de remplacement (100) pour activer une pompe à vide électrique (200) d'une installation d'amplification de force de freinage (300) comportant une première entrée de signal (110) pour recevoir un signal (111) représentant un actionnement de frein, une seconde entrée de signal (120) pour recevoir un signal de référence (121) d'une installation de commande primaire (140) de la pompe à vide électrique telle qu'un système ESP et une sortie de signal (130) pour commander une pompe à vide électrique (200), io * la première entrée de signal (110) et la sortie de signal (130) étant reliées de façon qu'à l'arrivée d'un signal (111) représentant l'actionnement de frein, appliqué à la première entrée de signal (110), un signal d'actionnement de la pompe à vide électrique (200) apparaît à la sortie de signal (130), 15 * la seconde entrée de signal (120) est reliée à la sortie de signal (130) pour neutraliser l'émission d'un signal (131) activant la pompe à vide électrique à la sortie de signal (130) si la seconde entrée de signal reçoit un signal de référence (121) indiquant que l'installation de commande primaire (140) est apte à fonctionner. 20 2°) Circuit de remplacement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un signal représentant l'actionnement du frein est le signal d'un feu de frein, d'un interrupteur de feu de frein, d'un capteur de pression de 25 frein, d'un capteur de force, d'un commutateur de force, d'un capteur de course de pédale et/ou d'un capteur d'angle de pédale. 3°) Circuit de remplacement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 30 il comporte une alimentation électrique indépendante de celle de l'installation de commande primaire (140). 4°) Circuit de remplacement selon la revendication 3, caractérisé en ce que Il l'alimentation électrique indépendante est conçue pour qu'en cas d'émission d'un signal (131) par la sortie de signal (130), la pompe à vide (200) soit également alimentée avec la tension nécessaire à son fonctionnement. 5°) Circuit de remplacement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un circuit de surveillance qui surveille l'état apte à fonctionner du circuit de remplacement (100) et en cas de défauts il génère io un signal de défaut. 6°) Circuit de remplacement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un module de temporisation (150) qui émet un signal (131) 15 activant la pompe à vide électrique (200) après l'arrivée d'un signal (111) représentant un actionnement de frein et avec une temporisation fixe t l pour la sortie de signal (130). 7°) Circuit de remplacement selon la revendication 6, 20 caractérisé en ce que le signal (131) activant la pompe à vide électrique (200) est émis par le module de temporisation (150) pour une durée t2 dépassant la durée du signal (111) représentant l'actionnement du frein pour la sortie de signal (130). 25 8°) Procédé de compensation d'un défaut de fonctionnement de la commande de la pompe à vide électrique (200) par l'appareil de commande ESP (140) dans un système amplificateur de force de freinage (300) (servofrein pneumatique) comportant les étapes consistant à : 30 fournir un signal (111) représentant un actionnement de frein à un circuit de remplacement (100), fournir un signal de référence (121) représentant l'état apte à fonctionner d'un appareil de commande du système ESP (140) au circuit de remplacement (100), 35 générer un signal (131) activant la pompe à vide électrique (200), 12 procédé caractérisé en ce qu' on neutralise l'émission du signal (131) d'activation de la pompe à vide électrique (200) à la sortie de signal (130) du circuit de remplacement (100) si le signal (121) représentant l'aptitude au fonctionnement de l'appareil de commande ESP (140) est appliqué à l'entrée de signal (120) du circuit de remplacement (100). 9°) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la formation et/ou l'émission du signal (131) activant la pompe à vide électrique (200) à la sortie de signal (130) du circuit de remplacement (100) sont temporisées de la durée t l lorsqu'est appliqué un signal (111) représentant un actionnement de frein. 10°) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la formation et/ou l'émission du signal (131) activant la pompe à vide électrique (200) à la sortie de signal (130) du circuit de remplacement (100), sont émises pour une durée t2 dépassant l'application du signal (111) représentant un actionnement de frein à la sortie de signal (130) si un signal (111) représentant l'actionnement de frein est appliqué.25