Brevet FR3023814A1 — publié le 20160122

- 1 - L'invention se rapporte aux systèmes de freinage pour véhicules. Un tel système comprend habituellement un servofrein relié à un organe de commande de freinage, un actionneur de frein pour chaque roue, relié à un frein à disque ou à tambour et un circuit hydraulique connectant le servofrein aux actionneurs de frein. L'organe de commande de freinage est le plus souvent une pédale dans le cas d'une automobile ou un levier dans le cas d'une motocyclette. De plus, un système de freinage pour véhicules comprend le plus souvent un calculateur central, relié à l'organe de commande de freinage, permettant d'assigner à chaque actionneur de frein un effort de freinage défini en fonction des conditions de roulement. Lorsqu'un utilisateur souhaite ralentir ou arrêter un véhicule, il actionne l'organe de commande de freinage. Le servofrein amplifie la force exercée sur la commande par l'utilisateur pour augmenter sensiblement la pression au sein du circuit hydraulique. Cette augmentation de pression conduit l'actionneur de frein à enclencher le freinage. Lors de la construction du véhicule, il est donc nécessaire d'installer un circuit de 15 communication fluidique entre le servofrein et tous les actionneurs de frein du véhicule. Chaque actionneur est donc relié au servofrein uniquement. Mais, en cas de dysfonctionnement dans la communication entre le servofrein et un actionneur, l'effort de freinage de l'actionneur n'est plus celui assigné par le calculateur. Ce dysfonctionnement engendre alors une altération de la qualité du freinage, voire de 20 l'adhérence du véhicule. Un but de l'invention est de fournir un système de freinage plus fiable. Pour ce faire, on prévoit selon l'invention un procédé de commande d'un système de freinage de véhicule qui comporte une étape d'émission d'un message par au moins un calculateur d'actionneur équipant en propre un actionneur de freinage du véhicule. 25 Ainsi, le calculateur d'actionneur communique avec les autres éléments du système de freinage. Un dysfonctionnement dans la chaîne de commande du freinage est alors immédiatement repéré et signalé à l'utilisateur du véhicule. Selon un mode de réalisation, le message est un ordre de modulation de freinage. On est alors sûr que la modulation de freinage réalisée par l'actionneur est bien celle 30 commandée par l'utilisateur. Dans le cas contraire, le calculateur central émet un ordre correctif. Selon un mode de réalisation, le message comprend un ordre de défreinage. De préférence, le message est émis vers un calculateur d'actionneur du même essieu. 35 Selon un mode de réalisation, le message est émis vers un calculateur d'actionneur du même côté du véhicule. De préférence, le calculateur d'actionneur reçoit au moins un message. - 2 - Le calculateur est ainsi apte à échanger des données. Avantageusement, un calculateur central du véhicule émet un message vers le calculateur d'actionneur ou vers le calculateur d'actionneur et au moins un autre calculateur d'actionneur. La chaîne de commande est ainsi plus fiable. De préférence, le calculateur d'actionneur détermine si au moins une majorité de calculateurs d'actionneur du véhicule a reçu le même ordre ou des ordres compatibles entre eux. Cette vérification permet de détecter une erreur au sein de la chaîne de commande. Avantageusement, le calculateur d'actionneur détermine si tous les calculateurs d'actionneur du véhicule ont reçu le même ordre ou des ordres compatibles entre eux. Le risque d'erreur est ainsi encore diminué. Selon un mode de réalisation, l'émission ou au moins une des émissions et éventuellement la réception ou au moins une des réceptions a lieu par ondes radio. Il n'est donc plus nécessaire d'installer un câblage à partir du ou des calculateurs d'actionneur. De préférence, l'émission ou au moins une des émissions et éventuellement la réception ou au moins une des réceptions a lieu par courant porteur. Ce mode de réalisation est fiable et sobre en énergie. Avantageusement, le ou chaque calculateur d'actionneur envoie périodiquement un message à destination du calculateur central et le calculateur central émet un signal d'alerte à destination d'un utilisateur en l'absence de réception du signal périodique à l'issue d'une durée prédéterminée. Selon un mode de réalisation, le calculateur d'actionneur émet périodiquement un 25 signal à destination d'au moins un deuxième calculateur d'actionneur et le deuxième calculateur d'actionneur émet un signal d'alerte à destination de l'utilisateur en l'absence de réception du signal périodique à l'issue d'une durée prédéterminée. On s'assure ainsi continuellement du bon fonctionnement des canaux de communication. 30 On prévoit également selon l'invention un programme comprenant des instructions de code aptes à commander l'exécution des étapes d'un procédé tel que précédemment décrit lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur. On prévoit en outre selon l'invention un calculateur d'actionneur de freinage pour véhicule, qui comprend un émetteur de message. 35 Avantageusement, le calculateur comprend un récepteur de message. On prévoit toujours selon l'invention un actionneur de freinage de véhicule, équipé en propre d'un calculateur tél que décrit précédemment. - 3 - On prévoit, enfin selon l'invention, un système de commande de freinage pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux calculateurs d'actionneur. Selon un mode de réalisation, le système comprend un calculateur central agencé pour recevoir un message d'un organe, tel qu'une pédale, autre qu'un des calculateurs 5 d'actionneur et pour envoyer un message à l'un au moins des calculateurs d'actionneur. De préférence, le système comprend au moins deux batteries d'accumulateurs en redondance. Ainsi, en cas de décharge de la première batterie, la deuxième prend le relais pour assurer le fonctionnement du système. 10 On va maintenant décrire un mode de réalisation de l'invention en se référant aux figures suivantes : - la figure 1 est une vue en perspective d'un actionneur électrique de freinage, - la figure 2 est un schéma-bloc d'un système de frein selon l'invention installé à bord d'un véhicule et comprenant un tel actionneur, 15 - la figure 3 est un autre schéma-bloc d'un système de frein selon ce mode de réalisation, et - la figure 4 est un schéma-bloc d'un système de frein selon un autre mode de réalisation de l'invention. On a représenté à la figure 1 un actionneur électrique de freinage 10 selon 20 l'invention. Cet actionneur est positionné dans un véhicule automobile. L'actionneur 10 comprend un boîtier 12 en métal ou en matière plastique. Ce boîtier 12 protège les pièces formant l'actionneur 10. Celui-ci comprend essentiellement deux parties 14 et 16. La partie 14, de forme cylindrique, comprend un moyen d'activation du frein, non 25 représenté ici. Sur ses parties latérales, la partie 14 comprend un renfoncement 18 circulaire. Ce renfoncement comporte en son centre un orifice 20. L'orifice 20 est destiné à permettre le mouvement d'un moyen, tel qu'un piston, pour appliquer une garniture de frein contre une pièce solidaire en rotation d'une roue. Un ensemble d'entraînement tel qu'un ensemble vis/écrou permet de déplacer le piston. Sur une face 30 latérale, la partie 14 comprend en outre deux orifices 22 permettant l'assemblage et le maintien en position de l'actionneur 10 au sein du système de freinage. Ces orifices 22 sont aptes à recevoir un dispositif d'assemblage tel qu'un ensemble vis-écrou. La partie 16, de forme également cylindrique, mais de dimension plus réduite que la partie 14, comprend un moteur d'actionnement 31, schématiquement représenté à la 35 figure 3, fournissant l'énergie nécessaire pour activer ou désactiver le frein. Un exemple d'un tel actionneur électrique de frein 10 est décrit dans les demandes FR 12 61935 et FR 12 62291 qui sont incorporées par références. - 4 - Sur une face 24, s'étendant parallèlement à un axe principal de la partie 16, et située dans une direction opposée à la partie 14 par rapport à la partie 16, on trouve un ensemble de télécommunication 26. Un cache 28, en métal ou en matière plastique, de forme sensiblement semi-parallélépipédique, positionné sur la face 24, protège l'ensemble 26 de la poussière, des liquides ou des altérations mécaniques. L'ensemble de télécommunication 26 comporte un émetteur 30 par ondes radio. Cet émetteur est apte à émettre dans une gamme de fréquences prédéterminée au cours du montage. En outre, l'ensemble de télécommunication 26 comprend un récepteur 32 également apte à recevoir dans une gamme de fréquences prédéterminée, mais qui peut être différente de la gamme de fréquences de l'émetteur. Afin de traiter les données reçues et émises, l'actionneur 10 comprend un calculateur d'actionneur 27 équipé d'un microprocesseur et d'un capteur de vitesse de roue, non représentés. Le microprocesseur est apte à démoduler un message reçu par le récepteur 32, à l'analyser, à moduler un nouveau message, et à émettre ce dernier par l'intermédiaire de l'émetteur 30. Le microprocesseur est également apte à commander le moteur d'actionnement, et donc par le truchement de celui-ci, la commande du moyen de positionnement de la garniture de freinage. Le microprocesseur commande donc le freinage, le défreinage, ou la modulation de freinage de la roue auquel est relié l'actionneur de freinage 10. On va maintenant décrire, en référence aux figures 2 et 3, le fonctionnement de l'actionneur de freinage 10 muni du calculateur d'actionneur 27. Les flèches 11 représentent les échanges de données entre éléments du système de freinage. Une automobile à quatre roues est équipée de quatre actionneurs de freinage 10. Chaque actionneur 10 est relié à une roue. La nature du véhicule ou le nombre d'actionneurs équipant le véhicule ne sont pas limitatifs vis-à-vis de l'invention. Il y a donc deux actionneurs sur les deux roues respectives de chaque essieu, et deux actionneurs sur les deux roues situées sur les côtés respectifs du véhicule. L'utilisateur souhaitant ralentir le véhicule appuie sur la pédale de frein 100. Une unité de commande électronique 102, également appelée ECU, Electronic Control Unit, comportant un calculateur central de freinage, émet alors un message codant un ordre de freinage avec une intensité proportionnelle à la pression qu'a exercée l'utilisateur sur la pédale. Ce message est émis par ondes radio vers les quatre actionneurs de freinage du véhicule. Dès réception du message, chaque actionneur émet par radio vers les trois autres 35 actionneurs un message interrogeant ceux-ci sur l'existence et la nature du message reçu de l'ECU. Les actionneurs interrogés répondent alors en émettant par radio un message vers l'actionneur interrogateur. - 5 - Si chaque actionneur a reçu le même message que les trois autres actionneurs ou alors des messages compatibles, il exécute la consigne de l'ECU en provoquant le mouvement du moyen pour appliquer la garniture de freinage contre une pièce solidaire en rotation de la roue. Si un actionneur a reçu au moins deux messages contradictoires et/ou incompatibles de l'ECU et d'au moins un autre calculateur d'actionneur, il émet un message d'alerte vers l'ECU. L'ECU émet alors un message d'alerte à destination de l'utilisateur du véhicule. En outre, il n'exécute pas la consigne de l'ECU. Selon une variante, l'actionneur n'exécute pas la consigne de l'ECU et émet un 10 message d'alerte vers ce dernier si au moins deux actionneurs ont reçu un message de l'ECU différent du sien ou incompatible entre eux. Selon une autre variante, le calculateur d'actionneur détermine si une majorité de calculateurs d'actionneurs du véhicule a reçu un message similaire au sien pour exécuter la consigne de l'ECU. 15 De manière générale, par message ou ordre compatible, on entend que le message ou l'ordre comprennent une succession d'instructions cohérentes. Par exemple, l'ordre ou le message comprennent une instruction de freinage modéré pendant une durée de 100 millisecondes, puis une instruction de freinage plus relâché pendant les 100 millisecondes suivantes. Ou encore, le message ou l'ordre comprennent une instruction 20 de freinage uniquement pour les calculateurs d'actionneurs situés sur les roues arrière pendant 100 millisecondes et une instruction de freinage pour les calculateurs d'actionneurs situés sur les roues avant pendant les 100 millisecondes suivantes. Ainsi, la chaîne de communication entre l'ECU 102 et chaque actionneur 10 ainsi que la communication entre tous les actionneurs 10 entre eux est redondante. Un éventuel 25 dysfonctionnement dans cette chaîne de communication est directement repéré. En outre, pendant le fonctionnement du véhicule, chaque calculateur d'actionneur de frein émet périodiquement un message vers le calculateur central ECU 102 afin de vérifier que la communication entre ces calculateurs est fonctionnelle. En l'absence de réception du message périodique à l'issue d'une durée 30 prédéterminée, par exemple deux périodes, l'ECU émet un message d'alerte à destination de l'utilisateur du véhicule. Selon une variante, chaque calculateur d'actionneur émet un message périodique vers un autre calculateur d'actionneur. En l'absence de réception du message périodique à l'issue d'une durée prédéterminée, par exemple une période et demi, le 35 calculateur d'actionneur récepteur émet un message d'alerte vers l'ECU. Dans le cas où la pédale de frein était déjà pressée par l'utilisateur et que celui-ci relève légèrement le pied pour défreiner ou moduler le freinage, l'actionneur fonctionne de la même manière mutatis mutandis. En référence à la figure 3, on va maintenant décrire l'alimentation en énergie électrique du moteur d'actionnement 31. L'ensemble de télécommunication 26 est apte à échanger des données avec le calculateur 27. Ce calculateur commande un étage d'amplification de puissance 29, qui alimente le moteur d'actionnement 31 en énergie électrique. Ce moteur est avantageusement un moteur dit « brushless » ou moteur sans balais. On a représenté à la figure 4 un schéma-bloc d'un système de frein selon un autre mode de réalisation de l'invention. Les quatre actionneurs 210 de frein présentent un mode de fonctionnement similaire à celui précédemment décrit. En revanche, chaque actionneur 210 est apte à communiquer avec un autre actionneur ou un calculateur central 212 par courant porteur. Ainsi, le calculateur central ECU 212 est relié au moyen de câbles électriques 220 à chaque calculateur d'actionneur. En outre, chaque actionneur 210 est relié aux trois autres actionneurs 210 du véhicule dans lequel ils sont installés par des câbles électriques 222. Pour assurer l'alimentation en énergie électrique nécessaire pour les communications entre le calculateur central 212 et les actionneurs 210 ainsi qu'entre les actionneurs 210 entre eux, une première batterie 214 est reliée à deux actionneurs 210 par des câbles 220. Une seconde batterie 218 est par ailleurs reliée aux deux autres actionneurs 210 du véhicule par des câbles 220. En outre, un convertisseur DC/DC, également appelé convertisseur de courant continu à pulsations, est intercalé entre les deux batteries 214 et 218 par des câbles 224. Ce convertisseur permet de relier chaque batterie aux deux actionneurs auxquels la batterie n'est pas directement reliée. Ainsi, en cas de décharge ou de dysfonctionnement d'une des batteries, l'autre batterie est apte à assurer l'alimentation en énergie électrique de tous les actionneurs du véhicule. La sécurité des utilisateurs du véhicule est donc préservée. En outre, la batterie défectueuse envoie alors un message vers le calculateur central 212 qui, à son tour, envoie un message d'alerte à destination d'un utilisateur du véhicule. L'alimentation en énergie électrique du système de frein est donc redondante. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. Au moins un des actionneurs peut par exemple être un actionneur hydraulique, par exemple doté d'une électrovalve ou d'un ensemble d'actionneurs électriques de parking 35 et/ou de secours associés à un actionneur de service hydraulique. Plus généralement, l'invention est utilisable avec tous les types d'actionneur. Nomenclature : 10 : Actionneur 11 : Liaison radio 12 : Enveloppe 14 : Partie de l'actionneur 16 : Partie de l'actionneur 18 : Renfoncement 20 : Orifice 22 : Orifice 24 : Face de l'actionneur 26 : Ensemble de télécommunication 27 : Calculateur 28 : Cache 29 : Étage d'amplification de puissance 30 : Émetteur 31 : moteur d'actionnement 32 : Récepteur 100 : Pédale de frein 102 : Calculateur central 210: Actionneur 212 : Calculateur central 214: Batterie 216 : Convertisseur DC/DC 218: Batterie 220 : câble électrique 222 : câble électrique 224 : câble électrique 7 REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un système de freinage de véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'émission d'un message- par au moins un calculateur 5 d'actionneur (27) équipant en propre un actionneur (10) de freinage du véhicule. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le message comprend un ordre de modulation de freinage. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le message comprend un ordre de défreinage. 10 4. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le message est émis vers un calculateur d'actionneur (27) du même essieu. 5. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le message est émis vers un calculateur d'actionneur (27) du même côté du véhicule. 15 6. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur d'actionneur (27) reçoit au moins un message. 7. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un calculateur central (102, 212) du véhicule émet un message vers le calculateur d'actionneur (27) ou vers le calculateur d'actionneur (27) et au moins un 20 autre calculateur d'actionneur (27). 8. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur d'actionneur (27) détermine si au moins une majorité de calculateurs d'actionneur (27) du véhicule a reçu le même ordre ou des ordres compatibles entre eux. 25 9. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur d'actionneur (27) détermine si tous les calculateurs d'actionneur (27) du véhicule ont reçu le même ordre ou des ordres compatibles entre eux. 10. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émission ou au moins une des émissions et éventuellement la réception ou au 30 moins une des réceptions a lieu par ondes radio. 11. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émission ou au moins une des émissions et éventuellement la réception ou au moins une des réceptions a lieu par courant porteur. 12. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans 35 lequel le ou chaque calculateur d'actionneur (27) envoie périodiquement un message à destination d'un calculateur central (102, 212) du véhicule et le calculateur central (102, 212) émet un signal d'alerte à destination d'un utilisateur en l'absence de réception du- 9 - signal périodique à l'issue d'une durée prédéterminée. 13. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur d'actionneur (27) émet périodiquement un signal à destination d'au moins un deuxième calculateur d'actionneur (27) et le deuxième calculateur d'actionneur (27) émet un signal d'alerte à destination de l'utilisateur en l'absence de réception du signal périodique à l'issue d'une durée prédéterminée. 14. Calculateur d'actionneur de freinage (27) pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur (30) de message. 15. Calculateur (27) selon la revendication précédente, comprenant un récepteur 10 (32) de message. 16. Actionneur de freinage (10) de véhicule, équipé en propre d'un calculateur (27) selon au moins l'une quelconque des revendications 15 et 16. 17. Système de commande de freinage pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux calculateurs d'actionneur (27) selon l'une quelconque des 15 revendications 15 et 16. 18. Système selon la revendication précédente, comprenant un calculateur central (102, 212) agencé pour recevoir un message d'un organe, tel qu'une pédale (100), autre qu'un des calculateurs d'actionneur (27) et pour envoyer un message à l'un au moins des calculateurs d'actionneur (27). 20 19. Système selon au moins l'une quelconque des revendications 17 et 18, comprenant au moins deux batteries d'accumulateurs (214, 218) en redondance.