Brevet FR3023817A1 — publié le 20160122

- 1 - L'invention concerne les systèmes de freinage de véhicule hybride hydraulique. Un véhicule hybride est un véhicule utilisant au moins deux sources d'énergie différentes pour se déplacer. Si l'une de ces sources d'énergie est hydraulique, on parle de véhicule hybride hydraulique. Habituellement, un véhicule hybride hydraulique comprend deux sources de production d'énergie : un moteur thermique et un accumulateur hydraulique. Le système de freinage d'un tel véhicule est semblable à celui d'un véhicule purement thermique. Il comprend notamment un servofrein relié à un organe de commande de freinage, le plus souvent une pédale, et un actionneur de frein relié à un composant de freinage, par exemple un disque ou un tambour, apte à bloquer la rotation d'une roue du véhicule. Lorsque le conducteur actionne la commande de freinage, le servofrein transmet à l'actionneur de frein une pression, qui peut être hydraulique. Un tel système de freinage fonctionne par dissipation de l'énergie cinétique. Une partie de cette énergie est dissipée par friction du composant de freinage. Une autre partie de cette énergie est récupérée par le système de propulsion hydraulique du véhicule par l'intermédiaire d'une pompe qui va compresser le fluide dans l'accumulateur hydraulique. En phase d'accélération, le système de propulsion hydraulique est sollicité alors qu'en phase de freinage, c'est le système de freinage qui l'est. Ces deux systèmes sont 20 donc sollicités à des moments différents lors du fonctionnement du véhicule. Un but de l'invention est de fournir un système de freinage pour véhicule hybride hydraulique plus simple et moins coûteux. Pour ce faire, on prévoit selon l'invention un système de freinage d'un véhicule à propulsion hybride hydraulique, qui comprend un accumulateur de pression hydraulique 25 apte à être relié à un système de propulsion du véhicule, au moins un organe de freinage et des moyens pour transmettre une pression hydraulique de l'accumulateur à l'organe. Ainsi, le système de freinage hydraulique et le système de propulsion hydraulique sont en communication de fluide. Le liquide sous haute pression du système de 30 propulsion hydraulique est utilisé comme source d'énergie pour actionner l'organe de freinage. En outre, lors du freinage, l'énergie cinétique dissipée est en grande partie récupérée pour alimenter le système de propulsion hybride. Cela est possible du fait que les étapes de freinage et d'accélération n'ont jamais lieu simultanément lors du déplacement du véhicule. C'est pourquoi, lorsque le système de propulsion hydraulique 35 doit être sous haute pression, le système de freinage peut être en basse pression et vice versa. Un tel système de freinage est donc plus économe. En outre, dans le cas où le système de freinage relié au système de propulsion est utilisé en tant que frein de secours, un dysfonctionnement tel qu'une fuite est immédiatement détecté et peut ainsi - 2 - être réparé tandis qu'un système de frein de secours classique peut être détérioré sans que l'utilisateur le détecte avant qu'il ait besoin de s'en servir. De plus, l'invention a pour avantage d'utiliser pour le freinage l'énergie hydraulique abondante disponible pour la propulsion du véhicule. Ainsi, l'invention est économe en 5 énergie. Selon un mode de réalisation, au moins une valve est positionnée entre l'accumulateur et l'organe. Avantageusement, le système comprend au moins deux organes de freinage et au moins une valve est positionnée entre l'accumulateur et chaque organe. 10 La fiabilité du système de freinage hydraulique est alors améliorée. De préférence, au moins un séparateur hydraulique est positionné entre l'accumulateur et chaque organe. Ainsi, la différence de pression entre le circuit primaire, de l'accumulateur au système de propulsion hydraulique, et le circuit secondaire, de l'accumulateur vers les 15 composants de freinage, est réduite. On assure ainsi un équilibrage des pressions dans l'ensemble du système hydraulique du véhicule. La fiabilité et la sécurité de l'ensemble sont alors améliorées. Selon un mode de réalisation, le système de freinage comprend au moins un calculateur apte à commander le système de freinage. 20 Avantageusement, le calculateur est apte à commander le système de propulsion du véhicule. Le système est ainsi plus fiable et mieux synchronisé. De préférence, le calculateur est apte à commander un système ABS du véhicule. De même, le système ABS est alors mieux synchronisé avec le système de frein et 25 le système de propulsion. Selon un mode de réalisation, le système de freinage est utilisé en tant qu'au moins un des freins suivants du véhicule : frein principal, frein de parking ou frein de secours. De préférence, la pression dans l'accumulateur est comprise entre 107 Pa et 2.107 Pa. 30 Cette gamme de pression assure un bon fonctionnement à la fois du système de freinage et du système de propulsion hydraulique. Dans le cas où le système est utilisé en tant que frein de secours, on est sûr que ce dernier est toujours disponible car la pression dans l'accumulateur est toujours supérieure à 107 Pa. Il est donc apte à remplacer le frein principal si celui-ci venait à faillir. 35 On prévoit également selon l'invention un procédé de freinage d'un véhicule à propulsion hybride hydraulique, dans lequel un accumulateur de pression hydraulique du véhicule, apte à être relié à un système de propulsion du véhicule, transmet une pression hydraulique à au moins un organe de freinage du véhicule. - 3 - Selon un mode de réalisation un calculateur commande la transmission de la pression. La commande est alors plus fiable. On prévoit aussi selon l'invention un programme comprenant des instructions de 5 code aptes à commander la mise en oeuvre d'un procédé tel que précédemment décrit, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur. On prévoit enfin selon l'invention un organe de commande d'un véhicule, comprenant un tel programme, l'organe étant apte notamment à commander la propulsion du véhicule. 10 On va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention à l'aide des figures suivantes : - la figure 1 est un schéma-bloc d'un système de freinage de véhicule selon l'invention, et - les figures 2 à 5 sont des schémas-bloc de ce système de freinage lorsque le 15 véhicule est en fonctionnement. On a représenté à la figure 1 le schéma-bloc d'un système de freinage 10 d'un véhicule à propulsion hybride thermique et hydraulique. Les traits pointillées reliant deux éléments du système signifient que ces deux éléments sont mécaniquement ou électroniquement reliés ou alors sont reliés par pression de fluide. 20 Le véhicule est ici un véhicule à propulsion, ses deux roues arrières 32 étant motrices. La propulsion du véhicule est assurée en partie par un moteur thermique 12 électroniquement contrôlé par un module 14 comprenant un calculateur. La propulsion est également assurée par un ensemble comportant un ensemble à pompe 16, un arbre de transmission 15, un embrayage 17 et un autre arbre de transmission 25 mécanique 29. L'ensemble à pompe 16 est électroniquement contrôlé par un module 18 comprenant un calculateur. Les modules 14 et 18 sont reliés électroniquement entre eux. Le moteur thermique 12 est mécaniquement relié à un réducteur épicycloïdal 20. D'une part, le réducteur 20 est mécaniquement relié à un ensemble à pompe hydraulique 22. Cet ensemble comprend une pompe 23 et une électrovanne 25. 30 D'autre part, il est relié, par l'intermédiaire d'un arbre de transmission 24 à un train arrière 26 comportant un essieu 28, un différentiel 30 et deux roues motrices 32 positionnées aux deux extrémités de l'essieu 28. Chaque roue 32 est équipée d'un dispositif de freinage, ici, un frein à disque 34. Chaque frein 34 comprend un actionneur de freinage 36, un disque 38 et une plaquette 40. 35 La pompe hydraulique 23 est en communication de fluide avec un accumulateur à haute pression 42. Cet accumulateur comprend un réservoir 43 à l'intérieur duquel la pression varie entre 107 et 2.107 Pascal. La pompe 23 est également en communication de fluide avec un réservoir à basse pression 44 dans lequel la pression est inférieure à - 4 - 107 Pascal. La pompe 23 est apte à faire passer le liquide d'un réservoir à l'autre. Les deux réservoirs sont également reliés à un deuxième ensemble à pompe 16 comprenant une pompe 19 et une électrovanne 21. Les deux pompes 19 et 23 sont montées en parallèles entre les deux réservoirs 43 et 44. La pompe hydraulique 19 est donc en communication de fluide avec les deux réservoirs 43 et 44, mais également mécaniquement relié à l'arbre de transmission 15 couplé à l'embrayage 17. Cet embrayage est apte à transmettre un mouvement de rotation au différentiel 30 par l'intermédiaire d'une transmission mécanique 29. L'accumulateur à haute pression 42 est monté en parallèle, en communication fluidique, avec les actionneurs de freinage 36 des deux roues 32. A cet effet, l'accumulateur 42 comprend deux valves 45 asservies électroniquement au module de commande 18, chaque valve 45 permettant au fluide de circuler du réservoir 43 à l'un respectif des actionneurs de freinage 36. L'accumulateur 42 comprend également deux séparateurs hydrauliques 46, chacun étant respectivement en communication de fluide avec une vanne 45, afin de rendre indépendants les circuits de communication fluidique, entre le réservoir 43 et un actionneur de freinage 36, afin qu'une éventuelle différence importante de pression entre ces deux circuits n'entraîne aucun dommage pour l'ensemble du système hydraulique du véhicule. Comme on le voit, l'accumulateur haute pression 42 est donc à la fois en communication de fluide avec les composants de freinage et une pompe 19 mécaniquement reliée à l'arbre de transmission 15 couplé à l'embrayage 17 du véhicule. Selon une variante, l'accumulateur 42 ne comporte ni valve 45 ni séparateur hydraulique 46. Le système de freinage 10 du véhicule est commandé par un utilisateur par le truchement d'une pédale de frein 48. Cette pédale est électroniquement reliée aux modules de commandes 14 et 18 ainsi qu'à un module de commande 50 d'un système ABS (antiblocage de sécurité en français ou anti-lock braking system en anglais) lui-même électroniquement relié aux freins 34. Ce module ABS fonctionne de manière classique. Ici, le système de freinage 10 est le frein principal du véhicule. Selon des variantes, le système de freinage décrit peut être utilisé en outre en tant que frein de parking ou frein de secours du véhicule. Selon une variante, un seul module de commande comportant un ou plusieurs calculateurs commande à la fois le système de propulsion, le système de freinage et le système ABS. Selon une autre variante, un seul calculateur est apte à commander le système de propulsion, le système de freinage et le système ABS. Selon une autre variante, l'ABS est mis en oeuvre au moyen des vannes 45. Selon encore une autre variante, le module de commande du système hydraulique - 5 - 18 porte deux calculateurs distincts. L'un de ces calculateurs est électroniquement relié au système de freinage, l'autre est électroniquement relié au système de propulsion hydraulique. Selon une autre variante, un calculateur dit principal est électroniquement relié au système de propulsion thermique et hydraulique tandis qu'un deuxième calculateur est électroniquement relié au système de freinage du véhicule. On va maintenant décrire, en références aux figures 2 à 5, le fonctionnement du système de freinage 10 et du système de propulsion du véhicule lorsque ce dernier est en accélération et en freinage. La flèche en trait gras représente, sur chaque figure, le sens majoritaire dans lequel l'énergie, hydraulique ou thermique, est transmise. Des éléments représentés sur la figure 1 ont été volontairement omis pour faciliter la compréhension des figures 2 et suivantes. La figure 2 représente le fonctionnement du véhicule lorsque l'utilisateur appuie sur la pédale d'accélération et que l'énergie nécessaire à l'exécution de cette commande est suffisamment faible pour être fournie par le seul système de propulsion hydraulique. Cette situation se présente lorsque le véhicule est par exemple en pente ou à faible vitesse. Dans ce cas, l'accumulateur à haute pression 42 alimente, de manière classique, la pompe 19. L'énergie du fluide ainsi pompé provoque la rotation de l'arbre de transmission 15. L'embrayage 17 transmet alors, par l'intermédiaire du différentiel 30 un mouvement de rotation aux deux roues 32. Le fluide passé par la pompe 19 est ensuite stocké dans le réservoir basse pression 44. La pression dans le réservoir hydraulique 43 descend alors progressivement de 2.107 à 107 Pascal alors que celle dans le réservoir basse pression 44 monte progressivement pour atteindre 10' Pascal. La figure 3 représente le fonctionnement du véhicule lorsque l'utilisateur sollicite la pédale d'accélération et que l'énergie nécessaire à l'exécution de la commande est trop importante pour être satisfaite par le seul moteur hydraulique 17. Le moteur thermique 12 prend alors le relais et transmet à lui seul par l'intermédiaire du réducteur 20, de l'arbre 24 et du différentiel 30 un mouvement de rotation aux deux roues 32. La pression dans le réservoir 42 est alors comprise entre 107 et 2.107 Pascal en fonction de la sollicitation antérieure de celui-ci. La figure 4 représente le fonctionnement du véhicule lorsque l'utilisateur sollicite la pédale d'accélération et que l'énergie nécessaire à l'exécution de la commande peut être satisfaite en partie par le système de propulsion hydraulique, le solde étant alors assuré par le moteur thermique 12. Dans ce cas, les modules de commande 14 et 18 ordonnent aux deux systèmes de propulsion de transmettre au différentiel 30 un mouvement de rotation de manière coordonnée. La façon de transmettre le mouvement de rotation de chaque système au différentiel 30 est alors semblable à celles décrites précédemment. Une partie de l'énergie générée par le moteur thermique 12 sert à - 6 - transférer le fluide hydraulique du réservoir basse pression 44 au réservoir haute pression 42 par l'intermédiaire de la pompe 23. On va décrire à l'aide des figures 1 et 5 le fonctionnement du véhicule lors du freinage. La pression au sein du réservoir haute pression 43 est alors au minimum de 5 107 Pascal. Cette pression est suffisante pour actionner de manière fiable et sûre le frein à disque 34. L'utilisateur appuie sur la pédale de frein 48. Instantanément, le module de calcul 18 ordonne aux valves 45 de s'ouvrir afin de transférer de la pression hydraulique du réservoir haute pression 43 vers les actionneurs de freinage 36 des roues 32. Cette pression est utilisée pour positionner les plaquettes 40 contre leurs 10 disques 38 respectifs. Le véhicule commence alors à freiner. De l'énergie cinétique est donc dispersée par friction sous forme de chaleur. Une autre partie de l'énergie cinétique est récupérée par le différentiel 30 qui alimente alors le réservoir 43 dans lequel la pression monte progressivement au delà de 107 Pascal et peut atteindre au maximum 2.107 Pascal. En cas de freinage, le fluide hydraulique suit, dans 15 l'embrayage 17, l'arbre de transmission 15, la pompe 19 et le réservoir 43, le circuit inverse de celui suivi en cas d'accélération sollicitant le système de propulsion hydraulique 17. Comme on le voit, le même fluide hydraulique peut être utilisé à la fois pour freiner le véhicule et pour l'accélérer. 20 En outre, le module de commande 18 du système hydraulique comprend un processeur et un support comportant sous forme enregistrée un programme comprenant des instructions de code informatique aptes à commander la mise en oeuvre du procédé de freinage précédemment décrit. Le programme ou une mise à jour de ce programme peut être téléchargé à partir d'une plate forme de téléchargement. 25 Bien entendu, on pourra apporter de nombreuses modifications à l'invention sans sortir du cadre de celle-ci. On pourra par exemple utiliser l'invention avec un système de frein à tambours ou tout autre système de freinage. On pourra également l'utiliser pour tout type de véhicule hybride hydraulique. 30 L'invention peut être utilisée pour un véhicule à traction ou à quatre roues motrices. Nomenclature : 10 : Système de freinage 12 : Moteur thermique 35 14 : Module de commande du module thermique 15 : arbre de transmission 16 : Ensemble à pompe 17 : Embrayage - 7 - 18 : Module de commande du moteur hydraulique 19 : Pompe hydraulique 20 : Réducteur épicycloïdal 21 : Electrovanne 22 : Ensemble à pompe 23 : Pompe hydraulique 24 : Arbre de transmission 25 : Electrovanne 26 : Train arrière 28 : Essieu 29 : Embrayage 30 : Différentiel 32 : Roue 34 : Frein à disque 36 : Actionneur de frein 38 : Disque 40 : Plaquette 42 : Accumulateur haute pression 43 : Réservoir haute pression 44 : Réservoir basse pression 45 : Valve 46 : Séparateur hydraulique 48 : pédale de freinage 50 : Module de commande du système ABS25 REVENDICATIONS1. Système de freinage (10) d'un véhicule à propulsion hybride hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend : - un accumulateur (42) de pression hydraulique apte à être relié à un système de propulsion (17, 19, 30) du véhicule, - au moins un organe de freinage (40) et - des moyens pour transmettre une pression hydraulique de l'accumulateur à l'organe (40). 2. Système selon la revendication précédente, dans lequel au moins une valve (45) 10 est positionnée entre l'accumulateur (42) et l'organe (40). 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins deux organes de freinage (40) et dans lequel au moins une valve (45) est positionnée entre l'accumulateur (42) et chaque organe (40). 4. Système selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, 15 comprenant au moins deux organes de freinage (40) et dans lequel au moins un séparateur hydraulique (46) est positionné entre l'accumulateur (42) et chaque organe (40). 5. Système selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un calculateur (18) apte à commander le système de freinage 20 (10). 6. Système selon la revendication précédente, dans lequel le calculateur (18) est apte à commander le système de propulsion du véhicule. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel le calculateur (18) est apte à commander un système ABS du véhicule. 25 8. Système selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, apte à être utilisé en tant qu'au moins un des freins suivants du véhicule : frein principal, frein de parking ou frein de secours. 9. Système selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression dans l'accumulateur est comprise entre 107 Pa et 2.107 Pa. 30 10. Procédé de freinage d'un véhicule à propulsion hybride hydraulique, caractérisé en ce qu'un accumulateur (42) de pression hydraulique du véhicule, relié à un système de propulsion (17, 30, 30) du véhicule, transmet une pression hydraulique à au moins un organe freinage (40) du véhicule. 11. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel un calculateur (18) 35 commande la transmission de la pression. 12. Programme comprenant des instructions de code aptes à commander la mise en oeuvre d'un procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 10 et 11lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur. 13. Organe (18) de commande d'un véhicule, comprenant un programme selon la revendication précédente, l'organe étant apte notamment à commander la propulsion du véhicule.