Brevet FR3079800A1 — publié le 20191011

Circuit fluidique de freinage comprenant une vanne de sécurité, véhicule automobile comprenant un tel circuit de freinage et utilisation d'un tel véhicule La présente invention concerne un circuit fluidique de freinage pour véhicule automobile, du type au moins un cylindre de roue pour l'exercice d'une force de freinage sur une roue du véhicule automobile sous l'effet de la pression fluidique d'un fluide de freinage, un circuit d'alimentation du ou de chaque cylindre de roue en fluide de freinage, un accumulateur haute pression stockant le fluide de freinage à une pression contrôlée, un circuit de décharge dans lequel le fluide de freinage est à une pression inférieure à la pression contrôlée, et une vanne de commande pour mettre le circuit d'alimentation en communication fluidique sélectivement avec l'accumulateur haute pression et avec le circuit de décharge. L'invention concerne également un système fluidique de freinage pour véhicule automobile comprenant au moins un tel circuit fluidique de freinage, un véhicule automobile, plus particulièrement un véhicule automobile autonome, comprenant un tel système fluidique de freinage, et un procédé d'utilisation d'un tel véhicule. Des circuits fluidiques de freinage du type précité sont connus. Traditionnellement, les véhicules automobiles comprennent un système de freinage intégrant deux de ces circuits fluidiques de freinage. Ces systèmes de freinage présentent l'avantage d'une grande fiabilité et d'être toujours disponibles. Ainsi, le conducteur d'un véhicule automobile peut freiner son véhicule en toute circonstance, même en cas de panne du véhicule. Un problème se pose toutefois avec les véhicules autonomes. En effet, dans ces véhicules sans conducteur, il n'existe pas de poste de conduite d'où un conducteur humain pourrait actionner le système fluidique de freinage en cas de défaillance du véhicule. Cela est particulièrement problématique en cas de panne électrique du véhicule autonome puisque, dans une telle situation, le véhicule ne dispose pas d'énergie pour alimenter l'automate pilotant le véhicule autonome et supposé se substituer au conducteur humain pour l'actionnement du système de freinage ; ainsi, sans homme ni machine pour actionner son système de freinage, le véhicule est voué à poursuivre sa course de manière incontrôlable jusqu'à percuter un obstacle. Pour remédier à ce problème, il a été proposé d'équiper les véhicules autonomes d'un frein à manque de courant présentant une mâchoire destinée à se refermer sur l'arbre de transmission du véhicule en cas de coupure de l'alimentation du frein en électricité. Cette solution ne présente toutefois pas entière satisfaction. En effet, le freinage résultant de la mise en oeuvre de ce frein à manque de courant est particulièrement brutal 2 et susceptible d'occasionner la chute et/ou l'éjection des passagers occupant l'habitacle du véhicule. Un objectif de l'invention est ainsi de permettre un freinage d'urgence automatique relativement doux d'un véhicule automobile en cas de défaillance de l'alimentation 5 électrique dudit véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet un circuit fluidique de freinage du type précité, dans lequel le circuit fluidique de freinage comprend également une ligne de contournement reliant fluidiquement le circuit d'alimentation à l'accumulateur haute pression en parallèle de la vanne de commande, et une vanne de sécurité montée sur la 10 ligne de contournement et configurée pour être dans une configuration bloquante, dans laquelle la vanne de sécurité empêche la circulation du fluide de freinage dans la ligne de contournement, lorsqu'elle est alimentée en électricité et pour basculer dans une configuration passante, dans laquelle la vanne de sécurité permet la circulation du fluide de freinage dans la ligne de contournement, en cas de coupure de son alimentation en 15 électricité. Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le circuit fluidique de freinage présente également l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - la vanne de sécurité comprend un corps de vanne définissant un passage pour le 20 fluide de freinage et un clapet mobile relativement au corps de vanne entre une position bloquante lorsque la vanne de sécurité est dans sa configuration bloquante et une position passante lorsque la vanne de sécurité est dans sa configuration passante, la vanne de sécurité comprenant également un organe de rappel du clapet vers sa position passante, et une ventouse électromagnétique à rupture de courant pour retenir le clapet 25 en position bloquante lorsqu'elle est alimentée en électricité ; - le circuit fluidique de freinage comprend un système de régulation pour maintenir le fluide de freinage stocké dans l'accumulateur haute pression à la pression contrôlée ; - la vanne de commande présente une configuration neutre dans laquelle elle isole le circuit d'alimentation de l'accumulateur haute pression et du circuit de décharge ; et 30 - le fluide de freinage consiste en un liquide de freinage. L'invention a également pour objet un système fluidique de freinage pour véhicule automobile comprenant au moins un circuit fluidique de freinage tel que défini ci-dessus. L'invention a en outre pour objet un véhicule automobile comprenant un système fluidique de freinage tel que défini ci-dessus, le ou chaque cylindre de roue étant monté 35 de sorte à exercer sa force de freinage sur une roue respective dudit véhicule automobile. 3 Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le véhicule automobile présente également l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - le véhicule automobile est constitué par un véhicule automobile autonome ; et 5 - le véhicule automobile est constitué par un véhicule automobile à traction et/ou propulsion électrique. L'invention a encore pour objet un procédé d'utilisation d'un véhicule automobile tel que défini ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : - roulage du véhicule automobile, la vanne de commande étant dans une 10 configuration neutre dans laquelle elle isole le circuit d'alimentation de l'accumulateur haute pression et du circuit de décharge, et la vanne de sécurité étant en configuration bloquante, - coupure de l'alimentation la vanne de sécurité en électricité, - basculement de la vanne de sécurité en configuration passante, 15 - mise sous pression du circuit d'alimentation, et - exercice, par le ou chaque cylindre de roue, d'une force de freinage sur une roue respective dudit véhicule automobile sous l'effet de la pression du fluide de freinage dans le circuit d'alimentation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la 20 description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la Figure 1 est une vue de côté d'un véhicule automobile selon l'invention, - la Figure 2 est un schéma fluidique d'un système de freinage du véhicule de la Figure 1, 25 - la Figure 3 est une vue en coupe d'une vanne de sécurité du système de freinage de la Figure 2, et - la Figure 4 est un diagramme en blocs d'un procédé d'utilisation du véhicule de la Figure 1. Le véhicule automobile 10, représenté sur la Figure 1, comprend, de manière 30 connue, des roues avant 12, des roues arrière 14, un moteur 16 relié mécaniquement via une chaîne de transmission (non représentée) aux roues avant 12 et/ou arrière 14 pour l'entraînement desdites roues 12, 14 en rotation autour de leur axe, un système de direction (non représenté), adapté pour agir sur les roues 12 et/ou 14 du véhicule 10 de manière à modifier l'orientation de sa trajectoire, et un système de freinage 20, adapté 35 pour exercer une force de freinage sur les roues 12, 14 du véhicule 10. 4 Le véhicule automobile 10 est en particulier constitué par un véhicule à traction et/ou propulsion électrique. A cet effet, le moteur 16 est constitué par un moteur électrique, et le véhicule 10 comprend une batterie 22 raccordée électriquement au moteur 16 pour l'alimentation du moteur 16 en électricité. 5 Le véhicule automobile 10 est également un véhicule autonome. A cet effet, le véhicule automobile 10 comprend un automate 24 adapté pour piloter le véhicule de manière autonome en recevant des informations sur l'environnement du véhicule 10 par l'intermédiaire de capteurs (non représentés) et en agissant sur le moteur 16, le système de direction et le système de freinage 20 de manière à modifier la vitesse et la trajectoire 10 du véhicule 10 en réaction aux informations reçues et de manière à se conformer à une mission programmée dans l'automate 24. Le système de freinage 20 est constitué par un système fluidique de freinage. Il comprend, comme visible sur la Figure 2, un premier circuit fluidique de freinage 26 et un deuxième circuit fluidique de freinage 28. 15 Chacun des circuits fluidiques de freinage 26, 28 comprend, de manière connue, des cylindres de roue 30, 32, 34, 36 pour l'exercice d'une force de freinage sur les roues 12, 14 du véhicule 10 sous l'effet de la pression fluidique d'un fluide de freinage, un circuit 38 d'alimentation du ou de chaque cylindre de roue 30, 32, 34, 36 en fluide de freinage, un accumulateur haute pression 40, un circuit de décharge 42, et une vanne de 20 commande 44 pour mettre le circuit d'alimentation 38 en communication fluidique sélectivement avec l'accumulateur haute pression 40 et avec le circuit de décharge 42. Le fluide de freinage est de préférence constitué par un liquide de freinage. Le système de freinage 20 consiste ainsi en un système hydraulique de freinage, et chacun des circuits fluidiques de freinage 26, 28 consiste en un circuit hydraulique de freinage. 25 Les cylindres de roue 30, 32, 34, 36 sont communs aux premier et deuxième circuits fluidiques 26, 28 ; en d'autres termes, les cylindres de roue 30, 32, 34, 36 du premier circuit fluidique 26 constituent également les cylindres de roue 30, 32, 34, 36 du deuxième circuit fluidique 28. Chaque cylindre de roue 30, 32, 34, 36 est monté de sorte à exercer sa force de 30 freinage sur une roue 12, 14 respective dudit véhicule automobile 10. Le circuit d'alimentation 38 de chacun des premier et deuxième circuits 26, 28 comprend une entrée 48 de fluide de frein, raccordée fluidiquement à la vanne de commande 44, et, pour chaque cylindre de roue 30, 32, 34, 36, une sortie 50, 52, 54, 56 respective, raccordée fluidiquement audit cylindre de roue 30, 32, 34, 36. Ce circuit 35 d'alimentation 38 comprend également, entre son entrée 48 et ses sorties 50, 52, 54, 56, 5 un système 58 de régulation fluidique de la pression freinage, ledit système 58 appartenant à un système antiblocage de roues du véhicule 10. Les sorties 50, 52, 54, 56 et le système de régulation fluidique 58 sont communs aux premier et deuxième circuits 26, 28, c'est-à-dire que les sorties 50, 52, 54, 56 et le 5 système de régulation fluidique 58 du circuit d'alimentation 38 du premier circuit fluidique 26 constituent également les sorties 50, 52, 54, 56 et le système de régulation fluidique 58 du circuit d'alimentation 38 du deuxième circuit fluidique 28. L'entrée 48 est en revanche propre à chaque circuit 26, 28, c'est-à-dire que l'entrée 48 du circuit d'alimentation 38 du premier circuit fluidique 26 est distincte de l'entrée 48 du circuit 10 d'alimentation 38 du deuxième circuit fluidique 28. L'accumulateur haute pression 40 de chaque circuit 26, 28 stocke le fluide de freinage à une pression contrôlée, par exemple sensiblement égale à 100 bars. Il est de préférence propre audit circuit 26, 28, c'est-à-dire que l'accumulateur haute pression 40 du premier circuit 26 est distinct de l'accumulateur haute pression 40 du deuxième circuit 15 28. Le circuit de décharge 42 de chacun des premier et deuxième circuits 26, 28 est apte à décharger le fluide de freinage à une pression inférieure à la pression contrôlée. A cet effet, le circuit de décharge 42 comprend une entrée 60 raccordée fluidiquement à la vanne de commande 44, et une sortie 62 débouchant dans un réservoir basse pression 20 64 dans lequel le liquide de freinage est stocké à une pression inférieure à la pression contrôlée, par exemple à la pression atmosphérique. Ce circuit de décharge 42 est dans l'exemple représenté commun aux premier et deuxième circuits 26, 28, c'est-à-dire que le circuit de décharge 42 du premier circuit fluidique 26 constitue également le circuit de décharge 42 du deuxième circuit fluidique 25 28. La vanne de commande 44 de chaque circuit 26, 28 comprend une première voie 70 raccordée fluidiquement à l'entrée 48 du circuit d'alimentation 38, une deuxième voie 72 raccordé fluiquement à l'accumulateur haute pression 40, et une troisième voie 74 raccordée fluidiquement à l'entrée 60 du circuit de décharge 42. 30 Cette vanne 44 présente une configuration active, dans laquelle la première voie 70 est raccordée fluidiquement à la deuxième voie 72 et isolée fluidiquement de la troisième voie 74, et une configuration inactive, dans laquelle la première voie 70 est raccordée fluidiquement à la troisième voie 74 et isolée fluidiquement de la deuxième voie 72. La vanne 44 présente également une configuration neutre, dans laquelle la première 35 voie est isolée fluidiquement des deuxième et troisième voies 72, 74. 6 A cet effet, la vanne 44 comprend un obturateur 76 pour raccorder la première voie 70 sélectivement à la deuxième 72 et à la troisième voie 74, ledit obturateur 76 était mobile par rapport aux voies 70, 72, 74 entre une première position lorsque la vanne 44 est dans sa configuration active, une deuxième position lorsque la vanne 44 est dans sa 5 configuration inactive, et une troisième position lorsque la vanne 44 est dans sa configuration neutre. L'automate 24 comprend un actionneur (non représenté) pour commander le déplacement de l'obturateur 76 entre ses différentes positions. La vanne de commande 44 de chaque circuit 26, 28 est en particulier propre audit circuit 26, 28, c'est-à-dire que la vanne de commande 44 du premier circuit fluidique 26 10 est distincte de la vanne de commande 44 du deuxième circuit fluidique 28. Chaque circuit de freinage 26, 28 comprend également un système 80 de régulation de la pression du fluide de freinage dans l'accumulateur haute pression 40. Ce système de régulation 80 comprend une pompe 82 pour pomper le fluide de freinage dans le réservoir 64 et le refouler vers une sortie 84 à une pression sensiblement égale à 15 la pression contrôlée. Il comprend également une valve d'admission 86 adaptée pour laisser du fluide de freinage s'écouler depuis la sortie 84 vers l'accumulateur haute pression 40 lorsque la pression du fluide de freinage au niveau de la sortie 84 est supérieure à la pression du fluide de freinage dans l'accumulateur haute pression 40. Le système de régulation 80 comprend encore une ligne de dérivation 86 raccordant 20 fluidiquement la sortie 84 au réservoir basse pression 64 et dotée d'une vanne de régulation 88 tarée à la pression contrôlée de sorte à autoriser l'écoulement de fluide de freinage depuis la sortie 84 vers le réservoir 64 si et seulement si la pression de fluide de freinage au niveau de la sortie 84 est supérieure à la pression contrôlée. Le système de régulation 80 comprend enfin, dans l'exemple représenté, un filtre 89 pour filtrer le fluide 25 de freinage en entrée de la pompe 82. Dans l'exemple représenté, la pompe 82, la sortie 84, la ligne de dérivation 86 et le filtre 89 sont communs aux premier et deuxième circuits 26, 28, c'est-à-dire que la pompe 82, la sortie 84, la ligne de dérivation 86 et le filtre 89 du système de régulation 80 du premier circuit fluidique 26 constituent également la pompe 82, la sortie 84, la ligne de 30 dérivation 86 et le filtre 89 du système de régulation 80 du deuxième circuit fluidique 28. Selon l'invention, chacun des premier et deuxième circuits 26, 28 comprend également une ligne de contournement 90 reliant fluidiquement le circuit d'alimentation 38 à l'accumulateur haute pression 40 en parallèle de la vanne de commande 44, et une vanne de sécurité 92 montée sur la ligne de contournement 90 et présentant une 35 configuration bloquante, dans laquelle la vanne de sécurité 92 empêche la circulation du fluide de freinage dans la ligne de contournement 90, et une configuration passante, dans 7 laquelle la vanne de sécurité 92 permet la circulation du fluide de freinage dans la ligne de contournement 90. La vanne de sécurité 92 est raccordée électriquement à la batterie 22 et est configurée pour être dans sa configuration bloquante lorsqu'elle est alimentée en 5 électricité, et pour basculer dans une configuration passante en cas de coupure de son alimentation en électricité. En référence à la Figure 3, la vanne de sécurité 92 comprend à cet effet, dans l'exemple représenté, un corps de vanne 94 définissant un passage 95 pour le fluide de freinage et un clapet 96 mobile relativement au corps de vanne 94 entre une position 10 bloquante lorsque la vanne 92 est dans sa configuration bloquante et une position passante lorsque la vanne 92 est dans sa configuration passante. La vanne de sécurité 92 comprend encore un organe 97 de rappel du clapet 96 vers sa position passante, et une ventouse électromagnétique à rupture de courant 98 pour retenir le clapet 96 en position bloquante lorsqu'elle est alimentée en électricité, ladite ventouse 98 étant 15 raccordée électriquement à une alimentation adaptée pour sécuriser le véhicule 10 de la manière la plus appropriée. A cet effet, l'alimentation est par exemple constituée par la batterie 22, de sorte que la ventouse 98 dispose de la même alimentation en électricité que l'automate 24. En référence à la Figure 4, un procédé 100 d'utilisation du véhicule 10 va 20 maintenant être décrit. Le procédé 100 comprend tout d'abord une première étape 110 de roulage du véhicule 10. Au cours de cette étape 110, le véhicule 10 est piloté en mouvement par l'automate 24, la vanne de commande 44 est dans sa configuration neutre, et le clapet 96 de la vanne de sécurité 92 est retenue dans sa position bloquante par la ventouse 98 25 alimentée en électricité. Puis, au cours d'une deuxième étape 120, l'alimentation électrique est coupée. Cette coupure de l'alimentation électrique est par exemple causée par un dysfonctionnement de la batterie 22 ou du circuit électrique conduisant l'électricité au sein du véhicule 10. L'automate 24, qui n'est plus alimenté, n'est alors plus en mesure de 30 piloter le véhicule 10 ni d'agir sur le système de freinage 20. Cette coupure 120 est suivie d'un freinage d'urgence 130. Cette étape 130 comprend une première sous-étape 132 de basculement de la vanne de sécurité 92 en configuration passante. Au cours de cette sous-étape 132, la ventouse 98, qui n'est plus alimentée en électricité, ne retient plus le clapet 96 dans sa 35 position bloquante, qui du coup est déplacé dans sa position passante sous l'effet de la force de rappel de l'organe 97. 8 Cette première sous-étape 132 est suivie d'une deuxième sous-étape 134 de mise sous pression du circuit d'alimentation 38. Au cours de cette sous-étape 134, une connexion fluidique étant établie entre l'accumulateur haute pression 40 et le circuit d'alimentation 38 par l'intermédiaire de la vanne de sécurité 92 basculée en position 5 passante, la pression du fluide de freinage dans le circuit d'alimentation 38 s'établit à la pression contrôlée. Pour finir, l'étape 130 comprend une troisième sous-étape 136 d'exercice d'une force de freinage sur les roues 12, 14 du véhicule 10. Au cours de cette sous-étape 136, chaque cylindre de roue 30, 32, 34, 36, qui est alimenté en fluide de freinage à la pression 10 contrôlée, exerce une force de freinage sur la roue 12, 14 sur laquelle il est monté sous l'effet de la pression du fluide de freinage dans le circuit d'alimentation 38. Grâce à l'invention décrite ci-dessus, le véhicule 10 est ainsi automatiquement freiné au moyen du système fluidique de freinage 20 en cas de défaillance de l'alimentation électrique du véhicule 10, ce qui permet d'assurer la sécurité du véhicule 10 15 et de ses occupants en l'immobilisant REVENDICATIONS1.- Circuit fluidique de freinage (26, 28) pour un véhicule automobile (10), comprenant au moins un cylindre de roue (30, 32, 34, 36) pour l'exercice d'une force de freinage sur une roue (12, 14) du véhicule automobile (10) sous l'effet de la pression fluidique d'un fluide de freinage, un circuit (38) d'alimentation du ou de chaque cylindre de roue (30, 32, 34, 36) en fluide de freinage, un accumulateur haute pression (40) stockant le fluide de freinage à une pression contrôlée, un circuit de décharge (42) dans lequel le fluide de freinage est à une pression inférieure à la pression contrôlée, et une vanne de commande (44) pour mettre le circuit d'alimentation (38) en communication fluidique sélectivement avec l'accumulateur haute pression (40) et avec le circuit de décharge (42), caractérisé en ce que le circuit fluidique de freinage (26, 28) comprend également une ligne de contournement (90) reliant fluidiquement le circuit d'alimentation (38) à l'accumulateur haute pression (40) en parallèle de la vanne de commande (44), et une vanne de sécurité (92) montée sur la ligne de contournement (90) et configurée pour être dans une configuration bloquante, dans laquelle la vanne de sécurité (92) empêche la circulation du fluide de freinage dans la ligne de contournement (90), lorsqu'elle est alimentée en électricité et pour basculer dans une configuration passante, dans laquelle la vanne de sécurité (92) permet la circulation du fluide de freinage dans la ligne de contournement (90), en cas de coupure de son alimentation en électricité. 2.- Circuit fluidique de freinage (26, 28) selon la revendication 1, dans lequel la vanne de sécurité (92) comprend un corps de vanne (94) définissant un passage (95) pour le fluide de freinage et un clapet (96) mobile relativement au corps de vanne (94) entre une position bloquante lorsque la vanne de sécurité (92) est dans sa configuration bloquante et une position passante lorsque la vanne de sécurité (92) est dans sa configuration passante, la vanne de sécurité (92) comprenant également un organe (97) de rappel du clapet (96) vers sa position passante, et une ventouse électromagnétique à rupture de courant (98) pour retenir le clapet (96) en position bloquante lorsqu'elle est alimentée en électricité. 3.- Circuit fluidique de freinage (26, 28) selon la revendication 1 ou 2, comprenant un système de régulation (80) pour maintenir le fluide de freinage stocké dans l'accumulateur haute pression (40) à la pression contrôlée. 4.- Circuit fluidique de freinage (26, 28) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vanne de commande (44) présente une configuration neutre dans laquelle elle isole le circuit d'alimentation (38) de l'accumulateur haute pression (40) et du circuit de décharge (42). 10 5.- Circuit fluidique de freinage (26, 28) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le fluide de freinage consiste en un liquide de freinage. 6.- Système fluidique de freinage (20) pour un véhicule automobile (10), comprenant au moins un circuit fluidique de freinage (26, 28) selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes. 7.- Véhicule automobile (10) comprenant un système fluidique de freinage (20) selon la revendication 6, le ou chaque cylindre de roue (30, 32, 34, 36) étant monté de sorte à exercer sa force de freinage sur une roue (12, 14) respective dudit véhicule automobile (10). 10 8.- Véhicule automobile (10) selon la revendication 7, constitué par un véhicule automobile autonome. 9.- Véhicule automobile (10) selon la revendication 7 ou 8, constitué par un véhicule automobile à traction et/ou propulsion électrique. 10.- Procédé (100) d'utilisation d'un véhicule automobile (10) selon l'une 15 quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - roulage (110) du véhicule automobile (10), la vanne de commande (44) étant dans une configuration neutre dans laquelle elle isole le circuit d'alimentation (38) de l'accumulateur haute pression (40) et du circuit de décharge (42), et la 20 vanne de sécurité (92) étant en configuration bloquante, - coupure (120) de l'alimentation la vanne de sécurité (92) en électricité, - basculement (132) de la vanne de sécurité (92) en configuration passante, - mise sous pression (134) du circuit d'alimentation (38), et - exercice (136), par le ou chaque cylindre de roue (30, 32, 34, 36), d'une force 25 de freinage sur une roue (12, 14) respective dudit véhicule automobile (10) sous l'effet de la pression du fluide de freinage dans le circuit d'alimentation (38).