Brevet FR3100192A1 — publié le 20210305

Description Titre de l'invention : Système de freinage à récupération d'énergie optimale pour véhicules à motorisation électrique [0001] L'invention s'applique au domaine de la récupération (l'énergie au freinage des véhicules automobiles équipés d'une motorisation électrique. [0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un système de freinage équipant les véhicules électriques ou hybrides et permettant l'optimisation de la récupération d'énergie au freinage. [0003] La motorisation électrique des véhicules automobiles offre la possibilité de récupérer de l'énergie durant les phases de freinage. [0004] En effet, lorsque que le conducteur cesse d'accélérer ou commence à appuyer sur la pédale de frein, le véhicule conserve encore de la vitesse (énergie cinétique) et les roues entraînent alors le moteur électrique qui va produire de l'énergie tout en freinant progressivement le véhicule. [0005] Par conséquent, dans un véhicule électrique ou hybride, le moteur électrique peut être utilisé pendant le freinage pour produire de l'électricité et recharger les batteries. [0006] Ainsi, les systèmes de freinage à récupération d'énergie, qui viennent généralement compléter le système de freinage classique, permettent d'augmenter l'efficacité énergétique et l'autonomie des véhicules à motorisation électrique. [0007] En outre, du fait de la réduction des frottements mécaniques, un tel système de freinage procure aussi une économie substantielle en réduisant l'usure des plaquettes et des disques du système de freinage classique. [0008] Par ailleurs, les véhicules automobiles et, notamment, les véhicules à motorisation électrique, sont aussi équipés d'un dispositif de sécurité active (dénommé ESP pour Electronic Stability Program ») qui est destiné à améliorer le contrôle de trajectoire du véhicule en agissant sur le système de freinage. [0009] Lors d'un freinage du véhicule par appui du conducteur sur la pédale de frein, en phase de récupération d'énergie par le moteur électrique, la pression des freins avant et arrière est coupée par le dispositif de sécurité active (ESP) en vue d'annuler ou de limiter le couple de freinage. [0010] Cependant, en raison du tarage de l'accumulateur de réserve destiné à récupérer le liquide de frein généré par l'appui sur la pédale, les systèmes de freinage à récupération d'énergie actuels entretiennent toujours une pression résiduelle dans les freins arrière. Or, cette pression résiduelle maintient un couple de freinage qui n'est pas énergétiquement récupérable par la motorisation électrique. Dans ces conditions, la récupération énergétique n'est pas optimale. 2 [0011] Le brevet EP1167151 décrit un système de freinage dans lequel une pression diffé- rentielle prédéterminée est produite pendant le freinage à amorçage automatique, entre un cylindre principal et des cylindres à roues par des moyens de limitation et d'échange de pression hydraulique. Cette pression différentielle est annulée en augmentant la pression dans les cylindres à roue au moyen d'une pompe électrique et d'un réservoir pourvu d'une valve de marche/arrêt et d'une valve de contrôle. [0012] La demande W02015/098649 décrit un système de freinage comprenant un piston surpresseur couplé à un maître-cylindre et à un actionneur électrique et destiné à générer une pression de liquide de frein et une unité de commande électrique (ECU) qui détermine la position du piston surpresseur en fonction de l'appui sur une pédale de frein et qui limite l'alimentation en énergie électrique en fonction de la vitesse de l'actionneur électrique. [0013] Cependant, aucun de ces documents de l'art antérieur n'apporte de solution au problème de la pression résiduelle sur les freins arrière dans le cadre d'un procédé de récupération d'énergie mis en oeuvre pour les véhicules à motorisation électrique. [0014] Dans ce contexte, l'invention a cherché à réduire voire à supprimer totalement la pression de freins arrière pour optimiser la récupération d'énergie électrique en phase de freinage sans perturber le freinage classique. [0015] Ce but est atteint, selon l'invention au moyen d'un système de freinage avec récu- pération d'énergie pour véhicules à motorisation électrique équipés d'un dispositif de sécurité active (ESP) pourvu d'un accumulateur de réserve de liquide de frein et destiné à agir sur les circuits hydrauliques des freins avant et arrière, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un dispositif de contrôle de la pression du liquide de frein monté entre le dispositif de sécurité active et le circuit hydraulique des freins arrière. [0016] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif de contrôle de la pression du liquide de frein comprend des moyens de limitation de la pression dans le circuit hydraulique des freins arrière permettant d'atténuer ou de neutraliser l'action desdits freins lors de l'appui sur la pédale de frein en phase de récupération d'énergie. [0017] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens limiteur de pression du dispositif de contrôle de la pression comprennent un premier clapet et un second clapet, lesdits clapets étant inversés et montés en parallèle. [0018] Selon une première variante de réalisation, le premier clapet a un seuil de pression d'ouverture dont la valeur est légèrement supérieure à la valeur de la pression résiduelle de l'accumulateur de réserve. [0019] Selon une autre variante, le second clapet a un seuil de pression d'ouverture minimal. [0020] Selon un second mode de réalisation de l'invention, les moyens limiteur de pression du dispositif de contrôle de la pression comprennent une électrovanne associée à une unité de commande électronique. 3 [0021] Selon une autre variante, le dispositif de contrôle de la pression est intégré au dispositif de sécurité active (ESP). [0022] Selon encore une autre variante, le dispositif de contrôle de la pression est déporté dans le circuit hydraulique des freins arrière. [0023] Un autre objet de l'invention est un véhicule automobile à motorisation électrique équipé d'un système de freinage selon l'une des revendications précédentes. [0024] Le système de freinage de l'invention permet d'améliorer le gain CO2 des véhicules électriques ou hybrides en limitant le couple des freins arrière pour n'utiliser que le couple de freinage produit par le moteur électrique en vue d'optimiser la récupération d'énergie. [0025] En outre, le système de freinage de l'invention permet d'allonger la durée de vie des freins arrière en réduisant, dans le temps, leur action de freinage. [0026] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées et détaillées ci-après. [0027] [fig.1] est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un système de freinage traditionnel permettant d'assurer la récupération d'énergie en phase de freinage. [0028] [fig.2] est une vue schématique d'un mode de réalisation du système de freinage de l' invention. [0029] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. [0030] Naturellement, les modes de mise en oeuvre du procédé de l'invention illustrés par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres. [0031] L'invention concerne le domaine de la récupération d'énergie lors du freinage dans les véhicules automobiles équipés d'une motorisation électrique, c'est-à-dire, les véhicules électriques et les véhicules hybrides, éventuellement rechargeables ( Plugin-Hvbricl-Electric Vehicle ou PHEV). [0032] Aujourd'hui tous les véhicules automobiles sont équipés d'un dispositif de sécurité active (dit ESP), qui est destiné à améliorer le contrôle de trajectoire du véhicule en agissant sur les circuits de freinage avant et arrière du système de freinage. [0033] Le système de freinage traditionnel illustré par la figure 1 est destiné à équiper les véhicules électriques ou hybrides. Lors d'un freinage, par appui du conducteur sur la pédale de frein, le système de freinage, en combinaison avec le moteur électrique, effectue une opération de récupération d'énergie et la pression des freins avant 6 et arrière 3 est assurée par l'ampli maitre-cylindre 4. [0034] La pression des freins avant 6 est généralement coupée par le dispositif 2 de sécurité active ESP au moyen de l'électrovanne 7 et est réduite sur les freins arrière 3 par la pression de tarage de l'accumulateur de réserve 5 du liquide de frein. Cet accumulateur 5 a pour fonction de collecter le volume du liquide dc frein lors de l'appui du conducteur sur la pédale 1. Cette configuration permet de récupérer l'énergie du couple de freinage produit par le moteur électrique du véhicule pendant le freinage. [0035] Toutefois, du fait de sa conception, le système de freinage actuel entretien toujours une pression résiduelle dans le circuit des freins arrière 3. Cette pression résiduelle est duc au tarage de l'accumulateur de réserve 5 et est transmise directement aux freins arrière 3 qui exercent alors un couple de freinage. Or, cc couple de freinage échappe au procédé de dc récupération mis en oeuvre par le moteur électrique assurant le freinage principal. [0036] Le système de freinage de l'invention, illustré par le figure 2, a pour objectif de réduire, voire d'annuler, la pression résiduelle dans le circuit hydraulique des freins arrière 3 afin, respectivement, de minimiser ou de neutraliser leur action et d'optimiser ainsi la récupération d'énergie par le moteur électrique. [0037] Dans cc but, l'invention consiste à compléter le système de freinage par un dispositif 8 de contrôle de la pression du liquide de frein monté entre le dispositif 2 de sécurité active ESP et le circuit hydraulique des freins arrière 3. [0038] En particulier, il est prévu selon l'invention que ce dispositif de contrôle de la pression du liquide de frein comprenne des moyens de limitation de la pression permettant d'atténuer voire même dc neutraliser l'action des freins arrière 3 lors dc l'appui de la pédale de frein en phase de récupération d'énergie. [0039] Les moyens de limitation de la pression du dispositif de contrôle comprennent deux clapets inversés et montés en parallèle, respectivement, un premier clapet 8a et un second clapet 8b, comme illustré par la figure 2. [0040] Le premier clapet 8a a un seuil de pression d'ouverture dont la valeur est légèrement supérieure à la valeur de la pression résiduelle de l'accumulateur 5 de réserve tandis que le second clapet 8b a un seuil de pression d'ouverture minimal [0041] Ainsi, dans le cas d'un freinage classique, la pression dans le circuit hydraulique des freins arrière 3 chute de telle sorte que le couple potentiel qui, précédemment, était exercé par les freins arrière 3 de façon préjudiciable pour la récupération énergétique, est désormais neutralisé. [0042] Une variante de l'invention consiste à réaliser les moyens de limitation de la pression sous forme d'une électrovanne associée à une unité de commande électronique (non représentés). [0043] Un mode de réalisation préférentiel du dispositif de contrôle de la pression consiste à déporter le dispositif 8 de contrôle de la pression dans le circuit hydraulique des freins arrière 3, comme illustré par le figure 2. [0044] Toutefois, il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, de prévoir que le dispositif de contrôle de la pression soit intégré au dispositif 2 de sécurité active (ESP). 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Système dc freinage avec récupération d'énergie pour véhicules à moto- risation électrique équipés d'un dispositif (2) de sécurité active (ESP) pourvu d'un accumulateur (5) de réserve de liquide de frein et destiné à agir sur les circuits hydrauliques des freins avant (6) et arrière (3), caractérisé en cc qu'il comprend, en outre, un dispositif (8) de contrôle de la pression du liquide de frein monté entre le dispositif (2) de sécurité active ct le circuit hydraulique des freins arrière (3). [Revendication 2] Système dc freinage selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit dispositif (8) de contrôle de la pression du liquide de frein comprend des moyens de limitation de la pression dans le circuit hydraulique des freins arrière (3) permettant d'atténuer ou de neutraliser l'action desdits freins (3) lors de l'appui sur la pédale de frein (1) en phase de récupération d'énergie. [Revendication 3] Système de freinage selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que lesdits moyens de limitation de la pression comprennent un premier clapet (8a) et un second clapet (8b), lesdits clapets étant inversés et montés en parallèle. [Revendication 4] Système de freinage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier clapet (8a) a un seuil de pression d'ouverture dont la valeur est légèrement supérieure à la valeur de la pression résiduelle de l'accumulateur (5) de réserve. [Revendication 5] Système de freinage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le second clapet (8b) a un seuil de pression d'ouverture minimal. [Revendication 6] Système de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens limiteur de pression du dispositif (8) de contrôle de la pression comprennent une électrovanne associée à une unité de commande électronique. [Revendication 7] Système de freinage selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que ledit dispositif (8) de contrôle de la pression est intégré au dispositif (2) de sécurité active (ESP). [Revendication 8] Système de freinage selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que ledit dispositif (8) de contrôle de la pression est déporté dans le circuit hydraulique des freins arrière (3). [Revendication 9] Véhicule automobile à motorisation électrique équipé d'un système de freinage selon l'une des revendications précédentes.