Brevet FR3107869A1 — publié le 20210910

L’invention concerne un dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) associé à une boucle de circulation de liquide de frein (7) locale au récepteur (6), d’un système de freinage (1-6, 6a) d’un véhicule, le dispositif (3a) comprenant des moyens d’application de commande de freinage via un mécanisme de pédale de frein (3), caractérisé en ce que les moyens d’application de commande de freinage sont configurés pour appliquer, lorsque le véhicule est à l’arrêt, une commande de freinage de refroidissement, via le mécanisme de pédale de frein (3), entraînant des cycles de pression pendant des temps de maintien de sorte à faire circuler le liquide de frein (7) dans la boucle locale de circulation et refroidir ainsi le liquide de frein (7). L’invention concerne en outre un procédé de mise en œuvre d’un tel dispositif (3a), ainsi qu’un système de freinage et un véhicule comportant un tel dispositif (3a). Fig. 2 DISPOSITIF D’ASSISTANCE DE FREINAGE MECATRONIQUE A COMMANDE DE REFROIDISSEMENT, SYSTEME ET VEHICULE COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF L’invention se rapporte au domaine des systèmes de freinage pour véhicules automobiles. Ce type de système comprend généralement une pédale de frein 1 dans l’habitacle du véhicule. Outre la pédale de frein 1, le système comprend généralement un amplificateur pneumatique ou électromécanique 2, un maître-cylindre 3, des tuyaux rigides 4, des tuyaux flexibles 5 (pour permettre le débattement des suspensions et de la direction), des récepteurs de freinage 6 (freins à disques ou à tambours) et du liquide de frein 7 dans ces quatre derniers éléments (3, 4, 5 et 6) notamment. Ces éléments sont identifiés en figure 1. L’agencement est généralement sous forme de canalisations dans lesquelles le liquide de frein 7 transmettant l’effort, fait des mouvements de va-et-vient entre la pédale 1 et l’étrier. A l’usage, les organes constitutifs d’un système de freinage s’échauffent. La partie gauche de la figure 4 illustre une représentation schématique des températures (T) en fonction du temps (t) lors d’un roulage, pour un système de freinage conventionnel, à savoir les températures: d’un disque de frein, en trait continu fin D; et du liquide de frein présent dans l’étrier, en traits et points L 0 . La référence «i» concerne le moment d’une immobilisation du véhicule, et la partie droite de la figure 4 illustre le refroidissement de ces éléments après l’immobilisation. Typiquement, les disques de frein peuvent s’échauffer de plusieurs centaines de degrés, jusqu’à atteindre des températures comprises entre 500 et 1000°C. Simultanément, le liquide de frein 7 peut s’échauffer de plusieurs dizaines de degrés, jusqu’à atteindre des températures comprises entre 50 et 100°C. Lorsque le conducteur immobilise son véhicule à ce moment i, les disques vont se refroidir tandis que le liquide de frein va encore s’échauffer (par convection, conduction, rayonnement de la source chaude, à savoir le disque, vers les organes environnants) avant de se refroidir à leur tour. Une solution dans l’art antérieur propose de disposer une pompe et un refroidisseur dans un circuit de liquide de frein passant dans le cylindre de roue. Ce type de solution oblige à prévoir une instrumentation supplémentaire dans le circuit de liquide de frein ou de modifier ledit circuit, ce qui augmente les délais de fabrication et peut générer des problèmes de maintenance des pompes. La demande française FR1901110 au nom de la demanderesse, a proposé de disposer des boucles locales de circulation du liquide de frein au récepteur, associées à des clapets anti-retour au niveau des tuyaux rigides 4 et flexibles 5, pour permettre une circulation du liquide de frein 7 au sein des récepteurs afin de renouveler le liquide de frein 7 dans l’étrier et ainsi, le refroidir. La boucle est locale en ce qu’elle est proche de l’étrier. La partie gauche de la figure 4 illustre en pointillés clairs L 1 , la température du liquide de frein d’un système de freinage utilisant un système évolué tel que proposé dans la demande française FR1901110. Pendant le roulage, ce système permet de bénéficier de quelques degrés de refroidissement comme on peut se voir sur la figure (partie gauche). La partie droite de la figure 4 montre également un bénéfice modéré du système de la demande française FR1901110 du fait que lorsque le véhicule est immobilisé, le conducteur n’actionne pas la pédale de frein. En conséquence, il n’y a pas de circulation du liquide dans la boucle locale sur la seule base des clapets anti-retour. Or si la température du liquide augmente trop, il y a un risque de «vapor lock», avec perte de la fonction freinage dans le cas où le conducteur déciderait de reprendre la route à ce moment. Un premier objectif de l’invention est de proposer de nouveaux moyens de refroidissement supplémentaires du liquide de frein lors de l’immobilisation du véhicule, pour éviter des risques de «vapor lock», avec perte de la fonction freinage. Un deuxième objectif est de proposer une solution n’augmentant pas significativement les délais de fabrication, et avec peu de problèmes de maintenance. Pour atteindre ces objectifs, l’invention propose un dispositif d’assistance de freinage mécatronique associé à une boucle de circulation de liquide de frein locale au récepteur, d’un système de freinage d’un véhicule, le dispositif comprenant des moyens d’application de commande de freinage via un mécanisme de pédale de frein. Selon un premier aspect, les moyens d’application de commande de freinage sont configurés pour appliquer, lorsque le véhicule est à l’arrêt, une commande de freinage de refroidissement, via le mécanisme de pédale de frein, entraînant des cycles de pression pendant des temps de maintien, de sorte à faire circuler le liquide de frein dans la boucle locale de circulation et refroidir ainsi le liquide de frein. En particulier, l’invention comprend une électronique de commande autonome du mécanisme de pédale, associée à une loi de commande spécifique. Avantageusement, le dispositif selon l’invention permet de forcer une circulation dans la boucle locale à l’arrêt du véhicule, et d’abaisser la température du liquide de frein. En outre, le dispositif selon l’invention utilise un mécanisme de pédale existant et ne nécessite pas de modification particulière de la boucle de circulation du liquide de frein ni la pose de pompes. L’invention permet en outre un sous-dimensionnement du système de freinage, moins volumineux, moins lourd, et meilleur marché. Par ailleurs, le dispositif selon l’invention peut se combiner à un système selon la demande française FR1901110. Selon d’autres aspects pris isolément, ou combinés selon toutes les combinaisons techniquement réalisables : les cycles de pression comprennent une alternance de pressions à l’état haut pendant un temps de maintien à l’état haut, et de pressions à l’état bas pendant un temps de maintien à l’état bas, de sorte à faire circuler le liquide de frein dans la boucle locale de circulation et refroidir ainsi le liquide de frein, pendant un temps d’exécution de cycles total compris entre 50 ms et 1500 s; et/ou la pression à l’état haut est comprise entre 0,5 et 150 bars de surpression, la pression à l’état bas est comprise entre 0 et 15 bars de surpression; et/ou le temps de maintien à l’état haut est compris entre 50 ms et 15 s, le temps de maintien à l’état bas est compris entre 50 ms et 15 s; et/ou le dispositif est couplé à un moyen de mesure ou d’estimation de la température du liquide de frein; et/ou le dispositif est couplé à un moyen de détection d’appui sur une pédale de frein, et est configuré de sorte qu’en cas de détection d’un appui sur la pédale de frein, les cycles ne sont pas actifs lorsque la température du liquide de frein est à un premier niveau d’alerte, en particulier une température comprise entre 100 et 150°C ; et les cycles sont actifs lorsque la température du liquide de frein est à un deuxième niveau d’alerte supérieur au premier niveau d’alerte, en particulier une température supérieure à 150°C. L’invention porte en outre sur un procédé de refroidissement d’un liquide de frein d’un dispositif d’assistance de freinage mécatronique associé à une boucle locale de circulation de liquide de frein au récepteur d’un système de freinage d’un véhicule, le procédé comprenant des étapes suivantes : - vérifier que le véhicule est à l’arrêt ; - si le véhicule est à l’arrêt, appliquer une commande de freinage, via un mécanisme de pédale de frein, entraînant des cycles de pression pendant des temps de maintien, de sorte à faire circuler le liquide de frein dans la boucle locale de circulation et refroidir ainsi le liquide de frein. Les actions des différents éléments du dispositif selon l’invention ou du système de freinage correspondant, peuvent être considérées comme autant d’étapes du procédé selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L’invention porte en outre sur un système de freinage de véhicule comprenant une boucle locale de circulation de liquide de frein au récepteur, et un mécanisme de pédale de frein, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif d’assistance de freinage mécatronique selon l’invention, ou un programme d’ordinateur selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un système de freinage selon l’invention, un programme d’ordinateur selon l’invention, ou un dispositif d’assistance de freinage mécatronique selon l’invention. On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles : illustre schématiquement un système de freinage de véhicule selon l’art antérieur; illustre schématiquement un système de freinage de véhicule selon un mode de réalisation préféré de l’invention; illustre schématiquement une mise en œuvre de commande d’application de pression sur le mécanisme de pédale pendant un temps d’exécution, pour un dispositif selon une variante préférée de l’invention. illustre schématiquement les évolutions de températures d’un disque de frein et du liquide de frein présent dans l’étrier dans des systèmes de freinage conventionnels, selon la demande française FR1901110, et selon l’invention. L’invention se rapporte au domaine des systèmes de freinage pour véhicules automobile. L’invention vise à proposer, en particulier dans un dispositif d’assistance de freinage mécatronique, une loi de commande de l’assistance de freinage mécatronique qui garantisse, si besoin, la circulation du liquide de frein 7 même en cas d’absence d’actionnement de la pédale de frein 1 par le conducteur. L’invention peut être un complément à un système selon la demande française FR1901110 qui propose une architecture du circuit hydraulique de freinage avec une boucle locale au récepteur. L’invention permet de limiter le risque d’élévation de la température du liquide de frein 7 dans le cas où le conducteur n’actionne pas la pédale de frein 1 ou si une pompe n’est pas utilisée pour forcer la circulation de ce liquide7 dans les récepteurs6. L’idée ici est de faire circuler le liquide de frein 7 dans cette boucle locale au récepteur 6, sans action du conducteur sur la pédale de frein 1, dans le cas d’une assistance de freinage mécatronique. L’invention permet en outre un sous-dimensionnement du système de freinage, moins volumineux, moins lourd, meilleur marché, et est applicable aux systèmes de freinage ayant recours à une assistance de freinage mécatronique (par exemple les véhicules PHEV commercialisés par la demanderesse Groupe PSA) et équipés d’une boucle locale de circulation de liquide 7 au récepteur 6 de freinage. Le système selon une variante préférée comprend, comme classiquement, une pédale de frein 1, un amplificateur pneumatique ou électromécanique 2, un maitre-cylindre 3, des tuyaux rigides 4, des tuyaux flexibles 5, des récepteurs de freinage 6 (freins à disques ou à tambours) et du liquide de frein 7 dans ces quatre derniers éléments (3, 4, 5 et 6). L’invention s’applique à une assistance de freinage du type mécatronique. Il s’agit notamment d’un dispositif d’assistance de freinage mécatronique 3a associé à une boucle de circulation de liquide de frein locale au récepteur 6 d’un système de freinage d’un véhicule. Le dispositif 3a comprend des moyens d’application de commande de freinage via un mécanisme de pédale de frein. Selon un aspect, les moyens d’application de commande de freinage sont configurés pour appliquer une commande de freinage de refroidissement qui entraîne des cycles de pression P H , P B pendant des temps de maintien (t C , t H , t B ), de sorte à faire circuler le liquide de frein 7 dans la boucle locale de circulation et refroidir ainsi le liquide de frein 7. Cette action est effectuée lorsque le véhicule est à l’arrêt. La commande de freinage de refroidissement est effectuée via le mécanisme de pédale de frein. Dans le cadre de l’invention, l’expression «mécanisme de pédale de frein» peut être entendue comme une section de la pédale de frein 1 et/ou l’amplificateur pneumatique ou électromécanique 2 et/ou le maître-cylindre 3 et/ou un élément coopérant avec ces moyens (1, 2, 3). En particulier, il s’agit de l’association d’un moteur électrique, d’un réducteur et d’un éventuel convertisseur de mouvement, apte à pousser la tige de commande du maître-cylindre 3, combinés à un jeu de capteurs et à un calculateur. Le calculateur peut faire partie du dispositif selon l’invention. Ainsi l’appui sur la pédale de frein 1 par le conducteur est identifié par une partie de ces capteurs (typiquement un détecteur 1a de la position pédale), est interprété par le calculateur qui demande en retour un effort d’assistance au moto-réducteur. Ce qui est proposé dans l’invention, c’est de bénéficier de ce dispositif d’assistance mécatronique pour opérer des cycles de création / suppression de pression hydraulique P dans des phases de vie où le conducteur ne fait pas d’appuis sur la pédale de frein 1 (étant absent du ou présent dans le véhicule) lorsqu’un besoin vis-à-vis du risque d’élévation de température du liquide de frein 7 est identifié. En données d’entrée, on trouve • la vitesse véhicule: impérativement nulle pour que cette fonction puisse s’activer, sous peine de freiner le véhicule. • l’identification du besoin d’une circulation de liquide de frein 7 au récepteur 6: Cela suppose une mesure ou estimation de la température du liquide de frein 7, ou d’une mesure ou estimation de la température des autres composants constitutifs du système de freinage (typiquement, le disque ou la plaquette ou l’étrier 6a), ou d’une mesure ou estimation de la puissance ou de l’énergie cinétique dissipée dans le système de freinage. • la détection de l’appui du frein par le conducteur: la mise en œuvre des cycles de création / suppression de pression hydraulique n’étant pas transparente pour le conducteur qui aurait le pied sur le frein, il est préférable que pour un premier niveau d’alerte (correspondant à une température du liquide de frein comprise entre 100 et 150°C), ces cycles ne soient actifs que lorsque la pédale de frein n’est pas actionnée par le conducteur ; pour un second niveau d’alerte (typiquement pour une température du liquide de frein supérieure à 150°C), on pourrait cependant imaginer engager ces cycles malgré un appui frein par le conducteur. Un détecteur 1a peut être prévu à cet effet. En sortie, on trouve: • une éventuelle demande de cycles de création / suppression de pression hydraulique, caractérisés par une pression à l’état haut P H comprise entre 0,5 et 150 bars de surpression, plus préférentiellement entre 1 et 100 bars de surpression;une pression à l’état bas P B comprise entre 0 et 15 bars de surpression, plus préférentiellement entre 0 et 10 bars de surpression, un temps de maintien à l’état haut t H compris entre 50 ms et 15 s, plus particulièrement entre 0,1 s et 10 s, un temps de maintien à l’état bas t B compris entre 50 ms et 15 s, plus particulièrement entre 0,1 et 10 s; et un temps total d’exécution des cycles t C compris entre 50 ms et 1500 s, plus particulièrement entre 0,1 et 1000s. Les temps peuvent être calibrés en fonction du véhicule dans des conditions données. Les temps de maintien à l’état haut t H et bas t B peuvent être égaux ou supérieurs l’un à l’autre. La mise en œuvre de ces cycles, pouvant être illustrée par la figure 3, permet alors de réduire de plusieurs dizaines de degrés la température maximale du liquide de frein 7, comme représenté par le trait continu épais L 2 dans la figure 4 (correspondant à l’invention complétant un système selon la demande française FR1901110). De préférence, une telle fonction doit pouvoir être mise en œuvre même si le moteur de propulsion est coupé, voire même si le véhicule est verrouillé. Ainsi, l’invention permet de limiter la température du liquide de frein 7 et d’avoir un sous-dimensionnement du système de freinage, moins volumineux, moins lourd et meilleur marché. L’invention porte en outre sur un procédé de refroidissement comprenant des étapes de mise en œuvre d’un dispositif tel que décrit précédemment, y compris vérifier que le véhicule est à l’arrêt. Les actions des différents éléments du dispositif tel que décrit précédemment ou du système de freinage correspondant, peuvent être considérées comme autant d’étapes du procédé selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L’invention porte en outre sur un système de freinage de véhicule comprenant notamment un dispositif tel que décrit précédemment. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un tel système, programme ou dispositif tel que décrit précédemment. Dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) associé à une boucle de circulation de liquide de frein (7) locale au récepteur (6), d’un système de freinage d’un véhicule, le dispositif (3a) comprenant des moyens d’application de commande de freinage via un mécanisme de pédale de frein (3), caractérisé en ce que les moyens d’application de commande de freinage sont configurés pour appliquer, lorsque le véhicule est à l’arrêt, une commande de freinage de refroidissement, via le mécanisme de pédale de frein (3), entraînant des cycles de pression (P H , P B ) pendant des temps de maintien (t C , t H , t B ), de sorte à faire circuler le liquide de frein (7) dans la boucle locale de circulation et refroidir ainsi le liquide de frein (7). Dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) selon la revendication 1, dans lequel les cycles de pression (P H , P B ) comprennent une alternance de pressions à l’état haut (P H ) pendant un temps de maintien à l’état haut (t H ), et de pressions à l’état bas (P B ) pendant un temps de maintien à l’état bas (t B ), de sorte à faire circuler le liquide de frein (7) dans la boucle locale de circulation et refroidir ainsi le liquide de frein (7), pendant un temps d’exécution de cycle (t C ) compris entre 50 ms et 1500 s. Dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) selon la revendication 2, dans lequel la pression à l’état haut (P H ) est comprise entre 0,5 et 150 bars de surpression, la pression à l’état bas (P B ) est comprise entre 0 et 15 bars de surpression. Dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le temps de maintien à l’état haut (t H ) est compris entre 50 ms et 15 s, le temps de maintien à l’état bas (t B ) est compris entre 50 ms et 15 s. Dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est couplé à un moyen de mesure ou d’estimation de la température du liquide de frein. Dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est couplé à un moyen de détection d’appui (1a) sur une pédale de frein (1), et est configuré de sorte qu’en cas de détection d’un appui sur la pédale de frein, les cycles ne sont pas actifs lorsque la température du liquide de frein est à un premier niveau d’alerte, en particulier à une température comprise entre 100 et 150°C; et les cycles sont actifs lorsque la température du liquide de frein est à un deuxième niveau d’alerte supérieur au premier niveau d’alerte, en particulier à une température supérieure à 150°C. Procédé de refroidissement d’un liquide de frein d’un dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) associé à une boucle de circulation de liquide de frein (7) locale au récepteur (6), d’un système de freinage d’un véhicule, le procédé comprenant des étapes suivantes: vérifier que le véhicule est à l’arrêt; si le véhicule est à l’arrêt, appliquer une commande de freinage, via un mécanisme de pédale de frein (3), entraînant des cycles de pression (P H , P B ) pendant des temps de maintien (t C , t H , t B ), de sorte à faire circuler le liquide de frein (7) dans la boucle locale de circulation et refroidir ainsi le liquide de frein (7). Produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon la revendication 7, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Système de freinage de véhicule comprenant une boucle de circulation de liquide de frein (7) locale au récepteur (6), et un mécanisme de pédale de frein (3), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Véhicule automobile comprenant un système de freinage selon la revendication 9, ou un dispositif d’assistance de freinage mécatronique (3a) selon l’une des revendications 1 à 6.