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Comment fonctionne le frein électrique exactement ?
Question
Je souhaite découvrir le fonctionnement du système de freinage électrique dans les voitures d'aujourd'hui. Cette vidéo montre que le contrôle/programme électronique de stabilité (ESC/ESP) intervient en freinant des roues individuelles. Je suppose donc qu'une voiture avec ESC est capable de freiner par câble puisque l'électronique freine toute seule et qu'il n'y a aucune action de freinage du conducteur. Alors, comment se fait exactement le freinage électrique ? Y a-t-il un moteur électrique attaché à chaque frein ou fonctionne-t-il par l'hydraulique d'une manière ou d'une autre ?
Je suis impliqué dans un projet de recherche qui doit en fait utiliser le frein par fil, donc je suis intéressé à apprendre à connaître s'il existe des moyens de déclencher le freinage électroniquement. Dois-je pirater l'unité ESC pour voir comment le système fonctionne ou existe-t-il des principes généraux utilisés pour tous les systèmes ESC ?
Réponse populaire
Je pourrai peut-être enfin répondre moi-même. Après quelques recherches supplémentaires, j'ai constaté qu'il peut y avoir une certaine confusion dans la façon dont les systèmes sont nommés. Ce que l'on entend par un système de freinage électrique est généralement une pédale de freinage qui est mécaniquement découplée du reste du système de freinage. C'est différent de ce que j'ai réellement besoin de faire, car je n'ai besoin d'aucune action de pédale, j'ai juste besoin de contrôler les freins électroniquement, même sur une voiture "non-frein-by-wire".
< p>Véritable frein électriqueC'est le système avec pédale de freinage découplée. Ce site mentionne deux types de systèmes - électro-hydraulique et électro-mécanique. Vous pouvez les rechercher là-bas. Ces systèmes ne semblent pas du tout être standard sur la voiture d'aujourd'hui, il y avait peu de modèles de Mercedes et Toyota au cours des 10 dernières années, dont certains ont dû faire l'objet d'un rappel parce que le système n'était pas fiable.
< strong>Freinage électronique (ESC/ESP, etc.)
Évidemment, l'ESC/ESP peut freiner des roues individuelles par lui-même, ce qui est une sorte de "freinage électrique" pour moi, mais l'industrie ne l'appelle pas ainsi. Ce "freinage autonome" semble être effectué par l'unité de contrôle hydraulique (HCU, parfois HECU) qui est généralement commune à l'ABS et à l'ESC. Cette unité se trouve derrière le maître-cylindre de freinage et possède 2 entrées de fluide mais 4 sorties de fluide (une pour chacune des 4 roues). Pour un freinage normal, l'unité laisse juste passer le liquide de freinage sans aucune intervention. L'unité est équipée d'une pompe électrique et si l'ESC veut freiner une roue, il semble choisir l'une des 4 sorties et la presser par lui-même (sans l'entrée de pression du maître-cylindre).
Le mauvais la chose ici pour moi semble être que le HCU est une boîte noire en termes de logiciel - il reçoit les entrées de divers capteurs (vitesse de roue, taux de lacet, etc.) et décide par lui-même quelle roue freiner. Ainsi, pour pouvoir initier une action de freinage de l'extérieur, il faudrait soit envoyer des signaux d'entrée qui entraîneraient le freinage des 4 roues (il faut d'abord procéder à une ingénierie inverse de l'unité et je doute également qu'une telle combinaison de signaux existe) ou pirater l'électronique à un niveau inférieur pour faire pression sur les 4 freins en même temps.
Une autre solution pour moi peut être de laisser le HCU seul et de mettre le système sous pression d'une autre manière. J'ai trouvé qu'il existe une partie appelée "pompe à vide électrique (surpresseur)", bien que je n'aie pas encore fait de recherches plus approfondies à ce sujet. Tous les coups sont les bienvenus ! :)
EDIT :
Il semble en effet qu'il existe aujourd'hui des unités ABS/ESC HCU qui peuvent accepter des signaux externes pour initier le freinage. Ces unités sont utilisées dans les voitures équipées de systèmes de freinage d'urgence autonome. Le TRW EBC460 est dit avoir la fonction AEB et semble avoir un bus CAN donc je soupçonne qu'il peut accepter certains messages de bus can qui initient le freinage.
EDIT 2 :
Autant que je sache, la plupart des véhicules hybrides offrent des moyens de freiner par câble afin de permettre un "freinage régénératif". Ils ne découplent pas mécaniquement à 100% la pédale de frein du système de freinage lui-même (il reste une certaine connexion mécanique en cas d'urgence) mais permettent un contrôle de freinage programmé pour la plupart des scénarios de freinage (probablement tous sauf le freinage d'urgence panique). C'est pourquoi les véhicules hybrides sont très prisés pour la recherche sur les voitures autonomes (Toyota Prius de Google etc.) car ils sont en général très faciles à convertir en contrôle 100% programmatique (direction, accélération, freinage). Le frein électrique est vraiment une « caractéristique tueuse » des véhicules hybrides et 100 % électriques à des fins de recherche sur les voitures autonomes.
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Je ne connais pas très bien les configurations de freinage par câble pur où la pédale de frein est complètement découplée de l'hydraulique, ou les systèmes où ils utilisent des freins de type "charge" régénératifs. Dans un système à commande électronique où votre pédale est toujours couplée à l'hydraulique, il y a une unité ABS que toutes les conduites de frein traversent. Celui-ci contient des moteurs pour lui permettre d'appliquer une pression hydraulique sur les conduites allant à chaque roue pour appliquer les freins. Cela peut également empêcher votre pédale d'activer les freins pendant qu'elle est sous contrôle.
Pour comprendre ce système, les voitures produites ces dernières années disposent d'un réseau de bus de contrôle reliant les différents modules électroniques.
http://www.ni.com/white-paper /2732/fr/
Certains modules peuvent agir indépendamment mais peuvent également être contrôlés par le calculateur. Typiquement sur les voitures avancées avec des choses comme le contrôle d'évitement, la conduite active, le freinage automatique, etc... tous les différents capteurs sont liés via le CAN et avec l'ECU ou un module dédié interpréteront les données et enverront les commandes au ECU/PCM pour contrôler l'accélérateur, l'ABS pour appliquer les freins, etc... au besoin.
Je sais qu'il existe des outils de diagnostic qui activeront ces systèmes pour les tests. Il y a aussi eu des nouvelles récemment sur la recherche de "piratage" de voitures pour les contrôler.
Quiconque a travaillé sur l'électronique automobile, ce n'est pas vraiment une nouvelle que vous pouvez envoyer des commandes à travers le bus de contrôle. Je doute fort que les fabricants publient de la documentation sur le fonctionnement de leurs systèmes, mais il existe des groupes qui font ce genre de recherche. Si vous avez un accès physique à la voiture, vous devriez pouvoir déboguer le système pour isoler les commandes et en envoyer de nouvelles.
Sur les systèmes, je connais le module ABS (qui est une partie sous le capot à travers laquelle tous les tuyaux de frein sont acheminés) est capable d'appliquer ou de supprimer électroniquement la pression hydraulique sur une conduite de frein spécifique (donc freiner ou relâcher le frein sur une roue spécifique). Ces modules sont également assez chers à remplacer !
Il utilise l'hydraulique via le module ABS. Il module chaque canal des blocs-vannes ABS.