Pédale d'accélérateur, de frein ou d'embrayage électronique - voici les avantages

08/26/2020

Tout le monde connaît le câble Bowden classique. Un brin d'acier, guidé par un tube coulissant souple résistant à la pression ou par un fil plat et enveloppé dans une couche de plastique étanche, sert à transmettre la force mécanique. Les câbles Bowden sont généralement utilisés pour commander le papillon des gaz via la pédale d'accélérateur ou pour actionner le débrayage via la pédale d'embrayage.

Le câble Bowden transmet les forces de traction et est ramené mécaniquement à sa position initiale par un mécanisme de rappel à ressort. Un système simple mais vulnérable. Les composants mécaniques sont toujours soumis à une certaine usure, ils doivent être lubrifiés et protégés des influences de l'environnement.

De plus, la précision du positionnement n'est pas exacte, le câble Bowden (mais aussi une tringlerie) peut se tordre, s'abimer au contact des composants du véhicule, et l'âme s'allonge avec le temps. Les systèmes hydrauliques sont courants dans les systèmes de freinage, par exemple pour accumuler la pression de freinage directement via la pédale de frein et la distribuer via le servofrein. Cependant, des solutions avec câble Bowden sont toujours utilisées pour les systèmes de freinage auxiliaire manuels tels que le frein de stationnement.

X-by-Wire

Dans les automobiles modernes, l'industrie automobile se passe déjà en partie du câble Bowden, de la tringlerie ou de la transmission hydraulique de la puissance lors de l'actionnement des pédales d'accélérateur, de frein ou d'embrayage. Elle fait alors appel au concept presque magique « X-by-Wire », qui dans nos exemples permet simplement la transmission, par voie électronique ou hydro-électronique, de la volonté du conducteur via les pédales.

 

Le pédalier est ainsi mécaniquement découplé du reste du système périphérique. Un capteur de distance (capteur de valeur de pédale) détermine la position exacte de la pédale et transmet l'information à l'unité de commande correspondante. Des actionneurs spéciaux veillent à ce que les informations relatives à la pédale soient converties via les composants correspondants du système.

 

En outre, l'approche X-by-wire permet l'intégration de nombreuses informations supplémentaires provenant d'autres unités de contrôle, par exemple pour réduire le régime moteur dans certaines situations de conduite, pour déclencher le freinage, ou pour embrayer ou débrayer, selon les besoins. De nombreux systèmes d'assistance tels que l'assistance au freinage d'urgence ou le régulateur de vitesse adaptatif ou encore différentes répartitions de charge pour les véhicules hybrides peuvent être mis en œuvre.

Câble Bowden classique : L'âme en acier (1) est guidée dans un tube coulissant (2) en plastique (ici sur la photo) ou en fil plat. De plus, un revêtement en plastique (3) protège contre les influences environnementales. Image : Georg Blenk, Krafthand Medien.

La pédale d'accélérateur électronique (gas-by-wire)

La position de l'accélérateur électronique varie en fonction des préférences du conducteur. Bref, c'est le conducteur qui accélère. Le capteur de la pédale d'accélérateur est le cœur de la pédale d'accélérateur électronique. Il transmet les informations sur la charge à l'unité de contrôle du moteur. Il sert au système de gestion du moteur diesel comme principale variable de contrôle pour calculer la quantité d'injection de base, la pression nécessaire du système de carburant et en conjonction avec le régime du moteur au début de l'injection.

 

Dans les systèmes de gestion des moteurs à essence, le capteur de la pédale d'accélérateur est également utilisé pour détecter la position de la pédale d'accélérateur. Selon la position, l'actionneur du papillon des gaz est commandé par l'unité de commande du moteur et ajusté à l'angle d'ouverture du papillon des gaz en fonction du régime et de la charge du moteur.

 

Le capteur de la pédale d'accélérateur peut être un capteur inductif sans contact, un capteur à effet Hall ou un potentiomètre. Les codeurs inductifs ont un circuit d'évaluation interne et peuvent transmettre des tensions de signal tant analogiques que numériques. Les capteurs de position inductifs de HELLA (CIPOS®) sont très précis, robustes et extrêmement compacts. La pédale d'accélérateur électronique est une unité composée de la pédale elle-même, de l'électronique, du capteur de distance, de l'unité haptique et du connecteur d'alimentation de bord.

 

Selon le véhicule, il est possible de monter les pédales d'accélérateur électroniques en position debout ou suspendue. Le capteur de la pédale d'accélérateur est un élément important pour la sécurité. Pour cette raison, les données de position du capteur de la pédale d'accélérateur sont constamment vérifiées pour en vérifier la plausibilité. Cela se fait soit par des interrupteurs supplémentaires (interrupteurs de ralenti et de pleine charge), soit par un ou plusieurs potentiomètres supplémentaires.

Le capteur de pédale d'accélérateur (APS) transmet le souhait du conducteur d'accélérer ou de freiner à l'électronique du moteur en mesurant précisément la position de la pédale.

Fonction de retour d'information

L'interface entre le véhicule et le conducteur devient également de plus en plus interactive. Par exemple, les caméras frontales utilisent la fonction d'assistance sur les voies pour détecter si une voiture quitte le centre de la route. Il en résulte, par exemple, une vibration du volant et un retour d'information au conducteur avant toute intervention sur le freinage ou la direction.

 

La pédale d'accélérateur sert désormais également de rétroaction et fournit un retour d'information en fonction de la situation de conduite. La pédale de rétroaction permet non seulement de régler l'haptique (pédale d'accélérateur plus dure et plus souple), mais la fonction de rétroaction permet également, par exemple, de détecter le point de commutation pour une sélection optimale du point de commutation au moyen d'un signal de cliquetis ou d'une rétroaction au démarrage du moteur à combustion dans les véhicules hybrides.

 

La technologie de mesure de la position est la partie essentielle d'un capteur de pédale à rétroaction, qui exige un haut degré de précision. HELLA est également un leader dans ce domaine avec sa technologie CIPOS®.

La pédale de frein électronique (brake-by-wire)

Dans les systèmes de freinage électronique, la pédale de frein est également découplée des freins proprement dits. Alors que dans les systèmes de freinage conventionnels, la pression de freinage est établie directement par voie hydraulique via le liquide de frein, dans les systèmes « brake-by-wire », cela se fait, par exemple, par une unité électro-hydraulique. La demande de freinage est convertie par un capteur de course et/ou de pression de la pédale en un signal calculé dans l'unité de commande des freins, soit vers les actionneurs correspondants, soit vers une unité de génération de pression séparée avec des valves de commande vers les étriers de freins respectifs. Le servofrein ou l'unité ABS/ESP ne sont par exemple plus nécessaires. La sensation de la pédale peut être régulée dynamiquement par des valves hydrauliques ou des unités d'amortissement (simulateurs). Les systèmes de contrôle des freins comprennent tous les composants nécessaires pour assurer les fonctions de freinage classiques ainsi que les fonctions pour l'ABS, l'ESP, l'ASR et d'autres fonctions d'assistance.

 

Dans les véhicules électriques, selon la situation de freinage, la fonction de générateur (récupération) et la fonction classique de frein à pédale se complètent. En cas de défaillance de l'unité centrale (électro-hydraulique), une liaison hydraulique directe entre la pédale de frein et les freins des roues est établie en guise de sécurité. En fin de compte, le générateur d'impulsions actif du conducteur reste la pédale de frein proprement dite, qu'elle soit découplée ou directe.

La pédale d'embrayage électronique (clutch-by-wire)

Selon le même principe que la pédale d'accélérateur ou de frein découplée, la pédale d'embrayage électronique n'a pas non plus de connexion mécanique avec l'embrayage. L'ouverture ou la fermeture est également effectuée par un moteur électrique ou un actionneur dont la position est définie par le capteur de position de la pédale d'embrayage. Grâce à un système de contrôle intelligent, la courbe caractéristique du processus d'accouplement peut être optimisée en actionnant manuellement la pédale d'embrayage. Cela permet de protéger l'embrayage contre une usure inutile. En outre, des systèmes tels qu'un assistant de démarrage ou d'accouplement, une protection contre le décrochage du moteur ou une fonction de navigation permettant de réduire la consommation de carburant peuvent être mis en œuvre.

Tout dépend de la technologie de capteur

Aucune application X-by-wire n'est concevable sans technologie de capteur. HELLA est un spécialiste pour une grande variété de capteurs, directement ou indirectement impliqués dans la mise en œuvre de telles applications, en particulier en ce qui concerne les capteurs de pédale d'accélérateur, mais également de nombreux autres capteurs de position. La technologie exclusive CIPOS® est synonyme de précision et de fiabilité.

Informations complémentaires et test des capteurs de pédale d'accélérateur

Le saviez-vous ? Dans un article séparé, nous fournissons de nombreuses connaissances de base utiles et des conseils importants sur le sujet des capteurs de pédale d'accélérateur et des capteurs de valeur de pédale dans les véhicules.

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Illustration : Un chef d'atelier s'entretient avec des clients dans un atelier automobile