FR2907742A1 - Systeme de freinage a commande electrique de frein de stationnement. - Google Patents

Systeme de freinage a commande electrique de frein de stationnement. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un système de freinage à commande électrique de frein de stationnement.Le système comprend des étriers de freins (24, 26) de type verrouillable reliés à un circuit hydraulique (22) pour se serrer lorsque ce circuit est sous pression, un maître cylindre (23) dans lequel coulisse une tige de poussée pour mettre sous pression le circuit hydraulique (22) , une pédale de frein (35) apte à exercer directement un effort sur la tige de poussée en cas de défaillance. Il comprend également un actionneur pilotable (36) électriquement pour exercer un effort sur la tige de poussée et une unité de commande (31) reliée aux étriers (24, 26) et à l'actionneur (36) pour successivement mettre en pression le circuit hydraulique (22), verrouiller les étriers (24, 26) puis relâcher la pression du circuit hydraulique (22).L'invention s'applique aux systèmes de freinage de tous véhicules.

Description

1 Système de freinage à commande électrique de frein de stationnement
L'invention concerne un système de freinage à commande électrique de frein de stationnement, comprenant des étriers de freins de type verrouillable reliés à un circuit hydraulique pour se serrer lorsque ce circuit est sous pression, un maître cylindre dans lequel coulisse une tige de poussée pour mettre sous pression le circuit hydraulique, une pédale de frein apte à exercer directement un effort sur la tige de poussée en cas de défaillance. Un tel système de freinage 1 connu représenté en figure 1 comprend un circuit hydraulique 2 reliant un maître cylindre 3 à quatre étriers de freins, par l'intermédiaire d'une centrale hydraulique 9. Les étriers comprennent deux étriers classiques 4 et 6, et deux étriers 7 et 8 qui sont verrouillables, ces étriers verrouillables pouvant être commandés électriquement ou bien hydrauliquement, comme de manière au cas de l'étrier verrouillable du document de brevet FR2847871. Dans ce système, le maître cylindre 3 est relié à la centrale hydraulique 9 par deux conduits 11 et 12, la centrale 9 étant elle-même reliée à chaque étrier de frein par un conduit hydraulique dédié, ces conduits étant repérés par 13, 14, 16, 17. La centrale hydraulique 9 fait partie d'un dispositif ESP (Electronic Stability Program), qui pilote sélectivement l'un ou l'autre des freins pour corriger automatiquement la trajectoire du véhicule en situation critique. Elle comprend des électrovannes et une pompe hydraulique permettant de générer une pression de l'ordre de 140 bar. En situation critique, les électrovannes sont pilotées pour mettre sous pression un ou plusieurs des conduits 13, 14, 16, 17, ce qui freine une ou plusieurs 2907742 2 roues pour replacer le véhicule dans une trajectoire souhaitée. En situation normale, la centrale 9 est passive, de sorte que le système fonctionne et réagit comme un 5 système de freinage classique. Il comprend à cet effet une pédale de frein 18 et un amplificateur de frein pneumatique 19 qui est interposé entre la pédale 18 et le maître cylindre 3 en étant par ailleurs relié à une source de dépression.
10 Lorsque la pédale est enfoncée, un écart de pression s'établit entre deux chambres internes de l'amplificateur 19, pour exercer un effort sur une tige de poussée non représentée coulissant dans le maître cylindre 3. L'effort appliqué à la tige de poussée se 15 traduit par une montée en pression du circuit hydraulique, provoquant le serrage des étriers de freins 4, 6, 7 et 8. De par sa conception, l'amplificateur de frein assure qu'en cas de défaillance de la source de 20 dépression, l'enfoncement de la pédale exerce directement un efforts sur la tige de poussée, de sorte que l'utilisateur dispose encore d'un freinage non assisté. Dans ce système, la commande électrique du frein de stationnement peut être assurée depuis un interrupteur 21 25 relié à l'unité de commande de la centrale hydraulique 9, elle-même reliée aux étriers de freins 7 et 8 par deux câbles électriques. Cette commande consiste à piloter d'abord la centrale 9 pour serrer les étriers de freins 7 et 8 en 30 mettant les conduits 16 et 17 sous pression, à déclencher le verrouillage de ces étriers, puis à piloter à nouveau la centrale 9 pour relâcher la pression dans le circuit hydraulique. Après relâchement de la pression, les étriers 7 et 35 8 ayant été verrouillés dans leur état serré, ils continuent d'exercer un effort de serrage. Le déblocage du frein consiste à mettre le circuit sous pression, 2907742 3 déverrouiller les étriers puis laisser chuter la pression du circuit hydraulique. Il existe d'autres systèmes de freinage incluant une centrale hydraulique, et dans lesquels il serait 5 possible d'utiliser des étriers hydrauliques verrouillables pour constituer une commande électrique du frein de stationnement. C'est par exemple le cas des systèmes de freinage comprenant un dispositif EHB (Electro Hydraulic Brake) 10 dans lequel un capteur détermine l'effort ou le déplacement appliqué par l'utilisateur à la pédale de frein pour piloter le freinage en commandant en conséquence la centrale hydraulique. Ce système ne comprend pas obligatoirement 15 d'amplificateur de frein, car c'est la centrale hydraulique qui délivre l'effort de freinage, en situation normale. Mais il comprend toujours un maître cylindre, de sorte qu'en cas de défaillance de la centrale hydraulique, la pédale de frein exerce alors 20 directement un effort sur la tige de poussée, pour que l'utilisateur bénéficie encore d'un freinage non assisté. Ici aussi, il est possible de prévoir des étriers de type verrouillables pour mettre en oeuvre une commande électrique de frein de stationnement. C'est aussi le cas, 25 de manière générale, dans les systèmes équipés d'une centrale hydraulique, comme les systèmes APS (Anti Patinage System). Cependant, une centrale hydraulique est relativement bruyante, de sorte que la mise en service du 30 frein de stationnement est préjudiciable au confort dans l'habitacle, et d'autre part, tous les véhicules ne sont pas nécessairement équipés d'une centrale hydraulique. Le but de l'invention est de proposer un système de freinage à commande électrique de frein de stationnement 35 ne présentant pas les inconvénients ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un système de freinage à commande électrique de frein de stationnement, 2907742 4 comprenant des étriers de freins de type verrouillable reliés à un circuit hydraulique pour se serrer lorsque ce circuit est sous pression, un maître cylindre dans lequel coulisse une tige de poussée pour mettre sous pression le 5 circuit hydraulique, une pédale de frein apte à exercer directement un effort sur la tige de poussée en cas de défaillance, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur pilotable électriquement pour exercer un effort sur la tige de poussée et une unité de commande 10 reliée aux étriers et à l'actionneur pour successivement mettre en pression le circuit hydraulique, verrouiller les étriers puis relâcher la pression du circuit hydraulique. L'invention concerne également un système tel que 15 défini ci-dessus, comprenant un amplificateur de frein interposé entre la pédale et le maître cylindre, et dans lequel l'actionneur est intégré à l'amplificateur de frein. L'invention concerne également un système tel que 20 défini ci-dessus, dans lequel l'actionneur est un électroaimant exerçant lorsqu'il est excité un effort sur la tige de poussée pour mettre le circuit hydraulique sous pression. L'invention concerne également un système tel que 25 défini ci-dessus, dans lequel l'amplificateur de frein est du type pneumatique comprenant deux chambres pour exercer un effort sur la tige de poussée en cas d'écart de pression entre ces deux chambres, et dans lequel l'actionneur est un clapet pilotable électriquement pour 30 établir un écart de pression entre les deux chambres. L'invention concerne également un système tel que défini ci-dessus, comprenant une pompe à vide électrique reliée à l'amplificateur de frein pneumatique. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, 35 et en référence aux figures annexées. La figure 1 déjà décrite représente un autre dispositif de freinage à commande électrique connu ; 2907742 5 La figure 2 représente schématiquement un dispositif de frein de stationnement selon l'invention. L'idée à la base de l'invention est d'utiliser un amplificateur de frein pour véhicule électrique, un tel 5 amplificateur étant pilotable électriquement, pour l'associer à des étriers verrouillables afin de constituer un système de freinage à commande électrique de frein de stationnement. Un amplificateur de frein pour véhicule électrique 10 est divulgué dans le document de brevet FR2698331. Il est interposé entre une pédale de frein et un maître cylindre correspondants, et il comprend un électroaimant apte à exercer un effort sur une tige de poussée coulissant dans le maître cylindre pour mettre le circuit de freinage en 15 pression. Il comprend également un capteur relié à la pédale de frein et délivrant à une unité de commande un signal représentatif de l'enfoncement de la pédale de frein ou de l'effort que lui applique l'utilisateur.
20 Lorsque l'utilisateur agit sur la pédale, l'unité de commande pilote l'électroaimant pour qu'il exerce sur la tige de poussée un effort correspondant à l'enfoncement de la pédale de frein ou à l'effort exercé sur celle-ci.
25 Cet amplificateur est conçu de telle manière qu'en cas de défaillance de l'électroaimant ou de sa commande, la pédale de frein exerce directement un effort sur la tige de poussée, de sorte que l'utilisateur bénéficie alors encore d'un freinage non assisté.
30 Un tel amplificateur est destiné à un véhicule électrique ou hybride : il permet, à partir de l'enfoncement de la pédale de frein ou de l'effort qu'elle subit, de répartir depuis l'unité de commande l'effort de freinage délivré par les étriers de freins, 35 et l'effort de freinage fourni par un frein annexe tel qu'un frein récupérateur d'énergie électrique.
2907742 6 Le système de freinage selon l'invention est représenté en figure 2. Il comprend un circuit hydraulique 22 reliant un maître cylindre 23 à des étriers de freins 24, 26, 27 et 28. Le circuit 5 hydraulique comprend une première branche de conduits 29 reliant le maître cylindre 23 aux freins 27 et 26, et une seconde branche de conduits 30 reliant le maître cylindre 23 aux freins 24 et 28. Une commande électrique 31 est reliée aux étriers 10 24 et 26 qui sont du type verrouillable, via deux câbles électriques 32 et 33. L'amplificateur de frein qui est repéré par 34 est interposé entre le maître cylindre 23 et une pédale de frein 35. Il renferme un actionneur qui est ici un 15 électroaimant 36 apte à exercer un effort sur une tige de poussée non représentée, cette tige coulissant dans le maître cylindre pour mettre le circuit hydraulique sous pression lorsqu'elle est soumise à un effort. L'électroaimant 36 est relié à l'unité de commande 20 par un câble électrique 37. L'unité de commande est reliée à un bouton poussoir ou autre, repéré par 38, et qui est une commande du frein de stationnement. Lorsque l'utilisateur agit sur la commande 38, l'unité de commande pilote dans un premier temps 25 l'électroaimant 36 pour qu'il mette en pression le circuit hydraulique en exerçant un effort sur la tige de poussée. Cette mise en pression du circuit hydraulique qui résulte de l'excitation de l'électroaimant 36 provoque le serrage des différents étriers de frein.
30 Après serrage des étriers, l'unité de commande pilote les étriers verrouillables des freins 24 et 26 pour qu'ils se verrouillent, c'est-à-dire pour qu'ils se bloquent dans un état serré. Une fois que les étriers 24 et 26 sont verrouillés, 35 l'unité de commande cesse d'exciter l'électroaimant 36, de sorte que la pression dans le circuit hydraulique 2907742 7 chute, mais que les freins restent serrés, les étriers 24 et 26 ayant été verrouillés. Le pilotage des étriers verrouillables durant la commande de freinage de stationnement consiste par 5 exemple à les alimenter électriquement jusqu'à ce qu'ils passent dans l'état verrouillé. Lorsque le desserrage du frein de stationnement est demandé par l'utilisateur, l'unité de commande excite dans un premier temps l'électroaimant 36 pour mettre sous 10 pression le circuit hydraulique. Après cette mise sous pression, l'unité de commande pilote les étriers de freins pour les déverrouiller. Dans une dernière phase, l'unité de commande agit sur l'électroaimant pour faire descendre graduellement la 15 pression du circuit hydraulique, jusqu'à arrêter complètement l'excitation de cet électroaimant pour permettre le démarrage du véhicule. Dans le cas où le frein de stationnement est actionné par l'utilisateur alors que le véhicule roule, 20 l'unité de commande pilote d'abord l'actionneur de l'amplificateur de frein pour mettre le circuit hydraulique sous pression, puis elle pilote les étriers verrouillables une fois que le véhicule est immobilisé, la pression du circuit hydraulique étant là aussi 25 relâchée après verrouillage des étriers. Avantageusement, si le véhicule est équipé d'un dispositif ESP, celui-ci est activé par l'unité de commande avant l'actionneur du frein de stationnement, afin que l'immobilisation du véhicule se produise dans de 30 bonnes conditions de sécurité. Dans l'exemple de la figure 2, l'amplificateur de frein utilisé comprend un actionneur de la tige de poussée qui est un électroaimant, mais d'autres structures d'amplificateur de frein peuvent également 35 être utilisées. Il est par exemple possible de prévoir un amplificateur de frein pneumatique pilotable électriquement.
2907742 8 Un tel amplificateur pneumatique pilotable est destiné à être relié à une source de dépression, et il comprend deux chambres internes séparées par une membrane. Sur enfoncement de la pédale de frein, un écart 5 de pression s'établit entre les deux chambres, ce qui exerce un effort sur la tige de poussée pour mettre en pression le circuit de freinage. Plus particulièrement, dans un tel amplificateur de frein, les deux chambres sont maintenues en dépression 10 lorsque la pédale n'est pas enfoncée. Sur enfoncement de la pédale, l'une des chambres passe à la pression atmosphérique. Dans le cas d'un amplificateur pneumatique pilotable, un clapet pilotable électriquement est prévu 15 pour établir un écart de pression entre les deux chambres à partir d'une commande électrique. Lorsque la commande électrique de frein de stationnement est actionnée alors que le moteur du véhicule est arrêté, la réserve de dépression présente 20 dans les deux chambres est suffisante pour commander le frein de stationnement. Avantageusement, le système comprend également une pompe à vide électrique à laquelle est relié l'amplificateur de frein, ce qui permet éventuellement de 25 l'actionner plusieurs fois de suite lorsque le moteur du véhicule est arrêté.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Système de freinage à commande électrique de frein de stationnement, comprenant des étriers de freins (24, 26) de type verrouillable reliés à un circuit hydraulique (22) pour se serrer lorsque ce circuit est sous pression, un maître cylindre (23) dans lequel coulisse une tige de poussée pour mettre sous pression le circuit hydraulique (22), une pédale de frein (35) apte à exercer directement un effort sur la tige de poussée en cas de défaillance, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur pilotable (36) électriquement pour exercer un effort sur la tige de poussée et une unité de commande (31) reliée aux étriers (24, 26) et à l'actionneur (36) pour successivement mettre en pression le circuit hydraulique (22), verrouiller les étriers (24, 26) puis relâcher la pression du circuit hydraulique (22).
2. Système selon la revendication 1, comprenant un amplificateur de frein (34) interposé entre la pédale (35) et le maître cylindre (23), et dans lequel l'actionneur (36) est intégré à l'amplificateur de frein (34).
3. Système selon la revendication 1, dans lequel l'actionneur (36) est un électroaimant exerçant lorsqu'il est excité un effort sur la tige de poussée pour mettre le circuit hydraulique (22) sous pression.
4. Système selon la revendication 2, dans lequel l'amplificateur de frein (34) est du type pneumatique comprenant deux chambres pour exercer un effort sur la tige de poussée en cas d'écart de pression entre ces deux chambres, et dans lequel l'actionneur (34) est un clapet pilotable électriquement pour établir un écart de pression entre les deux chambres.
5. Système selon la revendication 4, comprenant une 35 pompe à vide électrique reliée à l'amplificateur de frein pneumatique.
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