FR3007366A1 - Dispositif d'actionnement de freins - Google Patents

Abstract

Dispositif d'actionnement de freins de véhicule comportant un frein mécanique ainsi qu'un frein électrique complémentaire. La force de freins et/ou un signal de freins pour le frein mécanique étant généré par la force d'actionnement exercée par une personne et des moyens de capteurs de force (25) générant un signal de commande dépendant de la force d'actionnement qui commande le frein électrique complémentaire. Les moyens de capteur de force (25) saisissent par le signal de commande, le dépassement d'au moins deux seuils pour la force d'actionnement.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif d'actionnement de freins de véhicule comportant un frein mécanique ainsi qu'un frein électrique complémentaire. La force de freins et/ou un signal de freins pour le frein mécanique étant généré par la force d'actionnement exercée par une personne et des moyens de capteurs de force générant un signal de commande dépendant de la force d'actionnement qui commande le frein électrique complémentaire. Etat de la technique Il est connu dans le cas des chariots de manutention no- tamment dans celui des chariots de manutention commandés par un conducteur assis, tels que les chariots élévateurs à fourche et contrepoids, les chariots à mât de levage et les appareils de desserte de rayonnage, que le frein de service du véhicule est commandé par un dispositif d'actionnement de freins qui dans la majorité des cas est la pédale de freins actionnée par le pied. La force de freins est réglée en fonction de la force d'actionnement croissante avec la course de réglage ou la course de pédale de freins. Très fréquemment, notamment dans le cas des chariots de manutention à entraînement par des moteurs élec- triques de roulage, il est prévu un frein électrique. Dans le cas du frein électrique, en fonction de la course de la pédale de freins, à côté du freinage par le frein mécanique, on freine également électriquement à l'aide des moteurs de roulage. L'addition du freinage électrique se fait dans la plupart des cas également en fonction de la course d'actionnement de la pédale de freins. L'inconvénient de ces solutions de l'état de la technique, est que par exemple à cause de l'usure des freins, cela se traduit par un allongement de la course de la pédale de freins et ainsi par des imprécisions de commande du frein électrique. Fréquemment la force de freins de chariot de manutention selon l'état de la technique est transmise par la pédale de freins vers les freins de roue de manière mécanique notamment par un câble de traction. En plus, il est également nécessaire de régler le dispositif d'actionnement de freins ou de la pédale de freins comme capteur de course après son montage. Dans ce cas, on ren- contre également des imprécisions qui se répercutent de manière néga- tive sur la coopération globale entre les freins de services mécaniques et le freinage électrique. En plus, la transmission de manière mécanique de la force de freins par exemple par le câble de traction déjà décrit ou par une transmission hydraulique de la force, il est également connu selon l'état de la technique de saisir la course de la pédale de freins par un potentiomètre, un capteur de course linéaire ou d'autres capteurs tels que des capteurs HALL pour saisir le signal électrique de freins. Le frein mécanique est alors commandé par des éléments de réglage à corn- u) mande électrique tels que des soupapes hydrauliques ou des action- neurs électriques en fonction du signal d'actionnement de la course de la pédale de freins. Pour permettre un service correspondant au comportement usuel d'une pédale de freins, on génère une force de rappel croissante avec la course croissante de la pédale de freins à l'aide d'un 15 élément de ressort. Une telle conduite de la pédale est également con- nue dans le cas des pédales de véhicules et des pédales pour le mode d'avancée en rampant en particulier dans le cas de véhicules à entraînement électrique tels que les véhicules hybrides on utilise de telles réalisations. 20 L'inconvénient de ces modes de réalisation des pédales est que la combinaison du freinage électrique et du freinage mécanique ne peut être commutée de manière optimale. But de l'invention La présente invention a ainsi pour but de développer un 25 dispositif d'actionnement de freins de chariots transporteurs notam- ment de chariots élévateurs comportant une combinaison de freinage mécanique et électrique évitant les inconvénients cités ci-dessus et permettant un bon dosage des freins indépendamment de l'usure et qui, de plus, soit facile à réaliser. 30 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'actionnement de freins de véhicule comportant un frein mécanique ainsi qu'un frein électrique complémentaire. La force de freins et/ou un signal de freins pour le frein mécanique étant généré par la force 35 d'actionnement exercée par une personne et des moyens de capteurs de force générant un signal de commande dépendant de la force d'actionnement qui commande le frein électrique complémentaire. Les moyens de capteur de force saisissent par le signal de commande, le dépassement d'au moins deux seuils pour la force d'actionnement.

L'invention a également pour objet un procédé de com- mande d'un frein d'un véhicule équipé d'un frein mécanique et d'un frein électrique complémentaire ainsi que d'un dispositif d'actionnement de freins. Ce procédé est caractérisé en ce qu'en cas de dépassement du premier seuil, le frein électrique complémentaire est actionné avec une fraction de sa valeur maximale et en cas de dépassement du second seuil, le frein électrique complémentaire est actionné à sa valeur maximale. De façon avantageuse, à la fabrication du véhicule et aussi du fait de l'usure de fonctionnement du véhicule il n'est pas né- cessaire de régler le frein mécanique par rapport au frein électrique. Lors de l'actionnement du dispositif d'actionnement de freins, la force de freins est générée par un câble de traction ou par une transmission hydraulique pour le frein mécanique. En plus ou en variante avec un capteur approprié, on peut, en fonction de la course de réglage du dis- positif d'actionnement de freins, par exemple de la pédale on peut géné- rer un signal de freins avec lequel on commande le frein mécanique par des éléments de réglage électrique. En particulier dans cette transmission mécanique directe de la force de freins, la force exercée sur le dispositif d'actionnement de freins augmente avec l'augmentation de la course de réglage. Si alors les moyens de capteur de force saisissent la force d'actionnement et en particulier le dépassement de certains seuils pré-définis, cela se fait indépendamment de la course de réglage effective et ainsi toujours de la même manière sans nécessiter de réglage. Cela permet un montage sans réglage de la course d'actionnement ou sans ajustage correspondant. Comme le frein électrique complémentaire est toujours branché de manière fiable, et qu'il ne faut pas de course de réglage pour commuter le frein électrique complémentaire, le frein mécanique peut également être conçu pour avoir globalement une faible course du dispositif d'actionnement de freins ; en particulier, la course de la pédale sera faible dans le cas de la pédale. Cela permet d'améliorer l'ergonomie et la conception modulaire d'un grand nombre de véhicules en ce que la course d'actionnement n'a pas à être prise en compte ou seulement très faiblement. On a constaté de manière avantageuse que la commande du frein électrique complémentaire se fait en fonction de seuils fixes qui dans leur utilisation se distinguent à peine de façon perceptible d'une commande continue. Ainsi, il suffit pour le premier seuil, de brancher le frein électrique complémentaire avec une fraction de la force de freins maxi- male et de brancher au second seuil, la puissance de frein totale du frein électrique complémentaire. Ainsi, il suffit que les moyens de capteur de force puissent détecter le dépassement de deux seuils. Cela peut également se faire en ce que les moyens de capteur de force ou les moyens de commande saisissent le dépassement des seuils comme pas- sage par une valeur déterminée en ce qu'ils saisissent la force d'actionnement exercée comme valeur continue sur le dispositif d'actionnement de freins. Il est en outre avantageux qu'un premier seuil qui est fixé à un niveau très bas, mette en oeuvre le frein électrique complémentaire déjà avant le frein mécanique ou en même temps que le frein mécanique pour son action de freins. Cela minimise l'usure globale du frein mécanique et se traduit principalement par un freinage électrique par la ligne électrique complémentaire qui est sans usure dans la majorité des cas. De même, avec un premier seuil très bas, l'actionnement est en soi détecté et permet par exemple de brancher le commutateur de feu de freins. De façon avantageuse, les moyens de capteur de force saisissent par le signal de commande, le dépassement de trois seuils pour la force d'actionnement. Un troisième seuil peut notamment fixer un seuil pour la force d'actionnement pour laquelle l'effet de freinage global maximum doit être disponible ou avoir une puissance maximale de freins suffisante. Il est alors possible de vérifier la possibilité d'atteinte cette puissance de freins maximale. On peut également par ce troisième seuil ou en variante en fonction d'autres seuils, commuter des éléments d'éclairage ou des fonctions de signaux en fonction de la force d'actionnement. Il peut s'agir par exemple d'un feu clignotant en cas de freinage maximum. De même, en fonction d'un seuil ou d'un troisième seuil, on peut déclencher les systèmes de sécurité et des systèmes de retenue, par exemple un raidisseur de ceinture en cas de freinage maximum. De même, en fonction d'un seuil on peut avoir une protec- tion de surcharge pour une force de freins élevée au maximum correspondant sensiblement au troisième seuil. Selon un développement avantageux, la force d'actionnement est saisie en continu par le signal de commande entre le premier et le second seuil, ce qui permet d'établir plus régulièrement la force de freins en fonction de la force d'actionnement. Selon un autre développement de l'invention, on génère la force de freins et/ou le signal de freins par la course d'actionnement contre une force de rappel.

Une telle force de rappel est générée elle-même déjà par la transmission mécanique de la force de freins par exemple par un câble de traction ou par un circuit de relique de freins, directement par le frein mécanique. De plus, en général, on a également une force de rappel par un ressort. Notamment si le dispositif d'actionnement de freins ne génère qu'un signal de freins pour le frein mécanique, ce mode de réalisation réalise un comportement de fonctionnement habituel. Le dispositif d'actionnement de freins peut être une pédale. La réalisation selon l'invention du dispositif d'actionnement de freins se répercute d'une manière particulièrement avantageuse dans le cas de véhicule notamment de chariots de manutention commandés par un conducteur transporté. En général, le conducteur dispose d'un siège permettant d'actionner le frein par une pédale. La pédale présente avantageusement une plaque de pé- dale mobile et précontrainte élastiquement par rapport au bras de pédale. Le mouvement relatif possible de façon limitée de la plaque de pédale par rapport au bras de pédale permet aux moyens de capteur de force de saisir de façon plus fiable et plus précise la force d'actionnement.

De façon avantageuse, la plaque de pédale est précontrainte par un ressort. Il en résulte ainsi une association essentiellement linéaire entre la force d'actionnement et le mouvement relatif possible de ma- nière limitée la plaque de pédale par rapport au bras de la pédale. La plaque de pédale est reliée avantageusement au bras de pédale par une articulation de rotation ou de pivotement ce qui donne une mobilité relative d'une manière relativement simple et économique tout en garantissant le guidage de la plaque de pédale par rapport au bras de pédale. De façon avantageuse, pour chaque seuil, un élément de commutation déclenche le signal de commande en cas de dépassement du seuil. La succession des éléments de commutation qui se dé- clenche dans un certain ordre soit en fonction des forces différentes qui subsistent ou de la transmission mécanique de la force aux éléments de commutation lors de l'augmentation de la force d'actionnement, permettent d'appliquer de manière simple et économique le dispositif d'actionnement de freins selon l'invention.

Selon un autre développement, on exerce avantageuse- ment une force de commutation sur l'élément de commutation par un élément de pression comprimable élastiquement, installé entre la plaque de pédale et le bras de pédale. Cela permet de régler le déclenchement de l'élément de commutation par l'élément de pression par exemple un élément en caoutchouc ou en ressort. L'élément de pression est conçu pour que sous l'effet d'une certaine force d'actionnement, résultant de la compression de l'élément de pression, une force fixe est transmise à l'élément de commutation qui est ainsi déclenché. Grâce à la conception différente des éléments de pression on peut déclencher des seuils diffé- rents avec des éléments de commutation identiques. Par exemple, on peut utiliser les mêmes éléments de commutation et chaque élément de commutation sera commandé par un ressort ayant une autre constante de ressort et/ou une autre longueur de ressort.

L'élément de commutation peut avoir une limitation de course pour évacuer la force de commutation à l'état commuté. Ainsi, dès que l'élément de commutation est déclenché, toute augmentation de la force exercée par une augmentation de la force d'actionnement exercée sur la pédale sera évitée de sorte que l'élément de commutation ne risquera pas d'être endommagé. Cela est notamment avantageux si l'élément de commutation est installé directement sur la platine d'un composant électromécanique et ne peut dans ces conditions recevoir qu'une force limitée.

Selon un développement avantageux, la limitation de course est réalisée par un manchon entourant l'élément de commutation et servant de butée à l'état commuté. Comme le manchon se trouve au-dessus d'un élément de commutation, et dès que l'élément de commutation est actionné avec une force suffisante, c'est-à-dire globalement comprimé, le manchon servira de butée pour un élément de transmission intermédiaire par exemple un poussoir. Si la force de l'élément de pression augmente, elle sera directement appuyée sans que cette force ne s'exerce plus sur l'élément de commutation.

Le véhicule est avantageusement un chariot de manuten- tion notamment un chariot élévateur à fourche. En particulier, dans le cas de chariots élévateurs à fourche, électriques tels que des chariots élévateurs à fourche et contrepoids ou les chariots élévateurs à mât de levage comme exemples de chariots de manutention, la présente inven- tion est particulièrement avantageuse. Les chariots élévateurs à fourche sont relativement lourds et transportent des charges importantes et circulent dans la plage des faibles vitesses. Mais les accélérations doivent être très rapides et c'est pourquoi les moteurs de roulage sont dimensionnés relativement fortement. Cela permet inversement d'avoir un frein électrique complémentaire puissant grâce au moteur d'entraînement de roulage ce qui souvent est souhaitable pour récupérer de l'énergie en mode de fonctionnement à récupération pour alimenter de nouveau la batterie du véhicule ou une mémoire électrique tampon. Dans ce type de véhicule on aura une commande préférentielle du frein électrique complémentaire tout en utilisant le frein électrique complémentaire à côté du frein mécanique pour fournir la puissance de freinage requise même pour des charges élevées ce qui est particulièrement avantageux. Le problème est également résolu par un procédé de commande d'un frein de véhicule équipé d'un frein mécanique et d'un frein électrique complémentaire ainsi que d'un dispositif d'actionnement de freins décrit ci-dessus en ce que lors du dépassement du premier seuil, le frein électrique complémentaire est actionné à une fraction de sa valeur maximale et en cas de dépassement du second seuil, on ac- tionne le frein électrique complémentaire à sa capacité maximale. De façon avantageuse, la commande du frein électrique complémentaire dépend d'un seuil fixe pour le début du freinage ainsi que d'un second seuil fixe pour le freinage électrique maximum à peine perceptible dans son service par rapport à la commande continue.

Selon un développement avantageux du procédé de l'invention, pour le premier seuil on choisit une valeur aussi petite que possible qui exclu un déclenchement intempestif par les secousses ou par le moment d'inertie de la plaque de pédales, de préférence une valeur de 10 N.

Comme de façon préférentielle on veut freiner avec le frein électrique complémentaire qui est sans usure, cela se fait aussi tôt que possible par l'actionnement du frein électrique complémentaire. Le seuil est conçu pour éviter une commutation non intentionnelle du premier élément de commutation ou le déclenchement du premier seuil si des secousses appliquées au véhicule pendant le roulage agissent sous l'effet du moment d'inertie notamment de la plaque de pédale. Une valeur optimale est une valeur de 10 N. Cela permet également dans le cadre des fonctions de sécurité de reconnaître un pied qui est simplement posé sur la pédale. De façon très générale, cela permet de recon- naître l'actionnement en soi et l'utiliser pour brancher ou couper d'autres fonctions telles que par exemple la fonction d'avance lente commandée par la pédale. Cela permet également d'envisager des modes de réalisation de véhicules notamment de véhicules de manutention qui ne comportent que deux pédales servant à la fois de dispositif d'actionnement de freins et aussi de pédale de roulage en ce que pour chaque sens de circulation, il y a une pédale et à l'actionnement dans la direction de circulation opposée, le freinage se fait par l'accélération dans la direction opposée. Dans ces modes de réalisation, grâce à un premier seuil, bas, on peut également activer d'autres fonctions dépen- dantes du sens de circulation notamment des fonctions de signal et aussi l'éclairage. Un développement possible du procédé consiste à saisir le signal de commande proportionnel, continu par rapport à la force d'actionnement entre le premier seuil et d'actionner le frein électrique complémentaire de façon croissante proportionnellement au signal de commande ce qui donne les avantages déjà développés ci-dessus. En cas de dépassement du troisième seuil supérieur aux deux premiers seuils, on vérifie l'efficacité du freinage mécanique ce qui donne également les avantages développés déjà ci-dessus.

Dans la mesure où l'on a décrit précédemment l'utilisation de ressort, on peut également envisager d'utiliser comme ressort des ressorts de compression, de traction et des ressorts lame ou des ressorts Belleville. En outre, on peut envisager en principe d'utiliser le dis- positif d'actionnement de freins tel que décrit dans une fonction va- riante comme pédale d'accélérateur et par exemple le signal de commande permet de commuté des fonctions supplémentaires telles que par exemple la fonction d'accélération brusque (Kickdown) dans une boîte de vitesses automatique.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après, d'une ma- nière plus détaillée à l'aide d'exemple de dispositifs d'actionnement de freins de véhicules représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d'un dispositif d'actionnement de freins selon l'invention dans un mode de réalisation avec pédale d'accélérateur, - la figure 2 est un schéma fonctionnel simplifié de la pédale de la figure 1 en vue de côté, - la figure 3 est une vue en coupe de la pédale non actionnée de la vue de côté de la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe de la pédale actionnée correspondant à la vue en coupe de la figure 1, - la figure 5 montre la pédale de la figure 1 en vue éclatée, - la figure 6 est une vue en coupe de détail d'un élément de commuta- tion avec une limitation de course. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un dispositif d'actionnement de freins selon l'invention. Ce dispositif est réalisé sous la forme d'une pédale 2 représentée en vue de côté. La pédale 2 a un bras de pédale 3 recevant une plaque de pédale 5 de manière mobile par l'intermédiaire d'une ar- ticulation de rotation 4 et qui est fixée de manière précontrainte élastiquement. Lorsque le conducteur exerce une force d'actionnement sur la plaque de pédale 5, cette plaque 5 pivote autour de l'articulation de rotation 4 contre la précontrainte élastique exercée sur le bras de pédale 3. La figure 2 montre un schéma fonctionnel simplifié du dispositif d'actionnement de freins 1 ou de la pédale 2 de la figure 1 en vue de côté. Entre le bras de pédale 3 et la plaque de pédale 5 installée de manière mobile autour de l'axe de rotation 4 il y a un ressort de pré- contrainte 6 qui assure la précontrainte élastique de la plaque de res- sort 5. Le dispositif d'actionnement de freins 1 comporte globalement trois éléments de commutation 7 comme moyen de capteurs de force 25 déclenchant un signal de commutation en cas de dépassement de trois valeurs de seuil. Une force de commutation est exercée sur chacun des trois éléments de commutation 7 respectivement par un élément de compression 8 comprimé de manière élastique et qui est réalisé sous la forme d'un ressort neuf. Lorsque la force d'actionnement déplace la plaque de pédales 5 autour de l'articulation de rotation 4 sur le bras de pédale 3, le ressort de précontrainte 6 est comprimé. De même, on comprime également les trois ressorts 9 qui correspondent respective- ment aux éléments de compression 8 des éléments de commutation correspondant 7. En fonction de la constante des ressorts 9 et de la mesure de la compression croissante on exerce ainsi sur les éléments de commutation 7 une force de commutation croissante. Lorsque la force de commutation dépasse la valeur de déclenchement, il y a émis- sion d'un signal de l'élément de commutation respectif 7. Cela permet également suivant la conception de la constante des ressorts 9 et du ressort de précontrainte 6, de générer des signaux de commutation pour différents seuils ; dans le cas présent il s'agit de trois seuils. De façon avantageuse, on peut utiliser des éléments de commutation 7 identiques qui existent sous forme de composants économiques. La figure 3 est une vue en coupe de la pédale 2 à l'état non actionnée selon la figure 1 en vue de côté. La plaque de pédale 5 peut bouger autour de l'articulation de rotation 4 par rapport au bras de pédale 3 ; le ressort de précontrainte 6 pousse la plaque de pédale 5 pour l'écarter du bras de pédale 3. Les ressorts 9 qui s'appuient contre le bras de pédale 3 et qui ont chaque fois un poussoir 10 permettent de saisir la force d'actionnement par les éléments de commutation 7 installés sur une platine 11 sous la forme de micro-commutateurs 12. La li- mitation de course 13 sous la forme d'un manchon 14 limite la force exercée sur les éléments de commutation 7 et permettent de l'évacuer lorsque l'élément de commutation 7 est commuté car alors le poussoir 10 s'applique en appui contre le manchon 14. La figure 4 est une vue en coupe de la pédale 2 de la fi- gure 1 en vue de côté, à l'état actionné. La plaque de pédale 5 a tourné autour de l'articulation de rotation 4 et s'est rapprochée du bras de pédale 3 ; le ressort de précontrainte 6 est comprimé. Les ressorts 9 et le poussoir 10 respectif actionnent des éléments de commutation 7 ou micro-commutateur 12. La limitation de course 13 ou de manchon 14 s'appuie par le poussoir 10 sur la force agissant sur des éléments de commutation 7 à côté de la platine 11. La figure 5 montre la pédale 2 de la figure 1 en vue écla- tée. Le bras de pédale 3 est formé d'un élément de levier 15 et d'un support de pédale 16. Ces deux éléments sont reliés par des vis 17. La plaque de pédale 5 est fixée par un axe de rotation 18 par l'articulation de rotation 4 au support de pédale 16 comme partie du bras de pédale 3. La plaque de pédale 5 est ouverte par une protection contre la saleté, par un caoutchouc de pédale 19. Le ressort de précontrainte 6 en forme de ressort hélicoïdal 20 est soutenu par un autre ressort de précon- trainte 21 comme ressort lame 22. Des éléments de commutation 7 sont fixés à la platine 11 par des vis 23 et sont installés comme limitation de course 13 dans le manchon 14. Les ressorts 9 et poussoirs 10 exercent une force croissante sur des éléments de commutation 7 lors du mouvement de la plaque de pédale 5 par rapport au support de pédale 16.

La figure 6 est une vue en coupe de détails d'un élément de commutation 7 avec une limitation de course 13 et du poussoir 10. Lorsque l'élément de commutation 7 est comprimé par le poussoir 10, le poussoir 10 est en appui contre le manchon 14 et la force supplémentaire représentée par la flèche est transmise par le manchon 14 un élé- ment formant un support 24 contre la platine 11.15 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif d'actionnement de freins 2 Pédale 3 Bras de pédale 4 Articulation de rotation 5 Plaque de pédale 6 Ressort de précontrainte 7 Elément de commutation 8 Elément de compression 9 Ressort 10 Poussoir 11 Platine 12 Micro-commutateur 13 Limitation de course 14 Manchon 16 Support de pédale 17 Vis 18 Axe de rotation 19 Caoutchouc couvrant la pédale 20 Ressort hélicoïdal 22 Ressort lame plat 23 Vis 24 Elément de support 25 Moyen de capteurs de force