FR3092806A1 - Systeme de pedale de frein pour freinage automatique - Google Patents

Abstract

Système de pédale comprenant un support (10) formant une chape (8) comportant un pivot transversal (6), une pédale de frein (2) fixée en partie supérieure par le pivot (6) à l’intérieur de la chape (8), et un levier intermédiaire (20) pivotant autour du pivot (6), comportant une butée d’appui recevant l’appui de la pédale (2), et comportant une liaison avec une tige de commande d’un maître-cylindre de freinage, le levier (20) formant un berceau comprenant deux ailes parallèles encadrant la pédale (2), s’intercalant chacune entre un côté de la pédale (2) et la chape du support (8), la butée d’appui et la liaison avec la tige de commande étant disposées entre ces deux ailes.

Description

SYSTEME DE PEDALE DE FREIN POUR FREINAGE AUTOMATIQUE

La présente invention concerne un système de pédale de frein pour un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d’un tel système de pédale.

Les véhicules automobiles comportent généralement un dispositif de freinage comprenant une pédale de frein actionnant un maître-cylindre, qui transmet par un circuit hydraulique une pression du fluide vers des freins agissant sur chaque roue du véhicule, équipés de disques ou de tambours de freinage. La pédale de frein déplace dans la direction avant du véhicule une tige de commande, qui agit sur un dispositif d’assistance ajoutant une force à celle délivrée par la pédale pour actionner le maître-cylindre.

Par ailleurs certains véhicules automobiles comportent un système de freinage automatique actif lors d’une conduite autonome, ou en cas de danger lors d’une conduite par le conducteur, qui actionne de manière automatique le dispositif d’assistance pour délivrer une force sur le maître-cylindre afin de freiner le véhicule.

Avec une pédale de frein habituelle comprenant une unique partie fixée par un pivot supérieur à un support de pédale, on a lors de ces freinages automatiques un mouvement vers l’avant de la pédale entraînée par sa tige de commande, qui peut poser des problèmes si un obstacle se trouve sous la pédale, par exemple le pied du conducteur resté en dessous.

Pour remédier à ces problèmes, un type de système de pédale de frein connu, présenté notamment par le document FR-A1-3050970, comporte une pédale de frein comprenant une âme formée par une tôle disposée dans un plan perpendiculaire au pivot supérieur, et un levier intermédiaire relié à la tige de commande, formé par une tôle disposée sur le côté de la tôle de l’âme de la pédale.

Le levier intermédiaire reçoit le mouvement de la pédale de frein par une butée d’appui, pour le transmettre à la tige de commande. La liaison entre la pédale de frein et le levier intermédiaire comporte une agrafe serrant l’âme de cette pédale, qui permet en cas de commande automatique du freinage avec la pédale de frein bloquée par un obstacle, une avance du levier intermédiaire en laissant cette pédale en arrière grâce à un glissement de l’agrafe sur cette âme de la pédale.

Ce système de pédale recevant le levier intermédiaire sur un côté, est difficilement compatible avec une pédale réalisée par un moulage en matière plastique.

En effet la pédale moulée en matière plastique devant comporter une épaisseur nettement plus importante pour compenser la faible raideur de ce matériau, le levier transmettant les forces appliquées par la pédale, est éloigné du plan médian perpendiculaire au pivot de cette pédale. Cet éloignement forme un bras de torsion qui génère sur la pédale lors d’efforts importants de freinage, un couple de torsion entraînant une déformation élastique de la pédale désagréable pour le conducteur, et des contraintes élevées sur le matériau.

La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

Elle propose à cet effet un système de pédale comprenant un support formant une chape comportant un pivot transversal, une pédale de frein fixée en partie supérieure par le pivot à l’intérieur de la chape, et un levier intermédiaire pivotant autour du pivot, comportant une butée d’appui recevant l’appui de la pédale, et comportant une liaison avec une tige de commande d’un maître-cylindre de freinage, ce système étant remarquable en ce que le levier forme un berceau comprenant deux ailes parallèles encadrant la pédale, s’intercalant chacune entre un côté de la pédale et la chape du support, la butée d’appui et la liaison avec la tige de commande étant disposées entre ces deux ailes.

Un avantage de ce système de pédale est que le berceau comprenant ses deux ailes réparties de chaque côté de la pédale, constitue un système symétrique recevant entre les deux ailes la poussée de la pédale pour la transmettre directement à la tige de liaison, ce qui élimine le couple de torsion sur le levier même en cas d’effort important.

L’âme de la pédale réalisée par un moulage d’une matière plastique, peut présenter une épaisseur importante sans entraîner de déformation et de contrainte en torsion sur cette pédale venant du levier.

Le système de pédale selon l’invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Avantageusement, le levier comporte un fond reliant de manière continue les deux ailes entre elles, les extrémités supérieures des deux ailes et du fond étant reliées entre elles par une paroi transversale.

Avantageusement, chaque aile comportant un perçage recevant le pivot, le bord de cette aile disposé en face du perçage présente une pente tournée transversalement vers l’extérieur du levier.

Avantageusement, le levier comporte une cage formée d’une même pièce avec ce levier, comprenant des clips intérieurs assurant une fixation d’une rotule arrière de la tige de commande.

Dans ce cas, avantageusement la butée d’appui forme une plaque métallique fixée sur la cage.

De plus, avantageusement la fixation de la plaque métallique sur la cage comporte un jeu dans une direction radiale par rapport à l’axe du pivot.

Avantageusement, le système de pédale comporte un ressort hélicoïdal travaillant en compression, disposé entre la pédale et le levier, qui tend à ramener cette pédale en appui sur le levier.

Avantageusement, le levier est formé par un moulage d’un polymère de la famille des polyacétals.

Avantageusement, la pédale est formée par un moulage d’une matière plastique.

L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d’un système de pédale comportant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.

L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

est une vue en perspective d’un système de pédale selon l’invention ;

est une vue de détail de la partie supérieure de la pédale équipée du levier intermédiaire ;

est une vue en perspective de ce levier intermédiaire ;

est une vue suivant le plan de coupe médian de ce levier intermédiaire ;

est une vue suivant le plan de coupe médian de la pédale au repos ;

est une vue de détail de l’agrafe de la rotule de la tige de commande ;

est un schéma vu en coupe passant par l’axe du pivot, présentant trois étapes successives de montage du levier sur la pédale ;

est une vue suivant le plan de coupe médian de la pédale lors d’un freinage automatique normal ;

est une vue suivant le plan de coupe médian de la pédale lors d’un freinage automatique avec la pédale bloquée par un obstacle ; et

est un schéma en coupe transversale du corps de la pédale et du levier intermédiaire au niveau de deux ergots de maintien en position, présentant successivement le maintien en position lors d’un freinage automatique normal et le dégagement du levier intermédiaire lorsque la pédale est bloquée.

Les figures 1, 2, 3, 4, 5 et 6 présentent un support de pédale 10 réalisé par un moulage d’une matière plastique, présentant une face plane tournée vers la direction avant du véhicule, indiquée par la flèche AV, comprenant des perçages 12 de fixation sur le tablier séparant l’habitacle du compartiment moteur avant.

La partie supérieure du support 10 comporte deux ailes parallèles disposées dans un plan vertical, formant une chape 8 recevant à l’intérieur l’extrémité supérieure d’une pédale 2, maintenue par un axe transversal formant un pivot 6 traversant cette chape.

La pédale 2 comprenant un patin d’appui 4 à son extrémité inférieure, est réalisée par un moulage en matière plastique effectué dans un moule s’ouvrant suivant la direction transversale, qui laisse sur les côtés des alvéoles 14 formant des évidements pour limiter la quantité de matière.

Un levier intermédiaire 20 forme une coquille moulée en matière plastique, présentant une épaisseur sensiblement constante, comprenant un fond plat 22 qui dans la position normale est plaqué en dessous de la partie supérieure de la pédale 2, se prolongeant latéralement de manière continue par deux ailes parallèles 24 ajustées chacune entre un côté de cette pédale et la chape du support 8.

Chaque aile du levier intermédiaire 24 comporte un perçage 26 permettant le passage du pivot transversal 6, pour assurer un pivotement indépendant de la pédale 2 ou du levier intermédiaire 20 par rapport au support de pédale 10.

La largeur de l’âme de la pédale 2 étant ajustée entre les ailes du levier intermédiaire 24, elles-mêmes ajustées dans la chape 8, on obtient un bon guidage latéral de ces différents éléments entre eux qui limite en particulier une torsion de cette pédale en cas d’effort important s’appliquant sur le patin d’appui 4, notamment s’il est déporté latéralement par rapport au plan médian de cette âme de pédale.

La partie inférieure du levier intermédiaire 24 forme une cage 32 comprenant des clips intérieurs 34 assurant une fixation de la rotule arrière 40 de la tige de commande 42, permettant un passage de cette rotule vers l’arrière mais empêchant son déboîtement vers l’avant.

Une plaque d’appui métallique carrée 44 comporte sur chaque côté une fente 46 allongée parallèlement à ce côté. La partie centrale de la plaque comporte un bossage 50 tourné vers l’arrière, s’ajustant d’un côté sur la rotule de la tige de commande 40 et de l’autre côté sur un creux correspondant formé sur la face inférieure de la pédale 2. La plaque d’appui 44 forme une interface métallique entre la rotule 40 et le dessous de la pédale 2, afin de pouvoir transmettre des forces d’appui élevées en répartissant la pression sur des grandes surfaces de matière plastique de la pédale et du levier 20.

Le dessus de la cage 32 comporte sur les deux côtés parallèles au plan médian de la pédale 2, deux ergots 48 s’ajustant chacun dans une fente 46, présentant une largeur un peu inférieure à celle de la fente, permettant un petit coulissement de la plaque 44 dans la direction radiale par rapport à l’axe du pivot 6. De cette manière on obtient un auto-ajustement du bossage central 50 de la plaque d’appui 44 sur la rotule de la tige de commande 40, qui permet de compenser des jeux ou des dispersions de fabrication, afin d’obtenir une parfaite correspondance entre ces deux pièces répartissant les efforts.

Les extrémités supérieures des deux ailes du levier intermédiaire 24 se rejoignent par une cloison transversale 28 assurant une rigidité à ces ailes, qui reçoit une patte supérieure 30. Le dessus de la pédale 2 comporte en partie supérieure un ergot 16 qui pousse vers l’avant un ressort hélicoïdal de compression 18, dont l’extrémité avant prend appui sur la patte supérieure 30 du levier 20 afin d’appliquer un effort permanent de descente de la pédale vers ce levier dans le cas où elle s’en éloigne.

On notera que la symétrie complète de la partie supérieure de la pédale de frein 2, du levier intermédiaire 20 et de la chape du support 8 maintenant l’ensemble, avec une application de l’effort du conducteur sur la tige de commande 42 restant dans le plan médian de cet ensemble, évite tout couple de torsion sur les différents éléments ce qui permet de passer des forces importantes avec des composants légers et économiques.

De plus les surfaces de guidage latéral importantes entre la pédale 2, le levier intermédiaire 20 et le support 10, permettent de reprendre facilement des efforts de torsion s’appliquant sur cette pédale, venant d’un positionnement décalé transversalement du patin 4 recevant l’appui du conducteur. De cette manière on assure une faible pression transversale réduisant les frottements parasites, l’usure et les risques de bruit.

Le levier intermédiaire 20 est fabriqué de manière économique par un moulage dans un moule en deux parties, ne nécessitant pas de tiroir, disposant d’un plan de joint P raccordant ces parties, présenté figure 4.

Avantageusement on utilise pour le levier 20 un polymère de la famille des polyacétals, en particulier du type polyoxyméthylène « POM », présentant une bonne résistance mécanique, et un faible niveau de frottement vis-à-vis de la pédale de frein 2 et du support 10 qui peuvent être notamment en polyamide ou en polypropylène chargé de fibres de verre.

La figure 7 présente au niveau du perçage 26 du pivot transversal 6, chaque bord des ailes 24 présentant une pente 60 tournée vers l’extérieur. Le corps de la pédale comporte une entretoise métallique formant un tube 62 recevant le pivot 6, qui dépasse légèrement de chaque côté de ce corps.

Pour l’assemblage du levier intermédiaire 20 sur la pédale 2, les pentes 60 permettent aux ailes 24 de s’écarter par déformation élastique afin d’insérer entre elles l’entretoise 62, comme présenté sur le deuxième schéma, puis en fin de course ce tube s’ajuste dans les perçages 26 comme présenté sur le troisième schéma, en réalisant un clipsage assurant un maintien du levier.

On introduit ensuite l’ensemble formé par la pédale 2 et le levier intermédiaire 20 assemblé, dans la chape 8 du support 10, puis on insère le pivot transversal 6 pour fixer le tout.

La figure 8 présente le fonctionnement normal lors d’un freinage automatique, la tige de commande 42 tire vers l’avant le levier intermédiaire 20, le ressort de descente de pédale 18 appliquant un effort permanent vers le bas sur la pédale 2, assure aussi la descente de cette pédale qui suit le mouvement du levier.

On notera que le ressort de descente pédale 18 travaillant en compression, comporte des extrémités insérées dans des logements des deux pièces adjacentes, présentant des faces d’appui plates répartissant la pression sur le matériau plastique de ces pièces. On évite ainsi des usures, contrairement à un ressort de traction comprenant des crochets à ses extrémités qui concentrent les efforts sur le matériau.

La figure 9 présente un freinage automatique, la tige de commande 40 entraînant vers l’avant le levier 20, la pédale de frein 2 restant bloquée en arrière par un obstacle. Le ressort de descente pédale 18 se comprime en assurant une légère pression sur l’obstacle maintenant cette pédale 2, par exemple le pied du conducteur, sans risquer d’entraîner des blessures.

La figure 10 présente sur chaque aile 24 du levier 20 en dehors de la chape 8 du support 10, un ergot 70 formé par le moulage de la matière plastique, ajusté dans un creux correspondant 72 formé sur le côté de la pédale 2 quand ce levier est disposé contre la pédale dans la position normale de fonctionnement. Les deux ergots 70 forment un clipsage du levier 20 sur la pédale 2 qui tend à le maintenir contre cette pédale, lors d’un freinage automatique le levier entraîne cette pédale.

Dans le cas du fonctionnement particulier du freinage automatique avec le levier 20 avançant en se séparant de la pédale 2 restant bloquée, les deux ailes du levier 24 en dehors de la chape 8 s’écartent légèrement par déformation élastique, les ergots 70 quittent les creux 72 en laissant en arrière la pédale. Lors de l’arrêt du freinage automatique le levier 20 recule, les ergots 70 se réajustent dans les creux 72 en fixant à nouveau la pédale 2 sur ce levier.

Les deux ergots 70 peuvent être disposés à la place du ressort de descente pédale 18 pour entraîner cette pédale 2, ou en complément de ce ressort.

Claims (10)

1. Système de pédale comprenant un support (10) formant une chape (8) comportant un pivot transversal (6), une pédale de frein (2) fixée en partie supérieure par le pivot (6) à l’intérieur de la chape (8), et un levier intermédiaire (20) pivotant autour du pivot (6), comportant une butée d’appui (44) recevant l’appui de la pédale (2), et comportant une liaison avec une tige de commande (42) d’un maître-cylindre de freinage, caractérisé en ce que le levier (20) forme un berceau comprenant deux ailes parallèles (24) encadrant la pédale (2), s’intercalant chacune entre un côté de la pédale (2) et la chape du support (8), la butée d’appui (44) et la liaison avec la tige de commande (42) étant disposées entre ces deux ailes (24).
2. Système de pédale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier (20) comporte un fond (22) reliant de manière continue les deux ailes (24) entre elles, les extrémités supérieures des deux ailes (24) et du fond (22) étant reliées entre elles par une paroi transversale (28).
3. Système de pédale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque aile (24) comporte un perçage (26) recevant le pivot (6), le bord de cette aile (24) disposé en face du perçage (26) présentant une pente (60) tournée transversalement vers l’extérieur du levier (20).
4. Système de pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le levier (20) comporte une cage (32) formée d’une même pièce avec ce levier (20), comprenant des clips intérieurs (34) assurant une fixation d’une rotule arrière (40) de la tige de commande (42).
5. Système de pédale selon la revendication 4, caractérisé en ce que la butée d’appui (44) forme une plaque métallique fixée sur la cage (32).
6. Système de pédale selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fixation de la plaque métallique sur la cage (32) comporte un jeu dans une direction radiale par rapport à l’axe du pivot (6).
7. Système de pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un ressort hélicoïdal travaillant en compression (18), disposé entre la pédale (2) et le levier (20), qui tend à ramener cette pédale (2) en appui sur le levier (20).
8. Système de pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le levier (20) est formé par un moulage d’un polymère de la famille des polyacétals.
9. Système de pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pédale (2) est formée par un moulage d’une matière plastique.
10. Véhicule automobile équipée d’un système de pédale, caractérisé en ce que ce système de pédale est selon l’une quelconque des revendications précédentes.