Brevet FR2771360A1 — publié le 19990528

L'invention se rapporte à une installation de frein de stationnement, comprenant un dispositif de traction des câbles de transmission, qui peut être actionné par moteur électrique ou par la force des muscles et, en cas d'actionnement par moteur électrique, qui est déclenché au moyen d'un interrupteur électrique ou par maniement, pouvant être appelé électriquement, de l'élément d'actionnement déplaçable par la force des muscles, la force de freinage est détectée et réglée ou commandée par voie électronique. DE 40 27 810 Ai décrit une telle installation de frein de stationnement. Ce document décrit un frein à main à servo-assistance. Le dispositif de serrage du frein à main est un mécanisme à levier qui est actionné soit par un moteur électrique et au moyen d'une transmission à vis sans fin, soit par traction à la main effectuée sur la poignée du frein à main. Le mécanisme à levier est relié, par un mécanisme de manoeuvre déplaçable à la main, soit à la transmission à vis sans fin, soit à la poignée du frein à main. En service avec asservissement, suivant lequel la poignée du frein à main est utilisée en interrupteur ou en variateur potentiométrique, cette poignée du frein à main n'est pas mécaniquement en liaison fonctionnelle avec le mécanisme à levier. Ceci a l'inconvénient qu'une traction effectuée sur la poignée du frein à main, alors que l'allumage est coupé ou en cas de défaillance de la tension de bord ou de l'électronique de bord, le dispositif de serrage, c'est à dire le frein de stationnement n'est pas serré. Il faut à cette fin tout d'abord actionner à la main le mécanisme de manoeuvre. La présente invention a donc pour objet de créer une installation de frein de stationnement qui, en marche normale ou en marche d'urgence, permet un confort maximal de manoeuvre et une immobilisation fiable du véhicule. Selon une particularité essentielle de l'invention, le dispositif de serrage comprend un cylindre ou un segment de cylindre qui enroule un câble de transmission, le cylindre ou le segment de cylindre comprenant au moins une denture avec laquelle engrène un pignon de sortie d'une servocommande et dans laquelle pénètre un élément d'encliquetage provoquant un blocage ou formant un cran d'arrêt dans le sens inverse de celui du serrage et qui peut être libéré pour l'ouverture du frein de stationnement et par ailleurs le cylindre ou le segment de cylindre peut être entraîné en rotation dans le sens du serrage à l'aide d'un élément de maniement, dont l'axe de rotation est identique à celui de ce cylindre ou de ce segment de cylindre, au moyen d'un élément d'encliquetage qui peut être libéré pour l'ouverture du frein de stationnement et de plus un élément de commutation, qui est être actionné électriquement ou électroniquement, qui attaque la servocommande et qui est disposé en parallèle avec ledit interrupteur qui détecte l'actionnement de l'élément de maniement, est déclenché au moins par un signal généré dans un module de commande par un circuit automatique de recherche des extrêmes et de maintien faisant partie de la commande ABS. L'installation de frein de stationnement comprend donc un dispositif de serrage qui comprend un cylindre ou un segment de cylindre d'enroulement d'un câble de transmission, ce cylindre ou ce segment de cylindre comprenant au moins une denture qui engrène avec un pignon de sortie d'une servocommande et dans laquelle pénètre un élément d'encliquetage qui provoque un blocage ou forme un cran d'arrêt dans le sens inverse de celui du serrage et qui peut être libéré pour l'ouverture du frein. Le cylindre ou le segment de cylindre peut être entraîné en rotation dans le sens du serrage à l'aide d'un élément de maniement, dont l'axe de rotation est identique à celui de ce cylindre ou de ce segment de cylindre, par un élément d'encliquetage pouvant être libéré pour l'ouverture du frein. Un élément de commutation qui attaque la servocommande, qui est actionné électriquement ou électroniquement et qui est monté en parallèle avec l'interrupteur électrique qui détecte l'actionnement de l'élément de maniement, est déclenché au moins par un signal généré dans un module de commande par un circuit automatique de recherche des extrêmes et de maintien faisant partie de la commande ABS. Dans cette installation de frein de stationnement, ce dernier peut être serré par la force des muscles, avec l'assistance d'une force auxiliaire ou de manière totalement automatique. Dans le premier cas, elle est serrée et encliquetée de manière purement mécanique indépendamment de la tension de bord ou de l'électronique de bord. Ce serrage s'effectue exclusivement par un actionnement direct ou indirect d'un élément de maniement, par exemple par appui sur une pédale ou par une traction exercée sur le levier du frein à main. Dans le deuxième cas, une servocommande fait en sorte qu'un dispositif de serrage suive l'élément actionné de maniement, de sorte que le frein de stationnement peut se manier pratiquement sans force. Dans le troisième cas, l'électronique propre de bord fait en sorte que l'arrêt du véhicule soit détecté et déclenche un actionnement du frein de stationnement. Le frein de stationnement est en général desserré par l'actionnement d'un levier à main. L'installation de frein de stationnement a l'avantage qu'un actionnement spécifique par le chauffeur se fasse en général uniquement à l'aide d'un élément déterminé de maniement, par exemple de la pédale. De plus, le fait que l'allumage soit branché ou que l'installation électrique soit défectueuse n'a aucune importance. Le chauffeur ne remarque en cas d'une défaillance de la servocommande que l'absence de l'assistance par une force auxiliaire. Il n'a plus à chercher un organe particulier d'actionnement ou de commutation, qui sinon n'est pas nécessaire, à l'aide duquel il peut déclencher une immobilisation mécanique du véhicule, par exemple dans une situation défavorable de marche, par exemple lors d'un arrêt ou d'un démarrage en côte, lorsque l'électronique de bord est défaillante. En service automatique, il en résulte l'avantage que le frein de service actionné par un circuit automatique de recherche des extrêmes et de maintien ne subit pas un mauvais usage ou une surcharge. Une installation usuelle de freinage ABS équipée de ce circuit automatique a l'inconvénient que le frein de service n'est pas libéré hydrauliquement après l'immobilisation du véhicule. Il se peut que le chauffeur quitte le véhicule apparemment arrêté de manière fiable sans actionner le frein de stationnement. Si toutefois la pression hydraulique chute en raison de fuites au cours de plusieurs heures, le véhicule risque de se mettre à rouler. L'installation de frein de stationnement selon l'invention empêche ceci et donc l'installation de frein de stationnement est serrée au moment auquel le chauffeur quitte le véhicule ou après qu'il l'a quitté de manière qu'elle assume à elle seule l'immobilisation du véhicule. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple en regard d'un mode de réalisation illustré schématiquement sur les dessins sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'un dispositif de serrage d'un frein de stationnement ainsi que de ses organes d'actionnement; la figure 2 représente le dispositif de serrage alors que le frein de stationnement n'est pas actionné; la figure 3 représente le dispositif de serrage alors que le frein de stationnement est actionné. La figure 1 représente schématiquement les modules et les composants qui sont nécessaires à l'actionnement automatique et manuel d'un frein mécanique de stationnement. Un module central est le dispositif de serrage 10 ainsi que sa commande 40. Le dispositif de serrage a pour tache de tendre un câble de transmission 1 pour le serrage des freins de stationnement du véhicule. Le câble de transmission 1 est relié à cette fin mécaniquement aux câbles (non représentés dans cette figure) menant aux freins de stationnement. Le câble de transmission est en général enroulé électriquement - donc en service avec assistance et automatique - dans le dispositif de serrage 10. Une servocommande 40 assure cet enroulement. Elle comprend un moteur électrique qui est éventuellement équipé d'un engrenage démultiplicateur, ainsi qu'un embrayage 43. Ce dernier peut être par exemple un embrayage mécanique à force centrifuge ou un embrayage à commande électromagnétique. Un détecteur de couple de rotation 45 est disposé entre l'embrayage 43 et le dispositif de serrage 10 devant être entraîné. Le couple de rotation régnant sur l'arbre de sortie est mesuré à l'aide de ce détecteur pendant le processus de serrage. Ce couple est proportionnel à la force de serrage agissant sur les mâchoires du frein de stationnement. Le moteur électrique 41 de la servocommande 40 est connecté par des conducteurs de charge 64-67 au pôle positif de l'alimentation en tension de bord. Trois éléments de commutation 20; 46, 47 sont disposés dans les conducteurs de charge 64-66. L'élément de commutation 20 est un interrupteur mécanique à touche, réalisé en contacteur, dont la touche est disposée par exemple sur le levier de la pédale 11 de manière que le contacteur soit ouvert lorsque cette pédale 11 n'est pas actionnée. Un élément de commutation ABS 48 est disposé en parallèle avec l'élément de commutation 20. Cet élément 48, qui est un contacteur, est actionné par un relais 49 qui est connecté en particulier par un conducteur de signaux 68 à un module de commande 3. Un élément de coupure 46 réalisé en contact de coupure et actionné par un relais 47 est monté en amont des deux éléments de commutation 20, 48. Le relais 47 est raccordé en particulier par un conducteur de commande 67 au module de commande 3. Le détecteur 45 de couple de rotation et un interrupteur 60 sont par ailleurs raccordés au module de commande 3. Le module de commande 3 comprend en particulier une commande ABS équipée d'un circuit automatique de recherche des extrêmes et de maintien. Ce circuit automatique fait en sorte qu'à chaque processus de freinage et lors de l'immobilisation du véhicule, les freins de service demeurent actionnés jusqu'à ce que la commande identifie un processus de démarrage déclenché par le chauffeur. Le signal de commande du circuit automatique de recherche des extrêmes et de maintien, destiné au maintien des freins de service, s'utilise aussi pour le serrage automatique du frein de stationnement. Le signal de commande déclenche par exemple un générateur de temps court pour des intervalles de temps compris entre une et quelques minutes. A la fin d'un intervalle de temps prescrit ou réglable, le module de commande 3 actionne le relais 49 et met donc en service la servocommande 40. Celle- ci tend le câble de transmission 1. Lorsque la torsion qui correspond à une force suffisante de serrage des freins de stationnement est atteinte à l'emplacement du détecteur 45 de couple de rotation, le module de commande 3 impose au relais 47 d'ouvrir l'élément de commutation 46. La servocommande 40 est coupée. Le signal du circuit automatique de recherche des extrêmes et de maintien peut aussi être utilisé en combinaison avec des signaux qui sont produits lorsque par exemple la clé de contact est retirée, que la porte du chauffeur est ouverte ou que l'électronique du siège du chauffeur détecte que ce siège est soulagé. La commande 3 peut aussi être programmée, selon le type de véhicule ou le cas d'utilisation, pour identifier un arrêt régulier du véhicule à l'aide de la combinaison de certains, individuels, ou de plusieurs de ces signaux afin d'actionner automatiquement le frein de stationnement autant que possible suffisamment tôt pour soulager les freins de service. Le frein de stationnement peut être actionné directement, à l'aide de l'interrupteur 60, en dérivation sur le circuit automatique de recherche des extrêmes et de maintien. Un court appui sur l'interrupteur 60 met en service la servocommande 40. Celle-ci est coupée de la manière décrite plus haut. Le frein de stationnement peut aussi être serré en service avec asservissement. Il faut à cette fin appuyer sur la pédale 11. L'interrupteur 20, qui subit ainsi une fermeture, met en service la servocommande 40. Cette dernière s'arrête dès que la pédale 11 est à nouveau libérée ou au plus tard dès que la force maximale de serrage, réglée par détecteur, des freins de stationnement est atteinte, voir la commande automatique. L'interrupteur 20 peut aussi avoir éventuellement la fonction de l'interrupteur 60. Les figures 2 et 3 représentent le dispositif de serrage. Celui-ci comprend un segment de cylindre 30 qui peut être entraîné en rotation soit à l'aide d'une pédale 11 actionnée par la force des muscles, soit à l'aide d'une servocommande 40. Le segment de cylindre 30 est dans l'exemple de réalisation un composant discoïdal qui est monté sur la carrosserie 5 du véhicule au moyen d'un tourillon 13 et d'un support 12. Il présente trois contours extérieurs. Le contour ayant le plus petit diamètre extérieur est celui d'enroulement 31. Le câble de transmission 1 arrivant des freins de stationnement repose sur lui. Le câble de transmission est dirigé par un tube de protection 2 sur le dispositif de serrage 10. Le contour ayant le diamètre moyen consiste en une denture à développante 32. Ce contour engrène avec la denture du pignon de sortie 42 de la servocommande 40. Le contour ayant le plus grand diamètre est une denture d'encliquetage 33. Elle fait partie dans le cas particulier d'un encliquetage à denture directionnelle et d'un encliquetage formant un cran d'arrêt. La denture 32 peut éventuellement être utilisée aussi pour les deux encliquetages. La pédale 11 est aussi montée sur le tourillon 13. Elle est en liaison fonctionnelle avec le segment de cylindre 30 par un encliquetage à denture directionnelle 17-18; 33. Ce dernier provoque un blocage dans le sens horaire. Il comporte un cliquet d'arrêt 18 qui est monté sur un pivot 17 fixé à la pédale 11. Le cliquet d'arrêt 18 conformé en levier est repoussé par la force d'un ressort dans la denture de lencliquetage 33. Il est équipé, à l'extrémité opposée à celle de sa pointe, d'un bras de levier qui comporte un trou par lequel passe le câble de libération 52 provenant du levier à main 51. Un tenon 55 d'entraînement du cliquet d'arrêt est fixé à cet emplacement au câble de libération 52. Un élément de ressort 15 recourbé en oméga et enroulé autour du tourillon 13 fait prendre appui à la pédale 11 contre la carrosserie 5 du véhicule. L'élément de ressort 15 exerce une charge sur la pédale dans le sens anti-horaire. Il est en appui à cette fin contre la pédale 11 par un tenon 16 et contre le support 12 par un tenon 14. Ce dernier sert également de butée pour la pédale 11 lorsque celle-ci n'est pas sous charge. La pédale 11 peut aussi être remplacée par un levier qui est télécommandé par elle, par exemple au moyen d'un câble de transmission. Le dispositif de serrage peut être disposé dans ce cas en un emplacement auquel il y a suffisamment de place. Par ailleurs, un encliquetage formant cran d'arrêt partiel est en appui contre la denture d'encliquetage 33 du segment de cylindre 30. Cet encliquetage formant cran d'arrêt partiel comprend un cliquet 57 soumis à la force d'un ressort et monté pivotant sur la carrosserie 5 du véhicule en un lieu d'articulation 59. Le cliquet 57 comporte une pointe 58 dont le contour permet un décliquetage automatique à partir d'une course déterminée de dégagement. A cette fin, la pointe 58 du cliquet enclenché 57 est chanfreinée au-dessous du diamètre extérieur de la denture. Le cliquet 57 comporte à l'extrémité libre un trou ou un évidement comparable par lequel passe le câble de libération 52. Celui-ci est en appui contre le cliquet 57 au moyen d'un tenon d'entraînement 54. Ce câble 52 est dirigé, derrière l'encliquetage formant cran d'arrêt partiel 33; 57-59, dans un tube de protection 53 qui mène au levier à main 51, voir la figure 1. Un encliquetage à denture de forme complémentaire est utilisé sur les figures 1 et 2 pour retenir et actionner le segment de cylindre 30. En variante, il est aussi possible d'utiliser à cette fin un encliquetage à friction d'exercice d'une force. Le sens d'arrêt peut aussi être adopté librement et la force de retenue, être réglée à volonté même avec des encliquetages à friction. Lors d'une attaque automatique de la servocommande 40 ou d'un appui sur l'interrupteur à touche 60 que représente la figure 1 pour l'actionnement de l'installation de frein de stationnement, la servocommande 40 fait tourner le segment de cylindre 30 de manière à enrouler le câble de transmission 1 jusqu'à la coupure du moteur électrique 41 qui est commandée par détecteur. Dans ce cas, la pédale 11 demeure à la position initiale que représente la figure 2. Le segment de cylindre 30 tourne dans le sens horaire sans en être empêché par les cliquets 18 et 57 qui sont en appui, mais qui ne sont pas bloquants. Après la coupure du moteur électrique 41 et le desserrage de l'embrayage 43, le segment de cylindre s'appuie contre la carrosserie 5 du véhicule au moyen de l'encliquetage formant cran d'arrêt partiel 33; 57- 59. Le tenon de butée 14 provoque un autre appui contre la carrosserie 5 du véhicule au moyen de l'encliquetage à denture directionnelle 17-18; 33 et de la pédale 11. Pour desserrer le frein de stationnement, le levier à main 51 que représente la figure 1 est actionné afin de tirer le câble de libération 52 dans le tube de protection 53. Il en résulte que le cliquet d'arrêt 18 s'ouvre en premier en raison des rapports des bras de levier des cliquets 18, 57. L'ouverture prématurée du cliquet d'arrêt 18 peut aussi s'obtenir par un positionnement correspondant des tenons d'entraînement 54, 55 sur le câble de libération 52. Dans ce cas, le tenon 54 d'entraînement du cliquet d'arrêt présente un jeu plus grand par rapport à son cliquet 57 que le tenon d'entraînement 55 par rapport au cliquet 18 - ceci avant l'actionnement du levier à main 51. Les tenons 54, 55 d'entraînement des cliquets peuvent éventuellement être réalisés de manière à être réglables. Après libération totale de la denture 33 par le cliquet d'arrêt 18, la zone d'encliquetage, c'est à dire le chanfrein de la pointe 58 du cliquet parvient dans le cercle de tête de la denture 33 de l'encliquetage. Le segment de cylindre 30 est alors libéré et tourne dans le sens anti-horaire sous l'effet de la traction des câbles de transmission du frein. Le mouvement rapide de rotation ne permet plus au cliquet 57 à cran d'arrêt partiel de s'encliqueter avant l'immobilisation du segment de cylindre. En conséquence, un actionnement bref du levier à main 51 suffit pour obtenir une libération complète du frein de stationnement. Il est possible de réaliser l'encliquetage 17-18; 33 à denture directionnelle sous forme d'un encliquetage formant cran d'arrêt partiel. Il est aussi possible de réaliser les deux encliquetages 17-18; 33 et 33; 57-59 sous forme d'encliquetage uniquement à cran d'arrêt à condition que la force du décliquetage d'un seul des encliquetages à cran d'arrêt soit supérieur à la force utile s'exerçant sur le câble de transmission 1. Dans l'exemple de réalisation, le câble de libération 52 passe presque par le centre du tourillon 13. Il en résulte que lors de l'actionnement de la pédale 11, il se produit à peine une modification du jeu entre les cliquets 18, 57 et leurs tenons d'entraînement 54, 55. Le dispositif de serrage peut être tendu par la force des muscles par exemple lorsque l'alimentation en tension de bord est coupée ou défaillante. A cette fin, la pédale 11 est actionnée par le chauffeur. Elle tourne sous l'effet de la force musculaire dans le sens horaire autour du tourillon 13. La pédale 11 est en liaison fonctionnelle avec le segment de cylindre 30 par le cliquet d'arrêt en prise 18. La pédale 11 est enfoncée jusqu'à ce que le chauffeur ait l'impression que le frein de positionnement est suffisamment serré. Le segment de cylindre 30 et la pédale 11 ont atteint la position que représente la figure 3. Le cliquet 57 à cran d'arrêt partiel, qui est en prise, empêche le segment de cylindre 30 de tourner en sens inverse après la libération de la pédale 11. L'élément de ressort 15 fait tourner vers l'arrière la pédale 11 jusqu'à ce qu'elle s'arrête contre le tenon de butée 14. La pédale 11 est alors à nouveau à la position représentée en lignes brisées. La libération du frein de stationnement actionné par la force du pied s'effectue aussi bien en service avec asservissement qu'en service automatique par le déverrouillage mécanique au moyen du levier à main 51, voir figure 1. Les interrupteurs ou détecteurs, par exemple l'interrupteur 20 de la figure 1, qui sont éventuellement nécessaires pour la commande ou le réglage, ne sont pas représentés sur les figures 2 et 3. REVENDICATIONS 1. Installation de frein de stationnement, comprenant un dispositif pouvant être actionné par moteur électrique ou par la force des muscles pour tendre les câbles de transmission du frein et, en cas d'actionnement par moteur électrique, qui est déclenché par un interrupteur électrique ou par le maniement, pouvant être appelé électriquement, de l'élément d'actionnement déplaçable par la force des muscles, la force de freinage est détectée et réglée ou commandée par voie électronique, caractérisée en ce que le dispositif de tension (10) comprend un cylindre ou un segment de cylindre (30) qui enroule un câble de transmission (1), le cylindre ou le segment de cylindre (30) comprenant au moins une denture (32, 33) avec laquelle engrène un pignon de sortie (42) d'une servocommande (40) et dans laquelle pénètre un élément d'encliquetage (57) qui provoque un blocage ou forme un cran d'arrêt dans le sens inverse de celui du serrage et qui peut être libéré pour ouvrir le frein de stationnement, - en ce que le cylindre ou le segment de cylindre (30) peut être entraîné en rotation dans le sens du serrage à l'aide d'un élément de maniement (11), dont l'axe de rotation est identique à celui du cylindre ou du segment de cylindre (30), au moyen d'un élément d'encliquetage (18) qui peut être libéré pour l'ouverture du frein de stationnement, - en ce qu'un élément de commutation (48) qui attaque la servocommande (40), qui est actionné électriquement ou électroniquement et qui est monté en parallèle avec ledit interrupteur (20) qui détecte l'actionnement de l'élément de maniement (11), est déclenché au moins par un signal généré dans un module de commande (3) par un circuit automatique de recherche des extrêmes et de maintien faisant partie de la commande ABS. 2. Installation de frein de stationnement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de maniement (11) est une pédale. 3. Installation de frein de stationnement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'encliquetage (57) prend appui sous l'effet de la charge d'un ressort contre la carrosserie (5) du véhicule. 4. Installation de frein de stationnement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'encliquetage (18) prend appui sous l'effet de la force d'un ressort contre la pédale (11), cette dernière restant alors à sa position de repos contre la carrosserie (5) du véhicule. 5. Installation de frein de stationnement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments d'encliquetage (18) et (57) peuvent être extraits de la denture d'encliquetage (33) à l'aide d'un câble commun de libération (52) aboutissant à un levier (51) pouvant être actionné à la main. 6. Installation de frein de stationnement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un élément de commutation (60), par lequel la mise sous traction électromécanique du dispositif de serrage (10) est déclenchée par une impulsion de pression sur une touche d'interrupteur, est raccordé au module de commande (3). 7. Installation de frein de stationnement selon les revendications 1 et 5 prises ensemble, caractérisée en ce que le commutateur (60) est intégré dans le levier (51).