Brevet FR2871207A1 — publié le 20051209

La présente invention est relative à un procédé de desserrage d'un frein à disque à étrier flottant comportant notamment au moins un moyen de commande électrique. Un frein à disque à étrier flottant est un dispositif de freinage bien connu, utilisé notamment sur les véhicules automobiles. Un tel dispositif est constitué d'une part d'un disque monté sur le moyeu d'une roue, d'autre part d'un étrier monté glissant sur une colonnette fixée sur le pivot de roue, l'étrier portant d'une part une plaquette fixe, d'autre part une plaquette mobile entraînée par un piston animé par un moyen de serrage et desserrage. Au repos, les plaquettes sont écartées de façon à laisser des jeux entre chacune de ces plaquettes et le disque. Lors du freinage, les deux plaquettes sont rapprochées l'une de l'autre afin de pincer le disque et assurer ainsi un effort de freinage par frottement. Lors du pincement du disque par les deux plaquettes, l'étrier est déplacé par glissement sur la colonnette, pour que la plaquette fixe vienne au contact du disque. Lorsqu'on souhaite relâcher le freinage, le dispositif de déplacement de la plaquette mobile est actionné de façon à écarter cette plaquette mobile d'une distance déterminée. Dans cette disposition, et du fait notamment des frottements qui existent sur la colonnette, l'étrier reste en position, si bien que la plaquette fixe continue à frotter sur le disque du frein. Il en résulte un bruit parasite ainsi qu'une usure inutile des plaquettes. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un moyen pour que, en fin de desserrage, le jeu qui existe entre le disque et les plaquettes de frein soit bien réparti de chaque côté du disque entre chacune des plaquettes et le disque, de façon à éviter des frottements parasites d'une plaquette contre le disque. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de desserrage d'un frein du type comprenant un étrier flottant monté glissant sur une colonnette de coulissement, portant une plaquette fixe et une plaquette montée mobile entraînée par au moins un moyen électrique, pouvant pincer un disque solidaire du moyeu d'une roue, selon lequel, pour desserrer le frein lorsque le frein est serré, on fait effectuer à la plaquette mobile un mouvement de desserrage qui l'écarte de la plaquette fixe de façon à créer un jeu supérieur à une valeur déterminée par avance entre les plaquettes et le disque, et on commande l'au moins un moyen électrique pour qu'il fasse effectuer à la plaquette mobile au moins un mouvement complémentaire alterné, de façon à annuler les frottements de la colonnette de coulissement, afin de répartir les jeux entre le disque et chacune des plaquettes. Le mouvement de desserrage et l'au moins un mouvement 1 o complémentaire alterné peuvent être effectués simultanément. L'au moins un mouvement complémentaire alterné peut également être effectué après la fin du mouvement de desserrage. De préférence, le mouvement alterné est effectué à une fréquence comprise entre 0,5 et 5 Hertz. Le moyen électrique, peut être, par exemple un moteur électrique entraînant un dispositif vis sans fin/écrou, et, pour faire effectuer l'au moins un mouvement alterné complémentaire, on envoie au moteur électrique au moins une commande arrêt/marche et un signal d'inversion du sens de fonctionnement, à une fréquence correspondant à la fréquence du mouvement complémentaire alterné. Le moteur est par exemple un moteur à courant continu alimenté par un pont en H à transistors M.O.S, et on peut hacher la commande arrêt/marche et adapter le rapport cyclique de la commande arrêt/marche, de façon à piloter la vitesse du moteur. De préférence, on hache la commande à une fréquence comprise entre 10 et 100 K Hertz. L'invention concerne également un frein à disque du type à étrier flottant comprenant au moins un moteur électrique entraînant un dispositif du type vis sans fin/écrou, qui comprend en outre un dispositif de commande 3o pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le moteur électrique entraînant le dispositif vis sans fin/écrou peut constituer le moyen de serrage et de desserrage du frein pour l'utilisation sur route. Le moteur électrique entraînent le dispositif vis sans fin/écrou peut également constituer un moyen de serrage et de desserrage du frein pour l'utilisation du frein comme frein de parking. L'invention concerne, enfin, un véhicule automobile qui comporte un dispositif de freinage à disques du type à étriers flottants selon l'invention, piloté par un moyen de pilotage adapté pour mettre en oeuvre le procédé 1 o selon l'invention. L'invention va maintenant être décrite plus en détails mais de façon non limitative en faisant référence aux figures annexées dans lesquelles: les figures 1A, 1B, 1C, 1 D représentent des vues schématiques partielles d'un frein à disque à étrier flottant et à commande électrique, dans quatre positions de fonctionnement distinctes. - les figures 2A, 2B et 2C représentent trois modes de commande de desserrage d'un frein à disque à étrier flottant à commande électrique. - la figure 3 est une représentation schématique des circuits de commande du moteur électrique d'un frein à disque à étrier flottant à 2 o commande électrique. Un frein à disque à commande électrique comporte un étrier flottant 1 portant d'une part une plaquette fixe 2 et d'autre part une plaquette mobile 3 montée sur un piston mobile 4 entraîné par un moyen de commande électrique constitué d'un dispositif à vis sans fin/écrou 6 entraîné par un moteur 5. L'étrier flottant 1 est monté mobile en translation sur une colonnette 8, elle-même portée par le pivot d'une roue non représentée. L'étrier 1 est disposé à cheval sur un disque 7 solidaire du moyeu d'une roue. L'étrier 1 est disposé de telle sorte que le disque 7 puisse être pincé entre les deux plaquettes 2 et 3 du frein à disque. A la figure 1A, on a représenté le frein/disque en position repos, c'està-dire dans la position dans laquelle il n'assure pas de freinage. Dans cette position, le disque 7 et les plaquettes 2 et 3 sont séparés par des jeux 9 et 10 répartis de façon équitable de chaque côté du disque 7. A la figure 1B, on a représenté le frein serré, c'est-à-dire assurant le freinage. Dans cette disposition, le piston 4 de support de la plaquette 3 a été déplacé dans le sens de la flèche de façon à serrer le disque 7 entre les deux plaquettes 2 et 3, ce qui a provoqué un mouvement complémentaire de l'étrier 1 qui a glissé sur la colonnette 8 dans le sens indiqué par la flèche. Sur la figure 1C, on a représenté le disque après desserrage. Pour assurer le desserrage, la plaquette 3 est écartée du disque 7 par un mouvement du piston 8 dans le sens indiqué par la flèche sur la figure, ce mouvement étant provoqué à l'aide du moteur électrique 5 entraînant le dispositif vis sans fin/écrou 6. Du fait des frottement qui peuvent exister entre l'étrier 1 et la colonnette 8, l'étrier reste en position par rapport au disque 7 et par rapport à colonnette 8. Il en résulte qu'il se forme une jeu 9' entre le disque 7 et la plaquette mobile 3, alors que la plaquette fixe 2 reste au contact du disque 7. Afin de bien répartir les jeux entre les deux plaquettes et le disque, et en particulier de façon à obtenir un jeu significatif entre la plaquette 2 et le disque 7, d'une part, et entre la plaquette mobile 3 et le disque 7 d'autre part, on soumet le piston 8 qui porte la plaquette mobile 3 à un mouvement alterné, comme représentée sur la figure ID, de façon à engendrer une vibration qui annule les frottements qui peuvent exister entre l'étrier 1 et la colonnette 8. Ceci provoque un mouvement de l'étrier qui recentre l'étrier par rapport au disque 7, et il en résulte la création d'un jeu 10 entre la plaquette fixe 2 et le disque 7 d'une part et un jeu 9, entre le disque 7 et la plaquette mobile 3. D'autre part, cette disposition est d'ailleurs celle qui correspond à la situation initiale du frein représenté à la figure 1A. Pour mettre en oeuvre ce procédé, on peut utiliser par exemple un frein dont la commande électrique comporte un moteur à courant continu 5, 2871207 5 qui est commandé par un dispositif représenté à la figure 3. Le moteur 5 à courant continu est relié à une source de courant électrique 12 par l'intermédiaire d'un pont en H repéré généralement par 13, constitué par quatre transistors MOS T1, T2, T3, T4, qui sont pilotés par un micro processeur 14. Ce dispositif de commande du moteur fonctionne d'une façon connue en ellemême, qui est telle que, lorsque les transistors T1 et T4 sont fermés et les transistors T2 et T3 sont ouverts, le moteur tourne dans un sens; lorsque les transistors T1 et T4 sont ouverts, et les transistors T2 et T3 sont 1 o fermés, le moteur tourne en sens inverse; lorsque les transistors T1, T4, T2 et T3 sont ouverts, le moteur est au repos et peut tourner librement; et lorsque les transistors T2 et T4 sont fermés et T1 et T3 sont ouverts, ou l'inverse, le moteur est au repos en cours circuit c'està-dire qu'il est bloqué en rotation. Le micro processeur de commande 14 peut envoyer des signaux de commande arrêt/marche au moteur ainsi que des signaux de sens de marche. Pour que le mouvement alternatif provoqué sur le piston 8 de support de la plaquette mobile 3 soit efficace pour atténuer les frottements de l'étrier 1 sur la colonnette 8, il faut que la commande arrêt/marche, ou la commande du sens de marche du moteur, soit commutée à une fréquence comprise entre 0,5 et 5 Hertz. Afin de piloter le mouvement du piston 8, on peut moduler la vitesse du moteur en hachant la commande arrêt/marche à une fréquence de l'ordre de 10 à 100 K Hertz. Lorsque cette commande arrêt/marche est hachée, le rapport du temps pendant lequel la commande marche est active par rapport au temps total, c'est-à-dire le rapport cyclique de la commande, a une incidence directe sur la vitesse de la rotation du moteur. En particulier la vitesse du moteur est proportionnelle au rapport cyclique. Comme représenté à la figure 2, on constatera qu'en fait on peut mettre en oeuvre le procédé de plusieurs façons. A la figure 2A, on a représenté un premier mode de réalisation du procédé. Dans ce mode réalisation, pendant la phase de freinage 20, c'est-à-dire pour serrer le frein, on envoie au moteur électrique une tension de commande continue constante pendant une certaine période de temps, cette période de temps étant suffisante pour serrer le frein. Pendant la période de desserrage 21, on envoie au moteur électrique une tension de commande constante pendant une certaine période et de signe inverse au signe de la tension de commande du moteur électrique qui assure le serrage. Cette 1 o tension de commande électrique qui assure le desserrage du frein est telle qu'elle crée un jeu déterminé entre le disque et la plaquette de frein mobile. Cette phase de desserrage est suivie par une phase 22 au cours de laquelle on envoie au moteur électrique un signal de tension de commande alternatif qui engendre le mouvement alternatif du piston 8, support de la plaquette 3, et qui ainsi assure la répartition du jeu de part et d'autre du disque 7. Dans un deuxième mode de réalisation représenté à la figure 2B, le phase de serrage 20 est toujours une phase pendant laquelle on envoie au moteur électrique une tension de commande continue dans un sens qui assure le serrage, mais la phase de desserrage 23 est une phase pendant laquelle on envoie au moteur électrique une tension de commande qui est la superposition d'une part d'une tension de commande de desserrage et d'autre part une tension de commande alternative qui commence par une tension de commande qui provoque un desserrage. Ce signal de commande qui comporte une composante continue et une composante alternative engendre un mouvement irrégulier du piston 8, de support de la plaquette mobile 3, et ce mouvement irrégulier provoque des vibrations qui tendent à répartir équitablement le jeu entre les deux côtés du disque 7. Le troisième mode de réalisation représenté à la figure 2C est un mode de réalisation qui correspond à une situation dans laquelle le frein est 30 desserré, par exemple lorsque le véhicule roule sur une route. Dans ce mode de réalisation, à des instants périodiquement 24 et 25, on fait vibrer le piston 8 autour de sa position reculée, de façon à recentrer l'étrier qui a pu être décentré par les mouvements du véhicule sur la route. Ces trois modes de réalisation peuvent être mis en oeuvre en faisant envoyer par le microprocesseur 14 les commandes adaptées pour le moteur 5. L'homme du métier sait configurer un micro processeur à cette fin. Le procédé qui vient d'être décrit peut être mis en oeuvre par un frein à commande électrique comportant un moteur à courant continu comme cela vient d'être décrit, mais il est aussi applicable à des freins ayant des commandes à moteur électrique pas à pas, ou à moteur électrique du type brushless . L'homme du métier saura comment réaliser la commande de moteur de ce type pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Ce procédé est applicable aux freins à disques à étriers flottants, à commande électrique. Mais il est également applicable à des freins à disques à étriers flottants à commande hydraulique, pourvu qu'ils comportent en outre une commande électrique complémentaire, cette commande électrique complémentaire pouvant être soit une commande électrique destinée uniquement à assurer la vibration du piston 8 de façon à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, soit une commande électrique complémentaire destinée à assurer une fonction de frein de parking. Dans ce dernier cas, le moteur électrique pour assurer la fonction frein de parking est utilisée pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. L'invention s'applique notamment aux véhicules automobiles équipés de freins disques à étriers flottants comportant au moins une commande électrique et un micro processeur de commande de cette commande électrique. Pour mettre en oeuvre l'invention, il suffit de prévoir pour le micro processeur une programmation adaptée à la mise en oeuvre de l'invention. 8 REVENDICATIONS 1. Procédé de desserrage d'un frein du type comprenant un étrier flottant (1) monté glissant sur une colonnette (8) de coulissement, portant une plaquette fixe (2) et une plaquette montée mobile (3) entraînée par au moins un moyen électrique (5) pouvant pincer un disque (7) solidaire du moyeu d'une roue, selon lequel, pour desserrer le frein lorsque le frein est serré, on fait effectuer à la plaquette mobile (3) un mouvement de desserrage qui l'écarte de la plaquette fixe (2) de façon à créer un jeu (9') supérieur à une valeur déterminée par avance entre les plaquettes (2, 3) et le disque (7), caractérisé en ce qu'en outre, on commande l'au moins un moyen électrique (5) pour qu'il fasse effectuer à la plaquette mobile (3) au moins un mouvement complémentaire alterné (22, 23, 24, 25), de façon à annuler les frottements de la colonnette (8) de coulissement, afin de répartir les jeux (9, 10) entre le disque (7) et chacune des plaquettes (2, 3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement de desserrage (23) et l'au moins un mouvement complémentaire alterné sont effectués simultanément. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un mouvement complémentaire alterné (22, 24, 25) est effectué après la fin du mouvement de desserrage (21). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mouvement alterné est effectué à une fréquence comprise entre 0,5 et 5 Hertz. 5. Procédé selon l'une quelconque de revendications 1 à 4, caractérisé 30 en ce que le moyen électrique est un moteur électrique (5) entraînant un dispositif vis sans fin/écrou (6), et en ce que, pour faire effectuer l'au moins un mouvement alterné complémentaire, on envoie au moteur électrique au moins une commande arrêt/marche et un signal d'inversion du sens de fonctionnement, à une fréquence correspondant à la fréquence du mouvement complémentaire alterné. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moteur est à courant continu (5) alimenté par un pont en H (13) à transistors M.O.S (T1, T2, T3, T4), et en ce qu'on hache la commande arrêt/marche et on 1 o adapte le rapport cyclique de la commande arrêt/marche, de façon à piloter la vitesse du moteur. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on hache la commande à une fréquence comprise entre 10 et 100 K Hertz. 8. Frein à disque du type à étrier flottant comprenant au moins un moteur électrique (5) entraînant un dispositif du type vis sans fin/écrou (6), caractérisé en ce qu'il comprend, en outre un dispositif de commande (14) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 2o 1 à 7. 9. Frein à disque selon la revendication 8 caractérisé en ce que le moteur électrique (5) entraînant le dispositif vis sans fin/écrou (6) constitue le moyen de serrage et de desserrage du frein pour l'utilisation sur route. 10. Frein à disque selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que le moteur électrique (5) entraînent le dispositif vis sans fin/écrou (6) constitue un moyen de serrage et de desserrage du frein pour l'utilisation du frein comme frein de parking. io 11. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de freinage à disques du type à étriers flottants selon l'une quelconque des revendication 8 à 10 piloté par un moyen de pilotage adapté pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 7.