Brevet FR2874564A1 — publié le 20060303

La présente invention concerne un dispositif de freinage pour un véhicule automobile et notamment pour un véhicule automobile à propulsion électrique. L'invention concerne également un véhicule automobile de type motoquad à propulsion électrique équipé d'un tel dispositif de freinage. Les véhicules automobiles à propulsion électrique comportent une machine électrique agissant sur les roues avant et/ou sur les roues arrière ou une machine électrique intégrée dans chaque roue du véhicule et travaillant de manière synchrone en traction et lors d'un freinage ou d'un ralentissement du véhicule. Pour cela, dans les véhicules de ce type, la ou les machines électriques fonctionnent sélectivement en moteur électrique pour assurer la traction du véhicule ou en générateur pour assurer le ralentissement de ce véhicule. De manière classique, le dispositif de freinage comprend un organe de commande et un élément de conversion du mouvement de cet organe de commande en un signal électrique de commande du ou des machines électriques en mode de fonctionnement générateur. Mais, le principal inconvénient de ce type de dispositif de freinage au moyen de machines électriques, réside dans le fait que le conducteur ne ressent, au niveau de l'organe de commande, aucune sensation d'efforts et cela pour n'importe quelle position de l'organe de commande. De plus, les véhicules à propulsion électrique comportent aussi un dispositif de freinage hydraulique qui intervient simultanément avec le dispositif de freinage électrique à partir d'un couple de freinage à appliquer déterminé, c'est à dire lors d'un freinage plus important. Le dispositif de freinage hydraulique qui, de manière classique, se compose d'un organe de commande agissant, sous l'impulsion du conducteur sur au moins un actionneur hydraulique de commande des freins du véhicule, comporte également une assistance au freinage assurée par un servo-frein à dépression, la dépression amplifiant par l'intermédiaire du servo-frein l'effort appliqué par le conducteur sur l'organe de commande des freins du véhicule. Mais, l'assistance au freinage par un servo-frein à dépression nécessite l'adjonction d'une source de puissance spécifique indépendante du groupe moto-propulseur pour créer la dépression nécessaire. Pour cela, il est connu d'utiliser une pompe à vide électrique associée au dispositif de freinage hydraulique pour créer cette dépression. Le principal inconvénient de cette solution réside donc dans une augmentation importante du coût, de l'encombrement ainsi que de la consommation de puissance électrique qui nuit à l'autonomie de fonctionnement du véhicule. L'invention a pour but de proposer un dispositif de freinage pour un véhicule automobile qui évite ces inconvénients et qui est simple à mettre en oeuvre. L'invention a donc pour objet un dispositif de freinage pour un véhicule automobile, du type comprenant : - au moins un actionneur de freinage électrique, - au moins un actionneur de freinage hydraulique, - un organe de commande de ces actionneurs, et - un répartiteur de freinage comportant un élément, d'une part, de conversion d'un mouvement de cet organe de commande en un signal électrique de commande de l'actionneur de freinage électrique, et d'autre part, de transmission de ce mouvement à l'actionneur de freinage hydraulique,caractérisé en ce qu'il comprend un organe de reproduction d'un effort vers l'organe de commande qui est fonction du déplacement de cet organe de commande et du couple de freinage à appliquer pendant la commande de l'actionneur électrique et d'assistance au freinage pendant la commande simultanée des actionneurs de freinage électrique et hydraulique. Selon d'autres modes de réalisation, le véhicule automobile comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'organe de reproduction dudit effort et d'assistance au freinage comprend, d'une part, une came déplaçable par l'organe de commande, portée par l'élément de conversion et de transmission du mouvement et associée à un suiveur de came appliqué sur ladite came par au moins un organe élastique, - la came comporte une première rampe de reproduction dudit effort vers l'organe de commande suivie d'une seconde rampe d'assistance au freinage hydraulique, - l'élément de conversion et de transmission du mouvement est formé par un palonnier portant ladite came, pivotant autour d'un axe et comportant une première extrémité reliée audit au moins actionneur hydraulique et une seconde extrémité reliée à l'organe de commande,l'axe de pivotement du palonnier étant disposé entre les deux extrémités de ce palonnier, - l'axe de pivotement du palonnier est muni d'un capteur de rotation, - le capteur de rotation comporte un potentiomètre raccordé à l'actionneur de freinage électrique par une unité de gestion, - le suiveur de came est formé par un galet monté à l'extrémité d'un bras pivotant, l'organe élastique étant en appui sur ledit bras entre ces deux extrémités, et - l'organe de commande comprend une poignée pivotante reliée par une de ses extrémités à la seconde extrémité du palonnier. L'invention a également pour objet un véhicule automobile de type motoquad à propulsion électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de freinage tel que précédemment mentionné. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique d'un dispositif de freinage conforme à l'invention, en position de repos, - la Fig. 2 est une vue schématique analogue à la Fig. 1 montrant le fonctionnement du dispositif de freinage dans la position de commande du freinage électrique, et - la Fig. 3 est une vue schématique analogue à la Fig. 1 montrant le fonctionnement du dispositif de freinage dans la position de commande du freinage électrique et hydraulique.Sur les figures, on a représenté schématiquement un dispositif de freinage désigné dans son ensemble par la référence 1 et qui est destiné plus particulièrement à un véhicule automobile à propulsion électrique, comme par exemple un véhicule de type motoquad. Ce dispositif de freinage 1 est mixte et comprend un actionneur de freinage électrique 2, un actionneur de freinage hydraulique 3 et un répartiteur de freinage désigné par la référence générale 20, qui comprend un élément 21 permettant de convertir un mouvement d'un organe de commande 15 en un signal électrique de commande de l'actionneur de freinage électrique 2 et de transmission de ce mouvement à l'actionneur de freinage hydraulique 3. De manière classique, l'actionneur de freinage électrique 2 se compose d'un stator 4 et d'un rotor 5 fixé sur un moyeu 6 d'une roue, non représentée. L'actionneur de freinage hydraulique 3 est formé, de manière connue, par un étrier 7 hydraulique comprenant des mâchoires mobiles aptes à serrer un disque 8 solidaire du moyeu 6 de la roue, non représentée, pour exercer un effort de freinage. Le dispositif de freinage 1 peut comporter, au niveau de chaque roue, un actionneur de freinage électrique 2 et un actionneur de freinage hydraulique 3. L'actionneur de freinage électrique 2 est associé à une unité de gestion 9, elle-même reliée au répartiteur de freinage 20, comme on le verra ultérieurement. L'actionneur de freinage hydraulique 3 est associé à un maître cylindre 10 recevant à coulissement un piston 11 relié par l'intermédiaire d'une biellette 12 au répartiteur de freinage 20, ainsi que cela sera décrit ultérieurement. Le maître cylindre 10 présente une sortie 13 reliée par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique 14 à chaque étrier 7. L'organe de commande 15 est, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, constitué par une poignée 16 montée sur un support 17 déplaçable par pivotement par l'utilisateur autour d'un axe d'articulation 18 entre une première position dite "ouverte" représentée à la Fig. 1, de non actionnement des actionneurs électrique 2 et hydraulique 3, une position intermédiaire représentée à la Fig.2, de commande de l'actionneur électrique 2 uniquement et une position dite "fermée" représentée à la Fig. 3, de commande simultanée des actionneurs électrique 2 et hydraulique 3 pour le freinage du véhicule. La poignée 16 est reliée par son extrémité 16a à l'élément 21 par un élément de liaison 19 formé par exemple par une biellette ou par tout autre organe approprié, comme par exemple une tige, un câble ou une liaison hydraulique. L'élément de conversion et de transmission du mouvement de la poignée 16 comprend un palonnier 21 disposé à rotation selon un axe 22. Le palonnier 21 comporte, de part et d'autre de l'axe de pivotement 22, une première extrémité 21 a reliée à l'extrémité 12a de la biellette 12 du maître cylindre 10 et une seconde extrémité 21b reliée à l'extrémité 16a de la poignée 16 par l'intermédiaire de la biellette 19. L'axe 22 de pivotement du palonnier 20 est pourvu d'un capteur de rotation 23 solidaire du palonnier 21 et comportant un potentiomètre, non représenté, raccordé à l'unité de gestion 9 de l'actionneur électrique 2. L'extrémité 12a de la biellette 12 du maître cylindre 10 est disposé dans une lumière 24 ménagée dans l'extrémité 21 a du palonnier 21 pour permettre, dans un premier temps, un pivotement du palonnier 21 autour de l'axe 22 sans agir sur le piston 11 du maître cylindre 10. Enfin, le répartiteur de freinage 20 comprend un organe désigné par la référence 30 et qui a une première fonction de reproduction d'un effort vers la poignée 16 qui est fonction du déplacement de cette poignée 16 et du couple de freinage à appliquer pendant la commande de l'actionneur électrique 2 et une seconde fonction d'assistance au freinage pendant la commande simultanée des actionneurs de freinage électrique 2 et hydraulique 3. L'organe 30 de reproduction d'un effort et d'assistance au freinage comprend une came 31 portée par le palonnier 21 et déplaçable par ledit palonnier 21 lors du pivotement de la poignée 16 autour de l'axe 18. La position de la came 31 sur le palonnier 21 est avantageusement réglable selon une rotation autour de l'axe 22, permettant de la sorte d'affiner le réglage du ressenti vers la poignée 16 et de l'assistance au freinage hydraulique. La came 31 comporte une première rampe 32 de reproduction d'un effort vers la poignée 16 suivie d'une seconde rampe 33 d'assistance au freinage hydraulique. La came 31 est associée à un suiveur de came 35 constitué par un galet qui est maintenu appliqué sur les rampes 32 et 33 par au moins un organe élastique 36 formé par exemple par un ressort de compression. Le galet 35 est monté à l'extrémité 37a d'un bras 37 pivotant autour d'un axe 38 disposé à l'extrémité opposée 37b de ce bras 37. L'organe élastique 36 est en appui sur le bras 37 entre les deux extrémités 37a et 37b. Comme montré à la Fig. 2, lorsque l'utilisateur actionne la poignée 16 pour ralentir le véhicule sur une course de l'ordre de 30% de la course totale de la poignée 16, cette poignée 16 pivote autour de son axe d'articulation 18 ce qui a pour effet par l'intermédiaire de l'élément de liaison 19 qui agit sur l'extrémité 21b du palonnier 21, de faire pivoter ce palonnier 21 autour de son axe 22. Au cours de ce pivotement l'extrémité 12a de la biellette 12 du maître cylindre 10 coulisse dans la lumière 24 de façon à ne pas déplacer le piston 11 de ce maître cylindre 10. Toujours au cours du pivotement du palonnier 21, ce palonnier 21 entraîne en rotation le capteur 23 qui agit sur le potentiomètre. Ainsi, le palonnier 21, le capteur de rotation 23 et le potentiomètre permettent de transformer le mouvement de la poignée 16 en un signal électrique transmis à l'unité 9 pour la commande de l'actionneur électrique 2 qui fonctionne, dans ce cas, en générateur afin de ralentir le véhicule. Cette unité 9 peut bien évidemment commander de manière synchrone plusieurs actionneurs 2. Au cours de cette phase de commande l'actionneur électrique 2, la came 31 pivote en même temps que le palonnier 21 et le galet 35 glisse le long de la première rampe 32 de cette came 31 ce qui a pour effet de faire pivoter le bras 37 autour de son axe 38 et de comprimer l'organe élastique 36. La compression de cet organe élastique 36 engendre un effort qui se répercute dans la poignée 16 par l'intermédiaire de la came 31, du palonnier 21 et de l'élément de liaison 19. Plus la poignée 16 pivote, c'est à dire plus le couple de freinage demandé par l'utilisateur est important, plus la compression de l'organe élastique 36 augmente et plus la sensation d'effort ressentie sur la poignée 16 par l'utilisateur est importante. Ainsi, l'effort ressenti par l'utilisateur sur la poignée 16 est fonction du déplacement de la poignée 16 et du couple de freinage à appliquer. La forme de la rampe 32 de la came 31 est déterminée en fonction de l'effort à reproduire vers la poignée 16. Si l'utilisateur souhaite ralentir plus énergiquement le véhicule, il fait pivoter la poignée 16 pour l'amener progressivement en position "fermée", ainsi que montré à la Fig. 3. En pivotant autour de son axe d'articulation 18, la poignée 16 agit, par l'intermédiaire de l'élément de liaison 19, sur l'extrémité 21 b du palonnier 21 de façon à faire pivoter ce palonnier 21 autour de son axe 22. Au cours de ce pivotement, l'extrémité 12a de la biellette 12 du piston 11 vient buter sur le fond de la lumière 24 ce qui a pour effet de déplacer le piston 11 du maître cylindre 10 et d'actionner le ou les étriers 7 de l'actionneur hydraulique 3. Toujours au cours du pivotement du palonnier 21, la came 31 pivote également et le galet 35 quitte la première rampe 32 de cette came 31 et vient au contact de la seconde rampe 33 de ladite came 31, ainsi que montré à la Fig. 3. Ensuite, le galet 35 glisse le long de cette seconde rampe 33 ce qui fait aussi pivoter le bras 37 autour de son axe 38 en décomprimant l'organe élastique 36. La décompression de cet organe élastique 36 engendre une force qui se répercute sur l'extrémité 21a du palonnier 21 de façon à amplifier la force engendrée par le pivotement de la poignée 16 autour de son axe d'articulation 18. Le dispositif de freinage 1 est équipé de divers moyens de réglage qui sont notamment le réglage de l'effort appliqué sur la came 31 par l'organe élastique 36, le réglage de l'avance de la came 31 par le réglage de l'angle du palonnier 21, le réglage de la position de la came 31 sur le palonnier 21 et le réglage de la longueur de l'élément de liaison 19. Le dispositif de freinage selon l'invention permet donc, par des moyens simples, dans un premier temps sur une course qui représente environ 30% de la course totale de l'organe de commande 15 de faire ressentir à l'utilisateur le couple de freinage appliqué et, dans un deuxième temps sur une course de l'ordre de 70% de la course totale de l'organe de commande 15, d'obtenir une assistance au freinage. Cette disposition permet d'éviter l'implantation d'un organe spécifique volumineux telle qu'une pompe à vide électrique. Ce dispositif s'applique plus particulièrement aux véhicules automobiles à propulsion électrique, comme par exemple un véhicule de type motoquad à propulsion électrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage pour un véhicule automobile, du type comprenant : - au moins un actionneur de freinage électrique (2), - au moins un actionneur de freinage hydraulique (3), - un organe de commande (15) de ces actionneurs (2, 3), et - un répartiteur de freinage (20) comportant un élément (21), d'une part, de conversion d'un mouvement de cet organe de commande (15) en un signal électrique de commande de l'actionneur de freinage électrique (2) et, d'autre part, de transmission de ce mouvement à l'actionneur de freinage hydraulique (3), caractérisé en ce que le répartiteur de freinage (20) comprend un organe (31) de reproduction d'un effort vers l'organe de commande (15) qui est fonction du déplacement de cet organe de commande (15) et du couple de freinage à appliquer pendant la commande de l'actionneur de freinage électrique (2)et d'assistance au freinage pendant la commande simultanée des actionneurs de freinage électrique (2) et hydraulique (3). 2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de reproduction dudit effort et d'assistance au freinage comprend une came (31) déplaçable par l'organe de commande (15), portée par l'élément (21) de conversion et de transmission du mouvement et associée à un suiveur de came (35) appliqué sur la came (31) par au moins un organe élastique (36). 3. Dispositif de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la came (31) comporte une première rampe (32) de reproduction dudit effort vers l'organe de commande (15) suivie d'une seconde rampe (33) d'assistance au freinage hydraulique. 4. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de conversion et de transmission du mouvement est formé par un palonnier (21) portant ladite came (31), pivotant autour d'un axe (22) et comportant une première extrémité (21a) reliée à l'actionneur de freinage hydraulique (3) et une seconde extrémité (21 b) reliée à l'organe de commande (15), l'axe de pivotement (22) du palonnier (21) étant disposé entre les deux extrémités (21a, 21b) de ce palonnier (21). 5. Dispositif de freinage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (22) du palonnier (21) est muni d'un capteur de rotation (23). 6. Dispositif de freinage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur de rotation (22) comporte un potentiomètre raccordé à l'actionneur de freinage électrique (2) par une unité de gestion (9). 7. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le support de came est formé par un galet (35) monté à l'extrémité d'un bras (37) pivotant, l'organe élastique (36) étant en appui sur ledit bras (37) entre ses deux extrémités (37a, 37b). 8. Dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de commande (15) comprend une poignée (16) pivotante et reliée par l'une de ses extrémités à la seconde extrémité (21b) du palonnier (21). 9. Véhicule automobile de type motoquad à propulsion électrique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de freinage suivant l'une quelconque des revendications précédentes.