Brevet FR2933353A1 — publié le 20100108

DISPOSITIF DE FREIN SECONDAIRE POUR VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN ACTIONNEUR COMPRENANT UN MOTEUR ELECTRIQUE La présente invention concerne un dispositif de freinage secondaire, en particulier pour véhicule automobile. Les véhicules automobiles comportent généralement un dispositif de freinage secondaire indépendant du dispositif de freinage principal commandé par une pédale, pour immobiliser le véhicule à l'arrêt et éventuellement le ralentir en cas de défaillance du dispositif de freinage principal. La commande de ce dispositif de freinage secondaire comprend généralement un levier actionné manuellement, relié par des câbles coulissant dans des gaines aux dispositifs de freinage, pour appliquer et serrer des garnitures de frottement sur des surfaces de deux disques ou tambours liés en rotation aux roues d'un essieu. Cette commande peut être automatisée par l'utilisation d'un actionneur électrique d'un type connu, pour exercer simultanément une traction élevée sur les deux câbles de commande des freins des deux roues, et maintenir en permanence cette charge. Le maintien permanent de la charge est important pour assurer la sécurité du véhicule lors d'un arrêt, il est de plus imposé par la réglementation. Pour obtenir une irréversibilité de l'actionneur permettant de maintenir la charge de freinage, on utilise généralement un motoréducteur comportant une forte démultiplication, utilisant par exemple un système vis-écrou ou une roue et vis sans fin, qui reste bloqué quand le moteur n'est pas commandé. Cette solution oblige à commander le moteur pour le serrage ou pour le desserrage du dispositif de freinage secondaire, en le faisant tourner dans un sens ou dans l'autre. Il faut pour cela prévoir une alimentation électrique comportant par exemple quatre transistors, appelée pont en � H �, et permettant un passage du courant dans le moteur dans les deux sens. Le coût d'une telle alimentation comprenant ses dispositifs de surveillance est élevé, en particulier dans le cas où la commande du moteur électrique ne comporte pas de calculateur électronique. Par ailleurs il peut être souhaitable de restituer sur le levier de commande manoeuvré par le conducteur, une sensation représentant le niveau de freinage. Une solution connue à ce problème, présentée notamment dans le document FR-A1-2871761, propose un actionneur comprenant un moteur électrique entraînant un réducteur, et exerçant une traction sur les câbles de serrage des freins. Le dispositif de commande de cet actionneur comporte un levier de commande transmettant la consigne venant du conducteur, à l'actionneur par un câble de commande. Cet actionneur est lié à la caisse du véhicule par un ressort, il décrit un petit mouvement permettant de restituer par le câble de commande au levier de commande, une partie de l'effort de freinage pour donner au conducteur une sensation sur le niveau de freinage appliqué. Par ailleurs, l'actionneur comporte un moyen de blocage piloté pour le maintenir bloqué dans une position d'arrêt maintenant les freins serrés, ce pilotage s'effectuant par une commande électrique ce qui est onéreux. Un problème qui se pose est d'intégrer un pilotage mécanique qui soit simple et économique, du moyen de blocage dans la commande de l'actionneur. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et d'apporter à la réalisation d'une commande d'un dispositif de frein secondaire comportant une motorisation, une solution simple et économique. Elle propose à cet effet un dispositif de frein secondaire pour véhicule automobile, comportant un actionneur comprenant un moteur électrique entraînant un dispositif de serrage de freins agissant sur des roues du véhicule, l'actionneur comportant un moyen de blocage mécanique piloté empêchant le desserrage des freins, la manoeuvre de cet actionneur comportant un levier de commande transmettant une consigne du conducteur par un câble de commande, caractérisé en ce qu'un câble relié au levier de commande effectue de manière mécanique le pilotage du moyen de blocage. Un avantage particulier du dispositif de frein secondaire selon l'invention, est que la commande du moyen de blocage nécessitant un faible effort, on peut utiliser le même câble ou un câble similaire que celui commandant l'actionneur. Le dispositif de frein secondaire selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Selon une caractéristique de l'invention, le câble de commande restitue au levier de commande une représentation de l'effort ou du mouvement appliqué par l'actionneur au dispositif de serrage des freins. Avantageusement, le circuit d'alimentation du moteur électrique est prévu pour assurer une rotation de ce moteur dans un seul sens. Selon une première version, le câble effectuant le pilotage du moyen de blocage est un câble distinct du câble de commande. Selon une deuxième version, le câble effectuant le pilotage du moyen 20 de blocage est le câble de commande. Avantageusement, le moyen de blocage mécanique piloté comporte une crémaillère recevant un cliquet qui peut se déplacer librement le long de cette crémaillère selon un mouvement axial relatif, lors du serrage des freins. Le cliquet peut pivoter suivant une manoeuvre du levier de commande 25 faisant basculer un levier de déverrouillage, pour libérer la crémaillère et permettre un mouvement axial relatif de desserrage des freins. En variante, le cliquet peut coulisser transversalement suivant une manoeuvre du levier de commande actionnant une genouillère, pour libérer la crémaillère et permettre un mouvement axial relatif de desserrage des 30 freins. Avantageusement, la genouillère est rappelée en position fermée par un ressort, pour bloquer le moyen de blocage. 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 en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un dispositif de frein secondaire suivant l'art antérieur, comprenant une restitution d'effort au levier de commande ; - la figure 2 est un schéma d'une commande de frein secondaire suivant l'invention comprenant une restitution d'effort au levier de commande, selon une première variante ; - la figure 3 est un schéma d'une commande de frein secondaire suivant l'invention, selon une deuxième variante ; - la figure 4 est un schéma d'un dispositif de frein secondaire suivant l'art antérieur, comprenant une restitution de position au levier de 15 commande ; - la figure 5 est un schéma d'une commande de frein secondaire suivant l'invention comprenant une restitution de position au levier de commande ; - les figures 6a, 6b et 6c présentent un moyen de blocage de 20 l'actionneur comportant un cliquet pivotant ; et - les figures 7a et 7b présentent un moyen de blocage de l'actionneur comportant une genouillère. La figure 1 représente un dispositif de frein secondaire 1 comprenant un actionneur 30 comportant un moteur électrique 2 entraînant un réducteur 25 formé d'une vis sans fin 4 engagée dans un écrou 34 pour le déplacer axialement. Cet écrou 34 est relié à un palonnier 6 exerçant un effort de traction équilibré, sur deux câbles de traction 8. Le réducteur est irréversible, l'effort de traction sur les câbles de traction 8 ne pouvant pas entraîner en retour le moteur électrique 2. 30 Chaque câble de traction 8 est relié à un dispositif de freinage secondaire non représenté, qui applique une pression sur des surfaces d'un disque ou d'un tambour lié en rotation à une roue du véhicule, afin d'exercer un couple de freinage sur cette roue. Ce dispositif de freinage comporte de plus des ressorts de rappel, qui exercent une traction permanente sur les câbles de traction 8 pour les faire revenir en position de desserrage du frein secondaire. L'actionneur 30 est lié à un ressort 10 de forte raideur disposé axialement et prenant appui sur une partie fixe du véhicule, qui est légèrement comprimé en fonction de la traction sur les câbles 8, pour réaliser un petit déplacement axial de cet actionneur représentant le niveau de serrage des freins. Un levier de commande 12 manoeuvré par le conducteur, entraîne en rotation une poulie 14 sur laquelle s'enroule un câble de commande 16 quand ce levier est tiré. Le levier de commande 12 comporte en partie avant, un bouton poussoir 18 sur lequel le conducteur appuie pour dégager un cliquet 20 de maintien du levier en position tiré qui laisse les freins serrés. Le cliquet 20 ainsi que le bouton 18, sont ramenés en position verrouillé par un ressort. Le câble de commande 16 comporte un ressort de forte raideur 22 pour un retour d'effort, disposé en série entre le levier de commande 12 fixé à une extrémité, et l'actionneur 30 fixé à l'autre extrémité. De cette manière, le petit mouvement axial de l'actionneur 30 se transforme par ce ressort 22 en une charge variable sur le câble de commande 16, qui est transmise au levier de commande 12 pour donner au conducteur une sensation représentant l'effort de freinage sur les roues. Le moteur électrique 2 est déclenché par deux interrupteurs électriques disposés de part et d'autre d'un doigt de commande 32 lié au câble de commande 16, entre le levier de commande 12 et le ressort 22. Un interrupteur de serrage 24 placé vers l'avant, détecte une fin de course d'un mouvement de traction vers l'avant du câble de commande 16, et un interrupteur de desserrage 26 placé vers l'arrière, détecte une fin de course d'un mouvement de compression vers l'arrière de ce câble. De cette manière, le moteur électrique 2 peut être déclenché dans les deux sens de rotation, suivant les deux fins de course du levier de commande 12, le conducteur gardant une sensation d'effort variable sur ce levier, transmise par le câble de commande 16 qui est tiré par l'actionneur 30. Le circuit d'alimentation électrique de ce moteur 2, doit pouvoir commander une rotation dans les deux sens. Elle peut comprendre notamment un pont de puissance en � H �, pour connecter alternativement un pôle du moteur à l'alimentation ou à la masse, et l'autre pôle du moteur inversement à la masse ou à l'alimentation. Ce circuit d'alimentation comportant quatre commutateurs électroniques de puissance ainsi que les systèmes de contrôle associés, est onéreux à réaliser. La figure 2 présente un dispositif de freinage 41 comportant de la même manière un câble de commande 16 comprenant le ressort de retour d'effort 22 disposé en série, et l'interrupteur de serrage 24 placé vers l'avant, pour commander la rotation du moteur électrique effectuant un serrage des freins secondaires. Pour le desserrage des freins secondaires, le bouton poussoir 18 du levier de commande 12, qui dégage le cliquet 20 de maintien de ce levier en position tiré, commande aussi quand il est pressé un basculeur 42 rappelé par un ressort, qui tire sur un câble de relâchement 40 coulissant dans une gaine. Le câble de relâchement 40 agit de manière mécanique sur le réducteur de l'actionneur 30, dont l'irréversibilité comporte un moyen mécanique de pilotage permettant une réversibilité, qui peut comprendre par exemple une roue libre ou un cliquet pouvant être débrayé. En débloquant la réversibilité du réducteur, on laisse les ressorts de rappel des freins exercer un mouvement de rappel par les câbles de traction 8 sur l'actionneur 30, qui entraînent alors en sens inverse le moteur électrique 2. En complément, le pilotage de la réversibilité peut débrayer le moteur électrique 2 pour éviter d'avoir à l'entraîner en rotation en sens inverse lors du desserrage des freins. Dans cette version, le moteur électrique ne doit être alimenté que dans un seul sens. Le circuit d'alimentation nécessaire est fortement simplifié, il peut comprendre par exemple un seul transistor pour connecter un pôle du moteur électrique à l'alimentation, l'autre pôle étant relié en permanence à la masse. Ce circuit d'alimentation comporte dans ce cas seulement un commutateur électronique de puissance, ce qui est plus économique. De plus, la sécurité de fonctionnement est beaucoup plus simple à assurer. La figure 3 présente un dispositif de freinage 51 comportant de la même manière un câble de commande 16 comprenant le ressort de retour d'effort 22 disposé en série, et l'interrupteur de serrage 24 placé vers l'avant, pour commander la rotation du moteur électrique 2 effectuant un serrage des freins secondaires. Lors d'une manoeuvre de relâchement des freins par le levier de commande 12, le doigt de commande 32 porté par le câble de commande 16 travaillant en compression, agit vers l'arrière sur un levier de déverrouillage 52 d'un moyen mécanique de pilotage 50, qui relâche un cliquet 54 permettant une réversibilité du réducteur. De cette manière on utilise un unique câble de commande 16, ce qui est plus économique et simplifie le montage. Ce câble devant travailler en compression, peut être semi-rigide, du type corde à piano par exemple. La figure 4 présente un dispositif de freinage 61 comportant un unique câble de commande 16 entraînant une glissière de commande 60 coulissant axialement, qui est reliée par un ressort de forte raideur 62 à l'écrou 34 de l'actionneur 30 qui agit sur les câbles de traction 8. Un doigt de commande 32 fixé sur la glissière de commande 60, est axialement encadré par deux interrupteurs de serrage 24 et de relâchement 26 des freins, Comme pour le dispositif de freinage présenté figure 1, un coulissement de la glissière de commande 60 déplacée par le levier de commande 12, agit en fin de course par le doigt de commande 32 qui lui est lié, sur l'un ou l'autre des interrupteurs 24, 26 pour commander une rotation du moteur électrique 2 dans un sens ou dans l'autre. Par ailleurs un déplacement axial de l'écrou 34 de l'actionneur 30, est transmis par le ressort 62 à la glissière de commande 60, puis par le câble de commande 16 relativement rigide, au levier de commande 12. On a de cette manière une restitution du déplacement des câbles de freinage 8, qui est faite au levier de commande 12. La figure 5 présente un dispositif de freinage 71 comportant de la même manière un unique câble de commande 16 lié à la glissière de commande 60 coulissant axialement, qui est reliée par le ressort de forte raideur 62 à l'écrou 34 du réducteur de l'actionneur 30. Un seul interrupteur de serrage 24 placé vers l'avant, commande la rotation du moteur électrique dans un sens pour effectuer un serrage des freins secondaires. Le doigt de commande 32 porté par la glissière de commande 60, agit de plus vers l'arrière lors d'une commande de relâchement des freins par le levier de commande 12, sur le levier de déverrouillage 52 du moyen mécanique de pilotage 50, qui relâche un cliquet 54 lié à l'écrou 34 de l'actionneur 30, pour permettre une réversibilité du réducteur. Le cliquet 54 est en prise avec une crémaillère fixe 56 en formant un système de roue libre, permettant librement une avance de ce cliquet pendant une commande de serrage des freins par le levier de commande 12. Une fois les freins actionnés, le cliquet 54 ne pouvant reculer sur la crémaillère 56, maintient les freins engagés. Le cliquet 54 constitue de plus le moyen de pilotage de l'irréversibilité de l'actionneur 30. Une manoeuvre de relâchement des freins sur le levier de commande 12, repousse en arrière par le câble 16 et la glissière de commande 60, le doigt de commande 32 qui agit alors sur le levier de déverrouillage 52, et permet un relâchement du cliquet 54. L'écrou 34 peut alors reculer librement, sous l'effet de ressorts de rappel se trouvant dans les freins. Dans cette version le moteur électrique 2 est alimenté que dans un seul sens, son circuit d'alimentation est simplifié. La figure 6a présente les différents composants du cliquet 54, comportant sur un même axe maintenu par un support fixe 86 relié à l'écrou 34, un doigt de cliquet 80 rappelé par un ressort de cliquet 84, et une gâchette 88 rappelée par un ressort de gâchette 90. Le doigt de cliquet 80 comporte un rebord de tôle pliée 82, qui en position de repos prend appui sous l'effet du ressort de cliquet 84, sur la gâchette 88. Cette gâchette 88 comporte en partie basse, un cran de verrouillage 92 dans lequel vient se verrouiller un doigt de verrouillage 100 porté par le levier de déverrouillage 52. Le fonctionnement du cliquet 54 est présenté par les figures 6b. Lors d'un serrage des freins, la crémaillère 56 avance relativement au cliquet 54, dans le sens indiqué par la flèche des trois premières figures 6b. Cette crémaillère 56 comporte des dents inclinées de manière à laisser échapper le doigt de cliquet 80, qui peut s'incliner dans le sens d'avance de cette crémaillère. Après la fin du serrage des freins, les câbles de traction 8 exerçant une force de traction sur le cliquet 54, la crémaillère 56 tend à reculer relativement au cliquet dans le sens de la flèche de la quatrième figure. Le rebord 82 du doigt de cliquet 54 vient en appui sur la gâchette 88 qui est verrouillée par le doigt de verrouillage 100 porté par le levier de déverrouillage 52. Lors d'une manoeuvre de relâchement des freins par le levier de commande 12, présentée par les figures 6c, le doigt de commande 32 de la glissière de commande 60 recule suivant la flèche R, et fait basculer le levier de déverrouillage 52. Le doigt de verrouillage 100 libère la gâchette 88 qui peut basculer en libérant le doigt de cliquet 80, la crémaillère 56 recule. Les figures 7a et 7b présentent en variante, un dispositif de blocage de la crémaillère 56 comportant une genouillère 114 repoussant transversalement un cliquet 110 par l'intermédiaire d'un ressort 112, ce cliquet comportant des dents en prise avec celles de la crémaillère 56. Sur la figure 7a la genouillère 114 est bloquée en position dépliée par le recul d'une tige de guidage 116 repoussée par un ressort 118, le cliquet 110 peut réaliser un petit déplacement transversal permis par le ressort 112, pour permettre un déplacement axial des dents inclinées de la crémaillère 56, dans le sens de l'engagement des freins. Lors d'une manoeuvre de relâchement des freins par le levier de commande 12 présentée par la figure 7b, le doigt de commande 32 de la glissière de commande 60 déplace axialement la tige de commande 116 de la genouillère 114, en comprimant avec un faible effort F le ressort 118, ce qui libère cette genouillère. La genouillère 114 peut alors se replier, son cliquet 110 dégage alors complètement la crémaillère 56, qui peut reculer et relâcher les freins. D'une manière générale, le levier de commande 12 actionné par le conducteur transmettant peu d'effort, peut être un élément compact qui n'est pas forcément implanté dans un espace près du plancher du véhicule, à côté du siège du conducteur comme c'est habituellement le cas. Le dispositif de freinage secondaire suivant l'invention permet de libérer cet espace pour d'autres utilisations. Le moyen de blocage mécanique 50 peut être réalisé suivant différents principes, comprenant par exemple une roue-libre débrayable, un embrayage ou un crabot. REVENDICATIONS1 ù Dispositif de frein secondaire pour véhicule automobile, comportant un actionneur (30) comprenant un moteur électrique (2) entraînant un dispositif de serrage de freins agissant sur des roues du véhicule, l'actionneur comportant un moyen de blocage mécanique piloté (50, 114) empêchant le desserrage des freins, la manoeuvre de cet actionneur comportant un levier de commande (12) transmettant une consigne du conducteur par un câble de commande (16), caractérisé en ce qu'un câble (16, 40) relié au levier de commande (12), effectue de manière mécanique le pilotage du moyen de blocage (50, 114). 2 ù Dispositif de frein secondaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble de commande (16) restitue au levier de commande (12) une représentation de l'effort ou du mouvement appliqué par l'actionneur (30) au dispositif de serrage des freins. 3 ù Dispositif de frein secondaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation du moteur électrique (2) est prévu pour assurer une rotation de ce moteur dans un seul sens. 4 ù Dispositif de frein secondaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le câble (40) effectuant le pilotage du moyen de blocage (50, 114), est un câble distinct du câble de commande (16). 5 ù Dispositif de frein secondaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le câble effectuant le pilotage du moyen de blocage (50, 114), est le câble de commande (16). 6 ù Dispositif de frein secondaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de blocage mécanique piloté (50, 114) comporte une crémaillère (56) recevant un cliquet (54, 110) qui peut se déplacer librement le long de cette crémaillère selon un mouvement axial relatif, lors du serrage des freins. 7 ù Dispositif de frein secondaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que le cliquet (54) peut pivoter suivant une manoeuvre du levier decommande (12) faisant basculer un levier de déverrouillage (52), pour libérer la crémaillère (56) et permettre un mouvement axial relatif de desserrage des freins. 8 ù Dispositif de frein secondaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que le cliquet (54) peut coulisser transversalement suivant une manoeuvre du levier de commande (12) actionnant une genouillère (114), pour libérer la crémaillère (56) et permettre un mouvement axial relatif de desserrage des freins. 9 ù Dispositif de frein secondaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que la genouillère (114) est rappelée en position bloquée par un ressort (118), pour bloquer le moyen de blocage.