Brevet FR2941757A1 — publié le 20100806

"SYSTEME DE FREINAGE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE" La présente invention concerne un système de freinage d'un véhicule automobile, un procédé d'actionnement d'un tel système ainsi qu'un véhicule automobile comportant un tel système. Les véhicules automobiles sont équipés généralement de l'un ou de l'autre des deux types suivants de frein de stationnement : soit d'un frein mécanique où les moyens de freinage sont actionnés par un câble sur lequel on tire moyennant un levier actionné à la main ou par une pédale, soit d'un frein électrique. Les freins de stationnement électriques peuvent être regroupés pour l'essentiel dans deux familles. La première utilise un motoréducteur qui agit sur des câbles de frein reliés au récepteur de freinage. Selon cette conception, le motoréducteur peut donc être installé en lieu et place du levier habituel disposé à proximité du conducteur du véhicule. Ce type de frein de stationnement électrique est traditionnellement appelé tire-câble. La seconde famille utilise un motoréducteur directement embarqué sur le récepteur de freinage. Selon cette conception, chacune des roues sur laquelle agit le frein de stationnement comporte son propre motoréducteur, soit deux motoréducteurs pour un essieu traditionnel à deux roues. Ce type de frein de stationnement électrique est traditionnellement appelé étrier motorisé. Les freins de stationnement électriques utilisent des motoréducteurs irréversibles, aptes à maintenir un effort de serrage en l'absence d'énergie électrique. Ainsi, aussi bien la phase de serrage que la phase de desserrage requiert de l'énergie électrique. Les motoréducteurs d'un frein de stationnement électrique de type étrier motorisé étant intégrés dans les récepteurs de freinage des roues concernées, ils sont disposés en quelque sorte en parallèle au dispositif hydraulique du frein de service. De cette manière, le couple de freinage délivré peut être d'origine hydraulique, c'est-à-dire engendré par le frein de service, et/ou électromécanique, c'est-à-dire engendré par le frein de stationnement. Dans certains cas, l'énergie mécanique délivrée par le motoréducteur d'une roue considérée peut s'avérer insuffisante pour permettre le desserrage du frein de stationnement électrique. Cette insuffisance peut être due à une dégradation du rendement mécanique du motoréducteur, par exemple en raison d'une usure d'un composant ou en raison d'une température ambiante trop basse, tout comme il peut y avoir une dégradation des performances du moteur électrique en raison d'une température ambiante trop élevée, ou encore un serrage préalable trop élevé du frein de stationnement électrique. Quelle que soit la cause de l'impossibilité de desserrer le frein de stationnement électrique parmi les causes énumérées ci-avant ou parmi d'autres, la conséquence est l'immobilisation du véhicule. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients décrits ci-avant. Le but de l'invention est atteint avec un système de freinage d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage de service et un dispositif de freinage de stationnement, dans lequel le dispositif de freinage de service est conformé pour pouvoir participer au desserrage du dispositif de freinage de stationnement. Plus particulièrement, la présente invention propose de résoudre les difficultés énoncées plus haut par l'utilisation d'une partie du dispositif de freinage de service, notamment de ceux des moyens de ce dispositif qui permettent d'engendrer une pression hydraulique et de la distribuer aux moyens de freinage de l'essieu concerné. Ces moyens sont généralement regroupés dans ce qui est appelé un bloc hydraulique. Ainsi, la présente invention concerne également les caractéristiques ci-après considérées isolément ou selon toute combinaison techniquement possible : - sur un essieu porteur de moyens de freinage de stationnement, le système de freinage comprend des moyens de serrage du dispositif de freinage susceptibles d'être actionnés par des moyens du dispositif de freinage de service et par des moyens du dispositif de stationnement ; - les moyens de serrage du dispositif de freinage comprennent un piston d'un vérin hydraulique du dispositif de freinage de service conformé pour pouvoir être actionné par la pression d'un fluide hydraulique du dispositif de freinage de service et par un élément mobile de serrage du dispositif de freinage de stationnement susceptible d'être déplacé par génération d'un couple ; - l'élément mobile du dispositif de freinage de stationnement est disposé à l'intérieur d'une chambre de travail du vérin hydraulique du dispositif de freinage de service, de sorte que, en cas d'insuffisance d'effort des moyens de serrage du dispositif de freinage de stationnement pour desserrer le frein de stationnement, une pression hydraulique engendrée sur commande par une source hydraulique du dispositif de freinage de service, puisse participer à un desserrage du dispositif de freinage de stationnement ; - le système comprend un capteur d'effort associé aux moyens du dispositif de freinage de stationnement, susceptible d'engendrer un signal représentatif de l'impossibilité de desserrer le frein de stationnement et destiné à des moyens de commande reliés au dispositif de freinage de service pour faire participer la source hydraulique à un desserrage du dispositif de freinage de stationnement ; - le système comprend un moyen de commande manuelle pour engendrer un signal destiné à des moyens de commande reliés au dispositif de freinage de service pour faire participer le dispositif de freinage de service au desserrage du dispositif de freinage de stationnement ; - le système comprend des moyens de détection permettant de constater que le véhicule automobile reste immobilisé malgré des essais de desserrage du frein de stationnement, les moyens de détection étant reliés aux moyens de commande reliés au dispositif de freinage de service pour faire participer la source hydraulique à un desserrage du dispositif de freinage de stationnement. Le but de l'invention est également atteint avec un procédé d'actionnement d'un système de freinage d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage de service et un dispositif de freinage de stationnement. Selon la présente invention, le procédé comprend au moins une étape d'activation de moyens permettant d'engendrer une pression hydraulique destinée à être distribuée sur des moyens conformés pour pouvoir être actionnés pour participer à un desserrage du dispositif de freinage de stationnement. Ce procédé peut comprendre également l'une ou l'autre des étapes supplémentaires suivantes : - une étape de surveillance d'au moins un élément du dispositif de freinage de stationnement pour déterminer si les moyens permettant d'engendrer une pression hydraulique doivent être activés pour obtenir le desserrage du frein de stationnement ; - une étape de détection d'une immobilisation du véhicule automobile à l'aide d'un capteur de vitesse. Le but de l'invention est aussi atteint avec un véhicule automobile comprenant un système tel que celui décrit plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci- après d'un mode de réalisation de l'invention. La description est faite en référence aux dessins dont - la figure 1 représente schématiquement un système de freinage comprenant un frein de service hydraulique et un frein de stationnement électrique, dans un véhicule automobile à quatre freins à disque, - la figure 2 représente un étrier motorisé en l'état non sollicité, - la figure 3 représente l'étrier motorisé de la figure 2 en l'état sollicité par le frein de service, - la figure 4 présente l'étrier motorisé de la figure 2 en l'état sollicité par le frein de stationnement, - la figure 5 représente l'étrier motorisé de la figure 2 en phase de desserrage du frein de stationnement à l'aide des seuls moyens du frein de stationnement, - la figure 6 représente l'étrier motorisé de la figure 2 en phase de desserrage du frein de stationnement avec assistance du frein de service, et - les figures 7 à 9 représentent, sous la forme de diagrammes d'efforts, trois situations typiques d'un desserrage du frein de stationnement électrique d'un véhicule automobile, respectivement un desserrage sans problème, un desserrage avec un problème mais sans intervention selon la présente invention et un desserrage avec intervention selon la présente invention. Le mode de réalisation du système de freinage selon la présente invention, décrit ci-après, fait référence, sans y être limitée, à un véhicule automobile à deux essieux dont chacun est équipé de moyens de freinage d'un dispositif de freinage de service hydraulique et dont l'essieu arrière est équipé en plus de moyens de freinage d'un dispositif de freinage de stationnement électrique. Le véhicule automobile représenté sur la figure 1 comprend un châssis 1, deux roues avant RAV et deux roues arrière RAR avec, respectivement, des freins arrière 2 et des freins avant 3. Le véhicule automobile comprend en outre une commande de freinage 4 avec une pédale de frein faisant partie d'un dispositif de freinage de service à commande hydraulique, des tuyaux ou conduits 5 reliant la commande de freinage 4 à un dispositif 6 conformé pour engendrer et distribuer individuellement sur chacun des freins concernés du dispositif de freinage de service, une pression hydraulique, des tuyaux ou conduits 7 et 8 reliant le dispositif 6 respectivement aux freins avant et aux freins arrière ainsi qu'une commande 9 pour actionner les freins d'un dispositif de freinage de stationnement électrique. La commande 9 est reliée à un boîtier central 11 du frein de stationnement électrique par des moyens de communication 10, le boîtier central 11 étant relié aux freins arrière 2 par des câbles 12 du frein de stationnement électrique et au dispositif 6 par des moyens de communication 13. Le dispositif 6 pour engendrer et distribuer individuellement sur chacun des freins du dispositif de freinage de service une pression hydraulique, est principalement destiné à détecter soit la perte d'adhérence du véhicule soit la perte d'adhérence de l'une des roues de celui-ci et d'engendrer une commande correspondante pour rétablir l'adhérence. Un tel dispositif est connu sous le nom ESP (pour � Electronic Stability Program �, soit � Contrôle électronique de stabilité � ou � Correcteur électronique de trajectoire �). Les figures 2 à 6 montrent la présence simultanée de moyens de freinage du frein de service hydraulique et de moyens de freinage du frein de stationnement électrique dans un étrier motorisé d'un frein arrière 2, l'étrier coopérant avec un disque 21. Les figures 4 à 6 comportent en plus une indication des efforts agissant sur le mécanisme du frein de stationnement aux différentes étapes de son utilisation. L'étrier motorisé comprend, outre un étrier 22 proprement dit, deux plaquettes de frein 23A, 23B disposées de part et d'autre du disque 21, un piston 24 destiné à exercer un effort de pression sur la plaquette de frein 23A et, par réaction, aussi sur la plaquette de frein 23B. Le piston 24 fait à la fois partie des moyens de freinage du frein de service et des moyens de freinage du frein de stationnement. De ce fait, le piston peut être déplacé par une pression hydraulique P appropriée et/ou par un ensemble comprenant un écrou 26 et une tige filetée 27 (ci-après � vis 27 �) actionnée par un motoréducteur électrique 28 en tant que actionneur du frein de stationnement. La pression hydraulique P nécessaire pour faire déplacer le piston 24 lorsque le frein de service est sollicité, est engendrée dans une chambre 25 de l'étrier qui est reliée à la commande de freinage 4 permettant au conducteur du véhicule d'engendrer de la pression hydraulique pour obtenir un ralentissement et, le cas échéant, l'arrêt du véhicule. La chambre 25 est également reliée à une pompe hydraulique 61 du dispositif 6 par un canal 25A formé dans l'étrier 22 et par le conduit 8 correspondant. En effet, la pompe hydraulique 61 est utilisée pour engendrer une pression hydraulique indépendamment de toute action du conducteur, lorsque le dispositif 6 détecte une perte d'adhérence comme décrit plus haut. L'invention propose donc d'utiliser la pompe 61 aussi pour obtenir l'effet recherché de desserrage du dispositif de freinage de stationnement. L'étanchéité de la chambre 25 est obtenue entre le piston 24 et l'étrier 22 par des joints 29A et au passage de la vis 27 à travers l'étrier 22 vers l'actionneur 28 par des joints 29B. La pompe hydraulique 61 est avantageusement actionnée à l'aide de moyens de commande automatiques ou manuelles 62 reliés par câble électrique 63 ou par tout autre moyen approprié au dispositif 6. Lorsque le frein de stationnement électrique est sollicité en serrage et puis en desserrage, le déplacement du piston 24 est obtenu par le déplacement axial de l'écrou 26 au moyen de la vis 27 mise en rotation dans un sens de rotation et puis dans l'autre par l'actionneur 28 du frein de stationnement. Lorsque aucun des dispositifs de freinage n'est actionné et lorsque l'étrier motorisé est donc au repos (figure 2), aucun effort (pression hydraulique P=0; couple vis/écrou C=0) n'est exercé sur le piston 24 et, en conséquence, non plus sur les plaquettes de frein 23A, 23B, ce qui est symbolisé sur la figure 2 par un espace entre les plaquettes 23A, 23B et le disque 21. De plus, l'écrou 26 est représenté espacé par rapport au piston 24. Lors d'un freinage du véhicule en mouvement, c'est-à-dire lorsque le dispositif de freinage de service est actionné et l'étrier motorisé est donc sollicité par le frein de service (figure 3), la pression hydraulique (P>0) dans la chambre 25 applique le piston 24 sur la plaquette 23A et, par réaction, sur la plaquette 23B, ce qui est représenté sur la figure 3 par le contact entre les plaquettes 23A, 23B et le disque 21. Lorsque, par contre, le véhicule est immobilisé et le dispositif de freinage de stationnement est actionné, c'est-à-dire lorsque l'étrier est sollicité pour serrer le frein de stationnement (figure 4), l'écrou 26 est d'abord déplacé vers et puis appliqué sur le piston 24 par l'action du motoréducteur 28. En effet, le motoréducteur 28 délivre un couple (C>0) sur la vis 27 qui coopère avec l'écrou 26 immobile en rotation par rapport au piston 24. La rotation de la vis 27 engendre une translation de l'écrou 26 vers le fond du piston 24 et entraine le piston 24 dans son déplacement jusqu'à venir au contact de la plaquette 23A. Le piston 24 étant appliqué sur la plaquette 23A, cette dernière vient au contact du disque 21 qui, lui, vient au contact de la plaquette 23B. Pendant l'action du motoréducteur 28, un effort de compression F, qui est un effort de réaction de la plaquette 23A sur le piston 24, de celui-ci sur l'écrou 26 et enfin de ce dernier sur la vis 27, croit sur la vis 27 jusqu'à une valeur F1 qui est l'effort que la vis 27 subit le temps que le frein de stationnement est serré et qui fait que le frein de stationnement reste serré par l'irréversibilité de l'ensemble vis/écrou 26, 27. La vis 27 subit l'effort de compression F1 par l'écrou 26 agissant à l'une des deux extrémités de la vis 27 et par l'étrier 22 agissant à l'autre extrémité de la vis. Lors d'un desserrage du frein de stationnement, deux situations sont possibles. Elles sont représentées sur les figures 5 et 6. La première situation est celle représentée sur la figure 5 où le desserrage du frein de stationnement se fait par la seule action du motoréducteur 28. Le motoréducteur 28 délivre à la vis 27 un couple (C L'intervention de la pompe hydraulique 61 peut être déclenchée essentiellement de deux manières : tout d'abord automatiquement, mais aussi manuellement. De plus, il pourrait être demandé au conducteur du véhicule, par exemple par un message affiché au tableau de bord, par un voyant lumineux ou par un signal sonore, d'actionner la commande de freinage 4 en appuyant fortement sur la pédale de frein pour soulager de la même manière l'effort de compression dans la vis 27 pour faciliter le desserrage du frein de stationnement. Lorsque la mise à contribution du dispositif de contrôle 6 est déclenchée automatiquement, cette intervention peut être signalée par l'allumage d'un voyant au tableau de bord du véhicule automobile. Les figures 7 à 9 représentent, sous la forme de diagrammes d'efforts, trois situations typiques d'un desserrage du frein de stationnement électrique d'un véhicule automobile, respectivement un desserrage sans problème, un essai infructueux de desserrage suite à une insuffisance de fonctionnement des éléments du dispositif de freinage de stationnement mais sans intervention selon la présente invention et un desserrage avec intervention selon la présente invention. Alors que les deux premières situations utilisent les dispositions expliquées en référence à la figure 5, la troisième situation utilise les dispositions de la figure 6. Pour desserrer le frein de stationnement, le conducteur procède dans un premier temps de la manière schématisée dans un diagramme représenté sur la figure 7. Dans ce diagramme, l'axe de temps supérieur est dédié aux différentes actions, l'axe de temps central est dédié à l'effort appliqué aux moyens de freinage du frein de stationnement et notamment au piston 24, et l'axe de temps inférieur est dédié à l'effort délivré par le motoréducteur du frein de stationnement. Pendant un premier temps, le frein de stationnement est serré avec un effort supposé constant. Puis le conducteur déclenche le desserrage du frein de stationnement en actionnant la commande 9, ce qui est représenté sur l'axe supérieur du diagramme par une impulsion. A partir de ce moment et jusqu'à un moment T1, le frein de stationnement est desserré progressivement, ce qui est représenté sur l'axe central du diagramme par la courbe décroissante des efforts appliqués au piston 24. Et sur l'axe inférieur du diagramme, le desserrage est représenté par l'activation du motoréducteur et l'effort décroissant qu'il fait transmettre au piston 24 par la translation de l'écrou 26 vers l'actionneur 28. A partir du moment T1, le frein de stationnement est entièrement desserré. Lorsqu'une consigne de desserrage du frein de stationnement électrique, représenté sur l'axe supérieur du diagramme de la figure 8 par une impulsion et émise depuis la commande 9, puis transmise au dispositif de freinage de stationnement électrique par le câble de commande 10 (une liaison filaire) et exécutée par le frein de stationnement électrique, ne permet pas de desserrer le frein de stationnement, l'effort appliqué sur les moyens de freinage, et plus particulièrement sur le piston 24, reste inchangé. Ceci est représenté sur le diagramme central par une ligne continue à niveau constant jusqu'à un moment T1 qui correspond à une limite dans le temps pour éviter que le motoréducteur 28 soit endommagé. Il s'en suit que le frein de stationnement ne sera pas desserré et le véhicule automobile reste immobilisé, ce qui est constaté par des moyens de détection 100 disposés sur au moins uns des essieux du véhicule automobile. Cette situation est symbolisée dans le digramme sur les trois axes par des lignes en traits interrompus après le moment T1. Pour remédier à une telle situation, la présente invention propose, comme expliqué plus haut, de faire intervenir le dispositif 6 pour engendrer une pression hydraulique pour réduire la compression que subit la vis 27. En effet, l'insuffisance du couple délivré par le motoréducteur peut être diagnostiquée au moment T1 à l'aide de capteurs appropriés tels un capteur d'effort 111 observant l'évolution du courant consommé par le motoréducteur 28. L'insuffisance des performances du motoréducteur détectée, un signal est envoyé au dispositif de contrôle 6 en lui demandant d'engendrer une pression hydraulique suffisante pour réduire l'effort de compression exercé sur la vis 27. Cette intervention commence au moment T1, atteint son maximum à un moment T3 et se termine à partir d'un moment T4. A un moment T2, la réduction de l'effort de compression de la valeur F1 à une valeur F2 est telle que le couple délivré par le motoréducteur est suffisant pour pouvoir desserrer le frein de stationnement. Et à un moment T5, la fin du desserrage du frein de stationnement électrique est atteinte, le véhicule automobile pouvant être mis en mouvement. L'intervention des moyens prévus par l'invention est représentée sur le diagramme de la figure 9 par un quatrième axe de temps sur lequel est porté l'effort délivré par le dispositif 6 et notamment par la pompe hydraulique 61. Ce quatrième axe s'ajoute aux trois premiers axes de temps dédiés - comme dans les diagrammes des figures 7 et 8 - respectivement aux différentes actions, à l'effort appliqué aux moyens de freinage du frein de stationnement et notamment au piston 24, et à l'effort délivré par le motoréducteur du frein de stationnement. Comme le diagramme de la figure 9 le montre, le desserrage du frein de stationnement avec intervention du dispositif de contrôle 6 requiert un temps plus long depuis l'activation du desserrage du frein jusqu'à la mise en mouvement du véhicule, comparé à un desserrage sans intervention dudit dispositif. De plus, l'intervention du dispositif de contrôle 6 génère parfois des nuisances vibratoires dues à l'utilisation de la pompe hydraulique 61. Mais elle permet de réussir de manière sûre le desserrage du frein de stationnement. REVENDICATIONS1. Système de freinage d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage de service (2 à 6) et un dispositif de freinage de stationnement (2, 10, 11), caractérisé en ce que le dispositif de freinage de service (2 à 6) est conformé pour pouvoir participer au desserrage du dispositif de freinage de stationnement (2, 10, 11). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur un essieu porteur de moyens (26 à 28) de freinage de stationnement, le système de freinage comprend des moyens de serrage (24) du dispositif de freinage susceptibles d'être actionnés par des moyens (4, 6, 25) du dispositif de freinage de service et par des moyens (26 à 28) du dispositif de stationnement. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de serrage (24) du dispositif de freinage comprennent un piston d'un vérin hydraulique du dispositif de freinage de service conformé pour pouvoir être actionné par la pression d'un fluide hydraulique du dispositif de freinage de service (2 à 4) et un élément mobile (26) de serrage du dispositif de freinage de stationnement susceptible d'être déplacé par génération d'un couple. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément mobile (26) du dispositif de freinage de stationnement est disposé à l'intérieur d'une chambre de travail (25) du vérin hydraulique du dispositif de freinage de service, de sorte que, en cas d'insuffisance d'effort des moyens de serrage du dispositif de freinage de stationnement pour desserrer le frein de stationnement, une pression hydraulique engendrée sur commande par une source hydraulique (61) du dispositif defreinage de service, puisse participer à un desserrage du dispositif de freinage de stationnement. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur d'effort (111) associé aux moyens (26 à 28) du dispositif de freinage de stationnement, susceptible d'engendrer un signal représentatif de l'impossibilité de desserrer le frein de stationnement et destiné à des moyens de commande (6) reliés au dispositif de freinage de service (2 à 4) pour faire participer la source hydraulique (61) à un desserrage du dispositif de freinage de stationnement (2, 10, 11). 6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de commande manuelle pour engendrer un signal destiné à des moyens de commande (6) reliés au dispositif de freinage de service (2 à 4) pour faire participer le dispositif de freinage de service (2 à 4) au desserrage du dispositif de freinage de stationnement (2, 10, 11). 7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection (100) permettant de constater que le véhicule automobile reste immobilisé malgré des essais de desserrage du frein de stationnement, les moyens de détection (100) étant reliés aux moyens de commande (6) reliés au dispositif de freinage de service (2 à 4) pour faire participer la source hydraulique (61) à un desserrage du dispositif de freinage de stationnement (2, 10, 11). 8. Procédé d'actionnement d'un système de freinage d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage de service (2 à 4) et un dispositif de freinage de stationnement (2, 10, 11), le procédé comprenant au moins une étape d'activation de moyens (6) permettantd'engendrer une pression hydraulique destinée à être distribuée sur des moyens (25, 26) conformés pour pouvoir être actionnés pour participer à un desserrage du dispositif de freinage de stationnement. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une étape de surveillance d'au moins un élément (28) du dispositif de freinage de stationnement (2, 10, 11) pour déterminer si les moyens (6) permettant d'engendrer une pression hydraulique doivent être activés pour obtenir le desserrage du frein de stationnement. 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il 15 comprend un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.