Brevet FR3063956A1 — publié le 20180921

PEDALE DE FREIN A DOUBLE RAPPORT D'AMPLIFICATION La présente invention se rapporte à un ensemble de pédale de frein pour véhicule automobile. Aujourd'hui des systèmes de freinage sont équipés de servofreins à assistance électrique qui posent un problème en cas de rupture soudaine de l'alimentation électrique. Avec un servofrein à assistance pneumatique (mastervac15', dont la source est une dépression pneumatique provoquée par l'aspiration naturelle du moteur dans le collecteur d'admission, ou une pompe), la source de vide ne peut pas se couper subitement mais après plusieurs «pompages» de la pédale de frein et le système ESC a également une pompe qui peut aussi assister le conducteur. Pour les assistances électriques, en cas de panne du réseau 15 électrique, il a été proposé de prévoir un seuil intermédiaire entre l'assistance en fonctionnement nominal (1G à 15 DaN) et celle prévue en actionnement à 100% via l'effort du pied du conducteur prévu par la norme ECE R 13 H (c'est à dire 0,25G de décélération pour 50 DaN appliqué par le pied du conducteur sur la pédale de 20 frein), soit un freinage transitoire de 0,5G pour 50 DaN à la pédale (état de l'art Européen). Concrètement, pour la plupart des assistances, il faut prévoir une source énergétique de secours, comme une super-capacité électrique. Mais cette solution présente l'inconvénient que la super- 25 capacité de secours se vide à chaque fois que le véhicule s'arrête et retrouve sa pleine charge qu'au bout de 1 à 2 mn sous condition de tension suffisante du réseau de bord (>>13V). De plus, elle présente un surcoût (pièce/câblage/montage) et un encombrement pour le véhicule, d'où un taux de disponibilité de la solution de 30 secours par une super-capacité non satisfaisante, un surcoût et une architecture plus compliquée (encombrement, câblage supplémentaire). 3063956 2 Il existe aussi un autre type d'assistance hydroélectrique qui se compose d'une pompe électrique et d'un accumulateur hydraulique. Une vanne électrohydraulique ou mécanique permet d'actionner l'assistance sur les pistons du 5 maître-cylindre. En cas de panne électrique, l'énergie accumulée dans l'accumulateur hydraulique permet de répondre à quelques sollicitations en freinage avant de voir sa pression chuter. Ceci permet de lisser la charge de l'accumulateur hydraulique mais aussi d'assurer une assistance transitoire en cas de panne 10 d'alimentation électrique. L'inconvénient de cette solution est que cet ensemble d'assistance électrohydraulique est plus couteux et est limité en fonctionnalité en particulier si l'actionneur est mécanique. En effet, dans ce cas, il ne constitue pas un actionneur autonome et il ne peut pas être utilisé pour des fonctions d' aide à la conduite avancée ou de conduite autonome tel que le permettent les servofreins à assistance électrique. L'objet de l'invention est de proposer une solution qui permette d'améliorer la performance de la pédale en cas de fonctionnement en mode dégradé et ce de façon permanente et sans changement trop lourd ou trop couteux sur le véhicule. L'ensemble de pédale de frein selon l'invention est à rapport d'amplification et comprend un bras sur lequel est disposé un patin d'appui, monté rotatif sur une liaison pivot et permettant l'actionnement d'une tige de poussée de commande d'un frein, il est caractérisé en ce que le bras présente un évidement en forme de haricot dans lequel est disposé une goupille reliée à un poussoir, ladite goupille coopérant avec un chariot par une ouverture oblongue et avec la tige de poussée par un trou circulaire, le poussoir est en appui sur le chariot par l'intermédiaire d'au moins un premier ressort, la tige de poussée ayant une première position dans laquelle le rouleau est en appui à une première extrémité de l'évidement et une deuxième position 3063956 3 dans laquelle la goupille est en appui à une deuxième extrémité de l'évidement. Ce système de pédale à ratio variable présente l'avantage de ne pas nécessiter de point de fixation ou de support 5 supplémentaire sur le tablier. Le poussoir permet une évolution du ratio pédale en fonction de l'effort, et permet le basculement en ratio pédale augmenté en appui fort en cas de panne d'assistance, car le poussoir est isolé de la tige de poussée par le ou les ressorts. L'invention permet d'avoir une pédale de frein à rapport 10 d'amplification (rapport du bras de levier entre la position du support d'appui du pied et celui de la tige du servofrein) qui peut changer en cas de forte sollicitation au niveau de la pédale de frein. Il n'y a que le pédalier à adapter mais rien à faire au niveau de l'assistance de frein ou des supports du pédalier car il 15 n'y a pas de point d'appui supplémentaire à prévoir. Avantageusement, le chariot comprend au moins un rouleau en contact avec le bras. Le chariot comprendra de préférence deux rouleaux disposés à des hauteurs différentes du bras. Avantageusement, le premier ressort (ou ensemble de 20 ressorts) entre le poussoir et le chariot est précontraint. Il est ainsi facile de régler la pression nécessaire pour basculer d'un état à l'autre. Avantageusement, un deuxième ressort de rappel est disposé entre le chariot et le bras. Ce ressort permet de repositionner le 25 bras à sa position initiale au repos. Ceci est optionnel et n'est nécessaire que si la pente du haricot présente un arc-boutement qui empêche par frottement un retour à la position repos par la seule action du premier ressort. Avantageusement, le chariot comprend au moins une zone en 30 creux pour accueillir le premier ressort précontraint. Ce creux permet de garder le ou les premiers ressorts précontraints en position. 3063956 4 Avantageusement, le premier ressort (ou ensemble de ressorts) précontraint est taré pour faire basculer la goupille de la première à la deuxième position au-dessus d'une valeur de pression prédéterminée exercée sur le patin de la pédale. Si la 5 force sur le poussoir est forte, il écrase les ressorts précontraints vers le chariot avec lequel il est lié. Comme la tige de poussée est aussi en contact avec l'évidement en forme de haricot sur le bras de la pédale de frein, la tige va se déplacer en suivant la courbe de cet évidement. 10 Avantageusement, la valeur de pression est supérieure à 15daN. Cette valeur correspond à la valeur maximum imposée par à la norme ECE R 13 H pour un freinage maximum sous assistance. L'invention porte également sur un véhicule équipé d'un ensemble de pédale de frein avec au moins une des caractéristiques 15 précédentes. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre d'exemple : - La figure 1 est une vue schématique de l'ensemble de 20 pédale de frein selon l'invention, - La figure 2 est une perspective de l'ensemble de la pédale de la figure 1, - La figure 3 est une perspective du détail du poussoir, - La figure 4 est une vue en perspective du chariot, 25 - Les figures 5 à 9 montrent les étapes successives du montage des différents éléments sur la pédale , - Les figures 10 et 11 illustrent le déplacement de la pédale en mode normal, - Les figures 12 et 13 illustrent le déplacement de la 30 pédale en mode dégradé, - Les figures 14 à 16 décomposent le mouvement schématique de l'ensemble en mode normal, 3063956 5 - Les figures 17 à 19 décomposent le mouvement schématique de l'ensemble en mode dégradé, - La figure 20 montre l'évolution du rapport d'amplification en fonction de l'effort exercé sur la pédale. 5 L'ensemble de pédale de frein illustré schématiquement figure 1 comprend un bras 1 avec un patin d'appui 10 d'un premier côté, une tige de poussée 2, un poussoir 3 et un chariot 4. Des premiers ressorts 5, précontraints ou non, sont disposés entre le poussoir 3 et le chariot 4. 10 Le bras 1 est fixé d'un deuxième côté au tablier 6 par une liaison pivot 11 et présente un évidement 12 avec un profil en forme de haricot dans lequel la goupille 20 peut coulisser entrainant de facto la tige de poussée 2. Cette goupille 20 relie également le bras 1 au chariot 4. 15 Des rouleaux 40 sont reliés au chariot 4 et permettent un appui au bras 1 pour qu'il pousse glisser le long de celui-ci La tige de poussée 2 est reliée d'un côté au système de freinage et de l'autre au poussoir 3 par une goupille 20 disposée dans un trou circulaire 21. 20 Le poussoir 3 est en forme de U et présente une surface 30 sensiblement plane sur laquelle viennent en appui les ressorts 5. Le chariot 4 est également en forme de U pour pouvoir être disposé autour du poussoir 3, il comprend deux rouleaux 40 disposés au bout des branches du U, une ouverture oblongue 41 sur chaque 25 face des branches du U et une surface 42 disposée du côté opposé aux rouleaux 40. La surface 42 présente deux zones en creux 420 destinées à recevoir les ressorts 5. Le charriot 4 est relié au bras 1 de la pédale de frein via une ouverture oblongue 41 et deux rouleaux 40, et au poussoir 3 via deux ressorts précontraints 5. 30 Ces rouleaux 40 sont optionnels et peuvent être remplacés par tout autre système permettant au chariot de coulisser Un ressort de rappel 7 est placé entre le bras 1 de la pédale et le chariot 4, ce ressort 7 est nécessaire si malgré la 3063956 6 géométrie de la courbe de l'évidement 12, les ressorts 5 précontraints ne poussent pas avec une composante normale suffisante pour le rappel du chariot 4. Nous allons maintenant décrire le fonctionnement de 5 l'ensemble selon l'invention. En position de repos, comme illustré figures 10, 14 et 17, le bras de la pédale est en arrière (c'est-à-dire dirigé vers l'arrière du véhicule), la goupille 20 est à une première extrémité 120 de l'évidement 12, le poussoir 3 et le chariot 4 sont écartés 10 l'un de l'autre via des ressorts 5 et reliés entres eux par une goupille 20 qui peut coulisser dans un évidement 12 en forme de trou oblong présent dans le corps du chariot 4 et les ressorts 5 au repos ou partiellement comprimés. Lors d'un actionnement normal du dispositif, le conducteur 15 appuie sur le patin 10 qui fait basculer le bras 1 vers l'avant autour de la liaison pivot 11 selon un bras de levier b et pousse la tige de poussée 2 avec un bras de levier de longueur a par rapport à la liaison pivot 11. Lors d'une panne de l'assistance, l'actionnement du 20 dispositif va nécessiter un effort plus important de la part du conducteur, on voit figure 20 que jusqu'à 20DaN il n'y a pas d'amplification de l'effort (partie A) car les ressorts 5 s'opposent au mouvement du poussoir 3, à partir de 15DaN (partie B) les ressorts 5 commencent à se comprimer et la goupille 20 se 25 déplace dans l'évidement 12 de sa position de repos vers une deuxième extrémité 121 de l'évidement 12 qui est atteinte vers 25DaN dans l'exemple illustré et où on a l'amplification maximum du dispositif (partie C). Comme illustré figures 12, 13, 18 et 19, le chariot 4 va 30 transmettre l'effort d'appui du conducteur au poussoir 3 et faire que la déformation des ressorts précontraints 5 oblige la goupille 20 qui est liée à l'évidement 12 de la pédale à se déplacer. 3063956 7 Le poussoir 3 fait le lien avec la tige de poussée 2. Comme la force sur le poussoir 3 est forte, c'est à dire >>15 DaN d'appui pédale, il se rapproche du chariot 4 en écrasant les ressorts 5 contre celui-ci. Comme la tige 2 est aussi en contact avec 5 l'évidement 12 sur le bras 1 de la pédale de frein, elle va se déplacer en suivant la courbe de cet évidement 12 et ainsi changer la longueur du bras de levier de la pédale qui est alors c. On a ainsi avec une course de pédale L identique dans les deux modes (environ 12 à 15cm au niveau du pied conducteur), on 10 transmet une pression dans le maître-cylindre de plus de 100bars pour le mode normal et environ 50 bars pour le mode dégradé. Sans ce mécanisme, il aurait été impossible d'exploiter la course maximun de la pédale et de ce fait, la pression maximum transmise dans le maître-cylindre autait été plus faible. REVENDICATIONS1. Ensemble de pédale de frein à rapport d'amplification comprenant un bras (1) sur lequel est disposé un patin d'appui (10), monté rotatif sur une liaison pivot (11) et permettant l'actionnement d'une tige de poussée (2) de commande d'un frein, caractérisé en ce que le bras (1) présente un évidement (12) en forme de haricot dans lequel est disposé une goupille (20) reliée à un poussoir (3), ladite goupille (20) coopérant avec un chariot 10 (4) par une ouverture oblongue (41) et avec la tige de poussée (2) par un trou circulaire (21), le poussoir (3) est en appui sur le chariot (4) par l'intermédiaire d'au moins un premier ressort (5), la tige de poussée (2) ayant une première position dans laquelle la goupille (20) est en appui à une première extrémité (120) de 15 l'évidement et une deuxième position dans laquelle la goupille (20) est en appui à une deuxième extrémité (121) de l'évidement (12). 2. Ensemble de pédale de frein selon la revendication 1 20 caractérisé en ce que le chariot (4) comprend au moins un rouleau (40) en contact avec le bras (1). 3. Ensemble de pédale de frein selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier 25 ressort (5) est précontraint. 4. Ensemble de pédale de frein selon une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un deuxième ressort de rappel (7) est disposé entre le chariot (4) et le bras 30 (1). 5. Ensemble de pédale de frein selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le chariot (4) 3063956 9 comprend au moins une zone en creux (420) pour accueillir le premier ressort (5). 6. Ensemble de pédale de frein selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier ressort (5) est précontraint et taré pour faire basculer la goupille (20) de la première à la deuxième position au-dessus d'une valeur de pression prédéterminée exercée sur le patin (10) de la pédale. 7. Ensemble de pédale de frein selon la revendication précédente caractérisé en ce que la valeur de pression est supérieure ou égale à 15daN. 8. Véhicule équipé d'un ensemble de pédale de frein selon une des revendications précédentes.