Système de commande de frein de parking par coupure de circuit hydraulique
Domaine de l'invention La présente invention concerne un système de commande de freinage par coupure de circuit hydraulique et s'applique plus particulièrement au circuit de freinage d'un frein de parking de véhicule, notamment de véhicule automobile. La présente invention à notamment pour but de remplacer le levier de frein à main avec son système de câblage pour éviter d'une part les io contraintes d'implémentation et de définition du trajet du câble. D'autre part l'invention permet d'éviter des problèmes liés aux rendements dus au câble, mais aussi d'éviter des contraintes de réglage. Etat de la technique Actuellement, les véhicules automobiles disposent classiquement de 15 deux systèmes de commande du freinage. Les deux systèmes de commande utilisés se distinguent par une commande mécanique pour le frein de secours et de stationnement, appelé plus couramment frein à main et une commande hydraulique pour le circuit de freinage principal. Le frein de secours et de stationnement, qui n'agit que sur un essieu, doit 20 permettre d'une part, l'arrêt du véhicule en cas de défaillance du circuit principal et d'autre part une immobilisation permanente de celui-ci. Le freinage principal agit sur chacun des essieux, par action d'un liquide mis sous pression dans le circuit hydraulique en fonction de l'actionnement ou non de la pédale de frein par un conducteur dudit véhicule. Le système de 25 commande mécanique pour le frein de secours et de stationnement présente toutefois quelque inconvénient. En fait, ce système engendre une mauvaise répartition et stabilité du freinage, un mauvais rendement du fait des pertes d'énergie par frottement du câblage dans les gaines, des risques de grippage, une usure par distension et une rupture des brins du câble en 30 usage intensif. En outre ce type de système engendre des contraintes d'implantations et de définition du trajet du câble, avec des contraintes de réglage. D'autres systèmes de commande de frein ont été élaborés pour palier à ces inconvénients, tel que des systèmes de freinage hydraulique où le frein 35 principal, dit de service, et le frein secondaire, dit de parking ou de stationnement, sont combinés. De tels systèmes sont présentés, par exemple, dans US 6, 305, 511 et WO97129292. Ces systèmes ne prennent pas en considération les phénomènes d'absorption du circuit de freinage, qui engendrent des pertes de pression du fluide dans le circuit hydraulique du fait du tassage des éléments constituant ledit circuit. On entend par tassage tous rattrapages de jeux ou éléments comprimables présent dans le circuit de freinage. Exposé de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des to techniques exposées précédemment. A cette fin, l'invention propose un système de commande de frein de parking combiné avec le frein principal ou de service, par coupure du circuit hydraulique. Dans ce contexte, l'invention permet de supprimer les contraintes d'implémentation et de définition du parcours du câblage du frein de parking d'un véhicule. L'absence de ce 15 câblage permet d'éviter les problèmes liés aux rendements dus aux câbles ainsi que les contraintes de réglage. De plus, cette invention présente un confort pour un conducteur dudit véhicule du fait de la simplicité et de l'encombrement moindre par rapport aux systèmes de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objet un système de commande 20 de frein de parking d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile comportant au moins un émetteur de fluide hydraulique sous pression et au moins un récepteur de pression hydraulique, l'émetteur et le récepteur étant liés par un circuit hydraulique, ledit circuit hydraulique comportant une vanne de coupure du circuit qui est positionnée entre l'émetteur et le récepteur, un 25 actionneur pour la vanne permettant la coupure du circuit au niveau de la vanne caractérisé en ce que le circuit hydraulique est relié à un tampon de compensation de pression hydraulique dans sa partie entre la vanne de coupure et le récepteur, la liaison hydraulique entre le tampon et le circuit étant contrôlée par une deuxième vanne de coupure, ces deux vannes étant 30 commutées par opposition, de sorte que lorsque la vanne est dans une position passante, la pression du fluide hydraulique est emprisonnée au niveau du récepteur. L'invention comporte l'une quelconque des caractéristiques suivantes : L'invention comporte l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - le système comporte un circuit hydraulique supplémentaire identique au premier circuit hydraulique liant l'émetteur et un récepteur, - les première et deuxième vannes sont commutées électriquement par l'actionneur, - des capteurs de pression en sortie de l'émetteur, dans chaque circuit hydraulique associé à un récepteur, de telle sorte que lesdits capteurs permettent de déterminer si la pression du fluide délivrée par l'émetteur est io suffisante ou trop importante dans le circuit hydraulique, lorsque l'actionneur est sollicité. L'invention a également pour objet un système de commande d'un frein de parking d'un véhicule comportant un émetteur de fluide hydraulique sous pression et un récepteur de pression hydraulique, l'émetteur et le 15 récepteur étant liés par un circuit hydraulique, ledit circuit hydraulique comportant une vanne de coupure du circuit qui est positionnée entre l'émetteur et le récepteur, un actionneur pour la vanne permettant la coupure du circuit au niveau de la vanne, caractérisé en ce que le circuit hydraulique est relié, respectivement à un tampon de compensation de pression 20 hydraulique et un vérin de régulation de la pression hydraulique, dans sa partie entre la vanne de coupure et le récepteur, la liaison hydraulique du tampon au circuit étant contrôlée par une deuxième vanne de coupure, la liaison hydraulique du vérin étant contrôlée par une troisième vanne de coupure, les deux vannes étant commutées par opposition, de sorte que 25 lorsque la vanne est dans un état passant, la pression du fluide hydraulique est emprisonnée au niveau du récepteur, la vanne étant commutée dans le même état que la vanne jusqu'à ce qu'un capteur de pression associé audit tampon détermine que la pression mesurée est suffisante pour maintenir le véhicule immobilisé. 30 L'invention comporte l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - le vérin comporte deux chambres dont une chambre avant et une chambre arrière alimentées l'une et/ou l'autre soit par une source de dépression, soit par une source de pression atmosphérique, - l'alimentation des chambres avec la source de dépression ou la source de pression atmosphérique est contrôlée par une vanne, - la vanne bascule d'une source à l'autre de manière synchronisée avec le changement d'état de la vanne, - les vannes sont commutées électriquement par l'actionneur, - le système comporte un circuit hydraulique supplémentaire identique au premier circuit hydraulique et liant l'émetteur et un récepteur. Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit io et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 représente schématiquement un système de freinage selon un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente schématiquement un système de freinage 15 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Les caractéristiques décrites et d'autres caractéristiques de l'invention résultent de la description suivante des modes de réalisation préférés. Dans ce qui suit, un premier mode de réalisation d'un système de 20 freinage est illustré à la figure 1. Ce système de freinage 1 est une commande hydraulique comprenant un réservoir de liquide 2, à la pression atmosphérique, placé en charge par rapport à un émetteur 3. Cet émetteur est un maître cylindre qui a pour fonction de transformer la force mécanique fournie par un conducteur du véhicule en une pression hydraulique. Cette 25 force mécanique fournie par le conducteur est exercée sur une pédale de frein 4. Cette pédale de frein 4 agit sur une tige de poussé 5a qui communique la force au piston de l'émetteur 3 ou maître cylindre. Le fluide hydraulique est réparti et se déplace dans des circuits hydrauliques de freinage. Le déplacement du fluide hydraulique commande immédiatement la 30 mise en mouvement des récepteurs 6, 7 de freinage, par exemple les freins à disque couplés aux roues du véhicule. Les récepteurs 6, 7 transforment cette pression hydraulique en une force capable d'actionner les segments et plaquettes de frein contre les pistes de frottement (ou disques) des roues du véhicule. Les circuits hydrauliques sont composés de réseau de 35 canalisations flexibles ou rigides, qui transmettent la pression hydraulique de l'émetteur aux récepteurs 6, 7. L'émetteur 3 est relié à deux circuits hydrauliques bien distinct et indépendant hydrauliquement. Un premier circuit hydraulique 1.1 comporte une première canalisation principale 8 destinée à alimenter en fluide et donc commander les freins avant et un deuxième circuit hydraulique 1.2 comporte une deuxième canalisation principale 9, destinée à alimenter en fluide et donc commander les freins arrière. Une vanne 10 de coupure du premier circuit hydraulique 1.1 est positionnée entre l'émetteur 3 et le récepteur 6. La canalisation principale 8 du premier circuit hydraulique 1.1 est reliée à un tampon 14 permettant le maintien et la io compensation de la pression hydraulique dans le circuit 1.1 par l'intermédiaire d'une canalisation secondaire 13. Cette liaison est réalisée dans la partie du circuit hydraulique entre la vanne 10 de coupure et le récepteur 6. La liaison hydraulique du tampon 14 à la canalisation principale du premier circuit hydraulique 1.1 est contrôlée par une deuxième vanne 15 15 de coupure. De même, dans le deuxième circuit hydraulique 1.2, une vanne 11 de coupure du deuxième circuit hydraulique 1.2 est positionnée entre l'émetteur 3 et le récepteur 6. La canalisation principale 9 du deuxième circuit hydraulique 1.2 est reliée à un tampon 18 permettant le maintien et la compensation de la pression hydraulique dans le circuit 1.2 par 20 l'intermédiaire d'une canalisation secondaire 17. Cette liaison est réalisée dans la partie du circuit hydraulique 1.2 entre la vanne 11 de coupure et le récepteur 7. La liaison hydraulique du tampon 18 au deuxième circuit hydraulique 1.2 est contrôlée par une deuxième vanne 19 de coupure. Chaque vanne 10, 11, 15, 19 est commandée électriquement par un 25 actionneur 20. Lorsque l'actionneur 20 est sollicité, chaque vanne bascule dans l'état inverse de son état courant. Autrement dit si la vanne était dans un état passant, lorsque l'actionneur 20 est sollicité, la vanne passe à un état non passant. Cependant les vannes 10 et 11 irriguées par la même canalisation principale 8 sont montées dans le premier circuit hydraulique 1.1 30 en opposition de phase. De même, les vannes 11 et 19, irriguées par la même canalisation principale 9, sont montées dans le deuxième circuit hydraulique 1.2 en opposition de phase. Autrement dit, quand la vanne 10 est dans un état passant, la vanne 15 est dans un état non passant. Toutefois, la commutation d'une vanne 10, 11, 15, 19 d'un état passant à un 35 état non passant ou vice versa dure environ 2 à 5 secondes.
Quatre étapes de fonctionnement du mode de réalisation du système de freinage 1 illustré par la figure 1 sont déterminées : - une première étape concerne l'état initial du système de freinage 1, autrement dit une étape de repos. Dans cette première étape, aucun effort mécanique n'est exercé sur la pédale de frein 4. L'actionneur 20 n'est pas sollicité, les vannes 10 et 11 sont initialement dans un état passant et les vannes 15 et 19 sont quant à elle initialement dans un état non passant. Le fluide hydraulique circulant entre l'émetteur 3 et les récepteurs 6, 7, est alors totalement réparti dans le circuit de freinage. io - une deuxième étape concerne un freinage normal du véhicule autrement dit une utilisation du frein de service ou principal. Cette étape est utile lors d'une décélération du véhicule ou l'arrêt du véhicule. Dans cette étape, un effort mécanique est exercé sur la pédale de frein 4 par le conducteur du véhicule. Cet effort engendre proportionnellement une 15 compression du fluide hydraulique, faisant circuler le fluide par les vannes 10 et 11 jusqu'aux récepteurs 6 et 7. - Une troisième étape concerne un freinage d'urgence ou l'utilisation du frein de parking du véhicule. Dans cette étape, un effort mécanique est exercé sur la pédale de frein 4 par le conducteur du véhicule. Cet effort 20 provoque une circulation du fluide par les vannes 10 et 11 jusqu'aux récepteurs 6 et 7. Le conducteur, maintien son effort sur la pédale de frein 4 et sollicite l'actionneur 20. La sollicitation de l'actionneur 20 permet de faire commuter les vannes 15 et 19 dans un état passant. Ainsi, le fluide hydraulique circule dans les canalisations secondaires 13, 17 jusqu'aux 25 tampons 14 et 18. La pression exercée par le fluide hydraulique comprime le piston et le ressort constituant respectivement les tampons 14, 18. Après un délai d'environ 2 à 5 secondes à partir de la sollicitation de l'actionneur 20, les vannes 10 et 11 commutent dans un état non passant. Le fluide sous pression est alors emprisonné entre le tampon 14, 18 et le récepteur 6, 7.
30 Cette compression du fluide engendre une pression sur les récepteurs 6 et 7, malgré les pertes dues à l'absorption du circuit hydraulique. On entend par absorption des circuits hydraulique, le tassage des éléments constituant lesdits circuits, notamment le ressort et le piston des tampons 14, 18. La pression exercée par le fluide sur les récepteurs 6, 7 reste ainsi suffisante 35 pour maintenir le véhicule immobilisé. - Une quatrième étape concerne le déverrouillage du freinage d'urgence ou l'utilisation du frein de parking du véhicule. Dans cette étape, l'actionneur 20 est de nouveau sollicité. Cette sollicitation de l'actionneur doit se faire sans qu'un effort soit exercé sur la pédale de frein 4 par le conducteur. De fait, les vannes 10 et 11 commutent de nouveau dans un état passant, et les vannes 15 et 19 commutent quant à elles dans un état non passant. Le fluide hydraulique circulant respectivement entre le tampon 14, 18 et le récepteur 6, 7, a de nouveau la possibilité de circuler jusqu'à l'émetteur 3 par l'intermédiaire de chaque canalisation principale 8, 9. Le io fluide hydraulique est alors réparti entièrement dans le circuit de freinage de sorte que la force capable d'actionner les segments et plaquettes de frein contre les disques des roues du véhicule, n'est pas suffisante. La rotation des roues du véhicule est de nouveau possible. Dans une variante du mode de réalisation illustré par la figure 1, des 15 capteurs 21, 22 de pressions sont positionnés sur chaque canalisation principale 8, 9 en sortie de l'émetteur 3. Ces capteurs 21, 22 permettent de déterminer si la pression du fluide délivrée par l'émetteur 3 est suffisante ou trop importante dans le circuit hydraulique, lorsque le conducteur sollicite l'actionneur 20.
20 Un deuxième mode de réalisation du système de freinage 1 de l'invention est illustré à la figure 2. Ce système de freinage 1 comporte un émetteur 3 similaire à celui décrit à la figure 1. Cet émetteur 3 est un maître-cylindre en amont duquel se trouve un amplificateur pneumatique d'effort de freinage 5b. Cet amplificateur 5b permet de multiplier la force mécanique 25 fournie par un conducteur sur un piston (non représenté) de maître cylindre ou de l'émetteur 3. L'émetteur 3 a pour fonction de transformer cette force mécanique en une pression hydraulique. Cette force mécanique fournie par le conducteur est exercée sur une pédale de frein 4. Cette pédale de frein 4 agit sur une tige de commande 5a qui communique ladite force mécanique 30 au piston dudit émetteur 3 ou dudit maître cylindre. Le fluide hydraulique est réparti et se déplace dans des circuits hydrauliques. Le déplacement du fluide hydraulique dans ces circuits hydrauliques commande immédiatement la mise en mouvement des récepteurs. Les récepteurs transforment cette pression hydraulique en une 35 force capable d'actionner les segments et plaquettes de frein contre les pistes de frottement des roues d'un véhicule. Les circuits hydrauliques sont composés d'un réseau de canalisations flexibles ou rigides, qui transmettent la pression hydraulique de l'émetteur 3 aux récepteurs 6, 7. L'émetteur 3 est connecté à deux circuits hydrauliques bien distincts et hydrauliquement symétriques. Un premier circuit hydraulique 1.10 comporte une première canalisation principale 23 destinée aux freins avant et un deuxième circuit hydraulique 1.20 comporte une deuxième canalisation principale 24, destinée aux freins arrière. Une vanne 25 de coupure du premier circuit hydraulique io 1.10 est positionnée entre l'émetteur 3 et le récepteur 6. La canalisation principale 23 du premier circuit hydraulique 1.10 est reliée respectivement, à un tampon 29 permettant le maintien et la compensation de la pression hydraulique dans le circuit 1.10 par l'intermédiaire d'une canalisation secondaire 28. Cette liaison à lieu dans la partie du circuit hydraulique 1.10 15 entre la vanne 25 de coupure et le récepteur 6. La liaison hydraulique du tampon 29 à la canalisation principale 23 du premier circuit hydraulique 1.10 est contrôlée par une deuxième vanne 31 de coupure. La liaison hydraulique du vérin 30 avec la liaison hydraulique du piston 29 est contrôlée par une troisième vanne 32 de coupure. Les deux vannes 25 et 31 sont commutées 20 par opposition. Autrement dit, lorsque la vanne 31 est dans un état passant, la pression du fluide hydraulique est emprisonnée au niveau du récepteur 6. De plus, la vanne 32 est commutée dans le même état que la vanne 31 jusqu'à ce qu'un capteur de pression 45 associé audit tampon 29 détermine que la pression mesurée est suffisante pour maintenir le véhicule immobilisé.
25 De même, dans le deuxième circuit hydraulique 1.20, une vanne 26 de coupure du deuxième circuit hydraulique 1.20 est positionnée entre l'émetteur 3 et le récepteur 7. La canalisation principale 24 du deuxième circuit hydraulique 1.20 est reliée respectivement, à un tampon 35 permettant le maintien et la compensation de la pression hydraulique dans le circuit 1.20 30 par l'intermédiaire d'une canalisation secondaire 34. Cette liaison à lieu dans la partie du circuit hydraulique 1.20 entre la vanne 26 de coupure et le récepteur 7. La liaison hydraulique du tampon 35 à la canalisation principale 24 du deuxième circuit hydraulique 1.20 est contrôlée par une deuxième vanne 37 de coupure. La liaison hydraulique du vérin 36 avec la liaison 35 hydraulique du tampon 35 est contrôlée par une troisième vanne 38 de coupure. Les deux vannes 26 et 37 sont commutées par opposition. Autrement dit, lorsque la vanne 37 est dans un état passant, la pression du fluide hydraulique est emprisonnée au niveau du récepteur 7. De plus, la vanne 38 est commutée dans le même état que la vanne 37 jusqu'à ce qu'un capteur de pression 46 associé audit tampon 35 détermine que la pression mesurée est suffisante pour maintenir le véhicule immobilisé. Les vérins 30 et 36 comportent chacun respectivement deux chambres 39, 40 et 41, 42 dont une chambre avant 39, 41, et une chambre arrière 40, 42. Chacune de ces chambres 39, 40, 41, 42, est apte à recevoir io soit une pression atmosphérique, soit une dépression provenant d'une source de dépression 5c comme une pompe, utilisée pour l'amplificateur 5b d'effort de freinage qui se trouve en amont du maître-cylindre ou émetteur 3. La sélection entre la pression atmosphérique ATM ou la source de dépression 5c, autrement dit la pompe est effectuée pour chacun des vérins 15 30, 36 par respectivement des vannes 43, 44. Chaque vanne 25, 26, 31, 32, 37, 38, 43 et 44 est commutée électriquement par un actionneur 20. Lorsque l'actionneur 20 est sollicité, chaque vanne bascule dans l'état opposé où elle se trouve. Autrement dit si une vanne était dans un état passant, lorsque l'actionneur est sollicité, ladite vanne passe à un état non passant et vice 20 versa. Dans le cas des vannes 43 et 44, il s'agit d'un basculement d'un état passant pour la pression atmosphérique à un état passant pour la source de dépression 5c. Quatre étapes de fonctionnement du mode de réalisation du système de freinage illustré par la figure 2 sont déterminées : 25 - une première étape concerne l'état initial du système de freinage, autrement dit une étape de repos. Dans cette première étape, aucun effort mécanique n'est exercé sur la pédale de frein 4. L'actionneur 20 n'est pas sollicité, les vannes 25 et 26 sont initialement dans un état passant et les vannes 31, 32, 37 et 38 sont quand à elles initialement dans un état non 30 passants. Le fluide hydraulique circulant entre l'émetteur 3 et les récepteurs 6, 7 est alors totalement dilaté. Les vannes 43 et 44 font admettre la pression atmosphérique dans les deux chambres 39, 40, 41, 42 des vérins 30, 36. Les récepteurs 6 et 7 sont également en position de repos. - une deuxième étape concerne un freinage normal du véhicule qui est 35 une utilisation du frein de service ou principal. Cette étape est utile lors d'une décélération du véhicule ou son arrêt. Dans cette étape, un effort mécanique est exercé sur la pédale de frein 4 par le conducteur du véhicule. Cet effort engendre proportionnellement une compression du fluide hydraulique, faisant circuler le fluide par les vannes 25 et 26 jusqu'aux récepteurs 6 et 7. - Une troisième étape concerne un freinage d'urgence ou l'utilisation du frein de parking du véhicule. Dans cette étape, seule la sollicitation de l'actionneur 20 est utile. En effet, un effort mécanique exercé sur la pédale de frein 4 par le conducteur du véhicule n'est pas obligatoire comme dans le premier mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 1. La io sollicitation de l'actionneur 20 permet de faire commuter dans un état non passant les vannes 25 et 26. Cette sollicitation de l'actionneur 20 permet de faire commuter les vannes 43 et 44 en un état faisant passer la pression atmosphérique dans les chambres arrière 40, 42, et la dépression provenant de la source de dépression ou pompe 5c dans les chambres avant 39, 41, 15 des vérins respectifs 30, 36. De plus, les vannes 31, 32, 37 et 38 commutent quant à elles dans un état passant. Ainsi, la pression du fluide hydraulique circulant dans les deuxièmes canalisations secondaires 28, 34 augmente. La pression exercée par le fluide hydraulique comprime à la fois le piston et le ressort du tampon 29, 35 mais aussi les récepteurs 6 et 7. Des capteurs de 20 pression 45 et 46 sont associés aux tampons respectifs 29 et 35, de telle sorte que lorsque la pression mesurée par les capteurs 45 et 46 est suffisante pour maintenir le véhicule, les vannes 32 et 38 commutent dans un état non passant. Cette commutation des vannes 32 et 38 présente un aspect sécuritaire s'il y a une fuite dans le circuit pneumatique. Le fluide sous 25 pression est alors emprisonné entre les tampons 29 et 35 et les récepteurs 6, 7. Cette compression du fluide effectue une pression sur les récepteurs 6 et 7, malgré les pertes dues à l'absorption du circuit hydraulique 1.10, 1.20. La pression exercée par le fluide sur les récepteurs 6, 7 reste ainsi suffisante pour maintenir le véhicule immobilisé. 30 - Une quatrième étape concerne le déverrouillage du freinage d'urgence ou l'utilisation du frein de parking. Dans cette étape, l'actionneur 20 est de nouveau sollicité. Cette sollicitation de l'actionneur 20 doit se faire sans qu'un effort soit exercé sur la pédale de frein 4 par le conducteur. De fait, les vannes 25 et 26 commutent de nouveau dans un état passant, et les 35 vannes 31 et 37 commutent quant à elles dans un état non passant. Dans un deuxième temps, environ 2 à 5 secondes plus tard, les vannes 32 et 38 commutent dans un état passant et les vannes 43 et 44 basculent dans un état permettant de faire admettre la pression atmosphérique dans les deux chambres 39, 40, 41, 42 de chaque vérin 30, 36 respectifs. La compression du fluide hydraulique exercée par les tampons 29 et 35 ainsi que les ressorts de rappel de chaque vérin 30, 36 tendent à faire revenir lesdits vérins 30 et 36 dans leur position initiale. Le fluide hydraulique est alors dilaté de sorte que la force capable d'actionner les segments et plaquettes de frein contre les pistes de frottement des roues du véhicule, n'est pas suffisante. La io rotation des roues du véhicule est de nouveau possible. Des modes de réalisation et des applications spécifiques du système de commande de frein 1 de parking par coupure de circuit hydraulique 1.1, 1.2, 1.10, 1.20 ont été présentés. Il devrait être évident, cependant, aux hommes de l'art que beaucoup d'autres modifications en sus de celles déjà 15 décrites sont possibles sans écarter des concepts inventifs ci-inclus.