Frein de parking électrique

Chez Audi, le mécanisme de frein de stationnement est composé d’un moteur à courant continu, d'un mécanisme à plateau oscillant et d'une broche. Les composants sont directement montés sur les étriers de frein arrière et permettent la transformation du mouvement de rotation du moteur en petits mouvements linéaires du piston de frein. Le moteur à courant continu entraîne le mécanisme à plateau oscillant par une transmission à courroie.

C’est ici aussi qu’a lieu la première réduction du régime du moteur d’entraînement. Le régime est réduit à 1:3 par la démultiplication de la transmission à courroie. Le régime est une nouvelle fois réduit par le mécanisme à plateau oscillant. À la sortie du mécanisme, le régime est abaissé d’un facteur de 147 par rapport au régime d'entraînement du moteur à courant continu. Une broche entraînée directement par le mécanisme à plateau oscillant convertit le mouvement de rotation en un mouvement linéaire.

Le piston de frein renferme un cylindre qui peut aller et venir à l'intérieur du piston. Pour empêcher le cylindre de tourner dans le piston, celui-ci est planéifié en deux endroits. À l’extrémité avant du cylindre est emmanché un écrou qui se déplace sur le filetage de la broche dès que la broche tourne. Un capteur à effet Hall permet de mesurer le nombre de rotations du moteur à courant continu et de le transmettre au calculateur qui peut en déduire la course.

Lorsque le frein de stationnement est actionné, l'écrou est déplacé vers l’avant par la rotation de la broche. Le cylindre presse alors les plaquettes de frein contre le disque de frein à l'aide du piston de frein.

Lors du desserrage du frein de stationnement, l’écrou tourne en arrière sur la broche et le piston de frein est délesté. Comme le joint d'étanchéité retrouve sa forme, le piston de frein revient en arrière comme après un processus de freinage normal.

Le système complet comprend également un calculateur intégrant un capteur d'angle d'inclinaison, des voyants et un commutateur d'actionnement dans la console centrale.

Pour activer le frein de stationnement, il faut tirer le commutateur d’actionnement et pour le desserrer, il faut pousser le commutateur. L'activation du frein de stationnement est indiquée par le voyant dans le tableau de bord et dans le commutateur d'actionnement. Une spécificité réside dans le fait que le frein de stationnement peut être activé même lorsque le contact est coupé. Le desserrage n’est toutefois possible que lorsque le contact est mis.

L'unité d'actionnement comprend les composants suivants :

Le moteur électrique, une broche, le ressort enroulé, le fléau, les poulies de renvoi de câbles, les roues dentées en plastique et les câbles de frein.

Lorsque le frein de stationnement est actionné, le moteur électrique entraîne la broche par l’intermédiaire des roues dentées en plastique. Le filetage de la broche permet de déplacer le fléau destiné à l'équilibrage droite/gauche vers l'avant et l'arrière selon qu'il s'agisse de serrer le frein ou de le desserrer. Les poulies sont fixées au fléau par des leviers de liaison. Les câbles des côtés droit et gauche sont accrochés dans les poulies. Lorsque le fléau se déplace sur la broche lors du serrage du frein de stationnement, les poulies tournent vers l'intérieur et actionnent les câbles de frein qui serrent alors le servofrein à tambour duo.

Lors du desserrage du frein de stationnement, le moteur électrique fait tourner la broche dans l'autre sens. Le fléau se déplace en arrière et les poulies tournent vers l'extérieur. Les câbles de frein sont tirés en arrière et le frein de stationnement se desserre. La force de rappel est produite par les ressorts de rappel dans le servofrein à tambour duo.

Pour que toute la force de maintien du frein de stationnement serré ne pèse pas entièrement sur les roues dentées en plastique, un ressort enroulé est monté. Le ressort enroulé est fixé sur la broche. Lorsque le frein de stationnement est serré et que la broche a atteint la position de maintien, la force de rappel tente de tourner la broche dans le sens opposé. Du fait de ce mouvement de rotation opposé, les premières spires du ressort enroulé sont poussées vers l’extérieur contre le boîtier qui l’entoure. La broche est ainsi maintenue dans sa position et les forces de rappel sont absorbées par le ressort enroulé. Lors du desserrage du frein de stationnement, la broche est entraînée par le moteur électrique et entraîne alors avec elle l'extrémité opposée du ressort enroulé. Le ressort est ainsi tourné vers l'intérieur et séparé du boîtier.

Pour éviter la corrosion sur les tambours de frein et les plaquettes et toujours obtenir le meilleur effet possible, le système réalise un freinage en roulage. Cette procédure de freinage a lieu environ une fois par mois ou tous les 1000 km. L’opération de freinage est automatiquement réalisée par le système et passe inaperçue pour le conducteur. Pendant le freinage, le frein de stationnement est actionné avec environ 20 % de la force d’application maximale. L’usure provoquée par ce freinage est extrêmement faible. Pour environ 300 opérations de freinage, une épaisseur de 0,5 mm maximum est enlevée des plaquettes de frein.

Pour contrôler l’efficacité de freinage du frein de stationnement électromécanique, il doit être possible de tester celui-ci sur un banc d'essai de freins.

L'Audi A8 reconnaît cet essai automatiquement. Lorsque les roues arrière tournent avec une vitesse constante de 3 – 9 km/h sur le banc d’essai, le mode d’essai est détecté par le calculateur après 3 secondes. Il est important que la borne 15 (contact) soit activée. Le calculateur modifie le comportement de fermeture du frein de stationnement de telle façon qu'à chaque actionnement du commutateur, le piston sorte un peu plus et le frein se ferme davantage.

Sur la BMW série 7, le frein de stationnement ne peut être testé qu’avec le moteur à l'arrêt et le contact mis. Lorsque le commutateur est actionné, le frein de stationnement se ferme relativement vite et ne peut pas être serré de façon lente et continue, comme sur un frein de stationnement actionné manuellement.

Comme avec bon nombre d’autres systèmes électriques, l'appareil de diagnostic permet de lire la mémoire des défauts. Selon l’appareil de diagnostic, il est possible d’afficher le fonctionnement/l'état de commutation des différents composants à l'aide des blocs de valeurs de mesure (valeurs réelles), ou de commander les composants et contrôler leur fonctionnement par le diagnostic des actionneurs.

En cas de réparation, il faut systématiquement observer les notices de réparation, valeurs de contrôle et couples de serrage spécifiques au constructeur. Une fois la réparation effectuée, la mémoire des défauts doit être effacée et un contrôle de fonctionnement sur banc doit être réalisé.