EP4698412A1 - Dispositif de freinage magnetique a courant de foucault, roue freinee de vehicule et atterrisseur d' aeronef, aeronef equipes d' une telle roue - Google Patents

Abstract

Dispositif de freinage magnétique pour roue de véhicule, comprenant au moins un élément statorique (2) agencé pour être lié en rotation à une partie du véhicule supportant la roue, un élément rotorique (3) agencé pour être lié en rotation à la roue, des aimants pour produire entre lesdits éléments un flux magnétique susceptible d'engendrer des courants de Foucault dans l'un des éléments lorsque la roue tourne, et une unité de commande de freinage (11) recevant en entrée une commande de freinage pour appliquer un effort de freinage en fonction de la commande de freinage. Les aimants comprennent au moins un électroaimant (9) et le dispositif comprend au moins une unité de commande d'anti-blocage (16) recevant en entrée un signal de vitesse du véhicule et un signal de vitesse de rotation de la roue et fournissant en sortie un signal de commande de l'électroaimant en fonction d'une comparaison de vitesses issues des signaux reçus en entrée. Roue d'aéronef et atterrisseur comportant un tel dispositif.

Description

DISPOSITIF DE FREINAGE MAGNETIQUE A COURANT DE FOUCAULT, ROUE FREINEE DE VEHICULE ET ATTERRISSEUR D’AERONEF, AERONEF EQUIPES D’UNE TELLE ROUE La présente invention concerne le domaine du freinage des roues de véhicule telles que les roues d’aéronef. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Une roue d’aéronef comprend généralement une jante ceintu- rée d’un pneumatique et reliée par un voile à un moyeu monté pour tourner sur un arbre (essieu ou fusée) support de roue. Il est connu des dispositifs de freinage par friction com- prenant une pile de disques de freinage qui est logée dans un espace annulaire s’étendant entre la jante et le moyeu et qui comprend une alternance de disques rotoriques liés en rotation avec la roue et de disques statoriques fixes par rapport à l’arbre support de roue. Le dispositif de freinage comprend également des actionneurs hydrauliques ou électromécaniques montés sur un porte-actionneurs et agencés pour appliquer un effort de presse sur la pile de disques de manière à engendrer un couple de freinage pour freiner la rotation de la roue. De nombreux véhicules équipés d’un dispositif de freinage par friction comportent un système antiblocage (ou antidé- rapage) de roue associé au dispositif de freinage par fric- tion. En effet, si le couple de freinage est trop important par rapport à la vitesse du véhicule freiné et du coeffi- cient de friction des pneumatiques des roues par rapport au sol, le dispositif de freinage bloque les roues qui dérapent alors sur le sol : un tel dérapage diminue la capacité de manœuvre du véhicule et engendre une usure et un échauffement rapide des pneumatiques qui peuvent écla- ter. Pour éviter le blocage de la roue, le système anti- blocage compare la vitesse de rotation des roues à la vi- tesse du véhicule et commande l’actionneur pour relâcher l’effort de presse lorsque le rapport de vitesses est su- périeur à un seuil (correspondant sensiblement à la cir- conférence de la roue). Pour obtenir un antiblocage effi- cace, le relâchement de l’effort de presse doit être obtenu dans un temps de réponse compris entre 50 à 100 ms, temps de réponse compatible avec la plupart des dispositifs de freinage par friction. Sont en outre connus des dispositifs de freinage magnétique à courant de Foucault (dénommé « Eddy curent » en anglais) utilisés pour le freinage de roues de véhicules et plus particulièrement de roues d’aéronef. Le document FR-A- 3122405 décrit un tel dispositif comprenant un rotor lié en rotation à la roue, deux stators qui encadrent le rotor et qui sont liés en rotation à l’arbre support de roue et libres en translation par rapport audit arbre, des aimants pour produire un flux magnétique axial entre les stators et le rotor, et des actionneurs linéaires pour déplacer axialement les stators entre une position de freinage maxi- mal dans laquelle les stators sont rapprochés du rotor et une position de libre rotation dans laquelle les stators sont éloignés du rotor. Dans un dispositif de freinage magnétique à courant de Foucault, le couple de freinage produit est d’autant plus important que la vitesse de rotation relative du rotor par rapport aux stators est élevée et le couple de freinage décroit avec la vitesse de rotation relative. Pour cette raison, il n’était pas envisagé de système anti-blocage des roues. Or, il est apparu que le risque de blocage de la roue existait aussi avec un dispositif de freinage à courant de Foucault. Il a donc été envisagé de piloter les actionneurs pour écarter les stators du rotor exactement comme dans un sys- tème antiblocage de dispositif de freinage par friction. Cependant, on a déterminé que la course des actionneurs nécessaire à une diminution suffisante du couple de frei- nage pour éviter le blocage de la roue est cinq fois plus grande avec un dispositif de freinage magnétique qu’avec un dispositif de freinage par friction. Il en résulte que les dispositifs de freinage magnétiques classiques ont un temps de réponse trop élevé pour permettre d’obtenir un antiblocage efficace. OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de freinage remédiant au moins en partie aux inconvénients précités. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l’invention, un dispositif de freinage magnétique à courant de Foucault pour roue de véhicule, comprenant au moins un élément statorique agencé pour être lié en rotation à une partie du véhicule suppor- tant la roue, un élément rotorique agencé pour être lié en rotation à la roue, des aimants pour produire entre lesdits éléments un flux magnétique susceptible d’engendrer des courants de Foucault dans l’un des éléments lorsque la roue tourne, et une unité de commande de freinage recevant en entrée une commande de freinage pour appliquer un effort de freinage en fonction de la commande de freinage. Les aimants comprennent au moins un électroaimant et le dispo- sitif comprend au moins une unité de commande d’antiblocage recevant en entrée un signal de vitesse du véhicule et un signal de vitesse de rotation de la roue et fournissant en sortie un signal de commande de l’électroaimant en fonction d’une comparaison de vitesses issues des signaux reçus en entrée. La comparaison de vitesses issues des signaux reçus en entrée permet au moins à l’unité de commande d’antiblocage de détecter un blocage de la roue et de fournir en sortie un signal de commande de l’électroaimant pour remédier à ce blocage. En pilotant l’électroaimant, on peut très ra- pidement annuler le flux magnétique produit et donc annuler le couple de freinage. On a ainsi pu constater que l’anti- blocage utilisant un électroaimant est plusieurs fois plus rapide que l'antiblocage utilisant la modification de l’en- trefer stator/rotor en vue d’augmenter ou diminuer le couple de freinage dans un dispositif de freinage à courant de Foucault. En effet, lorsque l'entrefer est augmenté, le couple de freinage met plus de temps à diminuer que lorsque le courant de l’électroaimant est diminué. Le même phéno- mène peut être observé lorsque l'entrefer est diminué : le couple de freinage prend plus de temps à augmenter que lorsqu'on augmente le courant de l’électroaimant. Le temps de réponse de l’antiblocage par modification du courant de l’électroaimant est donc relativement faible : la modifi- cation du courant d’alimentation de l’électroaimant permet une amplitude de variation du couple de freinage équiva- lente à un relâchement rapide de l’effort de presse pour un dispositif de freinage par friction. En outre, le cir- cuit de commande de l’antiblocage peut avoir une réponse dynamique rapide. De préférence, l’unité de commande d’antiblocage est agen- cée pour commander l’électroaimant pour engendrer une di- minution du couple de freinage en cas de détection d’un blocage de la roue puis une augmentation du couple de frei- nage lorsque le blocage disparaît, l’unité de commande d’antiblocage commandant l’électroaimant de telle manière que l’augmentation du couple de freinage soit plus lente que la diminution du couple de freinage. Ceci permet de limiter le risque d’un blocage rapide de la roue à l’application de l’effort de freinage. L’invention concerne également une roue freinée équipée d’un tel dispositif ; un atterrisseur comprenant une jambe ayant une extrémité portant un arbre sur lequel est monté le moyeu d’une telle roue, l’élément statorique du dispo- sitif de freinage étant lié en rotation à la jambe via l’arbre ; et un aéronef équipé d’un tel atterrisseur. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention res- sortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers et non limitatifs de l’inven- tion. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi les- quels : [Fig. 1] la figure 1 est une vue schématique partielle de face d’un aéronef équipé d’atterrisseurs selon l’inven- tion ; [Fig. 2] la figure 2 est une vue schématique partielle d’une roue selon l’invention, en demi-coupe axiale ; [Fig. 3] la figure 3 est une vue schématique partielle en perspective des stators et rotor du dispositif de freinage de cette roue ; [Fig. 4] la figure 4 est une courbe mettant en relation un taux de dérapage (slip ratio, égal à 1 moins le rapport entre le produit de la vitesse angulaire de la roue et du rayon de la roue sur la vitesse du véhicule) et un coeffi- cient de frottement (Mu) pour un état donné de la piste d’atterrissage empruntée par l’aéronef (ici, piste sèche) ; [Fig. 5] la figure 5 illustre la modification du courant d’alimentation des électroaimants et montre la superposi- tion du courant cible et du courant d’alimentation des électroaimants ; [Fig. 6] la figure 6 superpose une courbe représentant le temps de réponse du couple de freinage après modification de l’entrefer et une courbe représentant le temps de ré- ponse du couple de freinage après modification du courant d’alimentation des électroaimants ; [Fig. 7] la figure 7 représente le couple de freinage ob- tenu par modification du courant d’alimentation des élec- troaimants en fonction du temps ; [Fig. 8] la figure 8 est une vue schématique du circuit logique de commande de freinage selon l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence aux figures 1 à 3, le système de freinage selon l’invention est porté par un aéronef 100 comportant des atterrisseurs 101. Chaque atterrisseur 101 comporte une jambe ayant une extrémité pourvue de deux arbres 102 coaxiaux sur chacun desquels est montée pour pivoter une roue 103. Chaque roue 103 comporte de façon connue en soi un moyeu 104 monté pour pivoter sur l’arbre 102 et une jante 105 reliée au moyeu 104 par un voile 106. La jante 105 et le moyeu 104 définissent entre eux un espace annu- laire ayant une extrémité fermée par le voile 106 et une extrémité ouverte vers l’extérieur de la roue 103. La jante 105 est ceinturée par un pneumatique non représenté. Selon l’invention, les roues 103 sont équipées d'un dispo- sitif de freinage magnétique généralement désigné en 1, qui s’étend ici dans l’espace annulaire défini par la jante 105 et le moyeu 104. Le dispositif de freinage magnétique 1 comprend des élé- ments fixes, ou stators 2, et des éléments mobiles, ou rotors 3. Plus précisément ici, les stators 2 et le rotor 3 sont en forme de disques, coaxiaux à la roue 103, ayant donc des axes centraux colinéaires. Le rotor 3 est disposé entre les deux stators 2 et a deux faces principales 3.1 opposées faisant face chacune à une face principale 2.1 d’un des stators 2. Les faces principales 2.1, 3.1 sont parallèles les unes aux autres. Les stators 2 sont liés en rotation à l’arbre 102 ou à la jambe de l’atterrisseur 101, ici par l’intermédiaire d’un tube de torsion 4 nervuré qui est fixé à une collerette externe de l’arbre 102 : les stators 2 sont engagés sur le tube de torsion 4. Le rotor 3 est lié en rotation à la roue 103, ici à la jante 105 de la roue 103 par l’intermédiaire de barrettes s’étendant en saillie vers l’intérieur de la jante 105. Ainsi, le rotor 3 tourne sur lui-même autour de son axe central par rapport aux stators 2 qui l’encadrent : pendant ce déplacement du rotor 3 selon une direction cir- conférentielle, les faces principales 3.1 restent en regard des faces principales 2.1 et parallèles à celles-ci. Chacun des stators 2 est monté pour coulisser (sans rota- tion) sur le tube de torsion 4 pour être mobile selon une direction axiale du tube de torsion 4 entre une première position, ou position de freinage maximal, dans laquelle le rotor 3 et le stator 2 sont rapprochés l’un de l’autre et ont leurs faces principales 3.1, 2.1 séparées par un premier entrefer prédéterminé et une deuxième position, ou position de rotation libre, dans laquelle le rotor 3 et le stator 2 sont écartés l’un de l’autre et ont leurs faces principales 3.1, 2.1 séparées par un deuxième entrefer prédéterminé supérieur au premier entrefer prédéterminé. Chaque stator 2 est relié par un mécanisme symbolisé en 5 à au moins un actionneur électromécanique symbolisé en 6, commandable par le pilote de l’avion de manière connue en elle-même, pour actionner le mécanisme 5 qui déplace le stator 2 entre les deux positions précitées. Par exemple : l’actionneur peut être un actionneur linéaire et le méca- nisme peut être une liaison directe de l’élément mobile de l’actionneur au stator ou comprendre un ou plusieurs le- viers intermédiaires ; l’actionneur peut être rotatif et le mécanisme un système vis/écrou. Il est de préférence prévu une butée axiale, de type butée à roulement ou butée à aiguilles, interposée entre le rotor 3 et les stators 2 (ou entre des parties liées à ceux-ci) pour s’assurer que les stators 2 ne puissent être rapprochés du rotor 3 au- delà du premier entrefer. Chaque stator 2 comporte une pluralité d’aimants permanents 7 ayant des champs magnétiques aptes à engendrer des cou- rants de Foucault dans le rotor 3 lorsque le stator 2 est dans la première position et que le rotor 3 pivote en face du stator 2. Les aimants permanents 7, ici à base de terres rares, sont de préférence fixés sur un support 8 par exemple en acier magnétique. Chaque stator 2 comporte également une pluralité d’élec- troaimants 9 fixés sur le support 8 en alternance avec les aimants permanents 7. Les électroaimants 9 comportent une bobine reliée à une source de courant et sont dimensionnés pour pouvoir engendrer un champ magnétique annulant le champ magnétique produit les aimants permanents 7 voire inversant le champ magnétique émis par le stator 2. Le rotor 3 est en cuivre ou en tout autre matériau élec- triquement conducteur. Le rotor 3 a une épaisseur telle qu’un effet de peau (autrement appelé effet pelliculaire ou effet Kelvin) soit engendré depuis chaque face 3.1 du rotor 3 sur plus de la moitié de l’épaisseur du rotor 3 au moins sur une plage de vitesses relatives possibles du rotor 3 par rapport aux stators 2. Les courants de Foucault engendrés depuis les deux faces 3.1 vont alors circuler dans la partie centrale du rotor 3, ce qui va augmenter le couple de freinage. On obtient ainsi une « superposition des effets de peau », l’épaisseur du rotor 3 étant suffi- samment faible pour obtenir cet effet tout en satisfaisant les contraintes thermiques et mécaniques. Dans un exemple, cet effet donne environ 60% de performance en plus. On va maintenant s’intéresser plus en détail à la commande du freinage. On comprend que pour provoquer le freinage, les actionneurs électromécaniques 6 sont pilotés pour amener les stators 2 dans la première position et que, pour interrompre le frei- nage, les actionneurs électromécaniques 6 sont pilotés pour amener les stators 2 dans la deuxième position, position dans laquelle les aimants permanents 7 ne permettent pas d’engendrer dans le rotor 3 des courants de Foucault suf- fisants pour provoquer le freinage du rotor 3. On notera qu’en dessous d’une certaine vitesse de rotation du rotor 3, le couple de freinage est négligeable quelle que soit la position des stators 2. Il faudra alors éven- tuellement envisager un frein additionnel. On comprend également qu’on peut interrompre le freinage en alimentant les électroaimants 9 de manière à annuler le champ magnétique produit par les aimants permanents 7. Le circuit de commande 10 des actionneurs électromécaniques 6 et des électroaimants 9 va maintenant être décrit en relation avec la figure 8. Le circuit de commande de freinage 10 définit une boucle d’asservissement de freinage et comprend une unité de com- mande de freinage 11 (ou BCU) ayant : - une première entrée reliée à l’instrument de commande de freinage actionnée par le pilote de l’aéronef 100, - une deuxième entrée reliée à la voie retour de la boucle de freinage, - une première sortie reliée à une première entrée d’un premier sommateur 12, - une deuxième sortie reliée à une première entrée d’un deuxième sommateur 13. Le premier sommateur 12 a une sortie reliée à une entrée d’une unité de commande d’actionneurs 14 (ou ACU) ayant une sortie reliée aux actionneurs 6. Le deuxième sommateur 13 a une sortie reliée à une entrée d’une unité de commande d’électroaimants 15 (ou CCU) ayant une sortie reliée aux électroaimants 9. Le circuit de commande de freinage 10 comprend en outre une unité de commande d’antiblocage 16 ayant : - une première entrée reliée à un bus de communication de l’aéronef 100 pour recevoir notamment la vitesse de l’aéronef 100 fournie par des capteurs de l’aéronef 100, comme la vitesse par rapport au sol (inertielle, GNSS ou hybride) fournie par l’unité de navigation de l’aéronef 100 ; - une deuxième entrée reliée à un capteur de vitesse angulaire 17 agencé pour déterminer la vitesse de ro- tation des roues 103 ; - une première sortie reliée à une deuxième entrée du premier sommateur 12 ; - une deuxième sortie reliée à une deuxième entrée du deuxième sommateur 13. Les unités 11, 14, 15 et 16 sont des unités électroniques dont la structure est connue en elle-même. Elles peuvent comprendre un ou plusieurs circuits intégrés, microcontrô- leurs, FPGA ou autres. L’unité de commande de freinage 11 comprend par exemple un calculateur sous la forme ici d’un circuit intégré pro- grammé pour traiter les signaux provenant sur ses entrées de manière à élaborer : - un signal de commande de freinage actionneurs envoyé sur la première sortie ; - un signal de commande de freinage électroaimants en- voyé sur la deuxième sortie. L’unité de commande d’antiblocage 16 comprend par exemple un calculateur sous la forme ici d’un circuit intégré pro- grammé pour traiter les signaux provenant sur ses entrées de manière à élaborer : - un signal de commande d’antiblocage actionneurs en- voyé sur la première sortie ; - un signal de commande d’antiblocage électroaimants envoyé sur la deuxième sortie. Le premier sommateur 12 fournit en sortie un signal de commande actionneurs (correspondant soit au signal de com- mande de freinage actionneurs soit au signal de commande d’antiblocage actionneurs comme on le verra plus tard). Le deuxième sommateur 13 fournit en sortie un signal de commande électroaimants (correspondant soit au signal de commande de freinage électroaimants soit au signal de com- mande d’antiblocage électroaimants comme on le verra plus tard). L’unité de commande d’actionneurs 14 comprend par exemple un calculateur sous la forme ici d’un circuit intégré pro- grammé pour traiter le signal de commande actionneurs ar- rivant sur son entrée de manière à élaborer, via un circuit de puissance associé au circuit de commande, un signal de puissance actionneurs pour alimenter les actionneurs 6. L’unité de commande d’électroaimants 15 comprend par exemple un circuit de commande sous la forme ici d’un cir- cuit intégré programmé pour traiter le signal de commande électroaimants arrivant sur son entrée de manière à élabo- rer, via un circuit de puissance associé au circuit de commande, un signal de puissance électroaimants pour ali- menter les électroaimants 9. Comme visible sur la figure 5, le signal de puissance électroaimants alimentant les électroaimants 9 peut ici varier entre des valeurs posi- tives et négatives, selon les besoins. En fonctionnement, l’unité de commande d’antiblocage 16 a en mémoire le rayon des pneumatiques utilisés sur l’aéronef 100 et peut, à partir dudit rayon, de la vitesse angulaire de rotation fournie par le tachymètre 17 et de la vitesse de l’aéronef 100 fournie par le bus de communication, cal- culer un taux de dérapage et le comparer à un seuil ici fixé à 0,12 dans le cas d’une piste sèche (voir la figure 4). Le seuil correspond ici au taux de glissement optimal : tant que le taux de glissement est inférieur ou égal à ce seuil, le pneumatique se trouve dans une zone stable et on considère que le freinage est réalisé sans blocage de la roue. Si le taux de glissement dépasse le seuil, un déra- page est détecté. Tant qu'aucun dérapage n'est détecté, les électroaimants 9 et les actionneurs 6 sont commandés par l'unité de commande de freinage 11 uniquement, sans intervention de l’unité de commande d’antiblocage 16, pour délivrer un couple de frei- nage proportionnel à la commande de freinage du pilote. L'unité de commande de freinage 11 envoie des signaux de commande à l'unité de commande d'actionneurs 14 pour modi- fier la valeur de l’entrefer entre les stators 2 et le rotor 3 et/ou à l'unité de commande d’électroaimants 15 pour modifier le champ magnétique produit par les élec- troaimants 9 en fonction de l’effort de freinage requis par le pilote. La modification de l’entrefer par les ac- tionneurs 6 et la modification du champ magnétique des électroaimants 9 va augmenter ou diminuer le couple de freinage et donc la vitesse de l'aéronef 100. La modifica- tion de l’entrefer par les actionneurs 6 joue sur le flux magnétique transmis au rotor 3 par les aimants permanents 7 et par les électroaimants 9 (à courant d’alimentation constant). La modification du courant d’alimentation des électroaimants 9 joue sur le flux magnétique transmis au rotor 3 par les électroaimants 9 et aussi sur le flux magnétique transmis par les aimants permanents 7 puisque les électroaimants 9 peuvent annuler le champ magnétique transmis par les aimants permanents 7. A titre d’exemple, l’unité de commande de freinage 11 peut être paramétrée pour : - n’agir que sur les actionneurs 6 tant que la vitesse de variation de l’effort de freinage demandée par le pilote (déterminée par exemple en fonction de l’am- plitude de mouvement de l’instrument de commande ma- nipulé par celui-ci) est inférieure à un seuil ; et - agir conjointement sur les actionneurs 6 et les élec- troaimants 9 lorsque la vitesse de variation de l’ef- fort de freinage demandée par le pilote (déterminée par exemple en fonction de l’amplitude de mouvement de l’instrument de commande manipulé par celui-ci) est supérieure au seuil. Dans le deuxième cas, on comprend que la production du couple de freinage est répartie entre les aimants perma- nents 7 et les électroaimants 9. Cette répartition peut évoluer au cours du temps lors d’un freinage : - au début du freinage, on agit sur les actionneurs 6 et les électroaimants 9 par une modification par exemple de même amplitude mais l’augmentation du flux magnétique des électroaimants 9 étant beaucoup plus rapide que celle du flux magnétique des aimants per- manents 7, la part des électroaimants 9 dans l’ac- croissement du couple de freinage est plus importante, - au fur et à mesure que le freinage se poursuit et que l’entrefer entre le rotor 3 et le stator 2 diminue, l’unité de commande de freinage 11 peut réduire le courant d’alimentation des électroaimants 9 de ma- nière à équilibrer les contributions des aimants per- manents 7 et des électroaimants 9 au couple de frei- nage, voire faire en sorte que la contribution des aimants permanents 7 vienne progressivement se subs- tituer à celle des électroaimants 9. L’unité de commande de freinage 11 peut être paramétrée de la même manière pour relâcher l’effort de freinage. D’autres stratégies de pilotage des actionneurs 6 et des électroaimants 9 sont bien entendu envisageables pour ap- pliquer l’effort de freinage ou pour relâcher celui-ci. Dès qu'un dérapage est détecté, l’unité de commande anti- blocage 16 envoie une interruption à l'unité de commande de freinage 11. Les sorties de l'unité de commande de frei- nage 11 sont bloquées et l’unité de commande antiblocage 16 prend le contrôle de la boucle de freinage. L’unité de commande antiblocage 16 envoie alors des signaux de com- mande à l'unité de commande d’électroaimants 15 pour modi- fier le champ magnétique produit par les électroaimants 9, et éventuellement à l'unité de commande d'actionneurs 14 pour modifier la valeur de l’entrefer entre les stators 2 et le rotor 3, en fonction de la différence entre la vitesse de l’aéronef calculée à partir de la vitesse de rotation des roues et de la vitesse de l’aéronef issue du bus de communication. L'unité de commande d'actionneurs 14 va en- voyer une tension aux actionneurs 6 pour modifier la valeur de l'entrefer. L'unité de commande d’électroaimants 15 va envoyer une tension aux électroaimants 9 pour modifier le courant des électroaimants 9. Ces actions visent à diminuer le couple de freinage et à libérer/débloquer la roue 103 afin d'arrêter le dérapage. Une fois l’arrêt du dérapage détectée par l’unité de com- mande d’antiblocage 16, le couple est progressivement aug- menté (à l'aide des électroaimants et/ou du réglage de l'entrefer) jusqu'à une valeur correspondant sensiblement au taux de glissement optimal théorique du contact pneuma- tique-sol (l’unité de commande d’antiblocage 16 a en mé- moire une courbe telle que celle de la figure 4 ou une table correspondant à celle-ci pour différentes conditions de piste), en fonction des conditions réelles (pistes sèches, humides, glacées). L’information sur les condi- tions réelles est par exemple fournie à l’aéronef par la tour de contrôle de l’aéroport et est transmise à l’unité de commande d’antiblocage 16 par le bus de communication. Comme l’antiblocage utilisant les électroaimants 9 est plu- sieurs fois plus rapide que l'antiblocage utilisant les actionneurs 6 pour modifier l'entrefer en vue d’augmenter ou diminuer le couple, la modification du courant d’ali- mentation des électroaimants 9 est privilégié pour réaliser la fonction d’antiblocage et diminuer le couple de frei- nage. En effet, le couple de freinage doit diminuer brus- quement pour que le blocage de la roue dure un minimum de temps. La figure 6 illustre la différence entre les temps de réponse de l’antiblocage par modification de l’entrefer et de l’antiblocage par modification du courant des élec- troaimants 9 (elle est illustrative car elle ne représente pas le comportement réel du frein et les changements réels d'amplitude du couple pour les électroaimants dépendent de l’agencement des aimants 7, 9). Si nécessaire, si une plus grande variation de couple est requise, l'entrefer peut également être modifié (par les actionneurs 6) en même temps que le courant des électroai- mants 9 est modulé. Cette combinaison améliore l'efficacité de l'antiblocage du frein à courant de Foucault. Autant la baisse du couple de freinage doit être la plus rapide possible, autant il est nécessaire d'assurer une augmentation progressive du couple de freinage après la baisse rapide du couple de freinage, par opposition à la brusque diminution du couple de freinage, comme illustrée à la figure 7. Ainsi, l’unité de commande d’antiblocage 16 est agencée pour commander les électroaimants 9 pour en- gendrer une diminution du couple de freinage en cas de détection d’un blocage de la roue puis une augmentation du couple de freinage lorsque le blocage disparaît, l’unité de commande d’antiblocage 16 commandant les électroaimants 9 de telle manière que l’augmentation du couple de freinage soit plus lente que la diminution du couple de freinage. On peut voir sur la figure 7 que l’augmentation du couple de freinage suit une courbe en fonction du temps présentant un tronçon de départ sensiblement droit ayant une pente sensiblement verticale (aux alentours de 80°) et un tronçon terminal incurvé ayant une pente diminuant progressivement jusque zéro au moment de l’application de l’effort de frei- nage maximal. La courbe de la figure 7 montre que la réponse du système d’antiblocage est très rapide lorsqu’on agit sur les électroaimants 9 et en tout cas plus rapide que si on agissait sur l’entrefer uniquement. Les électroaimants permettent cette augmentation progres- sive du couple de freinage tout en évitant une instabilité dans la boucle antiblocage. A cette fin, selon un premier mode de pilotage, les élec- troaimants sont pilotés entre trois états à partir d’une première valeur d’intensité positive, une deuxième valeur d’intensité nulle, et une troisième valeur d’intensité in- verse de la première valeur. Un deuxième mode de pilotage consiste à modifier la cons- tante de temps de la commande des électroaimants 9 direc- tement dans l’unité de commande d’antiblocage 16 en fonc- tion du couple de freinage requis. Ainsi, à titre d’exemple, le courant d’alimentation des électroaimants est piloté entre deux valeurs extrêmes correspondant à +100% et -100% d’une valeur maximale de courant par pas de 1%. Le couple de freinage est donc modulé de manière ac- tive. Un troisième mode de pilotage comprend la combinaison du pilotage de l'entrefer et du pilotage du courant des élec- troaimants 9 par exemple selon l’un des deux premiers modes de pilotage. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications. En particulier, le dispositif peut avoir une structure différente de celle décrite. Les aimants peuvent être portés par le rotor au lieu du stator, deux rotors encadrant un stator. La forme, l’agencement et les dimensions des aimants peu- vent être différents de ceux décrits ou représentés. Par exemple, les aimants peuvent avoir des dimensions diffé- rentes et/ou être agencés selon un motif de HALBACH. Le nombre de rotors et/ou le nombre de stators peuvent être différents de ceux mentionnés. Bien que le rotor et le stator aient été décrits sous la forme de disques parallèles et en regard l’un de l’autre, le stator et le rotor peuvent avoir d’autres formes. Le dispositif décrit est à flux axial mais l’invention est applicable à un fonctionnement en flux radial ou un fonc- tionnement hybride combinant un flux axial et un flux ra- dial. Ainsi, les stators peuvent par exemple être agencés sous la forme d’un tambour externe et d’un tambour interne entre lesquels s’étend un tambour central formant le rotor de telle manière que le tambour central ait une surface extérieure en regard d’une surface intérieure du tambour externe et une surface intérieure en regard d’une surface extérieure du tambour interne. Les aimants sont portés par la surface extérieure du tambour interne et par la surface intérieure du tambour externe. Le dispositif de freinage magnétique selon l’invention peut être associé à un dispositif de freinage par friction clas- sique qui comprend des organes de friction, par exemple une pile de disques de carbone, et une pluralité d’action- neurs électromécaniques portés par un porte-actionneurs. Chaque actionneur électromécanique comprend un moteur électrique et un poussoir apte à être déplacé par le moteur électrique pour presser la pile de disques. L’actionneur électromécanique est ainsi destiné à produire un effort de freinage commandé sur la pile de disques. Un mode de pilo- tage des dispositifs de freinage est par exemple connu du document FR-A-2953196. En variante, les aimants peuvent être directement fixés sur les disques rotoriques ou les disques statoriques du frein à friction, ou les aimants peuvent être recouverts d’une garniture de friction, de sorte que le dispositif de freinage assure un freinage magnétique pour ralentir la roue quand les disques sont écartés les uns des autres d’un entrefer adéquat et un freinage par friction lorsque les disques sont appliqués les uns contre les autres. Il n’y a donc plus de butée axiale entre les disques dans ce mode de réalisation. Il est possible d’utiliser, pour l’actionnement mécanique du dispositif de freinage magnétique, un actionneur agis- sant sur plusieurs stators coulissant dans le même sens pour être rapprochés du rotor adjacent, plutôt qu’un ac- tionneur pour chaque stator. Un unique actionneur peut également agir sur deux stators pour les déplacer dans des sens opposés. Les électroaimants 9 sont ici pilotés pour produire le couple de freinage avec les aimants permanents. Il est envisageable qu’ils ne servent qu’en cas de blocage pour annuler le champ magnétique des aimants permanents. De préférence cependant, les électroaimants sont pilotés pour fonctionner avec les aimants permanents de manière à com- pléter le réseau d'aimants, et donc le champ, pour qu'il fonctionne de manière optimale. Ceci est particulièrement le cas avec un réseau de Halbach où l'interaction entre les aimants adjacents dans le réseau d'aimants est impor- tante. Le dispositif ne peut comprendre que des électroaimants. L'exemple de logique illustré à la figure 8 n'est qu'une solution possible et on peut imaginer d'autres façons d'agencer la logique afin d'incorporer l'un ou l'autre ou les deux moyens de contrôle d'antipatinage pour le freinage par courants de Foucault : par exemple en utilisant à la fois la commande de l'entrefer et la commande de l'élec- troaimant, ou au contraire la commande de l'électroaimant uniquement. Les modes de pilotage peuvent être combinés par exemple en fonction d’informations externes telles que l’état de la piste ou les conditions atmosphériques pour déterminer des premières conditions externes dans lesquelles un pilotage grossier des électroaimants suffit (premier mode de pilo- tage), des deuxièmes conditions nécessitant un pilotage fin (deuxième mode de pilotage) et des troisièmes condi- tions nécessitant un pilotage fin de plus grande amplitude (troisième mode de pilotage). Tout paramètre utile (vitesse de l’aéronef, vitesse de la roue, couple…) peut être uti- lisé pour réaliser une boucle d’asservissement ou de ré- troaction dans la commande du système de freinage. D’autres modes d’actionnement du frein magnétique sont en- visageables : par exemple uniquement au moyen de bobines engendrant un champ magnétique annulant celui des aimants permanents, rotors et stators étant fixes axialement. En variante, Le premier sommateur 12 peut fournir en sortie un courant de commande actionneurs résultant de la sous- traction du signal de commande d’antiblocage actionneurs au signal de commande de freinage actionneurs. De la même manière, le deuxième sommateur 13 peut fournir en sortie un courant de commande électroaimants résultant de la sous- traction du signal de commande d’antiblocage électroai- mants au signal de commande de freinage électroaimants. Le support 8 peut être en un matériau non magnétique. L’invention est utilisable sur tout type de véhicule, par exemple des véhicules aériens, terrestres ou amphibies, ou pour d’autres applications qu’un véhicule, par exemple pour tout équipement mobile industriel ou de transport nécessi- tant un freinage.

Claims

REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage magnétique à courant de Fou- cault pour roue de véhicule, comprenant au moins un élément statorique (2) agencé pour être lié en rotation à une par- tie du véhicule supportant la roue, un élément rotorique (3) agencé pour être lié en rotation à la roue, des aimants pour produire entre lesdits éléments un flux magnétique susceptible d’engendrer des courants de Foucault dans l’un des éléments lorsque la roue tourne, et une unité de com- mande de freinage (11) recevant en entrée une commande de freinage pour appliquer un effort de freinage en fonction de la commande de freinage, caractérisé en ce que les ai- mants comprennent au moins un électroaimant (9) et le dis- positif comprend au moins une unité de commande d’antiblo- cage (16) recevant en entrée un signal de vitesse du véhi- cule et un signal de vitesse de rotation de la roue et fournissant en sortie un signal de commande de l’électroai- mant en fonction d’une comparaison de vitesses issues des signaux reçus en entrée. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’unité de commande d’antiblocage (16) est agencée pour commander l’électroaimant (9) pour engendrer une diminu- tion du couple de freinage en cas de détection d’un blocage de la roue puis une augmentation du couple de freinage lorsque le blocage disparaît, l’unité de commande d’anti- blocage (16) commandant l’électroaimant (9) de telle ma- nière que l’augmentation du couple de freinage soit plus lente que la diminution du couple de freinage. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l’augmentation du couple de freinage suit une courbe en fonction du temps présentant un tronçon de départ droit ayant une pente sensiblement verticale et un tronçon ter- minal incurvé ayant une pente diminuant progressivement jusque zéro. 4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la comparaison est basée sur la calcul d’un taux de glissement de la roue par rapport au sol et l’unité de commande d’antiblocage (16) entre en action lorsque le taux de glissement calculé est supérieur à un taux de glissement optimum. 5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les aimants comprennent des ai- mants permanents (7) portés par l’un des éléments et le dispositif comprend au moins un actionneur (6) de modifi- cation d’entrefer entre les éléments, l’unité de commande d’antiblocage (16) étant reliée audit actionneur pour mo- difier l’entrefer en fonction de la comparaison des vi- tesses issues des signaux reçus en entrée. 6. Dispositif selon la revendication 5, comprenant plu- sieurs électroaimants (9) intercalés chacun entre deux des aimants permanents (7). 7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel l’unité de commande de freinage (11) et l’unité de commande d’antiblocage (16) ont chacune une première sortie reliée à un premier sommateur (12) relié à une unité de commande (14) de l’actionneur (6) et une deu- xième sortie reliée à un deuxième sommateur (13) relié à une unité de commande (15) de l’électroaimant (9). 8. Roue (103) freinée de véhicule, comportant une jante (105) et un moyeu (104) reliés par un voile (106) en défi- nissant un espace annulaire recevant un dispositif de frei- nage selon l’une quelconque des revendications précé- dentes. 9. Atterrisseur (101) comprenant une jambe ayant une extrémité portant un arbre (102) sur lequel est monté le moyeu d’une roue (103) selon la revendication 8, l’élément statorique (2) du dispositif de freinage étant lié en ro- tation à la jambe via l’arbre (102). 10. Aéronef comprenant au moins un atterrisseur selon la revendication 9.