FR3100505A1 - Actionneur electrique d’un systeme de freinage d’un vehicule routier - Google Patents

Actionneur electrique d’un systeme de freinage d’un vehicule routier Download PDF

Info

Publication number
FR3100505A1
FR3100505A1 FR1910012A FR1910012A FR3100505A1 FR 3100505 A1 FR3100505 A1 FR 3100505A1 FR 1910012 A FR1910012 A FR 1910012A FR 1910012 A FR1910012 A FR 1910012A FR 3100505 A1 FR3100505 A1 FR 3100505A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
circuit
electric actuator
control
braking
brushless motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1910012A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3100505B1 (fr
Inventor
Thierry Pasquet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo France SAS
Original Assignee
Foundation Brakes France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foundation Brakes France SAS filed Critical Foundation Brakes France SAS
Priority to FR1910012A priority Critical patent/FR3100505B1/fr
Publication of FR3100505A1 publication Critical patent/FR3100505A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3100505B1 publication Critical patent/FR3100505B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • F16D2066/003—Position, angle or speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Actionneur électrique d’un système de freinage d’un véhicule routier, le système de freinage comportant des organes de freinage, l’actionneur électrique étant commandé par une unité de commande (1) adaptée à commander l’actionneur électrique de sorte qu’il génère un couple de freinage en déplaçant les organes de freinage, caractérisé en ce qu’il comporte un circuit redresseur (30) dont les entrées sont reliées à l’unité de commande, un circuit de pilotage (31) dont les entrées sont reliées au circuit redresseur, un moteur sans balai (32) comportant un rotor et un stator et alimenté par le circuit de pilotage, un circuit de commande (33) relié au circuit de pilotage pour le commander et un circuit de détermination (34) de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai, le circuit de détermination étant relié au circuit de commande. Figure pour l’abrégé : figure 2

Description

ACTIONNEUR ELECTRIQUE D’UN SYSTEME DE FREINAGE D’UN VEHICULE ROUTIER
L’invention se rapporte à un actionneur électrique d’un système de freinage pour véhicule routier. Elle s’applique en particulier à un système de freinage comportant un système de contrôle dynamique de véhicule, souvent désigné par l’acronyme ESP (d’après l’anglais Electronic Stability Program).
État de l’art antérieur
Un système de freinage de véhicule routier comporte schématiquement des organes de freinage au niveau de chaque roue du véhicule. Un organe de freinage comporte une première partie solidaire en rotation d’une roue du véhicule routier et une deuxième partie, solidaire en rotation d’une partie fixe d’un châssis du véhicule routier. Les première et deuxième parties sont agencées pour pouvoir être déplacées l’une par rapport à l’autre entre une position relâchée, dans laquelle elles n’exercent pas de couple de freinage sur la roue du véhicule, et une position de freinage, dans laquelle elles exercent un couple de freinage d’amplitude variable sur la roue du véhicule.
Le système de freinage de véhicule routier comporte également des actionneurs hydrauliques et/ou électriques pour déplacer l’une par rapport à l’autre les parties des organes de freinage. Les organes de freinage peuvent être actionnés aussi bien par un actionneur hydraulique que par un actionneur électrique. Dans la suite, on s’intéresse plus particulièrement aux actionneurs électriques.
Un système de commande est prévu pour commander les actionneurs.
De plus, un système de contrôle dynamique du véhicule surveille au moyen d’un ensemble de capteurs les manœuvres du conducteur et les mouvements du véhicule. Dans certaines conditions de conduite, le système de contrôle dynamique du véhicule exécute les fonctions suivantes :
- Commande de la pression de freinage pour réduire le patinage d'une roue en transférant la puissance à l'autre roue de l'essieu.
- Commande de la pression de freinage et la puissance du moteur pour réduire le patinage des roues en fonction de la vitesse du véhicule (antipatinage).
- Commande de la pression de freinage sur chacune des roues et la puissance du moteur pour aider le conducteur à conserver la maîtrise de son véhicule dans les conditions suivantes :
- Sous-virage (le véhicule ne tourne pas autant qu'il ne le devrait).
- Survirage (le véhicule tourne trop dans certaines conditions routières).
La structure connue d’un système de freinage de véhicule routier est représentée à la figure 1. Seuls les éléments utiles à la compréhension de la présente invention sont décrits et représentés.
Une unité de commande 1 comporte un étage de puissance 11. L’étage de puissance comporte un pont en H pour contrôler la polarité à deux bornes de sortie de l’unité de commande. Les bornes de sortie sont reliées à des lignes de commande 2 qui sont également reliées à des bornes d’entrée d’un actionneur électrique. L’unité de commande est par exemple celle d’un système de contrôle dynamique équipant le véhicule, typiquement un système couramment désigné par l’acronyme ESP. Le système de contrôle dynamique est connu en soi et ne sera pas décrit en détail.
L’actionneur électrique comporte un moteur à courant continu 3 et un système vis-écrou 4. Plus précisément, l’actionneur comporte à partir de ses bornes d’entrée le moteur à courant continu 3. Le moteur à courant continu 3 est commandé par le système de commande 1. Une sortie du moteur à courant continu 3 est reliée au système vis-écrou 4, lui-même relié à des organes de freinage 5. Les organes de freinage 5 sont par exemple des plaquettes.
Le moteur à courant continu 3 et le système vis-écrou 4 sont agencés pour pouvoir déplacer les plaquettes entre la position relâchée et la position de freinage. Le système vis-écrou 4 forme un mécanisme de transformation du mouvement. En l’espèce, il transforme un mouvement de rotation du moteur à courant continu 3 en un mouvement de translation parallèle aux axes de translation des plaquettes.
Cette architecture ne permet que de commander un moteur à courant continu. Or ce type de moteur présente des inconvénients. Il peut par exemple avoir des problèmes de fiabilité et donc de durée de vie. De plus il peut être relativement encombrant et lourd.
L’invention vise à résoudre les problèmes de la technique antérieure en fournissant un actionneur électrique d’un système de freinage d’un véhicule routier, le système de freinage comportant des organes de freinage, l’actionneur électrique étant commandé par une unité de commande adaptée à commander l’actionneur électrique de sorte qu’il génère un couple de freinage en déplaçant les organes de freinage, caractérisé en ce qu’il comporte un circuit redresseur dont les entrées sont reliées à l’unité de commande, un circuit de pilotage dont les entrées sont reliées au circuit redresseur, un moteur sans balai comportant un rotor et un stator et alimenté par le circuit de pilotage, un circuit de commande relié au circuit de pilotage pour le commander et un circuit de détermination de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai, le circuit de détermination étant relié au circuit de commande.
Grâce à l’invention, il est possible de commander un actionneur électrique comportant un moteur sans balai. Cet actionneur électrique selon l’invention présente de nombreux avantages du fait de l’intégration du moteur sans balai. Sa durée de vie et sa fiabilité sont augmentées, tandis que son encombrement et son poids sont réduits. Sa consommation électrique est limitée car le rendement du moteur sans balai est bien supérieur à celui d’un moteur à courant continu. Le bruit et les vibrations générés par le moteur sans balai sont inférieurs aux autres types de moteur.
Selon une caractéristique préférée, le circuit de détermination de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai est adapté pour réaliser une reconnaissance de la position à travers les fils d’alimentation, par analyse des forces électromotrices.
Selon une caractéristique préférée, le circuit de détermination de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai comporte au moins un capteur de position du rotor du moteur sans balai.
Selon une caractéristique préférée, l’actionneur électrique est adapté pour être commandé par une unité de commande d’un système de contrôle dynamique de véhicule.
L’invention concerne aussi un système de freinage d’un véhicule routier caractérisé en ce qu’il comporte un actionneur électrique tel que précédemment présenté.
Le système de freinage présente des avantages analogues à ceux précédemment présentés.
D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préféré, donné à titre d’exemple non limitatif, décrit en référence aux figures dans lesquelles :
illustre un mode de réalisation d’un système de freinage d’un véhicule routier selon la technique antérieure,
illustre un actionneur électrique d’un système de freinage d’un véhicule routier, selon un mode de réalisation de la présente invention,
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d’une figure à l’autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
La figure 1 a été décrite plus haut.
Selon un mode de réalisation préféré représenté à lafigure 2, un système de freinage de véhicule routier comporte une unité de commande 1. L’unité de commande 1 est identique à celle de la figure 1. L’unité de commande 1 est par exemple celle d’un système de contrôle dynamique équipant le véhicule. Le système de contrôle dynamique est connu en soi et ne sera pas décrit en détail. De manière générale, l’invention s’applique aux freins incluant un actionneur électrique, équipant deux ou quatre roues d’un véhicule routier. Il s’agit notamment du frein de parking de ce véhicule. En variante, l’unité de commande 1 est une unité de commande spécifique.
On rappelle que seuls les éléments utiles à la compréhension de la présente invention sont décrits et représentés.
L’unité de commande 1 comporte un étage de puissance 11. L’étage de puissance comporte un pont en H pour contrôler la polarité à deux bornes de sortie de l’unité de commande. Les bornes de sortie sont reliées à des lignes de commande 2 qui sont également reliées à des bornes d’entrée d’un actionneur électrique. On ne décrit ici qu’un seul actionneur électrique, mais un tel système équipe deux ou quatre roues du véhicule.
L’actionneur électrique comporte un circuit redresseur 30 dont les bornes d’entrée sont reliées à l’unité de commande. Le circuit redresseur 30 permet de produire en sortie un courant et une tension les plus continus possible.
Les bornes de sortie du circuit redresseur 30 sont reliées à des bornes d’entrée d’un circuit de pilotage 31. Il s’agit d’un onduleur, par exemple d’un onduleur triphasé. Les bornes de sortie du circuit de pilotage 31 sont reliées à des bornes d’entrée d’un moteur sans balai 32. Il s’agit par exemple d’un moteur triphasé.
On rappelle qu’un moteur sans balai, aussi appelé moteur BLDC d’après l’anglais "brushless direct courant" est un moteur synchrone, ce qui signifie que le champ magnétique créé par le stator et celui généré par le rotor tournent à la même fréquence.
Le stator du moteur sans balai est constitué de bobines d'excitation qui sont par exemple au nombre de 3 ou de 6. Le rotor est constitué d'aimants permanents comportant 2 à 8 pôles avec une alternance des pôles Nord et Sud.
La rotation du moteur est engendrée par un champ magnétique tournant au niveau du stator. Ce champ tournant est créé par les commutations de la tension d’alimentation aux bornes des bobines constituant le stator. Le contrôle du moteur sans balai est réalisé par le circuit de pilotage 31. Le circuit de de pilotage 31 va exciter de façon successive les différentes bobines du stator. Pour créer un champ magnétique tournant, le circuit de de pilotage 31 devra exciter les bobines dans un ordre approprié (séquence de commutations) et cela au moment opportun. Pour que le moteur tourne le plus régulièrement possible, il faut que les commutations de l'alimentation aux bornes des bobines du stator se fassent lorsque le rotor passe par une position bien déterminée par rapport au stator.
Un circuit de commande 33 a des sorties reliées au circuit de pilotage 31 pour le commander. Des moyens 34 de détermination de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai sont reliés à des entrées du circuit de commande 33.
Enfin un circuit d’alimentation 35 a des bornes d’entrée reliées en sortie du circuit redresseur 30 et des bornes de sortie reliées au circuit de commande 33. Le circuit d’alimentation 35 alimente le circuit de commande 33.
Une sortie du moteur sans balai 32 est reliée à un système vis-écrou 4, lui-même relié à des organes de freinage 5. Les organes de freinage 5 sont par exemple des plaquettes. Le système vis-écrou 4 et les organes de freinage 5 sont identiques à ceux de la figure 1.
Le fonctionnement de l’actionneur électrique est le suivant. Lorsque l’unité de commande 1 transmet un ordre de commande à l’actionneur électrique, la position relative du rotor par rapport au stator du moteur sans balai est produite par le circuit 34. Dans le mode de réalisation représenté, il s’agit d’une reconnaissance de la position à travers les fils d’alimentation, par analyse des forces électromotrices. En variante, le circuit 34 de détermination de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai peut inclure au moins un capteur de position, par exemple un capteur à effet Hall.
A partir de la connaissance de la position relative du rotor par rapport au stator du moteur sans balai, le circuit 33 commande le circuit 31 de pilotage pour réaliser la synchronisation des courants d’induits avec le flux inducteur dans le moteur, c’est-à-dire l’autopilotage. La commutation du courant dans les enroulements statoriques du moteur est ainsi réalisée.
Le moteur sans balai 32 et le système vis-écrou 4 sont agencés pour pouvoir déplacer les plaquettes entre la position relâchée et la position de freinage. Le système vis-écrou 4 forme un mécanisme de transformation du mouvement. En l’espèce, il transforme un mouvement de rotation du moteur sans balai 32 en un mouvement de translation parallèle aux axes de translation des plaquettes.
Nomenclature en référence aux figures
1 : unité de commande
2 : lignes de commande
3 : moteur à courant continu
4 : système vis-écrou
5 : organes de freinage
11 : étage de puissance
30 : circuit redresseur
31 : circuit de pilotage
32 : moteur sans balai
33 : circuit de commande
34 : circuit de détermination de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai
35 : circuit d’alimentation

Claims (5)

  1. Actionneur électrique d’un système de freinage d’un véhicule routier, le système de freinage comportant des organes de freinage, l’actionneur électrique étant commandé par une unité de commande (1) adaptée à commander l’actionneur électrique de sorte qu’il génère un couple de freinage en déplaçant les organes de freinage, caractérisé en ce qu’il comporte un circuit redresseur (30) dont les entrées sont reliées à l’unité de commande, un circuit de pilotage (31) dont les entrées sont reliées au circuit redresseur, un moteur sans balai (32) comportant un rotor et un stator et alimenté par le circuit de pilotage, un circuit de commande (33) relié au circuit de pilotage pour le commander et un circuit de détermination (34) de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai, le circuit de détermination étant relié au circuit de commande.
  2. Actionneur électrique d’un système de freinage d’un véhicule routier selon la revendication 1, dans lequel le circuit de détermination (34) de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai est adapté pour réaliser une reconnaissance de la position à travers les fils d’alimentation, par analyse des forces électromotrices.
  3. Actionneur électrique d’un système de freinage d’un véhicule routier selon la revendication 1, dans lequel le circuit de détermination (34) de la position du rotor par rapport au stator du moteur sans balai comporte au moins un capteur de position du rotor du moteur sans balai.
  4. Actionneur électrique d’un système de freinage d’un véhicule routier selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, adapté pour être commandé par une unité de commande d’un système de contrôle dynamique de véhicule.
  5. Système de freinage d’un véhicule routier caractérisé en ce qu’il comporte un actionneur électrique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4.
FR1910012A 2019-09-11 2019-09-11 Actionneur electrique d’un systeme de freinage d’un vehicule routier Active FR3100505B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1910012A FR3100505B1 (fr) 2019-09-11 2019-09-11 Actionneur electrique d’un systeme de freinage d’un vehicule routier

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1910012A FR3100505B1 (fr) 2019-09-11 2019-09-11 Actionneur electrique d’un systeme de freinage d’un vehicule routier
FR1910012 2019-09-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3100505A1 true FR3100505A1 (fr) 2021-03-12
FR3100505B1 FR3100505B1 (fr) 2021-09-24

Family

ID=69104634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1910012A Active FR3100505B1 (fr) 2019-09-11 2019-09-11 Actionneur electrique d’un systeme de freinage d’un vehicule routier

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3100505B1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030020431A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-30 Mitsuyuki Kiuchi Washing machine motor drive device
US20040245961A1 (en) * 2003-04-14 2004-12-09 Mitsuo Ueda Motor driving apparatus
US20080059023A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Hitachi, Ltd. Electric Braking Apparatus and Vehicle Having Thereof
US20180072295A1 (en) * 2015-05-22 2018-03-15 Ntn Corporation Electrically powered brake device
DE112017000459T5 (de) * 2016-01-22 2018-10-31 Advics Co., Ltd. Elektrische Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030020431A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-30 Mitsuyuki Kiuchi Washing machine motor drive device
US20040245961A1 (en) * 2003-04-14 2004-12-09 Mitsuo Ueda Motor driving apparatus
US20080059023A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Hitachi, Ltd. Electric Braking Apparatus and Vehicle Having Thereof
US20180072295A1 (en) * 2015-05-22 2018-03-15 Ntn Corporation Electrically powered brake device
DE112017000459T5 (de) * 2016-01-22 2018-10-31 Advics Co., Ltd. Elektrische Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
FR3100505B1 (fr) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5497308B2 (ja) 車輪駆動装置およびそれを備える電動車両
EP1323223B1 (fr) Moto-reducteur commute sur un signal de position absolu
FR2811824A1 (fr) Moteur electrique a deux modes de communication d'alimentation
EP1609226A2 (fr) Machine electrique synchrone comportant un stator et au moins un retor et dispositif de commande associe
FR2724270A1 (fr) Systeme de propulsion comportant un moteur electrique a enroulements commutables pour un vehicule.
EP2400659B1 (fr) Dispositif électrique comportant un moteur électrique à courant alternatif et un onduleur de commande ainsi qu'un procédé de mesure de la force électromotrice de ce dispositif
CA2976405A1 (fr) Circuit et methode de commande dudit circuit
WO2016079315A1 (fr) Ensemble mecatronique pilote par un signal de couple et direction distinct du signal de puissance
US10056859B2 (en) Control device for switched reluctance motor
US4960178A (en) Motor-driven power steering apparatus
FR3100505A1 (fr) Actionneur electrique d’un systeme de freinage d’un vehicule routier
US20060043916A1 (en) Motor system having multiple motor torque constants
FR2930299A1 (fr) Dispositif de demarrage de moteur d'un vehicule
FR3062252B1 (fr) Machine electrique tournante de traction pour vehicule automobile a commutation de flux
FR3069113A1 (fr) Procede de pilotage d'une machine electrique tournante polyphasee et machine electrique tournante mettant en oeuvre ce procede
EP0660494A1 (fr) Machine synchrone à aimants à variation de flux d'entrefer
EP3888240A1 (fr) Procede de commande et systeme de commande associe
WO2016092228A1 (fr) Machine electrique
FR2458933A1 (fr) Moteur a courant continu sans contact glissant
WO2021069229A1 (fr) Systeme d'entrainement d'un dispositif de compression de fluide et procede d'alimentation electrique associe
FR2753313A1 (fr) Alternateur de vehicule automobile a enroulements triphases
WO2017153664A1 (fr) Système de transmission magnétique
FR3132503A1 (fr) Systeme de reglage de pas de pales d’une helice d’un aeronef
FR2687257A1 (fr) Moteur a courant continu a collecteur electronique.
FR3101738A1 (fr) Système d’entraînement d’un dispositif de compression de fluide et procédé d’alimentation électrique associé

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20210312

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6