WO2022167269A1 - Unité de commande électronique d'un moteur d'un frein de stationnement électrique avec un convertisseur boost - Google Patents

Unité de commande électronique d'un moteur d'un frein de stationnement électrique avec un convertisseur boost Download PDF

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WO2022167269A1
WO2022167269A1 PCT/EP2022/051654 EP2022051654W WO2022167269A1 WO 2022167269 A1 WO2022167269 A1 WO 2022167269A1 EP 2022051654 W EP2022051654 W EP 2022051654W WO 2022167269 A1 WO2022167269 A1 WO 2022167269A1
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WO
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motor
voltage
terminals
control unit
parking brake
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PCT/EP2022/051654
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Inventor
Samy Akourtam
Carlos Eduardo RAMIREZ HERNANDEZ
Dimitri DELMEIRE
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Hitachi Astemo France
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    • 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
    • B60T13/748—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 electro-magnetic brakes
    • 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
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/045—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated with locking and release means, e.g. providing parking brake application

Definitions

  • the invention relates to the field of electric parking brakes and more specifically to the electronic control units of the motors of these brakes.
  • control units making it possible to control the rotation of an electric parking brake motor.
  • These control units include a microcontroller allowing them to control the supply of electric current from the electric battery of the vehicle and to supply a voltage from an H bridge allowing the direction and speed of rotation of the motor of the brake to be controlled. electric parking lot.
  • Such control units must guarantee a high reactivity of rotation of the motor of the electric parking brake in emergency situations.
  • emergency situations can occur, for example, during a failure of the hydraulic brake circuit, the electric parking brake being used as an emergency brake. It is then desirable that the speed of the motor be maximum, the speed of rotation of the motor - and by extension its rotation - depending on the supply voltage that is capable of delivering by the electric battery. Consequently, when the electric battery fails, a palliative must have been provided to guarantee reactive braking of the electric parking brake.
  • the aim of the invention is in particular to guarantee high responsiveness of the motor of the electric parking brake without complicating the electronic control unit.
  • an electronic control unit for a motor of a motor vehicle electric parking brake comprising:
  • Boost converter mounted on the supply circuit and arranged to increase the value of the supply voltage supplied to the means for fixing the voltage at the motor terminals.
  • a Boost converter is an element making it possible to increase the value of the supply voltage coming from an electrical source (for example: an electric battery) in order to deliver a higher voltage value to a target organ (for example: an H-bridge).
  • an electrical source for example: an electric battery
  • a target organ for example: an H-bridge.
  • Such a Boost converter also called parallel chopper
  • the electronic control unit of the invention makes it possible to increase the value of the supply voltage coming from the electric battery of the vehicle so as to deliver a supply voltage to the motor terminals that is always sufficient to guarantee high rotational responsiveness and high rotational speed regardless of the state of charge of the battery.
  • increasing this supply voltage value makes it possible to reduce the braking time.
  • the electronic control unit comprises a second switch mounted on the power supply circuit and controlled by the microcontroller to isolate the output of the Boost converter.
  • the electronic control unit of the invention has no second switch
  • the Boost converter which is then in series with the electric battery, is therefore put to use as soon as the first switch is activated. Therefore, it must include components that are more resistant over time, capable of withstanding the repeated voltages that can pass through it. These components are generally bulkier and more expensive.
  • the means for fixing the voltage at the terminals of the motor comprise a power stage based on transistors, thus making it possible to fix the voltage at the terminals of a multi-phase direct current motor, for example a three-phase direct current motor .
  • the means for fixing the voltage at the terminals of the motor comprise an H bridge capable of controlling the polarity at the terminals of the motor and a control device for the transistors of the H bridge.
  • Such means are particularly suitable for fixing the voltage at the terminals of a two-phase DC motor.
  • the microcontroller is able to detect an unproductive motor rotation phase.
  • unproductive motor rotation phase is meant a phase during which the motor rotates and reduces clearances at the level of the motor gears in order to reduce the time relating to dead strokes. During this phase, the activation of the motor does not generate a braking force.
  • the microcontroller triggers the passage of current within the Boost converter, either via the second switch when the latter is present or via the first switch, after having previously detected an unproductive motor rotation phase, which makes it possible to reduce the energy consumption necessary for the operation of the electronic control unit.
  • an unproductive motor rotation phase can occur, for example, directly after the motor has been rotated with a view to braking, when no clamping force has been applied to the brake.
  • the invention also relates to an electric motor vehicle parking brake comprising an electronic control unit according to any one of its variants.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising such an electric parking brake
  • the invention also relates to a method for actuating a motor vehicle electric parking brake by an electronic control unit, the method comprising the following steps:
  • Boost converter when the unproductive phase is detected so as to supply a supply voltage of a predetermined value to means for fixing the voltage at the terminals of the motor.
  • the predetermined voltage value is greater than the maximum voltage value of the electric battery of the vehicle and less than or equal to the maximum voltage value supported by the brake motor.
  • the supply voltage value is, in this variant of the method of the invention, very close to or equal to the maximum voltage value supported by the brake motor.
  • the current is measured on the means for fixing the voltage at the terminals of the motor to detect the unproductive phase of rotation of the motor.
  • Figure 1 is a diagram representing an electronic control unit of a motor of a motor vehicle electric parking brake according to one embodiment of the invention.
  • figure 2 is a graph representing the curve of the intensity of the current delivered to the motor of the electric parking brake when it is activated.
  • Figure 3 is a diagram representing an electronic control unit according to a variant of the embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a flowchart illustrating the method according to an implementation of the invention.
  • FIG.5 is a diagram representing a vehicle comprising an electric parking brake equipped with the control unit according to one embodiment of the invention. detailed description
  • the electronic control unit 1 as shown in Figure 1 comprises:
  • a switch 6 mounted on the power supply circuit 3 and controlled by the microcontroller 4 to authorize a flow of electric current in the power supply circuit 3,
  • Boost converter 7 mounted on the supply circuit 3 and arranged to increase the value of the supply voltage supplied to the voltage fixing means 5 at the terminals of the motor 2.
  • the microcontroller 4 of the electronic control unit 1 controls the flow of electric current within the supply circuit 3, coming from the active terminal VBAT of the electric battery (not shown) of the vehicle to the terminals of the motor 2 electronic parking brake. To do this and according to the commands from the centralized control unit received by the CAN data bus of the vehicle, the microcontroller 4 controls the switch 6 in order to authorize the passage of electric current in the rest of the supply circuit 3 .
  • the microcontroller 4 controls the Boost converter 7 in order to increase the value of the supply voltage which is supplied to the voltage fixing means 5 at the terminals of the motor 2.
  • the Boost converter 7 thus allows to increase this voltage value to a value close to the maximum voltage value supported by the motor 2 of the brake. For example, for a DC motor commonly used for electric parking brakes, the maximum voltage value can wait 20V.
  • the Boost converter 7 therefore makes it possible, on command from the microcontroller 4, to compensate for an excessively low supply voltage of the electric battery, thus making it possible to quickly activate the motor 2 of the brake.
  • the microcontroller 4 also controls a second switch 8 mounted on the power supply circuit 3 and which makes it possible to isolate the output of the Boost converter 7. It is thus possible to switch very quickly from a power supply circuit 3′ to a power supply circuit 3 where the current electricity passes through the Boost 7 converter and vice versa.
  • the Boost converter 7 can be activated on demand under the impulse of the microcontroller 4.
  • the voltage fixing means 5 at the terminals of motor 2 comprise in each of the variants represented an H bridge 51 able to control the polarity at the terminals of motor 2 and a control device 52 of the transistors 511 of the H bridge 51.
  • the control unit 52 itself controlled by the microcontroller 4, drives the MOSFET type transistors 511 of the H bridge 51 in order to define the direction and the speed of rotation of the motor 2.
  • the means for fixing the voltage 5 at the terminals of the motor 2 comprise a power stage based on MOSFET type transistors which is capable of fixing the voltage at the terminals of a three-phase DC motor.
  • the microcontroller 4 is capable of activating the Boost converter 7 when the inactivation phase PI (FIG. 2) is detected so as to supply the best possible supply voltage to the voltage fixing means 5 at the terminals of the motor 2.
  • PI inactivation phase
  • current measurements are taken on the H bridge 51 . These current measurements are initially received by the control unit 52 which amplifies and filters them. These amplified and filtered measurements are transmitted to the microcontroller 4 which can control the activation of the Boost converter 7 accordingly.
  • Electronic control unit 1 operates as follows.
  • the central control unit of the vehicle controls the activation of the motor 2 of the brake to the microcontroller 4.
  • This instruction has the effect of supplying the motor with electric current, as shown in the first phase of the graph of FIG. 2.
  • This motor supply results in an unproductive phase of rotation of the motor 2 during which the motor 2 erases the games and dead strokes and therefore does not generate any braking force.
  • This first phase is designated as being the “unproductive phase PI of rotation of the motor”.
  • This unproductive phase PI of rotation of motor 2 is detected (step A of FIG. 4) by microcontroller 4 via a current measurement performed on H bridge 51.
  • the microcontroller 4 controls the activation of the Boost converter 7 (step B of the figure 4), by inducing the closing of the switch of said Boost converter, so as to supply a supply voltage of a predetermined value to the means 5 for fixing the voltage at the terminals of the motor 2.
  • This predetermined voltage value is greater to the maximum voltage value of the electric battery of the vehicle and less than or equal to the maximum voltage value supported by the motor 2 of the brake.
  • the supply voltage supplied to the terminals of the motor during the unproductive phase PI of rotation of motor 2 is optimized to accelerate motor 2 and reduce the duration of the unproductive phase PI as much as possible, so that motor 2 enters as soon as possible in its productive phase, after erasing games and dead races.
  • the productive phase is the phase during which the engine 2 performs the actual braking, by acting on the mechanical locking members of the wheels of the vehicle.
  • the activation of the Boost converter 7 also passes through the control of the second switch 8 by the microcontroller 4 which makes it possible to isolate the output of the Boost converter 7.
  • the microcontroller 4 which makes it possible to isolate the output of the Boost converter 7.
  • Such a configuration of the electronic control unit 1 facilitates the integration of the Boost converter 7 within the electronic control unit 1 since it is not necessary for the latter to comprise bulkier components necessary for the operation of the Boost converter 7 to permanently supply current, as is the case for the embodiment represented in FIG. 1. It is here possible to use and supply the Boost converter 7 only during the desired periods, for example periods when the electricity consumption of the vehicle is weaker than normal or when the state of charge of the battery is insufficient to provide the desired braking.
  • step A of detecting an unproductive phase PI of rotation of the motor 2 of the parking brake 10 is carried out using a prior measurement M of the current on the means for fixing the voltage 5 at the terminals of motor 2. If the unproductive phase PI of rotation of motor 2 is detected, one goes to step B for activating Boost converter 7 in order to supply a supply voltage of a predetermined value to the means fixing the voltage 5 across the terminals of the motor 2 so as to rotate the motor 2 at higher speed.
  • the motor vehicle 11 of FIG. 5 comprising an electric parking brake 10 whose actuation is controlled by an electronic control unit 1 according to one of the variants of the invention.
  • Boost converter 8 Second switch
  • H-bridge 52 H-bridge transistor control device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

L'invention concerne une unité de commande électronique (1) d'un moteur (2) d'un frein de stationnement électrique de véhicule automobile qui comprend convertisseur Boost (7) monté sur le circuit d'alimentation (3) et agencé pour augmenter la valeur de la tension d'alimentation fournie à des moyens de fixation de la tension (5) aux bornes du moteur (2). L'invention concerne également un procédé d'actionnement d'un frein de stationnement électrique de véhicule automobile par une unité de commande électronique (1) et un tel véhicule automobile.

Description

Description
Titre de l’invention : Unité de commande électronique d’un moteur d’un frein de stationnement électrique avec un convertisseur Boost
L’invention se rapporte au domaine des freins de stationnement électriques et plus précisément aux unités de commande électronique des moteurs de ces freins.
On connaît déjà, dans l'état la technique, des unités de commande électronique permettant de contrôler la mise en rotation d’un moteur de freins de stationnement électriques. Ces unités de commande comprennent un microcontrôleur leur permettant de contrôler l’alimentation en courant électrique en provenance de la batterie électrique du véhicule et de fournir une tension d’un pont en H permettant de commander le sens et la vitesse de rotation du moteur du frein de stationnement électrique.
De telles unités de commande doivent garantir une grande réactivité de mise en rotation du moteur du frein de stationnement électrique en situations d’urgence. De telles situations d’urgences peuvent se manifester, par exemple, lors d’une défaillance du circuit de freinage hydraulique, le frein de stationnement électrique étant utilisé comme frein de secours. Il est alors souhaitable que la vitesse du moteur soit maximale, la vitesse de rotation du moteur - et par extension sa mise en rotation - dépendant de la tension d’alimentation qu’est capable de délivrer par la batterie électrique. Par conséquent, lorsque la batterie électrique est défaillante, on doit avoir prévu un palliatif pour garantir un freinage réactif du frein de stationnement électrique.
Des solutions permettant de palier une défaillance de la batterie existent, par exemple, l’utilisation d’une seconde batterie électrique. Néanmoins, les solutions connues, bien qu’efficaces, sont onéreuses et complexifient l’unité de commande électronique.
L'invention a notamment pour but de garantir une grande réactivité du moteur du frein de stationnement électrique sans complexifier l’unité de commande électronique.
A cet effet l’invention a pour objet une unité de commande électronique d’un moteur d’un frein de stationnement électrique de véhicule automobile comprenant :
- un circuit d’alimentation pour l’alimentation du moteur en courant électrique,
- un microcontrôleur,
- des moyens de fixation de la tension aux bornes du moteur permettant d’en commander le sens et la vitesse de rotation, ces moyens étant montés sur le circuit d’alimentation et commandés par le microcontrôleur, - un commutateur monté sur le circuit d’alimentation et commandé par le microcontrôleur pour autoriser une circulation de courant électrique dans le circuit d’alimentation,
- un convertisseur Boost monté sur le circuit d’alimentation et agencé pour augmenter la valeur de la tension d’alimentation fournie aux moyens de fixation de la tension aux bornes du moteur.
Selon l’invention un convertisseur Boost est un élément permettant d’augmenter la valeur de la tension d’alimentation en provenance d’une source électrique (par exemple : une batterie électrique) afin de délivrer une valeur de tension supérieure vers un organe cible (par exemple : un pont en H). Un tel convertisseur Boost (également appelé hacheur parallèle) est généralement composé d’un interrupteur dont l’état d’ouverture est contrôlé par le microcontrôleur, d’une inductance accumulant de l’énergie sous forme magnétique lorsque l’interrupteur est fermé, énergie qui s’additionne à celle de la batterie lorsque l’interrupteur est ensuite ouvert, une diode et un condensateur.
Ainsi, grâce au convertisseur Boost et à son montage sur le circuit d’alimentation, l’unité de commande électronique de l’invention permet d’augmenter la valeur de la tension d’alimentation en provenance de la batterie électrique du véhicule de sorte à délivrer une tension d’alimentation aux bornes du moteur toujours suffisante pour garantir une grande réactivité de mise en rotation et une vitesse de rotation importante quel que soit l’état de charge de la batterie. De plus, l’augmentation de cette valeur de tension d’alimentation permet de réduire la durée du freinage. Ces deux avantages se traduisent par un freinage plus réactif et plus court par le frein de stationnement électrique, ce qui permet de répondre au mieux aux situations d’urgence.
Avantageusement, l’unité de commande électronique comprend un deuxième commutateur monté sur le circuit d’alimentation et commandé par le microcontrôleur pour isoler la sortie du convertisseur Boost.
Ainsi, il est possible de passer simplement et rapidement d’un circuit d’alimentation où la tension d’alimentation fournie aux moyens de fixation de la tension aux bornes du moteur dépend uniquement de la source électrique à un circuit d’alimentation où la tension d’alimentation est augmentée grâce au passage du courant dans le convertisseur Boost, et ce grâce à une simple commande du deuxième commutateur par le microcontrôleur. Il est ainsi possible d’activer le convertisseur Boost uniquement lors des périodes où le temps de réponse du frein doit être réduit (par exemple en cas de freinage d’urgence) ou lorsque l’état de charge de la batterie est insuffisant pour assurer le freinage souhaité. Dès lors, l’intégration du convertisseur Boost au sein de l’unité de commande électronique est plus simple car ledit convertisseur Boost ne requiert pas de composants résistants dans la durée puisqu’ils sont mis à contribution uniquement lors de phases ciblées qui sont courtes et peu fréquentes. A l’inverse, lorsque que l’unité de commande électronique de l’invention est dépourvue de deuxième commutateur, le convertisseur Boost, qui est alors en série avec la batterie électrique, est donc mis à contribution dès que le premier commutateur est activé. Par conséquent, il doit comprendre des composants plus résistants dans le temps, capables de supporter les tensions répétées qui peuvent le traverser. Ces composants sont généralement plus encombrants et plus chers.
Avantageusement, les moyens de fixation de la tension aux bornes du moteur comprennent un étage de puissance à base de transistors, permettant ainsi de fixer la tension aux bornes d’un moteur à courant continu à plusieurs phases, par exemple un moteur à courant continu triphasé.
Avantageusement, les moyens de fixation de la tension aux bornes du moteur comprennent un pont en H apte à contrôler la polarité aux bornes du moteur et un organe de commande des transistors du pont en H. De tels moyens sont particulièrement adaptés pour fixer la tension aux bornes d’un moteur à courant continu à deux phases.
Avantageusement, le microcontrôleur est apte à détecter une phase improductive de rotation du moteur. On entend par phase improductive de rotation du moteur une phase durant laquelle le moteur tourne et réduit des jeux au niveau des engrenages du moteur afin de réduire le temps relatif aux courses mortes. Durant cette phase, l’activation du moteur n’engendre pas de force de freinage.
Ainsi, le microcontrôleur déclenche le passage du courant au sein du convertisseur Boost, soit via le deuxième commutateur lorsque celui-ci est présent soit via le premier commutateur, après avoir préalablement détecté une phase improductive de rotation du moteur, ce qui permet de réduire la consommation d’énergie nécessaire au fonctionnement de l’unité de commande électronique. Une telle phase improductive de rotation du moteur peut intervenir par exemple directement après que le moteur a été mis en rotation en vue d’un freinage, lorsqu’aucune force de serrage n’ait mise en œuvre sur le frein.
L’invention a également pour objet un frein de stationnement électrique de véhicule automobile comprenant une unité de commande électronique selon l’une quelconque de ses variantes.
L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un tel frein de stationnement électrique
Enfin, l’invention a également pour objet un procédé d’actionnement d’un frein de stationnement électrique de véhicule automobile par une unité de commande électronique, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- détection d’une phase improductive de rotation du moteur du frein de stationnement, - activation d’un convertisseur Boost lorsque la phase improductive est détectée de sorte à fournir une tension d’alimentation d’une valeur prédéterminée à des moyens de fixation de la tension aux bornes du moteur.
Ainsi, il est possible de garantir une valeur de tension d’alimentation aux bornes du moteur qui permette de mettre en rotation le moteur avec une vitesse de rotation adaptée pour un freinage réactif et court, le tout en réduisant au maximum la consommation électrique nécessaire en vue d’un tel freinage.
Avantageusement, la valeur de tension prédéterminée est supérieure à la valeur maximale de tension de la batterie électrique du véhicule et inférieure ou égale à la valeur de tension maximale supportée par le moteur du frein.
Ainsi, il est possible d’assurer une tension d’alimentation aux bornes du moteur qui est optimisée pour permettre un freinage tout aussi optimisé du frein de stationnement électrique. En effet, la valeur de tension d’alimentation est, dans cette variante du procédé de l’invention, très proche ou égale à la valeur de tension maximale supportée par le moteur du frein.
Avantageusement, on mesure le courant sur les moyens de fixation de la tension aux bornes du moteur pour détecter la phase improductive de rotation du moteur.
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 est un schéma représentant une unité de commande électronique d’un moteur d’un frein de stationnement électrique de véhicule automobile selon un mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 2] la figure 2 est un graphique représentant la courbe de l’intensité du courant délivré au moteur du frein de stationnement électrique lors de son activation.
[Fig. 3] la figure 3 est un schéma représentant une unité de commande électronique selon une variante du mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 4] la figure 4 est un logigramme illustrant le procédé selon une mise en œuvre de l’invention.
[Fig.5] la figure 5 est un schéma représentant un véhicule comprenant un frein de stationnement électrique équipé de l’unité de commande selon un mode de réalisation de l’invention. Description détaillée
On a représenté sur les figures 1 et 3 des unités de commande électronique 1 d’un moteur 2 d’un frein de stationnement électrique de véhicule automobile (non représenté) selon deux variantes d’un mode de réalisation de l’invention.
L’unité de commande électronique 1 telle que représentée à la figure 1 comprend :
- un circuit d’alimentation 3 pour l’alimentation du moteur 2 en courant électrique, conçu pour aller d’une masse 9 du véhicule à la borne active VBAT de la batterie électrique du véhicule (non représentée et dont l’autre borne est reliée à la masse 9 du véhicule),
- un microcontrôleur 4,
- des moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2 permettant d’en commander le sens et la vitesse de rotation, ces moyens 5 étant montés sur le circuit d’alimentation 3 et commandés par le microcontrôleur 4,
- un commutateur 6 monté sur le circuit d’alimentation 3 et commandé par le microcontrôleur 4 pour autoriser une circulation de courant électrique dans le circuit d’alimentation 3,
- un convertisseur Boost 7 monté sur le circuit d’alimentation 3 et agencé pour augmenter la valeur de la tension d’alimentation fournie aux moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2.
Le microcontrôleur 4 de l’unité de commande électronique 1 commande la circulation du courant électrique au sein du circuit d’alimentation 3, en provenance de la borne active VBAT de la batterie électrique (non représentée) du véhicule jusqu’aux bornes du moteur 2 du frein de stationnement électronique. Pour ce faire et en fonction des commandes de l’unité de commande centralisée reçue par le bus de données CAN du véhicule, le microcontrôleur 4 commande le commutateur 6 afin d’autoriser le passage du courant électrique dans le reste du circuit d’alimentation 3.
Comme représenté à la figure 1 , le microcontrôleur 4 commande le convertisseur Boost 7 afin d’augmenter la valeur de la tension d’alimentation qui est fournie aux moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2. Le convertisseur Boost 7 permet ainsi d’augmenter cette valeur de tension jusqu’à une valeur proche de la valeur de tension maximale supportée par le moteur 2 du frein. Par exemple, pour un moteur à courant continu couramment utilisé pour les freins de stationnement électrique, la valeur de tension maximale peut attendre 20V. Le convertisseur Boost 7 permet donc, sur commande du microcontrôleur 4, de compenser une tension d’alimentation trop faible de la batterie d’électrique, permettant ainsi d’activer rapidement le moteur 2 du frein.
Dans la variante représentée à la figure 3, pour autoriser le passage du courant électrique au sein du convertisseur Boost 7 le microcontrôleur 4 commande également un deuxième commutateur 8 monté sur le circuit d’alimentation 3 et qui permet d’isoler la sortie du convertisseur Boost 7. On peut ainsi passer très rapidement d’un circuit d’alimentation 3’ à un circuit d’alimentation 3 où le courant électrique traverse le convertisseur Boost 7 et inversement. Dans les deux variantes, le convertisseur Boost 7 peut être activé sur demande sous l’impulsion du microcontrôleur 4.
Les moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2 comprennent dans chacune des variantes représentées un pont en H 51 apte à contrôler la polarité aux bornes du moteur 2 et un organe de commande 52 des transistors 511 du pont en H 51. Lorsqu’une tension d’alimentation est fournie au pont en H 51 , l’organe de commande 52, lui-même commandé par le microcontrôleur 4, pilote les transistors 511 de type MOSFET du pont en H 51 afin de définir le sens et la vitesse de rotation du moteur 2. Dans une variante de l’invention non représentée, les moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2 comprennent un étage de puissance à base de transistors de type MOSFET qui est apte à fixer la tension aux bornes d’un moteur à courant continu triphasé.
Le microcontrôleur 4 est apte à activer le convertisseur Boost 7 lorsque la phase d’inactivation PI (figure 2) est détectée de sorte à fournir la meilleure tension d’alimentation possible aux moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2. Pour détecter ladite phase improductive PI de rotation du moteur 2, des mesures du courant sont réalisées sur le pont en H 51 . Ces mesures de courant sont reçues dans un premier temps par l’organe de commande 52 qui les amplifie et les filtre. Ces mesures amplifiées et filtrées sont transmises au microcontrôleur 4 qui peut commander l’activation du convertisseur Boost 7 en conséquence.
L’unité de commande électronique 1 fonctionne comme suit.
Lorsqu’une situation nécessite l’activation du frein de stationnement électrique, l’unité de commande centrale du véhicule commande l’activation du moteur 2 du frein au microcontrôleur 4. Celui-ci commande le commutateur 6 afin d’autoriser une circulation de courant électrique dans le circuit d’alimentation 3. Cette instruction a pour effet d’alimenter le moteur en courant électrique, comme représenté sur la première phase du graphique de la figure 2. Cette alimentation du moteur se traduit par une phase improductive de rotation du moteur 2 durant laquelle le moteur 2 efface les jeux et courses mortes et n’engendre donc pas de force de freinage. On désigne cette première phase comme étant la « phase improductive PI de rotation du moteur ». Cette phase improductive PI de rotation du moteur 2 est détectée (étape A de la figure 4) par le microcontrôleur 4 via une mesure du courant réalisée sur le pont en H 51.
A la suite de la détection de la phase improductive PI de rotation du moteur 2, le microcontrôleur 4 commande l’activation du convertisseur Boost 7 (étape B de la figure 4), en induisant la fermeture de l’interrupteur dudit convertisseur Boost, de sorte à fournir une tension d’alimentation d’une valeur prédéterminée aux moyens de fixation 5 de la tension aux bornes du moteur 2. Cette valeur de tension prédéterminée est supérieure à la valeur maximale de tension de la batterie électrique du véhicule et inférieure ou égale à la valeur de tension maximale supportée par le moteur 2 du frein. Ainsi, la tension d’alimentation fournie aux bornes du moteur pendant la phase improductive PI de rotation du moteur 2, est optimisée pour accélérer le moteur 2 et réduire le plus possible la durée de la phase improductive PI, de sorte que le moteur 2 entre le plus vite possible dans sa phase productive, après effacement des jeux et courses mortes. La phase productive est la phase pendant laquelle le moteur 2 effectue le freinage proprement dit, en agissant sur les organes mécaniques de blocage des roues du véhicule.
Dans la variante de l’invention représentée à la figure 3, l’activation du convertisseur Boost 7 passe également par la commande du deuxième commutateur 8 par le microcontrôleur 4 qui permet d’isoler la sortie du convertisseur Boost 7. Ainsi, il est permis de passer simplement et rapidement d’un circuit d’alimentation 3’ où la valeur de la tension d’alimentation fournie aux moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2 dépend uniquement de la batterie électrique à un circuit d’alimentation 3 où la valeur de la tension d’alimentation fournie aux moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2 dépend de la batterie électrique et du convertisseur Boost 7. Une telle configuration de l’unité de commande électronique 1 facilite l’intégration du convertisseur Boost 7 au sein de l’unité de commande électronique 1 puisqu’il n’est pas nécessaire que celui-ci comprenne de composants plus encombrants nécessaires au fonctionnement du convertisseur Boost 7 en permanence alimenté en courant, comme cela est le cas pour le mode de réalisation représenté à la figure 1. Il est ici possible d’utiliser et d’alimenter le convertisseur Boost 7 que lors des périodes souhaitées, par exemple des périodes où la consommation électrique du véhicule est plus faible que la normale ou lorsque l’état de charge de la batterie insuffisant pour assurer le freinage souhaité.
Comme illustré à la figure 4, l’étape A de détection d’une phase improductive PI de rotation du moteur 2 du frein de stationnement 10 est réalisée à l’aide d’une mesure préalable M du courant sur les moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2. Si la phase improductive PI de rotation du moteur 2 est détectée, on passe à l’étape B d’activation du convertisseur Boost 7 afin de fournir une tension d’alimentation d’une valeur prédéterminée aux moyens de fixation de la tension 5 aux bornes du moteur 2 de sorte à mettre en rotation le moteur 2 à plus grande vitesse. Le véhicule automobile 11 de la figure 5 comprenant un frein de stationnement électrique 10 dont l’actionnement est commandé par une unité de commande électronique 1 selon l’une des variantes de l’invention.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
Liste de références
1 : unité de commande électronique d’un moteur d’un frein de stationnement électrique de véhicule automobile
2 : moteur d’un frein de stationnement électrique de véhicule automobile 3 : circuit d’alimentation
4 : microcontrôleur
5 : moyens de fixation de la tension aux bornes du moteur
6 : commutateur
7 : convertisseur Boost 8 : deuxième commutateur
9 : masse
10 : frein de stationnement électrique
11 : véhicule automobile
51 : pont en H 52 : organe de commande des transistors du pont en H
511 : transistors du pont en H
PI : phase improductive de rotation du moteur

Claims

Revendications
[Revendication 1] Unité de commande électronique (1) d’un moteur (2) d’un frein de stationnement électrique (10) de véhicule automobile (11), caractérisé en ce qu’il comprend :
- un circuit d’alimentation (3) pour l’alimentation du moteur (2) en courant électrique,
- un microcontrôleur (4),
- des moyens de fixation de la tension (5) aux bornes du moteur (2) permettant d’en commander le sens et la vitesse de rotation, ces moyens (5) étant montés sur le circuit d’alimentation (3) et commandés par le microcontrôleur (4),
- un commutateur (6) monté sur le circuit d’alimentation (3) et commandé par le microcontrôleur (4) pour autoriser une circulation de courant électrique dans le circuit d’alimentation (3),
- un convertisseur Boost (7) monté sur le circuit d’alimentation (3) et agencé pour augmenter la valeur de la tension d’alimentation fournie aux moyens de fixation de la tension (5) aux bornes du moteur (2), le microcontrôleur (4) étant apte à détecter une phase improductive (PI) de rotation du moteur (2).
[Revendication 2] Unité de commande électronique (1) selon la revendication 1 comprenant un deuxième commutateur (8) monté sur le circuit d’alimentation (3) et commandé par le microcontrôleur (4) pour isoler la sortie du convertisseur Boost (7).
[Revendication 3] Unité de commande électronique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de fixation de la tension (5) aux bornes du moteur (2) comprennent un étage de puissance à base de transistors (511).
[Revendication 4] Unité de commande électronique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de fixation de la tension (5) aux bornes du moteur (2) comprennent un pont en H (51) apte à contrôler la polarité aux bornes du moteur (2) et un organe de commande (52) des transistors (511) du pont en H (51).
[Revendication 5] Frein de stationnement électrique (10) de véhicule automobile (11) comprenant une unité de commande électronique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
[Revendication 6] Véhicule automobile (11) comprenant un frein de stationnement électrique (10) selon la revendication précédente.
[Revendication 7] Procédé d’actionnement d’un frein de stationnement électrique (10) de véhicule automobile par une unité de commande électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
- détection d’une phase improductive (PI) de rotation du moteur (2) du frein de stationnement (10),
- activation d’un convertisseur Boost (7) lorsque la phase improductive (PI) est détectée de sorte à fournir une tension d’alimentation d’une valeur prédéterminée à des moyens de fixation de la tension (5) aux bornes du moteur (2).
[Revendication 8] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la valeur de tension prédéterminée est supérieure à la valeur maximale de tension de la batterie électrique du véhicule (11) et inférieure ou égale à la valeur de tension maximale supportée par le moteur (2) du frein (10).
[Revendication 9] Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel on mesure le courant sur les moyens de fixation de la tension (5) aux bornes du moteur (2) pour détecter la phase improductive (PI) de rotation du moteur (2).
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