Brevet FR2894411A1 — publié le 20070608

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé de pilotage d'un ralentisseur électromagnétique comprenant une génératrice de courant. L'invention concerne également un tel ralentisseur électromagnétique. L'invention s'applique à un ralentisseur capable de générer un couple résistant de ralentissement sur un arbre de transmission principal ou secondaire d'un véhicule qu'il équipe, lorsque ce ralentisseur est actionné. ETAT DE LA TECHNIQUE Un tel ralentisseur électromagnétique comprend un arbre rotatif qui est accouplé à l'arbre de transmission principal ou secondaire du véhicule pour exercer sur celui-ci le couple résistant de ralentissement pour notamment assister le freinage du véhicule. Le ralentissement est généré avec des bobines inductrices alimentées en courant continu pour produire un champ magnétique dans une pièce métallique en matériau ferromagnétique, afin de faire apparaître des courants de Foucault dans cette pièce métallique. Les bobines inductrices peuvent être fixes pour coopérer avec au moins une pièce métallique en matériau ferromagnétique mobile ayant une allure générale de disque rigidement solidaire de l'arbre rotatif. Dans ce cas, ces bobines inductrices sont généralement orientées parallèlement à l'axe de rotation et disposées autour de cet axe, en vis-à-vis du disque, en étant solidarisées à un flasque fixe. Deux bobines inductrices successives sont alimentées électriquement pour générer des champs magnétiques de directions opposées. Lorsque ces bobines inductrices sont alimentées électriquement, les courants de Foucault qu'elles génèrent dans le disque s'opposent par leurs effets à la cause qui leur a donné naissance, ce qui produit un couple résistant sur le disque et donc sur l'arbre rotatif, pour ralentir le véhicule. Dans ce mode de réalisation, les bobines inductrices sont alimentées électriquement par un courant provenant du réseau électrique du véhicule, c'est-à-dire par exemple à partir d'une batterie du véhicule. Mais pour augmenter les performances du ralentisseur, on recourt à une conception dans laquelle une génératrice de courant est intégrée au ralentisseur. Ainsi, selon une autre conception connue des documents de brevet EP0331559 et FR1467310, l'alimentation électrique des bobines inductrices est assurée par une génératrice comprenant des bobines primaires statoriques alimentées par le réseau du véhicule, et des bobinages secondaires rotoriques solidaires de l'arbre rotatif. Les bobines inductrices sont alors solidaires de l'arbre rotatif en étant radialement saillantes, de sorte qu'elles tournent avec l'arbre rotatif pour générer un champ magnétique dans une chemise cylindrique fixe qui les entoure. Un redresseur tel qu'un redresseur à pont de diodes est interposé entre les bobinages secondaires rotoriques de la génératrice et les bobines inductrices, pour convertir le courant alternatif délivré par les bobinages secondaires de la génératrice en courant continu d'alimentation des bobines inductrices. Deux bobines inductrices radiales consécutives autour de l'axe de rotation génèrent des champs magnétiques de directions opposées, l'une générant un champ orienté de façon centrifuge, l'autre un champ orienté de façon centripète. En fonctionnement, l'alimentation électrique des bobines primaires permet à la génératrice de produire le courant d'alimentation des bobines inductrices, ce qui donne naissance à des courants de Foucault dans la chemise cylindrique fixe, pour générer un couple résistant sur l'arbre rotatif, qui ralentit le véhicule. Afin de réduire le poids et d'augmenter encore les performances d'un tel ralentisseur, il est avantageux de l'accoupler à l'arbre de transmission du véhicule par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse, conformément à la solution adoptée dans le document de brevet EP1527509. La vitesse de rotation de l'arbre du ralentisseur est alors surmultipliée par rapport à la vitesse de rotation de l'arbre de transmission auquel il est accouplé. Cet agencement permet d'augmenter significativement la puissance électrique délivrée par la génératrice, et donc la puissance du ralentisseur. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est un procédé de détermination de l'intensité du courant d'excitation des bobines primaires d'un ralentisseur électromagnétique permettant d'en améliorer les performances et la fiabilité. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pilotage d'un ralentisseur depuis un boîtier de commande, pour déterminer une intensité de courant d'excitation à injecter dans des bobines primaires d'une génératrice du ralentisseur, ce ralentisseur comprenant un arbre rotatif portant des bobinages secondaires de la génératrice et des bobines inductrices alimentées par ces bobinages secondaires, consistant à prendre en compte la vitesse de rotation de l'arbre rotatif pour choisir une intensité de courant d'excitation plus faible si la vitesse de rotation de l'arbre est plus élevée. L'intensité peut ainsi être déterminée dans le boîtier de commande, à partir d'une abaque correspondant à une courbe d'intensité maximale admissible qui dépend de la vitesse de rotation de l'arbre rotatif, cette courbe étant décroissante. En cas de vitesse élevée de l'arbre rotatif, l'intensité du courant d'excitation injecté dans les bobines primaires est ainsi réduite pour éviter une détérioration des bobines inductrices et/ou des bobinages secondaires de la génératrice. A basse vitesse de l'arbre rotatif un courant ayant une intensité supérieure peut être injecté dans les bobines primaires pour augmenter le couple résistant exercé par le ralentisseur sans risque de détérioration des bobines inductrices. L'invention a également pour objet un procédé tel que défini ci-dessus, consistant à choisir une intensité pour laquelle la génératrice délivre, à la vitesse de rotation considérée, une puissance électrique inférieure à une puissance électrique maximale admissible par les bobines inductrices. L'invention a également pour objet un procédé tel que défini ci-dessus, consistant à choisir une intensité inférieure à une intensité maximale admissible dépendant de la vitesse de rotation de l'arbre et correspondant à la puissance électrique maximale admissible par les bobines inductrices. L'invention a également pour objet un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel la puissance électrique maximale admissible par les bobines inductrices ou l'intensité maximale admissible dépend d'au moins une valeur de température significative de l'état thermique du ralentisseur. L'invention a également pour objet un procédé tel que défini ci-dessus, consistant à prendre en compte un signal de pilotage du ralentisseur, pour choisir une intensité proportionnelle à l'intensité maximale admissible selon un facteur de proportion correspondant au signal de pilotage du ralentisseur. L'invention a également pour objet un ralentisseur électromagnétique comprenant un arbre rotatif portant des bobinages secondaires d'une génératrice de courant, et un stator équipé de bobines primaires de cette génératrice, ce ralentisseur comprenant un capteur de vitesse de rotation de l'arbre rotatif. L'invention a également pour objet un ralentisseur tel que défini ci-dessus, comprenant au moins une sonde de température délivrant un signal représentatif de l'état thermique du ralentisseur. L'invention a également pour objet un ralentisseur tel que défini ci-dessus, comprenant un boîtier de commande relié au capteur de vitesses et/ou à la sonde de température. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue d'ensemble avec un arrachement local d'un ralentisseur électromagnétique auquel s'applique l'invention ; La figure 2 est une représentation schématique des composants électriques du ralentisseur selon l'invention La figure 3 est une courbe représentative de l'intensité maximale admissible en fonction de la vitesse 25 de rotation de l'arbre rotatif. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION Dans la figure 1, le ralentisseur électromagnétique 1 comprend un carter principal 2 de forme généralement 30 cylindrique ayant une première extrémité fermée par un couvercle 3, et une seconde extrémité fermée par une pièce d'accouplement 4 par laquelle ce ralentisseur 1 est fixé à un carter de boîte de vitesses soit directement soit indirectement, ici via un multiplicateur de vitesse 35 repéré par 6. Ce carter 2, qui est fixe, renferme un arbre rotatif 7 qui est accouplé à un arbre de transmission non visible sur la figure, tel qu'un arbre principal de transmission aux roues du véhicule, ou secondaire tel qu'un arbre secondaire de sortie de boîte de vitesses via le multiplicateur de vitesse 6. Dans une région correspondant à l'intérieur du couvercle 3 est située une génératrice de courant qui comprend des bobines primaires 8 fixes ou statoriques qui entourent des bobinages secondaires rotoriques, solidaires de l'arbre rotatif 7. Ces bobinages secondaires sont représentés symboliquement en figure 2 en étant repérés par la référence 5. Ces bobinages secondaires 5 comprennent ici trois bobinages distincts 5A, 5B et 5C pour délivrer un courant alternatif triphasé ayant une fréquence conditionnée par la vitesse de rotation de l'arbre rotatif 7. Une chemise interne 9 de forme générale cylindrique est montée dans le carter principal 2 en étant légèrement espacée radialement de la paroi externe de ce carter principal 2 pour définir un espace intermédiaire 10, sensiblement cylindrique, dans lequel circule un liquide de refroidissement de cette chemise 9. Ce carter principal, qui a également une forme générale cylindrique, est pourvu d'une canalisation d'admission 11 de liquide de refroidissement dans l'espace 10 et d'une canalisation de refoulement 12 du liquide de refroidissement hors de cet espace 10. Cette chemise 9 entoure plusieurs bobines inductrices 13 qui sont portées par un rotor 14 rigidement solidaire de l'arbre rotatif 7. Chaque bobine inductrice 13 est orientée pour générer un champ magnétique radial, tout en ayant une forme générale oblongue s'étendant parallèlement à l'arbre 7. De manière connue, la chemise 9 et le corps du rotor 14 sont en matériau ferromagnétique. Ici le carter est une pièce moulable à base d'aluminium et des joints d'étanchéité interviennent entre le carter et la chemise 9, le couvercle 3 et la pièce 4 sont ajourés. Les bobines inductrices 13 sont alimentées électriquement par les bobinages secondaires rotoriques 5 de la génératrice via un pont redresseur porté par l'arbre rotatif 7. Ce pont redresseur peut être celui qui est repéré par 15 sur la figure 2, et qui comprend six diodes 15A-15F, pour redresser le courant alternatif triphasé issu des bobinages secondaires 5A-5C en courant continu. Ce pont redresseur peut aussi être d'un autre type, en étant par exemple formé à partir de transistors de type MOSFET. Comme visible dans la figure 1, le rotor 14 portant les bobines inductrices 13 a une forme générale de cylindre creux relié à l'arbre rotatif 7 par des bras radiaux 16. Ce rotor 14 définit ainsi un espace interne annulaire situé autour de l'arbre 7, cet espace interne étant ventilé par un ventilateur axial 17 situé sensiblement au droit de la jonction du couvercle 3 avec le carter 2. Un ventilateur radial 18 est situé à l'extrémité opposée du carter 2 pour évacuer l'air introduit par le ventilateur 17. La sollicitation du ralentisseur consiste à alimenter les bobines primaires 8 avec un courant d'excitation provenant du réseau électrique du véhicule et notamment de la batterie, pour que la génératrice délivre un courant au niveau de ses bobinages secondaires 5. Ce courant délivré par la génératrice alimente alors les bobines inductrices 13 de manière à produire un couple résistant assurant le ralentissement du véhicule. Le courant d'excitation est injecté dans les bobines primaires 8 au moyen d'un boîtier de commande décrit ci-après. La puissance électrique délivrée par les bobinages secondaires 5 de la génératrice est supérieure à la puissance électrique d'alimentation des bobines primaires 8, puisqu'elle est le résultat du champ magnétique des bobines primaires 8 et du travail fourni par l'arbre rotatif. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'arbre 7 du ralentisseur est relié à l'arbre de transmission des roues du véhicule via le multiplicateur 6 agissant sur un arbre secondaire de la boîte de vitesses. Ce ralentisseur comprend un boîtier de commande 19 représenté en figure 2, qui est interposé par exemple entre une source d'alimentation électrique du véhicule, et les bobines primaires 8. Dans l'exemple de la figure 2, le boîtier de commande 19 et les bobines primaires 8 sont montées en série entre une masse M du véhicule et une alimentation Batt de la batterie du véhicule. Comme visible dans cette figure, une diode D est montée aux bornes des bobines primaires 8 de façon à éviter la circulation d'un courant inverse dans les bobines primaires. Ce boîtier de commande 19 comprend une entrée apte à recevoir un signal de pilotage du ralentisseur, ce signal étant représentatif d'un niveau de couple de ralentissement demandé au ralentisseur. Cette entrée peut être reliée à un levier ou autre destiné à être actionné directement par un conducteur du véhicule pour solliciter le ralentisseur. Ce levier est par exemple mobile graduellement entre deux positions extrêmes, à savoir une position maximale correspondant à une demande de couple résistant maximal, et une position minimale dans laquelle le ralentisseur n'est pas sollicité. Lorsque le conducteur place ce levier dans une position intermédiaire, le ralentisseur est commandé par le boîtier 19 pour exercer sur l'arbre rotatif 7 un couple résistant proportionnel à la position du levier, par rapport au couple maximal de ralentissement disponible. En d'autres termes, l'entrée du boîtier de commande reçoit un signal de pilotage qui correspond à une valeur comprise entre zéro et cent pourcent. Cette entrée peut aussi être reliée à un boîtier de commande de freinage qui détermine de façon autonome un signal de pilotage du ralentisseur. Ce boîtier de commande de freinage est alors relié à un ou plusieurs actionneurs de freinage dont dispose le conducteur. Dans ce cas, le conducteur n'agit pas directement sur le ralentisseur, mais c'est le boîtier de commande de freinage qui pilote, à partir de différents paramètres, le ralentisseur et les freins traditionnels du véhicule. Le boîtier de commande 19 du ralentisseur est un boîtier électronique comprenant par exemple un circuit logique de type ASIC fonctionnant sous 5V, et/ou un circuit de commande de puissance capable de gérer des courants d'intensité élevée. Sur réception d'un signal de pilotage correspondant à une valeur non nulle, le boîtier de commande 19 détermine une intensité de courant d'excitation des bobines primaires 8, en prenant en compte la vitesse de rotation de l'arbre 7, et il injecte ce courant dans les bobines primaires 8 au moyen de ses circuits de puissance. La vitesse de rotation de l'arbre 7 provient par exemple d'un capteur de vitesse de rotation équipant le ralentisseur, et qui est relié au boîtier de commande. Mais le boîtier de commande 19 peut aussi être relié à un bus de données CAN, pour récupérer sur ce bus une valeur représentative du régime de rotation du moteur thermique. Le facteur du multiplicateur de vitesse 6 est alors mémorisé dans le boîtier de commande 19 pour permettre la détermination de la vitesse de rotation de l'arbre 7 avec les données du bus CAN. L'intensité de courant d'excitation des bobines primaires 8 est déterminée dans le boîtier de commande 19 de telle façon que la génératrice délivre, pour la vitesse de rotation de l'arbre 7 considérée, une alimentation électrique ayant une puissance proportionnelle à une puissance électrique maximale admissible par les bobines inductrices 13, selon un facteur de proportion qui correspond au signal de pilotage. Ceci permet au ralentisseur d'appliquer à l'arbre 7 un couple résistant qui a une amplitude proportionnelle au couple maximal disponible, selon un facteur de proportion qui correspond au signal de pilotage. Il est à noter que pour une même valeur de courant d'excitation, la puissance délivrée par la génératrice augmente avec la vitesse de rotation de l'arbre 7. Ainsi, pour obtenir une valeur constante de la puissance électrique délivrée par la génératrice, à différentes vitesses de l'arbre 7, le courant d'excitation doit diminuer lorsque la vitesse de l'arbre 7 augmente. Ceci permet de définir, pour une valeur de puissance électrique maximale admissible par les bobines inductrices 13 donnée, une courbe C représentative de l'intensité maximale admissible dans les bobines primaires 8 en fonction du régime de l'arbre 7, ce qui correspond au graphe de la figure 3. Comme visible dans ce graphe, l'intensité maximale admissible suit une courbe décroissante à asymptote horizontale. La courbe C part d'une valeur de 50 Ampères pour un régime de 1500 t/min, et elle décroît pour se rapprocher d'une valeur asymptotique valant approximativement 25 Ampères. Ainsi, l'application aux bobines primaires 8 d'un courant d'excitation ayant une intensité supérieure à celle donnée par la courbe C présente un risque de détérioration des bobines inductrices 13 et/ou des bobinages secondaires 5 de la génératrice. Une intensité située en deçà de cette courbe C correspond à un fonctionnement sécuritaire du ralentisseur, c'est-à-dire sans risque de détérioration des bobines inductrices et/ou des bobinages secondaires 5 de la génératrice. La courbe C de la figure 3 est avantageusement mémorisée dans le boîtier de commande. Ainsi, l'intensité de courant d'excitation peut être déterminée dans le boîtier de commande en déterminant pour la vitesse de rotation courante de l'arbre 7 la valeur d'intensité donnée par la courbe C, et en appliquant à cette valeur d'intensité, un facteur de proportion correspondant au signal de pilotage. Par exemple, dans le cas d'une vitesse de rotation de l'arbre 7 valant 3500 t/mn (tours par minute), l'intensité maximale admissible vaut 30 Ampères, et si le signal de pilotage du ralentisseur est représentatif d'une demande de cinquante pourcent du couple maximal disponible, la valeur d'intensité choisie est alors 15 Ampères. Le graphe de la figure 3 correspond à un ralentisseur qui est sollicité pendant vingt minutes, puis qui n'est plus sollicité pendant les vingt minutes suivantes. Ce cycle de sollicitation correspond à une certaine gamme de température des bobines inductrices 13, c'est-à-dire à une certaine puissance électrique maximale admissible par ces bobines inductrices 13. Si le cycle de sollicitation du ralentisseur est moins contraignant que celui de la figure 3, c'est-à-dire si le ralentisseur est moins sollicité, et donc mieux refroidi, la température des bobines inductrices 13 est inférieure, de sorte qu'elles peuvent supporter une puissance électrique plus importante que dans le cas de la figure 3, de sorte que la courbe C a des valeur plus importantes. Ainsi, dans le cas d'une sollicitation correspondant à dix minutes de fonctionnement du ralentisseur suivies de vingt minutes de repos, les valeurs d'intensité maximale admissible de la courbe C peuvent être multipliées par deux, ce qui permet d'augmenter d'autant le couple de freinage. Ainsi, le boîtier de commande comprend avantageusement en mémoire des données représentatives de plusieurs courbes telles que la courbe C correspondant chacune à un état thermique du ralentisseur, cet état thermique étant par exemple déterminé par une ou plusieurs sondes de températures équipant le ralentisseur. Dans ce cas, l'intensité du courant d'excitation est déterminée dans le boîtier de commande en prenant également en compte l'état thermique du ralentisseur de façon à augmenter encore ses performances, notamment en fonction de la façon dont il est sollicité. Des données correspondant à plusieurs courbes telles que celle de la figure 3 peuvent être mémorisées dans le boîtier de commande 19. Chaque courbe correspond alors à un état thermique du ralentisseur, c'est-à-dire par exemple à une plage de valeurs d'une température représentative de l'état thermique du ralentisseur. Cette température est par exemple issue d'une ou plusieurs sondes thermiques équipant le ralentisseur. Le choix de l'intensité consiste alors à déterminer la courbe à prendre en compte, sur la base de l'état thermique du ralentisseur, puis, à partir de cette courbe, à déterminer l'intensité du courant d'excitation, comme indiqué plus haut. Les données représentatives de plusieurs courbes telles que la courbe C peuvent être mémorisées dans le boîtier, soit sous forme de tables numériques, soit sous forme d'une fonction à plusieurs variables, ces variables incluant le régime de l'arbre 7 et la ou les températures significatives de l'état du ralentisseur. L'invention permet ainsi d'améliorer les performances et la fiabilité d'un ralentisseur électromagnétique. Elle permet de le commander pour qu'il génère dans toute situation un couple résistant le plus élevé possible, tout en assurant que les bobines inductrices ne seront pas sollicitées au-delà de leurs possibilités. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. Notamment, le nombre de phases de la génératrice dépend des applications, ce nombre est en variante supérieur à 3. REVENDICATIONS 1. Procédé de pilotage d'un ralentisseur (1) depuis un boîtier de commande (19), pour déterminer une intensité de courant d'excitation à injecter dans des bobines primaires (8) d'une génératrice du ralentisseur (1), ce ralentisseur comprenant un arbre rotatif (7) portant des bobinages secondaires (5) de la génératrice et des bobines inductrices (13) alimentées par ces bobinages secondaires (13), consistant à prendre en compte la vitesse de rotation de l'arbre rotatif (7) pour choisir une intensité de courant d'excitation plus faible si la vitesse de rotation de l'arbre (7) est plus élevée. 2. Procédé selon la revendication 1, consistant à choisir une intensité pour laquelle la génératrice délivre, à la vitesse de rotation considérée, une puissance électrique inférieure à une puissance électrique maximale admissible par les bobines inductrices (13). 3. Procédé selon la revendication 2, consistant à choisir une intensité inférieure à une intensité maximale admissible dépendant de la vitesse de rotation de l'arbre (7) et correspondant à la puissance électrique maximale admissible par les bobines inductrices (13). 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la puissance électrique maximale admissible par les bobines inductrices (13) ou l'intensité maximale admissible dépend d'au moins une valeur de température significative de l'état thermique du ralentisseur (1). 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, consistant à prendre en compte un signal de pilotage du ralentisseur, pour choisir une intensité proportionnelle à l'intensité maximale admissible selon un facteur de proportion correspondant au signal de pilotage du ralentisseur. 6. Ralentisseur électromagnétique comprenant un arbre rotatif (7) portant des bobinages secondaires (5) d'une génératrice de courant, et un stator équipé de bobines primaires (8) de cette génératrice, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de vitesse de rotation de l'arbre rotatif (7). 7. Ralentisseur électromagnétique selon la revendication 6, comprenant au moins une sonde de température délivrant un signal représentatif de l'état thermique du ralentisseur. 8. Ralentisseur selon la revendication 6 ou 7, comprenant un boîtier de commande (19) relié au capteur de vitesses et/ou à la sonde de température.