Brevet FR2955669A1 — publié le 20110729

Domaine de l'invention La présente invention concerne un montage de capteur pour mesurer la vitesse de rotation d'un moteur électrique, ainsi qu'un procédé permettant de déterminer la vitesse de rotation d'un moteur électrique à l'aide d'un montage de capteur comportant une roue polaire et plusieurs éléments Hall. Etat de la technique Les freins de stationnement automatiques comportent habituellement plusieurs moteurs électriques commandés par un appareil de commande APB (système de freins de stationnement automatique) pour serrer ou desserrer les freins de stationnement. Souvent, les moteurs électriques équipent directement l'étrier du frein de roue. La force de serrage exercée par le frein de stationnement, est habituellement déterminée par un montage de capteur comportant une roue polaire et un élément Hall, installé à la périphérie de la roue polaire et mesurant les transitions des flancs magnétiques entre les pôles positifs et négatifs de la roue polaire. Le signal de capteur de l'élément Hall est exploité par l'appareil de commande. Comme les appareils de commande actuels fonctionnent de manière cadencée, l'exploitation des signaux de capteur et le calcul de la vitesse de rotation ne se fait qu'à des intervalles réguliers, déterminés, par exemple toutes les 5 ms ou toutes les 10 ms. Dans les phases de fonctionnement pendant lesquelles le moteur électrique ne tourne que très lentement, par exemple lorsque le frein de stationnement est complètement serré, il peut arriver que l'on ne détecte aucun passage entre des flancs dans un intervalle de cadence bien que le moteur continue de tourner. Dans ces conditions, la force de serrage exercée par le frein de stationnement, ne pourra se calculer que de manière très approximative. But de l'invention La présente invention a pour but de développer la sensibilité de la mesure de la vitesse de rotation. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un montage de capteur caractérisé par une roue polaire ayant plusieurs pôles magnétiques et 2 plusieurs éléments Hall répartis le long de la périphérie de la roue polaire. Si les éléments Hall sont installés de façon déphasée, on obtient beaucoup plus d'impulsions de signaux dans un intervalle de temps défini que pour un unique élément Hall, ce qui améliore la résolution du capteur de vitesse de rotation. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les éléments Hall d'un mode de réalisation avec en tout deux éléments Hall, sont déphasés d'un angle électrique de +/- 90°. Dans le cas de plus de deux éléments Hall, on peut les décaler d'un angle de déphasage électrique plus petit par exemple de 60°, 30° ou 15°. En variante, les éléments Hall peuvent également être répartis selon une répartition d'un angle tel que (n x 180°) ou (n x 360°) relations dans lesquelles n est un nombre entier. Dans ce cas, les éléments Hall fournissent une impulsion de signal chaque fois au même instant. En contrôlant la plausibilité des signaux, on pourra dans ce cas déterminer si les éléments Hall fonctionnent correctement. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les éléments Hall sont reliés à l'alimentation électrique du moteur. Dans la mesure où le montage de capteur comporte un connecteur à plusieurs broches, les lignes d'alimentation des éléments hall et celles du moteur électrique, passent de préférence par un connecteur commun. Le nombre de broches du connecteur est ainsi réduit au minimum. La roue polaire a, de préférence, moins de six paires polaires et selon un mode de réalisation préférentiel, il a précisément trois paires polaires. Pour un nombre plus réduit de paires polaires, on peut augmenter l'intensité du champ magnétique des pôles et ainsi détecter de manière fiable toute alternance de flancs. En outre, pour des intensités de champ magnétique plus élevées, le capteur de vitesse de rotation est moins sensible aux tolérances d'écartement entre la roue polaire et les éléments Hall. Le capteur de vitesse de rotation selon l'invention comporte de préférence deux éléments Hall. Mais on peut également prévoir plus de deux éléments Hall. 3 Le montage de capteur est notamment destiné à des freins de stationnement automatiques d'un véhicule automobile. Selon l'invention, on exploite les signaux de capteur dans différentes phases de fonctionnement du moteur électrique. Dans une première phase de fonctionnement du moteur électrique au cours de laquelle la vitesse de rotation est inférieure à un seuil prédéfini, par exemple au démarrage du moteur électrique, on exploite de préférence les signaux de capteur de tous les éléments Hall. Dans une seconde phase de fonctionnement au cours de laquelle la vitesse de rotation du moteur électrique est supérieure au seuil, on exploite de préférence seulement une partie des signaux de capteur car un unique signal de capteur a un taux d'impulsions suffisamment élevé pour permettre une mesure précise de la vitesse de rotation. En outre, les signaux de capteur de tous les éléments Hall fournissent éventuellement trop d'impulsions de sorte que la fréquence des impulsions risque de dépasser la fréquence d'exploitation maximale supérieure autorisée. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents modes de réalisation d'un montage de capteur représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente un montage de capteur à deux éléments Hall correspondant à un premier mode de réalisation, - la figure 2 représente un montage de capteur à deux éléments Hall selon un second mode de réalisation, - la figure 3 montre un montage de capteur à deux éléments Hall correspondant à un troisième mode de réalisation, et - la figure 4 est un schéma du montage électrique du moteur et des éléments Hall. Description de modes de réalisation préférentiels de l'invention La figure 1 montre un montage de capteur servant à mesurer la vitesse de rotation d'un moteur électrique comportant une roue polaire 11 et deux éléments Hall 2, 3 installés le long de la périphérie de la roue polaire 11. La roue polaire 11 peut être par exemple montée directement sur l'arbre du moteur électrique (non représenté) d'un frein de stationnement automatique. 4 Les éléments Hall 2, 3 génèrent un flanc de signal pour chaque alternance magnétique entre deux pôles 12, 13. Les signaux de capteur correspondants S1, S2, sont représentés dans la partie inférieure de la figure 1. On remarque que les deux signaux S1, S2 sont déphasés de 180°. Pour un flanc positif du signal S1, l'autre signal S2 aura au même instant un flanc négatif et inversement. En contrôlant la plausibilité des deux signaux, on peut détecter dans ce cas si les deux éléments Hall 2, 3 fonctionnent correctement ou si, éventuellement, l'un des éléments Hall 2, 3, est défectueux. La figure 2 montre un montage de capteur pour mesurer la vitesse de rotation comme à la figure 1, à la différence que les deux éléments Hall 2, 3, sont déphasés d'un angle électrique de 270° ou de 90°. Les éléments Hall 2, 3, génèrent ainsi au cours d'un intervalle de temps défini, plus de flancs de commutation que dans le cadre de la figure 1. Cela augmente la résolution de l'information de vitesse de rotation de sorte que si le moteur électrique tourne très lentement, on peut néanmoins saisir sa vitesse de rotation. La figure 3 montre un montage servant à la mesure de la vitesse de rotation, analogue à celui de la figure 1, à la différence que les deux éléments Hall 2, 3, sont déphasés de 360°. Les deux signaux de capteur S1, S2, sont ainsi synchrones. La résolution du capteur n'est pas améliorée par rapport à celle d'un unique élément Hall mais on pourra déceler d'éventuels défauts de capteur en contrôlant la plausibilité des signaux S1, S2. La figure 4 montre un schéma du montage de capteur et des branchements électriques. La référence 1 désigne un moteur électrique ; les références 2, 3 désignent chacune un élément Hall et la référence 4 désigne un appareil de commande relié aux deux éléments Hall 2, 3 et exploitant les signaux fournis par ces deux éléments. Le moteur électrique 1 et les deux éléments Hall 2, 3, sont raccordés par l'intermédiaire d'un connecteur ayant en tout quatre broches 5, 6, 7, 8. La ligne d'alimentation 10 des deux éléments Hall 2, 3, est reliée à la ligne d'alimentation 9 du moteur électrique 1. Tous les éléments 1, 2 et 3 sont alimentés en tension par l'intermédiaire d'un premier connecteur à broches 5. Le moteur électrique 1 est relié côté masse à un second connecteur à broches mis à la masse. Les lignes de transmission de signaux 14, 15 des éléments Hall 2, 3 sont également reliées à un connecteur 7, 8. Dans l'exemple de réalisation présenté à deux éléments Hall 2, 3, il suffit ainsi d'un connecteur ayant en tout 5 seulement quatre broches. lo 15 NOMENCLATURE 1 moteur électrique 2, 3 élément Hall 4 appareil de commande 5, 6, 7, 8 connecteur à broches 9 ligne d'alimentation 11 roue polaire 12, 13 pôles 14, 15 ligne de signaux S1, S2 signaux de capteur 30 REVENDICATIONS1 °) Montage de capteur pour mesurer la vitesse de rotation d'un moteur électrique (1), montage caractérisé par - une roue polaire (11) ayant plusieurs pôles magnétiques (12, 13) et plusieurs éléments Hall (2, 3) répartis le long de la périphérie de la roue polaire (II). 2°) Montage de capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments Hall (2, 3) sont déphasés. 3°) Montage de capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments Hall (2, 3) sont déphasés d'un angle électrique de +/- 90°. 4°) Montage de capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments Hall (2, 3) sont reliés à la ligne d'alimentation électrique (9) du moteur électrique (1). 5°) Montage de capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation (10) des éléments Hall (2, 3) et du moteur électrique (1), passent par un connecteur à broches commun (5). 6°) Montage de capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue polaire (11) comporte moins de six paires polaires. 7°) Montage de capteur selon la revendication 1, caractérisé par deux éléments Hall (2, 3). 8 8°) Procédé pour déterminer la vitesse de rotation d'un moteur électrique (1) à l'aide d'un montage de capteur ayant une roue polaire (11) et plusieurs éléments Hall (2, 3), procédé caractérisé en ce que dans une première phase de fonctionnement du moteur électrique (1), au cours de laquelle la vitesse de rotation du moteur électrique est inférieure à un seuil prédéfini, on exploite les signaux de capteur (S 1, S2) de tous les éléments Hall (2, 3), et dans une seconde phase de fonctionnement au cours de laquelle la io vitesse de rotation du moteur électrique (1) est supérieure au seuil, on exploite seulement une partie des signaux de capteur (Si, S2). 15