Brevet FR3031249A1 — publié le 20160701

- 1 - « Dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein, procédée de communication d'un tel dispositif de motorisation, et procédé d'industrialisation d'un tel dispositif de motorisation » L'invention se rapporte à un procédé de gestion d'un dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein intelligent, au sein d'un calculateur électronique local. Celui-ci est monté sur ou intégré dans un frein incluant au moins un actionneur activé par ledit dispositif de motorisation électrique pour produire un effort de serrage et/ou de desserrage dudit frein ledit calculateur local d'actionneur incluant des moyens de traitement de données numériques et des moyens de communication numérique. Ce calculateur local réalise des opérations de traitement de données numériques déterminées : d'une part pour piloter le moteur activant ledit actionneur, et d'autre part pour communiquer avec au moins un autre calculateur électronique extérieur situé au sein du véhicule. Il vérifie la compatibilité de chaque motorisation d'actionneur par rapport au véhicule et aux autres motorisations d'actionneur, en modèle et version de motorisation et de logiciel. Il vérifie aussi les performances de la motorisation et adapte ses lois de pilotage pour s'adapter aux autres motorisations du véhicule. L'invention propose en outre un procédé d'industrialisation d'une telle motorisation. Etat de la technique Dans le domaine des freins de véhicules routiers, notamment à quatre roues et en particuliers des véhicules automobiles ou utilitaires légers ou lourds, il est courant depuis une dizaine d'année de prévoir des freins qui sont activé de façon électrique. Dans un tel frein, un actionneur électromécanique active le serrage et/ou le desserrage sur une commande électrique, par exemple pour réaliser un frein de stationnement automatisé ou pour réaliser une fonction d'assistance à la conduite comme un antiblocage ou un antipatinage ou un stabilisateur de trajectoire. 3031249 - 2 - Typiquement, un moteur ou un motoréducteur électrique est fixé sur le mécanisme de frein, voire intégré, et son alimentation électrique est commandée par un calculateur situé dans le véhicule à l'extérieur du frein, en général dans une partie suspendue du véhicule. 5 Des améliorations sont souhaitables pour fiabiliser le fonctionnement et la compatibilité de ces systèmes, en particulier en raison des différentes sources d'approvisionnement possibles pour l'assemblage d'un même modèle de véhicule. Un but de l'invention est faciliter et fiabiliser l'installation et 10 l'interchangeabilité d'un tel moteur ou motoréducteur, à l'installation initiale mais aussi en substitution au sein d'une série en cours de fabrication ou en rechange sur un véhicule existant. Cet objectif est recherché conjointement avec des avantages en matière de simplicité, coût et fiabilité, de fabrication et d'entretien. 15 Exposé de l'invention L'invention propose pour cela un procédé de gestion d'un dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein, mis en oeuvre au sein d'un calculateur électronique dit calculateur local d'actionneur. Ce calculateur local 20 est intégré ledit dispositif de motorisation, lequel est monté sur ou intégré dans un frein incluant au moins un actionneur activé par ledit dispositif de motorisation électrique pour produire un effort de serrage et/ou de desserrage dudit frein ledit calculateur local d'actionneur incluant des moyens de traitement de données numériques et des moyens de communication 25 numérique; Ce procédé comprend des opérations successives ou en parallèle de traitement de données numériques déterminées : d'une part pour piloter le moteur activant ledit actionneur, et d'autre part pour communiquer de façon numérique avec au moins un 30 autre calculateur électronique dit extérieur, situé au sein d'un véhicule sur lequel est monté ledit actionneur de frein. Différentes particularités de ce procédé, avantageusement combinables entre elles, sont présentées ci-après. 3031249 - 3 - Selon une de ces particularités, le procédé comprend en outre une ou plusieurs opérations réalisant une reconnaissance du dispositif de motorisation électrique de frein ou de son moteur, par lecture de données électroniques ou par analyse de données électriques de détection provenant 5 dudit dispositif de motorisation électrique de frein ou de son moteur. (Cette analyse est faite par exemple en mesurant les caractéristiques de force contre électromotrice du moteur FCEM et en les comparant avec des données de références mémorisées au sein du calculateur local d'actionneur, par exemple en comparant les équations d'états en vitesse et position. Elle mesure par 10 exemple la FCEM des trois phases dans le cas d'un moteur brushless) Selon une autre particularité, le procédé comprend en outre : un échange de données d'identification avec le calculateur extérieur, notamment de modèle ou de version se rapportant à la motorisation ou au logiciel du calculateur local d'actionneur, 15 une détermination d'une donnée représentant une compatibilité entre le dispositif de motorisation et au moins un organe géré par ledit calculateur extérieur, et mémorisation ou émission d'un signal de compatibilité dans le cas d'une détermination de non compatibilité. 20 Selon différentes variantes de cette particularité, combinables entre elles : le calculateur extérieur est un calculateur dit central qui est propre au véhicule et en ce que la détermination de compatibilité porte sur la compatibilité du dispositif de motorisation avec le véhicule lui-même. 25 le procédé est appliqué à un premier calculateur local d'actionneur au sein d'un premier frein du véhicule. Le calculateur extérieur est alors un deuxième calculateur local d'actionneur qui est propre à un deuxième frein du véhicule (notamment sur l'autre côté du véhicule, et par exemple sur le même train de roues). La détermination de compatibilité porte alors sur 30 la compatibilité du dispositif de motorisation avec un deuxième dispositif de motorisation d'actionneur qui est propre audit deuxième frein. Optionnellement, l'opération de détermination de compatibilité porte comprend une comparaison des premier et deuxième dispositifs de motorisation d'actionneur en modèle et/ou en version et/ou en durée de vie 3031249 - 4 - (notamment en nombre de cycles précédemment effectués ou durée de fonctionnement ou de présence ou en taux d'usure) ou de caractéristiques physiques et/ou électriques. Selon encore une autre particularité, le procédé est appliqué à un 5 premier calculateur local d'actionneur au sein d'un premier frein du véhicule, et en ce que le calculateur extérieur est un deuxième calculateur local d'actionneur qui est propre à un deuxième frein du véhicule (notamment sur l'autre côté du véhicule, et par exemple sur le même train de roues). Ce procédé comprend alors en outre : 10 d'une part un échange de données représentant les caractéristiques et/ou performances de fonctionnement de l'un ou des deux premier et deuxième dispositifs de motorisation d'actionneur, et d'autre part une opération de calcul et de mémorisation d'au moins une modification des lois de pilotage au sein de l'un desdits dispositifs de 15 motorisation d'actionneur de façon à l'adapter aux caractéristiques et/ou performances de l'autre, ou au sein des deux dispositifs de motorisation d'actionneur pour les adapter en un compromis commun. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif dit 20 "intelligent" de motorisation électrique d'actionneur de frein, c'est-à-dire par exemple un moteur ou un ensemble motoréducteur ou "Motor Gear Unit" (MGU), destiné à être monté sur un tel frein ou intégré au sein d'un tel frein, du type agencé pour activer un actionneur appliquant un effort de serrage et/ou de desserrage au sein dudit frein. 25 Selon cet aspect de l'invention, ce dispositif de motorisation d'actionneur comprend lui-même au moins un calculateur électronique formant le calculateur local d'actionneur, et qui inclut des moyens de traitement de données numériques et des moyens de communication numérique. En outre, ce calculateur local d'actionneur : 30 d'une part est agencé pour piloter le moteur activant ledit actionneur, et d'autre part est agencé pour mettre en oeuvre un procédé tel qu'exposé ici, et en particulier pour communiquer avec au moins un autre calculateur au sein d'un véhicule sur lequel est monté ledit frein. 3031249 - 5 - Selon une particularité, le calculateur local d'actionneur comprend des moyens électroniques de détection analogique agencés pour pouvoir analyser un ou plusieurs paramètres physiques (par exemple un capteur en vitesse et/ou position, par exemple un capteur Hall) ou électriques (par 5 exemple sa force contre électromotrice ou "Back Electro Magnetic Force") de fonctionnement du moteur qu'il pilote. Selon une particularité, ce dispositif de motorisation d'actionneur est agencé pour reconnaître et piloter indifféremment plusieurs types de 10 moteurs, notamment un moteur de type à courant continu ou un moteur de type sans balais, de préférence par un circuit électronique regroupé sur une même carte électronique. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un frein comprenant 15 un tel dispositif de motorisation. Selon une particularité, ce frein est un frein à disque dans lequel le dispositif de motorisation intelligent est fixé à un étrier de frein et agencé pour activer un actionneur électromécanique produisant un effort de freinage dans une fonction de frein de stationnement et/ou de frein de service. 20 Selon une autre particularité, ce frein est un frein à tambour dans lequel le dispositif de motorisation intelligent est fixé à un plateau de frein et agencé pour activer un actionneur électromécanique produisant un effort de freinage dans une fonction de frein de stationnement et/ou de frein de service. 25 Encore selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un véhicule ou sous-ensemble de véhicule comprenant au moins un calculateur électronique dit central agencé pour communiquer au sein dudit véhicule avec un ou plusieurs dispositifs de motorisation tel(s) qu'exposé ici, et/ou pour 30 communiquer au sein dudit véhicule avec un ou plusieurs dispositifs de motorisation par un procédé tel qu'exposé ici. 3031249 - 6 - Selon encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé d'industrialisation d'un dispositif de motorisation tel qu'exposé ici, et comprenant les étapes suivantes : fourniture d'un dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein 5 d'un modèle existant dépourvu de calculateur électronique de pilotage fixé audit dispositif ou au frein, conception ou fabrication et paramétrage d'un calculateur local d'actionneur agencé pour réaliser un dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein tel qu'exposé ici (par exemple en évolution d'un 10 modèle de frein existant, ou évolution d'un modèle de motorisation existant en vue d'une substitution sur un modèle existant voire de remplacement en deuxième monte sur un véhicule existant). Des modes de réalisation variés de l'invention sont prévus, intégrant 15 selon l'ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici. Liste des figures D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la 20 description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : la FIGURE 1 illustre en perspective éclatée à l'échelle un dispositif de motorisation selon l'invention dans un exemple de mode de réalisation formant un ensemble motoréducteur pour frein à disque avec un 25 moteur courant continue piloté par une unique carte électronique locale ; la FIGURE 2 illustre en perspective éclatée à l'échelle un dispositif de motorisation selon l'invention dans un exemple de mode de réalisation formant un ensemble motoréducteur pour frein à disque avec un 30 moteur sans balais ("brushless") piloté par deux cartes électroniques locales, ici l'une pour la puissance et l'autre pour le pilotage ; la FIGURE 3 est un schéma fonctionnel qui illustre un exemple de mode de réalisation de l'invention dans un procédé de communication directe 3031249 - 7 - entre les dispositifs de motorisation d'un frein gauche et d'un frein droit ; la FIGURE 4 est un schéma fonctionnel qui illustre un exemple de mode de réalisation de l'invention dans un procédé de communication entre 5 les dispositifs de motorisation d'un frein gauche et d'un frein droit et avec un calculateur central propre au véhicule. Description d'un exemple de mode de réalisation Les FIGURE 1 et FIGURE illustrent deux modes de réalisation, avec 10 respectivement un moteur continu et un moteur "brushless". Dans le cas du moteur continu, la communication est prévue par exemple par quatre fils électriques. Alternativement ou en combinaison, la communication est prévue aussi par courants porteurs en ligne, ou par communication radio sans fil, à titre principal et unique ou à titre de 15 redondance. Chacun de ces types de moteur peut être implémenté avec une ou deux cartes électroniques, par exemple agencée(s) pour pouvoir piloter indifféremment l'un ou l'autre type de moteur. 20 La FIGURE 3 illustre un exemple de mode de réalisation de l'invention dans un procédé de communication directe entre les dispositifs de motorisation d'un frein gauche et d'un frein droit. La communication se fait par un bus connu, par exemple de type CAN. Les logiciels des deux calculateurs locaux des deux motoréducteurs analysent 25 les performances de leur propre motoréducteur. Si leurs performances diffèrent de plus d'une valeur de seuil, l'un des calculateurs ou les deux ajuste son pilotage pour s'adapter à l'autre. La FIGURE 4 illustre un exemple de mode de réalisation de l'invention 30 dans un procédé de communication entre les dispositifs de motorisation d'un frein gauche et d'un frein droit de façon similaire à la FIGURE 3. Le calculateur d'un motoréducteur, typiquement lorsqu'on le branche sur le bus du véhicule (par exemple un bus CAN) lors du montage du motoréducteur, effectue un certain nombre d'opérations. 3031249 - 8 - En particulier, le nouveau calculateur local déclare son identification en modèle et version de motoréducteur et de logiciel, en envoyant les données correspondantes au calculateur central. Le ou les calculateurs vérifient : 5 si le ou les motoréducteurs sont bien compatibles avec le véhicule, dans le cas d'une rechange de l'un des deux motoréducteurs d'une paire droite-gauche, si le nouveau est compatible avec l'ancien en modèle et version de motoréducteur et de logiciel, dans le cas d'une rechange de l'un des deux motoréducteurs d'une paire 10 droite-gauche, si le nouveau présente un état, en particulier en nombre de cycles, compatible avec l'ancien et réciproquement, si les performances de l'un ou l'autre des motoréducteurs sont insuffisantes, en elles-mêmes ou par rapport à l'autre. Si la compatibilité n'est pas satisfaisante, un signal est mémorisé ou 15 émis, dans le motoréducteur et/ou le véhicule, par exemple pour prévenir le personnel qui fait le montage de l'incompatibilité voire bloquer le véhicule ou signaler le problème au tableau de bord. On évite par exemple une situation où l'un des motoréducteurs est en fin de vie alors que l'autre est neuf. 20 Optionnellement, le calculateur local d'actionneur reçoit le branchement d'un capteur de vitesse de roue. Il vérifie alors le contexte de fonctionnement du véhicule, et concoure par lui-même à la sécurité du stationnement et/ou du roulage, et retransmet l'information au reste du système du véhicule. 25 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'un dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein, mis en oeuvre au sein d'un calculateur électronique dit calculateur local d'actionneur qui est monté sur ou intégré dans un frein incluant au moins un actionneur activé- par ledit dispositif -de motorisation électrique pour produire un effort de serrage et/ou de desserrage dudit frein, ledit calculateur local d'actionneur incluant des moyens de traitement de données numériques et des moyens de communication numérique, ledit procédé comprenant des opérations successives ou en parallèle de traitement de données numériques déterminées d'une part pour piloter le moteur activant ledit actionneur, et d'autre part pour communiquer de 'façon numérique avec au moins un autre calculateur électronique dit extérieur, situé au sein d'un véhicule sur lequel est monté ledit affineur de frein, 2. Procédé selon la revencliquhieneerécédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une ou plusieurs opérations réalisant une reconnaissance du dispositif de motorisation électrique de frein ou de son moteur, par lecture de données électroniques ou par analyse de données électriques de détection provenant dudit dispositif de motorisation électrique de frein ou de son moteur. 3. Procédé selon l'une quelconilue des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre:: un échange de données d'identification avec le calculateur extérieur, notamment de modèle ou de version se rapportant à la motorisation ou au logiciel du calculateur local d'actionneur, une détermination d'une donnée représentant une compatibilité entre le dispositif de motorisation et au moins un organe géré par ledit calculateur extérieur, et mémorisation ou émission d'un signal de compatibilité dans le cas d'une détermination de non compatibilité. 3031249 --10 - 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que calculateur extérieur est un calculateur dit central qui est propre au véhicule et en ce que la détermination de compatibilité porte sur la compatibilité du dispositif de motorisation avec le véhicule lui-même. 5. Procédé selon l'une quelconqùe des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'il est appliqué à un premier calculateur local d'actionneur au sein d'un premier frein du véhicule, 10 et en ce que le calculateur extérieur est un deuxième calculateur local d'actionneur qui est propre à un deuxième frein du véhicule et en ce que la détermination de compatibilité porte sur la compatibilité du dispositif de motorisation avec un deuxième dispositif de motorisation d'actionneur qui est propre audit deuxième frein. 15 6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'opération de détermination de compatibilité porte comprend une comparaison des premier et deuxième dispositifs de motorisation d'actionneur en modèle et/ou en version et/ou en durée de vie ou de 20 caractéristiques physiques et/ou électriques. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à un premier calculateuL,Jocal d'actionneur au sein d'un premier frein du véhicule, et en ce -que te 25 calculateur extérieur est un deuxième calculateur local d'actionneur qui est propre à un deuxième frein du véhicule ledit procédé étant en outre caractérisé en ce qu'il comprend : d'une part un échange de données représentant les caractéristiques et/ou performances de fonctionnement de l'un ou des deux premier et 30 deuxième dispositifs de motorisation d'actionneur, et d'autre part une opération de calcul et de mémorisation d'au moins une modification des lois de pilotage au sein de l'un desdits dispositifs de motorisation d'actionneur de façon à l'adapter aux caractéristiques et/ou 3031249 - 11 - performances de l'autre, ou au sein des deux dispositifs de motorisation d'actionneur pour les adapter en un compromis commun. 8. Dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein destiné à être 5 monté sur un tel frein ou intégré au sein d'un tel frein, du type agencé pour activer un actionneur appliquant un effort de serrage et/ou de desserrage au sein dudit frein, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un calculateur électronique drt OElculateurieal d'actionneur qui inclut des moyens de traitement de 10 données numériques et des moyens de communication numérique, et en ce que ledit calculateur local d'actionneur : d'une part est agencé pour piloter le moteur activant ledit actionneur, et d'autre part est agencé pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 15 9. Dispositif selon la-rewendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur local d'actionneur comprend des moyens électroniques de détection analogique agencés pour pouvoir analyser un ou plusieurs paramètres physiques ou électriques de fonctionnement du moteur qu'il 20 pilote. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisé en ce qu'il est agencé pour reconnaître et piloter indifféremment plusieurs types de moteurs, notamment un moteur de type à courant continu ou un 25 moteur de type sans balais. 11. Frein à- disctee comprenant un dispositif de motorisation selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 fixé à un étrier de frein et agencé pour activer un actionneur électromécanique produisant un effort de 30 freinage dans une fonction de frein de stationnement et/ou de frein de service. 12. Frein à tambour comprenant un dispositif de motorisation selon l'une quelconque des revendicatiOns 8 à 10 fixé à un plateau de frein et agencé 3031249 - 12 - pour activer un actionneur électromécanique produisant un effort de freinage dans une fonction de frein de stationnement et/ou de frein de service. 5 13. Véhicule ou sous-ensemble de véhicule comprenant au moins un calculateur électronique dit central agencé pour communiquer au sein dudit véhicule avec un ou plusieurs dispositifs de motorisation selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 et/ou pour communiquer au sein dudit véhicule avec un ou plusieurs dispositifs de motorisation par un 10 procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 14. Procédé d'industrialisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, comprenant les étapes suivantes : fourniture d'un dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein 15 d'un modèle existant dépourvu de calculateur électronique de pilotage fixé audit dispositif ou au frein, conception ou fabrication et paramétrage d'un calculateur local d'actionneur agencé pour réaliser un dispositif de motorisation électrique d'actionneur de frein selon l'une quelconque des revendications 8 à 10. 20