Brevet FR3138206A1 — publié le 20240126

L'invention concerne un procédé de contrôle du capteur de la position angulaire de l’arbre d’un moteur électrique (1) qui est couplé à un réducteur (2) pourvu d’au moins une sortie (2a, 2b) et qui est destiné à la motorisation d’un véhicule automobile, ledit procédé consistant à tourner l’arbre avec le moteur à l’arrêt, caractérisé en ce qu’on fait tourner l’arbre du moteur (1) via la sortie du réducteur (2), ainsi qu’un dispositif pour la mise en œuvre du procédé. (Fig. 1) PROCÉDÉ DE contrÔle DU CAPTEUR DE POSITION ANGULAIRE de l’Arbre d’un MOTEUR Électrique DE vÉhicule automobile L'invention concerne, de façon générale, le domaine du contrôle de la qualité du capteur de position angulaire de l’arbre d’un moteur électrique et s’intéresse, plus particulièrement, à un procédé perfectionné de contrôle d’un tel capteur équipant la motorisation électrique d’un véhicule automobile ainsi qu’à un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé. Certaines machines électriques tournantes, comme celles destinées à la motorisation des véhicules électriques et hybrides, sont généralement équipées d’un réducteur assurant la transmission mécanique à vitesse réduite par rapport à celle du moteur électrique et d’un capteur destiné à mesurer la position angulaire du rotor ou de l’arbre moteur. En effet, pour assurer une maîtrise satisfaisante du couple d'entraînement du moteur, il est nécessaire de déterminer, à tout instant et avec précision, la vitesse de rotation de son arbre moteur et donc sa position angulaire. Toutefois, ces capteurs de position angulaire, qui sont intégrés dans la mécanique interne de la machine électrique, présentent parfois, au cours du temps, des défauts de calage qu’il est nécessaire de contrôler et de corriger pour assurer un bon fonctionnement du moteur électrique. Une méthode traditionnelle consiste à mettre l’arbre en rotation en faisant tourner la mécanique interne du moteur à l’arrêt. Le brevet FR3084457B1 décrit un procédé de vérification du calage d’un capteur de la position angulaire d’une machine électrique tournante équipant un système d’entrainement de véhicule. Ce procédé consiste à estimer la position angulaire du rotor par une méthode d’injection d’un signal électrique, de mesurer la position angulaire du rotor par un capteur physique et de calculer la différence entre la position estimée et la position mesurée afin détecter d’éventuelles anomalies de calage du capteur. Le brevet FR2898676B1 décrit un dispositif de détection de la position angulaire de l’arbre d’un moteur électrique par rapport à un élément non tournant. Ce dispositif comprend un réducteur pourvu d’une entrée liée en rotation à l’arbre et d’une sortie susceptible de se déplacer sur une course angulaire. Cependant, ces procédés et dispositifs ne sont pas satisfaisants car ils nécessitent, soit l’utilisation de moyens techniques extérieurs à la machine électrique ou au système d’entraînement, tels que des organes électriques, qui sont susceptibles de perturber le fonctionnement de la machine, soit des modifications structurelles substantielles portant sur des composants essentiels de la machine tels que le réducteur. Dans ce contexte, l’invention a cherché une solution qui, dans son aspect le plus général, permette de résoudre les problèmes techniques posés par les procédés et dispositifs antérieurs en n’utilisant que des moyens simples et faciles à mettre en œuvre sans qu’il soit nécessaire d’apporter une quelconque modification structurelle de tout ou partie de la machine électrique. Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’un procédé de contrôle du capteur de la position angulaire de l’arbre d’un moteur électrique qui est couplé à un réducteur pourvu d’au moins une sortie et qui est destiné à la motorisation d’un véhicule automobile, ledit procédé consistant à tourner l’arbre avec le moteur à l’arrêt, caractérisé en ce qu’on fait tourner l’arbre du moteur via la sortie du réducteur. Selon une caractéristique avantageuse du procédé de contrôle de l’invention, on fixe le moteur et son réducteur sur un support pendant que l’on fait tourner son arbre. Selon une autre caractéristique avantageuse, on monte un élément de transmission dans la sortie du réducteur et on exerce un couple de rotation sur ledit élément en vue de le transmettre à l’arbre moteur. Selon un mode préférentiel de mise en œuvre du procédé de contrôle de l’invention, on exerce le couple de rotation sur l’élément de transmission au moyen d’un outil électrique à tête rotative destinée à venir en prise avec ledit élément. Selon une variante de mise en œuvre du procédé de contrôle de l’invention appliquée à un motoréducteur comportant deux sorties coaxiales, on rapporte un élément de transmission sur chacune de ces sorties et on exerce un couple de rotation sur au moins l’un des éléments en vue de le transmettre à l’arbre moteur. Un autre objet de l’invention est un dispositif spécifique pour la mise en œuvre du procédé de contrôle défini ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend un support sur lequel est fixé le moteur et son réducteur, au moins un élément de transmission rapporté sur une sortie du réducteur, un jeu de poulies dont l’une au moins est solidaire de l’élément de transmission, une courroie d’entraînement accouplée aux poulies, un tendeur assurant le maintien de la courroie sous tension et un outil électrique à tête rotative destiné à actionner au moins l’une des poulies. Une variante de réalisation du dispositif de contrôle de l’invention qui est plus particulièrement destinée à un motoréducteur à deux sorties coaxiales, il est prévu que ce dispositif comprenne deux éléments de transmission, chaque élément de transmission étant rapporté sur l’une des sorties du réducteur et raccordé à une paire de poulies accouplées à une courroie d’entraînement, lesdites poulies étant actionnable simultanément au moyen de l’outil électrique à tête rotative. De préférence, l’une des poulies de chaque paire est alignée avec la poulie en vis à vis sur un axe commun au moyen de paliers fixés sur le support. Selon une caractéristique avantageuse du dispositif de contrôle de l’invention, le tendeur est associé à un levier et à un organe de rappel élastique pour relâcher les courroies lors du démontage du dispositif. Encore un autre objet de l’invention est une utilisation du procédé tel que défini ci-dessus pour le contrôle de la qualité d’un capteur de la position angulaire de l’arbre d’un moteur électrique équipant un véhicule à motorisation électrique ou hybride. Ainsi, dans son principe, l’invention propose un perfectionnement des procédés et dispositifs traditionnels de contrôle du capteur en offrant à la fois une simplification de mise en œuvre par l’intermédiaire du réducteur et une meilleure sécurité en cas de blocage de l’arbre moteur lors des opérations de contrôle. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, pour lesquelles : est une vue schématique en perspective éclatée d’un mode de réalisation préférentiel d’un dispositif destiné à la mise en œuvre du procédé de contrôle du capteur de position angulaire selon l’invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures. Naturellement, les modes de réalisation de l’invention illustrés schématiquement par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu dans le cadre de l’invention que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres. L’invention concerne le domaine général du contrôle du fonctionnement et de la qualité du capteur de la position angulaire de l’arbre ou du rotor d’un moteur électrique mais elle s’intéresse, plus particulièrement, à un perfectionnement des procédés de contrôle appliqués aux capteurs de position intégrés dans la motorisation électrique des véhicules électriques et hybrides. De manière connue et comme illustré par la , les motorisations des véhicules automobiles électriques et hybrides intègrent un moteur électrique 1 couplé à un réducteur ou motoréducteur 2 destiné à assurer la transmission mécanique en réduisant la vitesse du moteur tout en augmentant le couple pour s’adapter aux besoins de fonctionnement. Une telle motorisation est, en outre, pourvue d’un capteur intégré (non représenté) destiné à mesurer la position angulaire du rotor ou de l’arbre (non représentés) du moteur électrique afin de déterminer, de façon continue, sa vitesse de rotation et le couple d’entraînement produit. Ce réducteur qui comprend généralement une ou deux sorties 2a, 2b, qui sont ici alignées sur un axe X, doit être régulièrement contrôlé afin de vérifier son bon état de fonctionnement et l’absence d’anomalies. Une méthode traditionnelle de contrôle consiste, une fois le moteur à l’arrêt, à mettre l’arbre ou le rotor en rotation en faisant tourner la mécanique interne du moteur. L’invention consiste à perfectionner ce procédé de contrôle en le simplifiant, notamment, en utilisant principalement la ou les sorties d’entraînement 2a, 2b du réducteur 2 pour faire tourner l’arbre moteur. A cet effet, on fixe d’abord le moteur 1 et son réducteur 2 sur un support 3, par exemple sous forme d’une table. Puis, on rapporte et on monte un élément de transmission 4a, 4b dans chaque sortie 2a, 2b du réducteur 2 et on exerce un couple de rotation sur ces éléments en vue de le transmettre, via le boîtier différentiel, à l’arbre dit primaire qui est relié au moteur via une cannelure (non représentés). Les éléments 4a, 4b assurent l’actionnement de la mécanique interne du réducteur 2 et jouent ainsi le rôle de « fausses transmissions ». Un mode préférentiel de mise en œuvre du procédé de contrôle de l’invention, consiste à exercer le couple de rotation sur le ou les éléments de transmission 4a, 4b au moyen d’un outil électrique 8 (tel qu’une visseuse) dont la tête rotative 8a (ici sous forme d’une tige) est destinée à venir en prise avec au moins l’un des éléments et, ici, simultanément et indirectement avec les deux éléments 4a, 4b, comme décrit en détails ci-après. L’invention propose également un dispositif spécifique pour la mise en œuvre du procédé de contrôle défini ci-dessus. Ce dispositif représenté schématiquement sur la , comprend un jeu de poulies 5a, 5b, des courroies 6 d’entraînement accouplées aux poulies, un tendeur 7 assurant le maintien des courroies 6 sous tension et l’outil électrique 8 à tête rotative 8a destiné à actionner directement au moins l’une des poulies et indirectement les éléments de transmission 4a, 4b solidaires des sorties 2a, 2b du réducteur 2. Pour une motorisation pourvue d’un réducteur 2 à deux sorties coaxiales 2a, 2b et comme illustré par la , le jeu de poulies est réparti entre des premières poulies 5a solidaires des éléments de transmission 2a, 2b et des secondes poulies 5b accouplées aux premières poulies 5a via les courroies 6. Les secondes poulies 5b sont rendues solidaires de la tête rotative 8a et susceptibles d’être actionnées par activation de l’outil électrique 8. Les deux poulies 5a portées respectivement par les éléments de transmission 4a, 4b sont disposées sur l’axe commun X des deux sorties 2a, 2b du réducteur 2. Les deux poulies 5b sont disposées en vis à vis et alignées sur un axe commun Y au moyen de paliers 9 sur roulements fixés sur le support 3. De préférence, le tendeur 7 est associé à un levier 7a et à un organe 7b de rappel élastique permettant de relâcher les courroies 6 lors du démontage du dispositif. Dans ce cas et en cas de blocage de l’un composants du dispositif en rotation, les courroies 6 associées au tendeur 7 feront fusibles. Procédé de contrôle du capteur de la position angulaire de l’arbre d’un moteur électrique (1) qui est couplé à un réducteur (2) pourvu d’au moins une sortie (2a, 2b) et qui est destiné à la motorisation d’un véhicule automobile, ledit procédé consistant à tourner l’arbre avec le moteur à l’arrêt, caractérisé en ce qu’on fait tourner l’arbre du moteur via la sortie du réducteur (2). Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’on fixe le moteur (1) et son réducteur (2) sur un support (3) pendant que l’on fait tourner son arbre. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’on monte un élément de transmission (4a, 4b) dans la sortie (2a, 2b) du réducteur (2) et on exerce un couple de rotation sur ledit élément en vue de le transmettre à l’arbre moteur. Procédé de contrôle selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’on exerce le couple de rotation sur l’élément de transmission (4a, 4b) au moyen d’un outil électrique (8) à tête rotative (8a) destinée à venir en prise avec ledit élément. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque le réducteur (2) comporte deux sorties coaxiales (2a, 2b), on rapporte un élément de transmission (4a, 4b) sur chacune de ces sorties et on exerce un couple de rotation sur au moins l’un des éléments en vue de le transmettre à l’arbre moteur. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un support (3) sur lequel est fixé le moteur (1) et son réducteur (2), au moins un élément de transmission (4a, 4b) rapporté sur une sortie (2a, 2b) du réducteur (2), un jeu de poulies (5a, 5b) dont l’une (5a) au moins est solidaire de l’élément de transmission (4a, 4b), une courroie (6) d’entraînement accouplée aux poulies, un tendeur (7) assurant le maintien de la courroie sous tension et un outil électrique (8) à tête rotative (8a) destiné à actionner au moins l’une des poulies (5b). Dispositif selon la revendication 6 pour la mise en œuvre du procédé de contrôle avec un réducteur (2) à deux sorties coaxiales (2a, 2b), caractérisé en ce qu’il comprend deux éléments de transmission (4a, 4b), chaque élément de transmission étant rapporté sur l’une des sorties du réducteur et raccordé à une paire de poulies (5a, 5b) accouplées à une courroie d’entraînement (6), lesdites poulies étant actionnable simultanément au moyen de l’outil électrique (8) à tête rotative (8a). Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’une des poulies (5b) de chaque paire est alignée avec la poulie en vis à vis sur un axe commun (Y) au moyen de paliers (9) fixés sur le support (3). Dispositif selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le tendeur (7) est associé à un levier (7a) et à un organe (7b) de rappel élastique pour relâcher les courroies (6) lors du démontage du dispositif. Utilisation du procédé selon l’une des revendications 1 à 5 pour le contrôle de la qualité d’un capteur de la position angulaire de l’arbre d’un moteur électrique (1) équipant un véhicule à motorisation électrique ou hybride.