Brevet FR3132893A1 — publié le 20230825

Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique comportant un moteur (1) à au moins trois phases sans balais à courant continu, un système électronique de pilotage dudit moteur comportant un dispositif d’alimentation électrique principal (4) d’alimentation de demi-ponts de puissance (2a, 2b, 2c) d’alimentation desdites phases du moteur et pourvus de bras supérieurs munis de premiers interrupteurs électroniques (21a, 21b, 21c) et de bras inférieurs munis de deuxièmes interrupteurs électroniques (22a, 22b, 22c), ledit système de contrôle comportant en outre un calculateur programmable (3) de pilotage desdits premiers et deuxièmes interrupteurs électroniques au moyen de sorties (3a) de commandes desdits interrupteurs électroniques pour réaliser au moins un premier mode d’entraînement du moteur selon un pilotage séquentiel de commutation des interrupteurs pour créer le champ électrique tournant assurant la mise en rotation du moteur et un deuxième mode de roue libre pour lequel les interrupteurs électroniques desdits demi-ponts de puissance sont ouverts, le système comportant un circuit de sécurité, adapté à produire un mode de freinage de secours, pourvu de troisièmes interrupteurs électroniques (9a, 9b, 9c) de mise en court-circuit des bras inférieurs des demi-ponts en parallèle avec lesdits deuxièmes interrupteurs électroniques (22a, 22b, 22c), lesdits troisièmes interrupteurs électroniques étant pilotés par un circuit de commutation additionnel (7) pourvu d’une voie (7a) de détection d’une coupure du dispositif d’alimentation électrique principal (4) et/ou d’une voie de commande (7b) issue dudit calculateur programmable et adapté à fermer lesdits troisièmes interrupteurs pour réaliser ledit freinage de secours, ledit circuit de commutation additionnel étant alimenté par un dispositif d’alimentation électrique secondaire (8). Figure 2 SYSTEME DE CONTROLE MOTEUR AVEC FREINAGE ELECTRIQUE DE SECURITE L’invention relève du domaine des systèmes ou véhicules motorisés électriques tels que des chariots motorisés autonomes ou guidés par un système de pilotage externe comme des chariots de manutention pour des entrepôts automatisés ou autres. Il est connu de réaliser des véhicules motorisés électriques autonomes tels que des robots mobiles qui se déplacent dans des locaux tels que des entrepôts automatisés pour charger et décharger des colis ou des robots mobiles effectuant des tâches telles que des tâches de nettoyage des sols par exemple. Un tel véhicule comporte un ou plusieurs moteurs électrique d’entrainement de roues du véhicule, un calculateur embarqué de gestion du fonctionnement des moteurs, une batterie d’alimentation du moteur ou un rail d’alimentation dans le cas de chariots sur rails et éventuellement une carte de communication avec un centre de contrôle distant donnant les ordres de mouvement du véhicule au calculateur embarqué. Problème technique La sécurité de fonctionnement de ces véhicules nécessite de toujours pouvoir les freiner même en cas de perte de l’alimentation du ou des moteurs et il est connu d’équiper ces véhicule d’un dispositif de freinage d’urgence mécanique ou d’un électrofrein encombrant et comportant des pièces d’usure. Au vu de l’art antérieur la présente demande propose un système de contrôle de motorisation d’un moteur électrique d’un engin mobile électrique pourvu d’un dispositif de freinage électrique mis en œuvre en cas de perte d’alimentation du contrôleur du moteur. Pour ce faire la présente divulgation propose un système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique comportant un moteur à au moins trois phases sans balais à courant continu, un système électronique de pilotage dudit moteur comportant un dispositif d’alimentation électrique principal d’alimentation de demi-ponts de puissance d’alimentation desdites phases du moteur et pourvus de bras supérieurs munis de premiers interrupteurs électroniques et de bras inférieurs munis de deuxièmes interrupteurs électroniques, ledit système de contrôle comportant en outre un calculateur programmable de pilotage desdits premiers et deuxièmes interrupteurs électroniques au moyen de sorties de commandes desdits interrupteurs électroniques pour réaliser au moins un premier mode d’entraînement du moteur selon un pilotage séquentiel de commutation des interrupteurs pour créer le champ électrique tournant assurant la mise en rotation du moteur et un deuxième mode de roue libre pour lequel les interrupteurs électroniques desdits demi-ponts de puissance sont ouverts, qui comporte un circuit de sécurité, adapté à produire un mode de freinage de secours FS, pourvu de troisièmes interrupteurs électroniques de mise en court-circuit des bras inférieurs des demi-ponts en parallèle avec lesdits deuxièmes interrupteurs électroniques, lesdits troisièmes interrupteurs électroniques étant pilotés par un circuit de commutation additionnel pourvu d’une voie de détection d’une coupure du dispositif d’alimentation électrique principal et/ou d’une voie de commande issue dudit calculateur programmable et adapté à fermer lesdits troisièmes interrupteurs pour réaliser ledit freinage de secours, ledit circuit de commutation additionnel étant alimenté par un dispositif d’alimentation électrique secondaire. Avantageusement, ledit circuit de commutation additionnel comporte une sortie d’inhibition des sorties de commande desdits premiers et deuxièmes interrupteurs en sorte de forcer lesdits premiers interrupteurs et deuxièmes interrupteurs en position ouverte lors de la fermeture desdits troisièmes interrupteurs. Avantageusement, le dispositif d’alimentation électrique secondaire est réalisé au moyen d’une réserve d’énergie à condensateurs ou supercondensateurs. Selon un mode de réalisation complémentaire ou indépendant, le système est configuré pour proposer trois modes de fonctionnement, un premier mode comportant une alimentation du moteur pour tracter le véhicule, un deuxième mode pour lequel le moteur est en roue libre et un troisième mode pour lequel le moteur est freiné électriquement. Pour ce faire, le système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique est tel que le calculateur comporte un mode de programmation de configurations comportant une configuration traction T selon laquelle le calculateur pilote les premiers et deuxièmes interrupteurs électroniques selon ledit pilotage séquentiel, une configuration roue libre RL selon laquelle le calculateur commande une ouverture des premiers et deuxièmes interrupteurs électroniques et une configuration frein moteur F selon laquelle le calculateur commande une fermeture simultanée des deuxièmes interrupteurs électroniques et une ouverture simultanée des premiers interrupteurs électroniques dans un mode de court-circuit des phases du moteur, ledit calculateur comportant un mode de fonctionnement adapté à mettre en œuvre lesdites configurations selon des phases de pilotage dudit engin mobile. L’engin mobile étant un engin roulant piloté à distance, lesdites configurations peuvent être initiées par des commandes reçues par le calculateur au travers d’une liaison de communication à partir d’un contrôleur externe. L’engin étant un engin roulant actionnée par une commande manuelle, le calculateur peut être programmé pour initier la configuration roue libre au relâchement de la commande manuelle. L’engin étant un engin roulant actionnée par une commande manuelle, le calculateur peut être programmé pour initier la configuration frein moteur au relâchement de la commande manuelle. L’engin étant un engin roulant actionnée par une commande manuelle, le calculateur peut être programmé pour initier la configuration frein moteur F au-delà d’une vitesse de roulage maximale MAX dudit engin. Le calculateur peut être programmé pour initier la configuration frein moteur F au relâchement de la commande manuelle pour immobiliser l’engin puis initier la configuration roue libre engin à l’arrêt pour pouvoir déplacer l’engin librement à la main; Le calculateur peut comporter un mode de maintien de la configuration frein moteur, moteur arrêté pour stationner l’engin. La présente divulgation concerne en outre un engin mobile à motorisation électrique comportant au moins une roue associée à un moteur piloté par un système de contrôle tel que décrit précédemment. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non limitatifs, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : montre un schéma simplifié d’un premier mode de réalisation d’un système de contrôle de motorisation ; montre un schéma simplifié d’un second mode de réalisation d’un système de contrôle de motorisation; représente schématiquement des modes de fonctionnement d’un système de contrôle de motorisation décrit. Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique comportant un moteur (1) à au moins trois phases sans balais à courant continu, un système électronique de pilotage dudit moteur comportant un dispositif d’alimentation électrique principal (4) d’alimentation de demi-ponts de puissance (2a, 2b, 2c) d’alimentation desdites phases du moteur et pourvus de bras supérieurs munis de premiers interrupteurs électroniques (21a, 21b, 21c) et de bras inférieurs munis de deuxièmes interrupteurs électroniques (22a, 22b, 22c), ledit système de contrôle comportant en outre un calculateur programmable (3) de pilotage desdits premiers et deuxièmes interrupteurs électroniques au moyen de sorties (3a) de commandes desdits interrupteurs électroniques pour réaliser au moins un premier mode d’entraînement du moteur selon un pilotage séquentiel de commutation des interrupteurs pour créer le champ électrique tournant assurant la mise en rotation du moteur et un deuxième mode de roue libre pour lequel les interrupteurs électroniques desdits demi-ponts de puissance sont ouverts, caractérisé en ce qu’il comporte un circuit de sécurité, adapté à produire un mode de freinage de secours FS (200), pourvu de troisièmes interrupteurs électroniques (9a, 9b, 9c) de mise en court-circuit des bras inférieurs des demi-ponts en parallèle avec lesdits deuxièmes interrupteurs électroniques (22a, 22b, 22c), lesdits troisièmes interrupteurs électroniques étant pilotés par un circuit de commutation additionnel (7) pourvu d’une voie (7a) de détection d’une coupure (190) du dispositif d’alimentation électrique principal (4) et/ou d’une voie de commande (7b) issue dudit calculateur programmable et adapté à fermer lesdits troisièmes interrupteurs pour réaliser ledit freinage de secours, ledit circuit de commutation additionnel étant alimenté par un dispositif d’alimentation électrique secondaire (8). Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon la revendication 1 pour lequel ledit circuit de commutation additionnel comporte une sortie (7c) d’inhibition des sorties de commande desdits premiers et deuxièmes interrupteurs (21a, 21b, 21c, 22a, 22b, 22c) en sorte de forcer lesdits premiers interrupteurs et deuxièmes interrupteurs en position ouverte lors de la fermeture desdits troisièmes interrupteurs. Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon la revendication 1 ou 2, pour lequel le dispositif d’alimentation électrique secondaire (8) est réalisé au moyen d’une réserve d’énergie à condensateurs ou supercondensateurs. Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes pour lequel le calculateur comporte un mode de programmation de configurations comportant une configuration traction (140) selon laquelle le calculateur (3) pilote les premiers et deuxièmes interrupteurs électroniques (21a, 21b, 21c, 22a, 22b, 22c) selon ledit pilotage séquentiel, une configuration roue libre (150) selon laquelle le calculateur commande une ouverture des premiers et deuxièmes interrupteurs électroniques (21a, 21b, 21c, 22a, 22b, 22c) et une configuration frein moteur (160) selon laquelle le calculateur commande une fermeture simultanée des deuxièmes interrupteurs électroniques (22a, 22b, 22c) et une ouverture simultanée des premiers interrupteurs électroniques (21a, 21b, 21c) dans un mode de court-circuit des phases du moteur, ledit calculateur comportant un mode de fonctionnement adapté à mettre en œuvre lesdites configurations selon des phases de pilotage dudit engin mobile. Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon la revendication 4, pour lequel, l’engin mobile étant un engin roulant piloté à distance, lesdites configurations sont initiées par des commandes reçues par le calculateur au travers d’une liaison (6) à partir d’un contrôleur externe (5). Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon la revendication 4, pour lequel, l’engin étant un engin roulant actionnée par une commande manuelle (11), le calculateur (3) est programmé pour initier la configuration roue libre (150) au relâchement de la commande manuelle. Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon la revendication 4, pour lequel, l’engin étant un engin roulant actionnée par une commande manuelle (11), le calculateur (3) est programmé pour initier la configuration frein moteur (160) au relâchement de la commande manuelle. Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon la revendication 4, pour lequel, l’engin étant un engin roulant actionnée par une commande manuelle (11), le calculateur (3) est programmé pour initier la configuration frein moteur F (150) au-delà d’une vitesse de roulage maximale MAX (120) dudit engin. Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon la revendication 8, pour lequel le calculateur (3) est programmé pour initier la configuration frein moteur F (160) au relâchement (130) de la commande manuelle (11) pour immobiliser l’engin puis initier la configuration roue libre (150) engin à l’arrêt pour pouvoir déplacer l’engin librement à la main; Système de contrôle de motorisation pour engin mobile électrique selon la revendication 4, comportant un maintien de la configuration frein moteur (160), moteur arrêté pour stationner l’engin. Engin mobile à motorisation électrique comportant au moins une roue (12) associée à un moteur (1) piloté par un système de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes.