Brevet FR3129340A1 — publié le 20230526

Cet actionneur électromécanique (8) comprend : - des moyens d’entrainement, - un moteur électrique (16) configuré pour fournir un couple aux moyens d’entrainement, et - une unité de commande électronique configurée pour commander le moteur électrique (16). L’unité de commande électronique comporte un étage de contrôle (22), configuré pour mettre en œuvre un algorithme de commande du moteur électrique (16), et un étage de puissance (28) configuré pour transmettre de l’énergie électrique au moteur électrique (16) sous commande de l’étage de contrôle (22), l’étage de contrôle (22) et l’étage de puissance (28) étant disposés à distance l’un de l’autre. Figure pour l’abrégé : figure 2 Actionneur électromécanique comprenant une unité de commande électronique L’invention se rapporte à un actionneur électromécanique. Plus précisément, l’invention se rapporte à un actionneur électromécanique pour un dispositif de freinage, un dispositif de freinage de véhicule comprenant un tel actionneur électromécanique et un système de freinage de véhicule. Un système de freinage, par exemple un système de freinage à disque plus communément appelé « frein à disque » ou un système de freinage à tambour plus communément appelé « frein à tambour », comprend en général un organe de friction relié à un actionneur apte à déplacer l’organe de friction en direction d’un organe de freinage fixé à une roue du véhicule. Cela a pour but de mettre l’organe de friction en contact avec l’organe de freinage pour freiner le véhicule par friction ou de l’écarter de l’organe de freinage dans le but de cesser le freinage. Lorsque le système de freinage est un frein à disque, l’organe de friction est formé par une ou plusieurs plaquettes de frein et l’organe de freinage est formé par un disque solidaire de la roue. Dans le cas où le système de freinage est un frein à tambour, l’organe de friction est formé par au moins un segment portant une garniture de frein et l’organe de freinage est formé par un tambour solidaire de la roue. L’actionneur comprend en général un moteur électrique couplé à des moyens d’entrainement comprenant un organe de conversion d’un mouvement de rotation, du moteur électrique, en un mouvement de translation, transmis aux moyens de friction. On parle alors d’actionneur électromécanique. Le freinage est commandé électroniquement au moyen d’une unité de commande électronique permettant le contrôle de la rotation du moteur électrique. A cette fin, l’unité de commande comprend généralement un étage de puissance, permettant la transmission de puissance d’une source d’énergie vers le moteur électrique, et un étage de commande, mettant en œuvre un algorithme déterminant la manière dont le moteur électrique doit être commandé. Une telle unité de commande électronique peut toutefois poser des problèmes d’encombrement. En effet, en fonction de l’architecture du système de freinage et plus généralement du véhicule, peu d’espace peut être disponible à proximité du dispositif de freinage, si bien qu’il est souvent complexe de positionner l’unité de commande électronique. En outre, l’unité de commande électronique est un organe générant de la chaleur, si bien qu’il est nécessaire d’évacuer de l’énergie thermique pour éviter tout échauffement excessif de l’unité de commande électronique qui pourrait l’endommager. Pour ce faire, il est connu d’installer un radiateur sur une surface de l’unité de commande électronique pour permettre un échange d’énergique thermique entre l’unité de commande électronique et l’air ambiant. Mais cela amplifie le problème énoncé ci-dessus lié à l’encombrement dans le véhicule. L'invention a ainsi pour but de permettre à l’unité de commande électronique de s’affranchir au maximum des contraintes d’encombrement du véhicule. A cet effet, on prévoit selon l’invention un actionneur électromécanique comprenant : - des moyens d’entrainement, - un moteur électrique configuré pour fournir un couple aux moyens d’entrainement, et - une unité de commande électronique configurée pour commander le moteur électrique, l’unité de commande électronique comportant un étage de contrôle, configuré pour mettre en œuvre un algorithme de commande du moteur électrique, et un étage de puissance configuré pour transmettre de l’énergie électrique au moteur électrique sous commande de l’étage de contrôle, l’étage de contrôle et l’étage de puissance étant disposés à distance l’un de l’autre. Par l’expression « l’étage de contrôle et l’étage de puissance sont disposés à distance l’un de l’autre », on entend que l’étage de puissance et l’étage de contrôle ne sont pas en contact l’un avec l’autre, ou autrement dit, qu’il n’existe aucun point ou surface de contact entre ces deux éléments. En d’autres termes, l’étage de contrôle est séparé de l’étage de puissance, par exemple par un espace d’air ou par un autre composant. Ainsi, on sépare l’unité de commande électronique en deux composants, l’étage de contrôle et l’étage de puissance, ce qui rend possible de placer ces deux composants à différents emplacements dans l’actionneur électromécanique. On comprend qu’il est plus simple de positionner deux composants dans un environnement restreint qu’un bloc regroupant lesdits composants. Au surplus, l’étage de puissance génère de la chaleur, ce qui peut causer une élévation en température des composants adjacents. En séparant l’étage de puissance de l’étage de contrôle, on réduit les risques que la chaleur générée par l’étage de puissance puisse chauffer l’étage de contrôle et gêner son fonctionnement. De la même manière, cette séparation empêche les perturbations électromagnétiques générées par l’étage de puissance de gêner le fonctionnement de l’étage de contrôle. Cette séparation permet en outre de gérer individuellement l’état de l’étage de contrôle et l’état de l’étage de puissance. Ainsi, s’il est nécessaire de remplacer l’un de ces deux composants, par exemple s’il est défectueux ou en fin de vie, alors il est possible de le remplacer sans avoir à remplacer l’intégralité de l’unité de commande électronique. Avantageusement, l’unité de commande électronique comporte en outre un étage de mesure angulaire configuré pour mesurer la position d’un rotor du moteur électrique et fournir des données de mesure à l’étage de contrôle, l’étage de mesure angulaire étant disposé à distance de l’étage de contrôle et de l’étage de puissance. L’invention est ainsi applicable à plusieurs configurations d’unité de commande électronique, ici avec un troisième étage permettant la mesure de la position du rotor du moteur en vue d’alimenter l’algorithme de commande du moteur. Avantageusement, l’actionneur électromécanique comprend un premier échangeur de chaleur, de préférence passif, attaché à l’étage de puissance. Avantageusement, l’actionneur électromécanique comprend un second échangeur de chaleur, de préférence passif, attaché au moteur électrique. L’étage de puissance et le moteur électrique sont des composants générant plus d’énergie thermique que l’étage de contrôle. Grâce à la séparation de ces composants, il est possible de mieux dimensionner et mieux positionner les échangeurs de chaleur, ce qui permet une évacuation de chaleur plus efficace. On optimise en outre l’utilisation de l’espace disponible dans l’actionneur électromécanique en dédiant la capacité de refroidissement aux composants qui en ont le plus besoin. En outre, cette optimisation permet de réduire le volume et donc la masse des échangeurs de chaleur, les premier et second échangeurs de chaleur occupant un volume moins important qu’un échangeur de chaleur massif pour tout l’actionneur électromécanique. Cela permet de réduire la consommation en essence ou en énergie électrique pour l’entrainement du véhicule. De plus, l’actionneur électromécanique, et plus généralement le dispositif de freinage, forme de la masse du véhicule qui n’est pas suspendue. La réduction de masse des échangeurs de chaleur permet donc de réduire les perturbations du comportement du véhicule. Avantageusement, les étages de l’unité de commande électronique sont connectés entre eux par des connecteurs numériques et/ou analogiques. On prévoit aussi selon l’invention un dispositif de freinage pour véhicule, comprenant un actionneur électromécanique tel que décrit dans ce qui précède et un organe de friction couplé aux moyens d’entrainement. Selon un premier mode de réalisation de l’invention, le dispositif de freinage est du type à disque. Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, le dispositif de freinage est du type à tambour. L’invention peut ainsi être adaptée à différents types de dispositifs de freinage, ce qui illustre la souplesse de l’invention. On prévoit également selon l’invention un système de freinage pour véhicule, comprenant : - plusieurs organes de friction, - pour chaque organe de friction, des moyens d’entrainement de l’organe de friction, - pour chaque organe de freinage, un moteur électrique configuré pour fournir un couple aux moyens d’entrainement, et - une unité de commande électronique configurée pour commander les moteurs électriques, l’unité de commande électronique comportant un unique étage de contrôle, configuré pour mettre en œuvre un algorithme de commande des moteurs électriques, et un étage de puissance pour chaque moteur électrique configuré pour transmettre de l’énergie électrique à son moteur électrique sous commande de l’étage de contrôle, l’étage de contrôle et les étages de puissance étant disposés à distance les uns des autres. Grâce à l’invention, il est possible de ne disposer que d’un seul étage de contrôle commun à tous les dispositifs de freinage et à tous les étages de puissance. Cela rend le système de freinage particulièrement compact. Cela permet également de réduire le nombre de composants le constituant et donc le coût de fabrication et de maintenance du système de freinage. Avantageusement, l’unité de commande électronique comporte en outre un étage de mesure angulaire pour chaque moteur électrique configuré pour mesurer la position d’un rotor de son moteur électrique et fournir des données de mesure à l’étage de contrôle, l’étage de contrôle, les étages de puissance et les étages de mesure angulaire étant disposés à distance les uns des autres. Avantageusement, le système de freinage comprend des premiers échangeurs de chaleur, de préférence passifs, attachés à chacun des étages de puissance. Avantageusement, le système de freinage comprend des seconds échangeurs de chaleur, de préférence passifs, attachés à chacun des moteurs électriques. Avantageusement, les étages de l’unité de commande électronique sont connectés entre eux par des connecteurs numériques. Brève description des figures L'invention va être exposée plus en détails dans la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue en perspective d’un dispositif de freinage selon un premier mode de réalisation de l’invention, la est une vue éclatée de certains éléments du dispositif de freinage de la , la est un schéma illustrant les interactions entre certains éléments du dispositif de freinage de la , la est une vue éclatée, à plus grande échelle et sous un autre angle que celle de la , d’un moteur électrique et d’un échangeur de chaleur du dispositif de freinage de la , la est une vue en perspective d’un dispositif de freinage selon un second mode de réalisation de l’invention, et la est une vue schématique d’un système de freinage selon l’invention. Actionneur électromécanique (8), comprenant : - des moyens d’entrainement (12), - un moteur électrique (16) configuré pour fournir un couple aux moyens d’entrainement (12), et - une unité de commande électronique (20) configurée pour commander le moteur électrique (16), caractérisé en ce que l’unité de commande électronique (20) comporte un étage de contrôle (22), configuré pour mettre en œuvre un algorithme de commande du moteur électrique (16), et un étage de puissance (28) configuré pour transmettre de l’énergie électrique au moteur électrique (16) sous commande de l’étage de contrôle (22), l’étage de contrôle (22) et l’étage de puissance (28) étant disposés à distance l’un de l’autre. Actionneur électromécanique (8) selon la revendication précédente, dans lequel l’unité de commande électronique (20) comporte en outre un étage de mesure angulaire (30) configuré pour mesurer la position d’un rotor du moteur électrique (16) et fournir des données de mesure à l’étage de contrôle (22), l’étage de mesure angulaire (30) étant disposé à distance de l’étage de contrôle (20) et de l’étage de puissance (28). Actionneur électromécanique (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un premier échangeur de chaleur (34), de préférence passif, attaché à l’étage de puissance (28). Actionneur électromécanique (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un second échangeur de chaleur (36), de préférence passif, attaché au moteur électrique (16). Actionneur électromécanique (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les étages de l’unité de commande électronique (20) sont connectés entre eux par des connecteurs numériques et/ou analogiques (32). Dispositif de freinage (2 ; 2’) pour véhicule, comprenant un actionneur électromécanique (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, et un organe de friction (14) couplé aux moyens d’entrainement (12). Dispositif de freinage (2) selon la revendication 6, le dispositif de freinage étant du type à disque. Dispositif de freinage (2’) selon la revendication 6, le dispositif de freinage étant du type à tambour. Système de freinage (42) pour véhicule, comprenant : - plusieurs organes de friction (14), - pour chaque organe de friction (14), des moyens d’entrainement (12) de l’organe de friction (14), - pour chaque organe de friction (14), un moteur électrique (16) configuré pour fournir un couple aux moyens d’entrainement (12), et - une unité de commande électronique (20) configurée pour commander les moteurs électriques (16), caractérisé en ce que l’unité de commande électronique (20) comporte un unique étage de contrôle (22), configuré pour mettre en œuvre un algorithme de commande des moteurs électriques (16), et un étage de puissance (28) pour chaque moteur électrique (16) configuré pour transmettre de l’énergie électrique à son moteur électrique (16) sous commande de l’étage de contrôle (22), l’étage de contrôle (22) et les étages de puissance (28) étant disposés à distance les uns des autres. Système de freinage (42) selon la revendication précédente, dans lequel l’unité de commande électronique (20) comporte en outre un étage de mesure angulaire (30) pour chaque moteur électrique (16) configuré pour mesurer la position d’un rotor de son moteur électrique (16) et fournir des données de mesure à l’étage de contrôle (22), l’étage de contrôle (22), les étages de puissance (28) et les étages de mesure angulaire (30) étant disposés à distance les uns des autres. Système de freinage (42) selon la revendication 9 ou 10, comprenant des premiers échangeurs de chaleur (34), de préférence passifs, attachés à chacun des étages de puissance (28). Système de freinage (42) selon l’une quelconque des revendications 9 à11, comprenant des seconds échangeurs de chaleur (36), de préférence passifs, attachés à chacun des moteurs électriques (16). Système de freinage (42) selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel les étages de l’unité de commande électronique (20) sont connectés entre eux par des connecteurs numériques et/ou analogiques (32).