Brevet FR2662558A1 — publié le 19911129

L'invention concerne un procédé et dispositif de contrôle d'un moteur pas à pas. Elle vise en particulier, mais non exclusivement, les moteurs de ce genre pouvant être associés à un réducteur de manière à former un moto-réducteur. I1 est connu de hacher une tension d'alimentation continue par un signal d'horloge avant de l'appliquer aux différents enroulements ou phases du moteur pas à pas. En effectuant une régulation par largeurs d'impulsions, on réalise une commande à courant constant de ces enroulements. Utilisés dans leur domaine de fonctionnement, les moteurs pas à pas remplacent avantageusement l'ensemble moteur à courant continu/détecteur de position, la position du rotor étant connue à tout instant. Toutefois, compte tenu des conditions difficiles rencontrées dans l'utilisation à un équipement automobile, telles que tension continue variable, température variable, trépidations, l'utilisation de ces moteurs pas à pas demeure rare. La présente invention a pour but d'apporter une solution à ce problème. Selon l'invention, le procédé de contrôle d'un moteur pas à pas, dans lequel les enroulements du moteur pas à pas sont alimentés à partir d'une tension continue, hachée par un signal d'horloge, à travers un circuit de commande et un circuit de puissance, avec une boucle de réaction qui ramène vers le circuit de commande la valeur efficace du courant appliqué aux enroulements par le circuit de puissance, est caractérisé en ce qu'on surveille sur l'une au moins des liaisons entre le circuit de puissance et les enroulements, les variations de tension existantes, filtrées par rapport au signal d'horloge qui les hache. Grâce à l'invention, il est possible d'obtenir des informations sur les fonctionnements anormaux du moteur pas à pas. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en se référant au seul dessin annexé qui montre un schéma de principe d'un montage de commande d'un moto-réducteur pas à pas bipolaire incorporant la présente invention. Sur la figure 1, un moto-réducteur pas à pas bipolaire MP, qui possède deux enroulements ou phases E1,E2, est commandé par un circuit de puissance CP qui reçoit une tension continue d'alimentation telle que la tension VB d'une batterie. Le circuit de puissance est piloté par un circuit de commande CC, qui reçoit deux signaux d'entrée logiques, à savoir un signal EN qui autorise le fonctionnement du moto-réducteur, et un signal SENS qui définit son sens de rotation. Un signal CLK, du type signal d'horloge, représente le nombre de pas commandés pour le moto-réducteur et est fourni au circuit CC en servant d'information de retour. I1 est connu d'associer au circuit CP au moins une résistance, ici en l'occurrence deux résistances R10 et R20, qui assurent le retour vers la masse des courants des enroulements E1,E2. Ainsi les tensions aux bornes des résistances R10 et R20 sont représentatives des courants d'enroulements. Deux liaisons D10 et D20 retransmettent cette information au circuit de commande CC, qui va alors piloter par deux paires de fils Cll,C12, respectivement C21,C22, le circuit de puissance CP de façon qu'il applique des courants constants de commande respectivement à l'enroulement El par les lignes Pll,P12 et à l'enroulement E2 par les lignes P21,P22. Les expérimentations conduites par la Demanderesse l'ont amenée à observer la différence de potentiel entre les lignes de commande telles que P21,P22 existant à la sortie de circuit de puissance CP. I1 s'est avéré possible, alors, sous reserve d'un traîtement convenable de ce signal, de s'en servir pour identifier les disfonctionnements du moteur pas à pas, et même aller jusqu'à délivrer un signal sous forme logique représentant la position temporelle de tels disfonctionnements. Le montage illustré en partie basse de la figure 1 permet de réaliser cette fonction. Comme mieux visible sur cette figure, ce montage comporte deux bornes d'entrée B1 et B2 repectivement connectées aux lignes P21 et P22 et aboutissant aux entrées d'une porte NON-ET 1. Celle-ci effectue la sommation logique des signaux présents sur les lignes P21 et P22, ce qui est équivalent à en prendre la différence de potentiel avec écrêtage et inversion logique, puisqu'il s'agit d'une porte NON-ET. Le signal de sortie de cette porte NON-ET est appliqué à un filtre passe-bas 3, qui peut être simplement constitué d'une résistance 30 et d'une capacité 31 allant vers la tension d'alimentation négative V - pour les circuits logiques. La Demanderesse a constaté que, au début de l'excitation de l'enroulement E2 du moteur, la tension aux bornes de la capacité 31 monte rapidement pour décroître ensuite progressivement, d'une façon modulée par des résidus du signal d'horloge, jusqu'à descendre à une valeur relativement moyenne, au moment où l'enroulement en question sera à nouveau excité. Par contre, en présence d'un disfonctionnement du moteur pas à pas, la Demanderesse a observé que la tension du filtre 3 va monter à peu près de la même manière, mais descendre beaucoup plus rapidement pour remonter et suivre ensuite des variations relativement erratiques correspondant à un hachage également erratique du courant d'alimentation, en raison du disfonctionnement. I1 est alors possible de définir une valeur de seuil VS située en-dessous des niveaux normalement atteints par le signal de sortie du filtre 3 en fonctionnement synchrone normal, mais qui sera au contraire franchi vers le bas en présence d'un disfonctionnement du moteur pas à pas et il s'est avéré possible de définir la limite inférieure VS en fonction des besoins voulus. En outre, il est prévu que la sortie du filtre 3 soit raccordée à un comparateur 5 qui peut comporter une résistance 51 allant vert l'entrée non inverseuse d'un amplificateur différentiel 50, muni d'une résistance de réaction 52. L'entrée inverseuse de l'amplificateur 50 est reliée à un pont diviseur de tension comportant, par exemple, une résistance fixe 53 et une résistance ajustable 54, avec découplage par un condensateur 55, la résistance 54 étant ajustée pour appliquer à l'entrée inverseuse du comparateur 50 la tension de seuil VS définie plus haut. De manière connue en soi, la commande du circuit CC s'effectue par exemple à partir d'un micro-processeur, qui fournit les signaux EN et SENS et fournit et/ou reçoit le signal CLK représentant les pas commandés par le circuit CC. A l'aide du montage selon l'invention, il recevra en outre, sur son entrée DEF, un signal de sortie du comparateur 5, qui permettra de savoir quels sont les pas non exécutés par le moteur pas à pas. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de quantifier la course totale de l'organe commandé par le moto-réducteur, grâce à un comptage du nombre de pas réels effectués et ce, à tout moment. Grâce à cela il devient possible de commander avec précision la position de tout organe ou de détecter un surcouple rencontré dans la commande d'un tel organe. Bien que l'invention ait été décrite au point de vue des courants jusqu'à maintenant d'une manière analogique, il peut être envisagé, et cela sans sortir du cadre de cette invention, que la comparaison entre les variations de tension filtrées et le seuil VS soit effectuée de manière numérique. Bien entendu, il est suffisant de surveiller seulement deux des sorties du circuit de puissance, mais il peut être envisagé également de surveiller les quatre sorties P11 à P21 reliant le circuit de puissance aux enroulements E1,E2 du moto-réducteur qui peut également possséder plus de deux enroulements en multipliant là aussi le nombre de sorties du circuit de puissance CP. REVENDICATIONS 1) Procédé de contrôle d'un moteur pas à pas, dans lequel les enroulements (E1,E2) du moteur pas à pas (MP) sont alimentés à partir d'une tension continue (VB) hachée par un signal d'horloge, à travers un circuit de commande (CC) et un circuit de puissance (CP), avec une boucle de réaction (R10,R20,D10,D20) qui ramène vers le circuit de commande la valeur efficace du courant appliqué aux enroulements par le circuit de puissance (CP), caractérisé en ce que l'on surveille sur l'une au moins des liaisons (P21,P22) entre le circuit de puissance et les enroulements (E1,E2), les variations de tension existantes filtrées par rapport au signal d'horloge qui les hache. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande est agencé pour piloter le circuit de puissance du courant constant d'enroulement. 3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on compare lesdites variations de tension filtrées à un seuil (VS). 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la comparaison est effectuée de manière numérique. 5) Dispositif de contrôle d'un moteur pas à pas, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une borne d'entrée (B1,B2) destinée à être reliée à au moins une des liaisons (P21,P22) du circuit de puissance (CP) alimentant les enroulements (E1,E2) d'un moteur pas à pas à partir d'une tension continue hachée par un signal d'horloge, lesdites sorties intéressant le même enroulement (E2) du moteur pas à pas et un moyen (1,3) pour filtrer le potentiel de cette sortie par rapport au signal d'horloge. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un détecteur de disfonctionnement constitué d'un comparateur (5) branché à la sortie du moyen de filtrage et opérant par rapport à une tension de référence représentative d'un fonctionnement normal du moteur pas à pas 7) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bornes d'entrée (B1,B2) aboutissent à une porte NON-ET (1). 8) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen pour filtrer le potentiel est un filtre passe-bas (3).