Brevet FR2674018A1 — publié le 19920918

- L'invention concerne un procédé de détermination de la position d'ouverture relative de la soupape d'eau froide et d'eau chaude à commande électrique d'une batterie de mélange sanitaire comportant une unité de commande à moteur électrique qui peut être montée sur l'arbre de la soupape et être fixée à la botte de sou- pape et qui comporte un potentiomètre au moyen duquel la position d'ouverture ou de fermeture relative peut être déterminée et traitée électroniquement par l'in- termédiaire d'une valeur de mesure de tension corres- pondant à cette position. Le brevet DE 35 18 645 02 décrit un procédé de commande d'une batterie de mélange sanitaire compor- tant des amenées d'eau froide et d'eau chaude La demande de brevet P 41 04 318 9 décrit une soupape comportant une unité de commande à moteur électrique qui peut être montée sur l'arbre de la soupape et un potentiomètre Dans des soupapes de ce type, qui fonctionnent suivant le procédé décrit par le brevet DE 35 18 645 C 2, la difficulté qui se présente pour la première installation consiste en ce que la position relative du potentiomètre ne peut pas ttre déterminée avec précision, ce qui oblige à un réglage compliqué et coûteux du zéro pour que cette soupape équipée d'un potentiomètre et associée à une unité de commande per- mette l'application du procédé décrit ci-dessus Pour l'application du procédé décrit par exemple par le brevet DE 35 18 645 C 2, il est en effet indispensable que le zéro soit déterminé sans ambiguïté, sinon aucune comman- demni réglage précis ne seraient possibles. Le but de l'invention, compte tenu de ces problèmes, est la mise au point d'un procédé du type initialement défini qui permette, d'une manière très simple,de munir des soupapes sanitaires, notamment des soupapes à dis- ques, d'une unité de commande à moteur qui fournisse, 2 - au moyen d'un potentiomètre, la position de la soupape exprimée par une grandeur de mesure et de réglage. Ce but est atteint, suivant l'invention, par un procédé consistant en ce que l'unité de commande à moteur électrique est accouplée à l'arbre de la sou- pape et reliée à la source de tension, qu'ensuite un dispositif de commande électronique est mis en circuit et que la soupape est amenée par l'unité de commande en position de fermeture, que, pour la détermination de la position de fermeture, l'augmentation du courant est mesurée et comparée à une valeur de seuil fixée, que, lorsque le courant dépasse la valeur de seuil, la tension au potentiomètre est déterminée et envoyée, par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique- numérique, dans un compteur chargeable, pour lecture, que cette valeur de mesure numérique est, après lecture, envoyée comme définition du zéro dans une mémoire per- manente et qu'ensuite le dispositif de commande élec- tronique assurant la détermination du zéro est mis hors circuit. Les soupapes envisagées sont de préférence des soupapes à disques ayant un angle de réglage maximal de 345 , mais l'utilisation d'autres soupapes est égale- ment possible Il est évident qu'il est possible éga- lement d'utiliser des soupapes d'eau froide et d'eau chaude ayant des sorties séparées, c'est-à-dire ne comportant pas de compartiment de mélange et par consé- quent-ne constituant pas une batterie de mélange, mais simplement une batterie de passage. Dans le procédé suivant l'invention, c'est l'unité de commande à moteur électrique, associée au potentio- mètre qui constitue avec elle une unité, qui est d'abord montée sur l'arbre de soupape ou accouplée à cet arbre de toute autre manière adéquate Ensuite, 3 - l'unité de commande électrique est reliée à la source de courant Ensuite, le dispositif de commande élec- troniquejégalement alimenté en tension, est mis en circuit; le moteur de réglage de l'unité de commande amène ensuite la soupape dans la position de fermeture. De ce fait, la soupape fonctionne pratiquement comme "bloc:", la déterminationde cette position de fermeture s'effectuant par la mesure de l'augmentation du courant; et par sa comparaison avec une valeur de seuil déter- minée L'augmentation de courant est mesurée par l'in- termédiaire d'une résistance qui est traversée par le courant du moteur Lorsque la valeur de seuil réglée à l'avance se trouve dépassée, la tension au potentio- mètre qui lui correspond est envoyée par l'intermé- diaire d'un convertisseur analogique-numérique, pour lecture, dans un compteur chargeable Cette valeur de mesure est, après lecture, introduite comme défini- tion du zéro dans une mémoire permanente (EEPRO 1), après quoi le dispositif de commande électronique assurant la détermination du zéro est mis en circuit. De ce fait, le dispositif de réglage à moteur élec- trique est prêt à fonctionner, le zéro: étant défini sans ambiguïté, de sorte que la soupape peut fonc- tionner par exemple suivant le procédé décrit par le brevet DE 35-18 645 02 Comme, au moment du montage de l'unité de commande à moteur électrique sur l'ar- bre de soupape, il n'est pas certain que>justementp la position de fermeture soit atteinte, l'unité de commande à moteur électrique est commandée par un dispositif de commande électronique de telle manière qu'avant le montage 3 mais après le début du fonction- nement (rattachement à la source de tension)j le mo- teur amène l'organe de contact du potentiomètre dans une position telle qu'une position "'sûre" du domaine du potentiomètre soit déterminée par réglage. 4 - Cette position peut être introudite par exemple dans EEPROM et y être sélectivement appelée Il est certain, dans ces conditions, que l'étendue de l'action correc- trice est suffisante pour la mise en route de la pre- mière phase du procédé, c'est-à-dire pour l'amenée de la soupape comme bloc dans la position de fermeture. L'unité de commande est ensuite montée sur la soupape. Il est préférable que le réglage s'effectue dans des conditions telles que l'organe de contact du po- tentiomètre se trouve sensiblement dans sa position médiane tant que l'angle de rotation utile ne dépasse pas l'angle de rotation maximal. Dans un mode de réalisation préféré, la soupape, avant i' 8 tre am'née dans ia position de fermeture, est déplacée d'une distance ou d'un angle réduits ' Pour que le procédé se déroule sans difficulté, il peut être nécessaire que la soupape soit déplacée d'une faible quantité pour qu'il ne soit pas obligatoire de passer de la position de fermeture à la position de fermeture, ce qui pourrait provoquer des difficultés pour les modalités d'application et de déroulement du procédé. Comme, dans la position de fermeture par déplace- ment en bloc, les mécanismes sont soumis à une charge et doivent surmonter les glissements internes des mé- canismes, il est indiqué et avantageux qu'après l'ame- née de la soupape pour la comparaison de la valeur de seuil au moyen de l'unité de commande à moteur élec- trique l'unité de commande soit ramenée en arrière de 30 environ dans le sens de l'ouverture avant que la tension au potentiomètre soit déterminée comme zéro et introduite dans la mémoire. De ce fait, à la position de fermeture correspond une constante de compension des glissements qui peut être de 30 environ Au lieu d'utiliser un coefficient - de compensation des glissements constant ou d'augmenter ce coefficient de compensation des glissements constant, il est également possible qu'après la rotation en arriè- re de 30 environ le courant du moteur soit déterminé et comparé à la valeur de seuil et que, si ce courant de moteur dépasse la valeur de seuil, l'unité de com- mande soit remise en circuit pas à pas, notamment au moyen d'un générateur d'imp Rlsions, jusqu'à ce que le courant du moteur devienne inférieur à la valeur de seuil. Dans ce cas, il est possible, par exemple, de pas- ser de la position de bloc à la position des constantes de compensation des glissements, l'installation élec- tronique contrôlant l'abaissement de la valeur du cou- rant au-dessous de la valeur de seuil Si ce n'est pas le cas, le générateur d'impulsions intervient pas à pas dans le sens de l'ouverture jusqu'à ce que le cou- rant soit inférieur à la valeur de seuil et que, de ce fait, le zéro puisse être défini. Le procédé suivant l'invention est décrit ci-dessous au moyen d'un circuit schématique. Pour l'application du procédé de détermination de la position d'ouverture relative d'une soupape d'eau froide et d'eau chaude à commande électrique, notam- ment d'une batterie de mélange sanitaire qui comporte une unité de commande M à moteur électrique qui peut ttre montéesur l'arbre de la soupape et être fixée à la botte de soupape et qui comporte un potentiomètre P au moyen duquel la position d'ouverture ou de fermeture relative peut être déterminée et traitée électronique- ment par l'intermédiaire d'une valeur de mesure de tension correspondant à% cette position, le dispositif suivant l'invention est essentiellement constitué par un microprocesseur}P, par une mémoire permanente EEPROM, par un convertisseur analogique-numérique W, 6 - par un comparateur (commutateur à valeur de seuil) K, par une résistance R, par un compteur chargeable Z (incorporé le cas échéant à Pi) ainsi que par un étage d'excitation T et un convertisseur numérique -analogi- que D Par ailleurs, le dispositif comporte une touche d'interclassement T Ces éléments sont reliés les uns aux autres dans les conditions qui seront indiquées ultérieurement L'unité de commande à moteur commandée par l'intermédiaire d'un excitateur T et reliée à un -10 microprocesseur pi P par un convertisseur numérique- analogique intercalé, peut être accouplée à l'arbre de soupape, non représenté, d'une soupape d'eau chaude et d'eau froide Par ailleurs l'unité de commande peut être reliée à la source de tension L'étage d'excita- tion T du moteur est suivi d'un commutateur K à valeur de seuil dans lequel s'effectue une comparaison du courant maximal du moteur, mesuré par l'intermédiaire de la résistance R et qui, dans le cas de forts cou- rants de moteur dépassant la valeur de seuil, modifie l'état de commutation L'état de commutation corres- pondant est transmis à l'organe ET 1, la deuxième con- dition étant fournie par la mise en action de la tou- che d'interclassement T Dans le cas o les deux si- gnaux interviennent, le compteur Z est libéré pour la réception de la tension au potentiomètre correspon- dante, laquelle tension au potentiomètre est envoyée sous forme numérique au compteur depuis le potentio- mètre P par l'intermédiaire d'un convertisseur analo- gique-numérique W Le compteur est relié à son tour au microprocesseur p M?, la valeur de réglage du poten- tiel déterminée étant-introduite sous forme numérique par l'intermédiaire du microprocesseur jp dans la mémoire permanente EEPROM De ce fait, la position de fermeture de la soupape correspondant à la tension au potentiomètre mesurée est étalonnée et utilisable pour 7 - l'application de procédés électroniques ayant pour but le réglage et la commande de débits ou de températures. Suivant l'invention, le déroulement du procédé s'effectue de préférence de telle manière que c'est d'abord la source de courant du circuit électronique qui est mise en circuit et que le moteur se place dans une position "s te"du domaine de potentiomètre Cette position peut être introduite dans EEPROM et y être appelée sélectivement Le moteur est ensuite monté sur l'arbre de soupape et fixé d'une manière adéquate à'la boite de soupape Ensuite, une pression exercée sur la touche d'interclassement provoque le déroulement auto- matique du procédé suivant l'invention Il se produit d'abord un déplacement de faible amplitude de la sou- pape résultant d'une rotation du moteur M Ensuite, la soupape se place dans le position de fermeture sur "bloc" et le courant maximal du moteur est mesuré par l'intermédiaire de la résistance R qui est traversée par le courant du moteur Ce courant de moteur est comparé, dans le comparateur Kjà la valeur de seuil résultant du réglage Lorsque cette valeur de seuil est dépassée, ce qui signifie que la soupape est en position de bloc, la tension au potentiomètre est transmise, par l'intermédiaire du convertisseur analo- gique-numérique W, pour lecture, au compteur chargea- ble Z. En plus, une constante de compensa-taon des glisse- ments peut 8 tre associée à cette valeur de mesure; cette constante de compensation desglissements corres- pondant à un trajet de réglage de 30 environ Le mo- teur M déplace ensuite la soupape depuis la position de bloc jusqu'à la position correspondant à la cons- tante de compensation des glissements C'est dans cette position que s'effectue le contrôle indiquant si le courant a une valeur telle que la prise de courant 8 - mesurée du moteur est au-dessous de la valeur de seuil du comparateur K Si ce n'est pas le cas, un généra- teur d'impulsions complémentaire I intervient pas à pas par d'autres impulsions de rotation du moteur dans le sens de l'ouverture de la soupape, chaque im- pulsion étant suivie d'une comparaison avec la valeur de seuil (dans le comparateur K) Pour le traitement électronique des impulsions et la commande correspon- dante, le dispositif comporte un autre organe ET 2 qui est mis en action d'une part du côté de l'entrée par le comparateur K et d'autre part par le généra- teur d'impulsions I Du côté de la sortie, l'organe ET est relié à une autre organe ET 3 qui est mis en action par l'organe ET 2 et la touche d'interclassement T. Lorsque le courant de moteur est supérieur à la valeur de seuil du comparateur Kcelui-ci envoie un signal adéquat à l'organe ET 1 et le deuxième signal est émis par la touche d'interclassement T et l'état du circuit est transmis au compteur Z Lorsqu'après l'addition de la constante de compensation des glissements le courant de moteur mesuré a la valeur de seuil du compa- rateur K, lorgane ET 1 se ferme et le compteur enre- gistre en mémoire la valeur de mesure correspondante a.u potentiomètre P Si le courant de moteur mesuré se trouve encore supérieur à la valeur de seuil du comparateur K, une augmentation supplémentaire de la constante de compensentation des glissements par le générateur d'impulsions provoque une rotation corres- pondante dans le sens de l'ouverture de la soupape, le signal provenant du comparateur K arrivant dans-l'or- gane ET 2 etjen même tempsjle signal provenant de l'émetteur d'impulsions I, lesquels signaux provoquent la mise en action de l'autre organe ET 3 qui est en même temps commandé par la touche T Le courant est donc contrôlé jusqu'à ce que le courant redevienne inférieur à la valeur de seuil, ce qui permet la défini- tion du zéro et son introduction dans le compteur ou dans EEPROM. la figure représente également un régulateur proportionnel et par intégration 4 et un convertisseur numérique-analogique 5, des éléments f 6, 7 permettant- l'affichage et le réglage de la valeur réelle de la température ainsi que des canalisations R, X permettant la commande du moteur vers la droite ou vers la gauche. Ces éléments sont analogues à ceux que comporte le mode de réalisation décrit par le brevet DE 35 18 645 C 2. L'invention ne se limite pas aux exemples de réa- lisation décrits, mais peut donner lieu à de multiples variations dans son cadre Toutes les caractéristiques nouvelle mentionnées isolément ou en combinaison dans la description et/ou sur le dessin sont considérées comme essentielles pour l'invention. - REVENDICATIONS 1 Procédé de détermination de la position d'ouverture rela- tive de 2 a soupaped'eau froide et d'eau chaude à commande électrique d'une batterie de mélange sanitaire compor- tant une unité de commande à moteur électrique qui peut être montée sur l'arbre de la soupape et être fixée à la boîte de soupape et qui comporte un potentiomètre au moyen duquel la position d'ouverture ou de fermeture relative peut être déterminée et traitée électronique- ment par l'intermédiaire d'une valeur de mesure de ten- sion correspondant à cette position, caractérisé en ce que l'unité de commande à moteur électrique est accou- plée à l'arbre de la soupape et reliée à la source de tension, qu'ensuite un dispositif de commande électro- nique est mis en circuit et que la soupape est amenée par l'unité de commande en position de fermeture, que, pour la détermination de la position de fermeture, l'augmentation du courant est mesurée et comparée à une valeur de seuil fixée, que, lorsque le courant dépasse la valeur de oeuil, la tension au potentiomètre est déterminée et envoyée, par l'intermédiaire d'un conver- tisseur analogique-numérique, dans un compteur chargea- ble, pour lecture, que cette valeur de mesure numérique est, après lecture, envoyée comme définition du zéro dans une mémoire permanente et qu'ensuite le dispositif de comtiande électronique assurant la détermination du zéro est mis hors circuit. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande à moteur électrique est, avant l'ac- couplement à l'arbre de la soupape, reliée à la source de tension et amenée par un dispositif de commande élec- tronique dans une positon moyenne pour laquelle l'étendue de-l'action correctrice du potentiomètre est supérieure au déplacement de réglage maximal de l'unité de commande assurant l'ouverture ou la fermeture complètes de la soupape. il - 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur de réglage correspondant à la solution moyenne est introduite dans la mémoire permanente et peut y être sélectivement appelée. 4 Procédé selon une des revendications 1 à 3,caractérisé en ce qu'avant son déplacement jusqu'à la position de fermeture, la soupape est d'abord déplacée d'une dis- tance ou d'un angle réduits. Procédé selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'après le déplacement de la soupape pour la com- paraison avec la valeur de seuil par l'unité de commande à moteur électrique, l'unité de commande est ramenée en arrière de 3 environ dans le sens de l'ouverture avant que la tension au potentiomètre soit déterminée comme zéro et introduite dans la mémoire. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'après la rotation vers l'arrière de 3 Q environ dans le sens de l'ouverture, le courant du moteur est mesuré et comparé à la valeur de seuil et qu'ensuite, si le courant du moteur dépasse la valeur de seuil, l'unité de commande intervient pas à pas, notamment en associa- tion avec un générateur d'impulsions>jusqu'à ce que la valeur de mesure du courant du moteur devienne inférieure à la valeur de seuil.