Brevet FR2680437A1 — publié le 19930219

"Montage pour surveiller des éléments de fermeture entraînés par un moteur électrique" L'invention concerne un montage pour surveiller des éléments de fermeture entraînés par un moteur électrique, pour la fermeture ou l'obturation d'ouverture, en particulier de vitres ou de glaces ou de toits ouvrant de véhicules automobiles, pour assurer la protection contre le pincement, montage10 comportant des capteurs pour détecter la vitesse de rotation instantanée du moteur électrique et une unité d'exploitation pour reconnaître le pincement, et qui compare les valeurs réelles des paramètres de fonctionnement à des valeurs de consigne et génère un15 signal de commande pour couper ou inverser le moteur électrique pour les différentes valeurs de consi- gne/valeurs réelles caractéristiques d'un pincement d'un objet. Dans les montages connus de ce type (DE 29 26 938 Ai) on utilise le courant du moteur pour déceler le pincement Comme capteur on a une résistance faiblement ohmique branchée en série sur le moteur électrique Aux bornes de cette résistance, on prend une tension qui est proportionnelle au courant25 utilisé par le moteur Comme le courant du moteur dépend du couple appliqué et ainsi de la force qui s'oppose au couple moteur, le courant du moteur augmente en fonction du couple antagoniste que doit vaincre l'élément d'entraînement au cours de son mouvement de translation La tension proportionnelle à cette montée de courant est appliquée à une unité d'exploitation en forme de logique de commutation. Lorsque cette tension dépasse une valeur prédétermi- née, cela coupe le moteur électrique et arrête ainsi l'élément d'entraînement Pour pouvoir distinguer entre le fonctionnement difficile de l'élément d'en- traînement et le pincement d'un objet dans l'ouverture que doit fermer l'élément d'entraînement, entraînant tous deux une augmentation du courant du moteur, on mesure à l'intérieur d'un intervalle de temps prédéterminé, l'augmentation du courant du moteur et on compare cette valeur à un seuil On déclenche la coupure lorsque le quotient différentiel d I/dt dépasse le seuil. Lors de la mise en oeuvre du moteur électrique pour exécuter un mouvement de fermeture par un élément d'entraînement, le couple de démarrage de l'élément d'entraînement induit dans le moteur électrique des grandeurs de fonctionnement qui ne diffèrent pas ou que très peu de celles correspondant à un pincement Pour ne pas provoquer la coupure du moteur électrique à ce moment, le montage connu définit une période d'exclusion qui commence à l'instant de la fermeture du contact Pendant cette période d'exclusion, la logique de commutation est bloquée et ne peut provoquer une coupure à cause de la montée du courant du moteur Cette période d'exclusion est choisie pour que les mouvements d'oscillation qui se produisent dans le courant au moment de la fermeture du contact soient atténués avec certitude. Pendant cette période d'exclusion, il n'y a pas de protection contre le pincement Or, dans le cas des lève-vitres de véhicules automobiles, la vitre par- court par exemple pendant cette période d'exclusion, une course de fermeture d'environ 15 mm Lorsqu'on ferme des ouvertures de fenêtre correspondant à un tel ordre de grandeur, il n'y a plus de protection ou plus de protection suffisante contre le pincement par exemple de doigts. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un montage correspondant au type de montage défini ci-dessus caractérisé en ce que: un générateur de position qui détecte la position instantanée de l'élément d'obturation et une logique de contrôle susceptible d'être activée par un ordre déclenché manuellement pour commander un mouvement de fermeture, cette logique comparant la position instantanée de l'élément d'obturation à l'instant de l'activation à une valeur caractéristique de l'ouverture résiduelle (s) mise en mémoire, et pour une position instantanée qui libère une ouverture résiduelle inférieure à la valeur mise en mémoire (s), la logique génère un signal d'inversion pour mettre en oeuvre le moteur électrique dans le sens de rotation correspondant au mouvement d'ouverture et pour un position instantanée qui dégage une ouverture résiduelle supérieure à la valeur mise en mémoire (s), cette logique génère un signal de mise en oeuvre pour faire fonctionner le moteur électrique dans le sens de rotation correspondant au mouvement de fermeture. Ce montage offre l'avantage que même à la fermeture de petites ouvertures résiduelles, correspondant à un ordre de grandeur comme celui donné ci- dessus, c'est-à-dire correspondant au trajet parcouru par l'élément d'entraînement pendant la période d'exclusion, on garantit une protection fiable contre tout pincement Dans le cas du déclenchement d'une opération de fermeture lorsque l'élément d'en- traînement occupe la position initiale, et qui correspond à la libération d'une plus grande ouverture résiduelle qu'une ouverture résiduelle prédéterminée de manière fixe, la logique de contrôle selon l'invention émet un signal de commutation pour commander le moteur électrique dans le sens de la fermeture; l'opération de fermeture s'exécute immédiatement alors que pour des positions de démarrage qui correspondent à de petites ouvertures résiduelles, la logique de commutation génère un signal d'inversion ou de commutation pour faire fonctionner le moteur électrique dans le sens de l'ouverture; en d'autres termes, on commande d'abord un mouvement d'ouverture jusqu'à ce que l'élément d'entraînement ait libéré au moins l'ouverture résiduelle prédéterminée et à partir de ce moment le moteur électrique est inversé et ce n'est qu'à ce moment qu'il y a un signal de commutation pour faire fonctionner le moteur électrique dans le sens de la fermeture pour exécuter l'opération de fermeture souhaitée, proprement dite. L'ouverture résiduelle prédéterminée est choisie pour dépasser d'une certaine valeur une ouverture minimale permettant encore l'introduction d'objets à protéger comme par exemple des doigts ou la main, et qui assure encore la protection contre le pincement Cette valeur correspond à la distance que l'élément d'entraînement parcours pendant la période d'exclusion; dans le cas de lève-vitres usuels de véhicules automobiles, il s'agit de 15 mm Cela garantit que la période d'exclusion soit terminée et que la protection contre le pincement agisse de nouveau lorsque l'élément d'entraînement atteint la position instantanée dans laquelle il libère encore une ouverture résiduelle correspondant à l'ouverture minimale Lorsqu'à ce moment, l'élément d'entraînement rencontre un obstacle qui se trouve dans l'ouverture minimale, cet obstacle est reconnu de façon usuelle par l'unité d'exploitation qui arrête le moteur électrique ou inverse son sens de marche Dans le cas de réalisation usuelle de lève-vitres de véhicules automobile, cette ouverture minimale correspond à environ 20 mm. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la valeur mise en mémoire S est choisie pour que l'ouverture résiduelle soit augmentée d'un trajet que parcours l'élément d'obturation après la mise en oeuvre du moteur électrique jusqu'à l'atténuation de la phase oscillante initiale des paramètres de fonctionnement du moteur électrique, et que cette ouverture résiduelle ainsi augmentée soit supérieure à une ouverture minimale m dans laquelle la protection contre le pincement doit rester active. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, l'ouverture minimale m correspond à environ mm et l'ouverture résiduelle caractéristique de la valeur mise en mémoire S est fixée à environ 35 mm. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la logique de contrôle comprend un compteur de position qui additionne les impulsions fournies par le générateur de position pendant le mouvement d'ouverture de l'élément d'obturation et les retranche pendant le mouvement de fermeture de ce même élément d'obturation et en ce que le signal d'inversion est généré lorsque l'état de comptage du compteur de position est inférieur à la valeur mise en mémoire (s) et que le signal de mise en oeuvre est alors généré lorsque l'état de comptage du compteur de position est égal ou supérieur à la valeur mise en mémoire s. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté aux dessins Ainsi: La figure 1 est un schéma bloc d'un montage pour actionner et surveiller une vitre ou glace latérale d'un véhicule automobile. La figure 2 est une vue schématique par- tielle d'une vitre latérale de véhicules automobiles. Description de l'exemple de réalisation Dans le montage représenté sous la forme d'un schéma bloc à la figure 1, pour actionner et surveiller une vitre entraînée par un moteur électri- que d'une fenêtre latérale d'un véhicule automobile pris comme exemple d'un élément d'obturation au sens général, d'une ouverture, la référence 10 concerne le lève vitre électrique pour actionner la vitre 11 de la fenêtre latérale 12 (figure 2) du véhicule automobile. De manière connue, le lève glace se compose d'un mécanisme de levage coopérant avec la vitre Ce mécanisme est entraîné par un moteur électrique. La vitre 11 est guidée en coulissement dans des guides du châssis 13 de la fenêtre et se déplace verticalement Le moteur électrique du lève vitre 10 est commandé pour tourner dans des sens de rotation différents par deux relais 14, 15 lorsque les touches de sélection 16, 17 sont actionnées manuellement Le relais "ouverture" commande le moteur électrique avec un sens de rotation pour l'ouverture de la fenêtre latérale 12 lorsque la touche de sélection "ouverture" 16 est actionnée Inversement, le relais "fermeture" commande le moteur électrique dans le sens de rotation correspondant à la fermeture lorsque la touche de sélection "fermeture" 17 reste actionnée. Les signaux de commande correspondants des relais 14, sont générés par un générateur d'impulsions de commande 20 qui agit sur les relais de commande 18, 19 correspondants. Pour assurer une protection contre le pincement, il y a au moins un capteur 21 dans le moteur électrique du lève-vitre 10 Ce capteur détecte un paramètre du moteur électrique comme par exemple la vitesse de rotation du moteur ou le courant du moteur. Le signal du capteur est appliqué à une unité d'exploitation 22 pour reconnaître le pincement Cette unité détecte la variation caractéristique du paramètre de fonctionnement correspondant à la présence d'un obstacle dans la trajectoire de la vitre 11 qui se ferme et lors du dépassement d'un seuil, cette unité génère un signal de commutation ou d'inversion du moteur électrique du lève-vitre 10 Une telle unité d'exploitation 11 est par exemple décrite dans le document DE 29 26 938 Ai qui peut s'utiliser ici de la même manière Comme paramètre de fonctionnement, on détecte dans ce cas le courant du moteur La détection se fait aux bornes d'une résistance faiblement ohmique branchée dans le circuit du courant du moteur et donnant une chute de tension. En cas d'incident, c'est-à-dire lors du pincement d'un objet, le courant du moteur augmente fortement, car le moteur doit vaincre un couple plus important L'aug- mentation du courant est mesurée dans un intervalle de temps prédéterminé et lorsque le quotient différentiel est supérieur à une valeur prédéterminée, cette augmentation génère un signal de coupure ou un signal d'inversion du moteur électrique du lève-vitre 10 Au moment du branchement du moteur électrique, le courant du moteur augmente pour atteindre la valeur de branchement, puis s'atténue pendant un temps de mise en route pour arriver au courant nominal de fonction- nement De la même manière, lors de l'inversion du sens de rotation du moteur, il y a pendant une courte période, un courant de moteur beaucoup plus important qui retombe également à la valeur normale après un temps de commutation Comme il s'agit de phénomènes normaux, une telle montée de courant ne doit pas provoquer la coupure ou l'inversion du moteur électrique C'est pourquoi, l'unité d'exploitation 22 travaille avec une période d'exclusion au cours de laquelle l'unité d'exploitation 22 n'exploite pas ou au cours de laquelle son signal même exploité est bloqué Cette période d'exclusion est supérieure à la durée de mise en route ou à la durée de commutation de sorte que les phénomènes d'oscillation déclenchés au moment du branchement ou de la commutation sont atténués lorsque l'unité d'exploitation 22 fonctionne de nouveau. On a constaté qu'au cours de cette période d'exclusion, la vitre 10 parcourait au moment de la fermeture, une course nominale de fermeture qui est d'environ 15 mm pour des lève-vitres usuels A la fermeture des intervalles d'ouverture qui correspon- dent à un tel ordre de grandeur et qui sont suffisamment grands pour permettre de faire passer un doigt ou la main dans cet intervalle, il n'y a plus de protection contre le pincement, ce qui constitue un risque grave pour la main ou les doigts. Pour éviter cela et assurer une protection contre le pincement même dans le cas d'intervalles ou de fentes correspondant à un tel ordre de grandeur, il est prévu un capteur de position 23 dans le lève-vitre Le signal de sortie de ce capteur est fourni à une logique de contrôle 24 Le capteur de position 23 détecte la position instantanée de la vitre 11 et transmet un signal de position correspondant à la logique de contrôle 24 La logique de contrôle 24 comprend une mémoire 25 contenant une valeur caractéristique de l'ouverture résiduelle (figure 2) pour laquelle il faut encore garantir une protection contre le pincement Le déclenchement d'une opération de fermeture active la logique de contrôle 24 qui compare la position instantanée de la vitre 11 détectée par le capteur de position 23, par rapport à l'instant de déclenchement et la valeur S mise en mémoire Si la position instantanée correspond à une ouverture résiduelle supérieure à la valeur S mise en mémoire, la logique de contrôle 24 génère un signal de mise en route pour faire fonctionner le moteur électrique dans le sens de rotation correspondant à la fermeture choisie Par contre, si la position instantanée de la vitre 11 de la fenêtre donne une ouverture résiduelle inférieure à la valeur S mise en mémoire, la logique de contrôle 24 génère un signal d'inversion pour brancher le moteur électrique dans un sens de rotation correspondant au mouvement d'ouver- ture La vitre 11 est tout d'abord entraînée dans le sens de l'ouverture jusqu'à ce qu'elle libère une ouverture résiduelle supérieure à la valeur mise en mémoire s Puis, le moteur électrique s'inverse, c'est- à-dire que la logique de contrôle génère un signal de mise en oeuvre pour faire tourner le moteur électrique dans le sens de fermeture souhaitée La valeur mise en mémoire S est choisie pour que l'ouverture résiduelle soit augmentée du trajet que parcours la vitre 11 après le branchement du moteur électrique jusqu'à l'atténuation de la phase d'oscillation des paramètres de fonctionnement (en d'autres termes pendant la période d'exclusion), et qui soit supérieure à une ouverture minimale m (figure 2) au cours de laquelle la protection contre le pincement doit encore agir Cette ouverture minimale m correspond usuellement à 20 mm si bien que pour un trajet de la vitre 11 de l'ordre de 15 mm jusqu'à l'atténuation de la phase initiale, la valeur mise en mémoire S de l'ouverture résiduelle de 35 mm est une valeur caractéristique. De manière détaillée, la logique de contrôle 24 comprend un compteur de position 26 et un compa- rateur 27 Le générateur de position 23 est par exemple en forme d'élément à effet Hall qui émet une impulsion de comptage pour chaque rotation complète du moteur électrique Ces impulsions de comptage arrivent sur l'entrée de comptage du compteur de position 26 et sont additionnées pendant le mouvement d'ouverture de la vitre 11 et soustraites pendant le mouvement de fermeture de la vitre 11 Lorsque la fenêtre latérale 12 est complètement fermée, l'état de comptage du compteur de position est égal à zéro On s'assure de cela par une touche de tarage 28 qui, lorsqu'elle est actionnée, applique un signal résiduel au compteur de position 26 Le comparateur 27 compare le contenu de comptage du compteur de position 26 et génère le signal de branchement lorsque le contenu du compteur du générateur de position 26 est égal ou supérieur à la valeur S inscrite dans la mémoire 25; cela correspond à un signal d'inversion lorsque l'état de comptage du compteur de position 26 est inférieur à la valeur S mise en mémoire Le signal de mise en route et le signal d'inversion sont appliqués au générateur d'impulsions de commande 20 qui applique une impulsion d'entraînement correspondant au relais de commande 19 ou au relais de commande 18 pour mettre en route le moteur électrique du lève-vitre 10 dans le sens de la fermeture ou le sens de l'ouverture Les fonctions de l'unité d'exploitation 22, du générateur d'impulsions de commande 20, du comparateur 27 et du compteur de position 26 sont réalisées par un microprocesseur 29 qui contient également la valeur S mise en mémoire. Le montage représenté sous la forme du schéma bloc de la figure 1 fonctionne comme suit: A l'ouverture de la vitre latérale 12 fermée, le générateur de position 23 additionne les impulsions émises par chaque rotation du moteur électrique du lève-vitre 10 dans un compteur de position 26 Lorsque la vitre 11 est complètement ouverte, l'état de comptage est au maximum Lors de la fermeture de la vitre latérale 12, pour chaque rotation du moteur électrique, l'état de comptage du compteur de position 26 est diminué d'une unité si bien que lorsque la fenêtre latérale 12 est fermée, l'état de comptage est égal à zéro Lorsque le mouvement d'ouverture ou de fermeture a été inter- rompu, le compteur de position 26 offre un état de comptage correspondant Si maintenant il faut fermer la fenêtre latérale 12, l'utilisateur actionne la touche de sélection "fermeture" 17 La logique de contrôle 24 est ainsi activée Le comparateur 27 compare l'état de comptage instantané du compteur de position 26 à la valeur inscrite en mémoire s Si le contenu du compteur est supérieur ou égal à la valeur mise en mémoire, le comparateur 27 génère un signal de branchement pour faire tourner le moteur électrique dans le sens de la fermeture pour que le générateur d'impulsions d'entraînement 20 transforme en une impulsion d'entraînement correspondante destinée au relais de commande 19 du relais de fermeture 15 Si par contre l'état de comptage instantané du compteur de position 26 est inférieur à la valeur mise en mémoire s, le comparateur 27 génère le signal d'inversion pour faire tourner le moteur électrique dans le sens de l'ouverture, ce qui est de nouveau transformé par le générateur d'impulsions d'entraînement 20 en une impulsion de commande du relais de commande 18 correspondant au relais d'ouverture 14 La vitre 11 est entraînée par le moteur électrique dans le sens de l'ouverture Le changement de position de la vitre Il dans le sens de l'ouverture, entraîne une augmentation de l'état de comptage du compteur de position 26 Dès que l'état de comptage du compteur de position 26 est de nouveau égal à la valeur S mise en mémoire, le comparateur 27 émet un signal de mise en route du moteur électrique dans le sens de la fermeture par l'intermédiaire du générateur d'impulsions d'entraînemment 20 Ce géné- rateur génère de nouveau une impulsion d'entraînement correspondante pour le relais d'entraînement 19 du relais de fermeture 15 Le moteur électrique est mis en route et ferme la fenêtre jusqu'à ce qu'en position de fermeture de la fenêtre 11, l'état de comptage du compteur de position 26 étant nul, cela coupe le moteur électrique. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit Le capteur 21 peut également détecter, comme paramètre du moteur électrique, sa vitesse de rotation, et pour cela, on utilise par exemple un capteur à effet Hall Comme le lève vitre 10 électrique est usuellement équipé d'un moteur à courant continu et que pour de tels moteurs, la vitesse de rotation est inversement proportionnelle au courant du moteur, on a des conditions analogues pour la protection contre le pincement que celles décrites ci- dessus pour la détection du paramètre de fonctionnement "courant du moteur". R E V E N D I C A T I O N S 1) Montage pour contrôler des éléments d'obturation entraînés par un moteur électrique lors de la fermeture d'ouverture, notamment de vitres ou de glaces ou de toits ouvrant de véhicules automobiles, pour assurer une protection contre le pincement, montage comportant des capteurs pour détecter la vitesse de rotation instantanée du moteur électrique et une unité d'exploitation pour reconnaître le pincement, et qui compare les valeurs réelles des paramètres de fonctionnement à des valeurs de consigne et génère un signal de commande pour couper ou inverser le moteur électrique pour les différentes valeurs de consigne/valeurs réelles caractéristiques d'un pincement d'un objet, montage caractérisé par: un générateur de position ( 23) qui détecte la position instantanée de l'élément d'obturation ( 11) et une logique de contrôle ( 24) susceptible d'être activée par un ordre déclenché manuellement pour commander un mouvement de fermeture, cette logique comparant la position instantanée de l'élément d'obturation ( 11) à l'instant de l'activation à une valeur caractéristique de l'ouverture résiduelle (s) mise en mémoire, et pour une position instantanée qui libère une ouverture résiduelle inférieure à la valeur mise en mémoire (s), la logique génère un signal d'inversion pour mettre en oeuvre le moteur électrique dans le sens de rotation correspondant au mouvement d'ouverture et pour un position instantanée qui dégage une ouverture résiduelle supérieure à la valeur mise en mémoire (s), cette logique génère un signal de mise en oeuvre pour faire fonctionner le moteur électrique dans le sens de rotation correspondant au mouvement de fermeture. 2) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur mise en mémoire (s) est choisie pour que l'ouverture résiduelle soit augmentée d'un trajet que parcours l'élément d'obturation ( 11) après la mise en oeuvre du moteur électrique jusqu'à l'atténuation de la phase oscillante initiale des paramètres de fonctionnement du moteur électrique, et que cette ouverture résiduelle ainsi augmentée soit supérieure à une ouverture minimale (m) dans laquelle la protection contre le pincement doit rester active. 3) Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture minimale (m) correspond à environ 20 mm et l'ouverture résiduelle caractéristique de la valeur mise en mémoire (s) est fixée à environ 35 mm. 4) Montage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la logique de contrôle ( 24) comprend un compteur de position ( 26) qui additionne les impulsions fournies par le générateur de position ( 23) pendant le mouvement d'ouverture de l'élément d'obturation ( 11) et les retranche pendant le mouvement de fermeture de ce même élément d'obturation ( 11) et en ce que le signal d'inversion est généré lorsque l'état de comptage du compteur de position ( 26) est inférieur à la valeur mise en mémoire (s) et que le signal de mise en oeuvre est alors généré lorsque l'état de comptage du compteur de position ( 26) est égal ou supérieur à la valeur mise en mémoire (s).