Brevet FR2741948A1 — publié le 19970606

La présente invention concerne un dispositif de mesure de couple, notamment pour un motoréducteur d'activation d'un organe fonctionnel d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de mesure de couple, destiné à être utilisé avec un motoréducteur comportant un moteur électrique à aimants permanents, dont l'arbre de sortie est relié à une vis sans fin associée à une roue elle--6me reliée à un organe de sortie du motoréducteur. De tels dispositifs sont par exemple utilisés dans les ensembles de lève-vitres électriques de véhicules automobiles ou dans les ensembles de toits ouvrants électriques de véhicules. On sait que l'un des problèmes les plus importants concernant le fonctionnement de ces ensembles par exemple de lave-vitres, est leur sécurité de fonctionnement et en particulier le contrôle de fonctionnement de ceux-ci lorsqu'un objet quelconque est coincé entre la vitre et le reste de la porte du véhicule. Ce fonctionnement peut être contrôlé par exemple à partir de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du moteur d'entraînement de ces ensembles, du courant consommé par celui-ci ou encore du couple résistant appliqué sur l'arbre de sortie de celui-ci. L'invention s'intéresse plus particulièrement aux dispositifs de ce dernier type. On connaît en effet dans l'état de la technique, des dispositifs de mesure de couple qui sont insérés entre deux portions d'arbre coaxiales d'entraînement reliant un organe menant, tel qu'un moteur électrique, à un organe mené, tel qu'un mécanisme à roue et vis sans fin et qui comportent deux disques disposés en regard l'un de l'autre, dans des plans à peu près perpendiculaires à l'axe des portions d'arbre et portant à leur périphérie, des moyens de codage de position. Ces disques sont reliés chacun à une portion d'arbre et l'un à l'autre par un tampon de matériau élastiquement déformable, tandis que des moyens de détection de position sont disposés en regard des moyens de codage de position des disques. La sortie de ces moyens de détection de position est reliée à des moyens de détermination de couple par analyse des informations délivrées par ces moyens de détection de position. On sait également que ces moyens de codage et ces moyens de détection peuvent être formés par des moyens optiques, magnétiques, etc... Dans l'état de la technique, les moyens de détection de position comprennent un ou plusieurs capteurs disposés en regard des moyens de codage de position des disques et la détermination du couple se fait à partir des signaux de sortie de ce ou de ces capteurs par analyse du décalage entre ceux-ci, résultant d'une déformation du tampon de matériau élastiquement déformable sous l'effet du couple. Cependant, on a constaté que cette structure présente un certain nombre d'inconvénients, notamment en raison du nombre de pièces nécessaires et donc du court de réalisation de ces dispositifs. En effet, l'interposition d'un tel dispositif de mesure de couple entre une portion d'arbre menante et une portion d'arbre menée, nécessite l'utilisation de paliers de guidage supplémentaires des extrémités des portions d'arbre correspondantes. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure de couple, notamment pour un motoréducteur d'activation d'un organe fonctionnel d'un véhicule automobile, du type comportant un moteur électrique à aimants permanents, dont l'arbre de sortie est relié à une vis sans fin associée à une roue elle-mFme reliée à un organe de sortie du motoréducteur, caractérisé en ce que la vis sans fin est reliée à l'arbre par l'intermédiaire de moyens déformables élastiquement et en ce qu'il comporte des moyens de détermination des déplacements angulaires relatifs de la vis sans fin par rapport à l'arbre, reliés à des moyens de détermination du couple à partir de ces déplacements. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l représente une vue schématique de côté partiellement en coupe d'un dispositif de mesure de couple selon l'invention; et - la Fig.2 représente une vue en coupe de moyens de codage de position entrant dans la constitution d'un tel dispositif. Ainsi qu'on peut le voir sur ces figures, un dispositif de mesure de couple selon l'invention peut être intégré dans des moyens d'entraînement d'un lève-vitre de véhicule automobile. Ces moyens d'entraînement comprennent un moteur électrique (non représenté sur cette figure) et un mécanisme à roue et vis sans fin, désigné par la référence générale 1 sur cette figure. Dans ce cas, le motoréducteur comporte un moteur électrique à aimants permanents dont l'arbre de sortie désigné par la référence générale 2 sur ces figures, est relié à une vis sans fin désignée par la référence générale 3, associée à une roue 4 elle-même reliée à un organe de sortie du motoréducteur (non représenté). Selon l'invention, la vis sans fin 3 est montée libre en rotation sur l'arbre 2 et est reliée à celui-ci par l'intermédiaire de moyens déformables élastiquement désignés par la référence générale 5 sur ces figures, tandis que le dispositif comporte des moyens 6 de détermination des déplacements angulaires relatifs de la vis sans fin par rapport à l'arbre, reliés à des moyens 7 de détermination du couple à partir de ces déplacements. En fait et comme on peut le voir sur ces figures, la vis sans fin 3 peut comporter à l'une de ses extrémités des moyens de codage de position formés par exemple par des parties en saillie dont l'une est désignée par exemple par la référence 8 sur ces figures, alternées avec des moyens de codage de position formés par des parties en saillie par exemple 9 d'une bague 10 fixée sur l'arbre, tandis que les moyens élastiques 5 de liaison de la vis à l'arbre sont formés par un tampon de matériau déformable s'étendant entre ces parties en saillie alternées de la vis sans fin et de l'arbre et plus particulièrement de la bague reliée à celui-ci. A l'une de ses extrémités, l'ensemble comportant la bague 10 et la vis sans fin 3 est en appui sur un épaulement 11 de l'arbre, tandis qu'à son autre extrémité, cet ensemble est en appui sur un organe de butée quelconque tel qu'une rondelle 12. On conçoit alors qu'en fonction du couple résistant appliqué sur l'organe de sortie de l'ensemble, le tampon 5 de matériau élastiquement déformable se déforme de manière que la position relative des parties en saillie alternées de la bague 10 reliée à l'arbre et de la vis sans fin 3 associée à la roue 4, change en raison de l'agencement des parties du tampon de matériau élastiquement déformable entre ces parties en saillie de la bague et de la vis sans fin. Les déplacements relatifs de ces parties en saillie sont détectés par les moyens de détection 6 et peuvent être analysés par les moyens de détermination 7 pour déterminer le couple résistant appliqué sur l'arbre de sortie du moteur. Comme cela est connu dans l'état de la technique, ces moyens de codage de position formés par exemple par des parties en saillie et ces moyens de détection de position peuvent présenter n'importe quelle structure appropriée, par exemple magnétique, optique ou autre, pour permettre une analyse des déplacements relatifs des parties en saillie correspondantes afin d'obtenir le couple. Cette structure présente un certain nombre d'avantages par rapport aux dispositifs de l'état de la technique dans la mesure où il n'est plus nécessaire d'intégrer le dispositif de mesure de couple entre deux portions d'arbre, de sorte que cet arbre peut être réalisé d'une seule pièce, ce qui permet de supprimer les paliers intermédiaires disposés dans l'état de la technique, de part et d'autre de ce dispositif de mesure de couple. I1 va de soi bien entendu que différents modes de réalisation de ce dispositif de mesure peuvent être envisagés. C'est ainsi par exemple que les moyens de codage de position de la vis sans fin et de l'arbre et plus particulièrement de la bague reliée à celui-ci, peuvent présenter des formes différentes de celles représentées, de même que le tampon de matériau élastiquement déformable. Par ailleurs, deux capteurs de position peuvent également être utilisés, associés chacun à l'un des éléments, vis sans fin ou arbre, les sorties de ces capteurs de position étant reliées à des moyens de détermination du couple par analyse des signaux de sortie de ceux-ci. Cependant, la disposition alternée des parties en saillie de la vis sans fin et de la bague reliée à l'arbre telle que décrite précédemment permet de n'utiliser qu'un seul capteur. I1 va de soi bien entendu que les parties en saillie associées à l'arbre peuvent être ménagées directement sur celui-ci. REVENDICATONS 1. Dispositif de mesure de couple, notamment pour un motoréducteur d'activation d'un organe fonctionnel d'un véhicule automobile, du type comportant un moteur électrique à aimants permanents, dont l'arbre de sortie (2) est relié à une vis sans fin (3) associée à une roue (4) elle-même reliée à un organe de sortie du motoréducteur, caractérisé en ce que la vis sans fin (3) est reliée à l'arbre (2) par l'intermédiaire de moyens déformables élastiquement (5) et en ce qu'il comporte des moyens de détermination (6) des déplacements angulaires relatifs de la vis sans fin (3) par rapport à l'arbre (2), reliés à des moyens de détermination (7) du couple à partir de ces déplacements. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détermination des déplacements comprennent des moyens (6) de détection de position de moyens de codage de position (8;9) de l'arbre (2) et de la vis sans fin (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (8;9) de codage de position de l'arbre et de la vis sans fin sont disposés de manière alternée en regard d'un capteur unique (6) entrant dans la constitution des moyens de détection de position. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de codage de position de la vis sans fin et de l'arbre comprennent des parties en saillie (8;9). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parties en saillie (9) de l'arbre sont formées par des parties en saillie d'une bague (10) reliée à celui-ci. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens déformables élastiquement comprennent un tampon (5) de matériau élastiquement déformable interposé entre la bague (10) et la vis sans fin (3). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tampon (5) de matériau élastiquement déformable, comporte des portions s'étendant entre les parties en saillie alternées de la bague et de la vis sans fin.