Brevet FR2735590A1 — publié le 19961220

La présente invention est relative à un dispositif de commande de moteur électrique bidirectionnel et, plus particulièrement, à un tel dispositif comprenant des premier et deuxième relais inverseurs pour connecter sélectivement des première et deuxième bornes d'alimentation du moteur, respectivement, à l'un ou l'autre de premier et deuxième pôles d'une alimentation électrique continue, des moyens d'élaboration de signaux de commande desdits relais en fonction d'un sens de rotation prédéterminé du moteur et des moyens de sécurité sensibles à la détection de défauts de fonctionnement du dispositif pour commander la connexion des deux bornes du moteur à un même pôle de l'alimentation électrique, de manière à prévenir ainsi toute excitation du moteur. On connaît de tels dispositifs notamment des demandes de brevet français FR-A-2 512 564 et FR-A-2 544 517. Ceuxci concernent plus particulièrement des dispositifs de commande de moteurs électriques utilisés pour manoeuvrer des sièges de véhicules automobiles de manière à leur donner une configuration adaptée à la corpulence et au confort de tel ou tel utilisateur, configuration pouvant en outre être programmée par avance et mémorisée dans des moyens électroniques conçus à cet effet. Il est clair que dans cette application il importe, notamment pour des raisons de sécurité, qu'une configuration du siège adoptée par son utilisateur, ne puisse changer de manière erratique du fait d'ordres de commande des moteurs rendus erronés par des pannes d'au moins certains organes du dispositif de commande de ces moteurs. Pour ce faire FR-A-2 512 564 décrit un dispositif de sécurité constitué par un circuit logique de détection de défauts de fonctionnement de transistors de commande des relais, de défauts des relais eux-même, voire de lignes de transmission de signaux, pour inhiber le fonctionnement des moteurs. Cependant l'efficacité de ce dispositif reste tributaire du bon fonctionnement des moyens d'élaboration des ordres de commande des moteurs, un microprocesseur en l'occurrence. FR-A-2 544 517 décrit un autre dispositif de sécurité comprenant des moyens électroniques agencés de manière à éviter que des défaillances de touches de commande et de programmation des déplacements des moteurs, ou des défaillances des moteurs et des relais de commande de ces moteurs, ne provoquent un fonctionnement erratique de ces derniers. C'est ainsi que, dans le cas d'une panne d'un relais de commande d'un moteur, le dispositif coupe le circuit électrique correspondant. Si plusieurs touches de positionnement programmé d'un siège sont actionnées simultanément, le dispositif empêche l'exécution des ordres de positionnement. Après une coupure de l'alimentation électrique du dispositif de commande, le dispositif de sécurité n'autorise une manoeuvre programmée du siège qu'après une reprogrammation des données à mémoriser.Le dispositif de sécurité donne en outre une priorité à une manoeuvre non programmée du siège sur les manoeuvres programmées. Cependant, ici encore, le bon fonctionnement de ce dispositif de sécurité reste tributaire de celui de moyens d'élaboration des ordres de commande des moteurs, en l'occurence une logique de commande. La présente invention à donc pour but de réaliser un dispositif de commande d'au moins un moteur électrique bidirectionnel, équipé de moyens de sécurité conçus pour prendre en compte une défaillance éventuelle des moyens d'élaboration des signaux de commande de l'alimentation du moteur. On atteint ce but de l'invention avec un dispositif du type décrit en préambule de la présente description, remarquable en ce que les moyens d'élaboration des signaux de commande des relais délivrent aux moyens de sécurité un signal représentatif de leur état de fonctionnement et en ce que lesdits moyens de sécurité sont sensibles à ce signal et à un signal représentatif du pôle de l'alimentation électrique auquel l'une des bornes du moteur est connectée par un des relais, pour commander la connexion de l'autre borne au même pôle par l'intermédiaire de l'autre relais, en cas de défaillance des moyens d'élaboration des signaux de commande. Comme on le verra plus loin en détail, l'invention permet de détecter les situations dans lesquelles les moyens d'élaboration des signaux de commande des relais sont susceptibles d'émettre des ordres erronés, et de protéger le moteur des effets de tels ordres. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le signal représentatif de l'état de fonctionnement des moyens d'élaboration des signaux de commande est un signal carré dont la fréquence est fixe quand lesdits moyens fonctionnent correctement, les moyens de sécurité comprenant des moyens pour convertir la fréquence du signal en une tension et des moyens pour comparer cette tension à une tension de référence de manière à former un signal présentant des premier et deuxième niveaux logiques représentatifs d'un bon et d'un mauvais état de fonctionnement, respectivement, des moyens d'élaboration des signaux de commande. Les moyens de sécurité comprennent au moins un circuit logique constitué par des première et deuxième portes ET et une porte OU alimentée par les sorties des deux portes ET pour commander l'un des premier et deuxième relais, la première porte étant alimentée par le signal logique délivré par les moyens de comparaison et par un signal de commande dudit relais délivré par les moyens d'élaboration, la deuxième porte étant alimentée par le complément du signal logique délivré par les moyens de comparaison et par le signal représentatif du pôle de l'alimentation électrique auquel est connecté le contact mobile de l'autre relais. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un ensemble de quatre moteurs bidirectionnels commandé par le dispositif selon l'invention, - la figure 2 est un schéma électrique fonctionnel du dispositif selon l'invention, - la figure 3 représente un mode de réalisation d'un circuit logique formant partie d'un moyen de sécurité équipant le dispositif suivant l'invention. On se réfère à la figure 1 du dessin annexé où l'on a représenté, à titre d'exemple illustratif et non limitatif, un ensemble de quatre moteurs électriques bidirectionnels M1 à M4 susceptibles d'être commandés par le dispositif suivant l'invention. Un tel ensemble de moteurs peut être incorporé, comme on l'a vu plus haut, à un siège de véhicule automobile pour motoriser des mouvements de l'assise et du dossier du siège propres à les placer dans des positions respectives et relatives donnant au siège une configuration adaptée à un utilisateur particulier.Chaque moteur Mi (i = 1 à 4) est connecté en série avec un contact électrique d'un relais Ri, les quatres branches de circuit ainsi constituées étant connectées en parallèle entre les pôles d'une alimentation électrique continue (non représentée), à travers des relais P1 et P2 dont le contact mobile bascule entre le pôle positif (+) de cette alimentation et la masse de celle-ci. On comprend qu'en commandant convenablement les positions des contact des relais P1 et P2 , et en fermant à l'aide d'un relais Ri la branche du circuit dans laquelle se trouve le moteur Mi, on peut faire passer du courant électrique dans celui-ci, soit dans un sens soit dans l'autre, pour faire tourner le moteur bidirectionnel dans le sens de rotation choisi, ainsi que cela est nécessaire dans l'application décrite ci-dessus à titre d'exemple, pour régler la configuration du siège. On notera que lorsque qu'un moteur Mi n'est pas activé, le relais Ri correspondant met les deux bornes du moteur en court-circuit, ce qui prévient toute activation erratique dudit moteur. On se réfère maintenant à la figure 2 du dessin pour décrire la structure et le fonctionnement du dispositif de commande des moteurs Mi suivant l'invention. Le dispositif comprend des moyens d'élaboration des ordres de commande des relais Ri et P1,P2, ces moyens étant sensibles à des signaux émis par un utilisateur du siège à l'aide d'un clavier (non représenté). Ces signaux peuvent faire appel à des informations mises en mémoire dans les moyens d'élaboration et permettant de commander automatiquement la manoeuvre du siège par les moteurs, pour le mettre dans une configuration programmée à l'avance par l'utilisateur. Ces dispositions sont bien connues de l'homme de métier et on pourra d'ailleurs se référer aux brevets précités pour plus de détails les concernant. Les moyens d'élaboration des ordres de commande sont, dans le dispositif suivant l'invention, constitués par un régisseur de processus 1 couramment appelé "microcontrôleur", et par un logiciel exécuté par ce microcontrôleur. Le microcontrôleur élabore donc les signaux de commande des relais Ri et des signaux logiques de commande cmd 1, cmd 2 des relais P1 et P2, respectivement. La protection du siège contre des mouvements erratiques est assurée d'une part, par la mise en court-circuit des moteurs Mi qui ne sont pas activés volontairement et, d'autre part, par la mise en courtcircuit de l'ensemble du dispositif par connexion des contacts des relais P1,P2 sur le même pôle de l'alimentation électrique, qu'il s'agisse du pôle positif ou du pôle de masse.La présente invention s'intéresse à la protection du dispositif contre une éventuelle défaillance du microcontrôleur, qui devient alors susceptible d'émettre les ordres de commande erratiques des relais Ri et P1,P2. On conçoit que des mouvements désordonnés du siège du conducteur, alors que le véhicule roule, sont à proscrire absolument du fait qu'ils peuvent gêner le conducteur et rendre la conduite du véhicule dangereuse. Pour empêcher de tels mouvements le dispositif suivant l'invention comprend des moyens de sécurité sensibles à un signal COP émis par le microcontrôleur, signal dont l'analyse révèle un fonctionnement correct ou défectueux des moyens d'élaboration des ordres de commande. Un tel signal COP peut par exemple être généré sous le contrôle du logiciel gérant le processus d'élaboration des ordres de commande en faisant changer l'état d'une sortie du microcontrôleur 1 à intervalle régulier prédéterminé. Le signal COP présente alors une forme d'onde carrée, d'amplitude et de fréquence fixe. Une modification de la fréquence du signal COP ainsi généré ou le blocage de ce signal dans un état quelconque est révélateur d'une défaillance du microcontrôleur ou du logiciel et donc d'une perturbation du processus d'élaboration des ordres de commande. Les moyens de sécurité représentés à la figure 2 comprennent deux circuits logiques 2 et 3 conçus pour délivrer des signaux de commande "sécurisés" aux relais P et P2, respectivement. Pour ce faire ces circuits 2 et 3 sont alimentés par les signaux logiques de commande cmd 1, cmd 2 des relais P1 et P2, respectivement, délivrés par le microcontrôleur 1, et par le signal COP. Chaque circuit logique 2,3 traite les signaux qu'il reçoit et un signal représentatif du pôle de l'alimentation électrique qui est connecté au relais commandé par l'autre circuit pour délivrer un signal cmd P1, cmd P2, respectivement, à un transistor 4,5 de commande de l'excitation d'un relais P1 , P2, respectivement. On se réfère maintenant à la figure 3 pour décrire en plus de détails la structure et le fonctionnement d'un des circuits logiques 2,3, par exemple le circuit 2, étant entendu que ces deux circuits sont identiques. Sur cette figure il apparaît que le signal COP alimente un bloc 6 comprenant des moyens de conversion de la fréquence du signal en une tension proportionnelle. Ces moyens peuvent être constitués, par exemple, par un sous-circuit différentiateur ("RC"série) et un sous-circuit intégrateur, (filtre RC) disposés en série, comme cela est bien connu pour procéder à une telle conversion. Le signal différentié et intégré alimente une entrée d'un comparateur 7 dont l'autre entrée est connectée à une source d'une tension de référence Ref 1. La tension Ref 1 est choisie de manière que lorsque que le signal COP est à sa fréquence nominale, la sortie COP OK du comparateur 7 est au niveau logique 1 et que, lorsque le signal COP est de fréquence inférieure, comme c'est le cas lorsque le microcontrôleur est défaillant, le signal COP OK est au niveau logique O. Le signal COP OK alimente une entrée d'une porte logique ET 8 dont l'autre entrée reçoit le signal cmd 1 émis par le microcontrôleur 1 pour commander le relais P1. Ce signal COP alimente aussi un inverseur 9 qui délivre sa sortie à une entrée d'une deuxième porte logique ET 10 dont l'autre entrée reçoit le signal rel P2 représentatif de l'état de connexion du relais P2 commandé à travers l'autre circuit logique 3. Ainsi rel P2 = O si le contact du relais P2 est à la masse et rel P2 = 1 si le contact est au pôle + de l'alimentation électrique. Les sorties des deux portes logiques 8 et 10 alimentent les entrées d'une porte logique OU 11. Celle-ci délivre le signal cmd Pl ou cmd P2 de commande du transistor 4 ou 5, respectivement. On décrit maintenant le fonctionnement du circuit logique de la figure 3. Si le microcontrôleur 1 fonctionne correctement, la fréquence du signal COP est nominale et la sortie du comparateur est au niveau logique 1. Cette sortie valide alors la commande cmd 1 du relais P1 qui alimente l'autre entrée de la porte 8. La porte OU 11 émet le signal cmd P1 qui transmet alors cette commande au transistor 4 déterminant l'état d'excitation, ou de nonexcitation, du relais P1, conformément à la commande cmd 1 émise par le microcontrôleur. C'est ainsi que, par exemple, si le microcontrôleur détermine que le moteur M4 doit être traversé par un courant allant du relais P1 au relais P2 , le relais R4 se ferme sur un signal émis par le microcontrôleur, le relais P1 est commandé pour que son contact soit sur le pôle + de l'alimentation électrique alors que le contact du relais P2 est mis à la masse. En cas de défaillance du microcontrôleur, la sortie COP OK du comparateur 7 passe au niveau logique O et la sortie de l'inverseur 9 passe au niveau logique 1. La sortie de la porte ET 8 est alors au niveau O. Si le relais P2 est à ce moment à la masse (rel P2 = O), la sortie de la porte 10 est à 0. La sortie cmd P1 de la porte OU 11 est à 0 et le relais P1 est mis à la masse, comme l'est le relais P2, ce qui empêche toute rotation de l'un des moteurs M1. Inversement, si en présence d'une défaillance du microcontrôleur, le relais P2 et sur le pôle positif de l'alimentation électrique (rel P2 = 1), la porte 10 valide cette entrée et la transmet à la porte OU 11 qui émet l'ordre cmd P1 = 1, ce qui à pour effet de mettre le relais P1 sur le pôle positif de l'alimentation électrique. Les contacts des relais P1 et P2 étant tous deux sur le pôle + de l'alimentation électrique, les moteurs Mi éventuellement activés par les relais Ri ne peuvent pas tourner. Il apparaît ainsi que, grâce à l'invention, une émission par le microcontrôleur de signaux erratiques de commande des relais Ri et Pl,P2 n'est pas susceptible de provoquer une activation intempestive des moteurs Mi, conformément à l'objectif que l'on s'était fixé. On remarquera en particulier que la relecture qui est faite de l'état des relais P1,P2 permet de pallier une éventuelle défaillance de ces relais, combinée à celle du microcontrôleur. Il apparaît en outre que les circuits logiques 2,3 des moyens de sécurité selon l'invention sont redondants, chacun prenant en compte l'état de connexion du relais P1,P2 commandé par lfautç pirauitt ETi-rai en cae de panne du microcontrôleur 1, conjointe à une panne d'un des deux circuits logiques 2,3 susceptible de provoquer une commande du relais Pl,P2 qui lui est attaché, l'autre circuit intervient pour placer l'autre relais dans le même état,pour empêcher ainsi toute activation des moteurs M. Pour éviter qu'en cas de panne du microcontrôleur, alors que les relais P1,P2 sont commandés dans des états opposés, chacun des deux circuits logiques ne tente indéfiniment de recopier l'état du relais dépendant de l'autre circuit, on règle suivant l'invention les tensions de référence Ref 1 et Ref 2 à des valeurs différentes. Pour assurer l'indépendance totale des deux circuits logiques 2 et 3, les portes ET des deux circuits logiques ne seront pas choisies sur un même circuit intégré, de même que les portes OU et les inverseurs. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, qui n a été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi des moyens autres que le signal COP pourraient être utilisés pour décrire l'état opérationnel du microcontrôleur, par exemple le signal issu d'un dispositif de surveillance du bon fonctionnement du microcontrôleur, connu sous le nom de "chien de garde" ou "watch dog" en terminologie anglo-saxonne, pourrait être employé directement à la place du signal COP OK. De même l'invention n'est pas limitée à la commande de moteurs électriques de manoeuvre d'un siège de véhicule automobile et peut trouver application partout où il y a lieu de procéder à la sécurisation d'un appareil incorporant des moteurs ou autres actionneurs commandés par des moyens électroniques de traitement de données. REVWDICATIONS 1. Dispositif de commande d'au moins un moteur électrique bidirectionnel (Mi) comprenant des premier (P1) et deuxième (P2) relais inverseurs pour connecter sélectivement des première et deuxième bornes d'alimentation du moteur, respectivement, à l'un ou l'autre de premier et deuxième pôles d'une alimentation électrique continue, des moyens d'élaboration (1) de signaux de commande (cmd l,cmd 2) desdits relais (P1,P2) en fonction d'un sens de rotation prédéterminé du moteur et des moyens de sécurité (2,3) sensibles à la détection de défauts de fonctionnement du dispositif pour commander la connexion des deux bornes du moteur (Mi) à un même pôle de l'alimentation électrique, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration (1) des signaux de commande des relais délivrent aux moyens de sécurité (2,3) un signal (COP) représentatif de leur état de fonctionnement, et en ce que lesdits moyens de sécurité (2,3) sont sensibles à ce signal (COP) et à un signal (rel Pl,rel P2) représentatif du pôle de l'alimentation électrique auquel l'une des bornes du moteur est connectée par un des relais, pour commander la connexion de l'autre borne au même pôle par l'intermédiaire de l'autre relais, en cas de défaillance des moyens d'élaboration (1) des signaux de commande. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit signal (COP) représentatif de l'état de fonctionnement des moyens d'élaboration (1) des signaux de commande (cmd 1 , cmd 2) est un signal carré dont la fréquence est fixe quand lesdits moyens fonctionnent correctement, et en ce que lesdits moyens de sécurité (2,3) comprennent des moyens (6) pour convertir la fréquence du signal en une tension et des moyens (7) pour comparer cette tension à une tension de référence (Ref 1; Ref 2) de manière à former un signal (COP OK) présentant des premier et deuxième niveaux logiques représentatifs d'un bon et d'un mauvais état de fonctionnement, respectivement, des moyens d'élaboration (1) des signaux de commande. 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens (6) de conversion fréquence/tension sont constitués par un circuit différentiateur et un circuit intégrateur en série. 4. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de sécurité comprennent au moins un circuit logique (2,3) constitué par des première (8) et deuxième (10) portes ET et une porte OU (11) alimentée par les sorties des deux portes ET, pour commander l'un des premier et deuxième relais (P1;P2), la première porte (8) étant alimentée par le signal logique (COP OK) délivré par les moyens de comparaison (7) et par un signal de commande (cmd 1 ; cmd 2) dudit relais délivré par les moyens d'élaboration (1), la deuxième porte (10) étant alimentée par le complément du signal logique délivré par les moyens de comparaison (7) et par le signal représentatif du pôle de l'alimentation électrique auquel est connecté le contact mobile de l'autre relais. 5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de sécurité comprennent deux circuits logiques identiques (2,3) fonctionnant en parallèle, alimentés chacun par le signal de sortie de moyens de comparaison (7) de la tension délivrée par les moyens (6) de conversion fréquence/tension à une tension de référencée (Ref 1 ; Ref 2), chaque circuit (2,3) étant en outre alimenté par un des signaux de commande (cmd 1 ; cmd 2) d'un des relais (P1 ; P2) fournis par les moyens d'élaboration de ces signaux et par un signal (rel P1 ; rel. P2) représentatif du pôle de l'alimentation électrique auquel est connecté le contact mobile de l'autre relais. 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les tensions de référence (Ref 1 Ref 2) sont différentes. 7. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'élaboration des signaux de commande (cmd 1 , cmd 2) des relais (P1 , P2) sont constitués par un microcontrôleur (1). 8. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que les moyens (1) d'élaboration des signaux de commande (cmd 1 , cmd 2) délivrent en outre une pluralité des signaux commandant autant de relais (Ri) placés chacun en série avec un moteur électrique (Mi) d'une pluralité de tels moteurs sélectivement connectés en parallèle à l'alimentation électrique, à travers le relais (R) placé en série et les premier (P1) et deuxième (P2) relais. 9. Utilisation du dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, à la commande des moteurs de réglage de la configuration d'un siège de véhicule automobile.