Brevet FR2755550A1 — publié le 19980507

La présente invention est relative aux procédés pour la commande, dans un sens inverse à son sens de fonctionnement habituel, d'un moteur électrique pas à pas, notamment de montre à aiguilles pour tableau de bord de véhicule automobile. On a illustré sur la figure 1 annexée la structure classique d'un moteur électrique pas à pas de montre de tableau de bord de véhicule automobile. Un tel moteur est généralement de type monophasé et comporte - un stator présentant un circuit magnétique principal 10 en forme de boucle ouverte, formé par exemple d'un empilement de tôles magnétiques, définissant une chambre de rotor 12 entre les deux pôles 14,16 de ce circuit, - une bobine 20 placée sur l'une des branches de ce circuit magnétique principal 10, - un rotor 30 à aimantation radiale monté à rotation dans ladite chambre 12, entre les deux pôles 14, 16 du circuit principal 10, le rotor 30 comprenant typiquement un aimant bipolaire, comme schématisé sur la figure 1, et - un circuit magnétique secondaire 40 placé au niveau de la chambre de rotor 12 pour imposer, au repos, au rotor 30, une position non symétrique par rapport aux pôles 14, 16 du circuit principal 10. Généralement, le circuit secondaire 40 est constitué d'un anneau 42 comprenant deux dents ou pôles radialement internes 44, 46, diamétralement opposés, qui entoure le rotor 30. Ainsi, au repos, les pôles du rotor 30 s'alignent sur les pôles 44, 46 du circuit secondaire 40. Lorsque le rotor 30 est à l'équilibre par rapport à l'axe de verrouillage ainsi défini, il peut alors démarrer avec un couple optimum. La commande d'un tel moteur est réalisée par l'intermédiaire d'un circuit à application spécifique (ASIC) qui délivre à la bobine 20 une séquence d'impulsions de commande de polarités alternées, telle qu'illustrée sur la figure 2. Ainsi, par rapport à la position de repos illustrée sur la figure 1, pour faire démarrer le moteur, le bobinage 20 reçoit tout d'abord une impulsion qui impose une polarité Sud sur le pôle 16 du circuit principal 10 et une polarité Nord sur le pôle 14 de ce même circuit principal 10. Le rotor 30 est alors entraîné dans le sens de rotation horaire. L'impulsion précitée est ensuite interrompue de sorte que grâce à son inertie et à l'attraction des pôles 44, 46 le rotor 30 tend à s'aligner sur ces derniers, puis une impulsion de polarité opposée est appliquée sur le bobinage 20 pour définir un pôle Sud sur le pôle 14 du circuit principal 10 et un pôle Nord sur le pôle 16 de ce dernier. Comme on l'aura compris, de tels moteurs pas à pas sont conçus pour que leur rotor soit entraîné de façon unidirectionnelle. En particulier, la position de verrouillage imposée par leur circuit magnétique secondaire 40 n'est pas symétrique par rapport aux pôles 14 et 16 et empêche d'entraîner le rotor d'un tel moteur en sens inverse par rapport à son sens de fonctionnement habituel en appliquant à la bobine 20 du circuit magnétique principal une séquence d'impulsions inversée par rapport à la séquence d'impulsions de la figure 2 Cependant, il est souhaitable, notamment pour la remise à l'heure de montres à aiguilles de tableaux de bord de véhicules automobiles, de pouvoir entraîner un tel moteur pas à pas dans un sens inverse par rapport à son sens de fonctionnement habituel du moteur. Un but de l'invention est de proposer un procédé de commande permettant de résoudre ce problème. Elle propose à cet effet un procédé pour la commande d'un moteur électrique pas à pas du type comportant un rotor aimanté, ainsi qu'un stator qui présente d'une part un circuit magnétique principal qui comprend au moins un bobinage, dont l'alimentation commande la rotation du rotor, et d'autre part un circuit magnétique secondaire qui, en l'absence d'alimentation du ou des bobinages du circuit magnétique principal, impose au rotor au moins une position de verrouillage, caractérisé en ce que pour commander ledit moteur électrique dans le sens inverse à son sens de fonctionnement habituel, on alimente le ou les bobinages du circuit magnétique principal de façon à faire tourner le rotor dans son sens de fonctionnement habituel jusqu'à une position d'élan, puis on inverse l'alimentation du ou des bobinages pour faire tourner le rotor en sens inverse et lui faire franchir par inertie une position d'équilibre par rapport au circuit magnétique principal, la séquence d'alimentation étant ensuite poursuivie pour que le rotor continue sa rotation en sens inverse. Avantageusement, dans le cas d'un moteur électrique pas à pas de type monophasé, pour faire faire un tour en sens inverse au rotor, on alimente son (ou ses) bobinage(s) avec une séquence d'alimentation qui comporte successivement - une première impulsion qui fait tourner le rotor dans son sens de fonctionnement habituel d'une position de verrouillage à une position d'élan, - une deuxième impulsion en sens inverse qui fait tourner le rotor en sens inverse et lui fait franchir par inertie sa position d'équilibre par rapport au circuit magnétique principal, - une interruption de l'alimentation pendant laquelle le rotor se stabilise sur une position de verrouillage qui correspond à une demi-tour par rapport à la première position de verrouillage, cette séquence étant ensuite répétée de façon symétrique. La séquence d'alimentation peut également comporter entre la deuxième impulsion et l'interruption d'alimentation une impulsion de même sens que la première impulsion, par laquelle le rotor poursuit son entraînement en sens inverse. L'invention concerne en outre un dispositif pour la commande d'un moteur électrique pas à pas, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour générer un ou des signaux d'alimentation pour la mise en oeuvre de ce procédé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1, précédemment décrite, représente schématiquement un moteur électrique pas à pas conforme à un mode de réalisation connu de l'art antérieur - la figure 2 illustre une séquence d'impulsions de commande appliquée habituellement à un tel moteur pas à pas - les figures 3a à 3c sont des représentations schématiques d'un moteur pas à pas, illustrant une séquence de commande conforme à un mode de mise en oeuvre possible de l'invention - la figure 4 est un graphe sur lequel on a porté des impulsions de commande correspondant à la séquence illustrée sur les figure 3a à 3c. Selon le mode de mise en oeuvre illustré sur les figures 3a à 3c et sur la figure 4, on élance dans un premier temps le rotor 30 à partir de sa position de verrouillage imposée par le circuit magnétique secondaire 40 dans son sens de rotation correspondant à son fonctionnement habituel, c'est-à-dire, dans le cas d'un moteur de montre de tableau de bord, dans le sens horaire. A cet effet, on applique au bobinage 20 une impulsion d'une durée t1 qui impose au pôle 16 une polarité Nord et au pôle 14 une polarité Sud (figure 3a). Ce temps tl est choisi suffisamment petit pour que l'axe nord-sud du rotor - qui était aligné sur l'axe de verrouillage (représenté en traits pointillés sur les figures 3a à 3c) - n'atteigne pas l'axe défini par les pôles 14 et 16. A l'issue de ce temps t1, le rotor 30 ayant une position angulaire d'élan, on applique au bobinage 20 une impulsion inverse d'une durée t2, qui rappelle le rotor 30 en sens inverse par rapport à son sens de fonctionnement habituel (figure 3b). Le rotor franchit alors avec une certaine vitesse sa position d'équilibre définie par la nouvelle polarité des pôles 14 et 16 du stator. A l'issue de ce temps t2, on inverse à nouveau le courant (figure 3c), afin que l'aimant ayant dépassé l'axe du stator avec son inertie, continue sa rotation dans le sens inverse au sens horaire jusqu'à se retrouver dans la position de verrouillage imposée par le circuit secondaire 40, lorsqu'à l'issue du temps t3 l'alimentation est interrompue. Puis, après un certain temps où le moteur reste dans cette position de verrouillage, la bobine 20 est alimentée avec une séquence d'impulsions inverse de celle qui vient d'être décrite, de sorte qu'à l'issue de cette nouvelle séquence, le rotor 30 aura parcouru un tour en sens antihoraire (période T sur la figure 4). On donne par exemple aux temps t1, t2 et t3 les valeurs suivantes tl = 5,5 ms t2 = 7,5 ms t3 = 27 ms. En variante encore, les temps tl et t2 peuvent être augmentés pour que le moteur ne soit soumis qu'à deux impulsions, le temps t3 étant alors nul. Les temps t1 et t2 prennent par exemple à cet effet les valeurs suivantes tl = 5,9 ms t2 = 9,1 ms Un dispositif conforme à un mode de réalisation de l'invention comporte un circuit ASIC qui génère un signal d'alimentation du type de celui illustré sur la figure 4. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la commande d'un moteur électrique pas à pas du type comportant un rotor aimanté (30), ainsi qu'un stator qui présente d'une part un circuit magnétique principal (10) qui comprend au moins un bobinage (20), dont l'alimentation commande la rotation du rotor (30), et d'autre part un circuit magnétique secondaire (40) qui, en l'absence d'alimentation du ou des bobinages (20) du circuit magnétique principal (10), impose au rotor (30) au moins une position de verrouillage, caractérisé en ce que pour commander ledit moteur électrique dans le sens inverse à son sens de fonctionnement habituel, on alimente le ou les bobinages du circuit magnétique principal de façon à faire tourner le rotor dans son sens de fonctionnement habituel jusqu'à une position d'élan, puis on inverse l'alimentation du ou des bobinages pour faire tourner le rotor en sens inverse et lui faire franchir par inertie une position d'équilibre par rapport au circuit magnétique principal, la séquence d'alimentation étant ensuite poursuivie pour que le rotor continue sa rotation en sens inverse. 2. Procédé selon la revendication 1, pour la commande d'un moteur électrique pas à pas de type monophasé, caractérisé en ce que, pour faire faire un tour en sens inverse au rotor, on alimente son (ou ses) bobinage(s) avec une séquence d'alimentation qui comporte successivement - une première impulsion qui fait tourner le rotor dans son sens de fonctionnement habituel d'une position de verrouillage à une position d'élan, - une deuxième impulsion en sens inverse qui fait tourner le rotor en sens inverse et lui fait franchir par inertie sa position d'équilibre par rapport au circuit magnétique principal, - une interruption de l'alimentation pendant laquelle le rotor se stabilise sur une position de verrouillage qui correspond à une demi-tour par rapport à la première position de verrouillage, cette séquence étant ensuite répétée de façon symétrique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la séquence peut également comporter entre la deuxième impulsion et l'interruption d'alimentation une impulsion de même sens que la première impulsion, par laquelle le rotor poursuit son entraînement en sens inverse. 4. Dispositif pour la commande d'un moteur électrique pas à pas du type comportant un rotor aimanté (30), ainsi qu'un stator qui présente d'une part un circuit magnétique principal (10) qui comprend au moins un bobinage (20), dont l'alimentation commande la rotation du rotor (30), et d'autre part un circuit magnétique secondaire (40) qui, en l'absence d'alimentation du ou des bobinages (20) du circuit magnétique principal (10), impose au rotor (30) au moins une position de verrouillage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour générer un ou des signaux d'alimentation selon le procédé des revendications précédentes. 5. Utilisation d'un procédé ou d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes pour la commande d'un moteur pas à pas de montre à aiguilles de tableau de bord de véhicule automobile.