Brevet FR2755320A1 — publié le 19980430

La présente invention est relative à la commande de moteurs électriques pour véhicules automobiles. L'invention trouve en particulier avantageusement application dans le cas de moteurs pas à pas pour la correction automatique de l'orientation de projecteurs de véhicules automobiles. Dans le domaine de l'automobile, la fiabilité d'un système électrique est principalement fonction du nombre de fils et de connexions de ce système. Généralement, chaque bobinage d'un stator de moteur électrique est relié à l'unité de commande du moteur par l'intermédiaire de deux fils d'alimentation. Cette unité de commande reçoit elle-même d'une unité de gestion habituellement un calculateur - au moins deux signaux, l'un de synchronisation qui porte une information sur la fréquence de rotation à imposer au moteur, l'autre qui porte une information sur le sens de la rotation. Pour limiter le nombre de fils entre les bobinages du moteur et le calculateur, il est connu d'intégrer l'unité de commande au stator du moteur. Le nombre de fils entre le calculateur et le moteur est alors ramené à deux, l'un qui véhicule le signal de synchronisation, l'autre qui véhicule le signal qui porte l'information de sens de rotation. L'invention propose quant à elle une commande de moteur pas à pas qui permet de ne relier le calculateur et l'unité de commande que par un seul fil, qui porte à la fois les informations sur la vitesse et le sens de la rotation à imposer au moteur. On comprend qu'une telle commande est particulièrement intéressante dans le cas de la correction automatique de l'orientation des projecteurs d'un véhicule, puisque dans ce cas le calculateur est relié à deux actionneurs (projecteurs droit et gauche). Plus particulièrement, l'invention propose un dispositif pour la commande d'un moteur électrique de véhicule automobile comportant une unité de commande qui est portée par le stator dudit moteur électrique et qui alimente le ou les bobinages dudit stator, ainsi qu'une unité de gestion qui est reliée à ladite unité de commande et qui transmet à celle-ci des informations sur la vitesse et le sens de la rotation à commander, caractérisé en ce que l'unité de gestion et l'unité de commande ne sont reliées que par un seul fil, l'unité de gestion générant un signal qui porte à la fois les informations sur la vitesse et le sens de la rotation à commander, l'unité de commande comportant des moyens pour traiter le signal qu'elle reçoit et commander l'alimentation du moteur en fonction des informations de vitesse et de sens de rotation portées par ce signal. Une telle commande permet une fiabilité de cablage maximale, puisqu'elle ne nécessite qu'un seul fil de liaison. 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 est une représentation schématique illustrant un dispositif de commande conforme à un mode de réalisation possible de l'invention; les figures 2a et 2b illustrent des signaux de commande conformes à un mode de mise en oeuvre possible de l'invention; - la figure 3 est une représentation d'un montage possible pour la partie formant récepteur du dispositif de commande de la figure 1. Le dispositif de commande illustré sur la figure 1 comporte une unité de gestion 1, qui génère un signal qui porte les informations de commande du moteur M, ainsi qu'un ensemble récepteur 2 porté par le stator du moteur M et auquel le signal généré par l'unité 1 est transmis par l'intermédiaire d'une liaison 3 à un fil. Le moteur M est par exemple un moteur pas à pas pour la correction automatique d'un projecteur de véhicule automobile. L'unité de gestion 1 est un calculateur qui génère des signaux à impulsions à largeur modulée (PWM ou Pulse Width Modulation selon la terminologie anglo-saxonne généralement utilisée). L'information sur la vitesse de rotation du moteur est fournie par la période T de ces signaux PWM, tandis que l'information sur le sens de la rotation est fournie par leur rapport cyclique. Dans l'exemple illustré sur les figures 2a et 2b, la rotation du moteur est commandée dans un sens ou dans un autre selon que le rapport tl/T est supérieur ou inférieur à 50 %, t1 étant la largeur des impulsions de niveau haut. L'ensemble récepteur 2 constitue l'unité de commande et comporte un circuit intégré 4 qui alimente le moteur en fonction des informations de fréquence et de sens portées par le signal transmis par le fil 3. En amont de ce circuit 4, le récepteur 2 comporte d'une part des moyens 5 de remise en forme du signal reçu et d'autre part des moyens 6 pour la comparaison du rapport cyclique à un ou plusieurs seuils prédéterminés. Les moyens de remise en forme 5 permettent de générer à partir du signal reçu un signal d'horloge sur lequel la rotation du moteur se synchronise. Ce signal d'horloge peut être d'une fréquence inférieure à celle du signal issu du calculateur 1, par exemple une fréquence sous-multiple de celle du signal issu du calculateur 1. Les moyens sont dans ce cas constitués par un montage diviseur de fréquence. A titre d'exemple, la fréquence du signal émis par la calculateur 1 peut être de 3200 Hz, tandis que la fréquence de rotation du moteur est de 400 Hz. Bien entendu, la fréquence du moteur M peut également correspondre à celle fournie par le calculateur 1. Toutefois, lorsque le signal issu du générateur présente une fréquence supérieure à celle nécessaire à la commande du moteur, l'information de sens portée par ledit signal peut être traitée par les moyens 6 et le circuit 4 dans un temps court devant la période du signal du moteur, ce qui évite de perdre un ou plusieurs pas de rotation lorsque le calculateur 1 commande un changement de sens de rotation. Les moyens 6 comportent un moyen de filtrage 7 permettant de générer à partir du signal reçu un signal correspondant de valeur moyenne. Ces moyens 6 comportent également des moyens 8 pour la comparaison du signal de valeur moyenne à une ou même plusieurs valeurs seuils. Il peut en effet être prévu que le rapport cyclique du signal émis par le calculateur 1 puisse également, selon sa valeur, commander d'autres fonctions que le sens de rotation du moteur, telles que l'inhibition de l'alimentation du ou des bobinages. Ainsi, en variante à la commande illustrée sur les figures 2a et 2b, le rapport cyclique t1/T peut être comparé à deux seuils, par exemple l'un de 30 %, l'autre de 80 %. Lorsque ce rapport cyclique t1/T est inférieur à %, le circuit intégré 4 alimente le moteur pour qu'il tourne dans un premier sens. Lorsque t1/T est compris entre 30 et 80 %, le circuit 4 commande le moteur pour qu'il tourne en sens inverse. Lorsqu'enfin le rapport tl/T est supérieur à 80 %, le circuit 4 commande l'inhibition de l'alimentation du moteur. Un exemple détaillé de réalisation possible pour le récepteur 2 a été illustré sur la figure 3. Les moyens de division de fréquence 5 y sont constitués par plusieurs bascules 9 montées en série et dont la sortie est envoyée sur une entrée horloge du circuit qui constitue l'unité de commande 4. Les moyens de filtrage 7 sont quant à eux réalisés par un intégrateur de type RC. Les moyens 8 sur lesquels la sortie de ces moyens de filtrage 7 est envoyée sont constitués quant à eux par des montages comparateurs de Schmidt. Le circuit intégré 4, les bascules 9 et les montages comparateurs 8 utilisent comme tensions de référence et/ou d'alimentation une tension dérivée de la tension d'alimentation de la batterie. On notera que dans le cas de la commande de l'orientation de projecteurs de véhicules automobiles, on dispose, avec l'alimentation des projecteurs, d'une source à proximité du moteur et de son récepteur 2. La commande qui vient d'être décrite permet une fiabilité de câblage maximale, puisqu'elle ne nécessite qu'un seul fil de liaison entre l'unité de gestion 1 et le récepteur 2. Egalement, elle permet un coût de liaison minimal, tout en permettant une gestion du signal de commande en temps réel. En outre, cette commande est insensible aux variations de niveaux des différentes sources d'alimentation, puisque l'information est portée par la période et non par l'amplitude de la tension du signal de commande. De ce fait, les risques d'engendrer des erreurs sur la fréquence ou le sens de la rotation à commander sont minimisés. Bien entendu, d'autres types de signaux que des signaux à modulation PWM pourraient être envisagées, notamment des signaux modulés en phase ou en fréquence, la5 fréquence principale de ces pignons donnant, comme dans le cas des signaux PWM précédemment décrits, correspondant à la vitesse de rotation à imposer au moteur, la modulation rapportée sur ces signaux donnant l'information sur le sens de la rotation. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la commande d'un moteur électrique (M) de véhicule automobile comportant une unité de commande (2) qui est portée par le stator dudit moteur électrique (M) et qui alimente le ou les bobinages dudit stator, ainsi qu'une unité de gestion (1) qui est reliée à ladite unité de commande (2) et qui transmet à celle-ci des informations sur la vitesse et le sens de la rotation à commander, caractérisé en ce que l'unité de gestion (1) et l'unité de commande (2) ne sont reliées que par un seul fil (3), l'unité de gestion (1) générant un signal qui porte à la fois les informations sur la vitesse et le sens de la rotation à commander, l'unité de commande (2) comportant des moyens (5, 6) pour traiter le signal qu'elle reçoit et commander l'alimentation du moteur (M) en fonction des informations de vitesse et de sens de rotation portées par ce signal. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence principale du signal correspond à la vitesse de rotation du moteur, une modulation rapportée sur ce signal donnant l'information sur le sens de la rotation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal généré par l'unité de gestion (1) est un signal à impulsions à largeur modulée (PWM), les moyens de traitement de l'unité de commande (2) comportant des moyens (4, 5) pour commander la vitesse de rotation du moteur en fonction de la fréquence du signal reçu, ainsi que des moyens (4, 6) pour commander le sens de rotation dudit moteur en fonction du rapport cyclique dudit signal. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de traitement de l'unité de commande (2) comporte des moyens (5) diviseurs de fréquence. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de traitement de l'unité de commande comportent des moyens (6) pour la comparaison du rapport cyclique du signal à un ou plusieurs seuils prédéterminés. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ces moyens de traitement comportent un premier et un deuxième moyens (8) pour la comparaison du rapport cyclique du signal à un seuil de changement de sens de la rotation du moteur et à un seuil d'inhibition de l'alimentation des bobinages du stator, l'unité de commande commandant le sens de rotation du moteur et/ou l'inhibition de l'alimentation de son ou ses bobinages en fonction des signaux en sortie de ces moyens de comparaison (8). 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent en amont des moyens de comparaison (8) des moyens de filtrage du signal reçu. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (M) est du type pas à pas. 9. Dispositif pour la commande d'un moteur pas à pas de correction automatique de l'orientation d'un projecteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est constitué par un dispositif selon l'une des revendications précédentes.