Brevet FR2765748A1 — publié le 19990108

Commutateur électrique pour la commande d'un moteur, notamment pour un dispositif de chauffage ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile L'invention concerne le domaine des commutateurs électriques, et plus précisément les commutateurs électriques pour la commande d'un moteur, notamment pour un pulseur d'air d'un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile. Cette invention concerne plus particulièrement un commutateur électrique du type comprenant: - un organe de commande propre à prendre une pluralité de positions dans lesquelles il connecte un module de commande du moteur à une source d'alimentation électrique directement ou par interposition d'une ou plusieurs résistances, ce qui permet au moteur de fonctionner selon des régimes différents, - une pluralité de plots de contact espacés les uns des autres d'une distance choisie, et connectés chacun à une extrémité de résistance, et - un patin conducteur propre à être déplacé d'un plot à l'autre par l'organe de commande et à occuper une pluralité de positions prédéterminées dans lesquelles il est en contact électrique avec l'un des plots, et connecté à l'une des bornes du module de commande du moteur de sorte qu'à chacune des positions qu'occupe le patin par rapport aux plots corresponde un régime distinct du moteur. Dans certains véhicules haut de gamme, le confort aérothermique des passagers requiert une grande variété de flux d'air traité différents. Ces flux dépendent directement du régime du moteur électrique du dispositif de chauffage, chauffage ventilation et/ou climatisation. Or, dans les commutateurs connus du type décrit ci-dessus, le moteur ne peut fonctionner que selon un nombre de régimes différents sensiblement égal au nombre de résistances utilisées. Ces commutateurs présentent donc deux inconvénients majeurs puisque plus on augmente le nombre des résistances, plus l'encombrement du commutateur et son coût de revient augmentent. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle propose à cet effet un commutateur électrique du type décrit précédemment, dans lequel il est prévu en outre, que le patin possède une forme et des dimensions choisies pour qu'il soit propre à occuper au moins une position supplémentaire dans laquelle il est en contact à la fois avec un premier et un second plots successifs. Ainsi, le moteur peut fonctionner suivant au moins un régime supplémentaire. Avantageusement, les plots de contact sont espacés deux à deux d'une distance sensiblement constante et équivalente à la distance séparant les premier et second plots. Le moteur peut alors fonctionner suivant une pluralité de régimes supplémentaires. Ainsi, le nombre total de régimes possibles du moteur est sensiblement multiplié par deux. Avantageusement, les résistances sont disposées en série, de sorte que la source d'alimentation délivre une tension électrique aux bornes du module de commande, réglable en fonction de la position du patin par rapport aux plots. L'une des bornes de l'une des résistances et l'une des bornes du module de commande sont connectées à la masse, ce qui permet au moteur de fonctionner suivant au moins un régime supplémentaire, intermédiaire entre deux régimes correspondant à des positions respectives dans lesquelles le patin est en contact avec le premier plot ou avec le second plot. Préférentiellement, le patin, électriquement résistant, a une résistance électrique négligeable par rapport à l'une quelconque des résistances que comprend le commutateur. Le patin induit alors un court-circuit entre les plots avec lesquels il est en contact. Deux modes de réalisation peuvent être envisagés. Dans un premier mode, les plots de contact sont sensiblement alignés suivant une droite. L'organe de commande peut alors être réalisé sous la forme d'un curseur longitudinal, solidaire du patin. Dans un second mode, les plots de contact sont disposés sensiblement suivant un arc de cercle. L'organe de commande peut alors être réalisé sous la forme d'un curseur rotatif, solidaire du patin. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma illustrant, en coupe transversale, un commutateur selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est un schéma illustrant partiellement, en vue de dessus et partiellement arrachée, le commutateur selon un autre mode de réalisation de l'invention. On se réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire le commutateur selon l'invention, dans un mode de réalisation préférentiel. Le commutateur électrique 1 représenté à la figure 1 fait partie, par exemple, d'un tableau de commande 8 qui sert à piloter un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile (non représenté sur les figures). Dans ce type de dispositif, un tel commutateur 1 permet de régler une tension électrique V aux bornes d'un module de commande 20 d'un moteur 2 qui entraîne les pales d'un pulseur (non représenté) destiné à alimenter en air le dispositif. En faisant varier cette tension V, il est possible d'obtenir différents régimes du moteur 2 qui correspondent chacun à des débits d'air différents. Le commutateur 1 comprend un ensemble de résistances R1, R2, ..., RN montées en série. La batterie 3 du véhicule, servant dans l'exemple de source d'alimentation en tension continue Vo = +12V, est connectée à la première résistance R1 de cet ensemble. La dernière résistance RN est connectée par ailleurs à la masse. A chaque interconnexion entre les résistances Ri, Ri+l est monté un plot de contact Pi. Deux plots supplémentaires P1 et PN+1 sont respectivement connectés entre la batterie 3 et la première résistance R1, et entre la dernière résistance RN et la masse. Les plots de contact P1, P2, ..., PN+1 sont espacés deux à deux d'une distance d constante comme le montre la figure 1, et sont disposés dans un même plan 10. Le commutateur 1 contient en outre, un patin conducteur 4 solidaire d'un bouton de commande 5 destiné à être manipulé par un utilisateur souhaitant obtenir un réglage particulier du débit d'air traité. Pour ce faire, le patin 4, en contact électrique avec l'un des plots Pi, peut être déplacé dans le plan 10, d'un plot Pi à l'autre Pi+l en actionnant le bouton de commande 5. Le patin 4 est connecté par ailleurs à l'une 6 des bornes du module de commande 20, l'autre borne 7 du module 20 étant connectée à la masse. Ainsi, l'homme de l'art reconnaîtra ici un montage du type "pont diviseur de tension". En effet, lorsque le patin 4 est en contact avec le plot Pi, la tension V aux bornes du module 20 équivaut sensiblement à celle entre le plot Pi et la masse. La valeur de V en fonction des résistances R1, R2, ..., RN du circuit est équivalente à V = Vo (Ri+l + Ri+2 + ... + RN) / (R1 + R2 + ... + RN) (A) Vo étant la tension d'alimentation de l'ensemble. Selon l'invention, la Demanderesse a prévu judicieusement d'utiliser dans ce montage un patin 4 de longueur comprise entre la distance d séparant deux plots consécutifs Pi et Pi+l, et le double de cette distance d. Ainsi, le patin 4 peut être en contact électrique avec un plot Pi ou avec deux plots Pi-l et Pi à la fois. Dans un mode de réalisation préférée de l'invention, la résistivité du patin 4 est relativement faible, de sorte que sa résistance électrique propre soit négligeable par rapport à l'une quelconque des résistances R1, ..., RN du montage. Ainsi, dans une position où il est en contact avec deux plots Pi-l et Pi à la fois, le patin 4 induit un court-circuit entre ces deux plots Pi-l et Pi, et la résistance Ri est court-circuitée. La valeur de la résistance Ri ne figure plus dans la somme au dénominateur de la formule précédemment énoncée (A) et la tension V aux bornes du module de commande 20 du moteur 2 devient alors: V = Vo (Ri+l + Ri+2 + ... + RN) / (R1 + R2 + ... + RN - Ri) On peut montrer par le calcul que cette valeur est avantageusement comprise entre les valeurs respectives de la tension V aux bornes du module 20, dans les cas respectifs où le patin 4 est en contact avec le plot Pi-l ou avec le plot Pi. Ainsi, le régime du moteur 2 varie de façon monotone en fonction de la position du patin 4 par rapport aux plots successifs P1, P2, ..., PN+1. I1 apparaît en outre, que si l'on dispose d'un nombre N de résistances R1, ..., RN en série dans le montage, le moteur 2 peut fonctionner suivant un nombre de régimes différents équivalent à 2N-2, le régime correspondant à l'alimentation en tension Vo, du module de commande 20, n'étant pas comptée. On procède pratiquement à un doublement du nombre de régimes moteur différents, en utilisant un patin 4 possédant de telles caractéristiques. Selon le mode de réalisation représenté dans la figure 1, le patin 4 peut se déplacer suivant un axe X parallèle au plan des plots P1, ..., PN+1, en actionnant le bouton 5. L'organe de commande du régime du moteur 2 est réalisé sous la forme d'un curseur linéaire pouvant prendre une pluralité de positions successives et espacées sur une droite. Selon un autre mode de réalisation représenté dans la figure 2, le bouton de commande 5 est un bouton rotatif solidaire du patin 4 qui peut se déplacer alors suivant un arc de cercle inscrit dans le plan des plots P1, ..., PN+1. L'organe de commande du régime du moteur 2 est réalisé sous la forme d'un curseur rotatif pouvant prendre une pluralité de positions successives et espacées sur un arc de cercle. Dans les deux modes de réalisation, le bouton de commande 5 est, bien entendu, électriquement isolant, et l'organe de commande du régime moteur est logé en partie au moins, dans la planche de bord de l'habitacle du véhicule (non représentés). Dans la description ci-dessus, la résistance propre du patin 4 est négligeable. Mais il est clair que l'on peut prévoir dans un nouveau mode de réalisation, un patin 4 de résistivité électrique suffisante pour que sa résistance propre ne soit plus négligeable par rapport à l'une quelconque des résistances R1, ..., RN du montage. Dans ce nouveau mode de réalisation, le patin 4 peut être choisi de forme plate de sorte que sa résistance propre Rb suivant son épaisseur soit pratiquement négligeable par rapport à sa résistance Ra dans le sens de sa longueur, et par rapport à l'une quelconque des résistances R1, ..., RN du montage. I1 est connecté par exemple, en l'une de ses extrémités 9 à l'une des bornes du moteur 2. Ainsi, positionner le patin 4 de manière à ce qu'il soit en contact avec deux plots Pi-l et Pi à la fois, revient à mettre les deux résistance Ra et Ri en parallèle, ce qui permet à nouveau d'obtenir sensiblement un doublement du nombre de régimes moteur. Dans l'exemple décrit précédemment, les plots P1, ..., PN+1 sont tous espacés d'une même distance d. Mais il est clair que l'on peut prévoir des distances différentes entre plots Pi-l et Pi consécutifs, suivant les besoins de l'installation. On peut prévoir également que le patin 4 ait une longueur supérieure au double de la distance d séparant deux plots consécutifs Pi-l et Pi, de manière à ce qu'il soit apte à être en contact avec plus de deux plots Pi-l et Pi à la fois. Au lieu d'assembler les résistances R1, ..., RN en série, on peut envisager un montage dans lequel les résistances R1, ..., RN sont disposées en parallèle et prévoir une source d'alimentation 3 en courant. Dans ce cas, chaque plot Pi est connecté à l'une des bornes de chaque résistance Ri, le patin 4 pouvant se déplacer consécutivement d'un plot Pi à l'autre Pi+l. Le patin 4 peut être en contact avec deux plots consécutifs Pi et Pi+l à la fois, de manière à ce que le moteur 2 soit alimenté en courant équivalent à la somme des courants qui circulent respectivement dans les deux plots Pi et Pi+l, au lieu de n'être alimenté que par l'un ou l'autre de ces deux courants. Ainsi, le nombre de régimes moteur différents est encore sensiblement doublé. Revendications 1. Commutateur électrique pour la commande d'un moteur électrique (2), notamment pour un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile, du type comprenant: - un organe de commande (5) propre à prendre une pluralité de positions dans lesquelles il connecte un module de commande (20) du moteur (2) à une source d'alimentation électrique (3) directement ou par interposition d'une ou plusieurs résistances (R1, R2, ..., RN), - une pluralité de plots de contact (P1, P2, ..., PN, PN+1) espacés les uns des autres d'une distance choisie, et connectés chacun à une extrémité de résistance, et - un patin conducteur (4) propre à être déplacé d'un plot (Pi-l) à l'autre (Pi) par l'organe de commande (5) et à occuper une pluralité de positions prédéterminées dans lesquelles il est en contact électrique avec l'un des plots (Pi), et connecté à l'une (6) des bornes du module de commande (20) de sorte qu'à chacune des positions qu'occupe le patin (4) par rapport aux plots (P1, ..., PN+1) corresponde un régime distinct du moteur (2), caractérisé en ce que ledit patin (4) possède une forme et des dimensions choisies de sorte qu'il soit propre à occuper, en outre, au moins une position supplémentaire dans laquelle il est en contact à la fois avec un premier (Pi-l) et un second (Pi) plots successifs, ce qui permet audit moteur (2) de fonctionner suivant au moins un régime supplément aire. 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plots de contact (P1, P2, ..., PN, PN+1) sont espacés deux à deux d'une distance sensiblement constante, ce qui permet audit moteur (2) de fonctionner ainsi suivant une pluralité de régimes supplémentaires. 3. Commutateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites résistances (R1, ..., RN) sont disposées en série, de sorte que ladite source d'alimentation (3) délivre une tension électrique (V) aux bornes (6, 7) du module de commande (20), réglable en fonction de la position du patin (4) par rapport aux plots (P1, ..., PN+1), l'une des bornes de l'une (RN) des résistances et l'une (7) des bornes du module (20) étant connectées à la masse, ce qui permet audit moteur (2) de fonctionner suivant au moins un régime supplémentaire, intermédiaire entre deux régimes correspondant à des positions respectives dans lesquelles le patin (4) est en contact avec le premier plot (Pi-l) ou avec le second plot (Pi). 4. Commutateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit patin conducteur (4) est électriquement résistant de sorte qu'il se comporte comme une résistance. 5. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la résistance électrique du patin est négligeable par rapport à l'une quelconque des résistances (R1, ..., RN) que comprend le commutateur (1) de sorte que le patin (4) induit un court-circuit entre les plots (Pi-l, Pi) avec lesquels il (4) est en contact. 6. Commutateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plots de contact (P1, ..., PN+1) sont sensiblement alignés suivant une droite, et en ce que ledit organe de commande (5) est un curseur longitudinal, solidaire du patin (4). 7. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les plots de contact (P1, ..., PN+1) sont disposés sensiblement suivant un arc de cercle, et en ce que ledit organe de commande (5) est un curseur rotatif, solidaire du patin (4).