Brevet FR2762720A1 — publié le 19981030

Etat de la technique La présente invention concerne un procédé de mise en oeuvre d'un système d'actionnement avec au moins un moyen d'entraînement par moteur électrique et au moins une pièce actionnée, présentant un risque de pincement d'objets et/ou de parties du corps humain, notamment un toit ouvrant ou une vitre de véhicule automobile, selon lequel on détermine une grandeur caractéristique du système d'actionnement et à l'aide d'un dispositif de traitement de signal tenant compte de cette grandeur caractéristique, on forme un critère pour arrêter ou inverser le mouvement de la pièce actionnée. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon le document DE 41 09 867, on connaît déjà une installation de protection pour des moteurs électriques dans laquelle on détermine une grandeur liée à la température de fonctionnement du moteur électrique à partir de la durée de branchement et autres paramètres de fonctionnement du mo- teur électrique. Comme paramètre complémentaire, on tient compte de la température ambiante du moteur électrique. Lors- que la grandeur liée à la température de fonctionnement dé- passe une valeur prédéterminée, des moyens électroniques coupent le moteur électrique. Il est également connu selon le document DE-OS- 40 31 257, un dispositif pour commander une pièce entraînée par un moteur électrique qui présente le risque de pincement d'objets ou de parties du corps humain entre la pièce et une butée de fin de course. Un dispositif de traitement de signal exploite la vitesse de rotation (n) du moteur électrique ou d'un moyen d'entraînement. La vitesse de rotation (n) est une grandeur caractéristique qui présente, du fait de cette liai- son fonctionnelle avec le couple (M) du moteur électrique ou du moyen d'entraînement, une relation avec la force d'actionnement de la pièce. Pour corriger l'influence de la température sur la relation fonctionnelle, on prévoit un cap- teur de température détectant une température de fonctionne- ment du moteur électrique de préférence la température de l'enroulement. L'installation d'un capteur de température dans le moteur est une opération compliquée et coûteuse. De plus, cela ne permet pas de tenir compte que la caractéristique de mouvement d'un système d'actionnement composé d'une pièce ac- tionnée et d'un moteur électrique, est influencée dans une très large mesure également par les conditions ambiantes. La présente invention a pour but de conserver la protection contre le pincement d'objets ou de parties du corps humain même lorsque les conditions météorologiques sont différentes. Avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type ci-dessus, caractérisé en ce que l'on tient compte de l'influence d'au moins une température ambiante produite sur le système d'actionnement pour définir le critère en saisis- sant la température ambiante et/ou des grandeurs qui en dé- pendent et en traitant dans le dispositif de traitement de signal. Le procédé a l'avantage que le critère assurant l'arrêt ou l'inversion de sens de fonctionnement, appelé par la suite " critère de pincement ", peut être adapté de ma- nière optimale en pratique à des plages de températures cor- respondant au système d'actionnement ou des pièces du système d'actionnement. Le procédé repose sur la considération inventive que les températures ambiantes du système d'actionnement ont une influence non négligeable sur les propriétés du système conservant un cas de pincement. Alors que pour respecter les forces maximales fixées par la réglementation, et qu'une pièce actionnée peut exercer sur un objet ou une partie du corps humain, sans tenir compte de la température ambiante nécessite des tolérances de sécurité importantes pour la mise en oeuvre du système d'actionnement, ces tolérances peuvent être beaucoup plus réduites selon le procédé de l'invention. Le système d'actionnement peut ainsi développer son effet maximum possible dans les conditions données. Différentes températures ambiantes peuvent s'appliquer au système d'actionnement provoquées par exemple par la projection d'ombre, une conductivité thermique diffé- rente, un refroidissement partiel par de l'air ou autres ef- fets qui agissent sur le comportement thermique de l'environnement. Ainsi, certaines parties d'un toit ouvrant de véhicule constituant la pièce actionnée, sont en contact thermique avec la carrosserie métallique et d'autres avec un joint en caoutchouc. De plus, la partie vitrée d'un toit cou- lissant et relevable a une conductivité thermique beaucoup plus faible que le mécanisme d'actionnement, métallique qui déplace le toit vitré et c'est pourquoi, il présente en géné- ral une température différente. Le système d'actionnement permet également de te- nir compte de la température extérieure principalement uni- forme qui constitue la température ambiante; par exemple la température de l'air entourant le système d'actionnement (ou une partie du système d'actionnement). Comme les caractéristiques de fonctionnement du moteur électrique dépendent de sa température de fonctionne- ment, la température ambiante du moteur électrique a une in- fluence non négligeable sur le critère de pincement. C'est pourquoi, il est avantageux de tenir compte d'au moins une température ambiante du moteur électrique pour définir le critère de pincement. En outre, la température de la pièce actionnée, à cause par exemple de la dilatation thermique ou la contrac- tion thermique de ses composants mécaniques et des caracté- ristiques de glissement du lubrifiant utilisé se répercute sur sa caractéristique de mouvement. Ainsi, des forces très différentes suivant la température ambiante peuvent s'opposer à la force motrice appliquée à la pièce actionnée. C'est pourquoi, il est avantageux de tenir compte d'au moins une température ambiante de la pièce actionnée pour définir les critères de pincement. Le procédé selon l'invention s'applique de préfé- rence en déterminant la température de fonctionnement du mo- teur électrique avec des moyens électroniques à partir de paramètres de fonctionnement du moteur, c'est-à-dire de ma- nière indirecte. Comme température de fonctionnement, on con- sidère de préférence la température de l'enroulement du mo- teur électrique. Comme cela a été indiqué, la force motrice fournie par le moteur électrique dépend fortement de sa tem- pérature de fonctionnement. Par ailleurs, la mise en place d'un capteur de température directement.dans le moteur élec- trique par exemple au niveau des enroulements, est une opéra- tion difficile et liée avec la mise en oeuvre de moyens importants. Il est considérablement plus simple d'extrapoler la température de fonctionnement en tenant compte des paramè- tres de fonctionnement par exemple de la tension du moteur, de la durée de branchement ou de coupure. Comme la tempéra- ture de fonctionnement du moteur électrique dépend en outre fortement de sa température ambiante, on peut évaluer d'une manière considérablement plus précise, sa température de fonctionnement effective et ainsi la force motrice fournie par le moteur électrique en tenant compte de sa température ambiante. Des moyens sont prévus en outre pour couper le moteur électrique lorsque la température de fonctionnement ainsi déterminée dépasse une température limite prédétermi- née. La coupure se fait en fonction de la température am- biante. On élimine dans une très large mesure les déclen- chements erronés d'une telle protection thermostatique à cause de l'extrapolation beaucoup plus exacte de la tempéra- ture de fonctionnement dans le cas de la saisie selon l'invention et de la prise en compte de la température am- biante. Si la grandeur caractéristique est liée à la force motrice fournie par le moteur électrique, on peut dé- duire celle-ci de la grandeur caractéristique. La force mo- trice effective de la pièce actionnée peut ainsi se comparer aux valeurs maximales prescrites par la réglementation pour la force motrice. Selon un développement de l'invention, le critère de pincement est satisfait si au moins l'une des grandeurs déduites de la grandeur caractéristique du système d'action- nement dépasse une valeur maximale prédéterminée. Cela permet d'exécuter facilement le procédé, par exemple avec des moyens électroniques ou par un microprocesseur commandé par un pro- gramme. Selon un développement avantageux, cette valeur maximale peut être fixée en fonction de la température am- biante. Cela permet de tenir compte de différents effets liés à la température ambiante dans la valeur maximale. Il est particulièrement avantageux que la valeur maximale soit décomposée en une partie dépendant de la tempé- rature ambiante et une partie indépendante de la température ambiante. L'aptitude au fonctionnement du moyen de protection contre le pincement est alors assurée même en cas de défaut de la détermination de la température ambiante, car la partie de la valeur maximale indépendante de la température peut être fixée dans tous les cas correctement. En outre, on peut configurer des unités de commande identiques pour les monter dans des dispositifs avec et sans prise en compte de la tem- pérature ambiante ce qui diminue la diversité des produits à stocker. La valeur de correction dépendant de la tempéra- ture ambiante est prise, selon un développement du procédé, dans une mémoire du dispositif traitant le signal. Cela est particulièrement avantageux si le calcul de la valeur de cor- rection est compliqué et si l'on dispose de suffisamment de place de mémoire peu coûteuse. Cela permet de réaliser le dispositif de traitement de signal avec des composants bon marché. De façon avantageuse, la valeur de correction est enregistrée dans la mémoire, dans un tableau subdivisé en plages de températures ambiantes ce qui ne nécessite pas d'algorithme compliqué pour déterminer la valeur de correc- tion à fournir. La valeur de correction peut toutefois également être calculée par le dispositif de traitement de signal ou être définie par des moyens électroniques. Cette réalisation est utilisée de manière préférentielle si le dispositif de traitement de signal ne comporte pas de mémoire ou si le cal- cul n'est ni compliqué ni critique dans le temps. De manière particulièrement simple on applique le procédé en utilisant la vitesse de rotation du moteur élec- trique comme grandeur caractéristique et la relation fonc- tionnelle entre la vitesse de rotation et le couple du moteur électrique pour définir des critères de.pincement. Comme pa- ramètre supplémentaire, on peut tenir compte par exemple de la tension de fonctionnement appliquée au moteur électrique. On pourrait toutefois également envisager que la grandeur caractéristique soit le courant du moteur ou une grandeur déduite de ce courant. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du système d'actionnement fonctionnant se- lon le procédé. A cet effet l'invention concerne un disposi- tif comprenant des moyens pour déterminer une grandeur caractéristique du système d'actionnement et comprenant un dispositif de traitement de signal qui fournit à partir de ces grandeurs caractéristiques, un critère pour arrêter ou inverser le sens de fonctionnement de la pièce actionnée en tenant compte d'au moins une température ambiante du système d'actionnement, caractérisé par au moins un capteur de tempé- rature qui saisit la température ambiante d'une partie du système d'actionnement. De préférence le dispositif comporte un capteur de température qui détermine la température ambiante du sys- tème d'actionnement. Le capteur de température permet de te- nir compte de manière peu coûteuse de la température ambiante pour déterminer le critère de pincement. Si au moins un moyen d'entraînement se trouve à proximité d'au moins une pièce actionnement, les deux sont essentiellement à la même température ambiante. Le capteur de température saisit ainsi en même temps les températures am- biantes des deux pièces pour le critère de pincement. Une application préférentielle est celle d'une pièce actionnée qui est le toit ouvrant ou une vitre d'un vé- hicule automobile. Or, précisément dans ce cas, la tempéra- ture ambiante influence la dynamique de la pièce actionnée à cause de l'influence météorologique jouant un grand rôle et que l'invention prend en compte. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la température ambiante prise en compte est au moins une température ambiante du moteur électrique. - la température ambiante prise en compte est au moins une température ambiante de la pièce actionnée. - la température de fonctionnement du moteur électrique est traitée pour déterminer la grandeur caractéristique. - la température de fonctionnement du moteur électrique est déterminée avec des moyens électroniques à partir des para- mètres de fonctionnement du moteur électrique. - au moins une température ambiante est prise en compte pour déterminer la température de fonctionnement. - la grandeur caractéristique est liée à la force motrice fournie par le moteur électrique. - le critère est rempli si au moins une grandeur déduite des grandeurs caractéristiques dépasse une valeur maximale pré- déterminée. - la valeur maximale prédéterminée est fixée en fonction de la température ambiante. - la valeur maximale est formée par combinaison d'une valeur indépendante de la température et d'une valeur de correc- tion dépendant de la température. - la valeur de correction est extraite d'une mémoire du dis- positif de traitement de signal. - la valeur de correction est enregistrée dans la mémoire subdivisée en plages de températures ambiantes. - la valeur de correction est calculée par le dispositif de traitement de signal. - la grandeur caractéristique et la vitesse de rotation du moteur électrique et la relation fonctionnelle entre la vi- tesse de rotation et le couple du moteur électrique est utilisée pour déterminer le critère de coupure en tenant compte d'autres paramètres du moteur. - la relation fonctionnelle entre la vitesse de rotation et le couple est enregistrée comme courbe caractéristique dans une mémoire. - plusieurs courbes caractéristiques sont enregistrées dans la mémoire comme champs de caractéristiques avec la tempé- rature du moteur, la température ambiante et/ou autres grandeurs de fonctionnement constituant des paramètres. - on détermine la vitesse de rotation du moteur par au moins un capteur à effet hall monté sur le moteur électrique. - la grandeur caractéristique est un paramètre de fonctionne- ment de la pièce actionnée. - une platine électronique est équipée d'un capteur de tempé- rature. - la platine électronique est associée au moyen d'entraîne- ment. - le moyen d'entraînement par moteur électrique est prévu à proximité du moyen d'actionnement. - la pièce actionnée est un toit ouvrant ou une vitre de vé- hicule automobile. Dessins Un exemple de réalisation du procédé et du dispo- sitif selon l'invention est donné dans les dessins et sera décrit ciaprès de manière plus détaillée. Ainsi: - la figure 1 montre un schéma par blocs d'un système d'actionnement fonctionnant selon le procédé de l'invention, - la figure 2 montre un ordinogramme du procédé. Description de l'exemple de réalisation Le système d'actionnement selon la figure 1 com- prend un moyen d'entraînement à moteur électrique 10 suivi d'une transmission 11 qui déplace un toit ouvrant de véhicule automobile dans la direction de la double flèche 13; le toit30 ouvrant constitue la pièce actionnée 12. Lorsque la pièce ac- tionnée 12 se rapproche d'une butée 15, on risque le pince- ment d'une partie de corps humain ou d'objet entre la pièce actionnée 12 et la butée 15. Au voisinage du moteur électrique 10, par exemple dans un boîtier électronique fixé au carter du moteur, on a une platine électronique 34. La platine 34 porte un disposi- tif de traitement de signal 36 avec un microcontrôleur ainsi qu'une mémoire vive (RAM) et une mémoire morte (ROM) ainsi que différentes interfaces. Le dispositif de traitement de signal 36 commande le moteur électrique 10 par un circuit de commande de moteur 38. Le moteur électrique 10 comporte au moins un capteur à effet Hall 40 comme capteur de vitesse de rotation. Les signaux fournis par le capteur à effet Hall sont transmis au dispositif de traitement de signal 36 par une première interface 42. La platine électronique 34 com- porte en outre un capteur de température 43 dont les données de température sont fournies au dispositif de traitement de signal 36 par une seconde interface 44. En même temps, le capteur de température 43 est relié à des moyens électroni- ques 45 qui extrapolent une température de fonctionnement TM du moteur électrique comme cela est décrit d'une manière plus détaillée dans le document DE 41 09 867 en partant de la tem- pérature ambiante mesurée par le capteur de température 43, la tension d'alimentation U du moteur électrique 10, la durée de fonctionnement et le refroidissement du moteur électrique 10 ainsi que d'autres paramètres de fonctionnement. Le dispo- sitif de traitement de signal 36 enregistre le résultat par une troisième interface 47. Comme la platine électronique 34 se trouve à proximité du moteur électrique 10 et de la pièce actionnée 12, le capteur de température 43 détecte en même temps d'une manière au moins approchée, la température am- biante des deux pièces. Par un moyen d'entrée 46, le disposi- tif de traitement de signal 36 reçoit les ordres d'actionnement. Le dispositif fonctionne selon le procédé repré- senté à la figure 2 exploité par le dispositif de traitement de signal 36 comme commande de programme. Après le démarrage 100 du moyen d'actionnement, déclenché par l'actionnement du moyen d'entrée 46, dans l'étape 102, on enregistre les signaux du capteur à effet Hall 40 par l'intermédiaire de la première interface 42 et on en déduit la vitesse de rotation (n) du moteur électrique. Dans l'étape suivante 104, on enregistre la température am- biante Tu détectée par le capteur de température 43 par l'intermédiaire de la seconde interface 44 et la température de fonctionnement TM du moteur électrique 10 déterminée par les moyens électroniques est enregistrée. A partir de la tem- pérature de fonctionnement TM et de la vitesse de rotation (n) comme grandeurs caractéristiques du système d'action- nement, on détermine dans l'étape 106, grâce à un champ de caractéristiques enregistrées dans la mémoire morte ROM, une grandeur F(TM,n) liée à la force motrice développée par le moteur électrique. Dans l'étape de procédé 108 suivante, grâce à un tableau 110 enregistré dans la mémoire morte ROM, on fournit une valeur de correction K(TU) dépendant de la température ambiante TU ainsi qu'une valeur maximale Go indépendante de la température ambiante et enregistrée dans une autre plage de la mémoire morte ROM. Le tableau 110 est subdivisé en plages de tempé- ratures ambiantes To..T1,..., TN-1.TN, de mêmes dimensions. To est la température ambiante la plus faible prévisible; TN est la température ambiante la plus élevée prévisible. A cha- que plage de température ambiante est associée une valeur de correction constante K(To..T1),.. K(TN_1..TN), dans le ta- bleau 110. Pour les valeurs de correction K on tient compte de la dépendance de la caractéristique de déplacement de la pièce actionnée 12; il s'agit par exemple de la force exer- cée sur un objet pincé entre la butée 15 et la pièce d'actionnement 12 pour un même couple M, pour une pièce ac- tionnée, froide, qui sera plus faible que lorsque la pièce actionnée est chaude, si la pièce actionnée 12 est soumise à des forces de frottement plus grandes dans ses guides et pa- liers à cause de la contraction thermique, de l'agent lubri- fiant figé. Le dispositif de traitement de signal additionne la valeur de correction K(TU) à la valeur maximale Go dans l'étape 112 et définit ainsi la valeur maximale dépendant de la température ambiante G(Tu). Dans l'étape 114, on compare la grandeur F(TM,n) à la valeur maximale G(Tu) dépendant de la température ambiante. Si la grandeur F(TM,n) est supé- rieure à la valeur maximale dépendant de la température am- biante G(Tu), le critère de pincement est satisfait et le ]! procédé passe sur un embranchement avec l'étape 120 qui cor- respond à l'arrêt du moteur ou à son inversion. Dans le cas contraire, le procédé parcourt de nouveau la boucle à partir de l'étape 102 jusqu'à la fin du mode d'actionnement demandé. On pourrait également envisager d'autres modes de réalisation du procédé. Par exemple, la valeur de correction K(Tu) dépendant de la température ambiante pourrait également être calculée par le dispositif de traitement de signal 36 à l'aide d'une fonction prédéterminée convertie en un programme pour le dispositif de traitement de signal 36. Selon un autre développement du procédé, la tem- pérature de fonctionnement TM du moteur électrique n'est pas obtenue par des moyens électroniques mais directement à par- tir du dispositif de traitement de signal 36. Il est en outre possible d'utiliser plusieurs capteurs de température ambiante sur le système d'action- nement. Cela est particulièrement avantageux si la pièce ac- tionnée est exposée à différentes températures ambiantes pro- duisant des contraintes dans le mécanisme du système d'actionnement et risquant d'influencer la force motrice par laquelle la pièce actionnée 12 est déplacée vers la butée 15. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de mise en oeuvre d'un système d'actionnement avec au moins un moyen d'entraînement par moteur électrique et au moins une pièce actionnée (12), présentant un risque de pincement d'objets et/ou de parties du corps humain, notam- ment un toit ouvrant ou une vitre de véhicule automobile, se- lon lequel on détermine une grandeur caractéristique du système d'actionnement et à l'aide d'un dispositif de traite- ment de signal (36) tenant compte de cette grandeur caracté- 10 ristique, on forme un critère pour arrêter ou inverser le mouvement de la pièce actionnée (12), caractérisé en ce qu' on tient compte de l'influence d'au moins une température am- biante (Tu) produite sur le système d'actionnement pour défi- nir le critère en saisissant la température ambiante (Tu) et/ou des grandeurs qui en dépendent et en traitant dans le dispositif de traitement de signal (36). ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température ambiante (Tu) prise en compte est au moins une température ambiante du moteur électrique (10). 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la température ambiante (Tu) prise en compte est au moins une température ambiante de la pièce actionnée (12). 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la température de fonctionnement (TM) du moteur électrique (10) est traitée pour déterminer la grandeur caractéristique. 5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la température de fonctionnement (TM) du moteur électrique (10) est déterminée avec des moyens électroniques à partir des paramètres de fonctionnement du moteur électrique (10) 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' au moins une température ambiante (Tu) est prise en compte pour déterminer la température de fonctionnement. 7 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la grandeur caractéristique est liée à la force motrice four- nie par le moteur électrique (10). 8 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le critère est rempli si au moins une grandeur déduite des grandeurs caractéristiques dépasse une valeur maximale prédé- terminée. 9 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la valeur maximale prédéterminée est fixée en fonction de la température ambiante (Tu). ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la valeur maximale est formée par combinaison d'une valeur indépendante de la température et d'une valeur de correction dépendant de la température. 11 ) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la valeur de correction est extraite d'une mémoire du dispo- sitif de traitement de signal (36). 12 ) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la valeur de correction est enregistrée dans la mémoire sub- divisée en plages de températures ambiantes. 13 ) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la valeur de correction est calculée par le dispositif de traitement de signal. 14 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la grandeur caractéristique est la vitesse de rotation (n) du moteur électrique (10) et la relation fonctionnelle entre la vitesse de rotation et le couple (M) du moteur électrique (10) est utilisée pour déterminer le critère de coupure en tenant compte d'autres paramètres du moteur. 15 ) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la relation fonctionnelle entre la vitesse de rotation (n) et le couple (M) est enregistrée comme courbe caractéristique dans une mémoire. 16 ) Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que plusieurs courbes caractéristiques sont enregistrées dans la mémoire comme champs de caractéristiques avec la température du moteur, la température ambiante (Tu) et/ou autres gran- deurs de fonctionnement constituant des paramètres. 17 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu' on détermine la vitesse de rotation (n) du moteur par au moins un capteur à effet hall (40) monté sur le moteur élec- trique (10). 18 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la grandeur caractéristique est un paramètre de fonctionne- ment de la pièce actionnée (12). 19 ) Dispositif pour la mise en oeuvre d'un système d'actionnement avec au moins un moyen d'entraînement à moteur électrique et au moins une pièce actionnée (12) présentant le risque de pincement d'objets et/ou de parties du corps hu- main, comprenant des moyens pour déterminer une grandeur ca- ractéristique du système d'actionnement et comprenant un dispositif de traitement de signal (36) qui fournit à partir de ces grandeurs caractéristiques, un critère pour arrêter ou inverser le sens de fonctionnement de la pièce actionnée (12) en tenant compte d'au moins une température ambiante (Tu) du système d'actionnement, notamment selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par au moins un capteur de température (43) qui saisit la tempé- rature ambiante (Tu) d'une partie du système d'actionnement. ) Dispositif selon la revendication 19, caractérisé par une platine électronique (34) équipée d'un capteur de tempé- rature (43). 21 ) Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que la platine électronique (34) est associée au moyen d'entraînement. 22 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement par moteur électrique est prévu à proximité du moyen d'actionnement (12). 23 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que la pièce actionnée est un toit ouvrant ou une vitre de véhi-5 cule automobile.