Brevet FR2762036A1 — publié le 19981016

La présente invention est relative à un dispositif pour le suivi de la position d'une vitre de véhicule automobile actionnée par un lève-vitre électrique. Elle concerne également les lève-vitres comportant un tel dispositif. De nombreux systèmes de lève-vitres électriques sont connus, tels que les systèmes à câbles torsadés ou à câbles crémaillères ou encore les systèmes à pantographes. L'invention s'applique indifféremment à un type ou un autre de lève-vitres. Classiquement, on prévoit sur les lève-vitres électriques des moyens qui interrompent la remontée de la vitre et commandent sa redescente, dès qu'un effort supérieur à un certain seuil est exercé sur ladite vitre. De tels moyens de sécurité peuvent être de type mécanique ou électromécanique. Ils déclenchent par exemple l'interruption de la remontée de la vitre lorsque des variations anormales de la vitesse de rotation du moteur électrique sont détectées. Bien entendu, le mécanisme du lève-vitre doit également comporter des moyens pour désactiver ces moyens de sécurité juste avant que la vitre n'atteigne sa position remontée, de façon que l'arrivée en position haute de la vitre ne soit pas confondue avec la présence d'un obstacle. Ces moyens comprennent des moyens de mesure de la position absolue de la vitre. On cherche actuellement à augmenter la précision de tels moyens de mesure. A cet effet, on a déjà proposé des mécanismes de lève-vitres comportant des capteurs du type à effet Hall pour suivre la rotation du rotor du moteur électrique. Ainsi disposés en amont des moyens de réduction cinématiquement interposés entre le moteur électrique et la vitre, ces capteurs permettent une mesure précise du déplacement de la vitre (l'erreur sur la position de la vitre est égale à l'erreur sur la position du rotor divisée par le rapport de réduction). Toutefois, une erreur supplémentaire de mesure est induite par les jeux mécaniques introduits par lesdits moyens de réduction. C'est pourquoi on a également proposé des mécanismes lève-vitres comportant des capteurs à effet Hall pour suivre la rotation de l'arbre entraîné par le moteur. On pourra par exemple à cet égard avantageusement se référer au brevet US-5.404.673, qui décrit un système de lève-vitre électrique dans lequel une première série de capteurs à effet Hall permet de suivre la vitesse de rotation du moteur électrique pour en déduire une éventuelle anomalie dans la remontée de la vitre, tandis qu'une deuxième série de capteurs à effet Hall permet de suivre la rotation de l'arbre entraîné par le moteur pour en déduire la position exacte de la vitre au cours de sa remontée. Toutefois, un tel dispositif à capteurs à effet Hall ne permet pas de suivre la remontée de la vitre avec une grande précision. En effet, la précision de la mesure est structurellement limitée par le nombre de pôles de la roue polaire utilisée. Or, on cherche actuellement à atteindre une précision de l'ordre du millimètre et on ne sait pas fabriquer de roue polaire ayant un pas ainsi minime. Un but de l'invention est de proposer un dispositif simple qui permette de suivre avec une grande précision la position d'une vitre de véhicule automobile actionnée par un lève-vitre électrique. A cet effet, l'invention propose un dispositif pour le suivi de la position d'une vitre de véhicule automobile actionnée par un lève-vitre électrique, caractérisé en ce qu'il comporte sur un élément entraîné en rotation par le moteur électrique du lève-vitre une pluralité de pistes annulaires concentriques constituees chacune d'une pluralité de segments électriquement conducteurs maintenus à une tension donnée, alternant avec une pluralité de segments électriquement isolants, des balais de contact étant disposés au droit de ces pistes pour générer un signal de changement d'état lors du passage au droit desdits balais d'une transition entre un segment conducteur et un segment isolant, le dispositif comportant des moyens de traitement qui reçoivent les signaux de changement d'état ainsi générés et qui décomptent les changements d'état de façon à déterminer la position de la vitre. Grâce aux différentes pistes que présente un tel dispositif, on dispose de signaux de changement d'état qui permettent de suivre avec une grande précision la rotation de l'élément qui les porte et donc la remontée de la vitre. Avantageusement, l'élément qui porte les pistes est solidaire non pas de l'arbre du moteur, mais d'un arbre de sortie de moyens de réduction cinématiquement interposés entre le moteur électrique du lève-vitre et la vitre. On évite ainsi d'introduire sur les signaux de changement d'état des imprécisions dues aux jeux des moyens de moto-réduction interposés entre le moteur et la vitre. Le dispositif proposé par l'invention est en outre avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles - il comporte une piste annulaire totalement conductrice électriquement reliée aux différents segments conducteurs des autres pistes, un balai de contact au droit de ladite piste totalement conductrice maintenant ladite piste et lesdits segments conducteurs à la tension précitée - les segments électriquement conducteurs sont angulairement décalés d'une piste à l'autre d'une fraction de largeur de segment - il comporte des moyens pour générer à partir des signaux de changement d'état un signal d'horloge synchronisé sur la rotation de l'élément qui porte les pistes. L'invention concerne également un lève-vitre caractérisé en ce qu'il comporte un tel dispositif. Un tel lève-vitre est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles - il comporte des moyens pour mesurer le temps entre deux impulsions successives du signal d'horloge et pour comparer ce temps à au moins une valeur seuil - il comporte des moyens pour commander la redescente de la vitre lorsque celle-ci est en dessous d'une position seuil à proximité d'une position haute mémorisée et que le temps entre deux impulsions successives du signal d'horloge est supérieur à une valeur seuil donnée - cette dernière valeur seuil est fonction de la tension de la batterie du véhicule - il comporte des moyens pour interrompre la remontée de la vitre lorsque celle-ci est au-delà d'une position seuil à proximité d'une position haute mémorisée et que le temps entre deux impulsions successives du signal d'horloge est supérieur à une valeur seuil donnée - il comporte des moyens pour comparer la nouvelle position haute atteinte à la suite d'une remontée de la vitre à la position haute précédemment mémorisée et pour mémoriser cette nouvelle position haute à la place de la précédente lorsqu'elle est au dessus de celle-ci. 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 du mécanisme d'entraînement d'un lève-vitre à câble comportant un dispositif pour le suivi de la position de la vitre conforme à un mode de réalisation possible de l'invention - la figure 2 est une représentation de la sérigraphie du disque qui porte les pistes du dispositif de la figure 1 - la figure 3a est un graphe sur lequel on a représenté de façon développée les pistes du disque de la figure 2 et les figures 3b à 3k sont des graphes sur lesquels on a porté en fonction du temps différents signaux illustrant un suivi de position mis en oeuvre avec le dispositif conforme à l'invention illustré sur les figures 1 et 2. On a représenté sur la figure 1 les moyens d'entraînement, référencés par 1 dans leur ensemble, d'un lève-vitre du type à câble, le câble ayant été référencé par C sur la figure 1. Ces moyens d'entraînement 1 comportent un moteur électrique 2, une vis sans fin 3 entraînée par ledit moteur électrique 2, ainsi que des moyens de motoréduction 4 qui engrènent avec ladite vis sans fin 3 et qui entraînent une poulie sur laquelle le câble C du lève-vitre est passé. Ladite poulie - qui n'a pas été représentée pour ne pas surcharger la figure coopère avec le câble C qu'elle entraîne soit par frottement (câble torsadé), soit par engrènement sur des dentures de la poulie (câble crémaillère). L'arbre de sortie des moyens de motoréduction 4 c'est-à-dire celui de la poulie - porte coaxialement un disque 5 qui présente quatre pistes annulaires coaxiales conductrices, référencées de 6a à 6d à la figure 1 sur laquelle elles sont représentées schématiquement. Une tête 7 présentant quatre balais de contact complémentaires, référencés de 8a à 8d, est disposée au droit de ce disque 5, de façon que les balais 8a à 8d soient superposés respectivement aux pistes 6a à 6d. La tête 7 et les balais 8a à 8d sont intégrés avec le calculateur dans le boîtier des moyens 4 de motoréduction. Ainsi qu'on peut le voir plus précisément sur la figure 2, la piste 6a intérieure du disque 5 est un anneau totalement conducteur. Le balai 8a qui lui correspond est relié à la masse. A l'inverse, la piste 6b immédiatement voisine de la piste 6a présente vingt-quatre segments conducteurs, qui sont répartis régulièrement sur ladite piste et qui alternent avec des segments électriquement isolants, ces différents segments électriquement conducteurs et isolants étant sensiblement de même largeur angulaire. La piste extérieure 6d et la piste 6c, qui est comprise entre la piste 6b et ladite piste extérieur 8d, présentent également chacune vingt-quatre segments conducteurs, qui alternent avec des segments isolants. Les largeurs angulaires des segments de ces pistes 6c et 6d sont identiques à celles des segments de la piste 6b. Les segment s conducteurs de la piste 6c sont décalés angulairement d'un tiers de largeur angulaire de segment par rapport à ceux de la piste 6b, tandis que les segments conducteurs de la piste 6d sont décalés angulairement dans le même sens d'un tiers de largeur angulaire de segment par rapport à ceux de la piste 6c. De la sorte, il y a continuité électrique entre la piste 6a totalement conductrice et les segments conducteurs des pistes 6b à 6d qui sont par conséquent également à la masse. Les balais 8b à 8d sont chacun reliés par l'intermédiaire d'une charge, préférentiellement une charge essentiellement résistive, à une borne d'alimentation en tension et la sérigraphie telle qu'illustrée sur la figure 2 permet de générer sur les balais 8b à 8d des tensions dont les changements d'état sont fonction de la rotation du disque 5. On a représenté de façon développée sur la figure 3a les zones conductrices des pistes annulaires 6a à 6d. Les tensions des balais 8b à 8d présentent en fonction du temps une allure du type de celle illustrée sur les figures 3b à 3d, avec des changements d'états qui interviennent à chaque fois que le disque 5 a tourné de n/n.p, où n est le nombre de segments conducteurs d'une piste et p est le nombre de pistes qui portent des segments conducteurs qui alternent avec des segment s non conducteurs (dans l'exemple ici décrit, les changements d'état interviennent tous les z/72). Par conséquent, on dispose ainsi d'un suivi particulièrement précis de la rotation du tambour d'entraînement du câble C. Notamment, il est possible avec un tel dispositif de suivre le déplacement de la vitre avec une précision de 1 mm. Les tensions des balais 8b à 8d sont transmises à un calculateur en entrée duquel elles sont converties numériquement. Les codes générés sont des codes de type Gray sur trois bits (codes représentés sur les figures 3i à 3k et correspondant aux tensions des figures 3e à 3g, qui sont les tensions inverses de celles des figures 3b à 3d). Comme on le sait, de tels codes sont tels que, à chaque transition, seul l'état d'un unique bit est modifié. Le calculateur reçoit également en entrée un signal d'horloge (figure 3h) reconstitué par une combinaison de OU exclusif sur les tensions des balais 8b à Bd. On notera que les codes de Gray ainsi obtenus permettent au calculateur de déterminer le sens de déplacement de la vitre. Cette donnée est importante puisque ce sens de déplacement ne correspond pas forcément au sens d'actionnement du moteur, l'inertie du système et les jeux de la vitre étant tels que lorsque l'on interrompt la remontée d'une vitre pour commander sa redescente, ladite vitre continue généralement à monter d'une certaine hauteur avant de commencer à redescendre. Par conséquent, en traitant les codes Gray tels qu'illustrés sur les figures 3i à 3k, le calculateur peut suivre - sans erreur - la position absolue de la vitre. On notera en outre que cette détermination de la position de la vitre par traitement de codes logiques est moins onéreuse qu'une détermination de position par un traitement de signaux analogiques. En utilisation normale, le dispositif suit la position de la vitre lors de sa remontée ou de sa redescente. Pendant les phases de remontée, le calculateur mesure les temps entre deux impulsions successives du signal d'horloge (figure 3h). Tant que la vitre n'est pas arrivée à proximité d'une position haute préalablement mémorisée, par exemple tant que la vitre est à plus de 4 mm de cette position haute, le calculateur compare le temps entre deux impulsions successives du signal d'horloge à une valeur seuil Tmpl donnée et considère qu'un obstacle est rencontré par la vitre lorsque ce temps devient supérieur à ladite valeur seuil. Dans ce cas, il commande alors la redescente de la vitre de 20 cm afin de libérer l'obstacle. La valeur du seuil Tmpl est variable et fonction principalement de la valeur de la tension de la batterie. Lorsque la vitre arrive à moins de 4 mm de la position haute mémorisée, le calculateur continue à actionner le moteur d'entraînement jusqu'à ce que le temps entre deux impulsions du signal d'horloge devienne supérieur à une valeur Tmp2 prédéterminée. Ainsi, le moteur électrique n'est coupé que lorsque la vitre est effectivement bloquée en position haute. Une position haute et une position basse sont mémorisées initialement par le calculateur au cours d'une phase d'apprentissage (première utilisation). Par la suite, à chaque remontée de la vitre en mode pas à pas, on compare la position haute obtenue et la position haute mémorisée. Si la nouvelle position est au delà de la position mémorisée, on remplace cette dernière par cette nouvelle position. Ainsi, le système s'adapte de lui-même aux variations de hauteurs de remontée que peuvent entraînés le vieillissement des joints ou l'augmentation des jeux mécaniques. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le suivi de la position d'une vitre de véhicule automobile actionnée par un lève-vitre électrique, caractérisé en ce qu'il comporte sur un élément (5) entraîné en rotation par le moteur électrique (2) du lève-vitre une pluralité de pistes (6a à 6d) annulaires concentriques constituées chacune d'une pluralité de segments électriquement conducteurs maintenus à une tension donnée, alternant avec une pluralité de segments électriquement isolant, des balais (8a à 8d) de contact étant disposés au droit de ces pistes (6a à 6d) pour générer un signal de changement d'état lors du passage au droit desdits balais d'une transition entre un segment conducteur et un segment isolant, le dispositif comportant des moyens de traitement qui reçoivent les signaux de changement d'état ainsi générés et qui décomptent les changements d'état de façon à déterminer la position de la vitre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (5) qui porte les pistes (6a à 6d) est solidaire d'un arbre de sortie de moyens de réduction cinématiquement interposés entre le moteur (2) électrique du lève-vitre et la vitre. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une piste annulaire (6a) totalement conductrice électriquement reliée aux différents segments conducteurs des autres pistes (6a à 6d), un balai (8a) de contact au droit de ladite piste totalement conductrice maintenant ladite piste et lesdits segments conducteurs à la tension précitée. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les segment s électriquement conducteurs sont angulairement décalés d'une piste à l'autre d'une fraction de largeur de segment. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la répartition des segment s conducteurs est elle que les changements d'état interviennent à chaque fois que le disque a tourné de n/n.p, où n est le nombre de segments conducteurs d'une piste et p est le nombre de pistes où des segments conducteurs alternent avec des segments non conducteurs. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour générer à partir des signaux de changement d'état un signal d'horloge synchronisé sur la rotation de l'élément (5) qui porte les pistes (6a à 6d). 7. Lève-vitre caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour le suivi de la position de la vitre qu'il actionne selon l'une des revendications précédentes. 8. Lève-vitre selon la revendication 7 comportant un dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer le temps entre deux impulsions successives du signal d'horloge et pour comparer ce temps à au moins une valeur seuil. 9. Lève-vitre selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour commander la redescente de la vitre lorsque celle-ci est en dessous d'une position seuil à proximité d'une position haute mémorisée et que le temps entre deux impulsions successives du signal d'horloge est supérieur à une valeur seuil donnée. 10. Lève-vitre selon la revendication 9, caractérisé en ce que cette dernière valeur seuil est fonction de la tension de la batterie du véhicule. 11. Lève-vitre selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour interrompre la remontée de la vitre lorsque celle-ci est au delà d'une position seuil à proximité d'une position haute mémorisée et que le temps entre deux impulsions successives du signal d'horloge est supérieur à une valeur seuil donnée. 12. Lève-vitre selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour comparer la nouvelle position haute atteinte à la suite d'une remontée de la vitre à la position haute précédemment mémorisée et pour mémoriser cette nouvelle position haute à la place de la précédente lorsqu'elle est au dessus de celle-ci.