Brevet FR2767981A1 — publié le 19990305

La présente invention est relative aux dispositifs pour le suivi de la rotation d'un moteur à courant continu. Elle trouve notamment avantageusement application pour la commande de moteurs électriques de ventilation, climatisation ou chauffage à l'intérieur d'habitacles de véhicules automobiles ou encore pour la commande de fenêtres de portières de véhicules automobiles. Classiquement, les dispositifs utilisés à ce jour pour le suivi de la rotation d'un moteur à courant continu utilisent des potentiomètres de recopie permettant de connaître le déplacement ou la position absolue d'un volet relié à l'arbre du moteur. Ainsi que l'illustre la figure 1, une telle solution nécessite néanmoins cinq fils de connexion par positionneur, à savoir deux fils pour la commande du moteur (référencé par M) et trois fils de connexion au potentiomètre (référence par P). Un but de l'invention est de proposer un autre dispositif de suivi de la rotation d'un moteur à courant continu, et en particulier de proposer un dispositif de ce type permettant de limiter le nombre de fils de connexion nécessités. A cet effet, l'invention propose un dispositif pour le suivi de la rotation d'un moteur à courant continu, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour détecter les oscillations du courant d'alimentation du moteur dues aux commutations du (ou des) balai(s) connecteur(s), ainsi que des moyens pour compter ces oscillations lorsque le moteur est commandé. Ce dispositif est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles - il comporte des moyens pour amplifier la tension aux bornes d'une impédance du circuit d'alimentation, ainsi que des moyens pour convertir en impulsions les oscillations de la tension ainsi amplifiée - ces moyens de conversion comportent un montage comparateur permettant une détection de gradient - ce montage comparateur comporte un amplificateur opérationnel qui reçoit sur son entrée inverseuse la tension en sortie des moyens d'amplification, ainsi que des moyens de filtrage qui reçoivent en entrée la tension en sortie desdits moyens d'amplification et injectent sur l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel une tension qui correspond à une moyenne de la tension en sortie desdits moyens d'amplification - ces moyens de filtrage comportent un condensateur monté entre l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel et la masse, ainsi qu'une résistance montée entre ladite entrée non inverseuse et la sortie des moyens d'amplification - le signal en sortie des moyens de conversion est envoyé sur un microcontrôleur qui met en oeuvre un comptage des impulsions dudit signal - ce microcontrôleur est constitué par le microcontrôleur qui commande la rotation du moteur. L'invention concerne également un dispositif pour la commande d'un moteur à courant continu destiné à être actionné entre deux positions extrêmes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour le suivi du moteur du type précité et des moyens qui pour commander une rotation d'un angle donné font tourner le moteur d'un nombre d'impulsions qui correspond au nombre d'impulsions entre l'une et l'autre des deux positions extrêmes multiplié par le rapport entre ledit angle et l'angle de rotation entre lesdites positions extrêmes. Avantageusement, le dispositif comporte des moyens d'initialisation qui, à la mise sous tension du moteur, commandent la rotation du moteur d'une de ces positions à l'autre et déterminent le nombre d'oscillations entre ces deux positions. L'invention concerne également l'utilisation d'un dispositif du type précité pour la commande de moteurs électriques de ventilation, climatisation ou chauffage à l'intérieur d'habitacles de véhicules automobiles ou encore pour la commande de fenêtres de portières de véhicules automobiles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative, non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1, déjà analysée, illustre un dispositif de suivi de la rotation d'un moteur à courant continu de l'art antérieur - la figure 2 illustre un dispositif de suivi de la rotation d'un moteur à courant continu conforme à un mode de réalisation possible de l'invention - la figure 3 illustre l'évolution en fonction du temps d'une tension aux bornes d'une impédance du circuit d'alimentation du moteur de la figure 2 - les figures 4 et 5 sont des représentations schématiques d'un étage d'amplification et d'un étage de conversion que comporte le dispositif illustré sur la figure 2. Sur la figure 2, on a représenté un moteur à courant continu M commandé par un circuit de commande 1, qui est par exemple un pont en H dont les différents interrupteurs sont eux-mêmes commandés par un microcontrôleur 3. Ce pont en H est monté entre la masse et une borne B+ d'alimentation à la tension de la batterie. Plus particulièrement, ledit pont en H est relié à la masse par une impédance Z, qui est par exemple de type résistif. La tension U aux bornes de cette impédance Z est injectée sur une entrée du microcontrôleur 3 par l'intermédiaire d'un circuit analogique 4. Cette tension U correspond à l'intensité du courant d'alimentation du moteur et présente une forme générique du type de celle représentée sur le graphe de la figure 3. Comme on peut le voir sur cette figure 3, cette tension présente des oscillations amorties QA qui correspondent aux commutations du balai connecteur. Le circuit analogique 4 est composé de deux étages 4a et 4b. L'étage 4a d'entrée est un étage d'amplification du signal. L'étage 4b convertit le signal amplifié en une succession d'impulsions détectables. L'étage 4a d'amplification a été plus particulièrement illustré sur la figure 4. Il est constitué par un montage amplificateur d'un gain N égal à 10, qui permet d'obtenir un signal de 3 Volts à partir d'une oscillation de 300 milliVolts d'amplitude. Ce montage comporte un amplificateur opérationnel 5 dont l'entrée non inverseuse est reliée à la masse par une résistance Ro et dont l'entrée inverseuse est reliée d'une part par une résistance R1 à un point commun entre le circuit de commande 1 et l'impédance Z et d'autre part à la sortie dudit amplificateur opérationnel 5 par une résistance N x R1, où N est le gain du montage. La tension Uamp en sortie de ce premier étage 4a est envoyée sur l'étage de conversion 4b. Cet étage 4b est constitué par un montage comparateur qui permet de détecter les gradients positifs pour les convertir en impulsions (tension de sortie UImp). Plus particulièrement, ainsi qu'illustré sur la figure 5, ce montage comparateur comporte un amplificateur opérationnel 6 dont l'entrée non inverseuse est reliée d'une part à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur C et d'autre part à la sortie de l'amplificateur 5 par l'intermédiaire d'une résistance R2. Le condensateur C et la résistance R2 définissent ensemble une cellule de filtrage qui permet d'injecter sur l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 6 une tension qui correspond à la tension moyenne de la tension Uamp. L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 6 reçoit quant à elle directement la tension Uamp en sortie de l'étage d'amplification 4a. La tension en sortie de cet amplificateur 6 est une tension impulsionnelle du type de celle représentée sur la figure 5. Cette tension UImp permet au microcontrôleur 3 de comptabiliser le nombre de commutations de balais connecteurs et par conséquent de suivre la position absolue du rotor du moteur M. Egalement, le microcontrôleur 3 peut déterminer la vitesse de rotation du moteur M en mesurant la période entre deux impulsions successives de la tension UImp. A titre d'exemple, un tel dispositif peut être utilisé pour le suivi du déplacement d'un volet dans un système de climatisation ou de chauffage. Par exemple, à la mise sous tension du moteur M, le volet est basculé dans un sens de rotation donnée jusqu'à une première butée. L'arrivée en butée est détectée par le microcontrôleur 3 lorsque la tension UImp ne présente plus d'impulsions. Le microcontrôleur 3 commande alors le moteur M pour qu'il bascule le volet dans l'autre sens jusqu'à la deuxième butée. Il décompte le nombre d'impulsions PM entre l'une et l'autre des deux butées. Une fois ce nombre d'impulsions déterminé, la phase d'initialisation est terminée et le système est prêt à être utilisé. Lorsqu'une nouvelle position est commandée pour le volet, le microcontrôleur 3 traduit cette nouvelle position en un nombre de pas de déplacement. Par exemple, pour positionner le volet au milieu des deux butées, il commande le déplacement du volet pour que celui-ci se trouve à un nombre de pas égal à PM/2 par rapport aux butées. De façon plus générale, lorsqu'une rotation d'un angle donné est commandée, le microcontrôleur 3 fait tourner le moteur d'un nombre d'impulsions qui correspond au nombre d'impulsions entre l'une et l'autre des deux positions extrêmes multiplié par le rapport entre ledit angle et l'angle de rotation entre lesdites positions extrêmes. Ainsi, avec le dispositif qui vient d'être décrit, la rotation du moteur est suivie numériquement et non plus par un dispositif analogique de type potentiomètre. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le suivi de la rotation d'un moteur à courant continu, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (4) pour détecter les oscillations du courant d'alimentation du moteur dues aux commutations du (ou des) balai(s) connecteur(s), ainsi que des moyens (3) pour compter ces oscillations lorsque le moteur est commandé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (4a) pour amplifier la tension aux bornes d'une impédance (Z) du circuit d'alimentation, ainsi que des moyens (4b) pour convertir en impulsions les oscillations de la tension ainsi amplifiée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ces moyens de conversion (4b) comportent un montage comparateur permettant une détection de gradient. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ce montage comparateur (4b) comporte un amplificateur opérationnel (6) qui reçoit sur son entrée inverseuse la tension en sortie des moyens d'amplification (4a), ainsi que des moyens de filtrage (R2, C) qui reçoivent en entrée la tension en sortie desdits moyens d'amplification (4a) et injectent sur l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel (6) une tension qui correspond à une moyenne de la tension en sortie desdits moyens d'amplification (4b). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ces moyens de filtrage comportent un condensateur (C) monté entre l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel et la masse, ainsi qu'une résistance (R2) montée entre ladite entrée non inverseuse et la sortie des moyens d'amplification. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le signal en sortie des moyens de conversion (4b) est envoyé sur un microcontrôleur (3) qui met en oeuvre un comptage des impulsions dudit signal. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ce microcontrôleur (3) est constitué par le microcontrôleur qui commande la rotation du moteur. 8. Dispositif pour la commande d'un moteur à courant continu destiné à être actionné entre deux positions extrêmes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour le suivi du moteur selon l'une des revendications précédentes et des moyens qui pour commander une rotation d'un angle donné font tourner le moteur d'un nombre d'impulsions qui correspond au nombre d'impulsions entre l'une et l'autre des deux positions extrêmes multiplié par le rapport entre ledit angle et l'angle de rotation entre lesdites positions extrêmes. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'initialisation qui, à la mise sous tension du moteur, commandent la rotation du moteur d'une de ces positions à l'autre et déterminent le nombre d'oscillations entre ces deux positions. 10. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9 pour la commande de moteurs électriques de ventilation, climatisation ou chauffage à l'intérieur d'habitacles de véhicules automobiles ou encore pour la commande de fenêtres de portières de véhicules automobiles.