Brevet FR2783983A1 — publié le 20000331

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. On pourrait penser à effectuer le suivi de la rotation d'un moteur à courant continu au moyen d'une mesure de l'intensité du courant d'alimentation de celui-ci. Toutefois, l'intensité d'un courant d'alimentation dépend principalement du couple subi par le moteur et non pas directement d'un paramètre lié à la rotation de celui-ci. Un but de l'invention est de proposer une solution de suivi de la rotation d'un moteur ne mettant pas en euvre une mesure de l'intensité du courant du moteur. Un autre but encore de l'Tinvention est de proposer un dispositif de suivi de rotation qui est encore simplifié et d'un coût moindre. 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 de la tension 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. On notera que la tension d'alimentation d'un moteur est directement liée à la vitesse de celui-ci. L'information sur la rotation du moteur qui est obtenue à partir d'une telle mesure de tension d'alimentation s'avère plus fiable que l'information obtenue à partir d'une mesure de courant. Par ailleurs, un dispositif du type précité présente l'avantage de pouvoir être réalisé par des circuits particulièrement simples et peut facilement être intégré dans un montage d'alimentation préexistant, sans nécessiter de modifications de ce circuit d'alimentation. Avantageusement, notamment, un tel dispositif comporte un condensateur de couplage dont une extrémité est destinée à être reliée à un point du montage d'alimentation du moteur, des moyens formant amplificateur de tension qui reçoivent en entrée la tension à l'autre extrémité dudit condensateur de couplage, ainsi que des moyens pour convertir en impulsions les oscillations de la tension ainsi amplifiée. On notera qu'un dispositif de ce type peut être facilement monté sur un circuit d'alimentation préexistant: il suffit de réaliser une liaison entre le condensateur de couplage et un point du circuit d'alimentation. En outre, le condensateur de couplage réalise avec les moyens résistifs éventuellement parasites - que peut présenter le circuit d'alimentation un circuit de filtrage qui permet de protéger les moyens de commande de l'alimentation du moteur. Selon un mode préférentiel le moteur est commandé par un circuit d'attaque à interrupteur(s) et la tension dans laquelle les oscillations sont détectées est la tension d'alimentation de ce circuit d'attaque. Avantageusement, ces moyens de conversion comportent un montage comparateur permettant une détection de gradient. De préférence, le détecteur de gradient comporte un filtre passe bas ou passe bande. 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, ce 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 en outre l'utilisation d'un tel dispositif 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 et 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 est un schéma illustrant 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 est un schéma illustrant un dispositif conforme à un autre mode de réalisation possible de l'invention; - la figure 4 est un schéma de l'amplificateur du dispositif des figures 2 et 3; - la figure 5 est un schéma du détecteur de gradient des dispositifs des figures 2 et 3. Sur la figure 2, on a représenté un moteur à courant continu M monté entre la masse et une borne au niveau de laquelle est injectée une tension +Vs d'alimentation. On a également représenté sur cette figure 2, une résistance R de petite valeur ohmique, par exemple de 3,3 Ohms pour un moteur de 33 Ohms de résistance interne. Cette résistance R ne correspond pas nécessairement à un composant particulier, mais peut par exemple correspondre à la résistance parasite entre le moteur et la borne d'alimentation précité ou encore à la résistance de diodes d'un pont en H de commande ou encore à la résistance d'une cellule de filtrage (RC) de l'alimentation générale de la carte électronique. Le dispositif pour le suivi de la rotation de ce moteur à courant continu M comporte un amplificateur 1 en entrée duquel est injectée, par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage C, la tension aux bornes du moteur M. Il comporte également un détecteur de gradient 2 qui reçoit la tension en sortie de l'amplificateur 1. Le condensateur C a une capacité de 100 nF. L'amplificateur a un gain de 10. Le détecteur de gradient convertit le signal amplifié en impulsions. On notera qu'un avantage d'un tel montage tient en ce que le condensateur C et la résistance R réalisent ensemble un circuit de filtrage qui protège notamment les circuits (non représentés sur la figure 2) qui commandent l'alimentation du moteur M. En variante, ainsi qu'illustré par la figure 3, la tension qui est envoyée en entrée de l'amplificateur 1 peut être celle aux bornes d'un circuit d'attaque D qui est par exemple un pont d'interrupteur en H permettant la commande dudit moteur M dans les deux sens. Un exemple de réalisation possible pour l'amplificateur 1 des montages des figures 2 et 3 est illustré sur la figure 4. Ce montage comporte un amplificateur opérationnel 3 dont l'entrée non inverseuse reçoit la tension à amplifier. Cette entrée non inverseuse est également reliée à une borne à la tension de +5V par une résistance Ra. L'entrée inverseuse de cet amplificateur est reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel par une résistance qui est d'une valeur égale à nxRa ou n est le gain de l'amplificateur. Elle est également reliée à la borne à la tension de +5V par une résistance de valeur Ra. Dans le cas o la tension sur la borne +Vs n'est pas régulée, l'entrée non inverseuse est reliée à cette borne +Vs par un condensateur Ca d'une capacité de 100 nF. Un exemple de réalisation possible pour le détecteur de gradient 2 est illustré sur la figure 4. Ce détecteur de gradient 2 comporte un filtre passe bas 4 et un comparateur de tension 5. Le filtre passe bas comporte une résistance Ri qui reçoit d'un côté la tension à convertir et qui, à son autre extrémité, est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur Cl. La résistance Rl a par exemple une valeur de 47 KQ. Le condensateur Cl a par exemple une capacité de 10 nF. Ce filtre passe-bas 4 pourrait bien entendu avantageusement être remplacé par un filtre passe-bande. Le comparateur de tension comporte quant à lui un amplificateur opérationnel 6 qui reçoit sur son entrée inverseuse la tension en sortie du filtre passe bas 4, c'est-à-dire au point commun entre le condensateur Cl et la résistance Ri. Son entrée non inverseuse est reliée audit point commun par l'intermédiaire d'une résistance R2. Elle est en outre reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance R3 et d'un condensateur C2 montés en parallèle. Elle est également reliée à sa sortie par l'intermédiaire d'un condensateur C3. La résistance R2 est par exemple de 10 KQ, la résistance R3 étant de 1 MQ. Le condensateur C2 est d'une valeur capacitive de nF, tandis que le condensateur C3 est d'une valeur capacitive de 4,7 nF. A titre illustratif, les tensions amplifiée et impulsionnelle en sortie de l'amplificateur 1 et du convertisseur 2 ont été représentées sur les figures 2 à 5. La tension en sortie du convertisseur 2 est envoyée en entrée d'un microcontrôleur (non représenté)qui permet de décompter le nombre d'impulsions de ladite tension. 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 donné jusqu'à une première butée. L'arrivée en butée est détectée par le micro- contrôleur lorsque la tension que celui-ci reçoit du convertisseur ne présente plus d'impulsions. Le micro-contrôleur 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 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 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 commandé, le micro-contrôleur 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 pour détecter les oscillations de la tension 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. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur de couplage dont une extrémité est destinée à être reliée à un point du montage d'alimentation du moteur, des moyens formant amplificateur de tension qui recoivent en entrée la tension à l'autre extrémité dudit condensateur de couplage, ainsi que des moyens pour convertir en impulsions les oscillations de la tension ainsi amplifiée. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est commandé par un circuit d'attaque à interrupteur(s) et en ce que la tension dans laquelle les oscillations sont détectées est la tension d'alimentation de ce circuit d'attaque. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ces moyens de conversion comportent un montage comparateur permettant une détection de gradient. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le détecteur de gradient comporte un filtre passe bas ou passe bande. 6. 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. 7. Dispositif selon la revendication 6, 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. 8. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7 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.