Brevet FR2831259A1 — publié le 20030425

Etat de la technique La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour déplacer une pièce, notamment un toit coulissant ou une fenêtre de véhicule automobile à l'aide d'une unité de commande et d'un capteur de position formé de deux conducteurs électriques essentiellement parallèles, ce capteur étant installé essentiellement le long d'un moyen de guidage guidant la pièce dans sa direction principale de déplacement. Le document DE 199 13 106 CI décrit un dispositif de protection contre le pincement comprenant un profil creux pour une installation de fermeture actionnée par une force ; dans ce dispositif, une barrette de pincement en forme de profil creux est installée le long du châssis, par exemple celui d'une ouverture de toit coulissant. Le profil creux comporte deux zones conductrices électriques, écartées l'une de l'autre et dont le contact déclenche une opération de commutation pour commander l'unité d'entraînement de l'installation de fermeture. Pour le déclenchement de l'opération de commutation, peu importe l'endroit du châssis du toit ouvrant où un contact a créé un événement de pincement. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer des moyens permettant de déterminer de façon précise la position d'une pièce en cours de déplacement. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'au moins l'un des conducteurs électriques présente une résistance qui augmente selon une fonction déterminée suivant la longueur et le dispositif comporte un dispositif de mesure, notamment comme partie de l'unité de commande pour déterminer la résistance et l'associer à une position donnée. Le dispositif selon l'invention permet, puisque l'on connaît la relation entre la résistance et la longueur d'au moins l'un des deux conducteurs électriques, parallèles, écartés, de savoir sans équivoque la position d'une pièce à déplacer. Si les deux conducteurs électriques, écartés, essentiellement parallèles, sont installés le long du châssis d'une fenêtre ou d'un toit coulissant, on réalise ainsi pour la pièce à déplacer un capteur de position qui détecte également la position de la pièce de manière garantie, indépendamment de l'entraînement, même si le déplacement est fait de manière externe sans alimentation par le moyen d'entraînement. Vis-à-vis des systèmes de capteurs indirects (par exemple des systèmes de capteurs à effet Hall, incrémentaux) le dispositif selon l'invention ne nécessite aucune fonction de mémoire pour enregistrer la dernière position. Ainsi, même après une coupure de l'alimentation, la position de la pièce est détectée exactement et de façon immédiate, ce qui supprime toute normalisation continue et compliquée du système de capteur. Le capteur de position comporte à cet effet deux conducteurs électriques placés le long du guide et ayant une résistance prédéterminée. La valeur de cette résistance change en fonction de la longueur, si bien que le point de contact, qui varie à l'ouverture et à la fermeture, peut être identifié localement le long du guide. De façon avantageuse, on mesure la résistance entre les deux extrémités de conducteurs ouverts au niveau de la position de fermeture de la pièce. Cette valeur de résistance mesurée diminue en continu lorsque la pièce se ferme sans perturbation, ce qui permet d'associer à celle-ci sans équivoque une position de déplacement de la pièce. Si la position est déterminée par une comparaison de la valeur de mesure de la résistance et d'une courbe de résistance enregistrée, en fonction de la course de déplacement, on exclut les tolérances de fabrication des conducteurs électriques. Par calcul de la position à l'aide d'un microprocesseur on peut, au contraire, supprimer l'enregistrement d'une courbe de référence. Il est particulièrement avantageux d'installer les conducteurs électriques de façon que pour une poussée contre le capteur de position, on a un contact électrique entre les deux conducteurs. La disposition des deux conducteurs électriques doit, pour cette raison, ne pas passer en dessous d'une certaine élasticité pour ainsi garantir, d'une part, un point de poussée localement limité d'un côté pendant l'opération de fermeture et que, d'autre part, lors de l'ouverture, les deux contacts électriques reviennent de nouveau dans leur position avec l'écartement initial. Si les deux conducteurs électriques sont placés dans un profil creux élastique, ils sont protégés contre la saleté et les intempéries et la probabilité d'un court-circuit entre les deux conducteurs est réduite. L'élasticité du profil creux assure également le retour des deux conducteurs dans leur position d'origine, lorsque la pièce n'exerce plus de poussée contre le capteur de position. Il est particulièrement avantageux que le capteur de position assure la fonction d'un joint ou soit intégré dans un joint pour garan- tir une fermeture étanche à l'eau et protégée contre une effraction. Une telle solution se réalise de manière économique par un procédé d'extrusion à la presse ou de coulée ; elle permet une économie d'encombrement au niveau du châssis de la fenêtre et peut facilement s'intégrer dans des systèmes d'étanchéité existants. Selon un autre exemple de réalisation, il est avantageux d'installer une matière plastique conductrice électrique entre les deux conducteurs électriques parallèles. Si maintenant la pièce pousse contre le capteur de position lorsque la pièce est déplacée le long du guide, la matière plastique est comprimée et sa résistance diminue. Ce principe correspond à celui du contact électrique du premier exemple de réalisation tout en offrant l'avantage que les deux conducteurs électriques reviennent de nouveau exactement dans leur position initiale lorsque la pièce est déplacée en position ouverte. La matière plastique conductrice déformable crée des conditions reproductibles et sa fabrication est économique. Les propriétés élastiques de la matière plastique permettent une adaptation simple du capteur de position à la force d'application autorisée. Selon un procédé avantageux pour déplacer une pièce le long d'un guide ou moyen de guidage, lors de la fermeture, on presse l'un contre l'autre deux conducteurs électriques écartés, en créant un contact électrique et on mesure la résistance entre les deux extrémités des conducteurs. Comme la résistance du conducteur électrique varie selon une fonction dépendant de la longueur, on peut associer de manière biunivoque la valeur de la résistance mesurée à une position déterminée de la pièce. Ce procédé de détection directe permet de déterminer directement la position de la pièce même immédiatement après une coupure de la tension d'alimentation, si bien qu'il n'est pas nécessaire de mémoriser les données de la position. Si la pièce est en position d'ouverture, on mesure une résistance maximale entre les deux extrémités de conducteurs, ouvertes, pour la position fermée. Si maintenant on ferme la fenêtre, la valeur de la résistance mesurée, diminue en continu pendant la fermeture si celle-ci n'est pas perturbée ; ainsi, par exemple en cas d'augmentation de la résistance proportionnelle à la longueur, pour au moins un conducteur, on mesurera une diminution linéaire de la résistance. En variante, la résistance d'au moins un conducteur peut augmenter de manière plus que proportionnelle à partir de la position d'ouverture si bien que lors de la fermeture de la pièce, la valeur mesurée de la résistance diminuera d'une manière plus que proportionnelle. Cela permet d'obtenir une résolution plus fine de la position dans la zone qui précède juste la position de fermeture de la pièce. Comme on mesure en continu la valeur de la résistance, l'aptitude au fonctionnement du capteur de position est vérifiée en permanence. En cas de coupure d'un conducteur électrique, cette situation se traduit par une augmentation pratiquement infinie de la résistance ; un court-circuit entre les deux conducteurs électriques se détecte si la valeur mesurée de la résistance ne change pas malgré le déplacement de la pièce. Selon un autre exemple, on utilise le signal de la résistance mesurée comme paramètre de la fonction d'un dispositif de protection anti-pincement. Dans ce cas, la variation de la valeur de la résistance indique directement le mouvement de la pièce. Si la variation de la résistance par unité de temps descend en dessous d'une valeur limite déterminée, cette situation est détectée comme correspondant à un événement de pincement, le moteur étant branché, si bien qu'alors le moteur sera arrêté ou inversé. A partir du chronogramme du signal de résistance on peut également déterminer d'autres grandeurs d'état de l'opération de déplacement comme par exemple le sens du mouvement, la vitesse ou l'accélération de la pièce, pour fournir ces informations à une unité de commande pour la fonction de protection anti-pincement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un dispositif représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente dans ses parties la, lb, 1c, trois vues d'un dis- positif de déplacement d'une pièce, - la figure 2 est un diagramme donnant la valeur mesurée de la résis- tance lors de la fermeture de la pièce, - les figures 3a-3c sont des sections respectives de différentes variantes d'un capteur de position selon la figure 1. Description de modes de réalisation préférentiels La figure 1 montre un exemple de réalisation d'une vitre coulissante selon l'invention. Selon cet exemple, une vitre 10 est déplacée le long d'un moyen de guidage 26 faisant partie d'un châssis de fenêtre 16 ; l'entraînement assuré par un moteur déplace la fenêtre entre une po- sition ouverte 44 et une position fermée 45 dans la direction 11. La vitre 10 peut également être commandée par un mécanisme 20 ou par un câble de traction relié à un moteur électrique 18 commandé par une unité de commande 39. La vitre 10 de l'exemple de réalisation n'est guidée que d'un côté 12 dans le moyen de guidage 16. Il est toutefois possible de guider la vitre en même temps par le côté opposé 14. Le long du moyen de guidage 16 on a un capteur de position 28 comportant essentiellement deux conducteurs électriques 30, parallèles, à faible distance l'un de l'autre. Les conducteurs électriques 30 sont des fils de section constante si bien que leur résistance globale est proportionnelle à leur longueur 32. Les deux conducteurs 30 sont pressés par leur extrémité 34 en position ouverte 44 l'un contre l'autre par la vitre 10 pour avoir toujours un contact électrique entre les deux conducteurs 30. En variante, les deux conducteurs 30 peuvent également être reliés de manière permanente à leurs extrémités 34. De l'autre côté, entre les deux extrémités ouvertes 36, on mesure en continu la résistance du conducteur 30 à l'aide d'un dispositif de mesure 38 et la valeur de la mesure est appliquée à une unité de commande 39 ; cette unité commande le moteur 18. Dans l'exemple de réalisation, le dispositif de mesure 38 fait partie de l'unité de commande 39. Le guide 16 est un profil essentiellement en forme de U et les deux conducteurs parallèles 30 se trouvent à l'intérieur d'un profil creux 48 placé entre une branche 24 du guide 16 et la vitre 10. Si maintenant on ferme la vitre, partant de l'extrémité 34 correspondant à la position ouverte 44, elle presse les conducteurs 30 l'un contre l'autre de sorte que les conducteurs se touchent au point de pression 40 et réalisent un contact électrique 42. Au cours de la fermeture, la zone en contact s'allonge le long du guide 16 à partir d'une extrémité 34 jusqu'à l'extrémité ouverte 36 correspondant à la position fermée 45 de la fenêtre ; en conséquence, le point de contact électrique 42 se déplace de façon correspondante. La résistance mesurée par le dispositif de mesure 38 augmente en partant de la valeur initiale 46 de la résistance selon une augmentation continue. Le diagramme de la figure 2 montre une telle variation de résistance pour une opération de fermeture non perturbée. Si la variation de résistance est proportionnelle à la longueur 32 du conducteur 30, la résistance diminue de manière linéaire en fonction de la longueur du capteur de position 28. La valeur de départ 46 de la résistance pour la po- sition ouverte 44 correspond à la résistance globale des deux conducteurs 30 en contact électrique par leurs extrémités 34. En position fermée 45, les deux conducteurs 30 sont court-circuités sur toute leur longueur 32 et la résistance mesurée tend vers 0. La courbe de résistance de référence 47 enregistrée et mesurée permet une association sans équivoque d'une valeur de mesure de résistance 49 à la position instantanée 50 de la vitre 10. A la place de la courbe de référence résistance/position on peut également déterminer une fois la fonction (par exemple une droite) et l'utiliser pour le calcul en continu de la position à partir de la valeur de mesure de la résistance. Dans une variante de l'exemple de réalisation, les deux conducteurs 30 peuvent être réalisés pour que leur résistance augmente en fonction de leur longueur 32 à partir de l'extrémité 34 selon une fonction plus que proportionnelle. Cela s'obtient de la manière la plus simple par une diminution de la section 56 du conducteur en direction de l'extrémité ouverte 36. Une autre possibilité consiste à modifier la matière du conducteur pour que sa résistance spécifique augmente en continu vers les extrémités 36. Cela permet d'obtenir une résolution de position plus élevée dans la zone qui précède directement la fermeture de la fenêtre. Une perturbation du capteur de position 28 par une coupure d'un conducteur 30 est affichée par une augmentation brusque vers l'infini de la valeur de la résistance 49. Un pincement se traduit au contraire par une valeur de mesure de résistance 49 restant essentiellement constante bien que le moteur 18 soit branché. Lors de la mise en mémoire des valeurs de mesure de la résistance comme courbes de mesure actuelles 57, on peut, à l'aide d'une interrogation de la variation de résistance mesurée par unité de temps, régler un certain seuil et en cas de dépassement vers le bas de la variation de résistance, cela correspondra à la détection d'un événement de pincement ; en conséquence, le moteur sera arrêté ou inversé. De même, à partir du signe algébrique de la variation de résistance, on peut déterminer la direction de mouvement de la vitre 10 car la valeur de mesure de la résistance 49 diminue en continu pour la fermeture ; à l'ouverture de la vitre, cette valeur augmente en continu. De plus, on peut déterminer la vitesse et l'accélération de la vitre à partir de la variation de la résistance par unité de temps ; la vitesse et l'accélération sont fournies par exemple comme des paramètres à la fonction d'une protection anti-pincement. Les figures 3a-3c montrent différentes variantes du capteur de position 28 en coupe. La figure 3a montre les deux conducteurs électriques 30 en parallèle dans un profil creux 48 élastique, par exemple en caoutchouc renforcé par un tissu. Le profil creux 48 est élastique de sorte que la vitre 10 peut réaliser un contact électrique 42 le long du capteur de position 28, localement, dans la direction de la flèche 51. D'autre part, le profil creux 48 doit être suffisamment épais pour qu'après disparition de la poussée extérieure (exercée par la vitre 10) il revienne de nouveau de manière reproductible dans sa position d'origine. Sur un côté, on a installé un profil en double T 52 qui pénètre dans un profil correspondant du châssis 16 de la fenêtre. Les deux conducteurs 30 de section circulaire 52 sont remplacés à la figure 3b par deux conducteurs 30 à section de forme rectangulaire 54 plate, et ces deux conducteurs sont reliés à l'aide d'une matière plastique déformable 56 conductrice électrique. Cette matière plastique 56 présente une résistance électrique relativement élevée lorsqu'elle n'est pas à l'état comprimé. Au contraire, si la vitre 10 pousse suivant la flèche 51 contre le capteur de position 28, la matière plastique 56 sera comprimée. Sa résistance diminuera ainsi de manière considérable de sorte que cette réduction de résistance correspond à l'établissement d'un contact électrique 42. La matière plastique conductrice 56 a également la propriété de reprendre sa forme ancienne et sa valeur de résistance d'origine lorsqu'on supprime la pression. La matière plastique 56 et une gaine protectrice 58 qui l'entoure sont conçues pour que le contact électrique 42 avec les deux conducteurs 30 de section rectangulaire plate 54 ne se produise que ponctuellement dans la direction longitudinale suivant le capteur de position 28. La figure 3c montre le capteur de position 28 intégré dans un joint 60 qui pénètre avec un profil en T 52 dans le châssis d'une fenêtre de véhicule 16. Le joint 60 formé dans le châssis 16 constitue en même temps le guide 26 pour la vitre 10. Les deux conducteurs 30 sont formés dans le profil creux 48 avec une section plate rectangulaire 54 ; ils sont réalisés en matière plastique conductrice. La matière du joint 60 est optimisée du point de vue de ses propriétés d'étanchéité ; la matière des deux conducteurs 30 est optimisée du point de vue de son comportement comme résistance. La matière des conducteurs 30 peut également être un caoutchouc conducteur ou une combinaison d'un conducteur métallique et d'une matière conductrice non métallique. La forme du joint 60 est adaptée à la forme correspondante du châssis 16 et de la vitre 10. Le profil d'étanchéité avec un capteur de position 28 intégré peut être injecté au cours d'une opération dans un cordon. En résumé, le fonctionnement du procédé selon l'invention sera décrit dans les étapes suivantes. On mesure la résistance entre les extrémités ouvertes 36 des deux conducteurs 30. A la fermeture de la vitre 10, on presse l'un contre l'autre les deux conducteurs 30 en commençant par l'extrémité 34. On compare la diminution de la résistance à une courbe de référence et on associe à chaque valeur de mesure une position de fermeture courante de la vitre 1. De plus, on peut demander la variation de résistance et en cas de dépassement d'un seuil, activer une protection contre le pincement. Une coupure des conducteurs 30 est identifiée par une augmentation brusque de la valeur de la résistance. Le dispositif selon l'invention s'applique de préférence à un toit coulissant ou à un lève-vitre de véhicule automobile ; il est néanmoins applicable également partout où une pièce s'est déplacée le long d'un guide ou moyen de guidage 16 et il est possible d'avoir un guidage unilatéral ou un guidage bilatéral avec deux capteurs de position 28. Les procédé/dispositif selon l'invention s'appliquent également à des applications dans lesquelles la pièce 10 est déplacée sans que cela ne soit par l'intermédiaire d'un entraînement à moteur 18. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif pour déplacer une pièce (10), notamment un toit coulissant ou une fenêtre de véhicule automobile à l'aide d'une unité de commande (39) et d'un capteur de position (28) formé de deux conducteurs électriques (30) essentiellement parallèles, ce capteur étant installé essentiellement le long d'un moyen de guidage (26) guidant la pièce (10) dans sa direction principale de déplacement (11), caractérisé en ce qu' au moins l'un des conducteurs électriques (30) présente une résistance qui augmente selon une fonction déterminée suivant la longueur (32) et le dispositif comporte un dispositif de mesure (38), notamment comme partie de l'unité de commande (39) pour déterminer la résistance et l'associer à une position donnée. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure est branché entre les extrémités (36) des deux conducteurs électriques (30) en un point de fermeture (45) de la pièce (10) et à partir de la résistance mesurée, l'unité de commande (39) calcule la position et compare à une courbe résistance/position, (47) enregistrée en mémoire. 3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins un conducteur électrique (30) est installé élastiquement pour que la pièce (10), lors de la fermeture le long du guide (26), pousse l'un contre l'autre les deux conducteurs électriques (30) pour créer un contact électrique (42) et qu'à l'ouverture le contact (42) est de nouveau interrompu. 4 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux conducteurs électriques (30), parallèles, distants, sont placés dans un profil élastique creux (48). 5 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de position (28) est réalisé sous la forme d'un joint (60) ou est intégré dans un joint (60). 6 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' une matière plastique conductrice électrique, déformable (56), est placée entre les deux conducteurs électriques (30) parallèles, distants, la résistance de cette matière plastique diminuant lors de sa compression. 7 ) Procédé de déplacement d'une pièce (10), notamment d'une pièce (10) à mouvement linéaire selon lequel - la pièce (10) se déplace entre deux positions de fin de course (44,45) et - pendant l'opération de déplacement, deux conducteurs électriques (30), essentiellement parallèles à un guide (26) de la pièce (10), sont installés de manière écartée, de façon à être pressés l'un contre l'autre par la pièce (10) et pour créer ainsi un contact électrique (42), au moins l'un des conducteurs électriques (30) ayant une résistance qui augmente selon une fonction déterminée suivant la longueur (32) du conducteur électrique (30), - une valeur de résistance variable est prise entre les extrémités (36) des deux conducteurs (30), et - on associe la valeur de résistance mesurée à une position déterminée (50) de la pièce (10). 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la résistance mesurée aux extrémités (36) des conducteurs électriques (30), pour la position de fermeture (45) de la pièce (10), diminue à partir d'un état ouvert de la pièce (10) pendant une fermeture non perturbée, en continu, jusqu'à l'état de fermeture. 9 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la résistance d'au moins un conducteur électrique (30), partant de la position ouverte (44), augmente de manière plus que proportionnelle en fonction de sa longueur (32) jusqu'à la position de fermeture (45). 10 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' à l'aide d'une mesure continue de la résistance on vérifie en permanence les deux conducteurs électriques (30) pour en déterminer le fonctionnement correct. 11 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le signal de mesure de résistance sert de paramètre de mesure de la fonction d'une protection anti-pincement. 12 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' à partir de la courbe du signal de la mesure de résistance (57) on détermine le sens du mouvement, la vitesse et l'accélération de la pièce (10).