Brevet FR2838887A1 — publié le 20031024

Gestion de puissance SYSTEME D'ACTIONNEMENT DE SIEGE, A GESTION DE PUISSANCE CONSOMMEE, ET SIEGE UTILISABLE DANS UN TEL SYSTEME La presente invention concerne les systemes d'actionnement de siege(s) par des actionneurs electriques equipant au moins un siege; elle est applicable notamment aux vehicules de transport de passagers et trouve une application particulierement importante dans les avions. Les sieges de passager vent en plusieurs elements (assise, dossier, repose jambes eVou repose pieds), deplacables les uns par rapport aux autres a la demande du passager qui occupe le siege. Au moins dans certaines classes, les sieges vent munis d'actionneurs electriques qui vent commandes par des interrupteurs, places en general sur les accoudoirs. Des modes de commande tres varies existent. Certains sieges comportent des positions preprogrammees et la mise en action d'un interrupteur provoque la venue du siege dans l'une de ces positions. D'autres sieges comportent des actionneurs qui vent commandes dans un sens determine par des interrupteurs et deplacent ltelement correspondent jusquta cessation de 1'action sur 1'interrupteur ou jusqu'a une butee detectee par une surintensite de courant. La puissance appelee par un actionneur pour fonctionner a sa vitesse nominale depend de la constitution du siege et du poids de ltoccupant. L'une et l'autre vent imposes. Par ailleurs, I'instant auquel vent mis en action les differents actionneurs est imprevisible. Or, surtout sur un avion de transport ayant de nombreux passagers, il est souhaitable d'affecter une puissance totale aussi falble que possible aux actionneurs, ce qui implique une puissance totale inferieure a celle qui serait requise pour la mise en oeuvre simultanee de tous les actionneurs a leur vitesse nominale. Une solution qui vient a ltesprit consiste a interdire le fonctionnement d'un nouvel actionneur lorsque la puissance deja appelee par d'autres actionneurs depasse une valeur limite fixee a l'avance. Mais cette solution 2 2838887 donne ['impression au passager d'un defaut de fonctionnement. A l'heure actuelle, I'actionneur est simplement commande en tout ou rien, c'est-adire a sa vitesse nominale ou bien reste inactif. L'invention vise notamment a fournir un systeme d'actionnement de siege(s) repondant au mieux que ceux anterieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet de reduire la puissance maximale necessaire sans pour autant limiter le nombre d'actionneurs simultanement actifs. Wile utilise pour cela la constatation que la puissance consommee par un actionneur depend egalement de sa vitesse. Dans ce but, I'invention propose notamment un systeme d'actionnement comportant plusieurs actionneurs electriques equipant un ou des sieges et ayant: - associe a cheque actionneur, un capteur de vitesse et un module de pilotage de l'actionneur qui a une entree de reception d'une consigne de vitesse et commande la puissance electrique appliquee a 1'actionneur, lorsque l'actionneur est mis en fonctionnement par une commande exterieure, de facon a asservir la vitesse a la consigne, - une source d'alimentation en energie electrique commune a tous les actionneurs, et un bo^'tier de commande determinant, en fonction d'une puissance electrique maximale disponible depuis une source et du courant appele par les modules, la consigne de vitesse transmise a chaque actionneur de fa, con a maintenir la puissance totale appelee dans les limites de la puissance maximale. Le capteur de vitesse peut etre constitue par un detecteur de vitesse. Mais en general on utilise un detecteur de position, numerique ou analogique, associe a un circuit ou un logiciel de calcul de vitesse. En general, le systeme commande un jeu de plusieurs sieges. il peut notamment s'agir d'un bloc de sieges auquel on affecte une puissance electrique maximale. Toutefois, le systeme est egalement applicable a la 3 2838887 commande de plusieurs actionneurs appartenant a un meme siege et susceptibles d'etre mis en aeuvre simultanement. L'invention propose egalement un siege utilisable avec un systeme du genre ci-dessus defini, notamment pour avion de transport de passagers, comprenant plusieurs elements, tels qu'une assise, un dossier, un repose jambes eVou un repose pieds, depla,cables les uns par rapport aux autres a la demande du passager qui occupe le siege, par plusieurs actionneurs electriques rotatifs ou lineaires a vitesse reglable, comprenant, associe a chaque actionneur, un capteur de vitesse et un module de pilotage de I'actionneur qui a une entree de reception d'une consigne de vitesse et commande la puissance electrique appliquee a l'actionneur, lorsque l'actionneur est mis en fonctionnement par une commande exterieure, de fac,on a asservir la vitesse effective de l'actionneur a la consigne. Les actionneurs peuvent etre de types tres divers, et commandes soit par une tension variable, soit par une tension constante avec modulation de largeur d'impulsions. On peut en particulier utiliser des moteurs a courant continu a commutation electronique et des moteurs pas a pas a frequence de commande suffisante pour que le mouvement des elements du siege paraisse continu. On peut egalement utiliser des moteurs a effet piezoelectrique, tels que coux decrits dans la demande de brevet FR 97 02683. Le systeme suivant ['invention permet de commander a tout moment des actionneurs en nombre quelconque, mais commande la vitesse des differents actionneurs dans une plage qui peut aller de zero jusqu'a la vitesse nominale (voir meme au-dela de cette vitesse) en maintenant la puissance totale consommee au-dessous d'une valeur plafond. Ainsi, chacun des passagers provoque a tout moment les deplacements qu'il souhaite sans retard, mais a une vitesse qui depend du nombre d'actionneurs simultanes alimentes. 11 est possible de favoriser certains actionneurs (par exemple ceux qui commandant l'inclinaison du dossier des sieges) aux depends d'autres 4 2838887 actionneurs. Toutefois, il est preferable de prevoir une consigne de vitesse de deplacement minimale pour chaque type de mouvement, pour eviter des interruptions. II est preferable de maintenir la meme consigne de vitesse pour un actionneur donne une fois qu'il a ete mis en mouvement et jusqu'a arret de sa commande ou venue en butee, cela afin d'eviter la sensation d'inconfort que donneraient des accelerations et decelerations au cours du mouvement. II sera cependant souvent avantageux de permettre des variations moderees (typiquement de pas plus de 15 % de la vitesse nominale), des consignee de vitesse, par exemple par rafrachissement periodique des consignee de lO vitesse envoyees aux actionneurs deja en fonctionnement. Les caracteristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparatront mieux a la lecture de la description qui suit de modes particuliers de realisation, donnes a titres d'exemples non limitatifs. La description se refere aux dessins qui l'accompagne, dans lesquels: - la figure 1 est un schema montrant ['architecture generale d'un systeme selon un mode particulier de realisation; - la figure 2 montre schematiquement plusieurs actionneurs pouvant equiper le meme siege; et - la figure 3 est un synoptique simplifie destine a faire appara^'tre un algorithme possible de gestion de puissance. Le systeme dont une fraction est montree en figure 1 est destine a gerer la puissance appliquee a des actionneurs A1, A2,....Am de plusieurs sieges S1, S2,....Sn. Seuls les actionneurs A1 et A2 avec leurs elements associes vent representes. Le systeme peut etre regarde comme comprenant une source d'alimentation generale 10, par exemple en courant continu a 24 ou 36 Volts. Dans le mode de realisation illustre, un bo'^tier central 12 a pour fonction d'adresser, a ['ensemble des actionneurs, un meme signal representant la fraction x de la vitesse nominale que doit prendre chacun des actionneurs mis en action. Par exemple, un meme siege peut comporter un actionneur A1 d'inclinaison du dossier 16, un actionneur A2 dorientation dun 2838887 repose jambes 18 et un actionneur A3 d'extension d'un repose pieds 20 (figure 2). Dans une variante de realisation, le bo^tier central 12 est prevu pour donner des consignee de reduction de vitesse par rapport a la vitesse S nominale differentes suivant la nature des actionneurs. Par exempie, s'il est necessaire de reduire la puissance consommee, le bo^'tier central 12 peut adresser, soit par des lignes differentes, soit en multiplexage temporel des consignee de reduction differentes pour l'actionneur de dossier, I'actionneur de repose jambes et l'actionneur de repose pieds, pour lequel la reduction par rapport a la vitesse nominale peut etre plus forte que pour les autres. Le bo^'tier central de commande comporte une memoire dans laquelle est memorisee la puissance Pmax disponible depuis la source. Cette puissance maximale peut etre un maximum que peut fournir la source; mats, lorsque la source est commune a plusieurs systemes, Pmax peut representer une puissance maximale que le systeme ne doit pas depasser, pour ne pas gener le fonctionnement d'autres systemes. A chaque actionneur est associe un capteur de vitesse V1, V2,...Vm. Comme indique plus haut il s'agit soit d'un detecteur fournissant directement un signal de sortie representatif de la vitesse de fonctionnement de I'actionneur correspondent, soit d'un detecteur de position associe a un circuit derivateur. A chaque actionneur est egalement associe un module de pilotage D1, D2,...., Dm dont la fonction est d'asservir la vitesse de deplacement de l'actionneur a une consigne, represente par exemple par une fraction x d'une vitesse nominale du capteur. Le module re,coit la consigne C1, C2, Cm du bo^tier central 12 sous forme analogique ou sous forme numerique. II peut egalement etre prevu pour envoyer un signal d'accuse de reception ou d'execution au bo'^tier central 12. Le mode d'asservissement depend du type d'actionneur utilise. Ce mode d'asservissement peut etre classique. Le bo^'tier central 12 peut etre regarde comme comprenant des moyens, materiels ou logiciels, de determination de la puissance electrique totale 6 2838887 appelee par les actionneurs en fonctionnement. Cette mesure peut s'effectuer notamment par mesure du courant provenant de la source d'alimentation 10 ou par addition des appels de courant par les differents modules de pilotage. Dans le cas illustre, le bo^'tier central de commande 12 fournit, sur une ligne 14, une consigne de vitesse commune, representative de la fraction x de la vitesse nominale des actionneurs, sous forme analogique ou numerique. Dans une variante, plusieurs lignes de sortie permettent de fournir des - consignes differentes aux modules des actionneurs de differentes natures. Dans une autre variante, les modules de pilotage D1,... Dm vent individuellement adressables et re,colvent des consignee differentes sous forme numerique. L'algorithme de gestion peut etre celui schematise sur la figure 3, sur lequel n'est represente completement que la commande de l'actionneur A1. La puissance maximum P max dediee au systeme est stockee en 20. Cette puissance peut etre fixee une fois pour toutes ou etre modulee en fonction de parametres exterieurs, par exemple de la phase de vol d'un aeronef. La puissance effectivement appelee est calculee egalement en 20, par exemple a partir d'informations provenant des differents actionneurs et par mesure directe sur la sortie de la source 10 vers le systeme. Un test est effectue en 22 pour determiner si la puissance totale appelee P est superieure a Pmax. Dans la negative, le calcul est simplement repete et il y a emission de valeurs de consigne x1, x2,... de 100% vers les differents modules de commande. Si au contraire P est superieur a Pmax, un test est effectue en 24. II consiste a determiner si une autorisation de modification des valeurs de consigne est acceptable a un- instant donne. Cette autorisation peut etre conditionnee par une frequence maximale de modification de la consigne, et l'autorisation est alors fournie par une base de temps. Lorsque l'autorisation est donnee, un signal de validation est adresse aux differents ensembles actionneur- module de pilotage-capteur. Les valeurs de consigne x1, x2,..., xm de la consigne x vent memorises, par exemple en 26. Bien que l'on puisse prevoir que la consigne x puisse prendre n'importe queue valeur entre un minimum xa (par 7 2838887 exemple de 10% de la vitesse nominale) et 100 %, il sera souvent preferable de ne prevoir que des valeurs discretes de la consigne, par exemple par paliers de 10 % de la vitesse nominale. Sur chaque actionneur, un test est effectue pour determiner si la valeur de consigne fournie est bien superieure a la valeur minimum xa acceptee. Dans ['affirmative, la boucle d'asservissement a la consigne est mise en oeuvre pour ramener la vitesse (done reduire la consommation) a une fraction x1 de la vitesse nominale. L'invention est susceptible de tres nombreuses variantes d'execution. Une priorite peut etre donnee a certains actionneurs. II est meme possible de maintenir certains actionneurs a leur vitesse de consigne et de ne piloter que les autres. En particulier, le systeme peut etre prevu pour n'agir que sur les actionneurs de plus forte consommation ou sur ceux pouvant tolerer des variations de vitesse importantes. REVENDICATIONS 1. Systeme d'actionnement comportant plusieurs actionneurs electriques equipant un ou des siege(s) et ayant: - associe a chaque actionneur (A1, A2, Am), un capteur de vitesse et un module (D1,...,Dm) de pilotage de l'actionneur qui a une entree de reception d'une consigne de vitesse et commande la puissance electrique appliquee a l'actionneur, lorsque l'actionneur est mis en fonctionnement par une commande exterieure, de fa, con a asservir la vitesse a la consigne, - une source d'alimentation en energie electrique commune a tous les actionneurs, et - un bo'^tier de commande (12) determinant, en fonction d'une puissance electrique maximale disponible depuis une source et du courant appele par les modules, la consigne de vitesse transmise a chaque actionneur de fa,con a maintenir la puissance appelee dans les limites de la puissance maximale. 2. Systeme d'actionnement suivant la revendication 1, caracterise en ce que cheque module de pilotage est prevu pour n'admettre qu'une consigne de vitesse au moins egale a une fraction minimum determinee d'une vitesse nominale de fonctionnement. 3. Systeme d'actionnement suivant la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que le bo^'tier de commande est prevu pour adresser des consignee de vitesse differentes aux actionneurs de differents types d'un meme siege. 4. Systdme d'actionnement suivant la revendication 1, 2 ou 3, caracterise en ce que le bo^tier est prevu pour maintenir la meme consigne de vitesse pour un actionneur donnee une fois qutil a ete mis en mouvement et jusqu'a arret de sa commande ou venue en butee. 5. Systeme d'actionnement suivant la revendication 1, caracterise en ce que le bo^'tier de commande est prevu pour effectuer un rafrachissement periodique des consignee de vitesse envoyees aux actionneurs, cheque fois 9 2838887 avec une variation de consigne ne depassant pas 10 % de la vitesse nominale. 6. Systeme selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise en ce que le capteur de vitesse est soit un detecteur fournissant directement un signal de vitesse, soit un detecteur de position associe a un circuit ou logiciel de derivation. 7. Siege pour avion de transport de passager, comprenant plusieurs elements, tels qu'une assise, un dossier (16), un repose jambes (18) et/ou un repose pieds (20), depla,cables les uns par rapport aux autres, a la demande du passager qui occupe le siege, par plusieurs actionneurs electriques rotatifs ou lineaires a vitesse reglable, comprenant, associe a chaque actionneur, un capteur de vitesse et un module de pilotage de l'actionneur qui a une entree de reception d'une consigne de vitesse et commande la puissance electrique appliquee a l'actionneur, lorsque l'actionneur est mis en fonctionnement par une commande exterieure, de fa,con a asservir la vitesse a la consigne. 8. Siege suivant la revendication 7, caracterise en ce que le capteur de vitesse est soit un detecteur fournissant directement un signal de vitesse, soit un detecteur de position associe a un circuit ou logiciel de derivation.