Brevet FR2859051A1 — publié le 20050225

DISPOSITIF DE COMMANDE D'ENTRAÎNEMENT DE PORTE DE VÉHICULE La présente invention se rapporte à un dispositif de commande d'entraînement de porte de véhicule, qui comporte un moteur pour entraîner une porte de véhicule, un onduleur pour fournir de la puissance électrique au moteur, et un convertisseur amplificateur pour régénérer une source de courant. Comme dispositif de commande d'entraînement de porte de io véhicule classique, comme décrit dans le Document Yoshihiko Sato et trois autres Development of linear motor drive door system for commuter train , documentations fournies à la Convention tenue par Industrial Application Section de L'Institut of Electrical Engineers du Japon, en 1999, The Institut of Electrical Engineers of Japan, 1999, pages 359 à 362, il est connu un dispositif de commande dans lequel un onduleur reçoit une alimentation en courant électrique continu d'un panneau de distribution du véhicule en réponse à une instruction d'ouverture/fermeture de porte et l'onduleur entraîne un moteur de manière à ouvrir ou fermer une porte. Dans le document mentionné ci-dessus de l'art antérieur, la tension de sortie maximum de l'onduleur est proportionnelle à la tension de source de courant du panneau de distribution de véhicule et par conséquent, lorsque la tension de source de courant est abaissée, la tension maximum qui peut être fournie au moteur de l'onduleur est abaissée. En outre, il est nécessaire d'augmenter un courant nominal du moteur pour obtenir une sortie du moteur donnée. Ceci augmente un diamètre de fils électriques qui fournissent de la puissance électrique de l'onduleur au moteur et par conséquent le poids des fils électriques est augmenté et ceci a empêché la réduction de poids du véhicule. Par conséquent, un but de la présente invention est de mettre à 3o disposition un dispositif de commande d'entraînement de porte de véhicule, qui permet d'appliquer une tension de sortie maximum de l'onduleur à un moteur sans recevoir l'influence de fluctuations d'une tension de source de courant, en fournissant la tension de source de courant à l'onduleur après amplification de la tension de source de courant par un convertisseur et, par conséquent, une sortie de moteur donnée est garantie, tout en supprimant un courant nominal d'un moteur à une valeur petite, un diamètre de fils électriques pour fournir de la puissance ou du courant électrique étant ainsi réduit pour ainsi conduire à la réduction d'un poids de fils électriques et à la réduction de poids d'un véhicule et en outre à la réduction de la o consommation de puissance. Pour atteindre l'objectif mentionné ci-dessus, conformément à un premier aspect de l'invention, il est mis à disposition un dispositif de commande d'entraînement de porte de véhicule qui comporte un moteur pour ouvrir ou fermer une porte de véhicule connectée au moteur en appliquant une force d'entraînement à la porte de véhicule, un onduleur pour fournir du courant électrique au moteur, un convertisseur ayant des fonctions d'amplification d'une tension de source de courant continu et de fourniture de la tension à l'onduleur et de récupération d'un courant électrique fourni au convertisseur à partir du moteur par l'intermédiaire de l'onduleur dans la source de courant continu, et une partie de commande d'entraînement destinée à commander des fonctionnements du convertisseur et de l'onduleur en réponse à une instruction d'ouverture/fermeture de porte. Conformément à un deuxième aspect de l'invention, en ce qui concerne le dispositif de commande d'entraînement de porte de véhicule mentionné cidessus du premier aspect de l'invention, le dispositif de commande comporte en outre un dispositif de blocage qui fixe mécaniquement la porte dans un état fermé, un détecteur de position fermée de porte qui détecte une position fermée de porte, et des moyens de calcul de position qui détectent une position de porte, dans lequel, lorsqu'il est détecté que la porte est dans un état complètement fermé ou dans un état complètement ouvert en réponse à un signal de sortie du dispositif de blocage, du détecteur de position fermée de porte ou du moyen de calcul de position, les fonctionnements de l'onduleur et du convertisseur sont arrêtés et lorsque l'instruction d'ouverture/fermeture de porte passe dans un état dans lequel l'onduleur et le convertisseur sont arrêtés et qu'il est détecté que la porte n'est ni dans l'état complètement fermé ni dans l'état complètement ouvert, les fonctionnements de l'onduleur et du convertisseur sont redémarrés et la porte est entraînée en réponse à une instruction d'ouverture/fermeture. Conformément à un troisième aspect de l'invention, en ce qui concerne le dispositif de commande d'entraînement de porte de véhicule s mentionné cidessus et suivant le second aspect de l'invention, lorsqu'il est détecté que la porte est soit dans l'état totalement fermé soit dans l'état complètement ouvert, l'entraînement du convertisseur est arrêté après un laps de temps déterminé à l'avance à partir de l'instant où a été arrêté le fonctionnement de l'onduleur. i o Conformément au premier aspect mentionné ci-dessus de l'invention, en amplifiant la tension de source de courant continu en utilisant le convertisseur, il est possible de régler la tension de sortie maximum de l'onduleur à une valeur souhaitée indépendamment de la fluctuation de la tension de la source de courant. Par conséquent, comparé à l'art antérieur is dans lequel la tension de sortie maximum de l'onduleur est déterminée sur la base de la tension de la source de courant, il est possible d'augmenter la tension nominale de manière à abaisser le courant nominal pour obtenir la même sortie nominale, le diamètre de fils allant de l'onduleur au moteur pouvant ainsi être réduit pour ainsi diminuer le poids de fils, ce qui entraîne la réduction de poids du véhicule. En outre, comme le moteur fonctionne en générateur, l'énergie cinétique de la porte qui est produite au moment de la décélération de la porte est convertie en l'énergie électrique. L'énergie électrique est redressée par l'onduleur, et l'énergie électrique redressée charge un condensateur. Comme le convertisseur fonctionne pour commander la tension du condensateur pour la rendre uniforme, l'énergie électrique est régénérée à la source de courant continu. Ainsi, la consommation de courant peut être diminuée de manière efficace. Conformément au deuxième aspect de l'invention, puisque 3o l'onduleur et le convertisseur sont en fonctionnement uniquement au moment de l'ouverture/fermeture de la porte, la consommation de puissance électrique non nécessaire peut être empêchée. 1 En outre, conformément au troisième aspect de l'invention, en continuant l'opération du convertisseur pendant une durée fixe, même après l'arrêt de l'onduleur, même lorsqu'il devient nécessaire d'entraîner la porte en faisant fonctionner l'onduleur dans un cas d'urgence, il est possible de garantir la tension à courant continu de l'invention en utilisant la sortie du convertisseur. Des modes de réalisation de l'invention sont décrits ci-après en liaison avec les dessins annexés. La Figure 1 est une vue d'ensemble représentant le premier mode de réalisation de l'invention. La Figure 2 est une vue d'ensemble représentant le deuxième mode de réalisation de l'invention. La Figure 3 est un organigramme représentant le fonctionnement o d'une unité d'arithmétique d'entraînement de porte conforme au deuxième mode de réalisation. La Figure 1 est une vue d'ensemble représentant le premier mode de réalisation de l'invention. À la Figure 1, la référence numérique 1 désigne une source de courant continu, telle qu'une batterie, la référence numérique 2 is désigne un convertisseur à amplification réversible de courant qui effectue la conversion courant continu-courant continu d'une tension de la source 1 à courant continu de manière à amplifier la tension à une valeur donnée, la référence numérique 3 désigne un détecteur de tension qui détecte une tension de sortie du convertisseur 2, la référence numérique 4 désigne un condensateur électrolytique qui met à niveau la tension de sortie du convertisseur 2, la référence numérique 5 désigne un onduleur triphasé qui convertit la tension à courant continu du condensateur 4 électrolytique en une tension à courant alternatif donnée et fournit la tension à courant alternatif à un moteur linéaire, la référence numérique 6 désigne le moteur linéaire qui entraîne une porte 7 de véhicule, la référence numérique 5a désigne des fils pour fournir de la puissance électrique de l'onduleur 5 au moteur 6 linéaire, la référence numérique 8 désigne une partie de connexion qui transmet une force de poussée du moteur 6 linéaire à la porte 7 et relie une partie mobile du moteur 6 linéaire et la porte 7, et la référence numérique 9 désigne un codeur 3o qui détecte la position de la partie mobile du moteur 6 linéaire. En outre, la référence numérique 10 désigne une partie de commande d'entraînement qui commande le convertisseur 2 et l'onduleur 5. La partie 10 de commande d'entraînement est constituée d'une unité 11 arithmétique d'entraînement de porte qui donne une instruction de fonctionnement au convertisseur 2 et à l'onduleur 5 pour déplacer la porte 7 en réponse à une instruction d'ouverture/fermeture de porte, une unité 12 arithmétique d'entraînement de convertisseur qui effectue le calcul pour entraîner le convertisseur 2 en réponse à des signaux de sortie de l'unité 11 arithmétique d'entraînement de porte et du détecteur 3 de tension, une unité 13 arithmétique de position qui calcule les positions de la partie mobile du moteur 5 linéaire de la porte 7 en réponse à un signal de sortie du codeur 9 et une unité 14 arithmétique d'entraînement d'onduleur pour effectuer un calcul pour le fonctionnement de l'onduleur 5 en réponse à des signaux de sortie de l'unité 11 arithmétique d'entraînement de porte, du détecteur 3 de tension et de l'unité 13 arithmétique de position. io On décrit maintenant, la manière de faire fonctionner ce mode de réalisation. On considère ici, un cas dans lequel la porte 7 passe de la position fermée à la position ouverte et s'arrête à la position ouverte. L'instruction d'ouverture/fermeture de la porte 7 est modifiée à partir de l'instruction de fermeture de porte vers l'instruction d'ouverture de porte et par conséquent l'unité 11 arithmétique d'entraînement de porte donne l'instruction de fonctionnement à l'unité 12 arithmétique d'entraînement de convertisseur et à l'unité 14 arithmétique d'entraînement d'onduleur. L'unité 12 arithmétique d'entraînement de convertisseur fait fonctionner le convertisseur 2 en utilisant la sortie du détecteur 3 de tension de sorte que la tension de la source 1 de courant continu est amplifiée à une valeur de tension souhaitée. En outre, l'unité 14 arithmétique d'entraînement d'onduleur fait fonctionner l'onduleur 5 de sorte que la partie mobile du moteur 6 linéaire est déplacée dans la direction d'ouverture de manière à modifier la position de la porte 7 qui correspond à ce que la sortie de l'unité 13 arithmétique de position va à la position ouverte. Lorsque l'unité 14 arithmétique d'entraînement d'onduleur détecte que la porte 7 arrive au voisinage de la position ouverte en utilisant la sortie de l'unité 13 arithmétique de position, l'unité 14 arithmétique d'entraînement 3o d'onduleur effectue une commande de l'onduleur 5 de manière à décélérer la vitesse de la partie mobile du moteur 6 linéaire pour arrêter la porte 7. En même temps que cette décélération du moteur 6 linéaire, l'énergie cinétique que possédait la porte 7 est fournie au convertisseur 2 par l'intermédiaire de l'onduleur 5 et est récupérée vers la source 1 de courant continu en raison du fonctionnement réversible en courant du convertisseur 2. En général, lorsque le moteur linéaire est utilisé comme force d'entraînement du fonctionnement d'ouverture/fermeture de la porte, il est possible d'effectuer le mouvement linéaire de la porte en diminuant le nombre de pièces de mécanisme comparé à un moteur de type rotatif et par conséquent la perte aux pièces de mécanisme pendant les fonctionnements d'ouverture/fermeture peut être diminuée. Par conséquent, lorsque le moteur de type rotatif est utilisé, l'énergie cinétique au moment de la décélération de la porte est sensiblement complètement consommée en tant que perte aux pièces de mécanisme. Au i o contraire, lorsque le moteur linéaire est utilisé, comme la perte aux pièces de mécanisme est petite, la puissance électrique produite par l'énergie cinétique au moment de la décélération peut être récupérée à la source de courant comme décrit dans ce mode de réalisation. En outre, en raison de la présence du convertisseur 2 à is amplification, il est possible d'appliquer la tension à courant continu sensiblement fixe à l'onduleur 5 sans être influencé par la fluctuation de la tension de la source 1 à courant continu et par conséquent la tension de sortie maximum de l'onduleur 5 peut toujours être appliquée au moteur 6 linéaire, une tension nominale du moteur 6 linéaire pouvant ainsi être augmentée et un courant nominal pour obtenir une sortie nominale donnée pouvant être diminué. Par conséquent, un diamètre de fils 5a pour fournir de courant électrique de l'onduleur 5 vers le moteur 6 linéaire peut être diminué et par conséquent un poids de fils peut être diminué et finalement un poids du véhicule peut être réduit. Ensuite, la Figure 2 est une vue d'ensemble représentant le deuxième mode de réalisation de l'invention. Comparé au premier mode de réalisation représenté à la Figure 1, dans ce mode de réalisation, un dispositif 15 de blocage qui bloque mécaniquement et automatiquement une porte 7 et un détecteur 16 de position de porte fermée qui détecte que la 3o porte 7 est dans un état complètement fermé sont prévus en plus au voisinage de la porte 7. Ici, la référence numérique 10A désigne une partie de commande d'entraînement. La Figure 3 est un organigramme représentant le fonctionnement d'une unité 11 arithmétique d'entraînement de porte dans le deuxième mode de réalisation. Lorsque l'instruction de fermeture de porte est introduite et que la porte 7 est à l'état complètement fermé, des signaux de sortie sont reçues à la fois du dispositif 15 de blocage et du détecteur 16 de position de fermeture de porte (Si oui, S2 oui). Lorsqu'une instruction d'ouverture de porte est entrée à la place de l'instruction de fermeture de porte en ce qui concerne la porte 7 (Si non) , l'unité 11 arithmétique d'entraînement de porte juge que la porte 7 n'est pas à la position complètement ouverte en réponse à un signal de sortie de l'unité 13 arithmétique de position (S14 non), et l'unité 12 arithmétique o d'entraînement de convertisseur met en marche le convertisseur 2 de manière à effectuer le fonctionnement d'amplification et simultanément remet à zéro un dispositif de synchronisation de fermeture ou OFF (S19 à S21). Lorsqu'une tension de sortie du convertisseur 2 atteint une valeur de référence nécessaire pour faire fonctionner l'onduleur 5 (S22 oui), l'unité 14 arithmétique d'entraînement d'onduleur met en marche l'onduleur 5 de manière à entraîner le moteur 6 linéaire de sorte que le fonctionnement d'ouverture de la porte 7 est effectué (S23 à S25). Au moment où la porte 7 atteint la position complètement ouverte de porte, l'onduleur 5 est arrêté (S14 oui, S15) et le convertisseur 2 est arrêté après qu'une valeur de dispositif de synchronisation de fermeture ou OFF a laissé écouler un deuxième temps réglé (S16 oui, S17). Dans ce cas, pour entraîner immédiatement la porte 7 lorsque la porte 7 se déplace dans la direction de fermeture en raison de l'inclinaison d'un véhicule, d'une erreur ou analogue dans un état où la porte 7 est complètement ouverte, il est possible de prolonger suffisamment le deuxième temps réglé de manière à empêcher l'arrêt du fonctionnement du convertisseur 2 même après l'arrêt de l'onduleur 5. Dans ce cas, lorsque la valeur du dispositif de synchronisation de fermeture ou OFF n'atteint pas le deuxième instant réglé, la valeur du dispositif de synchronisation OFF ou de fermeture est ajoutée et ce cycle de 3o commande est terminé (S18). On décrit maintenant, la manière de faire fonctionner dans laquelle la porte 7 prend l'état complètement fermé à partir de l'état complètement ouvert en réponse à l'instruction de fermeture de porte. Lorsque l'instruction de fermeture de porte est introduite à la place de l'instruction d'ouverture de porte (Si oui), il n'y a pas de signal de sortie de à la fois le dispositif 15 de blocage et du détecteur 16 de position de fermeture et par conséquent il est décidé que la porte n'est pas dans l'état complètement fermé (S2 non), et par conséquent l'unité 12 arithmétique d'entraînement de convertisseur met en marche le convertisseur 2 pour faire en sorte que le convertisseur 2 effectue une opération d'amplification et simultanément le dispositif de synchronisation OFF ou de fermeture est effacé et mis à zéro (S7 à S9). Ensuite, lorsque la tension de sortie du convertisseur 2 atteint la valeur de référence nécessaire pour le fonctionnement de l'onduleur 5 (S10 oui), l'unité 14 arithmétique d'entraînement d'onduleur met en marche l'onduleur 5 de manière à entraîner le moteur 6 linéaire pour ainsi effectuer l'opération de fermeture de la porte 7 (S11 à s13). Lors de la détection de la production de signaux de sortie de à la fois le dispositif 15 de blocage et du détecteur 7 de position de fermeture de porte, il est décidé que la porte est à l'état complètement fermé et simultanément l'unité 14 arithmétique d'entraînement d'onduleur ferme l'onduleur 5 (S2 oui, S3) et le convertisseur 2 est également arrêté après l'écoulement d'un premier temps réglé (S4 oui, S5). Dans ce cas, lorsque la valeur du dispositif de synchronisation OFF ou de fermeture n'atteint pas la première durée réglée, la valeur du dispositif de synchronisation OFF est ajoutée et ce cycle de commande est terminé (S6). De cette manière, conformément à ce mode de réalisation, lorsque le fonctionnement d'ouverture/fermeture de la porte 7 par le moteur 6 linéaire n'est pas effectué, les fonctionnements de l'onduleur 5 et du convertisseur 2 sont arrêtés (S2 oui, S3 à S5 et S14 oui, S15 à S17) et par conséquent la consommation de courant peut être diminuée. EXPLICATION DE L'ORGANIGRAMME DE LA FIGURE 3 S1: instruction d'ouverture/fermeture de porte = instruction de fermeture ? S2: position de fermeture de porte détectée et blocage détecté ? 3o S3: fermer l'onduleur S4: dispositif de synchronisation de fermeture ou OFF première valeur de réglage ? S5: fermeture du convertisseur S6: ajoute valeur de dispositif de synchronisation de fermeture S7: convertisseur fermé ? S8: ouverture du convertisseur S9: effacement du dispositif de synchronisation de fermeture S10: tension de sortie du convertisseur valeur de référence ? S11: onduleur fermé S12: ouverture de l'onduleur s S13: fonctionnement de fermeture de porte S14: porte dans une position complètement ouverte ? S15: ferme l'onduleur S16: valeur du dispositif de synchronisation de fermeture deuxième valeur de réglage ? io S17: ferme le convertisseur S18: ajoute valeur de dispositif de synchronisation de fermeture S19: convertisseur fermé ? S20: met en marche le convertisseur S21: efface le dispositif de synchronisation OFF S22: tension de sortie du convertisseur valeur de référence ? S23: onduleur fermé ? S24: mise en marche de l'onduleur S25: fonctionnement d'ouverture de porte. io REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'entraînement de porte de véhicule comportant: un moteur linéaire(6) pour ouvrir ou fermer une porte (7) de 5 véhicule connectée au moteur (6) linéaire en appliquant une force d'entraînement à la porte (7) de véhicule; et un onduleur (5) pour fournir du courant électrique au moteur (6) linéaire caractérisé par un convertisseur ayant des fonctions d'amplification io d'une tension de source de courant continu et de fourniture de la tension à l'onduleur (5) et de récupérateur d'un courant électrique fourni au convertisseur à partir du moteur linéaire par l'intermédiaire de l'onduleur dans la source de courant continu; et une partie (10, 10A) de commande d'entraînement destinée à 15 commander des fonctionnements du convertisseur et de l'onduleur en réponse à une instruction d'ouverture/fermeture de porte. 2. Dispositif de commande d'entraînement de porte de véhicule suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte en outre un dispositif (15) de blocage qui fixe mécaniquement la porte (7) dans un état fermé, un détecteur (16) de position de fermeture de porte qui détecte une position de fermeture de porte, et des moyens de calcul de position qui détectent une position de porte, lorsqu'il est détecté que la porte est dans un état complètement fermé ou dans un état complètement ouvert en réponse à un signal de sortie du dispositif (15) de blocage, du détecteur de position de fermeture de porte ou des moyens de calcul de position, le fonctionnement de l'onduleur et du convertisseur est arrêté, et lorsque l'instruction d'ouverture/fermeture de porte passe dans un état où l'onduleur et le convertisseur sont arrêtés et qu'il est détecté que la 3o porte n'est ni dans un état complètement fermé ni dans l'état complètement ouvert, le fonctionnement de l'onduleur et du convertisseur est redémarré et la porte (7) est entraînée en réponse à une instruction d'ouverture/fermeture. 3. Dispositif de commande d'entraînement de porte de véhicule suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, lorsqu'il est détecté que la porte (7) est soit dans l'état complètement fermé soit dans l'état complètement ouvert, l'entraînement du convertisseur est arrêté après l'écoulement d'une durée déterminée à l'avance à partir de l'arrêt de fonctionnement de l'onduleur (5).