Brevet FR2869349A1 — publié le 20051028

PROCEDE DE COMMANDE DU MOUVEMENT D'UN TABLIER DE VOLET ROULANT ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN UVRE DU PROCEDE L'invention se rapporte au domaine technique des moyens de commande du déplacement de tabliers de volets roulants, entraînés par un moteur 5 électrique. Les tabliers de volets roulants, fixés par leur bord supérieur à un arbre entraîné par le moteur électrique ont un poids tel que le temps de montée du tablier est différent de celui de descente. Selon une technique ancienne, l'utilisateur actionne un interrupteur 10 lorsqu'il constate visuellement ou au bruit fait par le moteur que le tablier a atteint sa position extrême haute ou basse. Un procédé plus récent fait appel à des butées mécaniques avec réglage par vis sans fin. Les butées mécaniques sont parfois difficiles à régler correctement, pour un non-bricoleur. Tel est notamment le cas lorsque le moteur peut être monté à droite ou à gauche, en extérieur ou en intérieur: un nonbricoleur pourra facilement se tromper entre les quatre configurations possibles pour les butées, une seule option convenant pour le montage choisi, par exemple moteur à droite de l'arbre d'entraînement, enroulement interne. On connaît par ailleurs, dans l'art antérieur, différents moyens de détection électronique des fins de courses haute et basse des tabliers de volet roulant: mesure du surcouple par mesure du déphasage courant/tension aux bornes des enroulements du moteur d'entraînement, détection d'une brusque variation de vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement, mesure du temps de descente ou de montée du tablier. Le dispositif décrit dans le document DE-196.10.877 met en oeuvre une barre de torsion agissant sur deux jauges de contrainte, par exemple capteurs piezo électriques. Le dispositif décrit dans le document EP-0.822.316 met en oeuvre un 30 ressort s'opposant à la rotation du carter du moteur, cette rotation étant détectée par des capteurs optiques ou un capteur de déplacement angulaire. Le dispositif décrit dans le document EP-0.703.344 met en oeuvre deux ressorts s'opposant à la rotation du carter du moteur, rotation qui agit directement sur deux interrupteurs contrôlant l'alimentation du moteur. Dans le cas d'un moteur asynchrone monophasé à condensateur de déphasage, la tension mesurée aux bornes de ce condensateur (DE-27.26.296, DE-31.30. 035), la tension de démarrage sur l'enroulement du moteur que l'on compare à la tension d'alimentation (US-4.196.462) ou la tension aux bornes auxiliaires du moteur, ou bien encore les courants dans l'enroulement principal et dans l'enroulement auxiliaire ont été utilisés pour déterminer le seuil de couple, de fin de course. L'analyse de la variation de couple a été également proposée (FR-98.07822). Lorsque le moteur est asynchrone monophasé à deux enroulements dont l'un joue le rôle d'enroulement auxiliaire et condensateur de déphasage, arrêtant le moteur lorsque le couple résistant atteint une valeur déterminée, la tension aux bornes de l'enroulement auxiliaire est conventionnellement utilisée comme valeur représentative de la variation de couple (DE-42.11495, DE-43.12.987, DE-27.26.696, EP-1.187.289) Si le moteur d'entraînement chauffe, par suite d'un usage intensif, les temps de montée et descente du tablier de volet roulant vont être réduits. Une température interne de 150 C peut être atteinte en 4 minutes pour un moteur asynchrone branché sur secteur et délivrant un couple compris entre 7 et 45 Nm. Pour la mesure de vitesse de rotation d'un arbre, on connaît en soit le montage d'un codeur en forme de disque annulaire, aimanté sur l'une de ses faces, par exemple en plastoferrite. Les transitions magnétiques définies entre les secteurs de polarité Nord et les secteurs de polarité Sud sont portés par des rayons de l'anneau codeur. L'aimant multipolaire est ainsi formé de 2m secteurs circulaires ou pôles d'angles rr/m, de polarités alternativement opposées, qui déterminent m périodes sectorielles de 2 rr/m de valeur angulaire. Deux éléments sensibles, à effet Hall ou à magnétorésistance, sont placés en face du codeur aimanté annulaire. Ces deux éléments sensibles sont distants d'une valeur d et conventionnellement placés sur un même cercle CL de rayon de lecture R et sont en quadrature géométrique dans le champ magnétique du lecteur (d = 2R sin [(2m + 1) rr/4m]). De tels montage à codeur annulaire magnétique et capteurs Hall sont 5 commercialisés depuis près de dix ans par les fabricants de roulements SNR ou SKF. Le document EP-0.965.724, déposé en 1999 par la société DEPRAT décrit l'utilisation de ces montages connus antérieurement pour la commande du mouvement de tabliers de volets roulants. Plus précisément, ce document EP-0.965.724 décrit une pièce annulaire dans laquelle est logée une couronne aimantée comprenant une succession de pôles Nord et Sud alternés, cette couronne étant en caoutchouc magnétique, deux capteurs inductifs à effet Hall étant placés en regard des pôles Nord et Sud de la couronne aimantée, la pièce annulaire ainsi instrumentée étant clavetée sur le tambour de volet roulant. On peut se référer également au document FR-2.673.234 de 1991 qui décrit un montage très semblable à celui du document EP-0.965.724 de 1996, ou aux documents EP-0.552.459, DE-43.11.267. Le dispositif décrit dans les documents FR-2.673.234 ou EP-0.965.724 20 est onéreux, en particulier pour ce qui est de la couronne d'aimants en plastoferrite ou caoutchouc magnétisé. La demanderesse a recherché une solution alternative, plus simple, n'utilisant qu'un seul plot aimanté ou une pluralité de plots aimantés distincts. La demanderesse a par ailleurs recherché une solution qui soit directement compatible avec les moteurs du commerce, de sorte à pouvoir installer des moyens de contrôle de montée ou descente de tablier de volet roulant, par un particulier non professionnel et peu bricoleur, sur bâtiment neuf ou sur installation de volet roulant existant, en rénovation. A ces fins, l'invention se rapporte, selon un premier aspect à un procédé 30 de commande du mouvement d'un tablier de volet roulant comprenant: 2869349 4 une mesure du nombre d'impulsions directement proportionnel au nombre de tours de l'arbre d'entraînement dudit tablier et, simultanément; une mesure du temps s'écoulant pendant une descente et une remontée complète du tablier, cette base du temps ayant une fréquence d'horloge plus importante que la fréquence de rotation de l'arbre. Ce procédé comprend avantageusement une étape d'apprentissage dans laquelle le tablier est placé dans une première position extrême, haute ou basse, puis entraîné vers sa seconde position extrême, le nombre de tours de l'arbre d'entraînement et le temps nécessaire pour la course complète du tablier entre ses deux positions extrêmes étant tout deux mesurés et mémorisés, de ces valeurs étant calculés le temps précédent la première impulsion et le temps s'écoulant après la dernière impulsion. Pour la mesure du temps, une horloge interne ou la fréquence 15 d'alimentation du secteur sont utilisées comme horloge. L'invention se rapporte, selon un deuxième aspect, à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que présenté ci-dessus, comprenant une bague instrumentée pourvue d'au moins un aimant passant en regard, lors de la rotation de l'arbre d'entraînement devant un capteur de Hall ou un capteur à magnétorésistance. Dans une réalisation, le dispositif comprend quatre aimants équidistants disposés suivant un cercle concentrique à un surface annulaire de réception de l'arbre. Dans une réalisation particulière, la bague sert d'appui au tube d'enroulement du tablier de volet roulant. L'utilisation, en lieu et place d'une couronne d'aimants, de plots discrets conduit à une perte d'informations qui est compensée, selon l'invention, par la mise en oeuvre de moyens qui vont être présentés en détail. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la 30 description suivante de modes de réalisation, description qui va être effectuée en se référent aux dessins annexés dans lesquels: 2869349 5 - la figure 1 est une vue en perspective arrière d'une bague instrumentée pour volet roulant; la figure 2 est une vue en perspective avant de la bague instrumentée de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective d'un boîtier contenant l'électronique de contrôle, muni d'un axe d'emmanchement du corps du moteur ainsi que d'un axe de rotation recevant le pallier de la bague, ce boîtier se plaçant à l'intérieur de la joue ou flasque fermant le coffre de volet; la figure 4 est une vue en perspective d'un moteur de volet roulant sur lequel est monté un boîtier support tel que représenté en figure 3; la figure 5 est une vue en perspective d'un arbre de volet roulant avec manchon de section octogonale monté sur le moteur représenté en figure 4. Ainsi qu'il a été dit auparavant, un volet roulant ou un store motorisé, comprend un tablier dont le bord supérieur est fixé sur un arbre guidé en rotation, un moteur, généralement logé dans l'arbre, entraînant celui-ci en rotation, cet arbre étant logé dans un coffre, des coulisses verticales guidant latéralement le tablier, ce tablier étant déplacé entre une position haute et basse. Les principes de l'invention sont les suivants. Afin de commander l'arrêt du tablier en position haute et basse, d'une part, on détermine la position approximative du tablier au moyen d'impulsions directement proportionnelles au nombre de tours de l'arbre précité et, d'autre part, on détermine la position précise du tablier au moyen d'une base de temps s'écoulant pendant un tour de l'arbre, cette base de temps ayant une fréquence d'horloge plus importante que la fréquence de rotation de l'arbre. On lie ainsi cinématiquement indirectement le déplacement du tablier à un capteur afin de créer à chaque tour ou demi-tour de l'arbre une impulsion, les impulsions créant un premier référentiel indiquant approximativement où se situe le tablier et, parallèlement à ce premier référentiel, on constitue un 2869349 6 second référentiel plus précis basé sur le temps écoulé entre deux impulsions consécutives du capteur lié à la rotation de l'arbre portant le tablier. Si l'on détermine la position haute et basse du tablier à la seule connaissance du temps mesuré pour monter ou descendre, la demanderesse a constaté des variations qui sont significatives, alors que la variation du temps entre deux impulsions du capteur reste très faible. Après avoir mémorisé le nombre de tours que doit accomplir l'arbre et le temps qui s'écoule entre deux impulsions, il suffira, lorsque l'on commande l'arrêt en butée basse, de comparer le contenu d'un compteur au nombre d'impulsions mémorisées puis de contrôler le déplacement du volet uniquement avec le temps qui s'écoule ou le nombre d'impulsions émises par une horloge. Lors d'une première étape d'apprentissage, le tablier est entraîné jusqu'à une première butée, par exemple haute, en sorte d'initialiser les compteurs. Puis le tablier est entraîné jusqu'à une deuxième butée, par exemple basse et enfin il est ramené jusqu'à la première butée haute. Lors de ce déplacement, le comptage du nombre de tours de l'arbre et le temps qui s'écoule sont mesurés simultanément en sorte que la dernière impulsion de l'arbre avant la deuxième butée mécanique est détectée, le temps écoulé est déterminé, ce temps écoulé étant mis en mémoire. Lorsque le tablier fait le déplacement inverse, la logique sait que dès que le compteur du nombre de tours revient à un, il reste un temps avant d'arriver en première butée mécanique. Le principe est le même pour la deuxième butée mécanique. Un programme permet, lorsqu'est atteint selon le sens de déplacement, la dernière impulsion ou la première que l'on qualifiera d'impulsions mécaniques, car directement liées cinématiquement au déplacement du volet, d'enclencher un sous programme surveillant alors le temps qui s'écoule afin de stopper le moteur avec un tablier placé au plus près des butées mécaniques haute ou basse. Le procédé selon l'invention consiste donc: 2869349 7 dans une première étape, à déterminer le temps précédant la première impulsion mécanique et le temps s'écoulant après la dernière impulsion mécanique et dans une seconde étape, à exploiter ces temps. Dans une première forme de réalisation, pour la mesure du temps, on utilise une horloge interne. Dans une seconde forme de réalisation, on utilise la fréquence de l'alimentation du secteur comme horloge pour la mesure du temps. Outre cet aspect de la commande du volet pour gérer les approches en butée haute et basse, la gestion du déplacement du volet peut toujours se faire à l'aide de la connaissance du temps de montée et du temps de descente du volet qui sont différents car notamment dépendant du poids du volet à entraîner. En effet, à la montée, le poids du volet tend à freiner la rotation du moteur tandis qu'a la descente, le poids du volet accélère la rotation du moteur. En principal, le déplacement du tablier du volet roulant est géré par le principe des temps de montée et descente mis en mémoire lors de la phase d'initialisation, un moyen de calcul permettant lors d'un arrêt en un point intermédiaire, de repartir dans l'autre sens sur la base d'un temps écoulé ou restant. Ce n'est qu'à l'approche des butées haute et basse que le procédé décrit ci-dessus mettant en oeuvre les deux référentiels est mis en oeuvre. Les impulsions créées lors de la rotation de l'arbre de volet roulant sont obtenues à laide d'aimants 1,2,3,4 placés dans des logements 5,6,7,8 d'une bague 9 annulaire. Ces aimants passent, lors de la rotation de l'arbre 10 du volet roulant, devant un capteur à effet Hall ou magnétorésistance, se trouvant à l'intérieur du boîtier 14 sur la carte électronique de contrôle. Dans la réalisation représentée, quatre aimants 1,2,3,4 sont équidistants 30 et placés dans des logements cylindriques 5,6,7,8. 2869349 8 Ces aimants 1,2,3,4 sont disposés suivant un cercle concentrique à la surface annulaire 12 de réception de l'axe de rotation. La bague 9 peut être montée d'origine ou être placée en rénovation. La structure d'un moteur tubulaire 10 ne sera pas décrite ici. Il est en effet connu en soi d'utiliser de tels moteurs tubulaires pour l'entraînement de tabliers de volets roulants. Ces moteurs 10 sont placés dans un tube d'enroulement de section polygonale (octogonale en figure 5). Ces tubes sont fabriqués en continu par profilage, partant d'une bobine en feuillard de largeur adaptée. En sorte de profileuse, le tube obtenu est 10 débité à longueur souhaitée. Ainsi que le montrent les figures 4 et 5, la bague 9 peut, avantageusement, servir de portée d'appui pour le tube polygonal d'enroulement et, à cette fin, est pourvue d'un profil polygonal 16 correspondant. La mise en place de la bague instrumentée 9 ne modifie ainsi pas la géométrie de l'ensemble moteur tubulaire/tube d'enroulement, conventionnel en lui-même. 9 REVENDICATIONS 1. Procédé de commande du mouvement d'un tablier de volet roulant caractérisé en ce qu'il comprend: - une mesure du nombre d'impulsions directement proportionnel au nombre de tours de l'arbre d'entraînement dudit tablier et, simultanément une mesure du temps s'écoulant pendant une descente et une remontée complète du tablier, cette base du temps ayant une fréquence d'horloge plus importante que la fréquence de rotation de l'arbre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'apprentissage dans laquelle le tablier est placé dans une première position extrême, haute ou basse, puis entraîné vers sa seconde position extrême, le nombre de tours de l'arbre d'entraînement et le temps nécessaire pour la course complète du tablier entre ses deux positions extrêmes étant tout deux mesurés et mémorisés, de ces valeurs étant calculés le temps précédent la première impulsion et le temps s'écoulant après la dernière impulsion. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour la mesure du temps, une horloge interne ou la fréquence d'alimentation du secteur sont utilisés comme horloge. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que présenté en revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une bague (9) instrumentée pourvue d'au moins un aimant passant en regard, lors de la rotation de l'arbre d'entraînement (10) devant un capteur de Hall ou un capteur à magnétorésistance. 2869349 10 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend quatre aimants (1,2,3,4) équidistants disposés suivant un cercle concentrique à un surface annulaire (12) de réception de l'arbre (10). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la bague (9) sert d'appui au tube d'enroulement du tablier de volet roulant.