Brevet FR2897944A1 — publié le 20070831

"Procédé pour l'étalonnage d'un tachymètre" L'invention concerne un procédé d'étalonnage d'un tachymètre comportant un anneau magnétique mobile en rotation autour de son axe principal, qui est constitué d'une pluralité de pôles magnétiques répartis angulairement et alternativement autour de l'axe principal de l'anneau magnétique, comportant deux capteurs magnétiques fixes, qui sont décalés l'un par rapport à l'autre d'un angle autour de l'axe principal de l'anneau, et dont chaque capteur permet de détecter la transition entre deux io pôles magnétiques adjacents au niveau dudit capteur. Un tel tachymètre est, de manière générale, associé à un moteur électrique, comme par exemple le moteur d'un mécanisme d'entraînement d'un essuie-glace. L'anneau magnétique est monté sur l'arbre de sortie du 15 moteur, et les capteurs sont fixés sur un circuit imprimé qui porte en outre tout ou partie du dispositif électronique de commande du moteur électrique. La mesure de la vitesse de rotation du moteur électrique par le tachymètre est réalisée en mesurant le temps mis par une 20 transition entre deux pôles magnétiques adjacents pour parcourir un arc de cercle dont l'ouverture correspond à l'angle de décalage entre les deux capteurs. Pour cela, le tachymètre est apte à détecter les instants correspondant chacun au passage de cette transition entre deux pôles magnétiques devant l'un des deux 25 capteurs. La valeur de l'angle de décalage des capteurs étant connue, il est alors possible de calculer la vitesse de rotation du moteur en fonction de ce temps ainsi mesuré, et en fonction de la valeur de l'angle de décalage des capteurs. 30 Cependant, les capteurs sont montés sur le circuit imprimé avec des tolérances dimensionnelles dues aux contraintes mécaniques de montage. 2 Par conséquent, la valeur de l'angle de décalage des deux capteurs est de manière générale différente de la valeur, ou théorique. Ainsi, une différence entre la valeur réelle de l'angle de décalage des deux capteurs par rapport à la valeur nominale est la source d'imprécisions de la mesure de la vitesse de rotation du moteur, lorsque celle-ci est déterminée en fonction du temps mesuré comme on l'a décrit précédemment, et en fonction de la valeur nominale de l'angle de décalage des deux capteurs. io L'invention a pour but de proposer un procédé d'étalonnage du tachymètre permettant de déterminer un coefficient de correction du tachymètre, qui est représentatif de la différence entre la valeur nominale de la distance entre les capteurs, et la distance réelle entre les deux capteurs. 15 Dans ce but, l'invention propose un procédé d'étalonnage décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise à rotation de l'anneau à une vitesse de rotation constante, une première étape de mesure du temps mis par l'anneau pour effectuer au moins un tour autour de son axe 20 principal, une deuxième étape de mesure du temps mis par l'anneau pour tourner d'un angle égal à l'angle de décalage des capteurs l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe principal de l'anneau magnétique, et une étape de calcul d'un coefficient de correction du tachymètre, qui est représentatif de l'écart entre la 25 valeur nominale de l'angle de décalage et la valeur réelle de l'angle de décalage, en fonction du temps déterminé lors de la première étape de mesure et le temps déterminé lors de la deuxième étape de mesure. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : 30 - la première étape de mesure consiste à mesurer le temps entre la détection par un capteur d'une transition entre deux pôles adjacents, et la détection ultérieure par le même capteur de la transition entre les deux mêmes pôles adjacents ; 3 - la deuxième étape de mesure consiste à mesurer le temps entre le passage d'une première transition entre deux pôles magnétiques adjacents devant le premier capteur et le passage de la même transition entre deux pôles magnétiques adjacents devant le deuxième capteur ; - la deuxième étape de mesure est mise en oeuvre simultanément à la mise en oeuvre de la première étape de mesure, et consiste à mesurer à plusieurs reprises le temps mis par l'anneau pour tourner d'un angle égal à l'angle de décalage io des capteurs l'un par rapport à l'autre, puis à calculer la valeur moyenne des temps mesurés; -la valeur du coefficient de correction est calculée lors de l'étape de calcul en fonction du rapport de la valeur du temps mesuré lors de la première étape de mesure, divisée par la valeur 15 du temps mesuré lors de la deuxième étape de mesure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquels : 20 - la figure 1 est une représentation schématique du tachymètre selon l'invention comportant un anneau magnétique mobile en rotation et deux capteurs décalés l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe principal de l'anneau magnétique ; - la figure 2 est un digramme montrant les signaux émis 25 par chacun des deux capteurs lors de la rotation de l'anneau magnétique autour de son axe. On a représenté à la figure 1, un tachymètre 10 pour la mesure de la vitesse de rotation d'un moteur électrique (non représenté), notamment un moteur appartenant au mécanisme 30 d'entraînement d'un dispositif d'essuie-glace. Le tachymètre 10 comporte un anneau magnétique 12 qui est apte à être monté sur l'arbre de sortie (non représenté) du 4 moteur électrique, de manière que l'anneau magnétique soit coaxial à l'axe principal A de l'arbre de sortie. L'anneau magnétique 12 est constitué d'une pluralité de pôles magnétiques 14 qui sont répartis autour de l'axe principal A de l'anneau 12, et qui sont répartis alternativement sur l'anneau 12 de manière que chaque pôle 14 soit situé entre deux pôles 14 de polarité différente. Ici, et de manière connue, les pôles magnétiques 14 ont soit la polarité nord, comme l'on a représenté à la figure 1 par la lettre "N", soit la polarité sud, comme l'on a représenté à la figure 1 par la lettre "S". Par conséquent, chaque pôle magnétique 14 de polarité nord N est agencé entre deux pôles magnétiques 14 de polarité sud S, et inversement, chaque pôle magnétique 14 de polarité sud S est agencé entre deux pôles magnétiques 14 de polarité nord N. Selon un mode de réalisation préféré de l'anneau magnétique 12, les pôles magnétiques 14 ayant une même polarité nord N ou sud S, sont tous de dimensions globalement identiques, c'est-à-dire que les valeurs des dimensions des pôles magnétiques 14 sont différentes du fait des variation dimensionnelles lors de la fabrication des pôles magnétiques 14. De plus, les pôles magnétiques 14 de l'anneau magnétique 12 sont répartis par paires, c'est-à-dire qu'une paire de pôles magnétiques 14 comporte un pôle magnétique 14 de polarité nord N et un pôle magnétique 14 de polarité nord N. L'anneau magnétique 12 comporte ainsi un nombre de pôles magnétiques 14 ayant la polarité nord N identique au nombre de pôles magnétiques 14 ayant la polarité sud S. Dans la description qui va suivre, les pôles magnétiques 14 ayant la polarité nord N seront désignés pôles nord N, et les pôles magnétiques 14 ayant la polarité sud S seront désignés pôles sur S. Ici, l'anneau magnétique 12 comporte sept paires de pôles magnétiques 14, soit un total de quatorze pôles nord N et sur S. Le tachymètre 10 comporte aussi deux capteurs magnétiques 16, 18, par exemple des capteurs à effet "Hall", dont 5 chacun est apte à détecter les variations du champ magnétique généré par les pôles magnétiques 14 de l'anneau magnétique 12, lors de la rotation de l'anneau magnétique 12 autour de son axe principal A. On a représenté à la figure 2, les diagrammes 20, 22 io représentatifs des variations du champ magnétique produit par les pôles magnétiques 14 au niveau de chaque capteur 16, 18, lors de la rotation de l'anneau magnétique 12. Ici, le diagramme supérieur 20 représente les variations du champ magnétique détectées par le premier capteur 16, et le 15 deuxième diagramme inférieur 22 représente les variations du champ magnétiques détectées par le deuxième capteur 18. Comme on l'a dit plus haut, l'anneau magnétique 12 est constitué d'une alternance de pôles nord N et de pôles sud S. Par conséquent, chaque diagramme 20, 22 a la forme d'un 20 créneau, dont les portions supérieures 24 correspondent chacune au passage devant le capteur 16, 18 associé d'un pôle 14 ayant une polarité donnée, par exemple un pôle nord N, et les portions inférieures 26 correspondent au passage devant le capteur 16, 18 associé d'un pôle de polarité différente, par conséquent ici d'un 25 pôle sud S. Enfin, les portions verticales 28, 28 dont chacune relie une portion supérieure 24 à une portion inférieure 26 du diagramme 20, 22 correspondent chacune au passage d'un pôle 14, puis du pôle 14 adjacent devant le capteur 16, 18 associé. On parle alors 30 d'une transition entre deux pôles magnétiques 14 adjacents devant ledit capteur 16, 18. Dans la description qui va suivre, on utilisera le terme transition pour désigner la zone de liaison de deux pôles 6 magnétiques 14 adjacents, qui est ici formée par les surfaces en vis-à-vis des deux pôles magnétiques 14. Ainsi, le passage d'une telle transition devant l'un ou l'autre des capteurs 16, 18 correspond au passage d'un pôle 14, puis du pôle 14 adjacent devant le capteur 16, 18 associé. De plus, deux transitions sont qualifiées de similaires lorsqu'elles correspondent chacune au passage d'un pole 14 ayant une première polarité, puis le passage du pole 14 adjacent ayant l'autre polarité devant un capteur 16, 18. Par exemple, le io passage d'un pole nord N puis le passage d'un pole sud S devant un capteur 16, 18. Le déphasage des deux diagrammes 20, 22 l'un par rapport à l'autre correspond au temps mis par un point de l'anneau magnétique 12 pour passer devant le premier capteur 16, puis is devant le deuxième capteur 18, lorsque l'anneau magnétique 12 tourne dans le sens horaire, comme on l'a représenté par la flèche F à la figure 1. Ce déphasage est déterminé en fonction de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12, et en fonction de l'angle de 20 décalage "a" des deux capteurs 16, 18 l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe A de l'anneau magnétique 12. Le tachymètre 10 comporte aussi un dispositif électronique (non représenté) qui est relié aux capteurs 16, 18, et qui est apte à interpréter les signaux émis par les capteurs 16, 18, pour 25 déterminer la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12. Selon un mode de réalisation préféré de ce tachymètre, le dispositif électronique est apte à mesurer la valeur du déphasage entre les deux diagrammes 20, 22, et à en déduire la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12 en fonction de la valeur du 30 déphasage, et en fonction du décalage angulaire "a" entre les deux capteurs 16, 18. Cependant, du fait des tolérances dimensionnelles et de montage des capteurs 16, 18 sur le circuit imprimé de support, les 7 capteurs 16, 18 sont parfois montés sur le circuit imprimé à une position différente de leur position nominale de conception. Ici, comme on l'a représenté à la figure 1, seul le deuxième capteur 18 est monté sur le circuit imprimé à une position différente de sa position nominale que l'on a représentée en traits pointillés. Par conséquent, la valeur réelle de l'angle "a" de décalage est différente de la valeur nominale "13", ou de conception, de l'ange de décalage des deux capteurs 16, 18. io Par conséquent, lorsque la valeur réelle "a" de l'angle de décalage entre les deux capteurs 16, 18 est différente de la valeur nominale "13" de l'angle de décalage des deux capteurs 16, 18, la mesure de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12, à partir de la valeur nominale "f3" de l'angle de décalage is permettrait d'obtenir une valeur erronée de la vitesse de rotation. Le dispositif électronique du tachymètre 10 est conçu de manière à mettre en oeuvre un procédé d'étalonnage du tachymètre de manière que la mesure de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12 soit effectuée à partir de la valeur réelle 20 "a" de l'angle de décalage des capteurs 16, 18, permettant d'avoir ainsi une valeur correcte de la vitesse de rotation. Selon un mode de réalisation préféré du dispositif électronique, la mesure de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12 s'effectue en mesurant le temps mis par l'anneau 25 magnétique 12 pour parcourir un angle dont la valeur est égale à la valeur réelle "a" de l'angle de décalage des capteurs 16, 18, qui correspond donc au déphasage entre les deux diagrammes 20, 22. Pour cela, le dispositif électronique est apte à mesurer le 30 temps entre un premier instant correspondant au passage d'une transition devant le premier capteur 16, et un deuxième instant correspondant au passage de la même transition devant le deuxième capteur 18. 8 La vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12 est alors égale au rapport entre la valeur "a" de l'angle de décalage entre les deux capteurs 16, 18, et le temps ainsi mesuré. Le procédé d'étalonnage permet de calculer la valeur d'un coefficient correctif "k", qui est ici égal au rapport entre la valeur réelle "a" de l'angle de décalage entre les deux capteurs 16, 18 et la valeur nominale "f3" de l'angle de décalage. Ce procédé d'étalonnage est mis en oeuvre à la première mise en fonctionnement du tachymètre 10, de manière que le io dispositif électronique puisse utiliser ce coefficient correcteur "k" lors de toute utilisation ultérieure du tachymètre 10. Conformément à l'invention, le procédé d'étalonnage comporte une phase initiale de mise en rotation du moteur électrique de manière que l'anneau magnétique 12 tourne à une is vitesse constante, une première étape de mesure de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12, indépendamment du décalage angulaire des capteurs 16, 18 l'un par rapport à l'autre, une deuxième étape de mesure de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12 en fonction de la valeur réelle "a" de 20 l'angle de décalage des deux capteurs 16, 18, et une étape de calcul de la valeur du coefficient correctif "k" en effectuant le rapport entre les valeurs de vitesse de rotation déterminées lors de la première étape de mesure et lors de la deuxième étape de mesure. 25 Selon l'invention, la première étape de mesure de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12 consiste à mesurer le temps mis par l'anneau magnétique 12 pour parcourir un tour complet autour de son axe principal A. Ce temps mis par l'anneau magnétique 12 à effectuer un 30 tour complet est mesuré par le dispositif électronique, et est égal au temps entre un premier passage d'une transition déterminée devant un capteur 16, 18, par exemple devant le premier capteur 16, et le passage suivant de cette même transition déterminée 9 devant le même capteur 16, 18, c'est-à-dire ici devant le premier capteur 16. La vitesse de rotation "V1" mesurée lors de cette première étape de mesure est ainsi déterminée à partir de la formule : Dans laquelle Ti est égal au temps mis par l'anneau magnétique 12 pour effectuer un tour complet, c'est-à-dire le temps entre deux passages consécutifs d'une transition devant le w même capteur 16, 18. Selon une variante de réalisation de cette première étape de mesure, la vitesse de rotation V1 de l'anneau magnétique est mesurée sur plusieurs tours de l'anneau magnétique 12. La vitesse de rotation V1 est alors déterminée selon la is formule suivante : Vl = 22TM T2 Dans laquelle M est le nombre de tours effectué par l'anneau magnétique 12, et T2 est le temps mis par l'anneau pour 20 effectuer ces n tours. Comme on l'a dit plus haut, tous les pôles magnétiques 14 de même polarité sont de mêmes dimensions. Ainsi, les transitions similaires sont toutes globalement identiques. Par conséquent, selon un autre aspect de la première 25 étape de mesure selon l'invention, pour détecter les passages successifs d'une transition devant le premier capteur 16, le dispositif électronique est apte à compter le nombre de passages de transitions similaires devant le premier capteur lors de la rotation de l'anneau magnétiques 12. 30 Le temps Ti mis par l'anneau magnétique pour effectuer un tour est ainsi égal au temps pour lequel le dispositif aura compté un nombre de transitions similaires qui est égal au nombre de paires de pôles de l'anneau magnétique 12. io Comme on l'a dit plus haut, le procédé d'étalonnage selon l'invention comporte une deuxième étape de mesure de la vitesse de rotation qui permet d'avoir une valeur de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12 en fonction de la valeur réelle "a" de l'angle de décalage entre les capteurs 16, 18. Cette deuxième étape de mesure de la vitesse de rotation consiste à déterminer le temps mis par l'anneau magnétique 12 pour parcourir un angle égal à l'angle réel "a" de décalage entre les deux capteurs 16, 18. io Selon un mode de réalisation préféré de cette deuxième étape de mesure, le temps qui est mesuré au cours de cette deuxième étape de mesure est le temps entre une premier instant correspondant au passage d'une transition devant le premier capteur 16, et un deuxième instant correspondant au passage de 15 cette même transition devant le deuxième capteur 18. Ainsi, comme on peut le voir à la figure 2, le temps "T3" mesuré lors de la deuxième étape de mesure correspondant au déphasage du deuxième diagramme 22 par rapport au premier diagramme 20. 20 Selon un mode de réalisation préféré du tachymètre 10, la valeur de l'angle de décalage entre les deux capteurs 16, 18 est inférieure à la valeur de l'angle "y" délimitant une paire de pôles 14, comme on peut le voir par exemple à la figure 1, ainsi, la valeur nominale de l'angle de décalage 13" entre les capteurs 16, 25 18 est inférieure à la valeur de l'angle de décalage entre deux transitions similaires consécutives. Selon un mode de réalisation préféré du tachymètre 10, la valeur nominale de l'angle de décalage "13" entre les deux capteurs 16, 18 est égale aux trois-quarts de la valeur de l'angle 30 "y" délimitant une paire de pôles 14. Par conséquent, lors de la deuxième étape de mesure, la détection par le dispositif électronique, du passage devant le deuxième capteur 18, de la transition qui vient de passer devant 2897944 Il le premier capteur 16 pour le départ de la mesure du temps "T3", consiste à détecter le passage devant le deuxième capteur 18 de la première transition qui est similaire à la transition. Par exemple, comme on peut le voir à la figure 2, lors de la 5 deuxième étape de mesure, l'instant de départ pour la mesure du temps "T3" correspond au passage d'une transition devant le premier capteur 16. Ainsi, sur le premier diagramme 20, cet instant correspond à la portion verticale 28 reliant l'extrémité droite d'une portion supérieure 24 à l'extrémité gauche de la io portion inférieure 26 suivante. Ensuite, l'instant pour l'arrêt de la mesure du temps "T3" correspond au premier passage devant le deuxième capteur 18 d'une transition similaire à la transition qui vient de passer devant le premier capteur 16. Ainsi, sur le deuxième diagramme 22, cet is instant correspond à la portion verticale 28 du deuxième diagramme 22 qui est située immédiatement à droite de la portion verticale 28 du premier diagramme 20 mentionnée ci-dessus, et qui relie l'extrémité droite d'une portion supérieure 24 du deuxième diagramme 22 à l'extrémité gauche d'une portion 20 inférieure 26 de ce deuxième diagramme 22. Il est alors possible de déterminer la valeur de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique en fonction de la valeur réelle "a" de l'angle de décalage et en fonction du temps "T3" mesuré lors de la deuxième étape de mesure selon la formule suivante : 25 a V=ùT3 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la valeur du coefficient de correction "k" est égal au rapport entre la valeur réelle "a" de l'angle de décalage entre les deux capteurs 30 16, 18 et la valeur nominale 13" de cet angle de décalage, c'est-à-dire a=k.p Ainsi, la valeur de la vitesse de rotation de l'anneau magnétique est aussi déterminée selon la formule suivante : V=k./3 T3 La vitesse de rotation de l'anneau magnétique 12 étant constante, on en déduit l'égalité des formules de calcul de la vitesse de rotation lors de première étape et lors de la deuxième étape de mesure, on obtient alors la relation suivante : 27z k. /3 T1 T3 Ce qui permet d'en déduire la formule de calcul de la valeur du coefficient de correction "k" : k= 21z-T3 FFI 1s Le dispositif électronique est ainsi apte à déterminer la valeur du coefficient de correction "k" selon une telle formule lors du procédé d'étalonnage, puis à utiliser ce coefficient de correction "k" pour déterminer la vitesse de rotation réelle de l'anneau magnétique 12, selon la formule suivante : 20 V=k'fl T3 Selon une variante de réalisation de cette deuxième étape de mesure du temps "T3" de parcours par une transition de l'angle de décalage des capteurs 16, 18, la deuxième étape de mesure 25 consiste à mesurer, simultanément à la mesure du temps "Ti" mis par l'anneau magnétique 12 pour effectuer un tour complet, à mesurer tous les temps de passage de chaque transition devant le premier capteur 16, puis devant le deuxième capteur 18. Ensuite, la deuxième étape de mesure consiste à 30 déterminer la valeur moyenne de tous ces temps de passage, pour obtenir la valeur du temps "T3" qui sera utilisée pour déterminer la valeur du coefficient "k" de correction. REVENDICATIONS 1. Procédé d'étalonnage d'un tachymètre (10) comportant un anneau magnétique (12) mobile en rotation autour de son axe principal (A), qui est constitué d'une pluralité de pôles magnétiques (14) répartis angulairement et alternativement autour de l'axe principal (A) de l'anneau magnétique (12), comportant deux capteurs magnétiques fixes (16, 18), qui sont décalés l'un par rapport à l'autre d'un angle (a) autour de l'axe principal (A) de l'anneau 12), et dont chaque capteur (16, 18) permet de détecter la transition entre deux pôles magnétiques adjacents (14) au niveau dudit capteur (16, 18), caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de mise à rotation de l'anneau (12) à une vitesse de rotation (V) constante, - une première étape de mesure du temps (T1) mis par l'anneau (12) pour effectuer au moins un tour autour de son axe principal (A), une deuxième étape de mesure du temps (T3) mis par l'anneau (12) pour tourner d'un angle égal à l'angle (a) de décalage des capteurs (16, 18) l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe principal (A) de l'anneau magnétique (12), et - une étape de calcul d'un coefficient (k) de correction du tachymètre, qui est représentatif de l'écart entre la valeur nominale (13) de l'angle de décalage et la valeur réelle (a) de l'angle de décalage, en fonction du temps (Tl, T2) déterminé lors de la première étape de mesure et le temps (T3) déterminé lors de la deuxième étape de mesure. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première étape de mesure consiste à mesurer le temps (Tl, T2) entre la détection par un capteur (16, 18) d'une transition entre deux pôles (14) adjacents, et la détectionultérieure par le même capteur (16, 18) de la transition entre les deux mêmes pôles (14) adjacents. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième étape de mesure consiste à mesurer le temps (T3) entre le passage d'une première transition entre deux pôles magnétiques (14) adjacents devant le premier capteur (16) et le passage de la même transition entre deux pôles magnétiques (14) adjacents devant le deuxième lo capteur (18). 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième étape de mesure est mise en oeuvre simultanément à la mise en oeuvre de la première étape de 15 mesure, et consiste à mesurer à plusieurs reprises le temps (T3) mis par l'anneau (12) pour tourner d'un angle égal à l'angle de décalage (a) des capteurs (16, 18) l'un par rapport à l'autre, puis à calculer la valeur moyenne des temps mesurés. 20 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur du coefficient de correction (k) est calculée lors de l'étape de calcul en fonction du rapport de la valeur du temps (Tl, T2) mesuré lors de la première étape de mesure, divisée par la valeur du temps (T3) mesuré lors 25 de la deuxième étape de mesure. 30