Brevet FR2896925A1 — publié le 20070803

PROCEDE DE PROTECTION POUR MOTEUR ELECTRIQUE REVERSIBLE La présente invention concerne un procédé destiné 5 à protéger l'intégrité d'un moteur électrique réversible en cas d'échauffement. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des dispositifs d'essuyage pour véhicules 10 automobiles. Il est connu que le fonctionnement d'un moteur électrique réversible génère de la chaleur. On sait également que tout échauffement excessif a naturellement tendance à entraîner une dégradation des 15 performances de ce type moteur, voire même à causer des disfonctionnements qui peuvent conduire au final à des pannes irréversibles. Or dans l'industrie, et pour d'évidentes raisons de rentabilité, un moteur électrique réversible est 20 généralement dimensionné au plus juste en terme de puissance par rapport à l'application envisagÉ:e. Cela signifie qu'il est particulièrement important de veiller à ce que le moteur ne soit jamais sDllicité exagérément, afin d'éviter qu'il ne s'échauffe au delà 25 d'une température critique à partir de laquelle son intégrité ne serait plus garantie. Une solution aujourd'hui très répandue pour contrôler la température de fonctionnement d'un moteur électrique réversible, consiste en permanence à 30 détecter les conséquences d'un éventuel échauffement, et le cas échéant à appliquer audit moteur un mode de fonctionnement dégradé nécessitant moins de puissance électrique. Dans le domaine particulier des systèmes d'essuie-glaces, c'est habituellement le temps de balayage du ou des bras balais associés au moteur électrique réversible, qui constitue le paramètre à survei=_ler. On sait en effet que ce genre de durée tend à s'accroître lorsque la température du moteur dépasse une valeur seuil donnée qui est fonction de la structure électromécanique intrinsèque dudit moteur. En mesurant une variation du temps de balayage, il est donc possible de repérer indirectement un échauffement excessif du moteur électrique réversible. Ce type de technique de détection présente toutefois l'inconvénient d'être bien trop imprécis pour pouvoir mettre en évidence tous les phénomènes de surchauffe, et notamment les plus ponctuels. En effet, un temps de balayage constant n'implique pas fDrcément que le mouvement correspondant s'effectue de manière continue. Cela signifie qu'il peut très bien y avoir ponctuellement des fluctuations de vitesse au cours de cette plage de temps relativement importante, et donc des pics de chaleur à même de remettre en cause l'intégrité du moteur électrique réversible. Aussi le problème technique à résoudre, par l'objet de la présente invention, est de proposer un procédé de protection d'un moteur électrique réversible comportant un induit à même de tourner axialenent sur lui même entre deux positions angulaires extrén.ales, la rotation axiale de l'induit subissant une phase de décélération à l'approche de chaque position angulaire extrémale, procédé de protection qui permettrait d'éviter les problèmes de l'état de la technique en offrant notamment une efficacité et une simplicité de mise en oeuvre sensiblement améliorées. 3 2896925 La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que le prccédé de protection consiste à: - déterminer une grandeur caractéristique de la 5 phase de décélération, - comparer cette grandeur caractéristique à une valeur seuil prédéterminée, - appliquer un mode de fonctionnement dégradé au cas où la grandeur caractéristique serait éloignée de 10 la valeur seuil. A ce stade, on peut préciser que la grandeur caractéristique mesurée peut être indifféremment la vitesse de rotation moyenne de l'induit au cours de la phase de décélération, la position angulaire de 15 l'induit à la fin de la phase de décélération, ou la vitesse de rotation instantanée de l'induit à la fin de la phase de décélération. Quoi qu'il en soit, il est entendu que le procédé de protection objet de l'invention est parfai:ement à 20 même de gérer simultanément plusieurs moteurs électriques réversibles, que ces derniers soient d'ailleurs couplés électriquement entre eux ou pas. L'invention telle qu'ainsi définie présente l'avantage de concerner une partie limitée mais très 25 distinctive du cycle de rotation alternée de l'induit, à savoir la phase de décélération. Toute variation d'une grandeur caractéristique de cette phase s'avère en effet indubitablement symptomatique d'une élévation excessive de la température de fonctionnement du 30 moteur. Un autre avantage significatif du procédé de protection objet de l'invention est d'être particulièrement facile à implémenter sous forme logiciel dans le programme de commande d'un moteur électrique réversible, tout en demeurant aussi relativement aisé à mettre en oeuvre avec des moyens purement électroniques. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description, donnée à titre d'exemple non limitatif, est destinée à mieux faire comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Elle est par ailleurs donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un diagramme qui représente une 15 loi de commande d'un moteur électrique réversible conforme à l'invention. La figure 2 constitue un diagramme qui illustre quant à lui schématiquement différentes stratégies applicables au mode de fonctionnement dégradé. 20 L'exemple de réalisation choisi pour illustrer l'invention concerne un dispositif d'essuyage qui est destiné à être monté au niveau d'un pare-brise de véhicule automobile. Ce dispositif d'essuyage est classiquement équipé d'un moteur électrique réversible 25 qui est chargé d'entraîner en déplacement, suivant un mouvement de balayage rotatif alterné, un bras d'actionnement à l'extrémité duquel est couplé un balai d'essuyage. Un moteur électrique réversible est généralement 30 piloté à l'aide d'une loi de commande qui dé:finit la vitesse de rotation de l'induit en fonction de la position angulaire de ce dernier. Dans le cas de l'exemple de réalisation, cela revient à définir la vitesse de balayage du dispositif d'essuyage en fonction de la position du bras balai sur le pare-brise, comme cela apparaît justement sur le diagramme de la figure 1. A cet égard, on peut préciser que dans la pratique, la position du bras balai par rapport au pare-brise est habituellement déterminée en utilisant des moyens électroniques tels que des capteurs de position. Ainsi qu'on peut le voir sur cette représentation schématique, la loi de commande 1 comprend une phase d'accélération 2, une phase de pleine vitesse 3, ainsi qu'une phase de décélération 4, étant entendu que l'on considère un déplacement entre une position "parking" signalée par la référence PP, et une position "opposé arrêt fixe" désignée par l'abréviation OAF. La référence 5 correspond quant à elle au tracê de la vitesse de rotation effective de l'induit en fonction de sa position angulaire, ou de manière équivalente au tracé de la vitesse de balayage effective du bras balai en fonction de sa position angulaire le long 3u pare- brise. Concrètement, le moteur électrique réversible est pourvu d'un induit qui est en mesure de tourner axialement sur lui même entre deux positions angulaires extrémales, correspondant dans le cas présent respectivement à la position parking PP et à la position opposé arrêt fixe OAF. L'ensemble est agencé de manière à ce que la rotation axiale de l'induit subisse une phase de décélération 4 à l'approche de chaque position angulaire extrémale. La vitesse de rotation de l'induit est quant à elle régulée en permanence afin d'atteindre une valeur la plus proche possible de celle demandée, étant donné que le frottement du balai d'essuyage contre le pare-brise a naturellement tendance à faire varier ladite vitesse suivant les conditions d'utilisation réelles du dispositif d'essuyage. Conformément à l'objet de la présente invention, il est prévu de mettre en oeuvre un procédé de protection à même de préserver l'intégrité du moteur électrique réversible. Cela sous-entend bien entendu que le moteur électrique réversible dispose de moyens de mise en oeuvre spécifiques du procédé de protection en question. Quoi qu'il en soit, le procédé de protection consiste à: - déterminer une grandeur caractéristique de la phase de décélération, - comparer cette grandeur caractéristique à une 15 valeur seuil prédéterminée, - appliquer un mode de fonctionnement dégradé au cas où la grandeur caractéristique serait éloignée de la valeur seuil. Plusieurs solutions sont envisageables. 20 Ainsi donc, selon un premier mode de réalisation de l'invention, le procédé de protection peut tout d'abord consister à: - déterminer la vitesse de rotation moyenne de l'induit pendant la phase de décélération, 25 - comparer cette vitesse de rotation moyenne à une valeur seuil prédéterminée, - appliquer un mode de fonctionnement dégradé au cas où la vitesse de rotation moyenne serait ir..férieure à la valeur seuil. 30 Cela signifie en d'autres termes que la grandeur caractéristique de la phase de décélération, qui est prise en compte pour détecter indirectement un éventuel échauffement du moteur, est constituée dans ce premier mode de réalisation par la vitesse de rotation. moyenne de l'induit durant uniquement ladite phase de décélération. Mais cela veut également dire que le mode de fonctionnement dégradé sera appliqué en cas de détection d'une vitesse de rotation moyenne insuffisante. Conformément à un second mode de réalisation de l'invention, le procédé de protection peut également consister à: - déterminer la position angulaire de l'_nduit à 10 la fin de la phase de décélération, - comparer cette position angulaire à une valeur seuil prédéterminée, - appliquer un mode de fonctionnement dégradé en cas de décalage angulaire supérieur à la valeur seuil. 15 Cela signifie autrement dit que la grandeur caractéristique de la phase de décélération, qui est prise en considération pour détecter indirectement un éventuel échauffement du moteur, est constituée dans ce second mode de réalisation par la position angulaire de 20 l'induit lorsqu'une position extrémale est atteinte. Mais cela veut également dire que le mode de fonctionnement dégradé sera appliqué en cas de détection d'un décalage angulaire exagéré. Selon un troisième mode de réalisation de 25 l'invention, le procédé de protection peut enfin consister à: - déterminer la vitesse de rotation instantanée de l'induit à la fin de la phase de décélération, - comparer cette vitesse de rotation instantanée à 30 une valeur seuil prédéterminée, - appliquer un mode de fonctionnement dégradé au cas où la vitesse de rotation instantanée serait supérieure à la valeur seuil. Cela signifie en d'autres termes que la grandeur caractéristique de la phase de décélération, qui est surveillée pour détecter indirectement un éventuel échauffement du moteur, est constituée dans ce troisième mode de réalisation par la vitesse de rotation instantanée de l'induit à la fin de 1a phase de décélération. Mais cela veut également dire que le mode de fonctionnement dégradé sera appliqué e:.z cas de détection d'une vitesse de rotation instantanée excessive. Il est à noter qu'il est parfaitement possible de combiner indifféremment les trois modes de réalisation précédemment décrits, pour détecter un éventuel échauffement du moteur électrique réversible. Ceci étant dit, une fois la variation d'au moins une grandeur caractéristique de la prase de décélération décelée, il convient d'empêcaer que l'échauffement correspondant ne vienne altérer l'intégrité du moteur. Pour cela, on procède à l'application d'un mode de fonctionnement dégradé qui nécessite avantageusement sensiblement moins de puissance électrique. Mais là aussi, plusieurs solutions sont envisageables. Conformément à une première variante de réalisation, le mode de fonctionnement dégradé peut tout d'abord consister à diminuer la vitesse de rotation axiale de l'induit. Dans le cas d'un dispositif d'essuyage comme dans l'exemple illustrant l'invention, il s'agira avantageusement de passer d'une grande vitesse de balayage GV à une petite vitesse de balayage P`1 (figure 2). Selon une seconde variante de réalisation. le mode de fonctionnement dégradé peut également consister à générer une temporisation au niveau d'au moins une des positions extrémales. Concrètement, cela revient à couper l'alimentation de l'induit pendant un temps donné lorsque ce dernier se trouve dans une position angulaire extrémale, puis à remettre en route dès l'expiration du délai de temporisation. Il est à noter que dans le cas du dispositif d'essuyage de l'invention, la temporisation peut être appliquée indifféremment à la grande GV ou à la petite vitesse de balayage PV (figure 2). Conformément à une troisième variante de réalisation, l'induit étant en temps normal animé d'un mouvement de rotation intermittent, le mode de fonctionnement dégradé peut consister en. un allongement du temps d'intermittence. Avec le dispositif d'essuyage de l'exemple de réalisation, il s'agira avantageusement de passer d'un intermittent court à un intermittent long. La figure 2 montre par ailleurs le rôle classique mais essentiel des seuils montants SM1, SM2 et des seuils descendants SD1, SD2 dans la gestio:z de la fréquence de balayage du bras balai :Lors de l'application des différents modes de fonctionnement dégradés ; lesdits seuils SM1, SM2, SD1, SD2 étant bien évidemment adaptés à la grandeur caractéristique réellement choisie. En considérant l'exemple de la figure 2, admettons que la fréquence de balayage du bras balai soit calée sur la grande vitesse GV. Si la vitesse de rotation moyenne du bras au cours de la phase de décélération diminue au point d'atteindre le seuil descenc.ant SD1, alors le procédé de protection commande le passage en petite vitesse PV. Si la vitesse moyenne du bras poursuit encore sa descente jusqu'au seuil descendant SD2, c'est en vitesse intermittente INT que l'on passera. A contrario, si la vitesse moyenne du brai; amorce alors un redressement et qu'elle atteint le seuil montant SM2, le procédé de protection va commander le passage de la vitesse intermittente INT à la petite vitesse PV. Si la remontée se poursuit jusqu'au seuil montant SM1, c'est en grande vitesse GV que l'on repassera. De manière particulièrement avantageuse, le procédé de protection peut être avantageusement mis en oeuvre par l'intermédiaire de moyens logiciels. Bien entendu, l'invention concerne également tout moteur électrique réversible doté d'un induit en mesure de tourner axialement sur lui même entre deux positions angulaires extrémales, et comportant en outre des moyens de mise en oeuvre du procédé de protection tel que précédemment décrit. Plus généralement encore, l'invention est également relative à tout dispositif d'essuyage notamment pour véhicule automobile, et pourvu d'au moins un moteur électrique réversible selon la revendication précédente. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection d'un moteur électrique réversible comportant un induit apte à tourner axialement sur lui même entre deux positions angulaires extrémales, la rotation axiale de l'induit subissant une phase de décélération à l'approche de chaque position angulaire extrémale, caractérisé en ce que le procédé de protection consiste à: - déterminer une grandeur caractéristique de :La phase de décélération, - comparer cette grandeur caractéristique à une valeur seuil prédéterminée, -appliquer un mode de fonctionnement dégradé au cas où 15 la grandeur caractéristique serait éloignée de la valeur seuil. 2. Procédé de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à: 20 - déterminer la vitesse de rotation moyenne de l'induit au cours de la phase de décélération, - comparer cette vitesse de rotation moyenne à une valeur seuil prédéterminée, - appliquer un mode de fonctionnement dégradé au cas où 25 la vitesse de rotation moyenne serait inférieure à la valeur seuil. 3. Procédé de protection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste 30 à : - déterminer la position angulaire de l'induit à la fin de la phase de décélération, - comparer cette position angulaire à une valeur seuil prédéterminée,- appliquer un mode de fonctionnement dégradé en cas de décalage angulaire supérieur à la valeur seuil. 4. Procédé de protection selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à: - déterminer la vitesse de rotation instantanée de l'induit à la fin de la phase de décélération, - comparer cette vitesse de rotation instantanée à une 10 valeur seuil prédéterminée, - appliquer un mode de fonctionnement dégradé ad cas où la vitesse de rotation instantanée serait supérieure à la valeur seuil. 15 5. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement dégradé consiste à diminuer la vitesse de rotation axiale de l'induit. 20 6. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement dégradé consiste à générer une temporisation au niveau d'au moins une des positions extrémales. 25 7. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le l'induit étant animé d'un mouvement de rotation intermittent, le mode de fonctionnement dégradé consiste à allDnger le 30 temps d'intermittence. 8. Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est apteà être mis en œuvre par l'intermédiaire de moyens logiciels. 9. Moteur électrique réversible doté d'un induit apte à tourner axialement sur lui même entre deux positions angulaires extrémales, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de mise en œ uvre du procédé de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Dispositif d'essuyage notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moteur électrique réversible selon la revendication précédente.15