Brevet FR2972873A1 — publié le 20120921

SYSTEME D'ACTIONNEMENT POUR LE POSITIONNEMENT D'ELEMENT MOBILE A VITESSE VARIABLE DESCRIPTION Domaine technique et art antérieur L'invention concerne un système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile à vitesse variable. Le système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile à vitesse variable de l'invention s'applique à une grande variété de domaines. De façon particulièrement avantageuse, l'invention s'applique, par exemple, au domaine des transports (sièges d'avion, de train, d'automobile, etc.) et au domaine médical (sièges ou lits médicaux, sièges de dentistes, etc.). Un exemple de système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile est divulgué dans le fascicule de brevet EP 1 066 169 B1 dont la Demanderesse de la présente demande de brevet est le titulaire. Ce système d'actionnement n'est pas à vitesse variable. La figure 1 représente un siège à dossier inclinable muni d'un système d'actionnement divulgué dans le brevet EP 1 066 169 B1 et la figure 2 représente, de façon plus détaillée, le système d'actionnement qui équipe le siège représenté en figure 1. Le siège S comprend un dossier 1 et une assise 2. Le système d'actionnement comprend des moyens de déplacement mécanique 3, des moyens d'actionnement 4 2 et un moteur 5. Les moyens d'actionnement 4 comprennent une tige de transmission 6, un bloqueur à manque de courant 7, un système de transmission 8, un dispositif de commande 9 et, si nécessaire, un dispositif mécanique 10. Le dispositif mécanique 10, par exemple un levier, est alors apte à inverser ou à conforter mécaniquement les deux états du bloqueur à manque de courant 7 afin de pallier un défaut éventuel du dispositif de commande 9 ou afin d'assurer l'obtention de positions de sécurité, par exemple dans le cas de sièges d'avion. Le dispositif de commande 9 comprend une diode CRI, un transistor Q1, par exemple un transistor bipolaire, et une résistance R1. L'anode de la diode CRI est reliée à une première borne de la résistance R1, à la base du transistor Q1 et à une tension fixe Vs. La deuxième borne de la résistance R1 est reliée au collecteur du transistor Q1 et à la tension fixe Vs. La tension Va délivrée, par le dispositif de commande 9, entre l'émetteur et le collecteur du transistor Q1 alimente simultanément le moteur 5 et le bloqueur à manque de courant 7. La tension Va est égale, par exemple, à 24V. Le rôle du bloqueur à manque de courant 7 est d'autoriser le mouvement de la tige 6 lorsqu'il est alimenté par le dispositif de commande 9 et, au contraire, d'interdire le mouvement de la tige 6 lorsqu'il n'est plus alimenté. Le bloqueur à manque de courant 7 est, par exemple, un frein à manque de courant ou un électro-aimant. 3 Le dispositif de commande 9 est alimenté par la tension constante Vs. Il fonctionne dans le but de maintenir la tension Va constante et sensiblement de même valeur que la tension Vs. Dans le cas d'une charge entraînante (par charge « entraînante » on entend une charge dont le poids contribue à accélérer le mouvement déclenché, par ailleurs, par le système d'actionnement) ou à l'arrêt du moteur, le fonctionnement du moteur 5 devient générateur. La tension Va est alors croissante. Dès lors, le transistor Q1 devient passant de façon à écouler l'énergie en provenance du moteur, ce qui entraîne la baisse de la tension Va. Le transistor Q1 se bloque à nouveau dès lors que la tension Va redevient sensiblement égale à Vs. Le moteur ne fonctionne alors plus en générateur. Pour des raisons de confort et de fluidité du déplacement de l'élément mobile, il est connu que les systèmes d'actionnement d'élément mobile sont alimentés par une tension Vs dont l'amplitude peut varier en fonction de la charge et/ou de la position de l'élément mobile. Il est ainsi connu de l'art antérieur des systèmes aptes à faire varier la tension Vs par une commande hachée du moteur. L'utilisation d'une telle commande nécessite alors impérativement un câblage blindé afin de supprimer les parasites électriques qui résultent de la commande hachée. Un système de mesure de vitesse est également nécessaire pour effectuer des corrections en cas de charge entrainante (dynamo tachymétrique, mesures de commutation ou encore codeur). Par ailleurs, un traitement logiciel doit être 4 mis en oeuvre pour gérer le pilotage du système de commande en fonction de l'image de la vitesse. Les systèmes aptes à faire varier la tension Vs par une commande hachée du moteur présentent en conséquence de nombreux inconvénients. L'invention ne présente pas ces inconvénients. Exposé de l'invention En effet, l'invention concerne un système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile comprenant des moyens aptes à actionner l'élément mobile à partir d'une tension continue et des moyens aptes à modifier l'amplitude de la tension continue. Les moyens aptes à modifier l'amplitude de la tension continue comprennent des moyens aptes à générer un signal de consigne périodique ayant un rapport cyclique apte à varier, des moyens aptes à découper une tension fixe sur la base du signal de consigne périodique pour former un signal d'impulsions ayant un rapport cyclique sensiblement identique au rapport cyclique du signal de consigne et des moyens pour former la tension continue à partir du signal d'impulsions. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, les moyens aptes à découper une tension fixe sur la base du signal de consigne comprennent un premier interrupteur électronique, un deuxième interrupteur électronique et un inverseur de commande, l'inverseur de commande étant commandé par le signal de consigne pour former un signal de commande du premier interrupteur électronique et un signal de commande du deuxième interrupteur électronique. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, faite en référence aux figures jointes, 5 parmi lesquelles : - la figure 1, déjà décrite, représente un siège à dossier inclinable muni d'un système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile selon l'art antérieur ; - la figure 2, déjà décrite, représente le système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile selon l'art antérieur qui équipe le siège représenté en figure 1 ; - la figure 3 représente un système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile selon l'invention ; - les figures 4A-4E représentent des chronogrammes aptes à illustrer le fonctionnement du système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile de l'invention représenté en figure 3. Exposé détaillé d'un mode de réalisation particulier de l'invention La figure 3 représente un système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile selon l'invention et les figures 4A-4E représentent des chronogrammes aptes à illustrer le fonctionnement du système d'actionnement représenté en figure 3. Outre le moteur 5, la tige de transmission 30 6, le bloqueur à manque de courant 7, le circuit de 6 commande 9 et, éventuellement, le dispositif mécanique 10 (non représenté sur la figure 3), le système d'actionnement de l'invention comprend des moyens aptes à générer la tension continue Vs qui est appliquée aux bornes du circuit de commande 9 sur la base d'un signal de consigne périodique Vk. Les moyens aptes à générer la tension continue Vs sur la base d'un signal de consigne périodique Vk comprennent : - une source de tension continue ayant une valeur fixe Vcc, - un microprocesseur 15 qui délivre le signal de consigne périodique Vk, - deux interrupteurs électroniques 12, 13, un inverseur de commande 14 qui commande les interrupteurs électroniques 12 et 13, et - un circuit d'intégration 11. La source de tension continue délivre une tension fixe Vcc égale, par exemple, à 24V. La source de tension Vcc a une première borne reliée à une première borne de l'interrupteur électronique 12 dont la deuxième borne est reliée à une première borne de l'interrupteur électronique 13, lequel a sa deuxième borne reliée à la masse du système d'actionnement. Le circuit d'intégration 11 est monté en parallèle de l'interrupteur électronique 13. Il comprend une inductance L montée entre la deuxième borne de l'interrupteur électronique 12 et une borne d'entrée du circuit de commande 9 et un condensateur C monté entre la deuxième borne de l'interrupteur électronique 12 et la masse du système d'actionnement. L'interrupteur 7 électronique 12 comprend une diode Da dont la cathode et l'anode constituent, respectivement, la première et la deuxième borne de l'interrupteur électronique 12. De même, l'interrupteur électronique 13 comprend une diode Db dont la cathode et l'anode constituent, respectivement, la première et la deuxième borne de l'interrupteur électronique 13. Un interrupteur la est monté en parallèle de la diode Da et un interrupteur Ib est monté en parallèle de la diode Db. Le signal de consigne Vk est un signal périodique ayant un rapport cyclique variable, par exemple un signal modulé en durée d'impulsion (« PWM signal » en langue anglaise pour « Pulse Width Modulation signal »). A titre d'exemples non limitatifs, sur la figure 4A, la courbe pointillée représente un premier signal de consigne Vk1 de rapport cyclique égal à 25% et la courbe pleine représente un deuxième signal de consigne Vk2 de rapport cyclique égal à 50%. Le signal de consigne Vk est appliqué à l'inverseur de commande 14. L'inverseur de commande 14 pilote les interrupteurs électroniques 12 et 13 de façon complémentaire (i.e. quand l'interrupteur électronique 12 est commandé pour être passant, l'interrupteur électronique 13 est commandé pour être bloqué et réciproquement). La tension Vb qui est délivrée aux bornes de l'interrupteur électronique 13 est représentée en figure 4B. La tension Vb est une succession d'impulsions dont la période est égale à la période du signal de consigne Vk. Sur la figure 4B, la courbe pointillée représente une tension Vb1 qui correspond au 8 signal de consigne Vk1 et la courbe pleine représente une tension Vb2 qui correspond au signal de consigne Vk2. L'amplitude des impulsions qui composent le signal Vb est égale à la tension fixe Vcc. Le circuit d'intégration 11 forme la tension continue Vs à partir de la tension Vb (cf. figure 4C). L'amplitude de la tension continue Vs est ainsi susceptible de varier en fonction du rapport cyclique de la tension de consigne Vk. La figure 4C illustre, à titre d'exemple non limitatif, la variation de la tension continue Vs. La courbe pointillée V1 représente la tension continue Vs qui correspond au signal de consigne Vk1 et la courbe pleine V2 représente la tension continue Vs qui correspond au signal de consigne Vk2. Les figures 4D et 4E qui font suite aux figures 4A-4C illustrent - pour information - le fonctionnement du système d'actionnement déjà connu de l'art antérieur EP 1 066 169 B1 pour un signal de consigne donné : jusqu'à l'instant t1r le système fonctionne en charge entraînée (la tension Va est sensiblement égale à la tension Vs et le transistor Q1 est bloqué (courant IQ dans le transistor Q1 nul)), - entre les instants t1 et t2, le système fonctionne en charge entraînante (la tension Va est sensiblement supérieure à la tension Vs et le transistor Q1 conduit (courant IQ non nul)), entre les instants t2 et t3, le système fonctionne en charge entraînée (la tension Va est 9 sensiblement égale à la tension Vs et le transistor Q1 est bloqué (courant IQ nul)), - à l'instant t3, une demande d'arrêt est effectuée (l'interrupteur électronique 12 est ouvert et l'interrupteur électronique 13 est fermé, le transistor Q1 passe en conduction complète, ce qui conduit à l'arrêt du moteur et au relâchement du bloqueur à manque de courant).10 REVENDICATIONS1. Système d'actionnement pour le positionnement d'élément mobile comprenant des moyens aptes à actionner l'élément mobile à partir d'une tension continue (Vs) et des moyens aptes à modifier l'amplitude de la tension continue (Vs), caractérisé en ce que les moyens aptes à modifier l'amplitude de la tension continue (Vs) comprennent des moyens (15) aptes à générer un signal de consigne périodique (Vk) ayant un rapport cyclique apte à varier, des moyens (12, 13, 14) aptes à découper une tension fixe (Vcc) sous l'action du signal de consigne périodique (Vk) pour former un signal d'impulsions (Vb) ayant un rapport cyclique sensiblement identique au rapport cyclique du signal de consigne périodique et des moyens (11) pour former la tension continue (Vs) à partir du signal d'impulsions (Vb). 2. Système d'actionnement selon la revendication 1, dans lequel les moyens (12, 13, 14) aptes à découper une tension fixe (Vcc) sur la base du signal de consigne périodique (Vk) comprennent un premier interrupteur électronique (12), un deuxième interrupteur électronique (13) et un inverseur de commande (14), l'inverseur de commande (14) étant commandé par le signal de consigne périodique (Vk) pour former un signal de commande du premier interrupteur électronique (12) et un signal de commande du deuxième interrupteur électronique (13). 3. Système d'actionnement selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens (11) pour former la tension continue (Vs) à partir du signal d'impulsions (Vb) sont constitués d'une inductance (L) et d'un condensateur (C). 4. Système d'actionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le signal de consigne périodique (Vk) est un signal modulé en durée d'impulsion.