Brevet FR3058750A1 — publié le 20180518

"SYSTEME DE COMMANDE D'OUVERTURE ET DE FERMETURE D'UN OUVRANT D'UN VEHICULE, NOTAMMENT AUTOMOBILE" [1] L'invention concerne un système de commande d'ouverture et de fermeture d'un ouvrant, tel une porte latérale d'un véhicule, notamment automobile, monté pivotant à la caisse du véhicule. [2] Il est connu du document US2014366450 d'intégrer un système de commande d'ouverture et de fermeture d'une porte d'un véhicule automobile. Ce système de commande comprend un moteur électrique alimentant un système de transmission, le moteur et le système de transmission étant logés dans la porte. Le système de transmission comprend un tambour rotatif et deux courroies entrainant une poulie mobile engagée dans un rail solidaire de la caisse du véhicule. Ainsi, le mouvement de la poulie le long du rail provoque le déplacement de la porte du véhicule. [3] Cependant, un tel système de commande, qui est prévu pour assurer l'ouverture et la fermeture de portes coulissantes, est d'une structure très complexe à mettre en 15 oeuvre. [4] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur. [5] Pour atteindre ce but, l'invention concerne un système de commande d'ouverture et de fermeture d'un ouvrant, tel qu'une porte latérale, monté pivotant à la caisse d'un 20 véhicule, notamment automobile, comprenant un actionneur électromagnétique interposé entre l'ouvrant et la caisse du véhicule, un circuit électronique de commande relié à l'actionneur électromagnétique et pouvant fournir à au moins une bobine de l'actionneur électromagnétique un courant électrique permettant de générer une force mécanique de déplacement d'une tige mobile de commande faisant partie de l'actionneur 25 électromagnétique pour assurer l'ouverture de l'ouvrant, et un courant électrique de sens opposé permettant de générer une force mécanique de déplacement de la tige mobile pour assurer la fermeture de l'ouvrant [6] Selon une autre particularité, le système de commande comprend un dispositif de récupération de l'énergie électrique fournie par l'actionneur électromagnétique à partir de 3058750 2 l'énergie cinétique liée à la masse de l'ouvrant lors de sa fermeture et au déplacement concomitant de la tige mobile de commande de l'actionneur électromagnétique. [7] Selon une autre particularité, la bobine de l'actionneur électromagnétique est mobile selon l'axe de déplacement de la tige de commande sous l'action d'un ensemble 5 aimanté fixe de l'actionneur électromagnétique lorsqu'un courant électrique de commande traverse la bobine. [8] Selon une autre particularité, le système de commande comprend un circuit de stockage de l'énergie électrique fournie par le dispositif de récupération d'énergie électrique, de sorte que cette énergie électrique stockée puisse être utilisée notamment 10 pour alimenter la bobine de l'actionneur électromagnétique dans le cadre de l'ouverture ou de la fermeture de l'ouvrant. [9] Selon une autre particularité, la tige de commande de l'actionneur électromagnétique est reliée de manière articulée à la caisse du véhicule, et en ce que l'ensemble aimanté solidaire d'une culasse ferromagnétique de l'actionneur électromagnétique est logé dans l'épaisseur de l'ouvrant. [0010] Selon une autre particularité, le circuit électronique de commande comprend une unité de contrôle/commande et un module d'électronique de puissance relié à l'actionneur électromagnétique et au dispositif de récupération d'énergie et permettant de générer des courants électriques dans la bobine compris entre cinq et quatre-vingt ampères de sorte que l'effort exercé par la tige mobile sur la caisse du véhicule soit compris entre dix et mille newtons. [0011] L'invention concerne également un ouvrant monté pivotant à la caisse d'un véhicule, notamment automobile, dans lequel sont logés une partie de l'actionneur électromagnétique et le circuit électronique de commande tels que décrits précédemment. [0012] Selon une autre particularité, l'ouvrant est une porte latérale du véhicule. [0013] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant au moins un ouvrant tel que décrit précédemment. [0014] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va 3058750 3 suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel : - La figure 1 représente une vue schématique du système de commande selon l'invention ; 5 - La figure 2 représente une vue schématique de dessus et en coupe d'une partie de la caisse et d'un ouvrant d'un véhicule, le système de commande de la figure 1 étant interposé entre la caisse et l'ouvrant en position de fermeture ; - La figure 3 représente la vue de la figure 2, l'ouvrant étant en position d'ouverture ; - La figure 4 représente une vue en coupe de l'actionneur électrique du système de 10 commande lorsque l'ouvrant est en position de fermeture tel que représenté à la figure 2; - La figure 5 représente une vue en coupe de l'actionneur électrique du système de commande lorsque l'ouvrant est en position d'ouverture tel que représenté à la figure 3. 15 [0015] En référence aux figures 1 à 5, le système de commande d'ouverture et de fermeture d'un ouvrant 1 d'un véhicule automobile selon l'invention va maintenant être décrit. Cet ouvrant 1 est monté pivotant à la caisse 2 du véhicule, et est préférentiellement une porte latérale du véhicule. [0016] Le système de commande et d'ouverture comprend un actionneur 20 électromagnétique 4 interposé entre l'ouvrant 1 et la caisse du véhicule. L'actionneur électromagnétique 4 est de forme générale cylindrique et comprend une culasse ferromagnétique logée dans l'épaisseur de l'ouvrant 1, et une carcasse en forme de tube cylindrique 15 comprenant une paroi d'extrémité dite paroi de fond 17 et une pluralité de bobines 16 disposées dans des lumières formées dans la carcasse tubulaire 15. 25 [0017] La culasse ferromagnétique, qui sera appelée partie fixe dans la suite de la description, comprend un noyau cylindrique ferromagnétique 7. Ce noyau est traversé coaxialement par un tube 14 comprenant des fils électriques reliés notamment au réseau électrique du véhicule 23 ou à une batterie du véhicule, ou tout autre dispositif susceptible de délivrer de l'énergie électrique. L'extrémité de ce tube 14 est solidarisée par vissage au travers de la paroi de fond 17 de la carcasse tubulaire 15 par l'intermédiaire d'un 3058750 4 connecteur 18 permettant d'une part de rigidifier la liaison entre le tube 14 de fils électriques et la carcasse tubulaire 14, et d'autre part d'assurer la conduction d'électricité vers les bobines 16 ou à partir des bobines 16. [0018] La culasse ferromagnétique comprend également un ensemble aimanté constitué 5 de deux sous-ensembles 8, 9. Chaque sous-ensemble 8, 9 comprend deux aimants annulaires 8a, 8b, 9a, 9b solidaires et coaxiaux l'un par rapport à l'autre, les faces en contact des deux aimants de chaque sous ensemble présentant des polarités différentes. En outre, les deux faces en vis-à-vis respectivement des deux sous-ensembles 8, 9 présentent la même polarité. Les deux sous-ensembles 8, 9 sont séparés par une pièce 10 annulaire ferromagnétique 10 solidaire par collage des deux faces en vis-à-vis des deux sous-ensembles aimantés 8, 9 et disposée coaxialement à l'ensemble aimanté. Les deux autres faces respectivement des deux sous-ensembles aimantés 8, 9 sont solidaires coaxialement par collage respectivement de deux pièces annulaires ferromagnétiques 11, 12. Enfin, la culasse ferromagnétique comprend un couvercle 13 solidaire du noyau 7. 15 [0019] Comme représenté à la figure 5, il y a un entrefer tubulaire 24 entre d'une part le noyau 7 et d'autre part l'ensemble aimanté 8, 9 et les pièces ferromagnétiques 10, 11, 12 de la culasse ferromagnétique. Cet entrefer 24 est un logement adapté pour accueillir la carcasse tubulaire 15 comprenant les bobines 16, et permet de guider le mouvement en translation de la carcasse 15 dans la partie fixe de l'actionneur électromagnétique 4. 20 [0020] La carcasse tubulaire 15 comprend enfin une tige mobile 19 montée coaxiale à la carcasse 15, dont l'une des extrémités est solidaire du connecteur 18 et dont l'autre des extrémités est reliée de manière articulée à la caisse 2 du véhicule, par exemple par l'intermédiaire d'une liaison rotule. Ainsi, le mouvement de la carcasse tubulaire 15 provoque le mouvement de la tige mobile 19 en translation. L'impact du mouvement de la 25 tige 19 sur l'ouvrant 1 du véhicule sera décrit plus loin. [0021] L'ensemble aimanté 8, 9 de la partie fixe génère un champ magnétique fixe passant par les pièces ferromagnétiques 10, 11, 12 de la partie fixe. Ainsi, lorsqu'un courant électrique traverse les bobines 16 de la carcasse tubulaire 15, une force électromagnétique apparait dans les bobines 16 et va induire le mouvement en translation 30 de la carcasse 15 dans l'entrefer 24 de l'actionneur électromagnétique 4 selon l'axe de cet actionneur 4. En outre, le sens de la force électromagnétique dépend du sens du courant électrique, de sorte que le sens de déplacement de la carcasse 15 dans l'entrefer 24 dépend du sens du courant électrique. 3058750 5 [0022] Lorsque le courant circule dans un premier sens, la force électromagnétique induite dans les bobines 16 provoque le déplacement de la carcasse 15 vers l'extérieur de la partie fixe : la tige 19 exerce donc une force mécanique d'appui sur la caisse 2 du véhicule, ce qui provoque le pivotement de l'ouvrant 1 autour d'une charnière 3 et 5 l'ouverture de l'ouvrant 1, car la liaison rotule entre la tige 19 et la caisse 2 du véhicule est décalée radialement par rapport à l'axe de rotation de la charnière 3. A l'inverse, lorsque le courant électrique circule dans le sens opposé, la force électromagnétique induite dans les bobines 16 provoque le déplacement de la carcasse 15 dans la partie fixe : la tige 19 exerce donc une force mécanique de traction sur la caisse 2 du véhicule, ce qui provoque 10 le pivotement de l'ouvrant 1 autour de la charnière 3 et la fermeture de l'ouvrant 1. [0023] De manière à permettre le pivotement de l'ouvrant 1, la force mécanique exercée par la tige 19 sur la caisse 2 du véhicule est comprise entre dix et mille newtons. De telles valeurs peuvent être atteintes quand l'intensité du courant électrique traversant les bobines 16 est comprise entre cinq et quatre-vingt ampères. Pour permettre la génération 15 de tels courants, le système de commande d'ouverture et de fermeture de l'ouvrant 1 comprend un circuit électronique de commande 5 relié à l'actionneur électromagnétique 4, ce circuit électronique de commande 5 comprenant une unité de contrôle/commande 20 et un module d'électronique de puissance 22 relié à l'actionneur électromagnétique 4. C'est également le circuit électronique de commande 5 qui pilote le sens du courant traversant 20 les bobines, par exemple grâce à un pont en H. [0024] Le système de commande selon l'invention comprend également un dispositif de récupération d'énergie 21 intégré au circuit électronique de commande. Ce dispositif de récupération d'énergie 21 est adapté pour récupérer l'énergie électrique fournie par l'actionneur électromagnétique 4 à partir de l'énergie cinétique liée à la masse de l'ouvrant 25 1 lors de sa fermeture et au déplacement concomitant de la tige mobile de commande 19 de l'actionneur électromagnétique 4. [0025] En effet, l'énergie électrique nécessaire à la fermeture de l'ouvrant 1 et délivrée par le système de commande selon l'invention est inférieure à l'énergie cinétique délivrée par l'ouvrant 1 lors de sa fermeture et transmise à la tige 19. Ainsi, le mouvement de la 30 carcasse tubulaire 15 dans l'entrefer 24 induit par le mouvement de la tige 19 provoque la génération d'un surplus d'énergie inductive au niveau des bobines 16 de l'actionneur électromagnétique 4. Ce surplus d'énergie inductive est récupéré grâce au dispositif de récupération d'énergie 21. 3058750 6 [0026] Pour ce faire, le dispositif de récupération d'énergie 21 est en mesure de générer des signaux numériques à une fréquence donnée, mais avec un rapport cyclique qui change en fonction de la valeur et du signe de la tension analogique que l'unité de contrôle/commande 20 associée à l'électronique de puissance 22 doivent délivrer. Ce type 5 de signaux est bien connu sous le terme « modulation à largeur d'impulsion », ou « pulse width modulation » en anglais, et permet à l'électronique de commande 5 de récupérer l'énergie électrique fournie par l'actionneur électromagnétique 4 à partir de l'énergie cinétique liée à la masse de l'ouvrant 1 lors de sa fermeture et au déplacement concomitant de la tige mobile de commande 19 de l'actionneur électromagnétique 4. 10 [0027] En outre, l'électronique de commande 5 permet l'utilisation de cette énergie électrique de récupération pour alimenter soit des condensateurs ou des batteries du véhicule, soit un autre actionneur électromagnétique installé dans un autre ouvrant du véhicule. Enfin, le système de commande selon l'invention peut comprendre un circuit de stockage 6 de l'énergie électrique fournie par le dispositif de récupération d'énergie 15 électrique 21, ce circuit de stockage 6 comprenant par exemple une batterie de stockage de l'énergie électrique. L'énergie électrique stockée peut ainsi être utilisée par la suite soit pour alimenter l'actionneur électromagnétique 4 commandant l'ouverture et la fermeture de l'ouvrant 1, soit pour toute autre fonction électrifiée du véhicule. [0028] Le circuit de stockage 6 est relié au réseau électrique du véhicule 23. De la sorte, 20 si l'énergie stockée n'est pas suffisante par exemple pour assurer l'ouverture ou la fermeture complète de l'ouvrant 1 par l'actionneur électromagnétique 4, alors l'énergie électrique provenant du réseau électrique du véhicule 23 couvre le besoin. A l'inverse, si le circuit de stockage 6 est saturé, le supplément d'énergie électrique de récupération est directement distribué au réseau électrique du véhicule 23. 25 [0029] Le système de commande selon l'invention possède donc une structure mécanique simple et peu couteuse, et est doté d'une électronique robuste. [0030] La configuration telle que décrite n'est pas limitée au mode de réalisation décrit dans le texte et représenté sur les figures 1 à 5. Elle n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du 30 cadre de l'invention. Ainsi on pourrait imaginer que la partie fixe de l'actionneur électromagnétique 4 comprend davantage de sous-ensembles aimantés, par exemple un ou deux supplémentaires. Cela aura pour conséquence l'augmentation de la force électromagnétique induite par les bobines 16, mais également l'augmentation de la course 3058750 7 de la tige mobile 19 de l'actionneur électromagnétique 4, de sorte que le système de commande selon l'invention puisse être adapté à tout type d'ouvrant 1 monté pivotant à la caisse 2 du véhicule. REVENDICATIONS1. Système de commande d'ouverture et de fermeture d'un ouvrant (1), tel qu'une porte latérale, monté pivotant à la caisse (2) d'un véhicule, notamment automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur électromagnétique (4) interposé entre l'ouvrant (1) et la caisse (2) du véhicule, un circuit électronique de commande (5) relié à l'actionneur électromagnétique (4) et pouvant fournir à au moins une bobine (16) de l'actionneur électromagnétique un courant électrique permettant de générer une force mécanique de déplacement d'une tige mobile de commande (19) faisant partie de l'actionneur électromagnétique (4) pour assurer l'ouverture de l'ouvrant (1), et un courant électrique de sens opposé permettant de générer une force mécanique de déplacement de la tige mobile (19) pour assurer la fermeture de l'ouvrant (1). 2. Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de récupération (6) de l'énergie électrique fournie par l'actionneur électromagnétique (4) à partir de l'énergie cinétique liée à la masse de l'ouvrant (1) lors de sa fermeture et au déplacement concomitant de la tige mobile de commande (19) de l'actionneur électromagnétique (4). 3. Système de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bobine (16) de l'actionneur électromagnétique (4) est mobile selon l'axe de déplacement de la tige de commande (19) sous l'action d'un ensemble aimanté (8, 9) fixe de l'actionneur électromagnétique (4) lorsqu'un courant électrique de commande traverse la bobine (16). 4. Système de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de stockage (23) de l'énergie électrique fournie par le dispositif de récupération d'énergie électrique (6), de sorte que cette énergie électrique stockée puisse être utilisée notamment pour alimenter la bobine (16) de l'actionneur électromagnétique (4) dans le cadre de l'ouverture ou de la fermeture de l'ouvrant (1). 5. Système de commande selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la tige de commande (19) de l'actionneur électromagnétique (4) est reliée de manière articulée à la caisse (2) du véhicule, et en ce que l'ensemble aimanté (8, 9) solidaire d'une culasse ferromagnétique de l'actionneur électromagnétique (4) est logé dans l'épaisseur de l'ouvrant (1). 3058750 9 6. Système de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit électronique de commande (5) comprend une unité de contrôle/commande (20) et un module d'électronique de puissance (22) relié à l'actionneur électromagnétique (4) et au dispositif de récupération d'énergie (6) et permettant de générer des courants électriques 5 dans la bobine (16) compris entre cinq et quatre-vingt ampères de sorte que l'effort exercé par la tige mobile (19) sur la caisse (2) du véhicule soit compris entre dix et mille newtons. 7. Ouvrant (1) monté pivotant à la caisse (2) d'un véhicule, notamment automobile, dans lequel sont logés une partie de l'actionneur électromagnétique (4) et le circuit électronique de commande (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 10 8. Ouvrant (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est une porte latérale du véhicule. 9. Véhicule automobile comprenant au moins un ouvrant (1) selon la revendication 7 ou 8.