FR2805054A1 - Procede et dispositif de commande d'une unite d'actionnement electrique, notamment pour direction de vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Une unité d'actionnement électrique (B) est commandée par une unité de commande (A), qui comprend une entrée de tension (2), au moins une entrée de commande de polarité (10, 24) et deux sorties de tension (14, 28), la polarité des sorties de tension dépendant de l'application d'un signal sur l'au moins une entrée de commande de polarité, ainsi qu'une entrée de commande (36), et l'unité d'actionnement (B) comprend un moteur d'entraînement (40) et deux entrées de tension reliées aux sorties de tension, le sens d'entraînement du moteur étant donné par la polarité des entrées de tension, tandis qu'un fonctionnement du moteur au moins dans l'un des sens n'a lieu que lorsqu'un signal de commande préfixé est appliqué à l'entrée de commande (36).
Description
L'invention concerne un procédé de commande d'une unité d'actionnement
électrique. L'invention concerne en outre un dispositif de commande d'une unité d'actionnement électrique au moyen d'une unité de commande. Dans les véhicules automobiles modernes, on utilise de plus en plus des dispositifs d'actionnement électrique qui doivent respecter des conditions élevées de sécurité. Par exemple, dans le cas d'un verrouillage électrique de direction, le verrouillage ne doit en aucun cas avoir lieu pendant le déplacement. L'invention a pour but de commander un dispositif d'actionnement électrique de manière que soit fournie une sécurité étendue vis-à-vis d'une
commande erronée ou défectueuse.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de commande d'une unité d'actionnement électrique à sens d'actionnement dépendant de la polarité, caractérisé en ce que des bornes servant à l'application d'énergie électrique à l'unité d'actionnement sont soumises, lorsqu'il se présente dans chaque cas au moins une condition, à une polarité correspondant à la condition et déterminant le sens d'actionnement et en ce qu'une activation de l'unité d'actionnement dans au moins l'un des sens d'actionnement n'a lieu que lorsqu'il se présente une autre condition indépendante de l'état du
dispositif d'actionnement ou d'un dispositif actionné par celui-ci.
Dans le même but, I'invention a également pour objet un dispositif de commande d'une unité d'actionnement électrique au moyen d'une unité de commande, caractérisé en ce que l'unité de commande comprend une entrée de tension, au moins une entrée de commande de polarité et deux sorties de tension, la polarité des sorties de tension dépendant de l'application d'un signal sur au moins une entrée de commande de polarité, ainsi qu'une entrée de commande, et en ce que l'unité d'actionnement comprend un moteur d'entraînement et deux entrées de tension reliées aux sorties de tension, le sens d'entraînement du moteur d'entraînement étant donné par la polarité des entrées de tension, tandis qu'un fonctionnement du moteur d'entraînement au moins dans l'un des sens d'entraînement n'a lieu que lorsqu'un signal de
commande préfixé est appliqué à l'entrée de commande.
Ainsi, I'unité d'actionnements est soumise à une tension à polarité dépendant du sens d'actionnement, de sorte que le sens d'actionnement peut être impérativement fixé. Par ailleurs, il se produit une activation de l'unité d'actionnement dont le sens d'actionnement est préfixé par la polarité de la tension appliquée, et ceci, au moins dans l'un des sens d'actionnement, uniquement lorsqu'il se présente une autre condition. Cette autre condition peut par exemple consister, dans le cas d'une unité d'actionnement agencée pour un verrouillage de direction, dans le fait qu'un état de repos de véhicule est constaté. Dans le cas de l'utilisation pour un verrouillage de direction, l'unité d'actionnement est alors actionnée de manière à n'être active dans le sens d'un verrouillage de la direction que lorsqu'il lui est appliqué une tension d'une polarité provoquant un actionnement dans le sens d'un verrouillage de direction et lorsqu'en outre, il existe par exemple un signal d'état de repos de
véhicule.
L'invention est utilisable dans tous les cas o des unités d'actionnement électrique doivent être actionnées d'une manière particulièrement sûre. Elle est notamment applicable à des véhicules automobiles dans lesquels de nombreux dispositifs d'actionnement électrique ne doivent pouvoir être actionnés que lorsqu'il se présente des conditions
déterminées d'état de conduite et/ou des états déterminés de fonctionnement.
Le dispositif conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - I'unité de commande comporte une sortie de commande reliée à I'entrée de commande et le dispositif d'actionnement comporte une entrée de commande, reliée à l'entrée de commande, qui est connectée à une unité électronique mettant en marche le moteur d'entraînement, - pour son alimentation en tension, I'unité électronique est reliée aux entrées de tension de l'unité d'actionnement par l'intermédiaire d'un pont redresseur, - il est prévu deux entrées de commande de polarité qui actionnent chacune un commutateur respectif, et, dans l'état dépourvu de signal de l'entrée de commande de polarité qui lui est associée, le premier commutateur relie une première sortie de tension à la masse par l'intermédiaire d'une résistance de mesure et, dans l'état soumis un signal, la relie à l'entrée de tension, tandis que, dans l'état dépourvu de signal de l'entrée de commande de polarité qui lui est associée, I'autre commutateur relie l'autre sortie de tension à la masse et, dans l'état soumis à un signal, la relie à l'entrée de tension, - un diagnostic du système peut être effectué dans une position des commutateurs dans laquelle la résistance de mesure est traversée par un courant lorsque le moteur d'entraînement est soumis à une tension, I'unité d'actionnement est une unité de verrouillage électrique de direction dans un véhicule automobile et le moteur d'entraînement servant à verrouiller la direction ne peut être mis en marche que lorsque l'entrée de commande est soumise à un signal signalant un état de repos de véhicule, - un diagnostic du système peut être effectué dans l'état dans lequel le moteur d'entraînement est soumis à une tension dans le sens d'un
déverrouillage de la direction.
L'invention est exposée ci-après à titre d'exemple et avec d'autres
particularités en regard des dessins annexés.
On voit: à la figure 1, un schéma-bloc d'un système comportant une unité de commande et une unité d'actionnement et, aux figures 2 et 3, des schémas de passage de courant servant à exposer le fonctionnement du circuit de la figure 1 dans deux états de
commutation différents.
Conformément à la figure 1, un système de commande d'une unité d'actionnement électrique comprend un appareil de commande S et une unité de commande A. La structure de l'unité de commande A est d'abord décrite: L'unité de commande A présente une entrée de tension 2 sur laquelle une tension d'alimentation est appliquée et qui est représentée plusieurs fois à la figure, les autres entrées de tension pouvant être réunies et être par exemple alimentées par une batterie. L'unité de commande A présente en outre des bornes de masse 4 qui peuvent également être réunies en une borne. A partir des entrées de tension, une ligne mène, par l'intermédiaire d'une bobine de relais 6, à un interrupteur électronique 8 qui est par exemple réalisé sous forme d'un transistor et dont l'électrode de commande est reliée à
une première entrée de commande 10.
La bobine de relais 6 actionne un commutateur 12 qui, dans une première position, relie l'entrée de tension 2 à une première sortie de tension 14 et, dans une seconde position, relie la sortie de tension 14 à la masse 4
par l'intermédiaire d'une ligne 16 et d'une résistance de mesure 18.
Une autre bobine de relais 20 relie l'entrée de tension à un interrupteur électronique 22 dont l'électrode de commande est reliée à une autre entrée de commande 24. Un commutateur 26 actionné par la bobine de relais 20 relie, dans une première position, I'entrée de tension 2 à une autre sortie de tension
28 et, dans la position représentée, la sortie de tension 28 à la masse 4.
A partir de la sortie de tension 14, une ligne mène à une borne de diagnostic 30. A partir de la sortie de tension 28, une ligne mène à une autre
borne de diagnostic 32.
La borne de la résistance de mesure 18 située à l'opposé de la masse est reliée par une ligne à une borne de mesure 34. Il est en outre prévu une entrée de commande 36 qui est reliée à une sortie de commande 38. Comme représenté, les sorties de tension 14 et 28 de l'unité de commande A constituent des entrées de tension correspondantes de l'unité' d'actionnement B ou sont reliées à celles-ci. De même, la sortie de commande 38 de l'unité de commande A constitue une entrée de commande de l'unité d'actionnement B. L'unité d'actionnement B comprend un moteur électrique 40 dont le sens de rotation dépend de la polarité de la tension appliquée aux entrées 14 et 28. En fonction de son sens de rotation, le moteur électrique 40 déplace par exemple une tige de verrouillage 42 dans l'un ou l'autre sens, les positions extrêmes de la tige de verrouillage 42 étant détectées par des capteurs de position 44, par exemple
des capteurs Hall.
Une unité électronique 46 est reliée aux sorties de tension 14 et 28 par l'intermédiaire d'un pont redresseur 48, de sorte que, indépendamment de la polarité de la tension appliquée aux sorties de tension, l'alimentation en tension de l'unité électronique 46 est assurée. Il est prévu, connectée en aval de l'unité électronique 46, une bobine de relais 50 qui actionne un interrupteur
52 inséré dans le trajet d'alimentation en courant du moteur électrique 40.
A partir de la sortie de commande 38, une ligne de commande 54, avantageusement réalisée ou connectée sous forme d'une ligne de données
bidirectionnelle, mène à l'unité électronique 46.
L'appareil de commande S comprend des bornes prévues pour les bornes indiquées 30, 10, 32, 34, 24 et 36 et des entrées 56, 58 et 60. Un signal est présent à l'entrée 56 dans un état d'arrêt de véhicule. Un signal est présent à l'entrée 58 pour un "allumage en service" et un signal de diagnostic
peut être appliqué à l'entrée 60.
L'appareil de commande S est agencé, sous forme d'un appareil de commande contenant éventuellement un microprocesseur pourvu de mémoires associées, d'une manière telle que, notamment sur ses sorties correspondant à l'entrée de commande 10, à l'entrée de commande 24 et à l'entrée de commande 36, il se présente des signaux qui dépendent de
l'application de signaux aux entrées.
On supposera d'abord qu'un signal "allumage en service" est appliqué à l'entrée 58. Ce signal "allumage en service" a pour effet que l'entrée de commande 10 reste désactivée, ce qui signifie que la bobine de relais 6 ne sollicite pas le commutateur 12, de sorte que ce commutateur 12 reste dans la position représentée à la figure 1, et qu'il est produit, sur la sortie de commande 24, un signal qui commute à l'état passant l'interrupteur électronique 22, de sorte que la bobine de relais 20 déplace le commutateur 26 dans la position représentée à la figure 2. Ainsi que le montre cette figure 2, la polarité de la tension qui est appliquée au moteur électrique 40 est telle que c'est le pôle situé en bas à la figure 2 qui est le pôle plus. Cette polarisation du moteur électrique 40 correspond à un sens de rotation dans lequel la tige de verrouillage 42 (figure 1) est déplacée dans un sens
conduisant au déverrouillage de la direction.
En outre, le signal "allumage en service" étant présent à l'entrée 58, il est produit, sur la sortie de commande 36, un signal ou un train d'impulsions en série qui a pour effet, dans l'unité électronique 46, une activation de la bobine de relais 50, de sorte que l'interrupteur 52 est fermé et le moteur électrique 40 peut déplacer la tige de verrouillage vers le déverrouillage de la direction. Une position extrême de la tige de déverrouillage est constatée par le capteur de position 44 associé qui est relié à l'unité électronique 46 (lignes non représentées) et déclenche dans celle-ci un signal qui est envoyé à l'appareil de commande S par l'intermédiaire de la ligne de commande
bidirectionnelle 54 et indique le déverrouillage de la direction.
En comparaison du verrouillage, le déverrouillage de la tige ou de la ligne est l'état "le moins dangereux", de sorte que, dans le cas présent, seul le
signal "allumage en service" est utilisé.
La figure 3 représente l'état de commutation dans une situation dans laquelle on trouve appliqué à l'entrée 56 de l'appareil de commande un signal qui indique un état de repos de véhicule et à l'entrée 58 un signal qui signifie "allumage hors service". Le signal "allumage hors- service" à l'entrée 58 a pour résultat que le commutateur 12 relie, conformément à la figure 3, I'entrée de tension 2 à la sortie de tension 14 et que le commutateur 26 reste dans la position conforme à la figure 1 dans laquelle il relie la sortie de tension 28 à la masse 4. La polarisation du moteur électrique 40 est désormais telle que le pôle plus se trouve en haut conformément à la figure 3, ce qui signifie que le moteur électrique travaille dans le sens d'un verrouillage de la direction. Le signal "état de repos de véhicule" à l'entrée 56 a pour résultat que l'appareil de commande S envoie à l'unité électronique 46, par l'entrée de commande 36, un signal sur la base duquel cette unité électronique 46 ferme l'interrupteur 52, de sorte que le moteur électrique 40 déplace l'organe de verrouillage dans la position verrouillant la direction. D'une manière analogue à la position de déverrouillage, la position de verrouillage peut être constatée au moyen d'une activation du capteur de position 44 correspondant et de la
production d'un signal de verrouillage dans l'unité électronique 46.
A des fins de diagnostic, les commutateurs peuvent à tout instant, lors de l'application d'un signal de diagnostic à l'entrée 60, être commutés de la manière qui est représentée à la figure 2, ce qui signifie qu'il se produit un déverrouillage de la direction. Par l'intermédiaire de la résistance de mesure 18 et de la borne de mesure 34, la consommation de courant du moteur
électrique 40 peut être mesurée et être comparée à une valeur de consigne.
Par ailleurs, des tensions sur les bornes de diagnostic 30 et 32, on peut déduire si un commutateur ou un relais est ou non collé et ne fonctionne pas
d'une manière parfaite.
Dans l'ensemble, grâce à l'invention, on obtient, par l'intermédiaire uniquement de trois interfaces (14, 28 et 38) entre l'unité de commande A et l'unité d'actionnement B éventuellement éloignée dans l'espace, un actionnement de l'unité d'actionnement B qui est fiable et protégé dans une
large mesure des défaillances et qui autorise en outre un diagnostic.
Le système dépeint peut être modifié de multiples manières. Par exemple, l'unité de commande A peut être une partie constitutive de l'appareil de commande S. Les commutateurs à relais peuvent être remplacés par d'autres commutateurs électroniques. Les interfaces 14, 28 et 38 peuvent être
découplées galvaniquement. Le moteur électrique 40 peut être un électro-
aimant de déplacement ou une unité hydraulique commandée par un aimant.
La bobine de relais 50 peut être réunie à l'interrupteur 52 pour former un interrupteur électronique, par exemple un transistor. Par la ligne bidirectionnelle 54, il possible d'envoyer à l'appareil de commande S d'autres informations concernant l'unité d'actionnement B. L'une des entrées de commande 10 ou 24 peut être supprimée si les commutateurs 12, 26 disposés en aval sont connectés d'une manière telle que, lorsqu'un signal est appliqué à l'entrée de commande alors unique, les commutateurs passent par exemple dans les positions conformes à la figure 2
et, en l'absence de signal, dans les positions de la figure 3.
L'appareil de commande S peut comporter plusieurs entrées dont les signaux d'entrée sont convertis, d'une manière correspondant au but visé,
dans l'agencement chaque fois considéré des sorties.
En variante au déroulement dépeint en regard des figures 2 et 3, le fonctionnment peut se présenter comme suit: Lorsqu'on introduit la clé de contact dans la serrure de contact ou lorsqu'on commence de la faire tourner, la polarité est commutée sur le sens d'actionnement "déverrouiller". Le flanc d'un signal "allumage en service" a pour résultat qu'un signal de déverrouillage ou d'activation est envoyé par I'intermédiaire de la ligne de commande 54. De cette manière, la ligne est
déverrouillée plus rapidement.
La polarité correspondant au sens d'actionnement "verrouiller" peut, de même que le signal d'activation, n'être commutée que lorsque les deux conditions "allumage hors service" et "état de repos de véhicule" sont remplies. Pour le signal d'activation, des conditions supplémentaires, telles
que "clé de contact hors de la serrure", etc., peuvent être nécessaires.
Claims (8)
1. Procédé de commande d'une unité d'actionnement électrique (B) à sens d'actionnement dépendant de la polarité, caractérisé en ce que des bornes servant à l'application d'énergie électrique à l'unité d'actionnement (B) sont soumises, lorsqu'il se présente dans chaque cas au moins une condition, à une polarité correspondant à la condition et déterminant le sens d'actionnement et en ce qu'une activation de l'unité d'actionnement dans au moins l'un des sens d'actionnement n'a lieu que lorsqu'il se présente une autre condition indépendante de l'état du dispositif d'actionnement ou d'un
dispositif actionné par celui-ci.
2. Dispositif de commande d'une unité d'actionnement électrique (B) au moyen d'une unité de commande (A), caractérisé en ce que l'unité de commande comprend une entrée de tension (2), au moins une entrée de commande de polarité (10, 24) et deux sorties de tension (14, 28), la polarité des sorties de tension dépendant de l'application d'un signal sur au moins une entrée de commande de polarité, ainsi qu'une entrée de commande (36), et en ce que l'unité d'actionnement (B) comprend un moteur d'entraînement (40) et deux entrées de tension reliées aux sorties de tension, le sens d'entraînement du moteur d'entraînement étant donné par la polarité des entrées de tension, tandis qu'un fonctionnement du moteur d'entraînement au moins dans l'un des sens d'entraînement n'a lieu que lorsqu'un signal de
commande préfixé est appliqué à l'entrée de commande (36).
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de commande comporte une sortie de commande reliée à l'entrée de commande (38) et le dispositif d'actionnement (B) comporte une entrée de commande, reliée à l'entrée de commande, qui est connectée à une unité électronique
(46) mettant en marche le moteur d'entraînement.
4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, pour son alimentation en tension, I'unité électronique (46) est reliée aux entrées de tension de l'unité d'actionnement (B) par l'intermédiaire d'un pont redresseur (48).
5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4,
caractérisé en ce qu'il est prévu deux entrées de commande de polarité (10, 24) qui actionnent chacune un commutateur (12, 26) respectif, et en ce que, dans l'état dépourvu de signal de l'entrée de commande de polarité (10) qui lui est associée, le premier commutateur (12) relie une première sortie de tension (14) à la masse (4) par l'intermédiaire d'une résistance de mesure (18) et, dans l'état soumis un signal, la relie à l'entrée de tension (2), tandis que, dans l'état dépourvu de signal de l'entrée de commande de polarité (24) qui lui est associée, I'autre commutateur (26) relie l'autre sortie de tension (28) à la masse (4) et, dans l'état soumis à un signal, la relie à l'entrée de tension (2).
6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un diagnostic du système peut être effectué dans une position des commutateurs (12, 26) dans laquelle la résistance de mesure (18) est traversée par un
courant lorsque le moteur d'entraînement (40) est soumis à une tension.
7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6,
caractérisé en ce que l'unité d'actionnement (B) est une unité de verrouillage électrique de direction dans un véhicule automobile et le moteur d'entraînement (40) servant à verrouiller la direction ne peut être mis en marche que lorsque l'entrée de commande (36) est soumise à un signal
signalant un état de repos de véhicule.
8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7,
caractérisé en ce qu'un diagnostic du système peut être effectué dans l'état dans lequel le moteur d'entraînement (40) est soumis à une tension dans le
sens d'un déverrouillage de la direction.
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