CH694621A5 - Procédé de régulation et module électronique de régulation pour mouvement d'horlogerie à remontage mécanique. - Google Patents

Description

  



   La présente invention concerne un procédé de régulation de la vitesse  d'un mouvement d'horlogerie à remontage mécanique et un module électronique  de régulation pour la mise en oeuvre du procédé. 



   Toutes les montres ont besoin d'une source d'énergie pour entraîner  le mouvement et déplacer les aiguilles. 



   Dans le cas des montres mécaniques, cette énergie est fournie par  l'utilisateur en remontant la couronne ou, dans le cas des montres  automatiques, par les déplacements d'une masse oscillante provoqués  par le mouvement du poignet et permettant de retendre un ressort.                                                              



   Les mouvements de montre mécaniques utilisent le plus souvent un  échappement à ancre comme organe de régulation pour garantir une  marche précise de la montre. Cet élément purement mécanique ne permet  toutefois pas d'assurer une précision de marche satisfaisante. 



   Les montres électroniques, notamment les montres à quartz, offrent  une précision supérieure. L'énergie est le plus souvent fournie par  une pile (batterie). Ces piles présentent notamment les inconvénients  suivants: - Nécessité de se rendre périodiquement auprès d'un horloger  pour remplacer la pile. - Risque de porter atteinte à l'étanchéité  de la montre lors du remplacement. - Nécessité de distribuer auprès  d'un réseau de commerçants très large un vaste assortiment de piles  différentes pendant une période aussi longue que possible. 



     - Problèmes écologiques liés à l'élimination des piles. - Cout  de remplacement et de changement non négligeable. 



   Différentes tentatives ont donc été effectuées pour supprimer les  piles dans les montres à quartz. L'utilisation de cellules photovoltaïques  est séduisante, mais impose des contraintes esthétiques importantes.  Des sources d'énergie basées sur des gradients de température ou  sur l'acidité de la peau du porteur en sont encore au stade expérimental.  D'autres sources d'énergie envisageables pour d'autres appareils  portables ne peuvent pas être suffisamment miniaturisées pour être  intégrées dans le volume réduit d'une montre-bracelet. 



   Pour prolonger la durée de vie des piles, on connaît des montres  à quartz dans lesquelles la pile est rechargée par une source d'énergie  mécanique. Dans ce cas, l'énergie mécanique produite par les déplacements  de l'utilisateur est accumulée dans un ressort, comme dans les montres  automatiques, puis transmise au travers d'un train d'engrenages à  un générateur qui la convertit en énergie électrique utilisée pour  recharger la pile. Cette pile alimente un mouvement à quartz conventionnel  avec un moteur pas-à-pas horloger. Ce système permet donc de prolonger  la durée de vie de la pile, mais pas de la supprimer complètement.  Il est malgré tout nécessaire de la remplacer périodiquement. Par  ailleurs, ces montres nécessitent un générateur en plus du moteur,  ce qui occasionne un surcout et occupe un volume non négligeable  dans la montre.

   Enfin, le déplacement des aiguilles présente les  à-coups caractéristiques, peu esthétiques, des montres à moteur pas-à-pas.                                                     



   Le brevet CH597 636 propose une construction permettant de supprimer  complètement la pile d'une montre à quartz. Dans ce mouvement, l'énergie  produite par les déplacements de l'utilisateur est accumulée dans  un ressort, puis transmise au travers d'un train d'engrenages aux  aiguilles de la montre ainsi qu'à un générateur qui la convertit  en électricité (source de tension alternative). Cette source de tension  est redressée pour alimenter en continu un circuit électronique    incluant un oscillateur à quartz. Le circuit électronique règle  la marche de la montre en agissant sur le couple électrique appliqué  au générateur. Lorsque le générateur tourne trop rapidement, le circuit  électronique le freine en le court-circuitant (freinage tout-ou-rien).  La vitesse de consigne idéale est fournie par l'oscillateur à quartz.

                                                            



   Le document EP-B1-0 239 820 décrit un procédé de réglage de la vitesse  d'un générateur dans lequel la vitesse du générateur est également  réglée en tout-ou-rien à l'aide d'un signal de commande de frein.  Le signal de commande de frein est synchronisé avec un signal de  référence obtenu à partir d'un oscillateur à quartz. A chaque cycle  du signal de référence, le signal de commande du frein passe tout  d'abord de l'état logique zéro à l'état logique un puis retourne  de l'état logique un à l'état logique zéro. 



   Le signal de commande de frein dépend donc uniquement du signal de  référence et n'est pas synchronisé avec le signal de mesure produit  par le générateur. Lorsque la phase ou la fréquence du signal de  référence et du signal de mesure provenant du générateur sont très  différentes, ce qui peut par exemple se produire au démarrage du  système ou suite à un choc violent, les impulsions de commande du  frein peuvent parfois se produire à l'instant le plus défavorable  pour le générateur, par exemple lorsque la tension aux bornes de  sortie passe justement par un maximum. Comme on le verra plus loin,  cette situation peut provoquer un arrêt brutal de la montre. 



   EP-B1-0 679 968 décrit un autre module de commande permettant d'appliquer  un freinage en "tout-ou-rien" au générateur. Lorsque le rotor du  générateur avance, le module de commande envoie des impulsions de  commande très brèves qui ont pour effet de court-circuiter le générateur.  Le freinage par court-circuitage étant très brutal, la durée des  impulsions de freinage est nécessairement très brève. 



   Le procédé de freinage en tout-ou-rien décrit dans les documents  ci-dessus a l'inconvénient d'imposer des décélérations très brèves  et très intenses au rotor du générateur. Après chaque impulsion de  freinage, le    rotor et le train d'engrenages a besoin d'une énergie  considérable pour accélérer puis retrouver une vitesse proche de  la vitesse de consigne fixée par l'oscillateur à quartz. Ce mode  de fonctionnement par à-coups est donc peu efficace énergétiquement,  en sorte qu'une autonomie de la montre suffisante ne peut être obtenue  qu'en utilisant des moyens de stockage d'énergie, sous forme mécanique  dans le ressort ou sous forme électrique dans des capacités, très  volumineux.

   Les mouvements de montre obtenus avec cette technologie  ne peuvent donc pas être miniaturisés sans diminuer l'autonomie de  la montre au-dessous d'un minimum acceptable. 



   La demande EP-A1-816 955, à laquelle le lecteur se référera utilement,  ainsi que le brevet EP- B1-0 848 842 décrivent un autre module de  commande permettant d'appliquer au rotor du générateur un couple  de freinage qui dépend de l'avance du rotor. Le circuit de freinage  comporte plusieurs impédances de valeurs différentes qui peuvent  être indépendamment sélectionnées pour appliquer différents couples  de freinage distincts non nuls au générateur. L'impédance résultante  du circuit de freinage dépend de l'avance dudit générateur. Ce dispositif  permet donc d'appliquer un couple de freinage proportionnel à l'avance  du générateur. Le générateur est dimensionné pour tourner légèrement  plus rapidement que la vitesse de consigne, afin de permettre un  réglage de la vitesse.

   En régime stable, le circuit de freinage freine  donc en permanence avec un couple de freinage beaucoup plus faible  que dans les systèmes de freinage en tout-ou-rien. Le freinage est  interrompu uniquement lorsque le générateur tourne trop lentement,  par exemple au démarrage ou suite à un choc. Ce module permet ainsi  d'éviter les décélérations brutales du rotor et s'avère ainsi plus  efficace énergétiquement. 



   Le module de commande décrit dans ce document a toutefois l'inconvénient  de freiner même lorsque la tension alternative aux bornes du générateur  passe par un maximum. Lorsque le générateur est en avance, c'est-à-dire  dans la situation la plus usuelle, la tension crête-à-crête aux bornes  de sortie du générateur est donc réduite par ce freinage. Les capacités  de stockage ne peuvent donc utiliser qu'une tension de recharge diminuée.  Afin de maintenir une tension d'alimentation suffisante pour le    circuit électronique, il est donc nécessaire de surdimensionner  légèrement le générateur ou en tous les cas de prévoir des capacités  de stockage de l'énergie de valeur suffisante. 



   Ce problème se pose de façon encore plus cruciale dans le circuit  décrit par le document EP-B1-239 820 mentionné plus haut, puisque  dans ce cas les impulsions de freinage, qui sont synchronisées avec  le signal de référence du quartz, peuvent selon le déphasage relatif  du signal de mesure et du signal de consigne parfois se produire  juste au moment où la tension aux bornes du générateur est maximale.  Le court-circuitage du générateur produit une chute de tension instantanée  brutale, en sorte que les capacités de stockage ne sont plus du tout  rechargées. Si la tension dans les capacités de sto-ckage descend  au-dessous du minimum requis, le circuit risque de s'arrêter complètement.                                                     



   EP-A2-1 041 464 décrit un module de commande dans lequel le frein  est actionné au moyen de trains d'impulsions de freinage. A chaque  impulsion, le rotor est freiné brutalement, pendant une durée très  brève, mais nécessitant néanmoins une accélération entre deux impulsions.  Le rotor subit donc une multitude d'accélérations et de décélérations  successives durant chaque cycle. Par ailleurs, le circuit ne permet  pas d'empêcher qu'une impulsion de freinage ne survienne au moment  où la tension à la sortie du générateur passe par un extrémum. Enfin,  la génération de ces trains d'impulsions nécessite une logique combinatoire  complexe et consommant un courant important. 



   Un but de l'invention est de proposer une nouvelle construction de  module de régulation de montre à quartz sans pile permettant de supprimer  les inconvénients des constructions connues, notamment les problèmes  d'autonomie, de volume ou de stockage électrique dans une pile électrochimique.                                                



   Un autre but de l'invention est de proposer une nouvelle construction  de module de régulation de montre à quartz sans pile, permettant  de récupérer avec un minimum de pertes la tension crête à    crête  produite par le générateur pour alimenter le circuit tout en évitant  les problèmes de décélérations brutales du rotor que connaissent  les modules freinant en tout-ou-rien par court-circuitage du générateur.                                                       



   Un autre but est d'améliorer le procédé de freinage à plusieurs niveaux  suggéré dans EP-A1-816 955 et de résoudre notamment le problème de  chute de tension crête-à-crête provoqué par un freinage continu. 



   Un autre but de l'invention est de proposer une nouvelle construction  de module de régulation à quartz sans pile pouvant être fabriqué  et commercialisé librement et indépendamment des technologies proposées  par d'autres constructeurs. 



   Ces objectifs sont atteints au moyen d'un procédé de régulation présentant  les caractéristiques de la revendication 1 et d'un module de régulation  présentant les caractéristiques de la revendication 6 indépendante.  Des variantes d'exécution sont en outre décrites dans les revendications  dépendantes. 



   Par rapport aux procédés et aux modules de l'art antérieur, ce procédé  et ce module de régulation ont notamment l'avantage de réduire le  freinage lorsque le signal de mesure passe par un extrémum. Il est  ainsi possible d'utiliser la tension    crête-à-crête du signal de  mesure pour charger les capacités de sto-ckage avec une énergie suffisante  pour alimenter le circuit. Comme le circuit de freinage permet d'appliquer  au moins deux couples de freinages distincts non nuls, il est possible  de réduire le freinage sans l'interrompre complètement, et d'éviter  ainsi les décélérations brutales typiques des systèmes de freinage  en tou-ou-rien. 



   Dans une variante préférentielle, le freinage est réduit pendant  une durée fixe, ou du moins limitée, lorsque le signal de mesure  passe par un extrémum. La durée de réduction de freinage est choisie  de manière à être suffisante pour garantir une recharge complète  des capacités de stockage, tout en laissant une durée de freinage  suffisamment longue pour permettre une régulation précise même avec  des couples de freinage faibles. 



   Dans une variante préférentielle, le couple de freinage est progressivement  réduit avant que ledit signal de mesure ne passe par un extrémum,  puis progressivement rétabli après que ledit signal de mesure a passé  par ledit extrémum. On évite ainsi tous les à-coups provoqués par  des variations brusques du couple de freinage appliqué. 



   Par rapport aux procédés et modules connus dans l'art antérieur,  le procédé et le module de l'invention permettent ainsi d'appliquer  à chaque instant un couple de freinage qui dépend à la fois de l'avance  du rotor et de la phase instantanée du signal de mesure aux bornes  du générateur, de manière à obtenir les avantages suivants: - Eviter  les impulsions de freinage brusques, tout particulièrement lorsque  le signal de mesure aux bornes du générateur passe par un extrémum.  - Eviter les brusques variations du couple de freinage, de manière  à garder une vitesse de rotation du rotor aussi constante que possible  et aussi proche que possible de la vitesse de consigne donnée par  l'oscillateur à quartz. 



     - Recharger les capacités de stockage au moment où la tension  de sortie du générateur passe par un extrémum en réduisant le freinage,  mais sans l'interrompre brusquement. 



   L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un  exemple de réalisation de l'invention, illustré par les figures annexées  qui montrent:      La fig. 1 un schéma-bloc d'un exemple de module  électronique de régulation selon l'invention.     La fig. 2 un  schéma électrique du système de dissipation énergétique.     La  fig. 3 un diagramme indiquant le couple de freinage en fonction de  la valeur count dans le compteur.     La fig. 4 un chronogramme  indiquant un exemple de l'évolution des signaux H32 (signal de référence  à 32 hertz), down, [G+; G-], Gen, up, ainsi que l'évolution de la  valeur count dans le compteur.     La fig. 5 un diagramme montrant  un exemple de l'évolution du couple de freinage dans une autre variante  de l'invention.

       La fig. 6 un diagramme montrant un exemple  de l'évolution du couple de freinage dans une autre variante de l'invention.     La fig. 7 un chronogramme destiné à expliquer le fonctionnement  du circuit d'anticoïncidence.  



   La fig. 1 représente un schéma-bloc d'un circuit électronique de  régulation 11 selon l'invention. Le circuit 11 est de préférence  réalisé sous la forme d'un circuit intégré discret et est destiné  à être monté sur un module, par exemple sur une carte de circuit  imprimé, dans un dispositif électriquement autonome, par exemple  une montre, un téléphone    portable, une calculatrice ou un ordinateur  de poche, une prothèse auditive ou médicale avec un mouvement d'horlogerie.  Outre le circuit électronique 11, le module comporte en outre un  générateur électromécanique 1 destiné à alimenter électriquement  le circuit électronique 11 et dont la vitesse de rotation doit être  régulée.

   Dans le cas d'une montre mécanique, le générateur 1 est  par exemple entraîné par le train d'engrenages (non représenté) de  la montre où il occupe la place et la fonction dévolues habituellement  à l'échappement à ancre. Un ressort (non représenté) chargé par un  balancier (non représenté) entraîne en rotation le rotor du générateur  1 par l'intermédiaire du train d'engrenages. Le générateur 1 convertit  l'énergie mécanique reçue en énergie électrique permettant d'alimenter  le circuit 11. En variant l'impédance d'un circuit de dissipation  d'énergie 9 connecté aux bornes du générateur, le circuit 11 parvient  à contrOler la vitesse de rotation du rotor du générateur de manière  à ce qu'elle corresponde à une vitesse de consigne donnée par un  oscillateur à quartz 4. 



   Le générateur est par exemple du type décrit dans le brevet EP-B1-0  851 322. La fréquence de consigne de la tension alternative fournie  par le générateur est de préférence de la forme 2<n> Hz, n étant  un nombre entier. Dans une variante préférentielle, le signal de  sortie du générateur a une fréquence de 16 Hz. La partie mécanique  de la montre correspond à l'état de la technique décrit par exemple  dans le document CH597 636. 



   Le générateur 1 est par exemple de type asynchrone et fournit une  tension alternative entre les bornes G+ et G- avec une tension crête-à-crête  de l'ordre de 0,4 Volts par exemple. Une tension supérieure n'est  pas souhaitable car elle nécessiterait d'employer un générateur avec  des dimensions plus importantes. La fig. 4 illustre l'allure de la  tension G+, G- aux bornes du générateur. Un redresseur et multiplicateur  de tension 2 permet de convertir cette tension alternative en une  tension continue Vdd d'environ 1 Volt suffisante pour alimenter le  circuit 11. Le redresseur et multiplicateur 2 est par exemple du  type décrit dans le brevet EP-B1-816 955 déjà mentionnée.

   Il utilise  de préférence un circuit permettant de commuter entre des diodes  - lors du démarrage - et des transistors qui ont une chute de tension  beaucoup plus faible, comme décrit dans le brevet    EP-B1-0 848  842. Le redresseur et multiplicateur 2 charge une capacité de stockage  10 qui sto-cke temporairement l'énergie électrique produite par le  générateur 1. Le redresseur et multiplicateur 11 utilise en outre  deux capacités 15 et 16. Les capacités 10, 15, 16 sont de préférence  réalisées sous la forme de condensateurs discrets externes au circuit  11, mais pourraient aussi dans une variante d'exécution être intégrées  dans ce circuit. 



   Le redresseur et multiplicateur de tension 2 est de préférence alimenté  en courant au moyen d'une source de courant 32 qui produit différents  courants stabilisés pp, pn. Ces courants sont également utilisés  pour alimenter d'autres composants du circuit 11. 



   Le circuit 11 illustré comporte un circuit de dissipation d'énergie  9 branché directement sur les sorties G+, G- du générateur 1. Le  circuit de dissipation d'énergie pourrait toutefois aussi être branché  sur la sortie du redresseur et multiplicateur 2, par exemple en parallèle  avec la capacité 10. Comme on le verra plus loin, le circuit de dissipation  d'énergie 9 est constitué dans cet exemple par un réseau de résistances  branchées en parallèle et sélectionnables individuellement. Le couple  de freinage appliqué au rotor du générateur est varié en sélectionnant  le nombre de résistances branchées. Le circuit 9 pourrait toutefois  aussi comporter d'autres types d'impédances ou même des éléments  actifs, par exemple des sources de courant commandables. 



   Le circuit 11 comporte deux broches permettant de connecter une référence  de fréquence externe, par exemple un quartz 4, à l'entrée d'un oscillateur  3. L'oscillateur 3 alimente le quartz 4 en fournissant une boucle  de contre-réaction pour stabiliser la fréquence du quartz. La sortie  de l'oscillateur est un signal de référence K32 stable avec une fréquence  stable de 32KHz par exemple. Ce signal de référence attaque un diviseur  de fréquence 5 qui comporte une série de bascules afin de fournir  en sortie un signal de consigne rectangulaire H32 avec une fréquence  inférieure, par exemple 32 Hz, ainsi que différents autres signaux  d'horloge sampleup, sampledown et K1 dont le rOle sera expliqué plus  loin en relation avec la fig. 7. Le signal H32 est illustré sur la  fig. 4 avec sa période  lambda =1/32    Hertz.

   Le diviseur de fréquence  5 peut de préférence être paramétré après la fabrication et le soudage  du quartz, afin de compenser les imprécisions du quartz et les variations  entre différents quartz. 



   Le circuit 11 comporte en outre un détecteur de passages par zéro  7 qui génère en sortie un signal rectangulaire Gen, illustré sur  les fig. 4 et 7, dont l'état change à chaque changement de signe  de la tension entre les bornes G+; G- de sortie du générateur 1.  La fréquence nominale du signal Gen est par exemple de 16 Hertz.  Le détecteur de passages par zéro peut être réalisé par exemple au  moyen d'un simple comparateur qui compare la tension G+ avec la tension  G-. On utilisera de préférence un comparateur à hysthérèse avec un  seuil positif Up et un seuil négatif Un afin d'éviter de générer  des impulsions parasites lorsque le signal à la sortie de générateur  est bruité et passe plusieurs fois par zéro. Un filtre analogique  et/ou numérique peut aussi être utilisé pour supprimer les impulsions  parasites provoquées par un signal bruité.

   Par exemple, le détecteur  de passages par zéro 7 pourrait comporter un filtre numérique qui  bloque toutes les impulsions de sortie pendant une durée prédéfinie,  par exemple une durée légèrement inférieure à 1/64<ème> de seconde,  après chaque impulsion. Dans une variante préférentielle, aucun filtre  n'est utilisé afin de simplifier le circuit et de réduire sa consommation.                                                     



   Le signal de mesure Gen à la sortie du détecteur de passages par  zéros 7 est fourni avec le signal de consigne H32 à 32 Hertz à l'entrée  d'un circuit d'anticoïncidence 8. Le circuit 8 permet d'éviter que  l'état du compteur 6 décrit plus loin ne prenne une valeur indéterminée  lorsqu'une impulsion up et une impulsion down sont appliquées simultanément.  La fig. 7 illustre à l'aide de chronogrammes un exemple de fonctionnement  de ce circuit. Il fait appel à deux signaux sampleup et sampledown  générés par le diviseur de fréquence 5. Les signaux sampleup et sampledown  sont des signaux rectangulaires avec une fréquence d'au moins 64  Hertz, par exemple une fréquence de 1 Kilohertz, et un rapport de  cycle très faible; le déphasage entre sampleup et sampledown est  de 180 degrés.

   Le circuit d'anticoïncidence 8 génère une impulsion  H32' générée lors de la première impulsion sampledown après chaque  flanc montant du signal H32 à 32    Hertz. La fréquence des impulsions  H32' est donc également de 32 Hertz, mais le rapport cyclique est  plus faible que celui de H32 et la phase est calée sur celle du signal  sampledown. 



   Le circuit d'anticoïncidence génère en outre une impulsion Gen'<>lors  de la première impulsion sampleup après chaque flanc montant ou descendant  du signal Gen. La fréquence du train d'impulsions Gen' est donc le  double de celle du train d'impulsions Gen. En régime nominal, la  fréquence des impulsions Gen' est de 32 Hertz et leur phase calée  sur celle des impulsions sampleup. 



   Le déphasage entre les signaux d'échantillonnage permet d'assurer  que les impulsions H32' et Gen' ne sont pas produites simultanément.  L'échantillonnage dans le circuit d'anticoïncidence peut être effectué  très simplement à l'aide de bascules. D'autres types de circuits  d'anticoïncidence peuvent aussi être utilisés dans le cadre de cette  invention. 



   Le circuit d'anticoïncidence fournit en sortie deux trains d'impulsions  Gen' et H32' dont la fréquence correspond respectivement au double  de celle du signal de mesure provenant du générateur 1 et à celle  du signal de consigne provenant de l'oscillateur à quartz 3, 4. Lorsque  la montre fonctionne normalement, les trains d'impulsions Gen' et  H32' ont donc approximativement la même fréquence et un décalage  de phase. 



   Ces deux trains d'impulsions sont transmis à un circuit de modulation  de freinage 12 qui introduit des impulsions supplémentaires up' respectivement  down', synchronisées à l'aide du signal K1 et dont le rOle sera expliqué  plus loin. Les trains d'impulsions up et down ainsi modulés par le  circuit 12 sont fournis aux entrées d'incrémentation up respectivement  à l'entrée de décrémentation down d'un compteur bidirectionnel 6  à huit bits. L'état du compteur 6 peut prendre n'importe quelle valeur  count entre 0 et 255; cette valeur est incrémentée à chaque flanc  montant du signal sur l'entrée up et décrémentée à chaque flanc montant  du signal down. 



     Le compteur 6 est ainsi incrémenté à chaque flanc montant ou descendant  du signal Gen provenant du générateur 1 et décrémenté à chaque flanc  montant du signal de consigne H32 produit par le quartz. L'état du  compteur correspond à la différence entre le nombre d'impulsions  up et le nombre d'impulsions down et dépend donc notamment, mais  pas exclusivement, de la différence entre l'avance du rotor dans  le générateur 1 et la référence donnée par le quartz. Comme on le  verra plus loin, l'état du compteur est modulé par le circuit 12  et dépend aussi de la phase instantanée du signal de mesure Gen. 



   L'état du compteur 6 est représenté par 8 bits de sortie B1 à B8  qui commandent le circuit de dissipation d'énergie 9, comme on le  voit en particulier sur la fig. 2. Le circuit de dissipation d'énergie  comprend plusieurs résistances 910 à 915 branchées en parallèle et  pouvant être individuellement sélectionnées au moyen de transistors  de commande 900 à 905. Les valeurs des différentes résistances correspondent  aux poids des bits de commande correspondant. Ainsi les bits de poids  fort à la sortie du compteur actionnent des transistors permettant  d'enclencher des résistances de faible valeur, provoquant un freinage  plus intense du rotor du générateur. 



   Les signaux de sortie du compteur B1 à B8 pourraient commander directement  les transistors de commande 900 à 905. Toutefois, dans la variante  préférentielle illustrée, le nombre de bits de sortie du compteur  6 est supérieur au nombre de transistors et de résistances dans le  circuit de dissipation d'énergie 9. Dans cet exemple, les 8 bits  de sortie B1 à B8 commandent 6 résistances 910 à 915. La résistance  910 a par exemple une valeur de 120KOhms, tandis que les résistances  de poids plus fort 911 à 914 ont des valeurs décroissantes, par exemple  une résistance 911 de 60 KOhms, 912 de 30 KOhms, 913 de 15 KOhms  et 914 de 6 KOhms. La résistance 915, dont le rOle est expliqué plus  bas, a de préférence une valeur très élevée, par exemple 500 KOhms.                                                            



   Une logique combinatoire (non représentée) dans le circuit 9 permet  de calculer les six signaux de commande des six transistors 900 à  905    à partir des huit signaux de sortie du compteur 6. Dans cet  exemple, la logique combinatoire permet de débrancher toutes les  résistances 910 à 915 lorsque le bit B8 est inactif, c'est-à-dire  lorsque la valeur dans le compteur 6 est inférieure à 128. 



   Les résistances sont branchées de manière sélective uniquement lorsque  B8 est actif. Dans ce cas, le transistor 900 est passant lorsque  le bit B1, commandant le transistor 900 pour connecter la résistance  de forte valeur 910, est actif. De la même façon, les bits de poids  plus fort B2 à B5 provoquent au travers des transistors 901 à 904  respectivement la sélection des résistances 911 à 914. Par ailleurs,  lorsque B8 est actif en même temps que B6 et/ou B7, toutes les résistances  910 à 915 sont branchées en parallèle de manière à réduire au maximum  l'impédance appliquée aux bornes du générateur. Le freinage est donc  maximal et constant lorsque la valeur dans le compteur 6 excède 160,  comme cela est illustré sur la fig. 3. 



   La résistance 915 de forte valeur, par exemple 500 KOhms, reste branchée  en permanence lorsque le bit B8 est actif. En régime de fonctionnement  normal, un faible courant circule donc en permanence à travers cette  résistance. La résistance 915 permet ainsi d'appliquer un couple  de freinage en permanence lorsque le rotor du générateur avance par  rapport à sa position idéale, et d'éviter des décélérations rapides  si le freinage était entièrement interrompu. 



   Le couple de freinage appliqué dépend ainsi exclusivement de l'état  count du compteur 6. On a vu que l'état de ce compteur dépend - notamment  de l'avance du rotor du générateur 1 par rapport à la vitesse de  consigne indiquée par l'oscillateur 3-4. Le couple de freinage appliqué  augmente donc lorsque le rotor avance plus rapidement que la vitesse  de consigne. L'utilisation d'impédances de grande valeur, supérieures  à 100 KOhms, permet de régler le couple de freinage de manière extrêmement  fine et notamment de maintenir un couple de freinage réduit mais  néanmoins appliqué en permanence. Il est ainsi possible d'appliquer  des variations du couple de freinage extrêmement progressives au  rotor du générateur. 



     La fig. 3 illustre le couple de freinage c appliqué au rotor du  générateur par le circuit 9 en fonction de la valeur count dans le  compteur 6. Dans cet exemple, le rotor n'est pas freiné lorsque la  valeur dans le compteur est inférieure à 128. On évite ainsi d'appliquer  un couple de freinage, même faible, au démarrage du système avant  que le rotor n'ait atteint et dépassé durant un bref instant sa vitesse  de consigne. Le couple de freinage augmente ensuite progressivement,  de manière sensiblement linéaire, jusqu'à ce que le compteur atteigne  la valeur 159. Lorsque la montre fonctionne normalement, le compteur  6 se trouvera presque toujours dans cette zone linéaire entre 128  et 159. Le couple de freinage c sature ensuite à une valeur importante  lorsque le compteur atteint la valeur 160 et au-delà.

   Le couple de  freinage appliqué pour ces valeurs est suffisant pour ralentir le  rotor rapidement, même lorsqu'il a été accéléré-par un choc, de manière  à ramener rapidement le système dans la zone linéaire entre 128 et  159. 



   L'utilisation d'un compteur à 8 bits, qui compte jusqu'à 255, permet  de prévenir le risque que le compteur cyclique ne fasse un tour complet  et ne revienne à 0 au-delà de la valeur maximale. L'homme du métier  comprendra que selon la place à disposition sur le circuit intégré  11 il est bien entendu également possible d'utiliser chaque bit de  sortie du compteur 6 pour commander directement une résistance dans  le système de dissipation d'énergie 9. 



   Selon l'invention, et en retournant à la fig. 1, le circuit 11 comporte  en outre un circuit de modulation de freinage 12 permettant de modifier  l'état du compteur 6 en fonction de la phase du signal de mesure  [G+; G-] aux bornes du générateur 1. Le circuit de modulation 12  comporte une logique combinatoire, qui n'est pas détaillée ici mais  qui est à la portée de l'homme du métier, permettant d'ajouter des  impulsions down'<>supplémentaires de décrémentation et des impulsions  up' supplémentaires d'incrémentation du compteur 6. Les impulsions  supplémentaires down'<>sont introduites dans le train d'impulsions  H32' produit par le circuit d'anticoïncidence 8, comme on le voit  également sur la fig. 4. Les impulsions supplémentaires up' sont  quant à elles introduites dans le train    d'impulsions Gen' produit  par le circuit d'anticoïncidence 8.

   Le circuit 12 est agencé de manière  à ajouter une ou plusieurs impulsions supplémentaires down' 6 peu  avant chaque extrémum signal [G+; G-] et un nombre équivalent d'impulsions  d'incrémentation up' juste après chaque extrémum de ce signal. 



   Le circuit de modulation 12 permet ainsi de décrémenter momentanément  le compteur 6, et donc de réduire momentanément le couple de freinage,  lors des extréma de la tension [G+;G-] aux bornes du générateur.  II est ainsi possible de limiter momentanément la chute de tension  aux bornes du générateur, permettant ainsi de récupérer une tension  maximale pour recharger les capacités de stockage 10, 15, 16 et de  garantir une alimentation suffisante du circuit. 



   Le train d'impulsions down produit par le circuit de modulation 12  est illustré sur la fig. 4. Comme on le voit, ce train d'impulsions  appliqué à l'entrée de décrémentation du compteur 6 comporte d'une  part des impulsions H32' produites par le circuit d'anticoïncidence  8 à partir du signal de consigne H32, et d'autre part des impulsions  supplémentaires hachurées down' introduites par le circuit 12 peu  avant chaque extrémum de la tension G+; G-. La fig. 4 illustre en  outre le train d'impulsions up appliqué à l'entrée d'incrémentation  du compteur 6. Le signal up comprend les impulsions Gen' produites  par le circuit d'anticoïncidence 8 à partir du signal de mesure Gen  ainsi que des impulsions supplémentaires hachurées up' introduites  par le circuit 12 peu après chaque extrémum de la tension G+; G-.

                                                                



   Dans l'exemple illustré, le circuit de modulation 12 génère deux  impulsions supplémentaires down' et deux impulsions supplémentaires  up' avant respectivement après chaque passage à zéro du signal produit  par le générateur 1. La première impulsion down' est générée après  un intervalle de durée T1, par exemple 4 millisecondes, après la  détection du passage par zéro de la tension aux bornes du générateur  1 (en tenant compte de l'hysthérèse). La seconde impulsion down'  est générée juste après la première impulsion down', par exemple  une milliseconde plus tard. La    première impulsion up' est générée  après un intervalle de durée T2, par exemple 8 millisecondes, après  chaque impulsion Gen'. La seconde impulsion up' est générée juste  après la première impulsion up', par exemple une milliseconde plus  tard. 



   La troisième ligne du chronogramme de la fig. 4 illustre l'évolution  de la tension entre les bornes G+ et G- du générateur 1. La courbe  régulière représente la tension sinusoïdale qui serait produite si  aucun couple de freinage n'était appliqué par le circuit 11; la courbe  plus saccadée montre comment cette tension est réduite lorsqu'un  couple de freinage correspondant aux valeurs successives count dans  le compteur 6 est appliqué au générateur. Lorsque le rotor du générateur  est en avance comme sur cette figure, on constate que la tension  [G+; G-] est réduite en permanence: le circuit 11 freine durant tout  le cycle. Le couple de freinage appliqué est toutefois momentanément  réduit lorsque l'amplitude du signal aux bornes du générateur est  maximale en valeur absolue.

   Le circuit est donc capable de recharger  les capacités de stockage 10, 15, 16 avec une tension de crête proche  du maximal théorique. 



   La quatrième ligne du chronogramme de la fig. 4 illustre le signal  rectangulaire Gen à la sortie du détecteur de passages par zéro 7.  Sur l'exemple illustré, le détecteur de passages par zéro est constitué  par un comparateur à hysthérèse. Le signal Gen passe de l'état logique  un à l'état logique zéro lorsque la tension entre les bornes G+ et  G- du générateur 1 descend en-dessous de la valeur négative -Un et  retourne à l'état logique un lorsque la tension G+; G- rejoint le  seuil positif Up. Les seuils Up et Un ont été fortement exagérés  sur la figure mais pourront, selon le niveau de bruit sur le signal  d'entrée, être plus rapprochés. 



   Les impulsions supplémentaires down' et up' sont générées indépendamment  de l'avance relative du signal de mesure Gen et du signal de consigne  H32. L'état count du compteur 6 n'est donc pas représentatif de la  différence entre le nombre d'impulsions de référence H32' produites  par l'oscillateur à quartz 3, 4 et le nombre d'impulsions de mesure  Gen    produites par le générateur, mais dépend également de la phase  instantanée du signal G+, G- entre les bornes du générateur 1. 



   La dernière ligne sur la fig. 4 ne représente pas un signal physique,  mais indique l'évolution de la valeur count dans le compteur bidirectionnel  6. Le couple de freinage appliqué est, dans la partie linéaire de  la fig. 3, sensiblement proportionnel à cette valeur count. Cette  valeur est incrémentée à chaque impulsion up et décrémentée à chaque  impulsion down. On constate que, à chaque demi-cycle du signal Gen,  la valeur count est réduite puis rétablie progressivement et pendant  une durée limitée de manière à réduire progressivement et sans à-coups  le couple de freinage appliqué lorsque la tension aux bornes du générateur  est maximale.

   L'invention permet donc d'appliquer un couple de freinage  en permanence au générateur 1 qui dépend de l'avance du rotor et  qui est en outre modulé selon la phase instantanée du signal G+,  G- aux bornes du générateur de manière à optimiser la charge des  capacités de stockage 10, 15, 16 et sans variations brusques du couple  de freinage appliqué. 



   Si le générateur tourne à une fréquence largement supérieure à la  vitesse de consigne, par exemple suite à un choc, un passage à zéro  du signal [G+; G-] peut survenir avant la dernière impulsion supplémentaire  up' déclenchée par le passage à zéro précédent. Ce nouveau passage  par zéro déclenche une nouvelle série d'impulsions supplémentaires  down' et up' qui se chevauche avec la série d'impulsions supplémentaires  précédentes. Le compteur peut alors dans certaines conditions prendre  momentanément des valeurs inattendues qui ne correspondent pas au  couple de freinage que l'on souhaite appliquer.

   Afin d'éviter ces  perturbations transitoires, dans une variante préférentielle de l'invention,  une impulsion up ne déclenche d'impulsions supplémentaires up' et  down' que si l'intervalle de réduction de freinage provoqué par le  passage à zéro précédent est complètement terminé. Dans une autre  variante, la durée des intervalles T1 et T2 est rendue dépendante  de la fréquence du signal [G+; G-]. 



     Sur l'exemple de la fig. 4, deux impulsions de décrémentation  supplémentaires down' et deux impulsions d'incrémentation supplémentaires  up' sont utilisées. Le nombre d'impulsions supplémentaires utilisées  peut toutefois être plus important afin de provoquer une réduction  plus importante ou plus progressive du couple de freinage. La fig.  5 illustre un exemple de l'évolution du couple de freinage dans lequel  4 impulsions supplémentaires down' et up' sont utilisées. 



   La fig. 6 illustre une variante de l'invention dans laquelle le couple  de freinage appliqué en permanence au générateur est pulsé. L'amplitude  des impulsions et/ou l'amplitude d'une composante continue additionnée  aux impulsions, et/ou dans l'exemple illustré le rapport de cycle  des impulsions, dépend de la valeur dans le compteur 6. Comme dans  les exemples précédents, cette valeur est modulée de manière à réduire  le freinage, sans l'interrompre complètement, lorsque l'amplitude  de la tension aux bornes du générateur passe par un extrémum. Selon  l'invention, le couple de freinage C ne retombe pas à zéro, même  entre les différents pics de freinage pulsé. 



   L'homme du métier imaginera facilement d'autres moyens pour réduire  pendant une durée limitée, sans variation brusque, le couple de freinage  appliqué au rotor. Le couple de freinage peut aussi varier de manière  continue, notamment lorsque le circuit de dissipation d'énergie est  constitué par une source de courant contrOlable, ou en utilisant  des impédances dont la valeur peut être variée en continu. 



   Dans les exemples discutés ci-dessus, le couple de freinage est réduit  temporairement et de manière progressive en ajoutant des impulsions  supplémentaires down' et up' à l'entrée du compteur bidirectionnel  6. Il serait aussi possible, dans le cadre de modifications à la  portée de l'homme du métier, d'agir sur la sortie du compteur 6 à  l'aide d'un soustracteur agencé pour soustraire pendant une durée  limitée une valeur fixe ou variable. De la même façon, il serait  aussi possible d'agir directement sur le circuit de dissipation d'énergie  9 et d'employer par exemple une impédance ou un réseau d'impédances  de valeur résultante    contrOlable en parallèle ou en série avec  les autres impédances.

   On pourrait alors commander la valeur de cette  impédance pour qu'elle dépende de la phase instantanée de la tension  à la sortie du générateur, de manière à augmenter progressivement  l'impédance résultante lorsque la tension aux bornes du générateur  passe par un extrémum. 



   Le fonctionnement du module de régulation décrit ci-dessus est de  type intégral; la contre-réaction appliquée sous la forme d'un couple  de freinage au générateur 1 dépend notamment, mais pas exclusivement,  de la différence accumulée dans le compteur 6 entre le nombre d'impulsions  up provenant du générateur et le nombre d'impulsions down provenant  de l'oscillateur à quartz.

   Lorsqu'une correction plus rapide est  souhaitable, par exemple s'il est important que la montre corrige  les erreurs de marche très rapidement afin d'afficher en chaque instant  une heure précise, il est aussi possible dans le cadre de cette invention  d'appliquer une régulation proportionnelle à la vitesse momentanée  du rotor, voire proportionnelle à la dérivée de cette vitesse momentanée,  ou même une combinaison entre ces différentes possibilités de réglage,  par exemple un réglage PID (proportionnel-intégral-différentiel).

Claims (13)

1. Procédé de régulation de la vitesse d'un mouvement d'horlogerie à l'aide d'un générateur (1) et d'un circuit électronique de contrOle dudit générateur (11), la vitesse dudit mouvement étant réglée en contrOlant au moyen du circuit électronique de commande le couple de freinage appliqué audit générateur (1), au moins deux couples de freinage distincts non nuls pouvant être appliqués, caractérisé en ce qu'on réduit le couple de freinage momentané lorsqu'un signal de mesure ([G+; G-]) à la sortie dudit générateur passe un extrémum.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le couple de freinage momentané dépend en outre de l'avance dudit générateur.

3.

Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel un couple de freinage est appliqué en permanence lorsque ledit générateur (1) est en avance, ledit couple de freinage étant réduit ou interrompu pendant un intervalle de durée limitée lorsque ledit signal de mesure ([G+; G-]) passe par un extrémum.

4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ledit couple de freinage est progressivement réduit avant que ledit signal de mesure ([G+; G-]) passe par un extrémum, puis progressivement rétabli après que ledit signal de mesure ([G+; G-]) a passé par ledit extrémum.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit circuit électronique de contrOle peut imposer au moins 128 signaux de freinage différents audit générateur.

6.

Module électronique de régulation pour mouvement d'horlogerie à remontage mécanique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant: - un générateur (1) permettant de convertir l'énergie mécanique fournie par ledit mouvement en un signal de mesure ([G+; G-]), - un circuit électronique (11) alimenté par ledit générateur, - ledit circuit électronique comprenant un circuit de dissipation d'énergie (9) permettant d'appliquer au moins deux couples de freinage distincts non nuls audit générateur (1), - ledit circuit électronique (11) comportant en outre un circuit de commande (5, 6, 8, 12) du circuit de dissipation, de manière à contrOler la vitesse de rotation dudit générateur (1), le couple de freinage sélectionné par ledit circuit de commande dépendant de l'avance dudit générateur,

caractérisé en ce que ledit circuit de commande du circuit de dissipation est agencé de manière à réduire le couple de freinage lorsque ledit signal de mesure ([G+; G-]) passe par un extrémum.

7. Module électronique selon la revendication 6, dans lequel ledit couple de freinage est réduit sans être complètement supprimé lorsque ledit signal de mesure ([G+; G-]) passe par un extrémum, de manière à appliquer un couple de freinage en permanence lorsque ledit générateur est en avance par rapport à sa position idéale.

8. Module électronique selon la revendication 7, dans lequel ledit couple de freinage est réduit pendant un intervalle de durée fixe lorsque ledit signal de mesure ([G+; G-]) passe par un extrémum.

9.

Module électronique selon la revendication 6, dans lequel ledit circuit de commande (5, 6, 8, 12) est réalisé de manière à appliquer un couple de freinage en permanence lorsque ledit générateur (1) est en avance, sauf pendant un intervalle de durée limitée lorsque ledit signal de mesure ([G+; G-]) passe par un extrémum.

10. Module électronique selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel ledit couple de freinage est progressivement réduit avant que ledit signal de mesure ([G+; G-]) ne passe par un extrémum, puis progressivement rétabli après que ledit signal de mesure a passé par ledit extrémum.

11.

Module électronique selon l'une des revendications 6 à 10 précédentes, dans lequel ledit circuit de dissipation (9) comporte une pluralité d'impédances (910-915) de valeurs différentes pouvant être indépendamment sélectionnées par ledit circuit de commande (5, 6, 8, 12) de manière à varier le couple appliqué audit générateur (1), la valeur de la plus grande impédance (915) étant supérieure ou égale à 100KOhms.

12.

Module électronique selon l'une des revendications 6 à 11, dans lequel ledit circuit de commande (5, 6, 8, 12) du circuit de dissipation (9) comporte un compteur bidirectionnel (6) qui est incrémenté à chaque demi-cycle dudit signal de mesure ([G+; G-]) et décrémenté à chaque demi-cycle d'un signal de référence (H32), ledit compteur (6) étant en outre décrémenté avant que ledit signal de mesure ([G+; G-]) ne passe par un extrémum, puis incrémenté après que ledit signal de mesure a passé par ledit extrémum, le couple de freinage appliqué étant déterminé par le contenu dudit compteur.

13.

Module électronique selon la revendication 6, dans lequel l'impédance résultante du circuit de dissipation d'énergie (9) lorsque le générateur est en avance et que ledit signal de mesure ([G+; G-]) passe par un extrémum a une valeur finie supérieure ou égale à 100KOhms.