EP0253153A1 - Method and device for controlling a stepping motor - Google Patents

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EP0253153A1
EP0253153A1 EP87108829A EP87108829A EP0253153A1 EP 0253153 A1 EP0253153 A1 EP 0253153A1 EP 87108829 A EP87108829 A EP 87108829A EP 87108829 A EP87108829 A EP 87108829A EP 0253153 A1 EP0253153 A1 EP 0253153A1
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EP
European Patent Office
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signal
energy
instant
eme
coil
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EP87108829A
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German (de)
French (fr)
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EP0253153B1 (en
Inventor
Taghezout Daho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asulab AG
Original Assignee
Asulab AG
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Publication of EP0253153A1 publication Critical patent/EP0253153A1/en
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Publication of EP0253153B1 publication Critical patent/EP0253153B1/en
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G04C3/143Means to reduce power consumption by reducing pulse width or amplitude and related problems, e.g. detection of unwanted or missing step

Definitions

  • An object of the present invention is a method of controlling a stepping motor comprising a coil and a rotor magnetically coupled to said coil, said method comprising applying to said coil a driving pulse each time said rotor has to turn one step.
  • Another object of the present invention is a control device implementing this method.
  • the determination of the resistive torque applied to the rotor during a driving pulse can be made after the end of this pulse as, for example, in patent US-A-4,212,156.
  • the variation of the current induced in the coil of the motor by the oscillations of the rotor after the end of a driving pulse is taken as a measurement of this torque, and the duration of the following driving pulses is modified, if necessary, according to the result of this measurement.
  • the determination of the resistive torque applied to the rotor can also be made during each driving pulse as, for example, in patent application EP-AO 060 806. In this application, it is the speed of variation of the voltage induced in the coil of the motor by the rotation of the rotor which is taken as a measure of this torque.
  • Such a method consists in particular in applying to the motor a long-lasting pulse, called the catch-up pulse, when an adequate circuit has detected that its rotor has not rotated in response to a normal driving pulse, of short duration.
  • the duration of the catch-up pulse is obviously determined so that it causes the rotation of the rotor even if the resistive torque applied to the latter has its maximum value.
  • this detection is carried out by applying to the stepper motor a very short detection pulse some time after the end of each pulse. motor.
  • the amplitude of the current flowing in the motor coil at the end of this detection pulse makes it possible to determine whether the rotor has rotated or not in response to the previous driving pulse.
  • the difference between the currents flowing in the coil in either case, rotation or non-rotation of the rotor, is however small, which makes it difficult to reliably detect this non-rotation.
  • the measurement of the current may be distorted if the rotor is in motion when the detection pulse is applied to the motor, either because this rotor has not yet finished oscillating around its equilibrium position, or because it has been set back in motion, for example by a shock.
  • An object of the present invention is to provide a method of controlling a stepping motor which does not have the drawbacks of the methods mentioned above and which makes it possible, depending on the manner in which it is implemented, to reduce consumption of the stepping motor practically to its absolute minimum, or to rotate the motor rotor one step and only one, with great safety, and whatever the resistive torque applied to this rotor, or allow safe detection of the rotation or non-rotation of this rotor in response to a driving impulse.
  • Another object of the present invention is to provide a device for implementing this method.
  • This resistant torque Tr is produced by the friction couples of the rotor itself and of the mechanical elements which it drives in their bearings and between them, by the eddy currents and the hysteresis phenomena which are produced in the stator of the motor. by the variations of the magnetic field which crosses this stator, and by the positioning torque of the rotor, as long as this rotor has not exceeded the angular position of unstable equilibrium where this positioning torque becomes a driving torque.
  • This resisting torque Tr is therefore variable as a function of time in a random manner, and it can take any value between a minimum value Tr min and a maximum value Tr max which both depend on the characteristics of the engine and of the mechanical elements. which it entails and which can be determined analytically or by tests.
  • each value of this resistive torque Tr corresponds to a quantity of mechanical energy Emm which is that which the motor must supply, at a minimum, so that its rotor turns by one step.
  • the values Tr min and Tr max of this resistive torque correspond respectively to the values Emm min and Emm max of this quantity of energy.
  • This resistive couple Tr and this quantity of energy Emm are linked by a mathematical relation which will not be given here because it is well known to specialists and has moreover no direct relation with the invention.
  • the measurement of time T therefore makes it possible, using this relation, to determine the optimal duration ⁇ of the driving pulse.
  • the same principle can be used to determine whether the motor rotor has turned correctly or not in response to a driving impulse. Indeed, if the amount of energy Eme converted by the motor reaches a predetermined value before an equally predetermined time has elapsed, this means that the rotor has correctly taken its step. If this quantity of energy Eme does not reach this predetermined value in this time, it means that the rotor has not rotated.
  • Equation (2) Equation (2) above can therefore be written:
  • This circuit can for example comprise means for producing signals proportional to the currents i s and i m , as well as analog or digital circuits making it possible to carry out the various operations of equation (6).
  • This circuit is not shown because its realization follows directly from 'equation (6).
  • FIG. 1 represents in particular the diagram of an exemplary circuit also making it possible to supply a signal representative of the quantity of energy Eme 0x , in a particular case where the stepping motor is controlled so that the current which flows in its coil is substantially constant and equal to a reference current l ref (see Figure 2).
  • the motor designated by the reference M, is supplied by a driving pulse generator circuit 1 which will not be described in detail here since it may be similar to a circuit having the same function and which is described in patent application EP-AO 057 663.
  • This forming circuit 1 is arranged so as to trigger a driving pulse IM at each instant, designated by t 0 as above, where the rotor of the motor M must turn one step, in response to the transition from the logic state " 1 "" in logic state "O" of a control signal which it receives on its input 1a.
  • this control signal is formed by periodic pulses having a frequency of 1 Hz, which are supplied by an output 2a of a frequency divider 2 whose input 2b is connected to the output 3a of an oscillator 3 controlled by a quartz 4. It is obvious that, in other applications, the control signal applied to the input 1 a of the formatter 1 may not be periodic.
  • the output signal from oscillator 3 has a frequency of 32,768 Hz.
  • the divider 2 has intermediate outputs 2c to 2k delivering signals having frequencies of 16,384 Hz, 8,192 Hz, 4 respectively '096 Hz, 2048 Hz, 1'024 Hz, 512 Hz, 256 Hz, 128 Hz and 64 Hz.
  • the forming circuit 1 is arranged so as to connect, at each instant ta, the coil of the motor M to a source of power supply, not shown. From this instant t 0 , the voltage U m across the motor coil M is therefore equal to the voltage U of this power source.
  • the current im which begins to circulate in the coil at this instant t 0 is measured by a measurement circuit 5 which produces a voltage proportional to this current i m .
  • This measurement circuit 5 will also not be described here, because it can be similar to a circuit having the same function and which is described in patent application EP-A-0 057 663 already mentioned.
  • the circuit of Figure 1 further includes a source 6 which produces a voltage proportional to the reference current l ref mentioned above.
  • the voltages produced by the circuit 5 and by the source 6 are applied to an analog comparator 7, of the conventional type. Since the proportionality ratios mentioned above are equal, it can be said that the comparator 7 compares the current i m with the current l ref .
  • the comparator 7 delivers at its output 7a a signal which takes the logic state "1" when the current i m is less than the current l ref and the logic state "O" otherwise.
  • the output 7a of the comparator circuit 7 is connected to the input D of a flip-flop 9 of type D whose clock input CL receives the signal having a frequency of 8'192 Hertz provided by the output 2d of the divider circuit 2 and which, for a reason which will be made evident from the description, will be called the sampling signal.
  • the instants when this sampling signal goes from logic state "1" to logic state "0" will be called sampling instants.
  • the output Q of the flip-flop 9 takes the same state as its input D each time its input CL goes from logic state "1" to logic state "O". It is also the same for the other D type flip-flops which will be mentioned below.
  • This interrupt signal consists of the transition from logic state "0" to logic state “1" "of the output of a circuit which will be described below, an output which is of course connected to this input 1 of the trainer 1.
  • circuit 1 disconnects the motor coil M from the power source and short-circuits this coil permanently, until the next instant to where the whole process described above starts again.
  • Equation (7) above can therefore be written, in this particular case, or
  • the motor coil is connected to the power source for a certain number of periods of the sampling signal each having a duration A.
  • C1 x the number of these periods which are between the instant t 1 when the current in the coil is interrupted for the first time and the instant t x considered.
  • the current i s supplied by the source is equal to the current i m flowing in the coil, which is itself practically equal to the reference current I ref .
  • Equation (8) above can therefore be written: or: with and
  • equation (9) above can also be written: with and as in equation (10).
  • the quantity of energy Eme ox is also proportional to the difference between, on the one hand, the number C1 x and, on the other hand, the quotient of the number C2 x by the factor p.
  • the counter At the sampling times when the coil is connected to the power source, the counter must be incremented by p units and, simultaneously, decremented by one unit. To avoid the problems which may arise due to this simultaneity, one can simply increment the counter by (p-1) units at each sampling instant when the motor coil is connected to the power source, and does not decrement this counter by one unit only at the sampling times when the motor coil is disconnected from the power source.
  • FIG. 1 also shows the diagram of an example of a circuit making it possible to calculate expression (12), in a case where the factor p defined above is equal to 4.
  • the reversible counter mentioned above must therefore be incremented by three units at each sampling instant when the motor coil is connected to the power source, and decremented by one unit at each sampling instant when this coil is disconnected from this source and activated short circuit.
  • This reversible counter is designated by the reference 8 in FIG. 1. Its clock input 8a is connected to the output of a logic circuit formed by AND gates 11 to 13 and OR gates 14 and 15, which are linked together , with the outputs Q and Q of the flip-flop 9, with the output of the oscillator 3 and with the outputs 2c and 2d of the frequency divider 2 as shown.
  • the input 8b for controlling the counting direction of this counter 8 is connected to the output Q of the flip-flop 9, and its reset input 8c is connected to the output Q of a rocker 10 of type D.
  • the clock input CL of this flip-flop 10 is connected to the output Q of the flip-flop 9, its input D is permanently connected to the potential corresponding to the logic state "1", and its reset input R is connected to the output of the circuit, already mentioned, which produces the signal to interrupt the driving pulse in the form of a transition from logic state "O" to logic state "1" and which will be described later .
  • the output Q of the flip-flop 10 is therefore set to the state "1". It is easy to see that this exit Q of flip-flop 10 is still in this state "1""at time to which marks the start of the next driving pulse, and that it remains in this state until time t 1 following this time to.
  • the content of counter 8 is a number which is represented in a binary system by the states "O" or "1" of the outputs 8d to 81 of this counter 8.
  • the weight figure the the lowest of this number is represented by the logic state of the output 8d, and the most significant digit is represented by the state of the output 81.
  • the output Q of the flip-flop 10 therefore passes to the state "0" in response to this transition to the state "O" of the output Q of the flip-flop 9.
  • the output 15a of the gate 15 delivers three pulses when the output Q of the flip-flop 10 is in the state "1", or a single pulse when this output Q of flip-flop 10 is in the state "O".
  • these pulses increment or decrement this counter 8, according to the state of its input 8b.
  • the counter 8 is decremented by one unit at each period of the sampling signal when the output Q of the flip-flop 9 is in the "O" state, that is to say when the coil of the motor M is disconnected from the power source and short-circuited.
  • the calculation of the amount of energy Eme ox can also be done on the basis of equation (11) above, using a reversible counter whose content is at all times a number N ' x equal at the end of this equation (11) in parentheses.
  • this counter is for example incremented by one unit at each sampling instant when the coil is connected to the power source, and permanently decremented at a frequency equal to the ratio between the frequency of the sampling signal and the factor p.
  • FIG. 7 represents an example of the modifications that can be made to the circuit of FIG. 1 to make it a circuit for measuring the quantity of energy Eme ox using the equation (11) above, in a case where the frequency of the sampling signal is 8,192 Hz as in the example in FIG. 1, and the factor p is equal to 2.67.
  • the frequency of the counter decrementing signal mentioned above is therefore, theoretically, equal to 3'068.2 Hz.
  • the components 1 to 7 of this circuit are identical to the components of the circuit of FIG. 1 which bear the same references and have not been shown in this FIG. 7.
  • the flip-flops 9 and 10 of this FIG. 7 are identical to those which bear the same references in Figure 1 and are ordered in the same manner as the latter.
  • the counter 8 in FIG. 1 is replaced by a reversible counter 27 having an increment input 27a, a decrement input 27b and a reset input 27c.
  • the increment input 27a of the counter 27 is connected to the output of an AND gate 30 whose inputs are respectively connected to the output Q of the flip-flop 9 and to the output 2d of the divider 2, which is the output which delivers the sampling signal.
  • the decrementing input 27b of the counter 27 is connected to the output of an AND gate 28 whose inputs are respectively connected to the output 2e of the divider 2 and to the output of a NAND gate 29.
  • the inputs of this gate 29 are respectively connected to outputs 2f and 2g of divider 2.
  • the reset input 27c of the counter 27 is connected to the output Q of the flip-flop 10.
  • the content of the counter 27 is incremented by one unit at each sampling instant where the output Q of the flip-flop 10 is in the state "1", that is to say where the coil of the motor M is connected to the power source.
  • the content of the counter 27 is decremented by the signal produced by the output of the gate 28.
  • this decrementing signal of the counter 27 has an average frequency equal to three-quarters of the frequency of the signal supplied by the output 2e of the divider 2, ie 3'072 Hz.
  • the content of the counter 27 is a number which is practically permanently equal to the number N x defined above, and therefore to the term in parentheses of equation (11) ci- above, and that it is therefore also practically proportional to the amount of energy Eme 0x .
  • the time T taken by the quantity of energy Eme to reach the value of a quantity of reference energy E ref predetermined depends on the resisting torque Tr which is opposed to the rotation of the rotor, and that there is a well-defined relationship between this time T and the optimal duration T of the driving pulse.
  • FIG. 5 gives an example of this relationship which obviously depends on the characteristics of the engine and of the mobile elements which it drives and which can be determined analytically and / or by tests.
  • the circuit for measuring the amount of energy Eme does not give the real value of this amount of energy Eme, but provides a measurement signal , analog or digital, which is proportional to it.
  • the duration T mentioned above is therefore that which separates the start of the driving pulse from the instant when this measurement signal reaches a reference value proportional to the quantity of reference energy E ref .
  • the proportionality relationships between the quantity of energy Eme and the value of the measurement signal on the one hand, and between the quantity of reference energy E ref and the reference value on the other hand are of course equal.
  • the quantity of reference energy E ref is preferably chosen as the quantity of energy Emm min that the motor must supply so that its rotor takes just one step when the resisting torque which it must overcome has its minimum value Trmin.
  • E ef a value lower than that of the quantity of energy Emm min .
  • E ref a value greater than that of the quantity of energy Emm min , because the duration of the driving pulses would then be greater than the optimal duration each time that the resisting torque Tr would have its value minimum Tr min .
  • the instant t 2 defined above is therefore that when the measurement signal produced by the circuit for measuring the quantity of energy Eme reaches the value corresponding to this quantity of energy Emm min .
  • FIG. 1 also represents an example of a circuit making it possible to measure the duration T which separates the start of a driving pulse from this instant t 2 .
  • the signal for measuring the quantity of electrical energy Eme converted into mechanical energy by the motor since the start of a driving pulse consists of the content of the counter 8, that is ie by the binary number formed by the logical states "O" or "1" of the outputs of this counter 8.
  • the value of the measurement signal corresponding to the energy Emm min taken as reference is that for which the outputs g, h, k and 1 of the counter 8 are simultaneously in the logic state "1 ", the other outputs of this counter 8 being in the logic" O "state.
  • the binary number represented by this combination of states has a value, expressed in decimal notation, of 408.
  • the circuit for measuring the duration T comprises a NAND gate 19 whose inputs are each connected to one of the outputs g, h, k and 1 of the counter 8.
  • This gate 19 is connected to the clock input CL of a flip-flop 20, of type D, whose input D is permanently connected to the potential representing the logic state "1" and whose input Reset zero is connected to the output Q of scale 10.
  • the output Q of this flip-flop 20 is connected to the control input CL of a memory circuit 22, the inputs of which are connected to the outputs d to k of the divider 2.
  • the memory circuit 22 is of a well known type. It is arranged so that, when its control input CL is in the state "O", it is "transparent”, that is to say that the logic state of its outputs i to p is identical, in permanence, in the logical state of its inputs a to h. On the other hand, when its control input CL is in state "1", its outputs i to p are blocked in the logic state that they had at the time when this input CL took this state "1".
  • the binary number formed by the logic states of the outputs i to p of the memory circuit 22 is therefore a measure of the duration T of the period of time which has elapsed between the start of the driving pulse and the instant t 2 where the quantity of energy Eme has reached the predetermined reference value, in this example the value Emm min .
  • gate 19 plays the role of a digital comparator, since it produces a signal when the content of counter 8 becomes equal to the reference number, in this example 408. It could therefore be replaced without difficulty by such a digital comparator, the first inputs of which would be connected to the outputs 8d to 8m from counter 8, and the second inputs of which would be permanently connected to the potentials representing the logical states "0" or "1" so that the combination of these states forms the number binary wanted.
  • FIG. 1 also shows an example of a circuit intended to determine the optimal duration ⁇ of the driving pulse as a function of the duration T measured by the circuit described above.
  • this circuit includes a simple read only memory 23, often called PROM, a word formed by the initials of its designation in English (Programmable Read Only Memory).
  • the inputs a to h of this read only memory 23 are connected to the outputs i to p of the memory circuit 22, and it is programmed so as to materialize the relationship between the time T measured by the circuit which has just been described and the duration optimal r of the motor impulse. This means that for each binary number formed, after each instant t 2 , by the logic states of the outputs i to p of the memory circuit 22, that is to say for each particular value of the time T, the outputs i to p of the read only memory 23 have logical states forming a second binary number which represents the optimal duration ⁇ corresponding to this time T.
  • FIG. 1 also shows an example of a circuit making it possible to interrupt the driving pulse when its duration becomes equal to the optimal duration ⁇ determined using the read only memory 23.
  • This circuit comprises, in this example, a digital comparator 24 whose first inputs a to h are connected to the outputs d to k of the divider 2, and whose second inputs a 'to h' are connected to the outputs i to p of the memory dead 23.
  • the output s of comparator 24 is normally in logic state "0", and it takes state "1" only if the binary number formed by the logic states of its inputs a to h is equal to the number binary formed by the logical states of its inputs a 'to h'.
  • This output s of the comparator 24 is connected to a first input of an AND gate 25, the second input of which is connected to the output Q of the flip-flop 20 via a delay circuit 26 whose role will be described later.
  • the output 25a of the gate 25 is connected to the input 1 of the formatter circuit 1 and to the input R for resetting the flip-flop 10 to zero.
  • the forming circuit 1 interrupts the driving pulse, and the content of the counter 8 is reset to zero.
  • the delay circuit 26 which in the present example comprises two inverters and a capacitor connected in the manner shown, is intended to prevent a state "1" which may appear at the output s of the comparator 24 during this time from causing the premature interruption of the motor impulse.
  • each driving pulse produced by the circuit of FIG. 1 has a duration which is equal to the optimal duration T corresponding to the resistive torque Tr which is effectively applied to the rotor during this driving pulse.
  • the method according to the invention implemented by the circuit of FIG. 1, for example, is therefore that which makes it possible to control the motor with the lowest electrical energy consumption.
  • the motor is controlled so that the current i m passing through its coil during a driving pulse is substantially constant and equal a value I ref between the instants t 1 and t n , the total amount of electrical energy Ep supplied by the power source during this driving pulse obviously depends on this value I ref .
  • Figure 3 shows an example of the shape of this dependence for four different resistant couples Tr min , Tr1, Tr2 and Tr max .
  • FIG. 3 also shows that this value I ref for which the amount of energy Ep is minimum increases with the value of the resistive torque Tr.
  • the reference current I ref a value greater than the value I min mentioned above and less than or equal to the value I max which is the one for which the quantity of energy Ep is minimum when the torque resistant Tr has its maximum value Tr max .
  • This value I ref is preferably chosen so that, whatever the resistive torque Tr, the quantity of energy Ep actually supplied by the source is only slightly greater than the minimum quantity of energy Ep corresponding to this couple Tr. The value indicated in figure 3 fulfills this condition.
  • this power source generally consists of a battery, the voltage of which cannot be freely chosen.
  • the measurement of the amount of electrical energy Eme converted into mechanical energy by the motor during a driving pulse is used to determine the duration of this driving pulse.
  • This measurement can also be used to determine whether or not the rotor turns correctly in response to this driving impulse.
  • the time T taken by the quantity of energy Eme to reach the reference value E ref is a measure of the value of the resistive torque Tr applied to the rotor.
  • this torque Tr has its maximum value Tr max
  • this time T therefore also has a maximum value T max , which of course depends on the characteristics of the motor and the load it drives.
  • FIG. 9 shows the diagram of an example of a circuit which performs this detection in a case where the time T max has a duration of approximately 11 milliseconds.
  • This circuit comprises in this case a flip-flop 41 of type D and an AND gate 42.
  • the clock input CL of the flip-flop 41 is connected to the output 2a of the divider 2 of FIG. 1, its input D is permanently connected to the potential which represents the logic state "1", and its input R of reset at zero is connected to the output Q of the flip-flop 20 of FIG. 1.
  • the inputs of the gate 42 are respectively connected to the output Q of this flip-flop 41 and to the outputs 2j and 2k of the divider 2 of FIG. 1.
  • the Q output of flip-flop 41 goes to state "1" at each time t o. Furthermore, it can be seen that, after each instant t 0 , at least one of the outputs 2j and 2k of the divider 2 is in the state "0" for a period and a half of the signal produced by the output 2j of the divider 2, or for 11.7 milliseconds. In this example, the instant situated at the end of this 11.7 millisecond period when the 128 Hz signal produced by the output 2j of the divider 2 goes to state "1" is the detection instant t d mentioned above. The output 42a of the gate 42 is therefore maintained in the state "O" until this instant td, independently of the state of the output Q of the flip-flop 41.
  • a circuit such as that shown in FIG. 9 is obviously particularly well suited for detecting the rotation or non-rotation of the rotor of a motor controlled by driving pulses, the duration of which is adjusted as a function of the amount of energy. electrical Eme converted into mechanical energy during these driving pulses, since the means for measuring this quantity of Eme energy are already included in the circuit producing these driving pulses.
  • control circuit for a stepping motor comprising a trainer producing driving pulses having a first fixed duration, relatively short, or a second duration, longer than the first, according to whether a detection signal indicates that the rotor turns correctly or not in response to short-term driving pulses.
  • This detection signal could be produced by a circuit comprising means for measuring the quantity of energy Eme such as those formed by the elements 5 to 15 of FIG. 1, means for determining the instant when this quantity energy Eme reaches a reference value E ref such as those formed by the elements 19 and 20 of this figure 1, and means for detecting the rotation or non-rotation of the rotor such as those formed by elements 41 and 42 of FIG. 9.
  • the measurement of the quantity of energy Eme can also be used in a circuit producing driving pulses during which the quantity of mechanical energy supplied by the motor has a fixed and predetermined value.
  • Such a circuit will not be shown here, because it can be very similar to that of FIG. 1. It suffices in fact to replace therein the door 19 by a door of the same kind but whose inputs are connected to the outputs of the counter 8 which are in state "1" when the amount of energy Eme is equal to this amount of mechanical energy of predetermined value.
  • the elements 22 to 26 of the circuit of FIG. 1 can be deleted, the output Q of the flip-flop 20 then being directly connected to the input 1 of the forming circuit 1.
  • each driving pulse is interrupted as soon as the quantity of energy Eme becomes equal to the predetermined value.
  • the amount of mechanical energy supplied by the motor during these motor pulses is therefore constant.
  • These latter driving pulses can advantageously replace the fixed-duration catch-up pulses which are produced by certain known control circuits when the motor rotor does not rotate correctly in response to one of the short pulses which they normally produce.
  • the predetermined value mentioned above is obviously preferably that of the quantity of mechanical energy Emm max that the motor must supply when the resistive torque Tr applied to its rotor has its maximum value Tr max .
  • the present invention is not limited to the control of stepping motors as they are commonly used in electronic timepieces, that is to say which comprise a rotor comprising a magnet. bipolar permanent disposed in a substantially cylindrical opening formed in a stator carrying a coil, but that it can be used to control stepping motors of any kind, for example motors whose rotor comprises a permanent multipolar magnet and / or whose stator carries two or more coils.

Abstract

Le procédé comporte la mesure de la quantité d'énergie électrique Eme convertie en énergie mécanique par le moteur pendant une impulsion motrice, la détermination du temps mis par cette quantité d'énergie Eme pour atteindre une valeur de référence Eref, et l'interruption de l'impulsion motrice en dépendance de ce temps. Le dispositif comporte des moyens (5 à 15) pour mesurer cette quantité d'énergie Eme, des moyens (19, 2O, 22) pour déterminer le temps mis par cette quantité d'énergie pour atteindre cette valeur de référence Eref, et des moyens (23 à 26) pour provoquer l'interruption de l'impulsion motrice en dépendance de ce temps.The method comprises measuring the quantity of electrical energy Eme converted into mechanical energy by the motor during a driving pulse, determining the time taken by this quantity of energy Eme to reach a reference value Eref, and the interruption of the driving impulse dependent on this time. The device comprises means (5 to 15) for measuring this quantity of energy Eme, means (19, 20, 22) for determining the time taken by this quantity of energy to reach this reference value Eref, and means (23 to 26) to cause the interruption of the motor impulse depending on this time.

Description

Un objet de la présente invention est un procédé de commande d'un moteur pas à pas comprenant une bobine et un rotor couplé magnétiquement à ladite bobine, ledit procédé comportant l'application à ladite bobine d'une impulsion motrice chaque fois que ledit rotor doit tourner d'un pas.An object of the present invention is a method of controlling a stepping motor comprising a coil and a rotor magnetically coupled to said coil, said method comprising applying to said coil a driving pulse each time said rotor has to turn one step.

Un autre objet de la présente invention est un dispositif de commande mettant en oeuvre ce procédé.Another object of the present invention is a control device implementing this method.

Il existe de nombreux procédés destinés à diminuer la consommation d'un moteur pas à pas en ajustant la quantité d'énergie électrique fournie au moteur pendant une impulsion motrice au couple résistant que le rotor doit vaincre. Ce couple ne pouvant pas être mesuré directement, ces procédés ajustent en fait cette quantité d'énergie électrique en fonction de la mesure ou du calcul d'une grandeur physique dont la valeur ou la variation en fonction du temps dépend plus ou moins directement de ce couple.There are many methods for decreasing the consumption of a stepper motor by adjusting the amount of electrical energy supplied to the motor during a drive pulse to the resistive torque that the rotor must overcome. Since this torque cannot be measured directly, these processes actually adjust this quantity of electrical energy as a function of the measurement or calculation of a physical quantity whose value or variation as a function of time depends more or less directly on this couple.

La détermination du couple résistant appliqué au rotor pendant une impulsion motrice peut être faite après la fin de cette impulsion comme, par exemple, dans le brevet US-A-4 212 156. Dans ce brevet, la variation du courant induit dans la bobine du moteur par les oscillations du rotor après la fin d'une impulsion motrice est prise comme mesure de ce couple, et la durée des impulsions motrices suivantes est modifiée, le cas échéant, en fonction du résultat de cette mesure.The determination of the resistive torque applied to the rotor during a driving pulse can be made after the end of this pulse as, for example, in patent US-A-4,212,156. In this patent, the variation of the current induced in the coil of the motor by the oscillations of the rotor after the end of a driving pulse is taken as a measurement of this torque, and the duration of the following driving pulses is modified, if necessary, according to the result of this measurement.

La détermination du couple résistant appliqué au rotor peut également être faite pendant chaque impulsion motrice comme, par exemple, dans la demande de brevet EP-A-O 060 806. Dans cette demande, c'est la vitesse de variation de la tension induite dans la bobine du moteur par la rotation du rotor qui est prise comme mesure de ce couple.The determination of the resistive torque applied to the rotor can also be made during each driving pulse as, for example, in patent application EP-AO 060 806. In this application, it is the speed of variation of the voltage induced in the coil of the motor by the rotation of the rotor which is taken as a measure of this torque.

Ces procédés, ainsi que les nombreux autres qui ne peuvent pas être mentionnés ici, présentent tous l'inconvénient que la grandeur physique qu'ils utilisent comme mesure du couple résistant n'est pas vraiment représentative de ce couple.These methods, as well as the many others which cannot be mentioned here, all have the drawback that the physical quantity which they use as a measure of the resisting torque is not really representative of this torque.

Il en résulte que la commande d'un moteur pas à pas selon l'un quelconque des procédés connus ne peut pratiquement pas être optimale. Cela signifie que si le dispositif mettant en oeuvre le procédé choisi est agencé de manière que le moteur fonctionne correctement dans toutes les situations possibles, la consommation de ce moteur sera généralement assez nettement supérieure à sa consommation théorique minimale. Si on essaye de modifier les caractéristiques du circuit de commande de manière que la consommation du moteur diminue et se rapproche de son minimum théorique, alors la sécurité de fonctionnement de ce moteur diminue, c'est-à-dire que son rotor ne tourne plus correctement en réponse à chaque impulsion motrice.As a result, the control of a stepping motor according to any of the known methods can hardly be optimal. This means that if the device implementing the chosen method is arranged in such a way that the motor works correctly in all possible situations, the consumption of this motor will generally be quite clearly greater than its minimum theoretical consumption. If we try to modify the characteristics of the control circuit so that the consumption of the motor decreases and approaches its theoretical minimum, then the operating safety of this motor decreases, that is to say that its rotor no longer turns correctly in response to each motor impulse.

Il est parfois nécessaire d'envoyer à un moteur pas à pas une impulsion motrice telle qu'elle provoque à coup sûr la rotation du rotor, même si le couple résistant appliqué à ce dernier a sa valeur maximale.It is sometimes necessary to send a driving impulse to a stepping motor such that it certainly causes the rotation of the rotor, even if the resistive torque applied to the latter has its maximum value.

Ce cas se présente notamment lorsque le moteur est commandé selon un procédé tel que celui qui est décrit dans le brevet US-A-4 272 837 par exemple.This case arises in particular when the engine is controlled according to a method such as that described in patent US-A-4,272,837 for example.

Un tel procédé consiste notamment à appliquer au moteur une impulsion de longue durée, dite impulsion de rattrapage, lorsqu'un circuit adéquat a détecté que son rotor n'a pas tourné en réponse à une impulsion motrice normale, de faible durée.Such a method consists in particular in applying to the motor a long-lasting pulse, called the catch-up pulse, when an adequate circuit has detected that its rotor has not rotated in response to a normal driving pulse, of short duration.

La durée de l'impulsion de rattrapage est évidemment déterminée de manière qu'elle provoque la rotation du rotor même si le couple résistant appliqué à ce dernier a sa valeur maximale.The duration of the catch-up pulse is obviously determined so that it causes the rotation of the rotor even if the resistive torque applied to the latter has its maximum value.

Mais il peut se produire que la cause d'une non-rotation du rotor en réponse à une impulsion motrice normale ne soit que momentanée, et que le couple appliqué au rotor pendant l'impulsion de rattrapage suivante soit faible. Dans un tel cas, la quantité d'énergie électrique fournie au moteur pendant cette impulsion de rattrapage est beaucoup trop élevée, et il est possible que le rotor du moteur fasse plusieurs pas, au lieu d'un seuf, en réponse à cette impulsion de rattrapage.However, it may happen that the cause of a non-rotation of the rotor in response to a normal driving pulse is only momentary, and that the torque applied to the rotor during the next catching pulse is low. In such a case, the amount of electrical energy supplied to the motor during this make-up pulse is much too high, and it is possible that the motor rotor takes several steps, instead of a threshold, in response to this pulse. catching up.

La détection de la rotation ou de la non-rotation du rotor qui est nécessaire dans les procédés de commande qui viennent d'être mentionnés peut être faite de diverses manières.Detection of the rotation or non-rotation of the rotor which is necessary in the control methods which have just been mentioned can be done in various ways.

Ainsi, par exemple, dans le procédé décrit dans le brevet US-A-4 272 837 mentionné ci-dessus, cette détection est réalisée en appliquant au moteur pas à pas une impulsion de détection très courte un certain temps après la fin de chaque impulsion motrice. L'amplitude du courant qui circule dans la bobine du moteur à la fin de cette impulsion de détection permet de déterminer si le rotor a tourné ou non en réponse à l'impulsion motrice précédente.Thus, for example, in the method described in US Pat. No. 4,272,837 mentioned above, this detection is carried out by applying to the stepper motor a very short detection pulse some time after the end of each pulse. motor. The amplitude of the current flowing in the motor coil at the end of this detection pulse makes it possible to determine whether the rotor has rotated or not in response to the previous driving pulse.

La différence entre les courants circulant dans la bobine dans l'un et l'autre cas, rotation ou non-rotation du rotor, est cependant faible, ce qui rend difficile une détection sûre de cette non-rotation, En outre, la mesure du courant peut être faussée si le rotor est en mouvement lorsque l'impulsion de détection est appliquée au moteur, soit parce que ce rotor n'a pas encore fini d'osciller autour de sa position d'équilibre, soit parce qu'il a été remis en mouvement, par exemple par un choc.The difference between the currents flowing in the coil in either case, rotation or non-rotation of the rotor, is however small, which makes it difficult to reliably detect this non-rotation. In addition, the measurement of the current may be distorted if the rotor is in motion when the detection pulse is applied to the motor, either because this rotor has not yet finished oscillating around its equilibrium position, or because it has been set back in motion, for example by a shock.

Il existe d'autres procédés permettant de détecter si le rotor du moteur pas à pas a tourné ou non en réponse à une impulsion motrice. Ces procédés ne seront pas décrits ici, sinon pour relever qu'ils présentent généralement les mêmes inconvénients que le procédé décrit ci-dessus.There are other methods for detecting whether or not the rotor of the stepper motor has rotated in response to a driving pulse. These methods will not be described here, except to point out that they generally have the same drawbacks as the method described above.

Un but de la présente invention est de proposer un procédé de commande d'un moteur pas à pas qui ne présente pas les inconvénients des procédés mentionnés ci-dessus et qui permet, selon la manière dont il est mis en oeuvre, de réduire la consommation du moteur pas à pas pratiquement jusqu'à son minimum absolu, ou de faire tourner le rotor du moteur d'un pas et d'un seul, avec une grande sécurité, et quel que soit le couple résistant appliqué à ce rotor, ou de permettre une détection sûre de la rotation ou de la non-rotation de ce rotor en réponse à une impulsion motrice.An object of the present invention is to provide a method of controlling a stepping motor which does not have the drawbacks of the methods mentioned above and which makes it possible, depending on the manner in which it is implemented, to reduce consumption of the stepping motor practically to its absolute minimum, or to rotate the motor rotor one step and only one, with great safety, and whatever the resistive torque applied to this rotor, or allow safe detection of the rotation or non-rotation of this rotor in response to a driving impulse.

Un autre but de la présente invention êst de proposer un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.Another object of the present invention is to provide a device for implementing this method.

Ces buts sont respectivement atteints par le procédé et le dispositif revendiqués.These objects are respectively achieved by the claimed method and device.

L'invention va être décrite ci-après à l'aide du dessin annexé dans lequel:

  • -la figure 1 représente le schéma d'un circuit qui met en oeuvre le procédé selon l'invention pour ajuster la durée des impulsions motrices en fonction du couple résistant appliqué au rotor du moteur;
  • -la figure 2 est un diagramme illustrant le fonctionnement d'une partie du circuit de la figure 1;
  • -la figure 3 représente la variation de la consommation d'un moteur pas à pas commandé par le circuit de la figure 1 en fonction du courant de référence, pour plusieurs couples résistants appliqués au rotor;
  • -la figure 4 représente la variation de la durée optimale de l'impulsion en fonction du courant de référence, pour plusieurs couples résistants appliqués au rotor;
  • -la figure 5 représente la relation entre le temps mis par la quantité d'énergie Eme pour atteindre la valeur de référence Eref et la durée optimale de l'impulsion motrice;
  • -la figure 6 est un diagramme illustrant le fonctionnement d'une autre partie du circuit de la figure 1;
  • -la figure 7 représente une autre forme d'exécution d'un circuit de mise en oeuvre du procédé selon l'invention;
  • -la figure 8 est un diagramme illustrant le fonctionnement du circuit de la figure 7;
  • -la figure 9 représente le schéma d'un circuit qui peut être associé au circuit de la figure 1 pour déterminer si le rotor du moteur tourne correctement ou non en réponse à une impulsion motrice; et
  • -les figures 10a et 1 Ob sont des diagrammes illustrant le fonctionnement du circuit de la figure 9.
The invention will be described below using the attached drawing in which:
  • FIG. 1 represents the diagram of a circuit which implements the method according to the invention for adjusting the duration of the driving pulses as a function of the resistive torque applied to the rotor of the motor;
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of part of the circuit of FIG. 1;
  • FIG. 3 represents the variation of the consumption of a stepping motor controlled by the circuit of FIG. 1 as a function of the reference current, for several resistive torques applied to the rotor;
  • FIG. 4 represents the variation of the optimal duration of the pulse as a function of the reference current, for several resistive couples applied to the rotor;
  • FIG. 5 represents the relationship between the time taken by the quantity of energy Eme to reach the reference value E ref and the optimal duration of the driving pulse;
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of another part of the circuit of FIG. 1;
  • FIG. 7 represents another embodiment of a circuit for implementing the method according to the invention;
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the circuit of FIG. 7;
  • FIG. 9 represents the diagram of a circuit which can be associated with the circuit of FIG. 1 to determine whether the rotor of the motor turns correctly or not in response to a driving pulse; and
  • FIGS. 10a and 1 Ob are diagrams illustrating the operation of the circuit of FIG. 9.

D'une façon générale, on sait que le rotor d'un moteur pas à pas est soumis en permanence à un couple résistant Tr qui s'oppose à la rotation de ce rotor.Generally, it is known that the rotor of a stepping motor is permanently subjected to a resistive torque Tr which opposes the rotation of this rotor.

Ce couple résistant Tr est produit par les couples de frottement du rotor lui-même et des éléments mécaniques qu'il entraîne dans leurs paliers et entre eux, par les courants de Foucault et les phénomènes d'hystérèse qui sont produits dans le stator du moteur par les variations du champ magnétique qui traverse ce stator, et par le couple de positionnement du rotor, tant que ce rotor n'a pas dépassé la position angulaire d'équilibre instable où ce couple de positionnement devient un couple moteur.This resistant torque Tr is produced by the friction couples of the rotor itself and of the mechanical elements which it drives in their bearings and between them, by the eddy currents and the hysteresis phenomena which are produced in the stator of the motor. by the variations of the magnetic field which crosses this stator, and by the positioning torque of the rotor, as long as this rotor has not exceeded the angular position of unstable equilibrium where this positioning torque becomes a driving torque.

Ce couple résistant Tr est donc variable en fonction du temps de manière aléatoire, et il peut prendre n'importe quelle valeur entre une valeur minimale Trmin et une valeur maximale Trmax qui dépendent toutes deux des caractéristiques du moteur et des éléments mécaniques. qu'il entraîne et qui peuvent être déterminées analytiquement ou par des essais.This resisting torque Tr is therefore variable as a function of time in a random manner, and it can take any value between a minimum value Tr min and a maximum value Tr max which both depend on the characteristics of the engine and of the mechanical elements. which it entails and which can be determined analytically or by tests.

A chaque valeur de ce couple résistant Tr correspond une quantité d'énergie mécanique Emm qui est celle que le moteur doit fournir, au minimum, pour que son rotor tourne d'un pas. Notamment, aux valeurs Trmin et Tr max de ce couple résistant correspondent respectivement des valeurs Emmmin et Emmmax de cette quantité d'énergie. Ce couple résistant Tr et cette quantité d'énergie Emm sont liés par une relation mathématique qui ne sera pas donnée ici car elle est bien connue des spécialistes et n'a en outre pas de rapport direct avec l'invention.Each value of this resistive torque Tr corresponds to a quantity of mechanical energy Emm which is that which the motor must supply, at a minimum, so that its rotor turns by one step. In particular, the values Tr min and Tr max of this resistive torque correspond respectively to the values Emm min and Emm max of this quantity of energy. This resistive couple Tr and this quantity of energy Emm are linked by a mathematical relation which will not be given here because it is well known to specialists and has moreover no direct relation with the invention.

D'autre part, on sait également que l'énergie électrique Epox fournie par la source d'alimentation du moteur entre le début d'une impulsion motrice situé à un instant to et un instant quelconque tx vérifie l'équation suivante:

Figure imgb0001
dans laquelle:
Figure imgb0002
On the other hand, we also know that the electrical energy Ep ox supplied by the motor power source between the start of a driving pulse located at an instant t o and any instant t x satisfies the following equation:
Figure imgb0001
in which:
Figure imgb0002

La mesure du temps T permet donc, à l'aide de cette relation, de déterminer la durée optimale τ de l'impulsion motrice.The measurement of time T therefore makes it possible, using this relation, to determine the optimal duration τ of the driving pulse.

Le même principe peut être utilisé pour déterminer si le rotor du moteur a tourné correctement ou non en réponse à une impulsion motrice. En effet, si la quantité d'énergie Eme convertie par le moteur atteint une valeur prédéterminée avant qu'un temps également prédéterminé ne se soit écoulé, cela signifie que le rotor a correctement fait son pas. Si cette quantité d'énergie Eme n'atteint pas cette valeur prédéterminée dans ce temps, cela signifie que le rotor n'a pas tourné.The same principle can be used to determine whether the motor rotor has turned correctly or not in response to a driving impulse. Indeed, if the amount of energy Eme converted by the motor reaches a predetermined value before an equally predetermined time has elapsed, this means that the rotor has correctly taken its step. If this quantity of energy Eme does not reach this predetermined value in this time, it means that the rotor has not rotated.

On voit que la mesure de la quantité d'énergie électrique Eme qui est convertie en énergie mécanique par le moteur peut servir de base, d'une manière qui sera précisée plus loin, pour commander efficacement ce moteur dans tous les cas mentionnés ci-dessus.It can be seen that the measurement of the quantity of electrical energy Eme which is converted into mechanical energy by the motor can serve as a basis, in a manner which will be specified below, for effectively controlling this motor in all the cases mentioned above. .

De l'équation (1) ci-dessus, on tire facilement que:

Figure imgb0003
On sait en outre que:
Figure imgb0004
Figure imgb0005
Figure imgb0006
dans lesquelles:

  • -U est la tension de la source d'alimentation du moteur;
  • -is(t) est le courant fourni par cette source;
  • -im(t) est le courant circulant dans la bobine du moteur; et
  • -R et L sont respectivement la résistance et l'inductance de la bobine du moteur.
From equation (1) above, it is easy to draw that:
Figure imgb0003
We also know that:
Figure imgb0004
Figure imgb0005
Figure imgb0006
in which:
  • -U is the voltage of the motor power source;
  • -i s (t) is the current supplied by this source;
  • -i m (t) is the current flowing in the motor coil; and
  • -R and L are respectively the resistance and the inductance of the motor coil.

L'équation (2) ci-dessus peut donc s'écrire:

Figure imgb0007
Equation (2) above can therefore be written:
Figure imgb0007

Il est possible de concevoir un circuit électronique capable de fournir un signal représentatif de la quantité d'énergie Emeox.It is possible to design an electronic circuit capable of providing a signal representative of the amount of Emeox energy.

Ce circuit peut par exemple comporter des moyens pour produire des signaux proportionnels aux courants is et im, ainsi que des circuits analogiques ou numériques permettant de réaliser les diverses opérations de l'équation (6). Ce circuit n'est pas représenté car sa réalisation découle directement de 'équation (6).This circuit can for example comprise means for producing signals proportional to the currents i s and i m , as well as analog or digital circuits making it possible to carry out the various operations of equation (6). This circuit is not shown because its realization follows directly from 'equation (6).

La figure 1 représente notamment le schéma d'un exemple de circuit permettant également de fournir un signal représentatif de la quantité d'énergie Eme0x, dans un cas particulier où le moteur pas à pas est commandé de manière que le courant qui passe dans sa bobine soit sensiblement constant et égal à un courant de référence lref (voir la figure 2).FIG. 1 represents in particular the diagram of an exemplary circuit also making it possible to supply a signal representative of the quantity of energy Eme 0x , in a particular case where the stepping motor is controlled so that the current which flows in its coil is substantially constant and equal to a reference current l ref (see Figure 2).

Dans le cas illustré par la figure 1, le moteur, désigné par la référence M, est alimenté par un circuit formateur d'impulsions motrices 1 qui ne sera pas décrit en détail ici car il peut être semblable à un circuit ayant la même fonction et qui est décrit dans la demande de brevet EP-A-O 057 663.In the case illustrated in FIG. 1, the motor, designated by the reference M, is supplied by a driving pulse generator circuit 1 which will not be described in detail here since it may be similar to a circuit having the same function and which is described in patent application EP-AO 057 663.

Ce circuit formateur 1 est agencé de manière à enclencher une impulsion motrice IM à chaque instant, désigné par t0 comme ci-dessus, où le rotor du moteur M doit tourner d'un pas, en réponse au passage de l'état logique "1" " à l'état logique "O" d'un signal de commande qu'il reçoit sur son entrée 1a.This forming circuit 1 is arranged so as to trigger a driving pulse IM at each instant, designated by t 0 as above, where the rotor of the motor M must turn one step, in response to the transition from the logic state " 1 "" in logic state "O" of a control signal which it receives on its input 1a.

Dans cet exemple, ce signal d& commande est formé par des impulsions périodiques ayant une fréquence de 1 Hz, qui sont fournies par une sortie 2a d'un diviseur de fréquence 2 dont l'entrée 2b est reliée à la sortie 3a d'un oscillateur 3 piloté par un quartz 4. Il est évident que, dans d'autres applications, le signal de commande appliqué à l'entrée 1 a du formateur 1 peut ne pas être périodique.In this example, this control signal is formed by periodic pulses having a frequency of 1 Hz, which are supplied by an output 2a of a frequency divider 2 whose input 2b is connected to the output 3a of an oscillator 3 controlled by a quartz 4. It is obvious that, in other applications, the control signal applied to the input 1 a of the formatter 1 may not be periodic.

Le signal de sortie de l'oscillateur 3 a une fréquence de 32768 Hz. Outre sa sortie 2a, le diviseur 2 comporte des sorties intermédiaires 2c à 2k délivrant des signaux ayant respectivement des fréquences de 16'384 Hz, 8'192 Hz, 4'096 Hz, 2'048 Hz, 1'024 Hz, 512 Hz, 256 Hz, 128 Hz et 64 Hz.The output signal from oscillator 3 has a frequency of 32,768 Hz. In addition to its output 2a, the divider 2 has intermediate outputs 2c to 2k delivering signals having frequencies of 16,384 Hz, 8,192 Hz, 4 respectively '096 Hz, 2048 Hz, 1'024 Hz, 512 Hz, 256 Hz, 128 Hz and 64 Hz.

Ces circuits 2 et 3 ne seront pas décrits en détail ici, car ils sont classiques et bien connus des spécialistes.These circuits 2 and 3 will not be described in detail here, because they are conventional and well known to specialists.

Le circuit formateur 1 est agencé de manière à relier, à chaque instant ta, la bobine du moteur M à une source d'alimentation en énergie électrique non représentée. A partir de cet instant t0, la tension Um aux bornes de la bobine du moteur M est donc égale à la tension U de cette source d'alimentation.The forming circuit 1 is arranged so as to connect, at each instant ta, the coil of the motor M to a source of power supply, not shown. From this instant t 0 , the voltage U m across the motor coil M is therefore equal to the voltage U of this power source.

Le courant im qui commence à circuler dans la bobine à cet instant t0 (voir la figure 2) est mesuré par un circuit de mesure 5 qui produit une tension proportionnelle à ce courant im. Ce circuit de mesure 5 ne sera pas non plus décrit ici, car il peut être semblable à un circuit ayant la même fonction et qui est décrit dans la demande de brevet EP-A-0 057 663 déjà mentionnée.The current im which begins to circulate in the coil at this instant t 0 (see FIG. 2) is measured by a measurement circuit 5 which produces a voltage proportional to this current i m . This measurement circuit 5 will also not be described here, because it can be similar to a circuit having the same function and which is described in patent application EP-A-0 057 663 already mentioned.

Le circuit de la figure 1 comporte en outre une source 6 qui produit une tension proportionnelle au courant de référence lrefmentionné ci-dessus.The circuit of Figure 1 further includes a source 6 which produces a voltage proportional to the reference current l ref mentioned above.

Les rapports de proportionnalité entre le courant im et la tension produite par le circuit 5 d'une part, et entre le courant lref et la tension produite par la source 6 d'autre part sont identiques.The proportionality relationships between the current i m and the voltage produced by the circuit 5 on the one hand, and between the current l ref and the voltage produced by the source 6 on the other hand are identical.

Les tensions produites par le circuit 5 et par la source 6 sont appliquées à un comparateur analogique 7, de type classique. Du fait que les rapports de proportionnalité mentionnés ci-dessus sont égaux, on peut dire que le comparateur 7 compare le courant im au courant lref.The voltages produced by the circuit 5 and by the source 6 are applied to an analog comparator 7, of the conventional type. Since the proportionality ratios mentioned above are equal, it can be said that the comparator 7 compares the current i m with the current l ref .

Le comparateur 7 délivre à sa sortie 7a un signal qui prend l'état logique "1 " lorsque le courant im est inférieur au courant lref et l'état logique "O" dans le cas contraire.The comparator 7 delivers at its output 7a a signal which takes the logic state "1" when the current i m is less than the current l ref and the logic state "O" otherwise.

La sortie 7a du circuit comparateur 7 est reliée à l'entrée D d'une bascule 9 de type D dont l'entrée d'horloge CL reçoit le signal ayant une fréquence de 8'192 Hertz fourni par la sortie 2d du circuit diviseur 2 et qui, pour une raison qui sera rendue évidente par la suite de cette description, sera appelé signal d'échantillonnage. Les instants où ce signal d'échantillonnage passe de l'état logique "1 " à l'état logique "0" seront appelés instants d'échantillonnage.The output 7a of the comparator circuit 7 is connected to the input D of a flip-flop 9 of type D whose clock input CL receives the signal having a frequency of 8'192 Hertz provided by the output 2d of the divider circuit 2 and which, for a reason which will be made evident from the description, will be called the sampling signal. The instants when this sampling signal goes from logic state "1" to logic state "0" will be called sampling instants.

De manière classique, la sortie Q de la bascule 9 prend le même état que son entrée D à chaque passage de son entrée CL de l'état logique "1" à l'état logique "O". Il en est d'ailleurs de même pour les autres bascules de type D qui seront mentionnées ci-dessous.Conventionally, the output Q of the flip-flop 9 takes the same state as its input D each time its input CL goes from logic state "1" to logic state "O". It is also the same for the other D type flip-flops which will be mentioned below.

Juste après l'instant to, le courant im est inférieur au courant lref. La sortie 7a du comparateur 7 et la sortie Q de la bascule 9 sont donc à l'état "1 ".Just after the instant to, the current i m is less than the current l ref . The output 7a of the comparator 7 and the output Q of the flip-flop 9 are therefore in the state "1".

Lorsque le courant im devient supérieur au courant 1 ref, la sortie 7a du comparateur 7 passe à l'état logique "O".When the current i m becomes greater than the current 1 ref , the output 7a of the comparator 7 goes to the logic state "O".

Au premier instant d'échantillonnage suivant ce passage de la sortie 7a du comparateur 7 à l'état "O", qui est désigné par la référence t1, la sortie Q de la bascule 9 passe également à l'état "O".At the first sampling instant following this passage from the output 7a of the comparator 7 to the state "O", which is designated by the reference t 1 , the output Q of the flip-flop 9 also changes to the state "O".

Le circuit 1, dont une entrée 1b est reliée à la sortie Q de la bascule 9, est agencé de manière à répondre à cet état "0" de la sortie Q de la bascule 9 en déconnectant la bobine du moteur M de la source d'alimentation et en mettant cette bobine en court-circuit.The circuit 1, an input 1b of which is connected to the output Q of the flip-flop 9, is arranged so as to respond to this state "0" of the output Q of the flip-flop 9 by disconnecting the motor coil M from the source d power supply and by putting this coil in short circuit.

A partir de l'instant tt, la tension Um aux bornes de la bobine du moteur M est donc nulle, et le courant im commence à diminuer. Lorsqu'il devient inférieur au courant lref, la sortie 7a du comparateur 7 repasse à l'état "1 ". A l'instant d'échantillonnage suivant, la sortie Q de la bascule 9 passe donc également à l'état "1 ". En réponse à ce dernier état "1 ", le circuit 1 supprime le court-circuit de la bobine du moteur M et relie à nouveau cette bobine à la source d'alimentation. Le courant im recommence donc à augmenter, et le processus décrit ci-dessus recommence jusqu'à un instant désigné par tn à la figure 2, où le circuit 1 reçoit sur une entrée 1c un signal d'interruption de l'impulsion motrice.From time tt, the voltage U m across the motor coil M is therefore zero, and the current i m begins to decrease. When it becomes lower than the current l ref , the output 7a of the comparator 7 returns to the state "1". At the next sampling instant, the output Q of flip-flop 9 therefore also goes to state "1". In response to this latter state "1", the circuit 1 eliminates the short-circuit of the coil of the motor M and reconnects this coil to the power source. The current i m therefore begins to increase again, and the process described above starts again until an instant designated by t n in FIG. 2, where the circuit 1 receives on an input 1c a signal to interrupt the driving pulse. .

Ce signal d'interruption est constitué par le passage de l'état logique "0" à l'état logique "1" " de la sortie d'un circuit qui sera décrit plus loin, sortie qui est bien entendu reliée à cette entrée 1 du formateur 1.This interrupt signal consists of the transition from logic state "0" to logic state "1" "of the output of a circuit which will be described below, an output which is of course connected to this input 1 of the trainer 1.

En réponse à ce signal d'interruption, le circuit 1 déconnecte la bobine du moteur M de la source d'alimentation et met cette bobine en court-circuit, de manière permanente, jusqu'à l'instant to suivant où tout le processus décrit ci-dessus recommence.In response to this interrupt signal, circuit 1 disconnects the motor coil M from the power source and short-circuits this coil permanently, until the next instant to where the whole process described above starts again.

Il faut noter que, en réalité, ta période Δ du signal d'échantillonage est courte par rapport aux temps de montée ou de descente du courant dans la bobine. Il en résulte que l'amplitude des dépas sements de im de part et d'autre de lref est faible, et qu'on peut considérer que im est constant et égal à lref entre les instants t1 et tn. Il en résulte également que les périodes du signal d'échantillonage sont beaucoup plus nombreuses que cela n'a été représenté à la figure 2 pendant chacune des périodes où le courant dans la bobine croît ou décroît.It should be noted that, in reality, your period Δ of the sampling signal is short compared to the rise or fall times of the current in the coil. It follows that the amplitude of the exceedances of i m on either side of l ref is low, and that we can consider that i m is constant and equal to l ref between the instants t 1 and t n . It also results therefrom that the periods of the sampling signal are much more numerous than that which has been represented in FIG. 2 during each of the periods when the current in the coil increases or decreases.

Pour chaque instant tx situé après l'instant t1 où le courant imest interrompu pour la première fois, les termes de l'équation (2) ci-dessus peuvent s'écrire:

Figure imgb0008
Figure imgb0009
Figure imgb0010
Figure imgb0011
For each time t x located after time t 1 where the current i m is interrupted for the first time, the terms of equation (2) above can be written:
Figure imgb0008
Figure imgb0009
Figure imgb0010
Figure imgb0011

A l'instant t1, le rotor n'a pratiquement pas encore tourné, et le moteur n'a encore fourni aucune énergie mécanique. On a donc

Figure imgb0012
At time t 1 , the rotor has practically not yet rotated, and the motor has not yet provided any mechanical energy. So we have
Figure imgb0012

Tenant compte de ce fait, on voit facilement que l'équation (2) ci-dessus peut s'écrire:

  • Eme0x = Eme 1x = Ep1x -Ej1x -Ema1x (7)
Taking this fact into account, we can easily see that equation (2) above can be written:
  • Eme 0x = Eme 1x = Ep 1x -Ej 1x -Ema 1x (7)

De manière analogue à ce qui a été fait ci-dessus pour les termes de l'équation (2), on peut écrire les termes de l'équation (7) de la manière suivante:

Figure imgb0013
Figure imgb0014
Figure imgb0015
dans lesquelles les symboles ont la même signification que dans les équations (3), (4) et (5).Analogously to what was done above for the terms of equation (2), we can write the terms of equation (7) as follows:
Figure imgb0013
Figure imgb0014
Figure imgb0015
in which the symbols have the same meaning as in equations (3), (4) and (5).

De l'équation (5') ci-dessus, on tire facilement que

Figure imgb0016
dans laquelle im(x) et im(1) sont respectivement les courants circulant dans la bobine aux instants tx et t1.From equation (5 ') above, it is easy to draw that
Figure imgb0016
in which i m (x) and i m (1) are the currents flowing in the coil respectively at times t x and t 1 .

Mais, comme on l'a vu ci-dessus, le courant im est pratiquement constant et égal à lref entre les instants t1 et tn. Si l'instant txconsidéré est situé avant cet instant tn, on voit que im (x) = im(1), et que Ema1x = O.But, as we saw above, the current i m is practically constant and equal to l ref between the instants t 1 and t n . If the instant t x considered is located before this instant t n , we see that i m (x) = i m (1), and that Ema 1x = O.

L'équation (7) ci-dessus peut donc s'écrire, dans ce cas particulier,

Figure imgb0017
ou encore
Figure imgb0018
Equation (7) above can therefore be written, in this particular case,
Figure imgb0017
or
Figure imgb0018

Au cours de chaque impulsion motrice, la bobine du moteur est reliée à la source d'alimentation pendant un certain nombre de périodes du signal d'échantillonnage ayant chacune une durée A. Dans la suite de cette description, on appellera C1x le nombre de ces périodes qui sont comprises entre l'instant t1 où le courant dans la bobine est interrompu pour la première fois et l'instant tx considéré.During each driving pulse, the motor coil is connected to the power source for a certain number of periods of the sampling signal each having a duration A. In the following description, we will call C1 x the number of these periods which are between the instant t 1 when the current in the coil is interrupted for the first time and the instant t x considered.

Pendant chacune de ces C1x périodes, le courant is fourni par la source est égal au courant im circulant dans la bobine, qui est lui-même pratiquement égal au courant de référence Iref.During each of these C 1x periods, the current i s supplied by the source is equal to the current i m flowing in the coil, which is itself practically equal to the reference current I ref .

Pendant les autres périodes du signal d'échantillonnage situées entre l'instant t1 et l'instant tx, la bobine du moteur est déconnectée de la source d'alimentation. Le courant is est donc nul pendant ces autres périodes.During the other periods of the sampling signal located between time t 1 and time t x , the motor coil is disconnected from the power source. The current i s is therefore zero during these other periods.

Il en découle que l'on peut écrire:

Figure imgb0019
It follows that we can write:
Figure imgb0019

Par ailleurs, si l'on appelle C2x le nombre total de périodes du signal d'échantillonnage situées entre les instants t1 et tx, on voit que

Figure imgb0020
Furthermore, if we call C2 x the total number of periods of the sampling signal located between instants t1 and t x , we see that
Figure imgb0020

L'équation (8) ci-dessus peut donc s'écrire:

Figure imgb0021
ou encore:
Figure imgb0022
avec
Figure imgb0023
et
Figure imgb0024
Equation (8) above can therefore be written:
Figure imgb0021
or:
Figure imgb0022
with
Figure imgb0023
and
Figure imgb0024

Les facteurs k et p étant constants, il découle de l'équation (10) que, dans le cas présent où le courant circulant dans la bobine est pratiquement constant et égal 1 ref, la quantité d'énergie électrique Eme0x convertie en énergie mécanique par le moteur entre le début d'une impulsion motrice et un instant tx quelconque est proportionnelle à la différence entre, d'une part, le produit du nombre C1x par le facteur p et, d'autre part, le nombre C2x.The factors k and p being constant, it follows from equation (10) that, in the present case where the current flowing in the coil is practically constant and equal to 1 ref, the quantity of electrical energy Eme 0x converted into mechanical energy by the motor between the start of a driving impulse and any instant t x is proportional to the difference between, on the one hand, the product of the number C1 x by the factor p and, on the other hand, the number C2 x .

Il faut noter que l'équation (9) ci-dessus peut également s'écrire:

Figure imgb0025
avec
Figure imgb0026
et
Figure imgb0027
comme dans l'équation (10).Note that equation (9) above can also be written:
Figure imgb0025
with
Figure imgb0026
and
Figure imgb0027
as in equation (10).

Par conséquent, la quantité d'énergie Emeox est également proportionnelle à la différence entre, d'une part, le nombre C1x et, d'autre part, le quotient du nombre C2x par le facteur p.Consequently, the quantity of energy Eme ox is also proportional to the difference between, on the one hand, the number C1 x and, on the other hand, the quotient of the number C2 x by the factor p.

Pour que la valeur de Emeox donnée par l'une ou l'autre des équations (10) ou (11) ci-dessus soit exacte, il faut évidemment que l'instant tx considéré ne soit pas absolument quelconque, mais qu'il coïncide avec un des instants d'échantillonnage. Mais comme la fréquence du signal d'échantillonnage est relativement élevée, l'erreur commise lorsque l'instant tx considéré ne coïncide pas avec un instant d'échantillonnage est faible.For the value of Eme ox given by one or the other of equations (10) or (11) above to be exact, it is obviously necessary that the instant t x considered is not absolutely arbitrary, but that it coincides with one of the sampling instants. However, since the frequency of the sampling signal is relatively high, the error made when the instant t x considered does not coincide with a sampling instant is small.

Dans les cas où le facteur p qui multiplie le nombre C1x dans l'équation (10) ci-dessus est un nombre entier, le calcul du terme entre parenthèses dans cette équation (10) peut être réalisé assez simplement. On voit qu'il suffit par exemple d'incrémenter un compteur réversible de p unités pendant chacune des périodes du signal d'échantillonnage où la bobine du moteur est reliée à la source d'alimentation, et de décrémenter ce compteur d'une unité à tous les instants d'échantillonnage, que la bobine soit reliée à la source d'alimentation ou non. Le contenu Nx de ce compteur sera ainsi en permanence égal à p.C1x -C2x, et donc proportionnel à la quantité d'énergie Emeox.In cases where the factor p which multiplies the number C1 x in equation (10) above is an integer, the calculation of the term in parentheses in this equation (10) can be done quite simply. It can be seen that it is sufficient for example to increment a reversible counter by p units during each of the periods of the sampling signal where the motor coil is connected to the power source, and to decrement this counter by one unit at every sampling instant, whether the coil is connected to the power source or not. The content N x of this counter will thus be permanently equal to p.C1 x -C2 x , and therefore proportional to the quantity of energy Eme ox .

Aux instants d'échantillonnage où la bobine est reliée à la source d'alimentation, il faut incrémenter le compteur de p unités et, simultanément, le décrémenter d'une unité. Pour éviter les problèmes qui peuvent se poser du fait de cette simultanéité, on peut simplement incrémenter le compteur de (p-1) unités à chaque instant d'échantillonnage où la bobine du moteur est reliée à la source d'alimentation, et ne décrémenter ce compteur d'une unité qu'aux instants d'échantillonnage où la bobine du moteur est déconnectée de la source d'alimentation.At the sampling times when the coil is connected to the power source, the counter must be incremented by p units and, simultaneously, decremented by one unit. To avoid the problems which may arise due to this simultaneity, one can simply increment the counter by (p-1) units at each sampling instant when the motor coil is connected to the power source, and does not decrement this counter by one unit only at the sampling times when the motor coil is disconnected from the power source.

Dans ces conditions, le contenu Nx du compteur est en permanence égal à

Figure imgb0028
Under these conditions, the content N x of the counter is permanently equal to
Figure imgb0028

On voit facilement que cette expression (12) est égale au terme entre parenthèse de l'équation (10) ci-dessus.We can easily see that this expression (12) is equal to the term in parenthesis of equation (10) above.

Le même principe peut être utilisé dans les cas où le facteur p mentionné ci-dessus n'est pas un nombre entier.The same principle can be used in cases where the factor p mentioned above is not an integer.

Dans ces cas, il suffit par exemple d'incrémenter le compteur de n.(p-1) unités pendant les périodes du signal d'échantillonnage où la bobine du moteur est reliée à la source d'alimentation, n étant un nombre entier tel que n.(p-1) soit également entier, et de décrémenter le compteur de n unités lorsque la bobine du moteur est déconnectée de la source. Dans ces conditions, le contenu du compteur est en permanence égal àIn these cases, it is sufficient for example to increment the counter by n. (P-1) units during the periods of the sampling signal where the motor coil is connected to the power source, n being an integer such that n. (p-1) is also an integer, and to decrement the counter by n units when the motor coil is disconnected from the source. Under these conditions, the content of the counter is permanently equal to

Figure imgb0029
On voit facilement que cette expression (13) est égale à n fois le terme entre parenthèses de l'équation (10) ci-dessus et qu'elle est donc également proportionnelle à la quantité d'énergie Eme0x.
Figure imgb0029
We can easily see that this expression (13) is equal to n times the term in parentheses of equation (10) above and that it is therefore also proportional to the amount of energy Eme 0x .

La figure 1 montre également le schéma d'un exemple de circuit permettant de calculer l'expression (12), dans un cas où le facteur p défini ci-dessus est égal à 4. Dans ce cas, le compteur réversible mentionné ci-dessus doit donc être incrémenté de trois unités à chaque instant d'échantillonnage où la bobine du moteur est connectée à la source d'alimentation, et décrémenté d'une unité à chaque instant d'échantillonnage où cette bobine est déconnectée de cette source et mise en court-circuit.FIG. 1 also shows the diagram of an example of a circuit making it possible to calculate expression (12), in a case where the factor p defined above is equal to 4. In this case, the reversible counter mentioned above must therefore be incremented by three units at each sampling instant when the motor coil is connected to the power source, and decremented by one unit at each sampling instant when this coil is disconnected from this source and activated short circuit.

Ce compteur réversible est désigné par la référence 8 à la figure 1. Son entrée d'horloge 8a est reliée à la sortie d'un circuit logique formé des portes ET 11 à 13 et des portes OU 14 et 15, qui sont reliées entre elles, avec les sorties Q et Q de la bascule 9, avec la sortie de l'oscillateur 3 et avec les sorties 2c et 2d du diviseur de fréquence 2 de la manière représentée.This reversible counter is designated by the reference 8 in FIG. 1. Its clock input 8a is connected to the output of a logic circuit formed by AND gates 11 to 13 and OR gates 14 and 15, which are linked together , with the outputs Q and Q of the flip-flop 9, with the output of the oscillator 3 and with the outputs 2c and 2d of the frequency divider 2 as shown.

L'entrée 8b de commande de sens de comptage de ce compteur 8 est reliée à la sortie Q de la bascule 9, et son entrée 8c de remise à zéro est reliée à la sortie Q d'une bascule 10 de type D.The input 8b for controlling the counting direction of this counter 8 is connected to the output Q of the flip-flop 9, and its reset input 8c is connected to the output Q of a rocker 10 of type D.

L'entrée d'horloge CL de cette bascule 10 est reliée à la sortie Q de la bascule 9, son entrée D est reliée en permanence au potentiel correspondant à l'état logique "1", et son entrée R de remise à zéro est reliée à la sortie du circuit, déjà mentionné, qui produit le signal d'interruption de l'impulsion motrice sous la forme d'un passage de l'état logique "O" à un état logique "1" et qui sera décrit plus loin.The clock input CL of this flip-flop 10 is connected to the output Q of the flip-flop 9, its input D is permanently connected to the potential corresponding to the logic state "1", and its reset input R is connected to the output of the circuit, already mentioned, which produces the signal to interrupt the driving pulse in the form of a transition from logic state "O" to logic state "1" and which will be described later .

A la fin de chaque impulsion motrice, la sortie Q de la bascule 10 est donc mise à l'état "1". Il est aisé de voir que cette sortie Q de la bascule 10 est encore dans cet état "1" " à l'instant to qui marque le début de l'impulsion motrice suivante, et qu'elle reste dans cet état jusqu'à l'instant t1 suivant cet instant to.At the end of each driving pulse, the output Q of the flip-flop 10 is therefore set to the state "1". It is easy to see that this exit Q of flip-flop 10 is still in this state "1""at time to which marks the start of the next driving pulse, and that it remains in this state until time t 1 following this time to.

Entre la fin d'une impulsion motrice et l'instant t1 situé après le début de l'impulsion motrice suivante, l'entrée R de remise à zéro du compteur 8 est donc à l'état "1 ", et le contenu de ce compteur est égal à zéro.Between the end of a driving pulse and the instant t 1 situated after the beginning of the following driving pulse, the reset input R of counter 8 is therefore in state "1", and the content of this counter is zero.

Il faut noter que, d'une manière générale, le contenu du compteur 8 est un nombre qui est représenté en système binaire par les états "O" ou "1" des sorties 8d à 81 de ce compteur 8. Le chiffre de poids le plus faible de ce nombre est représenté par l'état logique de la sortie 8d, et le chiffre de poids le plus fort est représenté par l'état de la sortie 81.It should be noted that, in general, the content of counter 8 is a number which is represented in a binary system by the states "O" or "1" of the outputs 8d to 81 of this counter 8. The weight figure the the lowest of this number is represented by the logic state of the output 8d, and the most significant digit is represented by the state of the output 81.

On a vu ci-dessus que, après chaque instant to, la sortie Q de la bascule 9 passe à l'état "O" à l'instant t1 qui est l'instant d'échantillonnage suivant l'instant où le courant im dépasse pour la première fois le courant de référence Iref.We have seen above that, after each instant to, the output Q of flip-flop 9 goes to state "O" at instant t 1 which is the sampling instant following the instant when the current i m exceeds for the first time the reference current I ref .

A cet instant t1, la sortie Q de la bascule 10 passe donc à l'état "0" en réponse à ce passage à l'état "O" de la sortie Q de la bascule 9.At this instant t 1 , the output Q of the flip-flop 10 therefore passes to the state "0" in response to this transition to the state "O" of the output Q of the flip-flop 9.

Il est aisé de voir, à l'aide des diagrammes de la figure 6, que pendant chaque période du signal d'échantillonnage, la sortie 15a de la porte 15 délivre trois impulsions lorsque la sortie Q de la bascule 10 est à l'état "1 ", ou une seule impulsion lorsque cette sortie Q de la bascule 10 est à l'état "O".It is easy to see, using the diagrams of FIG. 6, that during each period of the sampling signal, the output 15a of the gate 15 delivers three pulses when the output Q of the flip-flop 10 is in the state "1", or a single pulse when this output Q of flip-flop 10 is in the state "O".

Tant que l'entrée R de remise à zéro du compteur 8 est à l'état "1 ", ces impulsions produites par la sortie 15a de la porte 15 n'ont aucun effet sur le compteur 8, dont le contenu est maintenu à zéro.As long as the reset input R of counter 8 is in state "1", these pulses produced by the output 15a of gate 15 have no effect on counter 8, the content of which is kept at zero .

Par contre, à partir de l'instant t1, ces impulsions incrémentent ou décrémentent ce compteur 8, selon l'état de son entrée 8b.On the other hand, from the instant t 1 , these pulses increment or decrement this counter 8, according to the state of its input 8b.

Il est facile de voir que, lorsque la sortie Q de la bascule 9 est à l'état "1", c'est-à-dire lorsque la bobine du moteur M est reliée à la source d'alimentation, le compteur 8 est incrémenté d'une unité par chacune des trois impulsions produites par la sortie 15a de la porte 15 pendant chaque période du signal d'échantillonnage.It is easy to see that, when the output Q of the flip-flop 9 is in the state "1", that is to say when the coil of the motor M is connected to the power source, the counter 8 is incremented by one by each of the three pulses produced by the output 15a of gate 15 during each period of the sampling signal.

De même, le compteur 8 est décrémenté d'une unité à chaque période du signal d'échantillonnage lorsque la sortie Q de la bascule 9 est à l'état "O", c'est-à-dire lorsque la bobine du moteur M est déconnectée de la source d'alimentation et mise en court-circuit.Similarly, the counter 8 is decremented by one unit at each period of the sampling signal when the output Q of the flip-flop 9 is in the "O" state, that is to say when the coil of the motor M is disconnected from the power source and short-circuited.

On voit donc que, à un instant tx quelconque situé après un instant t1 et jusqu'à la fin de chaque impulsion motrice, le contenu du compteur 8 est égal au nombre Nx défini par l'expression (12) ci-dessus, et qu'il est donc proportionnel à la quantité d'énergie électrique Emeox qui a été convertie en énergie mécanique par le moteur depuis le début de l'impulsion motrice.We therefore see that, at any instant t x located after an instant t 1 and until the end of each driving pulse, the content of counter 8 is equal to the number N x defined by expression (12) above , and that it is therefore proportional to the quantity of electrical energy Eme ox which has been converted into mechanical energy by the motor since the start of the driving pulse.

Le calcul de la quantité d'énergie Emeox peut également être fait sur la base de l'équation (11) ci-dessus, à l'aide d'un compteur réversible dont le contenu est en tout temps un nombre N'x égal au terme entre parenthèses de cette équation (11).The calculation of the amount of energy Eme ox can also be done on the basis of equation (11) above, using a reversible counter whose content is at all times a number N ' x equal at the end of this equation (11) in parentheses.

Dans ce cas, ce compteur est par exemple incrémenté d'une unité à chaque instant d'échantillonnage où la bobine est reliée à la source d'alimentation, et décrémenté en permanence à une fréquence égale au rapport entre la fréquence du signal d'échantillonnage et le facteur p.In this case, this counter is for example incremented by one unit at each sampling instant when the coil is connected to the power source, and permanently decremented at a frequency equal to the ratio between the frequency of the sampling signal and the factor p.

La figure 7 représente un exemple des modifications qu'on peut apporter au circuit de la figure 1 pour en faire un circuit de mesure de la quantité d'énergie Emeox à l'aide de l'équation (11) ci-dessus, dans un cas où la fréquence du signal d'échantillonnage est de 8'192 Hz comme dans l'exemple de la figure 1, et le facteur p est égal 2,67. La fréquence du signal de décrémentation du compteur mentionné ci-dessus est donc, théoriquement, égale à 3'068,2 Hz.FIG. 7 represents an example of the modifications that can be made to the circuit of FIG. 1 to make it a circuit for measuring the quantity of energy Eme ox using the equation (11) above, in a case where the frequency of the sampling signal is 8,192 Hz as in the example in FIG. 1, and the factor p is equal to 2.67. The frequency of the counter decrementing signal mentioned above is therefore, theoretically, equal to 3'068.2 Hz.

Les composants 1 à 7 de ce circuit sont identiques aux composants du circuit de la figure 1 qui portent les mêmes références et n'ont pas été représentés dans cette figure 7. Les bascules 9 et 10 de cette figure 7 sont identiques à celles qui portent les mêmes références dans la figure 1 et sont commandées de la même manière que ces dernières.The components 1 to 7 of this circuit are identical to the components of the circuit of FIG. 1 which bear the same references and have not been shown in this FIG. 7. The flip-flops 9 and 10 of this FIG. 7 are identical to those which bear the same references in Figure 1 and are ordered in the same manner as the latter.

Le compteur 8 de la figure 1 est remplacé par un compteur réversible 27 ayant une entrée d'incrémentation 27a, une entrée de décrémentation 27b et une entrée de remise à zéro 27c.The counter 8 in FIG. 1 is replaced by a reversible counter 27 having an increment input 27a, a decrement input 27b and a reset input 27c.

L'entrée d'incrémentation 27a du compteur 27 est reliée à la sortie d'une porte ET 30 dont les entrées sont respectivement reliées à la sortie Q de la bascule 9 et à la sortie 2d du diviseur 2, qui est la sortie qui délivre le signal d'échantillonnage.The increment input 27a of the counter 27 is connected to the output of an AND gate 30 whose inputs are respectively connected to the output Q of the flip-flop 9 and to the output 2d of the divider 2, which is the output which delivers the sampling signal.

L'entrée de décrémentation 27b du compteur 27 est reliée à la sortie d'une porte ET 28 dont les entrées sont respectivement reliées à la sortie 2e du diviseur 2 et à la sortie d'une porte NON-ET 29. Les entrées de cette porte 29 sont respectivement reliées aux sorties 2f et 2g du diviseur 2.The decrementing input 27b of the counter 27 is connected to the output of an AND gate 28 whose inputs are respectively connected to the output 2e of the divider 2 and to the output of a NAND gate 29. The inputs of this gate 29 are respectively connected to outputs 2f and 2g of divider 2.

L'entrée de remise à zéro 27c du compteur 27 est reliée à la sortie Q de la bascule 10.The reset input 27c of the counter 27 is connected to the output Q of the flip-flop 10.

On voit que, comme c'est le cas pour le compteur 8 de la figure 1, le contenu du compteur 27 est maintenu à zéro depuis la fin de chaque impulsion motrice jusqu'à l'instant ti qui suit le début de l'impulsion motrice suivante.It can be seen that, as is the case for the counter 8 in FIG. 1, the content of the counter 27 is kept at zero from the end of each driving pulse until the instant ti which follows the start of the pulse. next motor.

Depuis cet instant ti, le contenu du compteur 27 est incrémenté d'une unité à chaque instant d'échantillonnage où la sortie Q de la bascule 10 est à l'état "1", c'est-à-dire où la bobine du moteur M est reliée à la source d'alimentation.From this instant ti, the content of the counter 27 is incremented by one unit at each sampling instant where the output Q of the flip-flop 10 is in the state "1", that is to say where the coil of the motor M is connected to the power source.

En outre, toujours depuis cet instant ti, le contenu du compteur 27 est décrémenté par le signal produit par la sortie de la porte 28.Furthermore, still from this instant ti, the content of the counter 27 is decremented by the signal produced by the output of the gate 28.

On voit facilement, à l'aide des diagrammes de la figure 8, que ce signal de décrémentation du compteur 27 a une fréquence moyenne égale aux trois-quarts de la fréquence du signal fourni par la sortie 2e du diviseur 2, soit 3'072 Hz.It is easy to see, using the diagrams in FIG. 8, that this decrementing signal of the counter 27 has an average frequency equal to three-quarters of the frequency of the signal supplied by the output 2e of the divider 2, ie 3'072 Hz.

On voit donc que, depuis chaque instant ti, le contenu du compteur 27 est un nombre qui est pratiquement égal, en permanence, au nombre N x défini ci-dessus, et donc au terme entre parenthèses de l'équation (11) ci-dessus, et qu'il est donc également pratiquement proportionnel à la quantité d'énergie Eme0x.It can therefore be seen that, from each instant ti, the content of the counter 27 is a number which is practically permanently equal to the number N x defined above, and therefore to the term in parentheses of equation (11) ci- above, and that it is therefore also practically proportional to the amount of energy Eme 0x .

Le fait que la fréquence moyenne du signal de décrémentation du compteur 27 soit égale, dans ce cas, à 3'072 Hz et non à la valeur théorique de 3'068,2 Hz introduit évidemment une erreur dans ce calcul de la quantité d'énergie EmeoX. Dans ce cas particulier, cette erreur est suffisamment faible pour pouvoir être négligée.The fact that the average frequency of the decrementing signal of the counter 27 is equal, in this case, to 3.072 Hz and not to the theoretical value of 3.068.2 Hz obviously introduces an error in this calculation of the quantity of Eme oX energy. In this particular case, this error is small enough to be able to be neglected.

Il n'est pas toujours facile de produire à partir des signaux disponibles dans le circuit un signal de décrémentation du compteur 27 ayant une fréquence suffisamment proche de la fréquence théorique pour que l'erreur commise sur la mesure de la quantité d'énergie Emeox soit négligeable. Dans un tel cas, il suffit de modifier la valeur du courant Iref qui a été choisie, de manière que le coefficient p prenne une valeur pour laquelle la fréquence théorique du signal de décrémentation du compteur 27 soit égale, ou au moins presque égale, à la fréquence d'un signal pouvant être facilement produit à partir des signaux disponibles.It is not always easy to produce from the signals available in the circuit a decrementing signal from the counter 27 having a frequency close enough to the theoretical frequency so that the error made on the measurement of the quantity of energy Eme ox is negligible. In such a case, it suffices to modify the value of the current I ref which has been chosen, so that the coefficient p takes a value for which the theoretical frequency of the decrementing signal of the counter 27 is equal, or at least almost equal, at the frequency of a signal which can be easily produced from the available signals.

On a vu ci-dessus que, pour chaque valeur du couple résistant Tr qui s'oppose à la rotation du rotor pendant une impulsion motrice, le moteur doit fournir une quantité d'énergie mécanique Emm déterminée pour que son rotor fasse juste un pas en réponse à cette impulsion motrice. Pour que la consommation du moteur soit minimale, il faut donc interrompre chaque impulsion motrice à l'instant où la quantité d'énergie électrique Eme convertie en énergie mécanique par le moteur atteint cette valeur Emm.We have seen above that, for each value of the resistive torque Tr which opposes the rotation of the rotor during a driving pulse, the motor must supply a determined quantity of mechanical energy Emm so that its rotor takes just one step in response to this driving impulse. So that the consumption of the motor is minimal, it is therefore necessary to interrupt each driving pulse at the moment when the quantity of electrical energy Eme converted into mechanical energy by the motor reaches this value Emm.

On a également vu ci-dessus que, pendant chaque impulsion motrice, le temps T mis par la quantité d'énergie Eme pour atteindre la valeur d'une quantité d'énergie de référence Eref prédéterminée dépend du couple résistant Tr qui s'oppose à la rotation du rotor, et qu'il existe une relation bien définie entre ce temps T et la durée optimale T de l'impulsion motrice.We have also seen above that, during each driving pulse, the time T taken by the quantity of energy Eme to reach the value of a quantity of reference energy E ref predetermined depends on the resisting torque Tr which is opposed to the rotation of the rotor, and that there is a well-defined relationship between this time T and the optimal duration T of the driving pulse.

La figure 5 donne un exemple de cette relation qui dépend évidemment des caractéristiques du moteur et des éléments mobiles qu'il entraîne et qui peut être déterminée analytiquement et/ou par des essais.FIG. 5 gives an example of this relationship which obviously depends on the characteristics of the engine and of the mobile elements which it drives and which can be determined analytically and / or by tests.

Pour déterminer la durée optimale T d'une impulsion motrice, il faut donc mesurer en permanence la quantité d'énergie électrique Eme convertie en énergie mécanique depuis le début de cette impulsion motrice, mesurer la durée T du laps de temps qui sépare le début de l'impulsion motrice de l'instant, désigné par tz, où cette quantité d'énergie Eme atteint la valeur de la quantité d'énergie de référence Eref, déterminer la durée optimale τ de l'impulsion motrice correspondant à cette durée T, et interrompre l'impulsion motrice lorsque sa durée devient égale à cette durée optimale r.To determine the optimal duration T of a motor pulse, it is therefore necessary to permanently measure the quantity of electrical energy Eme converted into mechanical energy since the start of this motor pulse, measure the duration T of the time period which separates the start of the driving pulse of the instant, designated by tz, when this quantity of energy Eme reaches the value of the quantity of reference energy E ref , determine the optimal duration τ of the driving pulse corresponding to this duration T, and interrupt the motor pulse when its duration becomes equal to this optimal duration r.

On a vu ci-dessus que, en fait, le circuit de mesure de la quantité d'énergie Eme, dont des exemples ont été décrits, ne donne pas la valeur réelle de cette quantité d'énergie Eme, mais fournit un signal de mesure, analogique ou numérique, qui lui est proportionnel. En pratique, la durée T mentionnée ci-dessus est donc celle qui sépare le début de l'impulsion motrice de l'instant où ce signal de mesure atteint une valeur de référence proportionnelle à la quantité d'énergie de référence Eref. Les rapports de proportionnalité entre la quantité d'énergie Eme et la valeur du signal de mesure d'une part, et entre la quantité d'énergie de référence E refet la valeur de référence d'autre part sont bien entendu égaux.We have seen above that, in fact, the circuit for measuring the amount of energy Eme, examples of which have been described, does not give the real value of this amount of energy Eme, but provides a measurement signal , analog or digital, which is proportional to it. In practice, the duration T mentioned above is therefore that which separates the start of the driving pulse from the instant when this measurement signal reaches a reference value proportional to the quantity of reference energy E ref . The proportionality relationships between the quantity of energy Eme and the value of the measurement signal on the one hand, and between the quantity of reference energy E ref and the reference value on the other hand are of course equal.

Dans le présent exemple où la consommation du moteur doit être aussi faible que possible, on choisit de préférence comme quantité d'énergie de référence Eref la quantité d'énergie Emmmin que doit fournir le moteur pour que son rotor fasse juste un pas lorsque le couple résistant qu'il doit vaincre a sa valeur minimale Trmin.In the present example, where the consumption of the motor must be as low as possible, the quantity of reference energy E ref is preferably chosen as the quantity of energy Emm min that the motor must supply so that its rotor takes just one step when the resisting torque which it must overcome has its minimum value Trmin.

On pourrait également choisir pour E,ef une valeur inférieure à celle de la quantité d'énergie Emmmin. Par contre, il ne serait pas judicieux de choisir pour Eref une valeur supérieure à celle de la quantité d'énergie Emmmin, car la durée des impulsions motrices serait alors supérieure à la durée optimale chaque fois que le couple résistant Tr aurait sa valeur minimale Trmin.One could also choose for E, ef a value lower than that of the quantity of energy Emm min . On the other hand, it would not be wise to choose for E ref a value greater than that of the quantity of energy Emm min , because the duration of the driving pulses would then be greater than the optimal duration each time that the resisting torque Tr would have its value minimum Tr min .

L'instant t2 défini ci-dessus est donc celui où le signal de mesure produit par le circuit de mesure de la quantité d'énergie Eme atteint la valeur correspondant à cette quantité d'énergie Emmmin.The instant t 2 defined above is therefore that when the measurement signal produced by the circuit for measuring the quantity of energy Eme reaches the value corresponding to this quantity of energy Emm min .

La figure 1 représente également un exemple de circuit permettant de mesurer la durée T qui sépare le début d'une impulsion motrice de cet instant t2.FIG. 1 also represents an example of a circuit making it possible to measure the duration T which separates the start of a driving pulse from this instant t 2 .

On peut rappeler que, dans cette figure 1, le signal de mesure de la quantité d'énergie électrique Eme convertie en énergie mécanique par le moteur depuis le début d'une impulsion motrice est constitué par le contenu du compteur 8, c'est-à-dire par le nombre binaire formé par les états logiques "O" ou "1" des sorties de ce compteur 8.It may be recalled that, in this FIG. 1, the signal for measuring the quantity of electrical energy Eme converted into mechanical energy by the motor since the start of a driving pulse consists of the content of the counter 8, that is ie by the binary number formed by the logical states "O" or "1" of the outputs of this counter 8.

Dans l'exemple de cette figure 1, la valeur du signal de mesure correspondant à l'énergie Emmmin prise comme référence est celle pour laquelle les sorties g, h, k et 1 du compteur 8 sont simultanément à l'état logique "1 ", les autres sorties de ce compteur 8 étant à l'état logique "O". Le nombre binaire représenté par cette combinaison d'états a une valeur, exprimée en notation décimale, de 408.In the example of this FIG. 1, the value of the measurement signal corresponding to the energy Emm min taken as reference is that for which the outputs g, h, k and 1 of the counter 8 are simultaneously in the logic state "1 ", the other outputs of this counter 8 being in the logic" O "state. The binary number represented by this combination of states has a value, expressed in decimal notation, of 408.

Le circuit permettant de mesurer la durée T comporte une porte NON-ET 19 dont les entrées sont reliées, chacune, à l'une des sorties g, h, k et 1 du compteur 8.The circuit for measuring the duration T comprises a NAND gate 19 whose inputs are each connected to one of the outputs g, h, k and 1 of the counter 8.

La sortie de cette porte 19 est reliée à l'entrée d'horloge CL d'une bascule 20, de type D, dont l'entrée D est reliée en permanence au potentiel représentant l'état logique "1 " et dont l'entrée R de remise à zéro est reliée à la sortie Q de la bascule 10.The output of this gate 19 is connected to the clock input CL of a flip-flop 20, of type D, whose input D is permanently connected to the potential representing the logic state "1" and whose input Reset zero is connected to the output Q of scale 10.

La sortie Q de cette bascule 20 est reliée à l'entrée de commande CL d'un circuit de mémoire 22 dont les entrées sont reliées aux sorties d à k du diviseur 2.The output Q of this flip-flop 20 is connected to the control input CL of a memory circuit 22, the inputs of which are connected to the outputs d to k of the divider 2.

Le circuit de mémoire 22 est d'un type bien connu. Il est agencé de manière que, lorsque son entrée de commande CL est à l'état "O", il soit "transparent", c'est-à-dire que l'état logique de ses sorties i à p soit identique, en permanence, à l'état logique de ses entrées a à h. Par contre, lorsque son entrée de commande CL est à l'état "1 ", ses sorties i à p sont bloquées dans l'état logique qu'elles avaient à l'instant où cette entrée CL a pris cet état "1 ".The memory circuit 22 is of a well known type. It is arranged so that, when its control input CL is in the state "O", it is "transparent", that is to say that the logic state of its outputs i to p is identical, in permanence, in the logical state of its inputs a to h. On the other hand, when its control input CL is in state "1", its outputs i to p are blocked in the logic state that they had at the time when this input CL took this state "1".

Le circuit de mesure du temps T formé de la porte 19, de la bascule 20 et du circuit de mémoire 22 fonctionne de la manière suivante:

  • On a vu ci-dessus que, entre la fin d'une impulsion motrice et l'instant t1 situé après le début de l'impulsion motrice suivante, la sortie Q de la bascule 10 est à l'état "1". Pendant ce temps, la sortie Q de la bascule 20 est donc maintenue à l'état "O", et le circuit de mémoire 22 est transparent. En outre, le contenu du compteur 8 est maintenu à zéro.
The time measurement circuit T formed by the gate 19, the flip-flop 20 and the memory circuit 22 operates as follows:
  • We have seen above that, between the end of a driving pulse and the instant t 1 located after the start of the next driving pulse, the output Q of flip-flop 10 is in state "1". During this time, the output Q of the flip-flop 20 is therefore maintained in the "O" state, and the memory circuit 22 is transparent. In addition, the content of counter 8 is kept at zero.

A l'instant to qui marque le début de chaque impulsion motrice, toutes les sorties du diviseur 2 sont à l'état logique "O". Après cet instant to les états de ces sorties se modifient régulièrement, au rythme du signal produit par l'oscillateur 3, et ces états logiques forment ensemble un nombre binaire qui représente, à chaque instant, la durée qui s'est écoulée depuis l'instant to immédiatement précédent.At the instant t o which marks the start of each driving pulse, all the outputs of the divider 2 are in the logic state "O". After this instant to the states of these outputs change regularly, at the rate of the signal produced by the oscillator 3, and these logical states together form a binary number which represents, at each instant, the duration which has elapsed since the instant to immediately preceding.

A l'instant t1 qui suit le début d'une impulsion motrice, la sortie Q de la bascule 10 passe à l'état "O", et le contenu du compteur 8 commence à augmenter, de manière à représenter la quantité d'énergie électrique Eme convertie en énergie mécanique par le moteur.At time t 1 following the start of a driving pulse, the output Q of the flip-flop 10 goes to state "O", and the content of the counter 8 begins to increase, so as to represent the amount of electrical energy Eme converted into mechanical energy by the motor.

Lorsque, à l'instant t2, ce contenu du compteur 8 atteint la valeur de référence mentionnée ci-dessus, dans le présent exemple la valeur 408, la sortie de la porte 19 passe à l'état '"O". En réponse à ce passage, la sortie Q de la bascule 20 passe à l'état "1". Depuis cet instant t2, les sorties du circuit de mémoire 22 restent donc bloquées dans un état qui est celui que les sorties d à k du diviseur 2 avaient à cet instant t2. Le nombre binaire formé par les états logiques des sorties i à p du circuit de mémoire 22 est donc une mesure de la durée T du laps de temps qui s'est écoulé entre le début de l'impulsion motrice et l'instant t2 où la quantité d'énergie Eme a atteint la valeur de référence prédéterminée, dans cet exemple la valeur Emmmin.When, at the instant t 2 , this content of the counter 8 reaches the reference value mentioned above, in the present example the value 408, the output of the gate 19 goes to the state "" O ". In response to this passage, the Q output of flip-flop 20 goes to state "1". From this instant t 2 , the outputs of the memory circuit 22 therefore remain blocked in a state which is that which the outputs d to k of the divider 2 had at this instant t 2 . The binary number formed by the logic states of the outputs i to p of the memory circuit 22 is therefore a measure of the duration T of the period of time which has elapsed between the start of the driving pulse and the instant t 2 where the quantity of energy Eme has reached the predetermined reference value, in this example the value Emm min .

Il faut noter que la porte 19 joue le rôle d'un comparateur numérique, puisqu'elle produit un signal lorsque le contenu du compteur 8 devient égal au nombre de référence, dans cet exemple 408. Elle pourrait donc être remplacée sans difficulté par un tel comparateur numérique dont les premières entrées seraient reliées aux sorties 8d à 8m du compteur 8, et dont les deuxièmes entrées seraient reliées en permanence aux potentiels représentant les états logiques "0" ou "1" de manière que la combinaison de ces états forme le nombre binaire voulu.It should be noted that gate 19 plays the role of a digital comparator, since it produces a signal when the content of counter 8 becomes equal to the reference number, in this example 408. It could therefore be replaced without difficulty by such a digital comparator, the first inputs of which would be connected to the outputs 8d to 8m from counter 8, and the second inputs of which would be permanently connected to the potentials representing the logical states "0" or "1" so that the combination of these states forms the number binary wanted.

La figure 1 montre également un exemple de circuit destiné à déterminer la durée optimale τ de l'impulsion motrice en fonction de la durée T mesurée par le circuit décrit ci-dessus. Dans cet exemple, ce circuit comporte une simple mémoire morte 23, souvent appelée PROM, mot formé par les initiales de sa désignation en anglais (Programmable Read Only Memory).FIG. 1 also shows an example of a circuit intended to determine the optimal duration τ of the driving pulse as a function of the duration T measured by the circuit described above. In this example, this circuit includes a simple read only memory 23, often called PROM, a word formed by the initials of its designation in English (Programmable Read Only Memory).

Les entrées a à h de cette mémoire morte 23 sont reliées aux sorties i à p du circuit de mémoire 22, et elle est programmée de manière à matérialiser la relation entre le temps T mesuré par le circuit qui vient d'être décrit et la durée optimale r de l'impulsion motrice. Cela signifie que pour chaque nombre binaire formé, après chaque instant t2, par les états logiques des sorties i à p du circuit de mémoire 22, c'est-à-dire pour chaque valeur particulière du temps T, les sorties i à p de la mémoire morte 23 présentent des états logiques formant un deuxième nombre binaire qui représente la durée optimale τ correspondant à ce temps T.The inputs a to h of this read only memory 23 are connected to the outputs i to p of the memory circuit 22, and it is programmed so as to materialize the relationship between the time T measured by the circuit which has just been described and the duration optimal r of the motor impulse. This means that for each binary number formed, after each instant t 2 , by the logic states of the outputs i to p of the memory circuit 22, that is to say for each particular value of the time T, the outputs i to p of the read only memory 23 have logical states forming a second binary number which represents the optimal duration τ corresponding to this time T.

La figure 1 représente également un exemple de circuit permettant d'interrompre l'impulsion motrice lorsque sa durée devient égale à la durée optimale τ déterminée à l'aide de la mémoire morte 23.FIG. 1 also shows an example of a circuit making it possible to interrupt the driving pulse when its duration becomes equal to the optimal duration τ determined using the read only memory 23.

Ce circuit comporte, dans cet exemple, un comparateur numérique 24 dont les premières entrées a à h sont reliées aux sorties d à k du diviseur 2, et dont les deuxièmes entrées a' à h' sont reliées aux sorties i à p de la mémoire morte 23. La sortie s du comparateur 24 est normalement à l'état logique "0", et elle ne prend l'état "1" que si le nombre binaire formé par les états logiques de ses entrées a à h est égal au nombre binaire formé par les états logiques de ses entrées a' à h'.This circuit comprises, in this example, a digital comparator 24 whose first inputs a to h are connected to the outputs d to k of the divider 2, and whose second inputs a 'to h' are connected to the outputs i to p of the memory dead 23. The output s of comparator 24 is normally in logic state "0", and it takes state "1" only if the binary number formed by the logic states of its inputs a to h is equal to the number binary formed by the logical states of its inputs a 'to h'.

Cette sortie s du comparateur 24 est reliée à une première entrée d'une porte ET 25 dont la deuxième entrée est reliée à la sortie Q de la bascule 20 par l'intermédiaire d'un circuit retardateur 26 dont le rôle sera décrit plus loin. La sortie 25a de la porte 25 est reliée à l'entrée 1 du circuit formateur 1 et à l'entrée R de remise à zéro de la bascule 10.This output s of the comparator 24 is connected to a first input of an AND gate 25, the second input of which is connected to the output Q of the flip-flop 20 via a delay circuit 26 whose role will be described later. The output 25a of the gate 25 is connected to the input 1 of the formatter circuit 1 and to the input R for resetting the flip-flop 10 to zero.

On a vu ci-dessus que, pendant chaque impulsion motrice, les sorties i à p de la mémoire morte 23 présentent, après l'instant t2, des états logiques qui forment un nombre binaire correspondant à la durée optimale r de cette impulsion motrice. Après cet instant t2, le nombre binaire formé par les états logiques des sorties d à k du diviseur 2 continue à croître. Lorsque ce nombre binaire devient égal à celui qui est formé par les états logiques des sorties i à p de la mémoire morte 23, c'est-à-dire à l'instant tn où la durée de l'impulsion motrice devient égale à la durée optimale T, la sortie s du comparateur 24 passe à l'état "1 ". La sortie du circuit retardateur 26 étant également à l'état "1" à à cet instant, la sortie 25a de la porte 25, et donc l'entrée 1c c du circuit formateur 1 et l'entrée R de remise à zéro de la bascule 10, passent également à l'état "1 ".We have seen above that, during each driving pulse, the outputs i to p of the read-only memory 23 present, after time t 2 , logical states which form a binary number corresponding to the optimal duration r of this driving pulse . After this instant t 2 , the binary number formed by the logic states of the outputs d to k of the divider 2 continues to increase. When this binary number becomes equal to that which is formed by the logical states of the outputs i to p of the read only memory 23, that is to say at the instant t n when the duration of the driving pulse becomes equal to the optimal duration T , the output s of comparator 24 goes to state "1". The output of the delay circuit 26 also being in the state "1" at this time, the output 25a of the gate 25, and therefore the input 1c c of the formatter circuit 1 and the input R of resetting to zero flip-flop 10, also change to state "1".

Par conséquent, le circuit formateur 1 interrompt l'impulsion motrice, et le contenu du compteur 8 est remis à zéro.Consequently, the forming circuit 1 interrupts the driving pulse, and the content of the counter 8 is reset to zero.

Cette situation reste inchangée jusqu'à l'instant to suivant, où tout le processus décrit ci-dessus recommence.This situation remains unchanged until the next instant, when the whole process described above begins again.

Il peut arriver que, juste après l'instant t2, les sorties i à p de la mémoire morte 23 prennent, pendant un temps très court, un état logique différent de leur état définitif. Le circuit retardateur 26, qui comporte dans le présent exemple deux inverseurs et un condensateur reliés de la manière représentée, est destiné à empêcher qu'un état "1" qui apparaîtrait éventuellement à la sortie s du comparateur 24 pendant ce temps ne provoque l'interruption prématurée de l'impulsion motrice.It may happen that, just after time t 2 , the outputs i to p of the read-only memory 23 take, for a very short time, a logic state different from their final state. The delay circuit 26, which in the present example comprises two inverters and a capacitor connected in the manner shown, is intended to prevent a state "1" which may appear at the output s of the comparator 24 during this time from causing the premature interruption of the motor impulse.

En résumé, on voit que chaque impulsion motrice produite par le circuit de la figure 1 a une durée qui est égale à la durée optimale T correspondant au couple résistant Tr qui est effectivement appliqué au rotor pendant cette impulsion motrice.In summary, it can be seen that each driving pulse produced by the circuit of FIG. 1 has a duration which is equal to the optimal duration T corresponding to the resistive torque Tr which is effectively applied to the rotor during this driving pulse.

Toutes autres choses étant égales, le procédé selon l'invention mis en oeuvre par le circuit de la figure 1, par exemple, est donc celui qui permet de commander le moteur avec la consommation d'énergie électrique la plus faible.All other things being equal, the method according to the invention implemented by the circuit of FIG. 1, for example, is therefore that which makes it possible to control the motor with the lowest electrical energy consumption.

Cet avantage est dû au fait que la grandeur physique qui sert de base à la détermination de la durée de chaque impulsion motrice est la quantité d'énergie électrique convertie en énergie mécanique par le moteur, dont la variation en fonction du temps est directement liée à la valeur du couple résistant que doit vaincre le rotor du moteur pendant cette impulsion motrice.This advantage is due to the fact that the physical quantity which is the basis for determining the duration of each driving pulse is the quantity of electrical energy converted into mechanical energy by the motor, the variation of which as a function of time is directly linked to the value of the resistive torque which the motor rotor must overcome during this driving impulse.

Dans les cas où, comme dans le cas de la figure 1, le moteur est commandé de manière que le courant im passant dans sa bobine pendant une impulsion motrice soit sensiblement constant et égal une valeur Iref entre les instants t1 et tn , la quantité totale d'énergie électrique Ep fournie par la source d'alimentation pendant cette impulsion motrice dépend évidemment de cette valeur Iref.In the cases where, as in the case of FIG. 1, the motor is controlled so that the current i m passing through its coil during a driving pulse is substantially constant and equal a value I ref between the instants t 1 and t n , the total amount of electrical energy Ep supplied by the power source during this driving pulse obviously depends on this value I ref .

La figure 3 montre un exemple de l'allure de cette dépendance pour quatre couples résistants différents Trmin, Tr1, Tr2 et Trmax.Figure 3 shows an example of the shape of this dependence for four different resistant couples Tr min , Tr1, Tr2 and Tr max .

On voit sur cette figure 3 que, pour chaque valeur du couple résistant, il existe une valeur 1 ref pour laquelle cette quantité d'énergie Ep est minimale.It can be seen in this FIG. 3 that, for each value of the resistive torque, there is a value 1 ref for which this quantity of energy Ep is minimal.

La figure 3 montre également que cette valeur Iref pour laquelle la quantité d'énergie Ep est minimale augmente avec la valeur du couple résistant Tr.FIG. 3 also shows that this value I ref for which the amount of energy Ep is minimum increases with the value of the resistive torque Tr.

En outre, on voit sur cette figure 3 que si l'on choisit pour Irel la valeur Imin correspondant à la quantité minimale d'énergie Ep que doit fournir la source d'alimentation du moteur lorsque le couple résistant Tr a sa valeur Trmin, cette quantité d'énergie Ep augmente très rapidement avec l'augmentation du couple résistant Tr. Cette quantité d'énergie Ep peut même devenir infinie lorsque le couple résistant Tr s'approche de sa valeur maximale Trmax. Cela signifie que le moteur n'est plus capable, dans ce cas, de convertir suffisamment d'énergie électrique en énergie mécanique pour faire tourner le rotor ou, en d'autres termes, que la durée optimale T de l'impulsion motrice devrait être infinie, comme cela est visible sur la figure 4.In addition, it can be seen in this FIG. 3 that if the value I min is chosen for I rel corresponding to the minimum quantity of energy Ep that the motor power source must supply when the resistive torque Tr has its value Tr min , this amount of energy Ep increases very rapidly with the increase in the resistive torque Tr. This amount of energy Ep can even become infinite when the resistive torque Tr approaches its maximum value Trmax. This means that the motor is no longer able, in this case, to convert enough electrical energy into mechanical energy to turn the rotor or, in other words, that the optimal duration T of the driving pulse should be infinite, as shown in Figure 4.

Il est donc judicieux de choisir pour le courant de référence Iref une valeur supérieure à la valeur Imin mentionnée ci-dessus et inférieure ou égale à la valeur Imax qui est celle pour laquelle la quantité d'énergie Ep est minimale lorsque le couple résistant Tr a sa valeur maximale Trmax. Cette valeur Iref est de préférence choisie de manière que, quel que soit le couple résistant Tr, la quantité d'énergie Ep effectivement fournie par la source ne soit que légèrement supérieure à la quantité d'énergie Ep minimale correspondant à ce couple Tr. La valeur le indiquée dans la figure 3 remplit cette condition.It is therefore judicious to choose for the reference current I ref a value greater than the value I min mentioned above and less than or equal to the value I max which is the one for which the quantity of energy Ep is minimum when the torque resistant Tr has its maximum value Tr max . This value I ref is preferably chosen so that, whatever the resistive torque Tr, the quantity of energy Ep actually supplied by the source is only slightly greater than the minimum quantity of energy Ep corresponding to this couple Tr. The value indicated in figure 3 fulfills this condition.

Des considérations semblables aux précédentes peuvent être faites dans les cas où le moteur est commandé de manière que la tension qui lui est appliquée soit constante pendant chaque impulsion motrice, c'est-à-dire que, dans un tel cas, il existe une valeur optimale de cette tension pour laquelle la quantité d'énergie Ep fournie par la source d'alimentation est minimale.Considerations similar to the previous ones can be made in cases where the motor is controlled so that the voltage applied to it is constant during each driving pulse, i.e. in such a case there is a value optimum of this voltage for which the quantity of energy Ep supplied by the power source is minimal.

Mais cette source d'alimentation est généralement constituée par une pile dont la tension ne peut pas être choisie librement.However, this power source generally consists of a battery, the voltage of which cannot be freely chosen.

Il faudrait donc prévoir un circuit produisant cette tension optimale à partir de la tension de la source d'alimentation. Or un tel circuit consomme lui-même une quantité d'énergie électrique non négligeable. Il en résulte que, globalement, la consommation d'un moteur alimenté par cette tension optimale n'est pas sensiblement plus faible que la consommation du même moteur alimenté directement par la tension de la source d'alimentation.It would therefore be necessary to provide a circuit producing this optimal voltage from the voltage of the power source. However, such a circuit itself consumes a significant amount of electrical energy. It follows that, overall, the consumption of a motor supplied by this optimum voltage is not significantly lower than the consumption of the same motor supplied directly by the voltage of the power source.

Dans les exemples décrits ci-dessus, la mesure de la quantité d'énergie électrique Eme convertie en énergie mécanique par le moteur pendant une impulsion motrice est utilisée pour déterminer la durée de cette impulsion motrice.In the examples described above, the measurement of the amount of electrical energy Eme converted into mechanical energy by the motor during a driving pulse is used to determine the duration of this driving pulse.

Cette mesure peut également être utilisée pour déterminer si le rotor tourne correctement ou non en réponse cette impulsion motrice.This measurement can also be used to determine whether or not the rotor turns correctly in response to this driving impulse.

On a vu en effet ci-dessus que le temps T mis par la quantité d'énergie Eme pour atteindre la valeur de référence Eref est une mesure de la valeur du couple résistant Tr appliqué au rotor. Lorsque ce couple Tr a sa valeur maximale Trmax , ce temps T a donc également une valeur maximale Tmax, qui dépend bien entendu des caractéristiques du moteur et de la charge qu'il entraîne.We have seen above that the time T taken by the quantity of energy Eme to reach the reference value E ref is a measure of the value of the resistive torque Tr applied to the rotor. When this torque Tr has its maximum value Tr max , this time T therefore also has a maximum value T max , which of course depends on the characteristics of the motor and the load it drives.

Il en découle que si, pour une raison quelconque, le couple résistant Tr appliqué au rotor pendant une impulsion motrice a une valeur supérieure à sa valeur maximale Trmax, la quantité d'énergie Eme n'atteint pas la valeur de référence Eref avant que le temps Tmax ne soit écoulé.It follows that if, for any reason, the resistive torque Tr applied to the rotor during a driving pulse has a value greater than its maximum value Tr max , the quantity of energy Eme does not reach the reference value E ref before that the time T max has not elapsed.

Il en est de même si, toujours pour une raison quelconque, la polarité de l'impulsion motrice ne correspond pas à la position angulaire qu'occupe le rotor au début de cette impulsion motrice, et que, par conséquent, cette dernière ne peut pas faire tourner ce rotor, indépendamment de la valeur du couple résistant Tr.It is the same if, always for whatever reason, the polarity of the driving pulse does not correspond to the angular position occupied by the rotor at the start of this driving pulse, and that, consequently, the latter cannot rotate this rotor, regardless of the value of the resisting torque Tr.

Il est donc possible de détecter si le rotor tourne correctement ou non en réponse une impulsion motrice en déterminant à un instant de détection td séparé du début de cette impulsion motrice par une durée au moins égale à Tmax si la quantité d'énergie Eme a atteint la valeur de référence ou non.It is therefore possible to detect whether the rotor turns correctly or not in response to a driving pulse by determining at a detection instant t d separated from the start of this driving pulse by a duration at least equal to T max if the amount of energy Eme has reached the reference value or not.

La figure 9 montre le schéma d'un exemple de circuit qui réalise cette détection dans un cas où le temps Tmax a une durée de 11 millisecondes environ.FIG. 9 shows the diagram of an example of a circuit which performs this detection in a case where the time T max has a duration of approximately 11 milliseconds.

Ce circuit comporte dans ce cas une bascule 41 de type D et une porte ET 42.This circuit comprises in this case a flip-flop 41 of type D and an AND gate 42.

L'entrée d'horloge CL de la bascule 41 est reliée à la sortie 2a du diviseur 2 de la figure 1, son entrée D est reliée en permanence au potentiel qui représente l'état logique "1 ", et son entrée R de remise à zéro est reliée à la sortie Q de la bascule 20 de la figure 1. Les entrées de la porte 42 sont respectivement reliées à la sortie Q de cette bascule 41 et aux sorties 2j et 2k du diviseur 2 de la figure 1.The clock input CL of the flip-flop 41 is connected to the output 2a of the divider 2 of FIG. 1, its input D is permanently connected to the potential which represents the logic state "1", and its input R of reset at zero is connected to the output Q of the flip-flop 20 of FIG. 1. The inputs of the gate 42 are respectively connected to the output Q of this flip-flop 41 and to the outputs 2j and 2k of the divider 2 of FIG. 1.

On voit facilement, à l'aide des diagrammes des figures 10a et 10b, que la sortie Q de la bascule 41 passe à l'état "1" à chaque instant to. En outre, on voit que, après chaque instant t0, l'une au moins des sorties 2j et 2k du diviseur 2 est à l'état "0" pendant une période et demi du signal produit par la sortie 2j du diviseur 2, soit pendant 11,7 millisecondes. Dans cet exemple, l'instant situé à la fin de cette période de 11,7 millisecondes où le signal à 128 Hz produit par la sortie 2j du diviseur 2 passe à l'état "1" est l'instant de détection td mentionné ci-dessus. La sortie 42a de la porte 42 est donc maintenue à l'état "O" jusqu'à cet instant td, indépendamment de l'état de la sortie Q de la bascule 41.It is easily seen with the aid of the diagrams of Figures 1 0a and 10b, the Q output of flip-flop 41 goes to state "1" at each time t o. Furthermore, it can be seen that, after each instant t 0 , at least one of the outputs 2j and 2k of the divider 2 is in the state "0" for a period and a half of the signal produced by the output 2j of the divider 2, or for 11.7 milliseconds. In this example, the instant situated at the end of this 11.7 millisecond period when the 128 Hz signal produced by the output 2j of the divider 2 goes to state "1" is the detection instant t d mentioned above. The output 42a of the gate 42 is therefore maintained in the state "O" until this instant td, independently of the state of the output Q of the flip-flop 41.

Si le rotor du moteur tourne correctement en réponse à une impulsion motrice commenant à un instant to, la quantité d'énergie Eme atteint la valeur de référence Eref à un instant t2 situé moins de 11 millisecondes après cet instant t0, c'est-à-dire avant l'instant td . A cet instant t2, la sortie Q de la bascule 20 passe à l'état "1", comme cela a été montré ci-dessus, et la sortie Q de la bascule 41 repasse donc à l'état "0" et y reste jusqu'au début de l'impulsion motrice suivante. La sortie 42a de la porte 42 reste donc également à l'état "O". Cette situation est illustrée par la figure 10a.If the motor rotor turns correctly in response to a driving pulse starting at an instant t o , the quantity of energy Eme reaches the reference value E ref at an instant t 2 located less than 11 milliseconds after this instant t 0 , c that is to say before time t d . At this time t 2 , the Q output of flip-flop 20 goes to state "1", as has been shown above, and the Q output of flip-flop 41 therefore returns to state "0" and y remains until the start of the next motor pulse. The output 42a of door 42 therefore also remains in the "O" state. This situation is illustrated in Figure 10a.

Si par contre le rotor ne tourne pas correctement en réponse à une impulsion motrice, la quantité d'énergie Eme n'a pas encore atteint la valeur de référence Eref à l'instant td. La sortie Q de la bascule 20 est donc encore à l'état "O", et la sortie Q de la bascule 41 est encore à l'état "1 ". Il en résulte que la sortie 42a de la porte 42 passe à l'état "1 " à cet instant td. Cet état "1" constitue le signal de détection de la non-rotation du rotor. Cette situation est illustrée par la figure 1 Ob.If, on the other hand, the rotor does not rotate correctly in response to a driving pulse, the amount of energy Eme has not yet reached the reference value E ref at time t d . The Q output of flip-flop 20 is therefore still in the "O" state, and the Q output of flip-flop 41 is still in the "1" state. As a result, the output 42a of the door 42 changes to the state "1" at this instant t d . This state "1" constitutes the detection signal of the non-rotation of the rotor. This situation is illustrated in Figure 1 Ob.

Un circuit tel que celui qui est représenté à la figure 9 est évidemment particulièrement bien adapté pour détecter la rotation ou la non-rotation du rotor d'un moteur commandé par des impulsions motrices dont la durée est ajustée en dépendance de la quantité d'énergie électrique Eme convertie en énergie mécanique pendant ces impulsions motrices, puisque les moyens de mesure de cette quantité d'énergie Eme sont déjà compris dans le circuit produisant ces impulsions motrices.A circuit such as that shown in FIG. 9 is obviously particularly well suited for detecting the rotation or non-rotation of the rotor of a motor controlled by driving pulses, the duration of which is adjusted as a function of the amount of energy. electrical Eme converted into mechanical energy during these driving pulses, since the means for measuring this quantity of Eme energy are already included in the circuit producing these driving pulses.

Il faut cependant noter que cette détection de la rotation ou de la non-rotation du rotor peut également être réalisée quelle que soit la manière dont ces impulsions motrices sont produites.It should however be noted that this detection of the rotation or of the non-rotation of the rotor can also be carried out whatever the way in which these driving pulses are produced.

Ainsi, il est par exemple tout à fait possible de concevoir un circuit de commande d'un moteur pas à pas comportant un formateur produisant des impulsions motrices ayant une première durée fixe, relativement courte, ou une deuxième durée, plus longue que la première, selon qu'un signal de détection indique que le rotor tourne correctement ou non en réponse aux impulsions motrices de courte durée.Thus, it is for example entirely possible to design a control circuit for a stepping motor comprising a trainer producing driving pulses having a first fixed duration, relatively short, or a second duration, longer than the first, according to whether a detection signal indicates that the rotor turns correctly or not in response to short-term driving pulses.

Ce signal de détection pourrait être produit par un circuit comportant des moyens de mesure de la quantité d'énergie Eme tels que ceux qui sont formés par les éléments 5 à 15 de la figure 1, des moyens de détermination de l'instant où cette quantité d'énergie Eme atteint une valeur de référence Eref tels que ceux qui sont formés par les éléments 19 et 20 de cette figure 1, et des moyens de détection de la rotation ou de la non-rotation du rotor tels que ceux qui sont formés par les éléments 41 et 42 de la figure 9.This detection signal could be produced by a circuit comprising means for measuring the quantity of energy Eme such as those formed by the elements 5 to 15 of FIG. 1, means for determining the instant when this quantity energy Eme reaches a reference value E ref such as those formed by the elements 19 and 20 of this figure 1, and means for detecting the rotation or non-rotation of the rotor such as those formed by elements 41 and 42 of FIG. 9.

La mesure de la quantité d'énergie Eme peut également être utilisée dans un circuit produisant des impulsions motrices pendant lesquelles la quantité d'énergie mécanique fournie par le moteur a une valeur fixe et prédéterminée.The measurement of the quantity of energy Eme can also be used in a circuit producing driving pulses during which the quantity of mechanical energy supplied by the motor has a fixed and predetermined value.

Un tel circuit ne sera pas représenté ici, car il peut être très semblable à celui de la figure 1. Il suffit en effet de remplacer dans celui-ci la porte 19 par une porte du même genre mais dont les entrées sont reliées aux sorties du compteur 8 qui sont à l'état "1 " lorsque la quantité d'énergie Eme est égale à cette quantité d'énergie mécanique de valeur prédéterminée. En outre, les éléments 22 à 26 du circuit de la figure 1 peuvent être supprimés, la sortie Q de la bascule 20 étant alors reliée directement l'entrée 1 du circuit formateur 1.Such a circuit will not be shown here, because it can be very similar to that of FIG. 1. It suffices in fact to replace therein the door 19 by a door of the same kind but whose inputs are connected to the outputs of the counter 8 which are in state "1" when the amount of energy Eme is equal to this amount of mechanical energy of predetermined value. In addition, the elements 22 to 26 of the circuit of FIG. 1 can be deleted, the output Q of the flip-flop 20 then being directly connected to the input 1 of the forming circuit 1.

On voit facilement que, avec un tel circuit, chaque impulsion motrice est interrompue dès que la quantité d'énergie Eme devient égale à la valeur prédéterminée. La quantité d'énergie mécanique fournie par le moteur pendant ces impulsions motrices est donc constante.It is easy to see that, with such a circuit, each driving pulse is interrupted as soon as the quantity of energy Eme becomes equal to the predetermined value. The amount of mechanical energy supplied by the motor during these motor pulses is therefore constant.

Ces dernières impulsions motrices peuvent avantageusement remplacer les impulsions de rattrapage de durée fixe qui sont produites par certains circuits de commande connus lorsque le rotor du moteur ne tourne pas correctement en réponse à une des impulsions courtes qu'ils produisent normalement.These latter driving pulses can advantageously replace the fixed-duration catch-up pulses which are produced by certain known control circuits when the motor rotor does not rotate correctly in response to one of the short pulses which they normally produce.

Dans un tel cas, la valeur prédéterminée mentionnée ci-dessus est évidemment de préférence celle de la quantité d'énergie mécanique Emmmax que doit fournir le moteur lorsque le couple résistant Tr appliqué à son rotor a sa valeur maximale Trmax.In such a case, the predetermined value mentioned above is obviously preferably that of the quantity of mechanical energy Emm max that the motor must supply when the resistive torque Tr applied to its rotor has its maximum value Tr max .

Le fait que la quantité d'énergie mécanique Emm fournie par le moteur pendant ces impulsions a une valeur fixe a comme avantage qu'elles ne provoquent jamais une rotation du rotor de plus d'un pas, contrairement à ce qui peut se passer avec les impulsions de rattrapage de durée fixe produites par les circuits de commande connus.The fact that the quantity of mechanical energy Emm supplied by the motor during these pulses has a fixed value has the advantage that they never cause the rotor to rotate by more than one step, unlike what can happen with fixed-duration catch-up pulses produced by known control circuits.

Un circuit combinant de la manière évoquée ci-dessus la production d'impulsions motrices de durée fixe et relativement courte et la production d'impulsions de rattrapage pendant lesquelles la quantité d'énergie mécanique fournie par le moteur est constante et prédéterminée ne sera pas décrit ici car sa réalisation est à la portée de l'homme du métier.A circuit combining in the manner mentioned above the production of motor pulses of fixed and relatively short duration and the production of make-up pulses during which the amount of mechanical energy supplied by the motor is constant and predetermined will not be described here because its realization is within the reach of the skilled person.

Il faut encore noter que la présente invention n'est pas limitée à la commande de moteurs pas à pas tels qu'ils sont couramment utilisés dans les pièces d'horlogerie électroniques, c'est-à-dire qui comprennent un rotor comportant un aimant permanent bipolaire disposé dans une ouverture sensiblement cylindrique ménagée dans un stator portant une bobine, mais qu'elle peut être utilisée pour commander des moteurs pas à pas de n'importe quel genre, par exemple des moteurs dont le rotor comporte un aimant permanent multipolaire et/ou dont le stator porte deux ou plusieurs bobines.It should also be noted that the present invention is not limited to the control of stepping motors as they are commonly used in electronic timepieces, that is to say which comprise a rotor comprising a magnet. bipolar permanent disposed in a substantially cylindrical opening formed in a stator carrying a coil, but that it can be used to control stepping motors of any kind, for example motors whose rotor comprises a permanent multipolar magnet and / or whose stator carries two or more coils.

Claims (17)

1. Procédé de commande d'un moteur pas à pas (M) comprenant une bobine et un rotor couplé magnétiquement à ladite bobine, ledit procédé comportant l'application à ladite bobine d'une impulsion motrice chaque fois que ledit rotor doit tourner d'un pas, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre la mesure de la quantité d'énergie électrique (Eme} convertie en énergie mécanique par le moteur depuis le début de ladite impulsion motrice, la comparaison entre ladite quantité d'énergie électrique (Eme) et une valeur de référence d'énergie (Eref) et l'interruption de ladite impulsion motrice en dépendance de ladite comparaison.1. A method of controlling a stepping motor (M) comprising a coil and a rotor magnetically coupled to said coil, said method comprising applying to said coil a driving pulse each time said rotor has to rotate a step, characterized by the fact that it further comprises the measurement of the amount of electrical energy (Eme} converted into mechanical energy by the motor since the start of said driving pulse, the comparison between said amount of electrical energy ( Eme) and an energy reference value (E ref ) and the interruption of said motor pulse depending on said comparison. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite valeur de référence d'énergie (Eref) est sensiblement égale à la quantité d'énergie mécanique (Emmmin) que ledit moteur (M) doit fournir pour que ledit rotor tourne juste d'un pas lorsque le couple résistant (Tr) qui lui est appliqué a sa valeur minimale (Tr min), et que ladite interruption comporte la mesure du temps (T) mis par ladite quantité d'énergie électrique pour atteindre ladite valeur de référence d'énergie (Eret) et la détermination de la durée optimale (T) de l'impulsion motrice en fonction dudit temps (T), ladite impulsion motrice étant interrompue à la fin de ladite durée optimale (T).2. Method according to claim 1, characterized in that said energy reference value (E ref ) is substantially equal to the amount of mechanical energy (Emm min ) that said motor (M) must supply so that said rotor just turns one step when the resistive torque (Tr) applied to it has its minimum value (Tr min), and when said interruption involves the measurement of the time (T) taken by said quantity of electrical energy to reach said value of energy reference (E ret ) and the determination of the optimal duration ( T ) of the driving pulse as a function of said time (T), said driving pulse being interrupted at the end of said optimal duration ( T ). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite valeur de référence d'énergie (Eref) est sensiblement égale à la quantité d'énergie mécanique (Emmmax) que ledit moteur (M) doit fournir pour que ledit rotor tourne juste d'un pas lorsque le couple résistant (Tr) qui lui est appliqué a sa valeur maximale (Trmax), et que ladite interruption est réalisée en réponse à ladite comparaison lorsque ladite quantité d'énergie électrique (Eme) atteint ladite valeur de référence d'énergie (Eref).3. Method according to claim 1, characterized in that said energy reference value (E ref ) is substantially equal to the amount of mechanical energy (Emm max ) that said motor (M) must provide for said rotor just turns one step when the resistive torque (Tr) applied to it has its maximum value (Tr max ), and that said interruption is performed in response to said comparison when said quantity of electrical energy (Eme) reaches said value energy reference (E ref ). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre la production d'un signal de détection de la non-rotation dudit rotor lorsque ladite quantité d'énergie électrique (Eme) n'atteint pas ladite valeur de référence d'énergie (Eref) après un temps déterminé.4. Method according to claim 1, characterized in that it further comprises the production of a detection signal of the non-rotation of said rotor when said quantity of electrical energy (Eme) does not reach said value of energy reference (E ref ) after a determined time. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite mesure de ladite quantité d'énergie électrique (Eme) comporte le calcul de la première expression suivante:
Figure imgb0030
dans laquelle: -to et t x sont respectivement l'instant de début de l'impulsion motrice et un instant quelconque situé après l'instant to; -Eme0x est ladite quantité d'énergie électrique (Eme) convertie en énergie mécanique entre les instants to et tx; -U est la tension de la source d'alimentation du moteur (M); -is(t) est le courant débité par cette source d'alimentation; -im(t) est le courant circulant dans la bobine du moteur (M); et -R et L sont respectivement la résistance et l'inductance de cette bobine.
5. Method according to claim 1, characterized in that said measurement of said quantity of electrical energy (Eme) comprises the calculation of the following first expression:
Figure imgb0030
in which: -to and t x are respectively the instant of start of the driving impulse and any instant situated after the instant to; -Eme 0x is said quantity of electrical energy (Eme) converted into mechanical energy between instants to and tx; -U is the voltage of the motor power source (M); -i s (t) is the current supplied by this power source; -i m (t) is the current flowing in the motor coil (M); and -R and L are respectively the resistance and the inductance of this coil.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre la production d'un signal d'échantillonnage périodique définissant une pluralité d'instants d'échantillonnage, deux instants d'échantillonnage consécutifs étant séparés par une période égale à la période dudit signal d'échantillonnage, l'asservissement du courant (im ) circulant dans ladite bobine pendant ladite impulsion motrice à une valeur de référence de courant (Iref) comprenant la connexion de ladite bobine à ladite source à chaque instant d'échantillonnage où ledit courant (im) circulant dans ladite bobine est inférieur à ladite valeur de référence de courant (Iref) et la déconnexion de ladite bobine de ladite source et la mise en court-circuit de ladite bobine à chaque instant d'échantillonnage où ledit courant (im) circulant est supérieur à ladite valeur de référence de courant (Iref), ladite première expression se réduisant alors à la deuxième expression suivante:
Figure imgb0031
dans laquelle: -Δ est la durée de la période dudit signal d'échantillonnage. -C1x est un premier nombre égal au nombre d'instants d'échantillonnage où ledit courant (i m) circulant dans ladite bobine est supérieur à ladite valeur de référence de courant (Iref) qui sont situés entre l'instant t0 et l'instant tx; et -C2x est un second nombre égal au nombre total d'instants d'échantillonnage situés entre l'instant to et l'instant tx
6. Method according to claim 5, characterized in that it further comprises the production of a periodic sampling signal defining a plurality of sampling instants, two consecutive sampling instants being separated by an equal period at the period of said sampling signal, the control of the current (i m ) flowing in said coil during said driving pulse to a current reference value (I ref ) comprising the connection of said coil to said source at each instant d sampling where said current (i m ) flowing in said coil is less than said current reference value (I ref ) and the disconnection of said coil from said source and the short-circuiting of said coil at each instant of sampling where said circulating current (i m ) is greater than said current reference value (I ref ), said first expression then being reduced to the following second expression:
Figure imgb0031
in which: -Δ is the duration of the period of said sampling signal. -C1 x is a first number equal to the number of sampling instants where said current (i m ) flowing in said coil is greater than said current reference value (I ref ) which are located between instant t 0 and the instant t x ; and -C2 x is a second number equal to the total number of sampling instants located between instant to and instant t x
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le calcul de ladite deuxième expression comporte le calcul d'un troisième nombre (Nx) selon la formule suivante:
Figure imgb0032
dans laquelle: -Ix est ledit troisième nombre; et -p est un facteur constant égal à
Figure imgb0033
ledit troisième nombre (NJ étant proportionnel à ladite quantité d'énergie Emeox.
7. Method according to claim 6, characterized in that the calculation of said second expression comprises the calculation of a third number (N x ) according to the following formula:
Figure imgb0032
in which: -I x is said third number; and -p is a constant factor equal to
Figure imgb0033
said third number (NJ being proportional to said amount of Emeox energy.
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le calcul de ladite deuxième expression comporte le calcul d'un troisième nombre (N x ) selon la formule suivante:
Figure imgb0034
dans laquelle: -N'x est ledit troisième nombre; et -p est un facteur constant égal à
Figure imgb0035
ledit troisième nombre (N x ) étant proportionnel à ladite quantité d'énergie Emeox.
8. Method according to claim 6, characterized in that the calculation of said second expression comprises the calculation of a third number (N x) according to the following formula:
Figure imgb0034
in which: -N ' x is said third number; and -p is a constant factor equal to
Figure imgb0035
said third number (N x) being proportional to said quantity of energy Eme ox .
9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant des moyens (1) pour produire ladite impulsion motrice, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens (8, 10 à 15; 10, 27 à 30) pour produire un signal de mesure de la quantité d'énergie électrique (Eme) convertie en énergie mécanique par ledit moteur depuis le début de ladite impulsion motrice, des moyens (19) répondant audit signal de mesure pour produire un signal de comparaison entre ladite quantité d'énergie électrique (Eme) et une valeur de référence d'énergie (Eref), et des moyens (20, 22 à 25; 20) pour produire un signal d'interruption de ladite impulsion motrice en dépendance dudit signal de comparaison.9. Device for implementing the method according to claim 1, comprising means (1) for producing said motor pulse, characterized in that it also comprises means (8, 10 to 15; 10, 27 to 30) for producing a signal for measuring the amount of electrical energy (Eme) converted into mechanical energy by said motor since the start of said driving pulse, means (19) responding to said measurement signal to produce a comparison signal between said quantity of electrical energy (Eme) and an energy reference value (E ref ), and means (20, 22 to 25; 20) for producing an interruption signal of said driving pulse in dependence on said signal comparison. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite quantité d'énergie de référence (Eref) est sensiblement égale à la quantité d'énergie mécanique (Emmmin) que ledit moteur doit fournir pour que ledit rotor tourne juste d'un pas en réponse à ladite impulsion motrice lorsque le couple résistant (Tr) appliqué audit rotor a sa valeur minimale (Tr min), et que lesdits moyens (20, 22 à 25; 20) pour produire un signal d'interruption comportent des moyens (20, 22) pour mesurer le temps (T) mis par ladite énergie électrique (Eme) pour atteindre ladite valeur de référence d'énergie (Eref), des moyens (23) pour déterminer la durée optimale (T) de ladite impulsion motrice en fonction dudit temps (T), et des moyens (24, 25) pour produire ledit signal d'interruption à la fin de ladite durée optimale (T).10. Device according to claim 9, characterized in that the said quantity of reference energy (E ref ) is substantially equal to the quantity of mechanical energy (Emm min ) that the said motor must supply so that the said rotor turns just d 'a step in response to said driving pulse when the resistive torque (Tr) applied to said rotor has its minimum value (Tr min ), and when said means (20, 22 to 25; 20) for producing an interrupt signal include means (20, 22) for measuring the time (T) taken by said electrical energy (Eme) to reach said energy reference value (E ref ), means (23) for determining the optimal duration ( T ) of said driving pulse as a function of said time (T), and means (24, 25) for producing said interruption signal at the end of said optimal duration ( T ). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite valeur de référence d'énergie (Eref) est sensiblement égale à la quantité d'énergie mécanique (Emmmax) que ledit moteur doit fournir pour que ledit rotor tourne juste d'un pas en réponse à ladite impulsion motrice lorsque le couple résistant (Tr) appliqué audit rotor a sa valeur maximale (Trmax), et par le fait que lesdits moyens (20, 22 à 25; 20) pour produire un signal d'interruption comportent des moyens (20) pour produire ledit signal d'interruption en réponse audit signal de comparaison.11. Device according to claim 9, characterized in that said energy reference value (E ref ) is substantially equal to the amount of mechanical energy (Emm max ) that said motor must supply so that said rotor turns just d 'a step in response to said driving pulse when the resistive torque (Tr) applied to said rotor has its maximum value (Tr max ), and by the fact that said means (20, 22 to 25; 20) for producing a signal of interrupt include means (20) for producing said interrupt signal in response to said comparison signal. 12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens (41, 42) pour produire un signal de détection de la non-rotation dudit rotor lorsque ladite quantité d'énergie électrique (Eme) n'atteint pas ladite valeur de référence d'énergie (Eref) après un temps déterminé.12. Device according to claim 9, characterized in that it further comprises means (41, 42) for producing a detection signal of the non-rotation of said rotor when said quantity of electrical energy (Eme) does not not reach said energy reference value (E ref ) after a determined time. 13. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que lesdits moyens (8, 10 à 15; 10, 27 à13. Device according to claim 9, characterized in that said means (8, 10 to 15; 10, 27 to 30) pour produire un signal de mesure de ladite quantité d'énergie électrique (Eme) sont agencés de manière à calculer la première expression suivante:
Figure imgb0036
dans laquelle: -to et tx sont respectivement l'instant de début de l'impulsion motrice et un instant quelconque situé après l'instant to; -Emeox est ladite quantité d'énergie électrique (Eme) convertie en énergie mécanique entre les instants to et t x; -U est la tension de la source d'alimentation du moteur (M); -is (t) est le courant débité par cette source d'alimentation; -im (t) est le courant circulant dans la bobine du moteur (M); et -R et L sont respectivement la résistance et l'inductance de cette bobine.
30) to produce a signal for measuring said quantity of electrical energy (Eme) are arranged so as to calculate the following first expression:
Figure imgb0036
in which: -to and t x are respectively the instant of start of the driving impulse and any instant situated after the instant to; -Eme ox is said quantity of electrical energy (Eme) converted into mechanical energy between instants to and t x ; -U is the voltage of the motor power source (M); -i s (t) is the current supplied by this power source; -i m (t) is the current flowing in the motor coil (M); and -R and L are respectively the resistance and the inductance of this coil.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que lesdits moyens (1) pour produire une impulsion motrice sont agencés de manière à répondre, pendant ladite impulsion motrice, à un premier état d'un signal de contrôle pour relier ladite source d'alimentation à ladite bobine et à un deuxième état dudit signal de contrôle pour déconnecter ladite source de ladite bobine et pour mettre ladite bobine en court-circuit, par le fait qu'il comporte en outre des moyens (2d) pour produire un signal d'échantillonnage périodique définissant une pluralité d'instants d'échantillonnage séparés les uns des autres par des périodes égales à la période dudit signal d'échantillonnage, des moyens (5 à 7, 9) répondant audit signal d'échantillonnage pour produire ledit signal de contrôle avec ledit premier ou ledit second état selon que, à l'un desdits instants d'échantillonnage, le courant (im) circulant dans ladite bobine est inférieur ou supérieur à une valeur de référence de courant (Iref), ledit courant (im ) étant ainsi asservi à ladite valeur de référence de courant (Iref) et ladite première expression se réduisant alors à la deuxième expression suivante:
Figure imgb0037
dans laquelle: -Δ est la durée de la période dudit signal d'échantillonnage. -C1x est un premier nombre égal au nombre d'instants d'échantillonnage où ledit courant (im) circulant dans ladite bobine est supérieur à ladite valeur de référence de courant (Iref) qui sont situés entre l'instant to et l'instant tx; et -C2x est un second nombre égal au nombre total d'instants d'échantillonnage situés entre l'instant to et l'instant tx.
14. Device according to claim 13, characterized in that said means (1) for producing a driving pulse are arranged so as to respond, during said driving pulse, to a first state of a control signal to connect said source d supply to said coil and to a second state of said control signal to disconnect said source from said coil and to short-circuit said coil, in that it further comprises means (2d) for producing a signal d periodic sampling defining a plurality of sampling instants separated from each other by periods equal to the period of said sampling signal, means (5 to 7, 9) responding to said sampling signal to produce said sampling signal control with said first or said second state depending on whether, at one of said sampling instants, the current (i m ) flowing in said coil is less than or greater than a current reference value ( I ref ), said current (i m ) being thus subject to said current reference value (I ref ) and said first expression then being reduced to the following second expression:
Figure imgb0037
in which: -Δ is the duration of the period of said sampling signal. -C1 x is a first number equal to the number of sampling instants where said current (i m ) flowing in said coil is greater than said current reference value (I ref ) which are located between instant to and l 'instant t x ; and -C2 x is a second number equal to the total number of sampling instants located between instant to and instant t x .
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fait que lesdits moyens (8, 10 à 15; 10, 27 à 30) pour produire un signal de mesure de ladite quantité d'énergie électrique (Eme) comportent des moyens (11 à 15) répondant audit signal d'échantillonnage et audit signal de contrôle pour produire (p-1) impulsions d'incrémentation, avec
Figure imgb0038
à chaque instant d'échantillonnage où ledit signal de contrôle est dans son premier état et pour produire une impulsion de décrémentation à chaque instant d'échantillonnage où ledit signal de contrôle est dans son deuxième état, et des moyens de comptage (8) répondant auxdites impulsions d'incrémentation et auxdites impulsions de décrémentation pour produire ledit signal de mesure de ladite quantité d'énergie électrique (Eme).
15. Device according to claim 14, characterized in that said means (8, 10 to 15; 10, 27 to 30) for producing a signal for measuring said quantity of electrical energy (Eme) comprise means (11 to 15) responding to said sampling signal and said control signal to produce (p-1) increment pulses, with
Figure imgb0038
at each sampling instant when said control signal is in its first state and for producing a decrementing pulse at each sampling instant when said control signal is in its second state, and counting means (8) responding to said increment pulses and said decrement pulses to produce said signal for measuring said amount of electrical energy (Eme).
16. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fait que lesdits moyens (8, 10 à 15; 10, 27 à 30) pour produire un signal de mesure de ladite quantité d'énergie électrique (Eme) comportent des moyens (28 à 30) répondant audit signal d'échantillonnage et audit signal de contrôle pour produire une impulsion d'incrémentation à chaque instant d'échanfillonnage où ledit signal de contrôle est dans son premier état et pour produire des impulsions de décrémentation périodiques ayant une période égale à p fois la période dudit signal d'échantillonnage, avec
Figure imgb0039
et des moyens de comptage (27) répondant auxdites impulsions d'incrémentation et auxdites impulsions de décrémentation pour produire ledit signal de mesure de ladite quantité d'énergie électrique (Eme).
16. Device according to claim 14, characterized in that the said means (8, 10 to 15; 10, 27 to 30) for producing a signal for measuring the said quantity of electrical energy (Eme) comprise means (28 to 30) responding to said sampling signal and said control signal to produce an increment pulse at each sampling instant when said control signal is in its first state and to produce periodic decrement pulses having a period equal to p times the period of said sampling signal, with
Figure imgb0039
and counting means (27) responding to said increment pulses and said decrement pulses to produce said signal for measuring said amount of electrical energy (Eme).
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