PROCEDE DE CONTROLE D'UN MOTEUR A COURANT CONTINU
La présente invention concerne un procédé de contrôle d'un moteur à courant continu, par exemple un moteur d'ouvrant de véhicule automobile.
Un moteur d'ouvrant de véhicule, tel qu'un moteur de lève-vitre, de toit ouvrant ou de porte coulissante par exemple, est alimenté en courant continu CC avec une tension nominale délivrée par une batterie, par exemple de 12V, 24V, 36V ou autre. Un moteur d'ouvrant de véhicule est généralement associé à une unité électronique qui gère le fonctionnement du moteur. L'unité électronique gère par exemple des fonctions telles que l'anti-pincement ou la vitesse et le sens de déplacement de l'ouvrant.
Les moteurs d'ouvrants de véhicules sont soumis à des contraintes de fonctionnement qui peuvent être imposées par des instances de normalisation ou par les constructeurs eux-mêmes. Par exemple, dans le cas d'un ouvrant à entraînement électrique, des normes imposent que la course de l'ouvrant s'interrompe en présence d'un obstacle. Par ailleurs, de nombreux constructeurs requièrent que le fonctionnement du moteur de l'ouvrant soit interrompu ou empêché lorsque la tension d'alimentation aux bornes du moteur est inférieure à un seuil prédéterminé.
Ainsi, lors du démarrage du véhicule ou lors de l'activation de certaines commandes du véhicule, le fonctionnement du moteur d'ouvrant peut être empêché ou interrompu du fait d'une tension aux bornes du moteur inférieure à un certain seuil, par exemple 10V dans le cas d'une batterie de véhicule de 12V.
En effet, certains organes électriques branchés sur le réseau de bord du véhicule consomment des courants de très forte intensité, de l'ordre de 100A à 200A, pendant un temps relativement court, de l'ordre de quelques dizaines de millisecondes à quelques secondes. Ces organes, dits à consommation électrique impulsionelle, par exemple le démarreur, provoquent des chutes de tension importantes lorsqu'ils sont activés. Ces chutes de tensions peuvent atteindre quelques volts sur un réseau de bord alimenté en 12 V et entraîner une tension aux bornes du moteur de l'ouvrant inférieure au seuil prédéterminé.
De tels arrêts ou empêchements dans le fonctionnement du moteur de l'ouvrant sont acceptés par les constructeurs.
En revanche, certains arrêts non souhaités peuvent survenir lorsque le moteur est en marche. En effet, lorsque le moteur est inactif, l'unité électronique mesure la tension aux bornes du moteur comme la tension Ua disponible à la batterie. Mais lorsque le moteur est actif, un courant I circule dans le moteur et l'unité électronique mesure une tension U = Ua - I*R ; avec R la résistance de ligne du câblage électrique entre la batterie et l'unité électronique.
Les constructeurs imposent une résistance de ligne R minimisée mais elle ne peut être nulle. Elle est généralement de l'ordre de 0.05 à 0.250. Or, le courant circulant dans le moteur est de l'ordre de 10A mais peut atteindre 30A dans certaines conditions, par exemple lorsque la vitre arrive en butée mécanique. La chute de tension apparente peut ainsi atteindre 4.5V.
Le fonctionnement du moteur entraîne donc une chute de tension lue par l'unité électronique de commande du moteur sans qu'il n'y ait pour autant une chute de la tension d'alimentation fournie par la batterie. Ainsi, l'unité électronique peut commander l'arrêt du moteur parce que la tension qu'elle mesure aux bornes du moteur est inférieure au seuil prédéterminé alors que la tension d'alimentation réelle du moteur est supérieure à ce seuil.
Il existe donc un besoin pour réaliser un contrôle du fonctionnement d'un moteur d'ouvrant qui permette de gérer différemment une chute de tension aux bornes du moteur lorsque le moteur est inactif d'une chute de tension lorsque le moteur est actif. En particulier, il apparaît nécessaire d'abaisser le seuil d'arrêt de fonctionnement lorsque le moteur est actif par rapport au seuil d'empêchement de fonctionnement lorsque le moteur est inactif.
A cet effet, l'invention propose un procédé de contrôle du fonctionnement d'un moteur à courant continu, comprenant une mesure de la tension aux bornes du moteur et comprenant les étapes de : - détection d'une requête d'activation du moteur ; - mise en fonctionnement du moteur si la tension mesurée est supérieure à un premier seuil prédéterminé ; - arrêt du fonctionnement du moteur si la tension mesurée est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé, le deuxième seuil étant inférieur au premier seuil.
Selon des modes de réalisation, la mesure de la tension est effectuée en continue ou à intervalles réguliers.
Selon un mode de réalisation, la mesure de la tension est effectuée lorsque une requête d'activation du moteur est détectée.
L'invention concerne aussi un système de contrôle d'un moteur à courant continu, comprenant : - une unité électronique adaptée à commander la mise en fonctionnement et l'arrêt du moteur ; des moyens de mesure d'une tension aux bornes du moteur ; l'unité électronique étant adaptée à autoriser la mise en fonctionnement du moteur lorsque la tension mesurée est supérieure à un premier seuil prédéterminé et à interrompre le fonctionnement du moteur lorsque la tension mesurée est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé, le deuxième seuil étant inférieur au premier seuil.
Selon une caractéristique, le deuxième seuil est inférieur de 20 à 50% au premier seuil.
L'invention concerne ainsi un ouvrant de véhicule comprenant un moteur d'actionnement de l'ouvrant et un système de contrôle selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence à la figure unique qui montre un chronogramme de principe du procédé de contrôle selon l'invention.
Le procédé de contrôle selon l'invention comprend une mesure de la tension aux bornes du moteur et des étapes de détection d'une requête d'activation du moteur puis de mise en fonctionnement du moteur si la tension mesurée est supérieure à un premier seuil prédéterminé et d'arrêt du fonctionnement du moteur si la tension mesurée est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé. Le deuxième seuil est inférieur au premier seuil.
Le procédé permet ainsi d'éviter les interruptions de fonctionnement du moteur dues à des chutes de tension perçues par une unité de contrôle sans qu'il y ait chute de tension de l'alimentation du moteur.
Ainsi, le système de contrôle selon l'invention comprend une unité électronique adaptée à commander la mise en fonctionnement et l'arrêt du moteur ainsi que des moyens de mesure de la tension aux bornes du moteur. L'unité électronique est alors adaptée à autoriser la mise en fonctionnement du moteur lorsque la tension mesurée est supérieure à un premier seuil prédéterminé et à interrompre le fonctionnement du moteur lorsque la tension mesurée est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé, le deuxième seuil étant inférieur au premier seuil.
On entend par mise en fonctionnement du moteur, une action consistant à commander une fermeture d'un relais autorisant un passage d'un courant d'alimentation à travers le moteur ; et par arrêt du fonctionnement du moteur, une action consistant à commander une ouverture d'un relais interrompant le passage du courant d'alimentation à travers le moteur. Ces ouverture et fermeture du relais peuvent être commandées par une unité électronique adaptée à envoyer un signal de commande pour alimenter l'une ou l'autre bobine du relais.
Dans la description qui suit, on utilisera les termes de fonctionnement du moteur, moteur actif ou moteur en marche comme synonymes et les termes d'arrêt du moteur, interruption du moteur, moteur inactif comme synonymes.
La figure illustre schématiquement le procédé de contrôle selon l'invention. La figure représente la tension mesurée aux bornes du moteur dans le temps. L'exemple va être décrit en référence à un moteur de lève-vitre, mais peut être appliqué à tout type de moteur à courant continu.
Le moteur est relié à un réseau de bord d'un véhicule alimenté par une batterie fournissant une tension nominale Ua. Une tension U est mesurée aux bornes du moteur et transmise à l'unité électronique de contrôle du moteur. La mesure de la tension U peut être continue ou effectuée ponctuellement à intervalles réguliers. La mesure de la tension aux bornes du moteur pourrait aussi être effectuée seulement lorsqu'une requête d'activation du moteur est détectée, par exemple lorsqu'un bouton de commande du lève-vitre est actionné par un utilisateur. En tout état de cause, l'unité électronique a accès à une information représentative de la tension aux bornes du moteur lorsque le moteur doit être mis en fonctionnement et lorsqu'il est en marche.
L'unité électronique comporte une mémoire qui contient des paramètres de fonctionnement du lève-vitre et en particulier un premier seuil SI correspondant à un seuil de tension en deçà duquel l'activation du moteur doit être empêchée. Ce premier seuil SI dépend de la valeur de la tension nominale Ua de la batterie, de l'ensemble des équipements électriques installés dans le véhicule et des contraintes imposées par le constructeur du véhicule quant aux priorités d'alimentation électrique des différents équipements par rapport au fonctionnement du lève-vitre.
L'unité électronique comporte en outre en mémoire un deuxième seuil S2 correspondant à un seuil de tension en deçà duquel le fonctionnement du moteur doit être interrompu.
La tension mesurée aux bornes du moteur est donc comparée au premier seuil SI lorsque le moteur est inactif et elle est comparée au deuxième seuil S2 lorsque le moteur est actif. En particulier, le deuxième seuil S2 est inférieur au premier seuil SI, d'environ 20 à 50% selon les configurations. Ainsi, l'unité électronique peut maintenir le fonctionnement du moteur lorsque la tension mesurée aux bornes du moteur est inférieure au premier seuil S 1.
Dans une première situation, référencée A sur la figure, la vitre n'est pas en mouvement. Lorsque la tension aux bornes du moteur est supérieure au seuil SI, une requête d'activation du lève-vitre peut conduire à une mise en mouvement de la vitre conduisant à une deuxième situation, référencée B sur la figure.
La figure montre une chute de tension 10 qui intervient alors que le moteur est inactif (situation A). Cette chute de tension 10 peut être due à l'activation d'un autre organe électrique du véhicule. Pendant cette chute de tension 10, une éventuelle requête d'activation du lève-vitre ne conduirait pas à une commande de mise en fonctionnement du moteur par l'unité électronique et l'activation du moteur resterait empêchée par l'unité électronique tant que la tension aux bornes du moteur ne serait pas remontée au dessus du premier seuil SI. La figure montre une autre chute de tension 11 qui intervient lorsque le moteur est mis en fonctionnement (transition entre la situation A et la situation B). Cette chute de tension 11 est due à la résistance de ligne qui provoque une chute de tension lorsqu'un courant traverse le moteur, comme expliqué plus haut.On constate alors que la tension mesurée aux bornes du moteur devient inférieure au premier seuil SI, ce qui conduirait à l'arrêt immédiat du moteur selon les procédés de l'art antérieur. Cependant, selon l'invention, lorsque le moteur est actif, l'unité électronique compare la tension mesurée aux bornes du moteur avec un deuxième seuil S2, inférieur au premier seuil SI. Ainsi, le mouvement de la vitre est autorisé.
Il est à noter que la mise en fonctionnement du moteur ne provoque pas forcément une chute de tension 11 telle que la tension U lue aux bornes du moteur devienne inférieure au premier seuil SI.
La figure montre encore une autre chute de tension 12 qui intervient alors que le moteur est actif et la vitre en mouvement (situation B). Cette chute de tension 12 peut être due à une situation de sous-tension anormale, tel que le débranchement de la batterie ou un problème du réseau d'alimentation.
On cherchera en général à ajuster les paramètres d'un moteur de lève-vitre pour que la tension U lue aux bornes du moteur reste au dessus du deuxième seuil S2, même lorsque la vitre arrive en butée mécanique. Ainsi, l'électronique de lève-vitre peut détecter une fin de course, ou un obstacle et activer la fonction anti-pincement.
Une telle chute de tension 12 mesurée par l'unité électronique en deçà du deuxième seuil S2 alors que le moteur est actif conduit à commander l'arrêt du moteur par l'unité électronique. L'arrêt de moteur interrompt le passage du courant et entraîne une remontée de la tension aux bornes du moteur (transition entre la situation B et la situation A). En particulier, la tension aux bornes du moteur peut redevenir supérieure au premier seuil SI et une remise en fonctionnement du moteur pourra être commandée par l'unité électronique sur réception d'une requête d'activation du lève-vitre.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple; ainsi, les valeurs des premier et deuxième seuils SI, S2 dépendent de la tension nominale de la batterie et des contraintes liées aux autres équipement électriques branchés au même réseau électrique que le moteur contrôlé selon l'invention.METHOD FOR CONTROLLING A CONTINUOUS CURRENT MOTOR
The present invention relates to a method for controlling a DC motor, for example a motor vehicle opening motor.
A vehicle opening motor, such as a window lift, sunroof or sliding door motor, for example, is supplied with DC current with a nominal voltage delivered by a battery, for example 12V, 24V, 36V or other. A vehicle opening motor is generally associated with an electronic unit that manages the operation of the engine. The electronic unit manages such functions as anti-pinch or the speed and direction of movement of the leaf.
Vehicle opening engines are subject to operating constraints that may be imposed by standardization bodies or by the manufacturers themselves. For example, in the case of an electrically driven opening, standards require that the opening of the door is interrupted in the presence of an obstacle. Moreover, many manufacturers require that the operation of the sash motor is interrupted or prevented when the power supply voltage at the motor terminals is below a predetermined threshold.
Thus, when starting the vehicle or when activating certain commands of the vehicle, the operation of the sash motor can be prevented or interrupted due to a voltage at the motor terminals below a certain threshold, for example 10V in the case of a 12V vehicle battery.
Indeed, certain electrical components connected to the vehicle's onboard network consume currents of very high intensity, of the order of 100A to 200A, for a relatively short time, of the order of a few tens of milliseconds to a few seconds. These organs, known as impulse electricity consumption, for example the starter, cause significant voltage drops when they are activated. These voltage drops can reach a few volts on an onboard network supplied with 12 V and cause a voltage at the motor terminals of the opening lower than the predetermined threshold.
Such stops or impediments in the operation of the sash motor are accepted by the manufacturers.
On the other hand, some unwanted stops may occur when the engine is running. Indeed, when the engine is inactive, the electronic unit measures the voltage across the motor as the voltage Ua available to the battery. But when the motor is active, a current I flows in the motor and the electronic unit measures a voltage U = Ua - I * R; with R the line resistance of the electrical wiring between the battery and the electronic unit.
The constructors impose a minimized R line resistance but it can not be zero. It is generally of the order of 0.05 to 0.250. However, the current flowing in the motor is of the order of 10A but can reach 30A under certain conditions, for example when the window reaches mechanical stop. The apparent voltage drop can thus reach 4.5V.
The operation of the motor therefore causes a voltage drop read by the engine control electronic unit without there being a fall of the supply voltage supplied by the battery. Thus, the electronic unit can control the stopping of the motor because the voltage it measures at the motor terminals is lower than the predetermined threshold while the actual supply voltage of the motor is greater than this threshold.
There is therefore a need to perform a control operation of a sash motor that allows to manage differently a voltage drop across the motor when the motor is inactive a voltage drop when the engine is active. In particular, it appears necessary to lower the operating stop threshold when the motor is active relative to the operating prevention threshold when the engine is idle.
For this purpose, the invention proposes a method for controlling the operation of a DC motor, comprising a measurement of the voltage at the motor terminals and comprising the steps of: detecting an activation request from the motor; - Running the engine if the measured voltage is greater than a first predetermined threshold; stopping the operation of the motor if the measured voltage is lower than a second predetermined threshold, the second threshold being lower than the first threshold.
According to embodiments, the measurement of the voltage is carried out continuously or at regular intervals.
According to one embodiment, the measurement of the voltage is performed when an engine activation request is detected.
The invention also relates to a control system of a DC motor, comprising: an electronic unit adapted to control the start-up and shutdown of the motor; means for measuring a voltage across the motor; the electronic unit being adapted to allow the engine to start operating when the measured voltage is greater than a first predetermined threshold and to interrupt the operation of the engine when the measured voltage is less than a second predetermined threshold, the second threshold being less than first threshold.
According to one characteristic, the second threshold is 20 to 50% lower than the first threshold.
The invention thus relates to a vehicle opening comprising an actuating motor of the opening and a control system according to the invention.
Other features and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description of the embodiments of the invention, given by way of example only and with reference to the single figure which shows a principle chronogram of the invention. control method according to the invention.
The control method according to the invention comprises a measurement of the voltage at the terminals of the motor and the steps of detecting a request for activation of the motor and then putting the motor into operation if the measured voltage is greater than a first predetermined threshold. and stopping the operation of the motor if the measured voltage is less than a second predetermined threshold. The second threshold is lower than the first threshold.
The method thus makes it possible to avoid interruptions of operation of the motor due to voltage drops perceived by a control unit without there being a voltage drop of the motor supply.
Thus, the control system according to the invention comprises an electronic unit adapted to control the startup and shutdown of the motor and means for measuring the voltage across the motor. The electronic unit is then adapted to allow the engine to start when the measured voltage is greater than a first predetermined threshold and to interrupt the operation of the engine when the measured voltage is less than a second predetermined threshold, the second threshold being less than at the first threshold.
By operation of the engine is meant an action of controlling a closing of a relay allowing passage of a supply current through the motor; and by stopping the operation of the motor, an action of controlling an opening of a relay interrupting the passage of the supply current through the motor. These opening and closing of the relay can be controlled by an electronic unit adapted to send a control signal for supplying one or the other coil of the relay.
In the following description, we use the terms of operation of the engine, active engine or engine running as synonyms and the terms engine stop, engine interruption, inactive engine as synonyms.
The figure schematically illustrates the control method according to the invention. The figure shows the voltage measured across the motor terminals over time. The example will be described with reference to a window lift motor, but can be applied to any type of DC motor.
The engine is connected to an onboard network of a vehicle powered by a battery providing a nominal voltage Ua. A voltage U is measured at the motor terminals and transmitted to the electronic control unit of the motor. The measurement of the voltage U can be continuous or carried out punctually at regular intervals. Measurement of the voltage across the motor could also be done only when an engine activation request is detected, for example when a window lifter control button is operated by a user. In any case, the electronic unit has access to information representative of the voltage at the motor terminals when the motor is to be operated and when it is running.
The electronic unit comprises a memory that contains operating parameters of the window regulator and in particular a first threshold SI corresponding to a voltage threshold below which the activation of the motor must be prevented. This first threshold SI depends on the value of the nominal voltage Ua of the battery, all the electrical equipment installed in the vehicle and the constraints imposed by the vehicle manufacturer on the priorities of the power supply of the various equipment with respect to the operation of the window regulator.
The electronic unit further comprises in memory a second threshold S2 corresponding to a voltage threshold below which the operation of the motor must be interrupted.
The voltage measured at the motor terminals is therefore compared with the first threshold S1 when the motor is idle and is compared with the second threshold S2 when the motor is active. In particular, the second threshold S2 is less than the first threshold S1, of approximately 20 to 50% depending on the configurations. Thus, the electronic unit can maintain the operation of the motor when the voltage measured at the motor terminals is lower than the first threshold S 1.
In a first situation, referenced A in the figure, the window is not moving. When the voltage at the terminals of the motor is greater than the threshold SI, a request for activation of the window regulator can lead to a set motion of the window leading to a second situation, referenced B in the figure.
The figure shows a voltage drop 10 which occurs while the engine is inactive (situation A). This voltage drop may be due to the activation of another electrical component of the vehicle. During this voltage drop 10, a possible request for activation of the window regulator would not lead to a control of operation of the engine by the electronic unit and activation of the motor would remain prevented by the electronic unit as long as the voltage at the motor terminals would not have risen above the first SI threshold. The figure shows another voltage drop 11 which occurs when the engine is put into operation (transition between situation A and situation B). This voltage drop 11 is due to the line resistance which causes a voltage drop when a current flows through the motor, as explained above. It is then noted that the voltage measured at the motor terminals becomes lower than the first threshold S1. which would lead to the immediate shutdown of the engine according to the methods of the prior art. However, according to the invention, when the motor is active, the electronic unit compares the voltage measured across the motor with a second threshold S2, lower than the first threshold S1. Thus, the movement of the window is allowed.
It should be noted that the operation of the motor does not necessarily cause a voltage drop 11 such that the voltage U read across the motor becomes lower than the first threshold SI.
The figure shows yet another voltage drop 12 which occurs while the engine is active and the window in motion (situation B). This voltage drop 12 may be due to an abnormal undervoltage situation, such as the disconnection of the battery or a problem of the supply network.
It will generally be sought to adjust the parameters of a window regulator motor so that the voltage U read at the motor terminals remains above the second threshold S2, even when the window reaches mechanical stop. Thus, the window regulator electronics can detect a limit switch or an obstacle and activate the anti-pinch function.
Such a voltage drop 12 measured by the electronic unit below the second threshold S2 while the motor is active leads to command stopping of the motor by the electronic unit. The motor stop interrupts the flow of current and causes a rise in voltage at the motor terminals (transition between situation B and situation A). In particular, the voltage at the motor terminals may again be greater than the first threshold SI and a restarting of the motor may be controlled by the electronic unit upon receipt of a request for activation of the window regulator.
Of course, the present invention is not limited to the embodiments described by way of example; thus, the values of the first and second thresholds S1, S2 depend on the nominal voltage of the battery and the constraints related to other electrical equipment connected to the same electrical network as the engine controlled according to the invention.
REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle du fonctionnement d'un moteur à courant continu, comprenant une mesure de la tension (U) aux bornes du moteur et comprenant les étapes de : - détection d'une requête d'activation du moteur ; - mise en fonctionnement du moteur si la tension (U) mesurée est supérieure à un premier seuil (SI) prédéterminé ; - arrêt du fonctionnement du moteur si la tension (U) mesurée est inférieure à un deuxième seuil (S2) prédéterminé, le deuxième seuil étant inférieur au premier seuil. 1. A method of controlling the operation of a DC motor, comprising a measurement of the voltage (U) at the motor terminals and comprising the steps of: detecting an activation request of the motor; - Running the engine if the measured voltage (U) is greater than a predetermined first threshold (SI); stopping the operation of the motor if the measured voltage (U) is lower than a second predetermined threshold (S2), the second threshold being lower than the first threshold.