FR2889372A1 - Foldable seat`s electric motor speed controlling method for e.g. automobile, involves varying supply voltage of electric motor so that current torque corresponds to function of blocked torque of motor at current voltage - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF D'ASSERVISSEMENT DE LA VITESSE D'UN MOTEURMETHOD AND DEVICE FOR SERVING THE SPEED OF AN ENGINE
POUR SIEGE DE VEHICULEFOR VEHICLE SEAT
Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale les moteurs électriques et, plus particulièrement, les moteurs utilisés pour le réglage électrique d'un siège, notamment de véhicule automobile. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to electric motors and, more particularly, to motors used for the electrical adjustment of a seat, in particular a motor vehicle.
Exposé de l'art antérieur Les figures 1A et 1B représentent, de façon très schématique, un exemple classique de siège 1 pour véhicule automobile à fonction de repliement du type auquel s'applique plus particulièrement la présente invention. La figure 1A représente le siège 1 en position repliée. La figure 1B représente le même siège 1 en position d'utilisation, dite de confort. DISCUSSION OF THE PRIOR ART FIGS. 1A and 1B very schematically represent a conventional example of a seat 1 for a motor vehicle with a folding function of the type to which the present invention applies more particularly. Figure 1A shows the seat 1 in the folded position. Figure 1B shows the same seat 1 in the use position, called comfort.
Le siège 1 comporte une assise 2 approximativement horizontale et articulée à un dossier 4 (axe Y). Le dossier est porté par un axe X articulé sur un support 9 fixé au plancher 3 du véhicule. L'assise 2 est également articulée à une bielle 6 dont l'autre extrémité est reliée au plancher 3. La forme du plancher 3 est telle qu'en position repliée, la face arrière du dossier 4 est dans le prolongement du plancher derrière le siège, le siège replié se trouve alors "rangé" dans le plancher. The seat 1 has a seat 2 approximately horizontal and hinged to a backrest 4 (Y axis). The backrest is carried by an X axis articulated on a support 9 fixed to the floor 3 of the vehicle. The seat 2 is also articulated to a connecting rod 6 whose other end is connected to the floor 3. The shape of the floor 3 is such that in the folded position, the rear face of the backrest 4 is in the extension of the floor behind the seat the folded seat is then "stored" in the floor.
Aux figures 1A et 1B, l'armature du siège 1 a été représentée de façon schématique et son garnissage sous forme de pointillés. In Figures 1A and 1B, the frame of the seat 1 has been shown schematically and its packing in the form of dashed lines.
Dans l'exemple des sièges à repliement, un moteur (non représenté aux figures 1A et 1B) entraînant en rotation l'axe X sert à la fois à régler l'inclinaison du dossier 4 par rapport à l'assise en position d'utilisation (figure 1B), et à replier complètement le siège pour le ranger (figure 1A) ou le déployer depuis cette position repliée. In the example of folding seats, a motor (not shown in Figures 1A and 1B) rotating the X axis serves both to adjust the inclination of the backrest 4 relative to the seat in the use position (Figure 1B), and completely fold the seat to store (Figure 1A) or deploy from this folded position.
La figure 2 représente, de façon très schématique et partielle, un exemple classique d'architecture d'un système de motorisation pour réglage d'un siège du type représenté aux figures 1A et 1B. L'axe X du siège (non détaillé en figure 2) est entraîné en rotation par un moteur 10 (M), par exemple un moteur à courant continu, alimenté par une tension V dont la polarité conditionne le sens de rotation du moteur. La tension V est fournie, directement ou par l'intermédiaire d'un étage de puissance, par un circuit électronique 11 de type micro-contrôleur (pC) alimenté, par exemple, par la batterie du véhicule (tension Vbat). Le microcontrôleur 11 reçoit des signaux de commande provenant d'éléments de commande 12 et 13 fournissant des consignes de déplacement du siège. Dans l'exemple d'un siège à repliement tel qu'illustré aux figures 1A et 1B, deux éléments de commande 12 et 13 sont respectivement destinés à commander le siège en mode confort (inclinaison du dossier par rapport à l'assise) ou en mode repliement (rangement du siège à plat dans le plancher ou déploiement du siège). Le plus souvent, un premier élément 12 (par exemple et de façon arbitraire, un actionneur à levier dont le sens d'inclinaison du levier conditionne le sens de rotation du moteur) est accessible par l'utilisateur lorsqu'il est assis sur le siège. Un deuxième élément 13 (par exemple et de façon arbitraire, un actionneur à deux boutons poussoirs dont le choix du bouton conditionne le sens de rotation du moteur) est accessible depuis le coffre du véhicule (par exemple, pour un repliement lorsqu'un espace de chargement supplémentaire est souhaité). FIG. 2 very schematically and partially shows a conventional example of architecture of a motorization system for adjusting a seat of the type shown in FIGS. 1A and 1B. The X axis of the seat (not detailed in Figure 2) is rotated by a motor 10 (M), for example a DC motor, powered by a voltage V whose polarity conditions the direction of rotation of the motor. The voltage V is supplied, directly or via a power stage, by an electronic circuit 11 of micro-controller type (pC) fed, for example, by the vehicle battery (voltage Vbat). The microcontroller 11 receives control signals from control elements 12 and 13 providing instructions for moving the seat. In the example of a folding seat as illustrated in FIGS. 1A and 1B, two control elements 12 and 13 are respectively intended to control the seat in comfort mode (inclination of the backrest with respect to the seat) or folding mode (storage of the seat flat in the floor or deployment of the seat). Most often, a first element 12 (for example and arbitrarily, a lever actuator whose direction of inclination of the lever conditions the direction of rotation of the motor) is accessible by the user when sitting on the seat . A second element 13 (for example and arbitrarily, a two-button actuator whose choice of the button determines the direction of rotation of the motor) is accessible from the trunk of the vehicle (for example, for a folding when a space of additional loading is desired).
Le microcontrôleur 11 a notamment pour rôle d'asservir le régime du moteur (sa vitesse de rotation) pour maintenir une vitesse constante. La charge est variable, par exemple, en fonction de la présence ou de l'absence d'un passager sur le siège et de son poids. L'asservissement en vitesse d'un moteur est généralement effectué en régulant la tension appliquée à ses bornes pour maintenir une vitesse donnée, à partir d'une détection du courant qui, pour une tension donnée, est représentatif du couple. Pour cela, un capteur 14 (S) mesure pério- diquement l'intensité I du courant d'alimentation du moteur ou sa vitesse de rotation. The microcontroller 11 has in particular to enslave the engine speed (speed of rotation) to maintain a constant speed. The load is variable, for example, depending on the presence or absence of a passenger on the seat and its weight. The speed control of a motor is generally carried out by regulating the voltage applied across its terminals to maintain a given speed, based on a detection of the current which, for a given voltage, is representative of the torque. For this, a sensor 14 (S) periodically measures the intensity I of the motor supply current or its speed of rotation.
En pratique, au moyen d'un microcontrôleur, on utilise des techniques de modulation de largeur d'impulsions (PWM) d'un train d'impulsions de fréquence fixe. La variation du rapport cyclique (généralement entre 50 et 100 %) des impulsions régule la vitesse du moteur en modifiant la valeur moyenne de la tension qui lui est appliquée. In practice, using a microcontroller, pulse width modulation (PWM) techniques of a fixed frequency pulse train are used. The variation of the duty cycle (usually between 50 and 100%) of the pulses regulates the motor speed by modifying the average value of the voltage applied to it.
Le microcontrôleur 11 peut également comporter une fonction de détection d'un éventuel obstacle dans le déplacement du siège sous l'effet du moteur afin d'éviter d'endommager celui-ci par un courant trop important ou de blesser un utilisateur. En cas d'obstacle dans le cheminement du siège, que ce soit par un utilisateur ou par un objet, l'intensité appelée par le moteur 10 sur l'alimentation augmente en raison de l'asservissement pour préserver une vitesse constante. Par exemple, au- delà d'un certain seuil, le microcontrôleur 11 déclenche soit l'arrêt du moteur soit un déplacement dans le sens inverse pour libérer l'obstacle. The microcontroller 11 may also include a function of detecting any obstacle in the movement of the seat under the effect of the motor to prevent damage to it by excessive current or injury to a user. In case of obstacle in the path of the seat, whether by a user or by an object, the intensity called by the motor 10 on the power supply increases due to the servo to maintain a constant speed. For example, beyond a certain threshold, the microcontroller 11 triggers either stopping the motor or a movement in the opposite direction to release the obstacle.
La figure 3 illustre un exemple classique d'asservis- serrent réalisé par un système tel qu'illustré par la figure 2. FIG. 3 illustrates a conventional example of servo-lock made by a system as illustrated in FIG.
Cette figure représente la caractéristique de vitesse angulaire co en fonction du couple C d'un moteur, pour deux niveaux de tension V d'alimentation maximal Vmax et minimal Vmin. La vitesse maximale omax du moteur est donnée pour une tension maximale Vmax correspondant en pratique à des impulsions de largeur maximale (typiquement un rapport cyclique de 100%) du train d'impulsions de l'asservissement PWM. Le couple maximal Cbmax correspond à l'application de cette tension Vmax à vitesse nulle du moteur. La tension minimale Vmin correspond généralement à des impulsions d'un rapport cyclique de 50%, mais des rapports encore inférieurs peuvent être prévus. This figure represents the characteristic of angular speed co as a function of the torque C of a motor, for two voltage levels V of maximum supply Vmax and minimum Vmin. The maximum velocity omax of the motor is given for a maximum voltage Vmax corresponding in practice to pulses of maximum width (typically a duty cycle of 100%) of the pulse train of the PWM servocontrol. The maximum torque Cbmax corresponds to the application of this voltage Vmax at zero speed of the motor. The minimum voltage Vmin generally corresponds to pulses with a duty cycle of 50%, but even lower ratios can be provided.
En fonction du moteur et de l'objet qu'il doit entraîner, on définit une vitesse angulaire nominale onom à laquelle doit être régulé le moteur concerné. Cette vitesse est telle qu'à couple nul, la tension V d'alimentation du moteur est supérieure ou égale à la valeur Vmin. L'asservissement à vitesse constante consiste à modifier la tension d'alimentation du moteur entre les valeurs Vmin et Vmax en fonction de la variation de couple C mesurée. Cela revient à déplacer le point de fonctionnement du moteur sur la droite horizontale d'abscisse onom en figure 3. Depending on the motor and the object to be driven, a nominal angular speed onom is defined to which the motor concerned is to be regulated. This speed is such that at zero torque, the supply voltage V of the motor is greater than or equal to the value Vmin. The constant speed control consists in modifying the supply voltage of the motor between the values Vmin and Vmax as a function of the measured torque variation C. This amounts to moving the operating point of the motor to the horizontal line of abscissa onom in FIG.
Un problème qui se pose notamment dans les sièges à repliement du type illustré par les figures 1A et 1B est que l'on souhaite généralement disposer de deux vitesses d'entraînement du moteur, une vitesse lente pour le réglage en inclinaison du dossier en position confort et une vitesse rapide lors du repliement ou du déploiement du siège. A problem that arises in particular in folding seats of the type illustrated in FIGS. 1A and 1B is that it is generally desired to have two speeds for driving the motor, a slow speed for adjusting the inclination of the backrest in the comfort position. and a fast speed when folding or deploying the seat.
Avec un système d'asservissement à vitesse constante, il est nécessaire d'utiliser un moteur surdimensionné par rapport au besoin en vitesse rapide de façon à autoriser un fonctionnement à vitesse lente. En effet, en position de confort, un utilisateur est le plus souvent assis sur le siège et appuie sur le dossier de sorte que le couple du moteur doit être relativement important par rapport à la phase de repliement. Par contre, on souhaite une vitesse lente pour autoriser un réglage fin. A faible rapport cyclique (Vmin), le couple n'est pas suffisant pour entraîner le siège sauf à surdimensionner le moteur par rapport au besoin de couple lors d'un repliement à vitesse rapide. With a constant speed servo system, it is necessary to use an oversized motor with respect to the need for fast speed so as to allow slow speed operation. Indeed, in a comfortable position, a user is most often sitting on the seat and presses the backrest so that the engine torque must be relatively large compared to the folding phase. On the other hand, a slow speed is desired to allow fine adjustment. At a low duty cycle (Vmin), the torque is not enough to drive the seat except to oversize the motor relative to the need for torque when folding at high speed.
En pratique, la vitesse de repliement du siège est 35 d'environ 10 à 15 secondes pour parcourir les 90 à 100 de mouvement angulaire nécessaires au repliement, alors que quelques degrés par seconde (par exemple, entre 2 et 5 degrés par seconde) de vitesse angulaire sont requis pour un réglage fin. In practice, the seat folding speed is about 10 to 15 seconds to traverse the 90 to 100 angular movement necessary for folding, while a few degrees per second (for example, between 2 and 5 degrees per second) of angular velocity are required for fine tuning.
Résumé de l'invention La présente invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients des systèmes d'asservissement d'un moteur électrique notamment pour sièges de véhicules automobiles. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims at overcoming all or part of the disadvantages of servocontrol systems of an electric motor, particularly for motor vehicle seats.
L'invention vise plus particulièrement à proposer un asservissement d'un moteur électrique compatible avec un fonctionnement à vitesse rapide et un fonctionnement à vitesse lente au moyen d'un moteur dimensionné par rapport au couple requis en vitesse rapide. The object of the invention is more particularly to propose servocontrol of an electric motor compatible with fast speed operation and slow speed operation by means of a motor sized in relation to the torque required in fast speed.
L'invention vise également à proposer une solution 15 particulièrement adaptée à l'entraînement de sièges à fonction de repliement. The invention also aims to provide a solution 15 particularly suitable for driving seats with folding function.
L'invention vise également à proposer une solution compatible avec les structures classiques de mesure et de commande des systèmes d'asservissement. The invention also aims to propose a solution compatible with conventional structures for measuring and controlling servo systems.
Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit un procédé d'asservissement de la vitesse d'un moteur électrique en fonction du couple appelé par ce moteur, consistant à faire varier la tension d'alimentation du moteur pour que le couple courant corresponde à une fonction du couple bloqué du moteur à la tension courante. To achieve all or part of these and other objects, the present invention provides a method of controlling the speed of an electric motor according to the torque called by the motor, of varying the supply voltage of the motor so that the current torque corresponds to a function of the locked torque of the motor at the current voltage.
Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, ladite fonction est une fraction par une constante. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le procédé comporte les étapes de: mesurer une grandeur représentative du couple courant du moteur; déduire du couple courant une vitesse de rotation attendue du moteur; comparer cette vitesse attendue à la vitesse courante; et modifier si besoin la tension d'alimentation du moteur pour tendre vers la vitesse attendue. According to an embodiment of the present invention, said function is a fraction by a constant. According to an embodiment of the present invention, the method comprises the steps of: measuring a magnitude representative of the current torque of the motor; derive from the current torque an expected rotational speed of the engine; compare this expected speed with the current speed; and if necessary change the motor supply voltage to reach the expected speed.
Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le moteur reste alimenté par une tension minimale quand le couple courant est inférieur à une valeur limite. According to an embodiment of the present invention, the motor remains powered by a minimum voltage when the current torque is less than a limit value.
Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le point de fonctionnement du moteur dans une caractéristique vitesse angulaire par rapport à couple est, entre deux valeurs limites, maintenu sur une droite d'équation Cb/K où Cb représente le couple bloqué du moteur et K une constante. According to an embodiment of the present invention, the operating point of the motor in a characteristic angular velocity with respect to torque is, between two limit values, maintained on a line of equation Cb / K where Cb represents the locked torque of the motor and K a constant.
Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, le procédé est mis en oeuvre par un microcontrôleur pour asservir la vitesse de réglage d'un élément de siège de véhicule. According to an embodiment of the present invention, the method is implemented by a microcontroller for controlling the speed of adjustment of a vehicle seat element.
La présente invention prévoit également un dispositif d'asservissement en vitesse de déplacement d'au moins un élément 20 de siège de véhicule. The present invention also provides a device for controlling the speed of movement of at least one vehicle seat element.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moteur est un moteur d'inclinaison d'un dossier par rapport à l'assise du siège. According to one embodiment of the present invention, the engine is a motor for tilting a backrest relative to the seat cushion.
La présente invention prévoit également un siège pour véhicule comportant au moins un moteur électrique de réglage en position d'un élément et au moins un dispositif d'asservissement. The present invention also provides a vehicle seat comprising at least one electric motor for adjusting the position of an element and at least one servo device.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moteur commande l'inclinaison du dossier par rapport à l'assise et comporte un mode de repliement du siège à l'horizontale. According to one embodiment of the present invention, the motor controls the inclination of the backrest relative to the seat and comprises a mode of folding the seat horizontally.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: les figures 1A et 1B qui ont été décrites précédemment représentent, de façon très schématique et par des vues laté- rales, un exemple classique de siège à repliement du type auquel s'applique la présente invention; la figure 2 qui a été décrite précédemment représente, de façon partielle et très schématique, un exemple classique d'architecture d'un dispositif d'asservissement d'un moteur électrique de réglage du siège des figures 1A et 1B; la figure 3 qui a été décrite précédemment représente des caractéristiques de vitesse angulaire en fonction du couple du système d'asservissement de la figure 2; la figure 4 représente des caractéristiques de vitesse angulaire en fonction du couple d'un moteur selon un mode de mise en oeuvre du procédé d'asservissement selon la présente invention; et la figure 5 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, des éléments d'un dispositif d'asservis- serrent selon un mode de réalisation de la présente invention. These and other objects, features, and advantages of the present invention will be set forth in detail in the following description of particular embodiments in a non-limitative manner with reference to the accompanying drawings, in which: FIGS. 1A and 1B which have been described above represent, very schematically and by side views, a typical example of folding seat of the type to which the present invention applies; FIG. 2 which has been described above represents, in a partial and very schematic manner, a conventional architecture example of a servocontrol device of an electric motor for adjusting the seat of FIGS. 1A and 1B; FIG. 3 which has been described above represents angular velocity characteristics as a function of the torque of the servo system of FIG. 2; FIG. 4 represents angular velocity characteristics as a function of the torque of an engine according to an embodiment of the servocontrol method according to the present invention; and FIG. 5 very schematically shows in block form elements of a servo device according to one embodiment of the present invention.
De mêmes éléments ont été désignés par des mêmes références aux différentes figures qui ont été tracées sans respect d'échelle. Pour des raisons de clarté, seules les étapes et éléments qui sont utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés aux figures et seront décrits par la suite. En particulier, les détails constitutifs des moteurs utilisés n'ont pas été exposés, l'invention étant compatible avec tout moteur à courant continu classique. De même, les détails du microcontrôleur et de sa programmation n'ont pas été exposés, l'invention étant là encore compatible avec tout moyen d'asservissement classique de la vitesse d'un moteur quel que soit le capteur utilisé et le mode de régulation PWM, FWM, variation linéaire de tension, etc. The same elements have been designated by the same references to the different figures that have been drawn without respect of scale. For the sake of clarity, only the steps and elements that are useful for understanding the invention have been shown in the figures and will be described later. In particular, the constituent details of the motors used have not been exposed, the invention being compatible with any conventional DC motor. Similarly, the details of the microcontroller and its programming have not been exposed, the invention being again compatible with any means of conventional control of the speed of a motor whatever the sensor used and the control mode PWM, FWM, linear voltage variation, etc.
Description détailléedetailed description
Une caractéristique de la présente invention est d'asservir la tension d'alimentation du moteur (par exemple, le rapport cyclique s'il est commandé par modulation de train d'impulsions) en fonction du couple courant appelé par le moteur pour que la vitesse corresponde à une fraction donnée du couple bloqué du moteur à la tension d'alimentation correspondante. En d'autres termes, l'asservissement est réalisé pour maintenir le point de fonctionnement du moteur dans sa caractéristique de vitesse par rapport au couple le long d'une droite représentant les couples bloqués du moteur aux différentes tensions, divisés par une constante. A feature of the present invention is to slave the motor supply voltage (for example, the duty cycle if controlled by pulse train modulation) as a function of the current torque called by the motor for the speed corresponds to a given fraction of the locked torque of the motor at the corresponding supply voltage. In other words, the servocontrol is performed to maintain the operating point of the motor in its speed characteristic with respect to the torque along a line representing the locked couples of the motor at the different voltages, divided by a constant.
La présente invention tire son origine d'une nouvelle interprétation des caractéristiques vitesse angulaire/couple d'un moteur électrique et de l'évolution de ces caractéristiques en fonction de la tension d'alimentation. The present invention originates from a new interpretation of the angular speed / torque characteristics of an electric motor and the evolution of these characteristics as a function of the supply voltage.
La figure 4 représente, par une vue à rapprocher de celle de la figure 3, des caractéristiques de vitesse angulaire par rapport au couple d'un moteur électrique pour plusieurs tensions d'alimentation illustrant un mode de mise en oeuvre de la présente invention. FIG. 4 represents, by a view closer to that of FIG. 3, angular velocity characteristics with respect to the torque of an electric motor for several supply voltages illustrating an embodiment of the present invention.
Comme précédemment, pour un moteur donné, on fixe une tension minimale Vmin et une tension maximale Vmax d'alimen- tation du moteur définissant la plage d'asservissement possible. As before, for a given motor, a minimum voltage Vmin and a maximum voltage Vmax of the motor supply defining the possible servocontrol range are set.
Par exemple, en reprenant l'exemple d'un moteur asservi au moyen d'une variation de rapport cyclique d'un train d'impulsions, la tension Vmin correspond à un rapport cyclique de 50% tandis que la tension Vmax correspond à un rapport cyclique de 100%. For example, using the example of a motor controlled by means of a duty cycle variation of a pulse train, the voltage Vmin corresponds to a duty cycle of 50% while the voltage Vmax corresponds to a ratio of cyclical 100%.
Toujours comme précédemment, le couple courant Cc du moteur dépend de la charge de celui-ci et est fixé par des éléments externes (poids du siège, pression d'un utilisateur sur le dossier), etc. La mesure du couple courant au moyen d'un microcontrôleur est déduite, par exemple connaissant la tension d'alimentation courante Vc, d'une mesure du courant dans le moteur. Cette tension Vc est, dans le cas d'un asservissement PWM, fonction du rapport cyclique courant du signal d'excitation du moteur. Still as before, the current torque Cc of the motor depends on the load thereof and is fixed by external elements (weight of the seat, pressure of a user on the backrest), etc. The measurement of the current torque by means of a microcontroller is deduced, for example, knowing the current supply voltage Vc, from a measurement of the current in the motor. This voltage Vc is, in the case of a PWM servocontrol, a function of the current duty cycle of the motor excitation signal.
Selon la présente invention, connaissant le couple appelé par le moteur, on cherche à maintenir le point de fonctionnement P de celui-ci sur une courbe donnant la vitesse en fonction des couples bloqués aux différentes tensions d'alimentation. According to the present invention, knowing the torque called by the motor, it is sought to maintain the operating point P thereof on a curve giving the speed as a function of the locked couples at different supply voltages.
De préférence, on cherche à maintenir le point de fonctionnement P de celui-ci sur une droite Cb/K représentant un rapport des couples bloqués Cb aux différentes tensions d'alimentation, par une même constante K. Cela définit une plage de vitesses de fonctionnement cumin à comax correspondant aux tensions Vmin et Vmax à couple constant. Preferably, it is desired to maintain the operating point P thereof on a straight line Cb / K representing a ratio of the locked couples Cb at the different supply voltages, by the same constant K. This defines a range of operating speeds. cumin to comax corresponding to constant torque Vmin and Vmax voltages.
L'invention tire profit du fait que, pour tout moteur, on prévoit généralement une plage de fonctionnement qui, à n'importe quelle tension d'excitation, respecte la condition de rester inférieure à une certaine fraction du couple bloqué. Cette fraction fixe une limite de fonctionnement permettant de préserver le moteur tout en optimisant son rendement ou un autre paramètre (par exemple, la puissance, le niveau de bruit, etc.). The invention takes advantage of the fact that, for any motor, a range of operation is generally provided which, at any excitation voltage, respects the condition of remaining below a certain fraction of the locked torque. This fraction sets an operating limit to preserve the motor while optimizing its efficiency or another parameter (for example, the power, the noise level, etc.).
Par exemple, cette fraction est comprise entre Cb/2 et Cb/4. For example, this fraction is between Cb / 2 and Cb / 4.
Selon l'invention, on utilise cette limite de sécurité pour optimiser le fonctionnement du moteur en se plaçant toujours à cette limite. Ainsi, on peut diminuer la vitesse de rotation jusqu'à la vitesse minimale sans pour autant tendre vers une annulation du couple comme ce serait le cas classique avec un asservissement à vitesse constante (figure 3). According to the invention, this safety limit is used to optimize the operation of the motor by always placing itself at this limit. Thus, it is possible to reduce the speed of rotation to the minimum speed without, however, tending towards a cancellation of the torque as would be the case conventionally with servo-control at a constant speed (FIG. 3).
Par exemple, la courbe d'asservissement est de la n forme a.Cb +b, où a et n sont des constantes non nulle et b une constante quelconque, toutes choisies en fonction de l'allure de l'asservissement à respecter pour rester dans la plage de fonctionnement souhaitée. La droite Cb/K (a=1/K, b=0, n=1) correspond en quelque sorte à la droite de rendement maximum du moteur lorsque sa tension d'alimentation varie. For example, the servo control curve is of the form a.Cb + b, where a and n are non-zero constants and b is any constant, all chosen according to the pace of the servo to be respected to remain in the desired operating range. The line Cb / K (a = 1 / K, b = 0, n = 1) corresponds in a way to the line of maximum efficiency of the motor when its supply voltage varies.
En cas de variation du couple courant Cc pour une tension d'alimentation donnée Vc, le point de fonctionnement P va avoir tendance à se déplacer soit en dessous soit au-delà de la droite Cb/K. Dans le premier cas, cela signifie une augmen- tation du couple (par exemple, une pression supérieure du passager sur le dossier). Le microcontrôleur augmente alors la tension aux bornes du moteur en modifiant son rapport cyclique pour ramener le point le fonctionnement sur la droite Cb/K. A l'inverse, si le couple diminue, le microcontrôleur va réduire la vitesse du moteur. In case of variation of the current torque Cc for a given supply voltage Vc, the operating point P will tend to move either below or beyond the line Cb / K. In the first case, this means an increase in the torque (for example, a higher passenger pressure on the backrest). The microcontroller then increases the voltage across the motor by modifying its duty cycle to bring the operating point to the right Cb / K. Conversely, if the torque decreases, the microcontroller will reduce the speed of the motor.
Pendant la phase de réglage en inclinaison du dossier du siège (réglage confort), le couple varie en permanence et le microcontrôleur régule alors la tension aux bornes du moteur pour maintenir le point de fonctionnement sur la courbe de rendement Cb/K. During the tilt adjustment phase of the seatback (comfort adjustment), the torque varies continuously and the microcontroller then regulates the voltage across the motor to maintain the operating point on the yield curve Cb / K.
Lorsque le couple devient inférieur à un couple limite Cmin, défini comme étant égal à Cbmin/K, c'est-à-dire l'intersection de la droite Cb/K avec la droite de tension minimale Vmin, le microcontrôleur maintient la tension minimale d'excitation du moteur de sorte que la vitesse angulaire ré-augmente. When the torque becomes lower than a limit torque Cmin, defined as being equal to Cbmin / K, that is to say the intersection of the line Cb / K with the minimum voltage line Vmin, the microcontroller maintains the minimum voltage motor excitation so that the angular velocity re-increases.
Un avantage de la présente invention est qu'elle permet d'optimiser le rapport entre les vitesses maximale et minimale du moteur, correspondant respectivement au repliement et au réglage confort du siège. An advantage of the present invention is that it optimizes the ratio between the maximum and minimum speeds of the engine, respectively corresponding to the folding and comfort adjustment of the seat.
Un autre avantage de l'invention et que la vitesse du moteur s'adapte automatiquement à sa charge. Ainsi, dans l'exemple d'un réglage d'un siège automobile, l'asservissement de l'invention s'adapte à la masse de l'occupant. Un occupant relativement léger fera fonctionner le système à une vitesse inférieure à celle d'un occupant plus lourd. Ainsi, la régulation s'adapte automatiquement à la masse de l'occupant et à la position du dossier, ce qui est plus confortable pour l'utilisateur. Another advantage of the invention and that the speed of the motor automatically adapts to its load. Thus, in the example of an adjustment of a car seat, the servo of the invention adapts to the mass of the occupant. A relatively light occupant will operate the system at a lower speed than a heavier occupant. Thus, the regulation automatically adapts to the mass of the occupant and the position of the backrest, which is more comfortable for the user.
Un autre avantage de la présente invention est qu'elle préserve une vitesse la plus élevée possible en phase de repliement du siège. Another advantage of the present invention is that it preserves the highest possible speed during the seat folding phase.
Selon un premier mode de mise en oeuvre, l'augmen- tation de la vitesse en mode repliement est obtenue par la simple diminution du couple moteur qui entraîne le mécanisme d'asservissement à maintenir la vitesse minimale et, par voie de conséquence, une augmentation de la vitesse angulaire. According to a first embodiment, the increase in the speed in folding mode is obtained by simply reducing the engine torque which causes the servo mechanism to maintain the minimum speed and, consequently, an increase angular velocity.
Selon un autre mode de mise en oeuvre préféré, le fonctionnement en mode repliement est détecté par le micro-contrôleur dans la mesure où la commande qu'il reçoit provient d'un actionneur différent (13 au lieu de 12, figure 2). Il change alors de mode d'asservissement pour passer en vitesse maximale d'utilisation du moteur. Cette vitesse reste à un couple courant inférieur à la valeur Cbmax/K. Cela revient à placer le point de fonctionnement P' du moteur sur la droite de tension maximale pour un couple correspondant à une valeur minimale (siège vide). According to another preferred embodiment, the operation in folding mode is detected by the microcontroller insofar as the command it receives comes from a different actuator (13 instead of 12, FIG. 2). It then changes servo mode to switch to maximum speed of use of the engine. This speed remains at a current torque lower than the value Cbmax / K. This amounts to setting the operating point P 'of the motor to the maximum voltage line for a torque corresponding to a minimum value (empty seat).
Selon ce mode de réalisation, le point de fonction- nement du moteur se déplace, lorsque le siège est actionné par l'élément de commande de mode confort, sur la droite Vmin pour les couples inférieurs à Cmin, puis sur la droite Cb/K et, lorsque le siège est actionné par l'élément de commande de mode repliement/déploiement, sur la droite Vmax. According to this embodiment, the operating point of the motor moves, when the seat is actuated by the comfort mode control element, on the right Vmin for the couples below Cmin, then on the right Cb / K and, when the seat is actuated by the fold / unfold mode control element, to the right Vmax.
La figure 5 est un organigramme simplifié de l'asservissement réalisé par l'invention au moins en mode confort. Périodiquement (de préférence avec une fréquence la plus élevée possible), le microcontrôleur exploite la mesure du courant I (et/ou de la tension, par exemple, par prise en compte du rapport cyclique du PWM) et de la vitesse courante coc du moteur pour calculer le couple courant (bloc 21, Cc). En figure 5, le bloc 21 est supposé recevoir une information représentative du courant I et de la vitesse angulaire courante wc. Toutefois, d'autres paramètres (par exemple, le rapport cyclique du PWM) peuvent lui être appliqués en fonction de la mesure exploitée. FIG. 5 is a simplified flowchart of the servocontrol realized by the invention at least in comfort mode. Periodically (preferably with the highest frequency possible), the microcontroller exploits the measurement of the current I (and / or the voltage, for example, by taking into account the duty cycle of the PWM) and the current speed coc of the engine to calculate the current torque (block 21, Cc). In FIG. 5, the block 21 is supposed to receive information representative of the current I and the current angular speed wc. However, other parameters (for example, the duty cycle of the PWM) can be applied to it depending on the measurement used.
Puis (bloc 22), il compare la vitesse courante par rapport à une vitesse théorique cot correspondant à l'inter- section du couple courant Cc avec la droite Cb/K. Si le test 22 révèle que la vitesse angulaire théorique est supérieure à la vitesse angulaire courante (sortie 0 du bloc 22), le micro-contrôleur accélère le moteur en augmentant la tension (bloc 23, V>). Dans le cas contraire (sortie N du bloc 22), le microcontrôleur ralentit le moteur en réduisant la tension (bloc 24, V<). Puis, on revient à l'étape 21 de mesure du couple courant. Then (block 22), it compares the current speed with respect to a theoretical speed cot corresponding to the intersection of the current torque Cc with the straight line Cb / K. If the test 22 reveals that the theoretical angular velocity is greater than the current angular velocity (output 0 of the block 22), the microcontroller accelerates the motor by increasing the voltage (block 23, V>). In the opposite case (output N of block 22), the microcontroller slows the motor by reducing the voltage (block 24, V <). Then, we return to step 21 for measuring the current torque.
En variante, la vitesse théorique correspond à l'intersection entre la droite des tensions d'alimentation du moteur (le rapport cyclique du PWM) et la droite des vitesses. Le microcontrôleur replace alors le point de fonctionnement sur la droite Cb/K. In a variant, the theoretical speed corresponds to the intersection between the straight line of the motor supply voltages (the duty cycle of the PWM) and the straight line of the speeds. The microcontroller then returns the operating point to the right Cb / K.
Le pas d'adaptation de la vitesse dans les blocs 23 et 24 dépend de la finesse de l'asservissement souhaité. Pour simplifier, seule la boucle d'asservissement du mode confort a été représentée en figure 5. Les programmes de détection par le microcontrôleur des consignes provenant des actionneurs 12 et 13 ne sont pas modifiés par l'invention. The rate of adaptation of the speed in the blocks 23 and 24 depends on the fineness of the desired servocontrol. For simplicity, only the servo control loop of the comfort mode has been shown in FIG. 5. The microcontroller detection programs of the instructions coming from the actuators 12 and 13 are not modified by the invention.
Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que l'invention ait été décrite plus particulièrement en relation avec un siège à repliement, elle s'applique plus généralement à tout asservissement d'un mouvement de siège (par exemple, avancer ou reculer le siège sur des glissières, commander une rehausse du siège) et encore plus généralement à tout asservissement de moteur électrique dans lequel on souhaite optimiser le rapport de la vitesse maximale sur la vitesse minimale. Of course, the present invention is susceptible of various variations and modifications which will be apparent to those skilled in the art. In particular, although the invention has been described more particularly in relation to a folding seat, it is more generally applicable to any servo of a seat movement (for example, advance or retreat the seat on slides, control a raising of the seat) and even more generally to any servocontrol of an electric motor in which it is desired to optimize the ratio of the maximum speed to the minimum speed.
De plus, la mise en oeuvre pratique de l'invention en 35 utilisant des outils classiques et en particulier un micro- contrôleur est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données cidessus. In addition, the practical implementation of the invention using conventional tools and in particular a microcontroller is within the abilities of those skilled in the art from the functional indications given above.
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| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 455 (E - 1595) 24 August 1994 (1994-08-24) * |
Also Published As
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