FR2924874A1 - Circuit de pilotage de plusieurs moteurs - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un circuit de pilotage de plusieurs moteurs à courant (M1, M2) continu aptes à être pilotés indépendamment les uns par rapport aux autres, comprenant pour chaque moteur (M1, M2) un pont en H (1A, 1B) composé d'une première branche (3) et d'une seconde branche (5), destiné au pilotage du moteur associé.Selon l'invention, lesdites secondes branches (5) des ponts en H (1A, 1B) sont réalisées par deux commutateurs (7, 9) formant une branche commune de tous les ponts en H et dimensionnés pour recevoir un courant équivalent à la somme des courants moteurs de sorte que lesdits moteurs (M1, M2) peuvent être pilotés simultanément et indépendamment par l'application de signaux de commande associés aux premières branches (3).

Description

Circuit de pilotage de plusieurs moteurs L'invention concerne le contrôle de moteurs électriques, en particulier de moteurs à courant continu.
Dans les systèmes motorisés des véhicules automobiles, tels que des systèmes de motorisation du coffre ou du siège, la tendance technique s'oriente vers l'utilisation de plusieurs petits moteurs électriques, permettant un encombrement réduit, à la place d'un unique gros moteur. En particulier dans les systèmes motorisés d'ouvrants (hayons ou coffres), il est préférable d'utiliser deux actionneurs d'entraînement tubulaires ayant un encombrement équivalent à celui des vérins pneumatiques d'assistance classiques, chacun des actionneurs étant équipé d'un moteur électrique et étant disposé par exemple en parallèle des vérins pneumatiques ou à la place de ceux-ci. Cette augmentation du nombre de moteurs engendre le besoin de contrôler de manière sûre et efficace ces différents moteurs.
Généralement, un moteur requiert un contrôle du sens et de la vitesse de rotation. Cette fonction est de façon connue assurée par un pont en H permettant d'inverser la polarité et de faire varier la vitesse des moteurs. Classiquement un pont en H comprend quatre commutateurs arrangés selon une forme sensiblement en H, le moteur à contrôler étant situé au milieu des quatre commutateurs et piloté en fonction de l'état passant ou bloqué des commutateurs. Pour contrôler plusieurs moteurs il est prévu de mettre en parallèle plusieurs pont en H. Cependant cette configuration est coûteuse et encombrante. On pourra se référer par exemple à la demande de brevet US2007/0075657 qui propose un pilotage de plusieurs moteurs à l'aide d'un multi-pont en H comprenant plusieurs ponts en H en parallèle et un circuit de pilotage par pulsations permettant un contrôle des différents moteurs. En effet, cette configuration entraîne un encombrement important dû au nombre de composants nécessaires, ce qui entraîne également une mauvaise dissipation thermique.
Il est également connu de piloter plusieurs moteurs à courant continu à partir
BRT 0185 (AFR0555) d'un seul pont en H. Toutefois, cette configuration ne permet pas le contrôle indépendant des différents moteurs. Or certaines applications, comme par exemple, l'ouverture ou la fermeture d'un coffre, requièrent un contrôle indépendant et simultané de chaque moteur pour permettre un actionnement efficace du coffre et pour éviter un mouvement de torsion sur le coffre. L'invention a donc pour objectif de palier ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un pilotage indépendant et simultané de plusieurs moteurs de façon simple et peu coûteuse. Plus précisément l'invention a pour objectif de fournir un circuit de pilotage de plusieurs moteurs à courant continu aptes à être pilotés indépendamment les uns par rapport aux autres, comprenant pour chaque moteur un pont en H composé d'une première branche et d'une seconde branche, destiné au pilotage du moteur associé caractérisé en ce que lesdites secondes branches des ponts en H sont réalisées par deux commutateurs formant une branche commune de tous les ponts en H et dimensionnés pour recevoir un courant équivalent à la somme des courants moteurs de sorte que lesdits moteurs peuvent être pilotés simultanément et indépendamment par l'application de signaux de commande associés aux premières branches. L'invention a aussi pour objet un circuit de pilotage dont tous les ponts en H sont dans un même boîtier.
Selon un mode de réalisation préféré, chaque commutateur des premières branches des ponts en H est apte à recevoir un signal associé de modulation par largeur d'impulsion PWM. Dans ce cas, les signaux PWM sont indépendants les uns par rapport aux autres. Avantageusement, le circuit de pilotage comporte une partie supérieure comprenant des commutateurs supérieurs reliés à une alimentation électrique commune, et une partie inférieure comprenant des commutateurs inférieurs reliés à la masse. De façon préférentielle, le circuit de pilotage comprend des moyens de mesure du courant de commande desdits moteurs. L'invention concerne également un dispositif de pilotage de plusieurs moteurs 30 dans un véhicule automobile comprenant un circuit de pilotage selon l'invention. BRT-0185 (AFR0555) L'invention concerne encore un système d'assistance motorisée d'un ouvrant d'un véhicule automobile, le système comprenant au moins un premier et un second actionneurs d'entraînement de l'ouvrant depuis une première position vers une seconde position, destinés à être montés entre la carrosserie du véhicule et l'ouvrant, de préférence sur des côtés opposés de l'ouvrant, chaque actionneur étant équipé d'un moteur électrique et d'un mécanisme transformant le mouvement de rotation du moteur électrique en un mouvement permettant le déplacement de l'ouvrant, comprenant un tel dispositif de pilotage. L'invention concerne encore un système d'assistance à l'actionnement d'éléments 10 d'un siège de véhicule automobile, comprenant des élément de siège pouvant être déplacés au moyen d'un actionneur individuel qui comprend un moteur à courant continu, et comprenant un dispositif de pilotage tel que précisé précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre 15 de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 illustre un circuit de pilotage de deux moteurs à courant continu selon l'invention ; la figure 2 est un chronogramme de l'évolution des signaux de commande des commutateurs pour une commande des moteurs dans une première direction ; 20 la figure 3 est un chronogramme de l'évolution des signaux de commande des commutateurs pour une commande des moteurs dans une deuxième direction ; la figure 4 est un chronogramme de l'évolution des signaux de commande des commutateurs pour une commande de freinage des moteurs ; la figure 5 illustre un système d'assistance motorisée d'un ouvrant d'un véhicule 25 automobile comprenant un circuit de pilotage selon l'invention ; la figure 6 illustre un un siège de véhicule automobile équipé d'un système d'assistance motorisée à l'actionnement d'un élément du siège comprenant un circuit de pilotage selon l'invention. La figure 1 illustre un circuit de pilotage de deux moteurs Ml et M2 à courant 30 continu aptes à être pilotés indépendamment les uns par rapport aux autres selon BRT-0185 (AFR0555) l'invention. Le circuit de pilotage comprend pour chaque moteur M1, M2 un pont en H respectivement lA, 1B. Chaque pont en H 1A, 1B est composé d'une première branche 3 et d'une seconde branche 5, et est destiné au pilotage du moteur associé M1, ou M2.
Les secondes branches 5 des ponts en H sont réalisées par deux commutateurs 7, 9 formant une branche 5 commune aux deux ponts en H, 1A, 1B. La diminution du nombre de commutateurs permet de réduire la quantité de chaleur produite permettant ainsi l'utilisation de radiateurs de dissipation thermique de plus petite dimension ou de se passer de radiateurs en allouant une surface de cuivre à chaque commutateur sur le circuit imprimé pour limiter leur température, ce qui permet un moindre encombrement. Les commutateurs 7, 9 sont dimensionnés pour recevoir un courant équivalent à la somme des deux courants moteurs de sorte que les deux moteurs Ml, M2 peuvent être pilotés simultanément et indépendamment par l'application de signaux de commande associés aux premières branches. De plus, ce dimensionnement ne nécessite pas de doubler la taille ni le prix de ces commutateurs 7, 9 ce qui permet d'avoir un système simple et à coût réduit. En effet, la valeur maximum du signal de commande permettant de limiter le courant à sa valeur maximum dans chaque moteur Ml, M2 est connue par les 20 caractéristiques du moteur et est inférieure à 100%. Les deux moteurs M1, M2 et les ponts en H 1A, lB associés sont mis en place dans un même boîtier 15. La branche 3 du pont en H 1A est formée par deux commutateurs 11A, 11B. De même, la branche 3 du pont en H 1B est formée par deux commutateurs 13A, 13B.
25 Le premier moteur Ml est situé entre les commutateurs 11A, 11B, et 7, 9 et le deuxième moteur M2 est situé entre les commutateurs 7, 9, et 13A, 13B. Chaque commutateur 11A, 11B, 13A et 13B est apte à recevoir un signal associé de modulation par largeur d'impulsion PWM de façon à permettre le contrôle du sens et de la vitesse de rotation de chaque moteur. Le pilotage des moteurs Ml, M2 associés à 30 la technologie PWM peut être réalisé en opposition de phase ce qui permet une BRT-0185 (AFR0555) réduction de la puissance dissipée par les commutateurs et des perturbations de compatibilité électromagnétique. Le circuit comprend une partie supérieure reliée à une alimentation électrique commune et une partie inférieure reliée à la masse. La partie supérieure comporte les commutateurs supérieurs 11A,7,13A reliés ensemble à l'alimentation électrique, et la partie inférieure comporte les commutateurs inférieurs 11B,9,13B reliés ensemble à la masse. Des moyens de mesure 17, 19 du courant de commande des deux moteurs M1, M2 sont mis en place pour contrôler l'équilibre des forces de façon à éviter les 10 distorsions au niveau de l'objet actionné par les moteurs M1, M2. On va maintenant décrire le fonctionnement du circuit selon l'invention. Comme l'illustrent les chronogrammes des figures 2 à 4, les signaux PWM sont superposés et donc indépendants les uns par rapport aux autres, et permettent un contrôle du sens et de la vitesse de rotation des deux moteurs M1, M2.
15 En se référant au chronogramme de la figure 2, le pilotage des deux moteurs Ml, M2 dans une première direction est assurée par le passage du courant dans un premier sens défini par le fait que les commutateurs 11A, 9, 13A sont passants et que les commutateurs 11B, 7, 13B sont bloqués. En effet, les commutateurs 11B, 7, 13B reçoivent un signal bas tout au long 20 de la commande dans la première direction. La période d'un signal PWM est T, et pendant cette période T, les commutateurs 11A, 9, 13A reçoivent des signaux alternatifs haut ou bas . Pour le bon fonctionnement du circuit, dans le cycle de pilotage dans la première direction, le commutateur 11A reçoit un signal haut et le commutateur 13A reçoit un 25 signal bas à chaque début de période. La durée du signal haut reçu par le commutateur 11A est définie par l'instant t2 à partir duquel il reçoit alors un signal bas jusqu'à l'instant T. De même, la durée du signal bas reçu par le commutateur 13A est définie par l'instant tl à partir duquel il reçoit alors un signal haut jusqu'à l'instant T.
30 En se référant maintenant au chronogramme de la figure 3, lors du pilotage des BRT 0185 (AFR0555) deux moteurs Ml, M2 dans une direction inverse par rapport à la première, le passage du courant s'effectue dans un second sens défini par le fait que les commutateurs 11B, 7, 13B sont passants et que les commutateurs 11A, 9, 13A sont bloqués. En effet, ce sont les commutateurs 11A, 9, 13A qui reçoivent un signal bas 5 tout au long de la commande dans la deuxième direction, tandis que les commutateurs 11B, 7, 13B reçoivent des signaux alternatifs haut ou bas . Pour le bon fonctionnement du circuit, dans un cycle de pilotage dans la deuxième direction, le commutateur 11B reçoit un signal haut et le commutateur 13B reçoit un signal bas , à chaque début de période.
10 La durée du signal haut reçu par le commutateur 11B est défraie par l'instant t3 à partir duquel il reçoit un signal bas jusqu'à l'instant T. De même, la durée du signal bas reçu par le commutateur 13B est définie par l'instant t4 à partir duquel il reçoit un signal haut jusqu'à l'instant T. Enfin, la durée du signal haut reçu par le commutateur 7 est définie par l'instant t5 à partir duquel il reçoit un signal bas 15 jusqu'à l'instant T. Comme l'illustre le chronogramme de la figure 4, le freinage est assuré par un court circuit des moteurs à courant continu. En effet les commutateurs 11B, 9, 13B sont passants et reçoivent un signal haut tout au long du cycle et les commutateurs 11A, 7, 13A sont bloqués et reçoivent un signal bas tout au long du cycle. Un temps de 20 latence 8t durant lequel tous les commutateurs reçoivent un signal bas précède cette opération. Le court-circuit peut être également réalisé en bloquant les commutateurs 11B, 9, 13B, et en laissant passants les commutateurs 11A, 7, 13A. Selon un mode de réalisation préféré, un tel circuit de pilotage est mis en place dans un dispositif de pilotage de plusieurs moteurs électriques présents dans un véhicule 25 automobile. Sur la figure 5, est représenté un véhicule automobile 21 comprenant un ouvrant 22 tel qu'un hayon. Bien entendu, par ouvrant d'un véhicule automobile, on comprend également le coffre ou encore les portes latérales du véhicule. Ce véhicule 21 est équipé d'un système 23 d'assistance motorisée d'un ouvrant 30 d'un véhicule automobile comprenant au moins un premier 23A et un second 23B BRT-0185 (AFR0555) actionneurs d'entraînement de l'ouvrant 22 depuis une première position vers une seconde position. A cet effet une extrémité de chaque actionneur 23A, 23B est reliée à une première articulation 24 à la carrosserie 25 du véhicule et l'autre extrémité est reliée à une seconde articulation 26 au niveau du hayon 22. Les premier 23A et second 23B actionneurs sont équipés de deux moteurs électriques à courant continu pilotés par un dispositif de pilotage comprenant un circuit de pilotage tel que précisé précédemment. Selon un autre mode de réalisation, un tel dispositif de pilotage peut être mis en oeuvre dans un système d'assistance à l'actionnement d'éléments d'un siège de véhicule 10 automobile comprenant plusieurs moteurs. La figure 6 illustre un siège 30 de véhicule qui comporte classiquement un dossier 31, un appui-tête 33, une assise 35. Ce siège est équipé d'un système d'assistance motorisée avec un premier actionneur 37 pour permettre l'inclinaison du dossier 31, un deuxième actionneur 39 pour le déplacement de l'appui-tête 33, un 15 troisième actionneur 41 pour le déplacement d'avant en arrière de l'assise du siège 35. Chaque actionneur d'un élément de siège comprend un moteur à courant continu pour opérer le déplacement souhaité. Tous les moteurs à courant continu sont reliés à un même boîtier 43 comportant le dispositif de pilotage 45 tel que précisé précédemment, permettant l'actionnement indépendant et simultané des tous les éléments du siège.
20 Un tel système d'assistance à l'actionnement d'éléments d'un siège comprenant plusieurs moteurs peut également être mis en oeuvre pour un siège motorisé de tout autre moyen de transport. On comprend qu'un tel dispositif de pilotage permet d'obtenir un pilotage simultanément et indépendamment des différents moteurs.
25 En outre, la diminution du nombre de commutateurs dans le circuit de pilotage permet de réduire la quantité de chaleur produite permettant ainsi l'utilisation de radiateurs de dissipation thermique de plus petite dimension pour limiter leur température, ce qui permet un moindre encombrement, sans avoir besoin de redimensionner les commutateurs communs en doublant leur taille ou leur prix, ce qui 30 permet d'avoir un système simple et à coût réduit. BRT 0185 (AFR0555)

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Circuit de pilotage de plusieurs moteurs à courant continu (Ml, M2) aptes à être pilotés indépendamment les uns par rapport aux autres, comprenant pour chaque moteur (M1, M2) un pont en H (lA, 1B) composé d'une première branche (3) et d'une seconde branche (5), destiné au pilotage du moteur associé (Ml, M2) caractérisé en ce que lesdites secondes branches (5) des ponts en H (lA, 1B) sont réalisées par deux commutateurs (7, 9) formant une branche commune de tous les ponts en H et dimensionnés pour recevoir un courant équivalent à la somme des courants moteurs de sorte que lesdits moteurs (Ml, M2) peuvent être pilotés simultanément et indépendamment par l'application de signaux de commande associés aux premières branches (3).
2. Circuit de pilotage selon la revendication 1, caractérisé en ce que tous les ponts en H (lA, 1B) sont dans un même boîtier (15).
3. Circuit de pilotage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque commutateur (11A, 11B, 13A, 13B) des premières branches (3) des ponts en H (1A, 1B) est apte à recevoir un signal associé de modulation par largeur d'impulsion PWM.
4. Circuit de pilotage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les signaux PWM sont indépendants les uns par rapport aux autres.
5. Circuit de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une partie supérieure comprenant des commutateurs supérieurs (11A, 7, 13A) reliés à une alimentation électrique commune, et une partie inférieure comprenant des commutateurs inférieurs (11B, 9, 13B) reliés à la masse.
6. Circuit de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure (17, 19) du courant de commande desdits moteurs (M1, M2). BRT-0185 (AFR0555)
7. Dispositif de pilotage de plusieurs moteurs dans un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes.
8. Système d'assistance motorisée (23) d'un ouvrant (22) d'un véhicule automobile (21), le système comprenant au moins un premier (23A) et un second (23B) actionneurs d'entraînement de l'ouvrant (22) depuis une première position vers une seconde position, destinés à être montés entre la carrosserie (25) du véhicule et l'ouvrant (22), de préférence sur des côtés opposés de l'ouvrant (22), chaque actionneur (23A, 23B) étant équipé d'un moteur électrique et d'un mécanisme transformant le mouvement de rotation du moteur électrique en un mouvement permettant le déplacement de l'ouvrant (22), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pilotage selon la revendication 7.
9. Système d'assistance à l'actionnement d'éléments d'un siège (30) de véhicule automobile, comprenant des éléments (31, 33, 35) de siège pouvant être déplacés au moyen d'un actionneur individuel qui comprend un moteur à courant continu, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pilotage (45) selon la revendication 7. BRT-0185 (AFR0555)
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