FR3102100A1 - Dispositif d’entrainement motorisé d’un ouvrant de véhicule - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un dispositif d’entrainement motorisé d’un ouvrant (2) de véhicule monté pivotant autour d’un axe transversal (T) entre une position d’ouverture et une position de fermeture, ledit dispositif comportant au moins un vérin électrique (11) alimenté par un moteur à courant continu (12) et dont les deux extrémités (11A, 11B) sont articulées respectivement audit ouvrant (2) et à ladite structure, une unité de pilotage (15) apte à enclencher et à gérer les cinématiques d’ouverture et de fermeture de l’ouvrant (2) en réponse à l’émission d’un signal de commande correspondant, et un capteur (16) apte à détecter l’inclinaison longitudinale dudit véhicule, ladite unité de pilotage étant configurée pour ajuster la tension moyenne d’alimentation du moteur de chaque au moins dit vérin sur au moins une portion des cinématiques d’ouverture et de fermeture lorsque ladite l’inclinaison longitudinale (θ) est montante ou descendante d’un angle supérieur à une première valeur seuil prédéterminée. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif d’entrainement motorisé d’un ouvrant de véhicule
La présente invention concerne un dispositif d’entrainement motorisé d’un ouvrant de véhicule tel qu’un hayon ou un volet de coffre.
Les véhicules automobiles sont généralement munis à l'arrière d'un ouvrant de type hayon ou volet permettant de donner accès au coffre de rangement et étant monté pivotant autour d’un axe transversal sur la structure de ce véhicule.
De plus en plus de véhicules automobiles sont équipés de tels ouvrants déplaçables au moyen d’un dispositif d’entrainement motorisé, entre une position d’ouverture et une position de fermeture d’une ouverture pratiquée dans la structure de caisse du véhicule.
Un tel dispositif d’entrainement motorisé, décrit par exemple dans le document FR 3 043 504 A1, comporte classiquement au moins un vérin électrique alimenté par un moteur à courant continu et dont les deux extrémités sont articulées respectivement à l’ouvrant et à la structure du véhicule, ainsi qu’une unité de pilotage apte à enclencher et à gérer les cinématiques d’ouverture et de fermeture de l’ouvrant en réponse à l’émission d’un signal de commande correspondant par un organe de commande accessible par l’utilisateur et constitué par exemple par un bouton implanté à proximité de l’ouvrant dans le coffre arrière, sur le tableau de bord du véhicule ou encore sur une télécommande de ce véhicule.
La vitesse angulaire de pivotement de l’ouvrant dépend de la tension d’alimentation moyenne du moteur de chaque vérin mais également du couple de rotation exercé par le poids de cet ouvrant qui suivant les cas accélère ou freine le mouvement d’allongement ou de rétractation du ou des vérins.
Pour un angle d’ouverture donné de cet ouvrant correspondant à un certain allongement du ou des vérins, le couple de rotation exercé par son poids fluctue considérablement en fonction de l’inclinaison longitudinale du véhicule.
Cela a pour conséquence d’entrainer une variation importante du la durée de la cinématique d’ouverture ou de fermeture du hayon en fonction de l’inclinaison longitudinale du véhicule par rapport à l’horizontale, ce qui nuit à l’impression de qualité perçue par l’utilisateur.
Par ailleurs, lorsque cet angle d’inclinaison dépasse certaines valeurs, le couple de rotation exercé par le poids de l’ouvrant peut même s’opposer à sa fermeture complète (pente montante) ou au contraire entrainer un phénomène de « claquement » générant un stress mécanique (pente descendante).
La présente invention vise donc à améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un dispositif d’entrainement motorisé d’un ouvrant de véhicule tel qu’un hayon ou un volet de coffre monté pivotant autour d’un axe transversal sur la structure de ce véhicule entre une position d’ouverture et une position de fermeture, ledit dispositif comportant au moins un vérin électrique alimenté par un moteur à courant continu et dont les deux extrémités sont articulées respectivement audit ouvrant et à ladite structure, une unité de pilotage apte à enclencher et à gérer les cinématiques d’ouverture et de fermeture de l’ouvrant en réponse à l’émission d’un signal de commande correspondant ;
caractérisé en ce qu’il comporte un capteur apte à détecter l’inclinaison longitudinale dudit véhicule, ladite unité de pilotage étant configurée pour ajuster la tension moyenne d’alimentation du moteur de chaque au moins dit vérin sur au moins une portion des cinématiques d’ouverture et de fermeture lorsque l’inclinaison longitudinale du véhicule est montante ou descendante d’un angle supérieur à une première valeur seuil prédéterminée.
Un tel ajustement de la tension moyenne d’alimentation du moteur de chaque vérin permet de compenser les variations, dues à cette inclinaison longitudinale du véhicule, du couple de rotation exercé par le poids de l'ouvrant de sorte à limiter ses effets sur les cinématiques d’ouverture et de fermeture.
Selon des caractéristiques préférées dudit dispositif selon l’invention :
- ladite tension moyenne d’alimentation est augmentée en fin de cinématique de fermeture dudit ouvrant lorsque ladite inclinaison longitudinale du véhicule est montante d’un angle supérieur à ladite première valeur seuil prédéterminée ;
- ladite tension moyenne d’alimentation est augmentée en fin de cinématique d’ouverture dudit ouvrant lorsque ladite inclinaison longitudinale est montante d’un angle supérieur à ladite première valeur seuil ;
- ladite tension moyenne d’alimentation est réduite en fin de cinématique de fermeture dudit ouvrant lorsque ladite inclinaison longitudinale du véhicule est descendante d’un angle supérieur à ladite première valeur seuil ;
- ladite tension moyenne d’alimentation est réduite en fin de cinématique d’ouverture dudit ouvrant lorsque ladite inclinaison longitudinale est descendante d’un angle supérieur à ladite première valeur seuil ;
- ladite première valeur seuil est comprise entre 5 et 15° ;
- le niveau d’ajustement de la tension moyenne d’alimentation du moteur de chaque au moins dit vérin varie en fonction de ladite inclinaison longitudinale du véhicule ; et/ou
- ladite unité de pilotage est configurée pour court-circuiter le moteur de chaque au moins dit vérin en fin de cinématique de fermeture dudit ouvrant lorsque ladite inclinaison longitudinale du véhicule est descendante d’un angle supérieur à une seconde valeur seuil prédéterminée supérieure à ladite première valeur seuil ;
- ladite seconde valeur seuil est comprise entre 25 et 35°.
L’invention vise également sous un second aspect un véhicule automobile doté d’un ouvrant tel qu’un hayon ou un volet de coffre monté pivotant autour d’un axe transversal sur la structure de ce véhicule entre une position d’ouverture et une position de fermeture, caractérisé en ce qu’il comporte un tel dispositif d’entrainement motorisé.
L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
 représente une vue schématique de la partie arrière d’un véhicule automobile équipé d’un hayon dont l’ouverture et la fermeture sont pilotés par un dispositif d’entrainement motorisé selon l’invention ; et
  illustre un schéma électrique d’un circuit commandable de commutation relié au moteur de l’un de vérins électriques du dispositif d’entrainement.
La figure 1 montre la partie arrière d’un véhicule automobile 1 doté d’un dispositif d’entrainement motorisé 10 d’un ouvrant 2 monté pivotant sur la structure de caisse 3 de ce véhicule autour d’un axe transversal T entre une position extrême de fermeture et une position extrême d’ouverture.
L’ouvrant 2 est constitué en l’espèce par un hayon de coffre mais il pourrait être de type différent (par exemple, un volet de coffre à ouverture papillon).
Le dispositif d’entrainement motorisé 10 comprend deux vérins électriques à vis sans fin 11 agencés aux niveaux des deux bords latéraux du hayon 2 de manière à l’équilibrer transversalement (seul l’un d’entre eux étant visible sur cette figure 1).
En variante, le dispositif d’entrainement motorisé peut comprendre un unique vérin électrique agencé au niveau de l’un des bords latéraux de l’ouvrant.
Chaque vérin 11 comprend deux extrémités 11A, 11B couplées chacune par un axe ou une rotule d’articulation respectivement au hayon 2 et à la structure de caisse 3 du véhicule 1.
Les vérins 11 sont associés à des moteurs électriques à courant continu 12 fonctionnant de manière synchrone et propres à entraîner alternativement en rotation dans un sens ou dans l’autre leurs vis sans fin de sorte à provoquer le pivotement à l’ouverture ou à la fermeture du hayon 2.
Chaque moteur 12 est raccordé par l’intermédiaire d’un circuit commandable de commutation 13 à une source d’alimentation continue 14 telle que la batterie du véhicule.
Les circuits 13 sont commandés par une unité de pilotage 15 comportant un calculateur doté d’un ou de plusieurs microprocesseurs interconnectés, ainsi qu’un module mémoire comprenant de la mémoire non volatile de type EEPROM, FLASH ou SSD ainsi que de la mémoire volatile.
Cette unité de pilotage 15 est reliée, directement ou via le boîtier de servitude intelligent (BSI) du véhicule, à un capteur de type gyroscope 16 lui transmettant en en temps réel l’inclinaison longitudinale θ du véhicule.
Ce gyroscope 16 est constitué avantageusement par celui intégré au système de correction électronique de trajectoire communément désigné sous l’acronyme anglais ESP (pour « Electronic Stability Program »).
La figure 2 illustre un schéma électrique de l’un des circuits de commutation 13 intégrés au dispositif d’entrainement motorisé 10.
Chaque circuit de commutation 13 d’un moteur à courant continu 12 est connecté à la source d’alimentation continue 14 via un modulateur par largeur d’impulsion 17, plus communément désigné sous l’acronyme anglais PWM (pour « Pulse Width Modulator ») et permettant de délivrer une tension d’alimentation hachée à haute fréquence dont la valeur moyenne est définie par le rapport cyclique correspondant au rapport de temps où le modulateur 17 est passant sur une période.
Le circuit 13 comporte un pont en H pour contrôler la polarité aux bornes de ce moteur à courant continu 12 et comprenant quatre commutateurs C1, C2, C3, C4constitués par des interrupteurs, des relais, des transistors, ou plus généralement des éléments de commutation.
Les commutateurs C1, C2, C3, C4du pont en H sont assemblés de sorte que le courant puisse passer soit dans un sens, soit dans l'autre dans le moteur à courant continu 12, ce qui permet de modifier le sens de rotation du moteur à courant continu 12 et donc celui de la vis sans fin du vérin électrique 12 de sorte à provoquer son allongement ou sa rétractation.
Ainsi, en fermant les commutateurs C1, C4et en ouvrant les commutateurs C2, C3, le pont en H permet au courant de passer dans un premier sens dans le moteur à courant continu 12 de sorte à provoquer le pivotement à l’ouverture du hayon 2.
Inversement, en fermant les commutateurs C2, C3et en ouvrant les commutateurs C1, C4, le pont en H permet au courant de passer dans un deuxième sens - inverse au premier - dans le moteur à courant continu 12, de sorte à provoquer le pivotement à la fermeture du hayon 2.
Deux diodes D1, D2en roue libre sont configurées pour canaliser (en renvoyant à un condensateur F1) la surtension induite par le moteur à courant continu 12 à cause de son inertie, et pour protéger les commutateurs C1, C2, C3, C4 de cette surtension.
Le condensateur F1, monté en parallèle avec le pont en H, sert également de condensateur de déparasitage afin de protéger le transistor à effet de champ T1et les diodes D1, D2en roue libre contre les courants parasites. Une diode D3est également prévue pour protéger le transistor à effet de champ T1.
La modulation de la tension moyenne d’alimentation permet ainsi de réguler la vitesse de rotation des moteurs 12 entrainant les vis sans fin des vérins et par la même la vitesse d’allongement ou de rétractation de ces vérins définissant la vitesse angulaire de pivotement du hayon.
L’unité de pilotage 15 est apte à enclencher et à gérer les cinématiques d’ouverture et de fermeture du hayon 2 en réponse à l’émission d’un signal de commande correspondant par un organe de commande accessible par l’utilisateur et constitué par exemple par un bouton implanté à proximité de l’ouvrant dans le coffre arrière, sur le tableau de bord du véhicule ou encore sur une télécommande de ce véhicule.
Cette unité de pilotage 15 est configurée de sorte à moduler, durant les cinématiques d’ouverture et de fermeture du hayon 2, la tension moyenne d’alimentation des moteurs 12 en fonction de l’allongement des vérins 11 (c'est-à-dire du degré d’ouverture du hayon 2).
Cette modulation de la tension moyenne d’alimentation est réalisée conformément à des profils d’ouverture et de fermeture prédéfinis en paliers, stockés dans une mémoire non volatile de cette unité de pilotage 15.
Chaque profil comprend par exemple une première zone d’accélération sur laquelle la tension des paliers successifs augmente, une deuxième zone de croisière où cette tension demeure constante, une troisième zone de décélération sur laquelle la tension des paliers successifs diminue, et une quatrième zone d’approche où cette tension demeure constante.
Selon l’invention, l’unité de pilotage 15 est également configurée de sorte à ajuster la tension moyenne d’alimentation des moteurs 12 des vérins 11 sur au moins une portion des cinématiques d’ouverture et de fermeture en fonction de l’inclinaison longitudinale θ du véhicule.
Ainsi, lorsque cette inclinaison longitudinale θ est montante d’un angle supérieur à une première valeur seuil prédéterminée comprise par exemple entre 5 et 15° (cas de figure illustré par la figure 1), la tension moyenne d’alimentation est augmentée en fin de cinématique de fermeture (par exemple via l’application d’un coefficient de pondération prédéfini stocké en mémoire) afin de compenser la diminution du couple rotatif exercé par le poids du hayon 2 de sorte à s’assurer de la fermeture effective du coffre et à limiter l’augmentation de la durée de la cinématique de fermeture.
Dans un tel cas de figure, la tension moyenne d’alimentation est également avantageusement augmentée en fin de cinématique d’ouverture afin de compenser l’augmentation du couple rotatif exercé par le poids du hayon 2 de sorte à s’assurer de l’ouverture complète du coffre et à limiter l’augmentation de la durée de la cinématique de d’ouverture.
A l’inverse, lorsque l’inclinaison longitudinale θ du véhicule est descendante d’un angle supérieur à la première valeur seuil prédéterminée, la tension moyenne d’alimentation est réduite en fin de cinématique de fermeture afin de compenser l’augmentation du couple rotatif exercé par le poids du hayon 2 de sorte à éviter le phénomène de « claquement » et tout stress mécanique de ce hayon ainsi qu’à limiter le raccourcissement de la durée de la cinématique de fermeture.
Dans un tel cas de figure, la tension moyenne d’alimentation est également avantageusement réduite en fin de cinématique d’ouverture afin de compenser la diminution du couple rotatif exercé par le poids du hayon de sorte à éviter tout stress mécanique sur le hayon et à limiter le raccourcissement de la durée de la cinématique d’ouverture.
De manière avantageuse, le niveau d’ajustement de la tension moyenne d’alimentation du moteur 12 de chaque vérin 11 varie en fonction de l’inclinaison longitudinale θ du véhicule.
On peut prévoir par exemple d’appliquer un premier coefficient de pondération lorsque l’inclinaison est inférieure ou égale une seconde valeur seuil prédéterminée comprise entre 20 et 25° et un second coefficient de pondération lorsque cette dernière est supérieure à ce même seuil.
Selon des variantes de réalisation non représentées, l’unité de pilotage on peut également être configurée pour court-circuiter le moteur 12 de chaque vérin 11 en fin de cinématique de fermeture du hayon 2 lorsque l’inclinaison longitudinale θ du véhicule est descendante d’un angle supérieur à encore une troisième valeur seuil prédéterminée (comprise par exemple entre 25 et 35°) supérieure aux première et seconde valeurs seuil.
Ceci a pour effet de générer un freinage magnétique des deux moteurs à courant continu 12 des vérins 11 s’opposant au couple rotatif exercé par le poids du hayon 2.

Claims (10)

  1. Dispositif d’entrainement motorisé d’un ouvrant (2) de véhicule tel qu’un hayon ou un volet de coffre monté pivotant autour d’un axe transversal (T) sur la structure de ce véhicule entre une position d’ouverture et une position de fermeture, ledit dispositif comportant au moins un vérin électrique (11) alimenté par un moteur à courant continu (12) et dont les deux extrémités (11A, 11B) sont articulées respectivement audit ouvrant (2) et à ladite structure, une unité de pilotage (15) apte à enclencher et à gérer les cinématiques d’ouverture et de fermeture de l’ouvrant (2) en réponse à l’émission d’un signal de commande correspondant ;
    caractérisé en ce qu’il comporte un capteur (16) apte à détecter l’inclinaison longitudinale dudit véhicule, ladite unité de pilotage (15) étant configurée pour ajuster la tension moyenne d’alimentation du moteur (12) de chaque au moins dit vérin (11) sur au moins une portion des cinématiques d’ouverture et de fermeture lorsque l’inclinaison longitudinale (θ) du véhicule est montante ou descendante d’un angle supérieur à une première valeur seuil prédéterminée.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tension moyenne d’alimentation est augmentée en fin de cinématique de fermeture dudit ouvrant (2) lorsque ladite inclinaison longitudinale (θ) du véhicule est montante d’un angle supérieur à ladite première valeur seuil prédéterminée.
  3. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite tension moyenne d’alimentation est augmentée en fin de cinématique d’ouverture dudit ouvrant (2) lorsque ladite inclinaison longitudinale (θ) est montante d’un angle supérieur à ladite première valeur seuil.
  4. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite tension moyenne d’alimentation est réduite en fin de cinématique de fermeture dudit ouvrant (2) lorsque ladite inclinaison longitudinale (θ) du véhicule est descendante d’un angle supérieur à ladite première valeur seuil.
  5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite tension moyenne d’alimentation est réduite en fin de cinématique d’ouverture dudit ouvrant (2) lorsque ladite inclinaison longitudinale (θ) est descendante d’un angle supérieur à ladite première valeur seuil.
  6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite première valeur seuil est comprise entre 5 et 15°.
  7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le niveau d’ajustement de la tension moyenne d’alimentation du moteur (12) de chaque au moins dit vérin (11) varie en fonction de ladite inclinaison longitudinale (θ) du véhicule.
  8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite unité de pilotage (15) est configurée pour court-circuiter le moteur (12) de chaque au moins dit vérin (11) en fin de cinématique de fermeture dudit ouvrant (2) lorsque ladite inclinaison longitudinale (θ) du véhicule est descendante d’un angle supérieur à une autre valeur seuil prédéterminée supérieure à ladite première valeur seuil.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite seconde valeur seuil est comprise entre 25 et 35°.
  10. Véhicule automobile doté d’un ouvrant (2) tel qu’un hayon ou un volet de coffre monté pivotant autour d’un axe transversal (T) sur la structure de ce véhicule entre une position d’ouverture et une position de fermeture, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif d’entrainement motorisé selon l’une des revendications 1 à 9.
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