FR2926316A1 - Methode de detection et procede de commande d'un actionneur pour ouvrant et vehicule mettant en oeuvre un tel procede - Google Patents

Abstract

Cette méthode de détection d'un effort additionnel (FR), résistant ou moteur, qui est exercé sur un ouvrant (P) de véhicule automobile et qui se superpose à l'effort d'actionnement (F21) dudit ouvrant (P) exercé par un actionneur électrique (M) comprend les étapes itératives consistant à :- a) réaliser des mesures de plusieurs grandeurs (lM, UM, omegaM) associées à l'actionneur (M) ;- b) estimer au moins une variable caractéristique dudit effort additionnel (FR) ;- c) enregistrer ladite variable dans une mémoire ;- d) calculer, à partir des valeurs consécutives enregistrées dans ladite mémoire, la variation dynamique de la variable ;- e) comparer ladite variation à au moins un seuil ; et- f) en cas de dépassement dudit seuil, émettre un signal indiquant la présence d'un effort additionnel (FR).

Description

METHODE DE DETECTION ET PROCEDE DE COMMANDE D'UN ACTIONNEUR POUR OUVRANT ET VEHICULE METTANT EN OEUVRE UN TEL PROCEDE

La présente invention concerne, d'une part, une méthode de détection d'un effort additionnel exercé sur un ouvrant de véhicule automobile. D'autre part, l'invention concerne un procédé de commande d'un actionneur électrique pour déplacer un tel ouvrant, ce procédé mettant en oeuvre la méthode objet de l'invention. Par ailleurs, l'invention se rapporte à un véhicule de type automobile mettant en oeuvre un tel procédé. Lorsqu'un ouvrant est actionné par un actionneur électrique, il est nécessaire d'intégrer des fonctions de sécurité à la commande de cet actionneur, de façon à limiter l'effort exercé par l'ouvrant sur un éventuel obstacle. Cet obstacle peut se trouver sur la trajectoire d'ouverture de l'ouvrant, par exemple un mur, ou sur sa trajectoire de fermeture, par exemple une partie du corps d'un utilisateur de l'ouvrant, tel qu'un doigt. De telles fonctions assurent donc la sécurité matérielle de l'ouvrant et/ou de son actionneur, ainsi que la sécurité de l'utilisateur.

Comme exemple d'ouvrant motorisé sur un véhicule automobile, on peut citer de manière non limitative des vitres électriques, un panneau de toit escamotable ou encore des portes latérales coulissantes. Un véhicule automobile de l'art antérieur, équipé de tels ouvrants et des actionneurs électriques qui les meuvent, met généralement en oeuvre pour commander chaque actionneur une méthode de détection d'obstacle qui indique s'il faut arrêter ou inverser le mouvement de l'ouvrant. Les méthodes de détection d'obstacle de l'art antérieur réalisent rarement une détection directe de l'obstacle, c'est-à-dire au moyen d'un capteur intégré à l'ouvrant pour repérer l'obstacle, car il est très coûteux de couvrir toutes les zones à risques sur l'ouvrant. Les méthodes de détection de l'art antérieur privilégient donc la détection indirecte de l'obstacle, comme cela est illustré sur les figures 1 et 2. Dans la méthode de la figure 1, la vitesse de l'ouvrant v(t) est mesurée au cours de l'actionnement de l'ouvrant repéré sur un axe de temps t. La vitesse mesurée vmes est comparée à un profil de vitesse nominale vnom et l'arrêt stop du mouvement de l'ouvrant est commandé lorsque l'écart Av entre la vitesse mesurée vmes et la vitesse nominale vnom dépasse un seuil prédéterminé. FR-A-2 572 765 décrit une méthode de détection similaire, qui est illustrée à la figure 2. L'accélération a(t) est mesurée en permanence au cours de son mouvement. L'arrêt stop de l'ouvrant est commandé lorsque l'accélération mesurée ames devient négative et dépasse un seuil Aa, c'est-à-dire lorsque le mouvement de l'ouvrant présente une décélération importante. Alternativement, les méthodes de détection indirecte d'obstacles peuvent mesurer une grandeur associée au fonctionnement du moteur électrique qui entraine l'ouvrant, tel que son courant d'alimentation, sa tension de commande ou sa vitesse de rotation. La détection d'un obstacle est encore effectuée par comparaison de la grandeur avec un profil nominal ou par détection d'une variation dynamique brutale de cette grandeur.

Les figures 3 et 4 illustrent une telle méthode de détection par la mesure d'un signal S(t) associé au moteur électrique actionnant l'ouvrant. En l'occurrence, le signal S(t) est issu d'un capteur incrémentai 32, de type optique, détectant des singularités 31 disposées sur une roue codeuse 30. Comme le montre le chronogramme de la figure 4, à chaque front montant 41 et à chaque front descendant 42 du signal S(t), on détermine une temporisation à ne pas dépasser avant le prochain front de même sens. Cette temporisation est définie comme la somme de la durée séparant les deux derniers fronts montants ou descendants et d'une durée supplémentaire dont la valeur est précalibrée en fonction de la décélération de l'ouvrant due à un obstacle réel. Pour cela, la durée Ato du cycle séparant les deux derniers fronts montants constitue l'incrément AS du signal S(t). Les méthodes de détection et procédés de commande de l'art antérieur présentent cependant plusieurs inconvénients dus à leur principe de détection. Tout d'abord, les seuils de détection s'avèrent délicats à calibrer, car ils sont soit basés sur des paramètres peu représentatifs du mouvement réel de l'ouvrant, tel que le courant d'alimentation ou la tension de commande de l'actionneur, soit basés sur des paramètres, tels que la vitesse de l'ouvrant ou le profil nominal de cette vitesse, qui sont réglables.

En outre, les méthodes de détection de l'art antérieur ne prennent pas en compte l'ensemble des grandeurs mesurables et représentatives du mouvement de l'ouvrant. Les méthodes de l'art antérieur n'emploient donc que la détection d'une grandeur unique. Or, de fausses détections peuvent être induites par les disparités de fabrication d'une série d'ouvrants, les conditions climatiques, hygrométrie, température ou vent, et par l'inclinaison du véhicule dans une pente ou sur un dévers. Ainsi, il s'avère difficile de trouver un compromis entre la nécessité de minimiser les conséquences d'une collision entre l'ouvrant et l'obstacle, tel qu'un pincement ou un choc, et la nécessité d'éviter les fausses détections, pour lesquelles il n'existe pas d'obstacle. Une détection basée sur une seule grandeur est davantage sujette aux fausses détections. Par ailleurs, les méthodes de détection de l'art antérieur n'offrent aucune fonction d'assistance à l'ouverture ou à la fermeture de l'ouvrant pour le cas où l'utilisateur souhaite accélérer ces mouvements. Une telle fonction est particulièrement adaptée aux portes latérales coulissantes. La présente invention vise notamment à remédier à ces inconvénients, en proposant une méthode de détection d'un actionneur électrique efficace, peu sujette aux fausses détections, fiable, c'est-à-dire ne nécessitant pas de recalibration, et offrant une assistance à l'utilisateur de l'ouvrant.

A cet effet, l'invention a pour objet une méthode de détection d'un effort additionnel, résistant ou moteur, qui est exercé sur un ouvrant de véhicule automobile et qui se superpose à l'effort d'actionnement dudit ouvrant exercé par un actionneur électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes itératives consistant à : - a) réaliser des mesures de plusieurs grandeurs associées à l'actionneur ; - b) estimer, à partir des mesures réalisées à l'étape a), au moins une variable caractéristique dudit effort additionnel ; - c) enregistrer ladite variable dans une mémoire apte à enregistrer plusieurs valeurs consécutives de ladite variable ; - d) calculer, à partir des valeurs consécutives enregistrées dans ladite mémoire, la variation dynamique de la variable ; - e) comparer ladite variation à au moins un seuil ; et 30 - f) en cas de dépassement dudit seuil, émettre un signal indiquant la détection d'un effort additionnel. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais facultatives de l'invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible : - lesdites grandeurs comprennent le courant d'alimentation de l'actionneur, la tension de commande de l'actionneur et la vitesse d'un organe de sortie de l'actionneur ; - l'étape b) d'estimation de ladite variable comprend les étapes consistant à : - b1) entrer lesdites mesures dans un filtre mathématique modélisant le fonctionnement électrique et mécanique de l'actionneur et le fonctionnement mécanique de l'ouvrant ; - b2) mettre en oeuvre ledit filtre, par exemple au moyen d'un calculateur en utilisant un gain prédéterminé dudit filtre et des matrices d'un modèle représentatif du fonctionnement dynamique de l'actionneur et de l'ouvrant, ledit modèle étant défini sous forme d'état. - la variation dynamique calculée à l'étape d) représente la différence entre la valeur de ladite variable estimée lors de la plus récente itération de l'étape d) et une moyenne glissante de ladite variable - la variation dynamique calculée à l'étape d) représente la fonction dérivée de l'évolution temporelle de ladite variable, définie par exemple comme la différence entre la valeur de la variable représentative de l'effort additionnel estimée à l'étape b) lors de la plus récente itération et la valeur de cette variable estimée lors de l'avant-dernière itération, ladite différence étant divisée par l'intervalle de temps entre ces deux dernières itérations ; - l'étape e) consiste à comparer ladite variation dynamique à quatre seuils déterminés en fonction du sens d'actionnement de l'ouvrant, à savoir ouverture ou fermeture, et du type d'effort additionnel à détecter, à savoir résistance à l'actionnement de l'ouvrant présentée par un obstacle ou demande d'accélération de l'actionnement de l'ouvrant formulée par un utilisateur ; - la méthode comprend une étape préalable consistant à enregistrer un modèle de la cinématique de l'ouvrant et le ou chaque seuil est déterminé en fonction de ce modèle. D'autre part, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un actionneur électrique destiné à ouvrir et/ou à fermer un ouvrant, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre une méthode de détection telle qu'exposée ci-dessus et en ce qu'il comprend une étape g) consistant à transmettre le signal émis à l'étape f) à l'actionneur en tant que consigne d'arrêt ou d'accélération de l'actionnement de l'ouvrant.

Par ailleurs, l'invention a pour objet un véhicule automobile comprenant au moins un ouvrant, tel qu'une porte latérale coulissante, une vitre ou un panneau de toit escamotable, et un actionneur électrique pour déplacer cet ouvrant, ainsi qu'un calculateur pour commander l'actionneur, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens pour réaliser des mesures de plusieurs grandeurs associées à l'actionneur, et en ce que le calculateur est programmé pour mettre en oeuvre un procédé de commande tel qu'exposé ci-dessus. L'invention sera bien comprise et d'autres avantages de celle-ci ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1, précédemment décrite, est un diagramme illustrant une méthode de détection de l'art antérieur ; - la figure 2, précédemment décrite, est un diagramme illustrant une autre méthode de détection de l'art antérieur ; - la figure 3, précédemment décrite, illustre un dispositif de détection 25 de l'art antérieur ; - la figure 4, précédemment décrite, est un chronogramme illustrant la méthode de détection employant le dispositif de la figure 3, précédemment décrite ; - la figure 5 illustre un ouvrant et son actionneur appartenant à un 30 véhicule conforme à l'invention ; - la figure 6 est un organigramme illustrant une méthode de détecticn conforme à l'invention, permettant de commander l'actionneur de la figure 5 ; - la figure 7 montre une machine à états illustrant les états dans lesquels peut se trouver l'ouvrant de la figure 5, ainsi que les transitions entre ces différents états ; et - la figure 8 est un organigramme illustrant un procédé de commande conforme à l'invention. La figure 5 montre un ouvrant, en l'occurrence une porte latérale coulissante P d'un véhicule automobile conforme à l'invention, qui peut être mû par un moteur M constituant un actionneur électrique de type rotatif. Alternativement, l'ouvrant peut être une vitre électrique, un panneau de toit escamotable ou tout autre ouvrant mobile d'un véhicule automobile. Le moteur M entraîne en rotation un tambour 20, où un câble 21 peut s'enrouler ou se dérouler selon le sens de rotation du tambour 20. Le câble 21 est engagé autour de deux poulies 22 situées de part et d'autre du tambour 20. Le câble 21 entraîne deux galets 23 en translation parallèlement à un axe X et au sein d'un rail 24 apte à guider les galets 23. Le câble 21 présente en fait deux brins qui sont chacun enroulés sur le tambour 20 et qui sont liés respectivement à l'un et à l'autre des galets 23 en passant autour de l'une et de l'autre des poulies 22. La porte P est solidarisée aux galets 23 par l'intermédiaire d'un chariot 25, si bien qu'elle est aussi entraînée en translation selon l'axe X par le moteur M. La course de la porte P s'étend entre deux positions extrêmes, à savoir une position fermée XF et une position ouverte Xo. La position courante ou instantanée Xp de la porte P le long de l'axe X est donc limitée par les positions fermée XF et ouverte Xo. Lors des actionnements de la porte P par le moteur M, c'est-à-dire lors de l'ouverture et de la fermeture de la porte P, la porte P présente une vitesse instantanée vp(t) variable et dont le signe est défini arbitrairement comme positif dans le sens d'ouverture de la porte P. Inversement, la vitesse vp(t) est de signe négatif lorsque la porte P est en cours de fermeture. Pour faciliter la compréhension de l'invention, le mouvement de l'ouvrant constitué par la porte P est ici réduit à une translation rectiligne, bien qu'il puisse en réalité se composer de translations curvilignes, notamment en bout de course, voire de rotations.

On considère que, au cours d'un actionnement normal de la porte P, seul le moteur M exerce des efforts sur la porte P. Ainsi, sous l'impulsion du moteur M, le câble 21 exerce un effort F21 sur la porte P ; cet effort est parfois qualifié d'effort de traînée . Cependant, au cours de son actionnement, la porte P peut subir un effort additionnel FR qui se superpose à l'effort d'actionnement F21 qu'exerce le câble 21 sur la porte P. Le terme superposé signifie ici que l'effort additionnel FR perturbe l'actionnement normal de la porte P par le moteur M, c'est-à-dire qu'il tend à freiner ou, au contraire, à accélérer le mouvement de la porte P. L'effort additionnel FR peut donc être de type résistant ou de type moteur.

Le terme résistant qualifie ici un effort FR tendant à freiner le mouvement de la porte P, ouverture ou fermeture, et le terme moteur qualifie ici un effort FR qui tend à accélérer le mouvement de la porte P. Le véhicule automobile conforme à l'invention comprend en outre un circuit électronique de puissance 3 pour alimenter le moteur électrique M, ainsi qu'un calculateur 4 pour contrôler le fonctionnement du moteur M et commander le circuit 3, donc le moteur M. Le calculateur 4 est programmé pour mettre en oeuvre un procédé conforme à l'invention de commande du moteur M, tel que décrit ci-après. Ce procédé de commande consiste à mettre en oeuvre une méthode de détection d'un effort additionnel FR, telle que décrite ci-après. En outre, ce procédé de commande comprend une étape consistant à transmettre au moteur M une consigne d'arrêt ou d'accélération du mouvement de la porte P, selon les signaux résultant de la mise en oeuvre de cette méthode de détection. Une méthode conforme à l'invention de détection d'un effort additionnel FR est représentée schématiquement à la figure 6. La première étape a) de cette méthode consiste à réaliser des mesures de plusieurs grandeurs associées au moteur M. Le terme associées signifie ici que ces grandeurs sont liées au fonctionnement du moteur M. En pratique, ces grandeurs comprennent le courant d'alimentation IM, la tension de commande UM et la vitesse de rotation wM du moteur M. La vitesse wM correspond à la vitesse de l'organe de sortie du moteur M. En l'occurrence, il s'agit de la vitesse de rotation d'un arbre de sortie 26 qui relie le moteur M au tambour 20. Alternativement, il pourrait s'agir d'une vitesse linéaire dans le cas où l'actionneur présente un mouvement linéaire. Le véhicule conforme à l'invention comprend des moyens 5 et 6, visibles à la figure 5, pour réaliser l'étape a), c'est-à-dire pour mesurer les grandeurs UM, IM, cOM. Dans cette méthode de détection, l'étape suivante b) consiste à estimer, à partir des mesures réalisées à l'étape a), au moins une variable caractéristique des efforts FR et F21 subis par la porte P. Cette étape b) d'estimation d'une telle variable comprend les étapes b1) à b2) qui sont successivement décrites ci-après. L'étape b1) consiste à entrer les mesures UM, lm et cOM réalisées à l'étape a) dans un filtre estimateur mathématique modélisant le fonctionnement électrique et mécanique du moteur M et le fonctionnement mécanique de la porte P.

L'équation modélisant le fonctionnement électrique du moteur M relie le courant d'alimentation IM, la tension de commande UM et la vitesse de rotation cOM du moteur M : RMIM(t)= UM(t)ùKect)M(t) [E1] avec : lm courant d'alimentation électrique du moteur M ; UM tension de commande du moteur M ; WM vitesse de rotation du moteur M ; RM résistance interne du moteur M ; Ke constante de force contre-électromotrice du moteur M ; t temps.

L'équation fondamentale de la dynamique appliquée à l'arbre de sortie 26 du moteur M permet d'exprimer l'accélération rotative du moteur M : JMcbM (t) = KcIM (t) ù aMCOM (t) ù R20F21(t) [E2] avec : JM moment d'inertie de l'arbre de sortie 26 du moteur M ; Éon/1 accélération du moteur M ; Kc constante de couple du moteur M ; am amortissement visqueux en rotation ; R20 rayon du tambour 20 ; F21 effort appliqué par le câble 21 sur la porte P. 9 L'équation fondamentale de la dynamique appliquée à la porte P permet d'exprimer son accélération linéaire : mpvp(t)= F21( t) ù FR (t) ù apvp (t) [E3] avec : F21 effort appliqué par le câble 21 sur la porte P ; FR effort additionnel exercé sur la porte P (grandeur à estimer) ; mp masse de la porte P ; ap amortissement visqueux en translation selon l'axe X ; vp vitesse de la porte P en translation selon l'axe X ; V p accélération de la porte P en translation selon l'axe X .

L'allongement du câble 21 s'obtient par intégration de la différence des vitesses linéaires au niveau du tambour 20 : L21(t)=R20ïM(t)ùvp(t) [E4] avec : L21 allongement du câble 21. L'effort dans le câble 21 est directement lié à son allongement : F21 (t) = K21L21 (t) [E5] avec : K21 raideur du câble 21. Les équations [E1] à [E5] peuvent être associées dans un système sous forme d'état : x1(t) A1x1(t)+B1u1(t) [E6] YM(t) = C1x1(t) avec : x1 = [coM L21 vp ]T vecteur d'état ; u1 = [UM FR ]T vecteur des entrées ; YM = [IM coM ]T vecteur des sorties. Les matrices A1, B1 et C1 sont des constantes et peuvent s'écrire en fonction des paramètres associées aux équations [El] à [E5], à savoir Ke, Kc , JM , aM, R20, mp, ap et K21. Pour faire apparaître la grandeur effort additionnel FR en sortie du modèle d'estimation, on adopte un modèle générateur de type constant pour l'effort FR : FR (t) = Constante = FR (t) = 0 [E7] Ce choix se justifie par sa simplicité et par le fait que l'on ne dispose d'aucune information permettant de choisir un modèle générateur d'un autre type (rampe, sinusoïdal...). En injectant l'équation [E7] dans le système [E6], on obtient le modèle suivant : x1 (t) Al B12 x1(t) + B L 11 XZ(t) _ o o x2(t) o u t YM (t) [cl 0] x1(t) x2(t) Yo(t)=[o 1] xi(t) x2(t) avec : yo = x2 = FR ; _ B1 = [B11 B12 ]r , u=UM.

Sous forme vectorielle, ces équations deviennent : x(t) = Ax(t)+ Bu(t) YM(t) = CMx(t) [E9] y0(t) = Cox(t) avec : x(t) = x1(t)

x2 (t) A = Al B12 0 0 ' B = 611 0 CM = [C1 0] ; Co = [0 1]. Le filtre estimateur associé au modèle défini par l'équation [E9] s'écrit alors de manière classique : x(t) = Ax(t) + Bu(t)+ Ko (yM (t) ù ÿM (t)) (t) = (A ù KoCM)x(t)+ Bu(t) + KoyM (t) 9m(t) = CMx(t) [E10] [90(t) = Cox(t) l0(t) = Cox(t) [E8] avec : vecteur d'états estimé ; y. vecteur de sortie estimée ; K. gain du filtre estimateur. La mise en oeuvre de ce filtre estimateur sur un calculateur nécessite le calcul du gain K.. Ce calcul est réalisé, par exemple en appliquant la méthodologie de Kalman, à partir des matrices constantes A , B et CM . Ces équations font apparaître : • en entrée : u = UM et yM = [IM coM ]T ; • en sortie : ÿo = FR , l'estimation de l'effort additionnel FR.

Par conséquent, la mise en oeuvre du filtre estimateur [E10] dans le calculateur 4, au cours d'une étape b2), permet d'estimer l'effort additionnel FR à partir des grandeurs associées à l'actionnement de la porte P que sont la tension de commande UM, le courant d'alimentation lm et la vitesse de rotation wM du moteur M.

Ainsi, l'étape b) de la méthode de détection selon l'invention permet d'estimer, à partir des mesures réalisées à l'étape a), une variable caractéristique de l'effort additionnel FR, qui est en l'occurrence l'effort FR lui-même. Une telle variable pourrait cependant être simplement proportionnelle à l'effort additionnel FR et donc en être différente. On citera par exemple le couple résistant appliqué à l'arbre de rotation du moteur électrique. L'étape c) suivante consiste à enregistrer la valeur de l'effort FR, estimée au cours de l'étape b), dans une mémoire apte à enregistrer plusieurs valeurs consécutives de l'effort additionnel FR. En effet, l'effort FR varie au cours de l'actionnement de la porte P, passant d'une valeur nulle ou négligeable à une valeur significative, puisqu'il s'agit, par définition, d'un effort sporadique dû à la présence d'un obstacle ou d'un effort moteur exercé par un utilisateur demandant l'accélération de l'actionnement. Comme les étapes a) et b) sont itératives, elles permettent d'estimer en permanence la valeur de l'effort additionnel FR. La capacité de la mémoire mise en oeuvre à l'étape c) est sélectionnée pour enregistrer plusieurs valeurs consécutives de l'effort FR, sur une course normale de la porte P. 11 Pour formuler une demande d'accélération de l'actionnement de la porte P, un utilisateur tire ou pousse la porte P dans son sens d'actionnement, cette traction ou cette poussée est alors interprétée par le calculateur 4 comme une demande de la part de l'utilisateur et une consigne est émise pour accélérer le mouvement de la porte P. A partir des valeurs de l'effort FR enregistrées dans cette mémoire, le calculateur 4 calcule, au cours d'une étape d), la variation dynamique de l'effort FR au cours de l'intervalle de temps qui sépare la première et la dernière itération ayant donné lieu à l'enregistrement de valeurs de l'effort FR dans la mémoire associée au calculateur 4. Par dynamique on désigne une variation de l'effort FR réalisée au cours d'un intervalle de temps. La dernière itération correspond à l'instant courant, où la porte P se trouve dans la position Xp. Deux modes de calcul sont possibles pour estimer la variation dynamique de l'effort.

Tout d'abord, le premier mode de calcul consiste à comparer la valeur courante de l'effort estimée avec une moyenne glissante de cette grandeur sur un intervalle de temps. Cet intervalle de temps peut être sélectionné relativement long, en pratique compris entre 0,5 s et 2 s, si bien que la variation de l'effort FR calculée à l'étape d) représente une moyenne temporelle de l'effort FR. Dans ce cas, la mémoire enregistre périodiquement, par exemple toutes les 1 ms, la valeur de l'effort FR durant cet intervalle de temps relativement long, puis elle écrase les valeurs enregistrées les plus anciennes, réalisant ainsi une moyenne temporelle mFR dite glissante de l'effort FR. En d'autres termes, la valeur de cette moyenne est recalculée à chaque fois qu'une nouvelle valeur de l'effort FR est estimée, c'est-à-dire après chaque itération de l'étape b). La variation de l'effort FR, au cours de l'intervalle de temps relativement long, est formée par la différence entre la valeur de l'effort FR(t) estimée lors de la plus récente itération de l'étape b) et la moyenne glissante mFR . On note alors cette variation FR ûmFR . Alternativement, la variation de l'effort FR peut être la dérivée dFR/dt de l'évolution temporelle de l'effort FR, c'est-à-dire la différence entre la valeur de la variable représentative de l'effort FR estimée à l'étape b) lors de la plus récente itération et la valeur estimée lors d'une itération précédente, par exemple l'avant- dernière, cette différence étant divisée par l'intervalle de temps entre ces deux dernières itérations. L'intervalle de temps considéré est donc fonction du temps de passage à l'itération suivante. La dérivée dFR/dt prend une valeur nulle tant que l'effort FR est constant, par exemple nul, mais elle varie dés que l'effort FR varie.

L'étape e) suivante consiste à comparer la variation de l'effort FR calculée à l'étape d) à plusieurs seuils définis en fonction notamment du mode de calcul de la variation dynamique, soit par la méthode de la moyenne glissante soit par la méthode de la dérivée, du type d'effort FR à détecter, résistant ou moteur, et éventuellement d'un modèle de la cinématique de la porte P qui est préenregistré et qui peut intégrer par exemple les points durs où le mouvement de la porte P est systématiquement freiné. L'étape f) suivante consiste à émettre un signal indiquant la détection d'un effort additionnel FR lorsqu'un tel seuil est dépassé. Dans le cas de la dérivée temporelle, l'étape e) consiste à comparer cette dérivée dFR/dt à quatre seuils SI, S2, S3 ou S4 qui sont déterminés en fonction du sens d'actionnement de la porte P, ouverture ou fermeture, et du type d'effort FR que l'on cherche à détecter, résistant ou moteur. Les seuils SI à S4 sont directement calibrés en Newton par seconde (N/s). Ainsi, le dépassement du seuil SI ou du seuil S2 est dû à la présence d'un obstacle, donc à un effort FR résistant, respectivement au cours de l'ouverture et de la fermeture de la porte P. Le dépassement du seuil S3 ou du seuil S4 est provoqué par une demande d'assistance d'un utilisateur, donc par un effort FR moteur, respectivement au cours de l'ouverture et de la fermeture de la porte P. Dans le cas de la moyenne glissante, la valeur de la variation FR û mFR est comparée, suivant l'étape e), à quatre seuils TI, T2, T3 ou T4 de la même manière que dans le cas de la dérivée. La différence est que dans ce cas les seuils sont calibrés en Newton (N). Pour déterminer quel seuil doit être comparé à l'effort estimé, une machine d'états représentée à la figure 7, est intégrée au calculateur 4. Les états de la porte P, encadrés sur la figure 7, sont : - ouvrant complètement fermé, - ouvrant complètement ouvert, -arrêt intermédiaire : ouvrant arrêté en position intermédiaire, c'est-à-dire entrouvert, - fermeture en cours : ouvrant en phase de fermeture à vitesse normale ou rapide, - ouverture en cours : ouvrant en phase d'ouverture à vitesse normale ou rapide.

Les transitions entre ces états, représentées par des flèches à la figure 7, sont : - obstacle : détection d'obstacle signalée, - assistance : détection de demande d'assistance signalée, - action : demande d'actionnement de l'ouvrant formulée par l'utilisateur, - fin de course : signalée par des capteurs de fin de course en phase d'ouverture ou en phase de fermeture. La transition action permet ainsi de passer de l'état ouvrant fermé à l'état ouverture en cours . Cette ouverture se fait d'abord à vitesse normale, puis à vitesse rapide si l'utilisateur formule une demande d'assistance (transition assistance ), c'est-à- dire d'accélération de l'ouvrant. De l'état ouverture en cours , on passe normalement à l'état ouvrant ouvert lorsque la transition fin de course est franchie par l'activation d'un capteur correspondant. Cependant, le mouvement d'ouverture s'interrompt pour passer dans l'état intermédiaire lorsque le calculateur 4 émet un signal indiquant la détection d'un obstacle (transition obstacle ). Une action de l'utilisateur permet de passer de l'état intermédiaire ou ouvrant ouvert à l'état fermeture en cours . La fermeture est réalisée à vitesse normale, ou à vitesse rapide en cas de demande d'assistance par l'utilisateur. En cas de détection d'un obstacle lorsque la fermeture est en cours, le mouvement de la porte P est inversé, ce qui amène dans l'état ouverture en cours . Cela permet à l'utilisateur de dégager l'obstacle et ainsi de limiter les conséquences de la collision. En l'absence d'obstacle détecté, la transition fin de course , signalée par un capteur approprié, permet de passer de l'état fermeture en cours à l'état ouvrant fermé . Le véhicule objet de l'invention peut mettre en oeuvre soit la méthode de détection basée sur une moyenne glissante mFR , soit la méthode de détection basée sur la dérivée dFR/dt. Le véhicule objet de l'invention peut toutefois mettre en oeuvre en parallèle les deux méthodes précitées, afin de minimiser le risque de fausse détection. L'organigramme de la figure 8 représente les principales étapes de l'algorithme de contrôle-commande du moteur M actionnant la porte P. Cet algorithme comprend des étapes d'un procédé de commande du moteur M selon l'invention. Après le début de l'algorithme, le premier test consiste à déterminer si l'utilisateur a demandé l'ouverture ou la fermeture de la porte P. Dans le cas où l'ouverture est demandée, le moteur M est commandé pour ouvrir la porte P.

Puis, l'algorithme teste la condition fin de course . Si cette condition est remplie, la porte P est à l'état ouvert et l'algorithme se termine. Si cette condition n'est pas remplie, l'algorithme met en oeuvre une méthode de détection telle que précédemment décrite en commençant par estimer l'effort FR suivant l'étape b). On compare ensuite la dérivée dFR/dt au seuil SI pour détecter un éventuel obstacle. Si la dérivée dFR/dt est supérieure au seuil SI, l'algorithme commande directement l'arrêt de l'ouvrant suivant une étape g) de commande du moteur M. En revanche, en l'absence d'obstacle, l'algorithme compare la dérivée dFR/dt au seuil S3, afin de détecter une éventuelle demande d'assistance ou d'accélération de l'ouverture par l'utilisateur. En l'absence d'une telle demande, l'algorithme ferme la boucle en continuant à commander le moteur M dans le sens de l'ouverture. En revanche, si la dérivée dFR/dt est inférieure au seuil -S3, ce qui signifie que l'utilisateur exerce un effort moteur pour demander l'accélération du mouvement, l'algorithme transmet au moteur M une consigne d'ouverture rapide de la porte P suivant l'étape g).

Par la suite, durant cette ouverture rapide de la porte P, l'algorithme teste, comme précédemment, la condition fin de course et il continue d'estimer l'effort FR en permanence, suivant l'étape b), afin de détecter un éventuel obstacle, auquel cas il envoie au moteur M une consigne d'arrêt de la porte P. La moitié droite de l'organigramme de la figure 8 illustre la phase de fermeture de la porte P. La description donnée ci-dessus de l'algorithme d'ouverture peut être directement transposée à l'algorithme de fermeture. L'algorithme de fermeture se différencie néanmoins de l'algorithme d'ouverture par les seuils appliqués à la détection d'obstacles et de demande d'assistance, respectivement S2 et S4, au lieu de SI et S3, et par le sens de comparaison de la dérivée dFR/dt à ces seuils puisque la porte P se déplace en sens inverse. D'autre part, comme indiqué en relation avec la figure 7, si un obstacle est détecté pendant la phase de fermeture, à vitesse normale ou à vitesse rapide, l'algorithme repasse en phase d'ouverture pour inverser le mouvement de la porte P et permettre à l'utilisateur de dégager l'obstacle. Une méthode de détection conforme à l'invention permet ainsi de faciliter la calibration de l'algorithme de contrôle-commande du moteur M, car elle est basée sur un modèle physique et elle exprime un résultat sous forme d'une grandeur physique. L'effort FR peut en effet être donné en newtons, tandis que les méthodes de détection de l'art antérieur ne se basent que sur un courant d'alimentation ou une tension de commande de l'actionneur. La calibration de l'algorithme de contrôle-commande est facilitée par le fait que les normes sécuritaires pour les ouvrants de type vitres électriques indiquent une limite d'effort résistant exprimée directement en newtons, par exemple 100 N dans le cas des normes européennes 2000/4/EC. Par ailleurs, l'invention permet d'intégrer toutes les mesures disponibles au modèle mathématique du filtre estimateur, tandis que les méthodes de détection de l'art antérieur se contentent d'une seule mesure. Une méthode de détection conforme à l'invention offre donc une précision optimale pour la détection d'obstacles, ce qui permet d'atteindre le meilleur compromis entre les fausses détections d'obstacles virtuels et la minimisation des dégâts causés par la collision avec un obstacle, par exemple le pincement d'un doigt. En d'autres termes, l'invention permet de réduire un effort de pincement sans générer de fausses détections. De plus, un véhicule conforme à l'invention, mettant en oeuvre une méthode de détection et un procédé de commande conformes à l'invention, offre une prestation supplémentaire aux utilisateurs en permettant la détection d'une demande d'assistance formulée par un utilisateur en forçant le mouvement d'ouverture ou de fermeture de l'ouvrant. Une telle détection permet de commander à l'actionneur électrique l'accélération du mouvement de l'ouvrant.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Méthode de détection d'un effort additionnel (FR), résistant ou moteur, qui est exercé sur un ouvrant (P) de véhicule automobile et qui se superpose à l'effort d'actionnement (F21) dudit ouvrant (P) exercé par un actionneur électrique (M), caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes itératives consistant à : - a) réaliser des mesures de plusieurs grandeurs (IM, UM, WM) associées à l'actionneur (M) ; - b) estimer, à partir des mesures réalisées à l'étape a), au moins une variable caractéristique dudit effort additionnel (FR) ; - c) enregistrer ladite variable dans une mémoire apte à enregistrer plusieurs valeurs consécutives de ladite variable ; - d) calculer, à partir des valeurs consécutives enregistrées dans ladite mémoire, la variation dynamique (FR ûmFR ; dFR/dt) de la variable (FR) ; - e) comparer ladite variation (FR ûmFR ; dFR/dt) à au moins un seuil (Ti, T2, T3, T4 ; Si, S2, S3, S4) ; et - f) en cas de dépassement dudit seuil (T1, T2, T3, T4 ; Si, S2, S3, S4), émettre un signal indiquant la détection d'un effort additionnel (FR).

2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites grandeurs comprennent le courant d'alimentation (IM) de l'actionneur (M), la tension de commande (UM) de l'actionneur (M) et la vitesse (WM) d'un organe de sortie (26) de l'actionneur (M).

3. Méthode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'étape b) d'estimation de ladite variable comprend les étapes consistant à : -b1) entrer lesdites mesures dans un filtre mathématique modélisant le fonctionnement électrique et mécanique de l'actionneur (M) et le fonctionnement mécanique de l'ouvrant (P) ; et - b2) mettre en oeuvre ledit filtre, par exemple au moyen d'un calculateur (4) en utilisant un gain Ko prédéterminé dudit filtre et des matrices (A, B, Cm, Co) d'un modèle représentatif du fonctionnementdynamique de l'actionneur (M) et de l'ouvrant (P), ledit modèle étant défini sous forme d'état.

4. Méthode selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la variation dynamique (FR ûmFR) calculée à l'étape d) représente la différence entre la valeur de ladite variable estimée (FR) lors de la plus récente itération de l'étape d) et une moyenne glissante (mFR ) de ladite variable.

5. Méthode selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite variation dynamique calculée à l'étape d) représente la fonction dérivée (dFR/dt) de l'évolution temporelle de ladite variable (FR), définie par exemple comme la différence entre la valeur de la variable représentative de l'effort additionnel (FR) estimée à l'étape b) lors de la plus récente itération et la valeur de ladite variable estimée lors de l'avant-dernière itération, ladite différence étant divisée par l'intervalle de temps entre ces deux dernières itérations.

6. Méthode selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que l'étape e) consiste à comparer ladite variation dynamique (FR ûmFR ; dFR/dt) à quatre seuils (Ti, T2, T3, T4 ; SI, S2, S3, S4) déterminés en fonction du sens d'actionnement de l'ouvrant (P), à savoir ouverture ou fermeture, et du type d'effort additionnel (FR) à détecter, à savoir résistance à l'actionnement de l'ouvrant (P) présentée par un obstacle ou demande d'accélération de l'actionnement de l'ouvrant (P) formulée par un utilisateur.

7. Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une étape préalable consistant à enregistrer un modèle de la cinématique de l'ouvrant (P) et en ce que le ou chaque seuil (TI, T2, T3, T4 ; SI, S2, S3, S4) est déterminé en fonction de ce modèle.

8. Procédé de commande d'un actionneur électrique (M) destiné à ouvrir et/ou à fermer un ouvrant (P) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre une méthode de détection selon l'une des revendications précédentes et en ce qu'il comprend une étape g) consistant à transmettre le signal émis à l'étape f) à l'actionneur (M) en tant que consigne d'arrêt ou d'accélération de l'actionnement de l'ouvrant (P).

9. Véhicule automobile comprenant au moins un ouvrant (P), tel qu'une porte latérale coulissante, une vitre ou un panneau de toit escamotable, et unactionneur électrique (M) pour déplacer l'ouvrant (P), ainsi qu'un calculateur (4) pour commander l'actionneur (M), caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens (5, 6) pour réaliser des mesures de plusieurs grandeurs (IM, UM, WM) associées à l'actionneur (M) et en ce que le calculateur (4) est programmé pour mettre en oeuvre un procédé de commande selon la revendication 8.