Domaine technique
[0001] La présente invention concerne une pièce d'horlogerie comprenant un oscillateur mécanique
associé à un système de régulation de sa fréquence moyenne. La régulation est du type
électronique, c'est-à-dire que le système de régulation comprend un circuit électronique
relié à un oscillateur auxiliaire qui est agencé pour fournir un signal d'horloge
électrique de grande précision. Le système de régulation est agencé pour corriger
une dérive temporelle éventuelle de l'oscillateur mécanique relativement à l'oscillateur
auxiliaire.
[0002] En particulier, l'oscillateur mécanique comprend un résonateur mécanique formé par
un balancier-spiral et un dispositif d'entretien formé par un échappement classique,
par exemple à ancre suisse. L'oscillateur auxiliaire est formé notamment par un résonateur
à quartz ou par un résonateur intégré dans le circuit électronique de régulation.
Arrière-plan technologique
[0003] Des mouvements formant des pièces d'horlogerie telles que définies dans le domaine
de l'invention ont été proposés dans quelques documents antérieurs. Le brevet
CH 597 636, publié en 1977, propose un tel mouvement en référence à sa figure 3. Le mouvement est équipé d'un
résonateur formé par un balancier-spiral et d'un dispositif d'entretien classique
comprenant une ancre et une roue d'échappement en liaison cinématique avec un barillet
muni d'un ressort. Ce mouvement horloger comprend un système de régulation de la fréquence
de l'oscillateur mécanique. Ce système de régulation comprend un circuit électronique
et un ensemble électromagnétique formé d'une bobine plate, agencée sur un support
sous la serge du balancier, et de deux aimants montés sur le balancier et agencés
proches l'un de l'autre de manière à passer tous deux au-dessus de la bobine lorsque
l'oscillateur est activé.
[0004] Le circuit électronique comprend une base de temps comprenant un résonateur à quartz
et servant à générer un signal de fréquence de référence FR, cette fréquence de référence
étant comparée avec la fréquence FG de l'oscillateur mécanique. La détection de la
fréquence FG est réalisée via les signaux électriques générés dans la bobine par la
paire d'aimants. Le circuit de régulation est agencé pour pouvoir engendrer momentanément
un couple de freinage via un couplage magnétique aimant-bobine et une charge commutable
reliée à la bobine. Le document
CH 597 636 donne l'enseignement suivant : « Le résonateur ainsi formé doit présenter une fréquence
d'oscillation variable selon l'amplitude de part et d'autre de la fréquence FR (défaut
d'isochronisme) ». On enseigne donc que l'on obtient une variation de la fréquence
d'oscillation d'un résonateur non isochrone en variant son amplitude d'oscillation.
Une analogie est faîte entre l'amplitude d'oscillation d'un résonateur et la vitesse
angulaire d'une génératrice comprenant un rotor muni d'aimants et agencé dans un rouage
du mouvement horloger pour en réguler sa marche. Comme un couple de freinage diminue
la vitesse de rotation d'une telle génératrice et ainsi sa fréquence de rotation,
il est ici seulement envisagé de pouvoir diminuer la fréquence d'oscillation d'un
résonateur obligatoirement non isochrone par l'application d'un couple de freinage
diminuant son amplitude d'oscillation.
[0005] Pour effectuer une régulation électronique de la fréquence de la génératrice, respectivement
de l'oscillateur mécanique, il est prévu dans un mode de réalisation donné que la
charge soit formée par un redresseur commutable via un transistor qui recharge une
capacité de stockage lors des impulsions de freinage, pour récupérer l'énergie électrique
afin d'alimenter le circuit électronique. L'enseignement constant donné dans le document
CH 597 636 est le suivant : Lorsque FG > FR le transistor est conducteur ; on prélève alors
une puissance Pa sur la génératrice / l'oscillateur. Lorsque FG < FR, le transistor
est non-conducteur ; on ne prélève donc plus d'énergie sur la génératrice / l'oscillateur.
En d'autres termes, on régule seulement lorsque la fréquence de la génératrice / de
l'oscillateur est supérieure à la fréquence de référence FR. Cette régulation consiste
à freiner la génératrice / l'oscillateur dans le but de diminuer sa fréquence FG.
Ainsi, dans le cas de l'oscillateur mécanique, l'homme du métier comprend qu'une régulation
n'est possible que lorsque le ressort de barillet est fortement armé et que la fréquence
d'oscillation libre (fréquence propre) de l'oscillateur mécanique est supérieure à
la fréquence de référence FR, comme résultat d'un défaut d'isochronisme voulu de l'oscillateur
mécanique sélectionné. On a donc un double problème, à savoir l'oscillateur mécanique
est sélectionné pour ce qui est normalement un défaut dans un mouvement mécanique
et la régulation électronique n'est fonctionnelle que lorsque la fréquence propre
de cet oscillateur est supérieure à une fréquence nominale.
[0006] La demande de brevet
EP 1 521 142 traite également de la régulation électronique d'un balancier-spiral. Le système
de régulation proposé dans ce document est similaire dans son fonctionnement général
à celui du brevet
CH 597 636.
[0007] La demande de brevet
EP 1 241 538 enseigne que le moment du freinage de l'oscillateur mécanique, au cours d'une alternance
d'une quelconque oscillation de ce dernier, permet soit de diminuer la valeur de la
période d'oscillation en cours, soit de l'augmenter. Pour ce faire, il est prévu un
ensemble électromagnétique aimants-bobines et un circuit de commande qui est agencé
pour rendre conducteur ou non les bobines durant certains intervalles de temps déterminés.
De manière générale, un freinage de l'oscillateur mécanique, par la génération d'une
puissance électrique dans les bobines lors d'un couplage aimants-bobines, au cours
d'une période d'oscillation engendre soit une augmentation de la période correspondante
lorsque ce freinage intervient avant le passage du résonateur mécanique par son point
neutre (position de repos), soit une diminution de la période correspondante lorsque
ce freinage intervient après le passage du résonateur mécanique par son point neutre.
[0008] Concernant l'implémentation d'une régulation électronique tirant profit de la constatation
susmentionnée, le document
EP 1 241 538 propose deux réalisations. Dans ces deux réalisations, il est prévu un système piézo-électrique
associé à l'échappement pour détecter un basculement de son ancre dans chaque période
d'oscillation. Grâce à un tel système de détection, il est prévu, d'une part, de comparer
la période d'oscillation avec une période de référence, définie par un oscillateur
à quartz, pour déterminer si la marche de la pièce d'horlogerie présente une avance
ou un retard et, d'autre part, de déterminer dans une alternance sur deux le passage
de l'oscillateur mécanique par son point neutre. Dans la première réalisation, selon
que la dérive temporelle correspond à une avance ou un retard, il est prévu de rendre
conducteur les bobines durant un certain intervalle de temps respectivement avant
ou après le passage par la position neutre de l'oscillateur mécanique dans une alternance.
En d'autres termes, il est prévu ici de court-circuiter les bobines avant ou après
le passage par la position neutre selon que la régulation requière respectivement
une augmentation ou une diminution de la période d'oscillation.
[0009] Dans la deuxième réalisation, il est prévu d'alimenter le système de régulation en
prenant périodiquement de l'énergie à l'oscillateur mécanique via l'ensemble électromagnétique.
A cet effet, les bobines sont reliées à un redresseur qui est agencé pour recharger
un condensateur (capacité de stockage), lequel sert de source d'alimentation pour
le circuit électronique. L'ensemble électromagnétique est celui donné aux figures
2 et 4 du document et le circuit électronique est représenté schématiquement à la
Figure 5 de ce document. Les seules indications données pour le fonctionnement du
système de régulation sont les suivantes : 1) les bobines sont rendues conductrices
durant des intervalles de temps constants qui sont centrés sur des passages respectifs
du résonateur mécanique (balancier-spiral) par sa position neutre (position médiane
des alternances) ; 2) durant ces intervalles de temps un courant induit est redressé
et stocké dans le condensateur ; et 3) au cours desdits intervalles de temps, la période
d'oscillation du balancier-spiral peut être régulée efficacement en ajustant la valeur
de la puissance générée par le courant induit, sans autres précisions données.
[0010] On peut penser que le choix d'intervalles de conduction des bobines centrés sur les
positions neutres du résonateur mécanique a pour objectif de ne pas induire de dérive
temporelle parasite dans l'oscillateur mécanique en prélevant de l'énergie à ce dernier
pour alimenter le circuit électronique. En rendant conductrices les bobines pour une
même durée avant et après le passage par la position neutre, l'auteur pense peut-être
équilibrer l'effet d'un freinage précédant un tel passage par la position neutre avec
l'effet d'un freinage suivant ce passage pour ainsi ne pas modifier la période d'oscillation
en l'absence d'un signal de correction du circuit de régulation intervenant suite
à la mesure d'une dérive temporelle. On peut fortement douter qu'il y parvienne avec
l'ensemble électromagnétique divulgué et un redresseur classique relié à une capacité
de stockage. Premièrement, la recharge de cette capacité de stockage dépend de sa
tension initiale au début d'un intervalle de temps donné. Ensuite, la tension induite
et le courant induit dans les bobines varient en intensité avec la vitesse angulaire
du balancier-spiral, cette intensité diminuant lorsqu'on s'éloigne d'une position
neutre où la vitesse angulaire est maximale. L'ensemble électromagnétique divulgué
permet de déterminer la forme du signal de tension induite / de courant induit. Bien
que la position angulaire des aimants relativement aux bobines pour la position neutre
(position de repos) ne soit pas donnée et qu'on ne peut pas déduire un enseignement
sur la phase du signal, on peut en déduire que la recharge de la capacité de stockage
aura lieu normalement en majeure partie avant le passage par la position neutre. Ainsi,
il en résulte un freinage qui n'est pas symétrique relativement à la position neutre
et un retard parasite dans la marche de pièce d'horlogerie. Finalement, quant à l'ajustement
de la puissance induite au cours des intervalles de temps prévus pour réguler la marche
de la pièce d'horlogerie, rien n'est indiqué. On ne comprend pas comment un tel ajustement
est effectué, aucun enseignement n'étant donné à ce sujet.
Résumé de l'invention
[0011] Un objectif général, dans le cadre du développement ayant conduit à la présente invention,
était de réaliser une pièce d'horlogerie, comprenant un mouvement mécanique avec un
oscillateur mécanique et un système de régulation électronique de cet oscillateur
mécanique, pour laquelle il ne soit pas nécessaire de dérégler initialement l'oscillateur
mécanique pour qu'il avance, de manière à avoir ainsi une pièce d'horlogerie qui a
la précision d'un oscillateur électronique auxiliaire (notamment muni d'un résonateur
à quartz) lorsque le système de régulation est fonctionnel et, dans le cas contraire,
la précision de l'oscillateur mécanique correspondant à son meilleur réglage. En d'autres
termes, on cherche à adjoindre une régulation électronique à un mouvement mécanique
par ailleurs réglé le plus précisément possible de sorte qu'il reste fonctionnel,
avec la meilleure marche possible, lorsque la régulation électronique est non active.
[0012] La présente invention a pour objectif premier de fournir une pièce d'horlogerie du
type décrit précédemment et qui soit capable de corriger un retard ou une avance dans
la dérive temporelle de l'oscillateur mécanique tout en permettant d'assurer efficacement
une auto-alimentation du système de régulation.
[0013] Un objectif particulier est de fournir une telle pièce d'horlogerie qui soit capable,
pour un ensemble électromagnétique défini, de fournir en continu ou quasi continu
une tension électrique d'alimentation qui demeure au-dessus d'une tension d'alimentation
qui soit suffisante pour alimenter le dispositif de régulation, et ceci indépendamment
de la régulation de la fréquence moyenne de l'oscillateur mécanique, notamment de
l'énergie électrique engendrée par la régulation, et donc également en l'absence de
correction d'une dérive temporelle (cas où elle demeure faible, voire nulle).
[0014] Un autre objectif particulier est d'assurer l'auto-alimentation du système de régulation
sans induire une dérive temporelle parasite, en particulier en l'absence d'une correction
d'une dérive temporelle, ou pour le moins de sorte qu'une telle dérive temporelle
parasite éventuelle reste minime et négligeable.
[0015] Un autre objectif est d'utiliser l'énergie électrique de régulation pour alimenter
une fonction auxiliaire et donc une charge auxiliaire, en accumulant efficacement
cette énergie électrique sans induire d'instabilité dans le fonctionnement du dispositif
de régulation ou de perturbation de la régulation.
[0016] A cet effet, la présente invention concerne une pièce d'horlogerie, comprenant :
- un mécanisme, notamment un mécanisme d'indication de l'heure,
- un résonateur mécanique susceptible d'osciller autour d'une position neutre correspondant
à son état d'énergie potentielle mécanique minimale, chaque oscillation du résonateur
mécanique définissant une période d'oscillation et présentant deux alternances successives
chacune entre deux positions extrêmes qui définissent l'amplitude d'oscillation du
résonateur mécanique, chaque alternance présentant un passage du résonateur mécanique
par sa position neutre à un instant médian et étant constituée d'une première demi-alternance
entre un instant initial de cette alternance et son instant médian et d'une seconde
demi-alternance entre cet instant médian et un instant final de cette alternance,
- un dispositif d'entretien du résonateur mécanique formant avec ce résonateur mécanique
un oscillateur mécanique qui définit la cadence de la marche dudit mécanisme,
- un transducteur électromécanique agencé pour pouvoir convertir de la puissance mécanique
de l'oscillateur mécanique en puissance électrique lorsque le résonateur mécanique
oscille avec une amplitude comprise dans une plage de fonctionnement utile, ce transducteur
électromagnétique étant formé par un ensemble électromagnétique comprenant au moins
une bobine, montée sur un élément parmi l'ensemble mécanique constitué du résonateur
mécanique et de son support, et au moins un aimant monté sur l'autre élément de cet
ensemble mécanique, l'ensemble électromagnétique étant agencé de manière à pouvoir
fournir un signal de tension induite entre les deux bornes de sortie du transducteur
électromécanique au moins lorsque le résonateur mécanique oscille avec une amplitude
comprise dans la plage de fonctionnement utile,
- un convertisseur électrique relié aux deux bornes de sortie du transducteur électromécanique
de manière à pouvoir recevoir de ce transducteur électromécanique un courant électrique
induit, ce convertisseur électrique comprenant une unité d'accumulation primaire agencée
pour accumuler de l'énergie électrique fournie par le transducteur électromécanique,
ce transducteur électromécanique et le convertisseur électrique formant ensemble un
dispositif de freinage du résonateur mécanique,
- un dispositif de régulation de la fréquence de l'oscillateur mécanique, ce dispositif
de régulation comprenant un oscillateur auxiliaire et un dispositif de mesure agencé
pour pouvoir détecter une dérive temporelle éventuelle de l'oscillateur mécanique
relativement à l'oscillateur auxiliaire, le dispositif de régulation étant agencé
pour pouvoir déterminer si la dérive temporelle mesurée correspond à au moins une
certaine avance.
[0017] La pièce d'horlogerie selon l'invention est caractérisée en ce que :
- le dispositif de régulation est agencé pour pouvoir également déterminer si la dérive
temporelle mesurée correspond à au moins un certain retard,
- le dispositif de freinage est agencé de manière que, dans chaque période d'oscillation
du résonateur mécanique lorsque l'amplitude d'oscillation de celui-ci est dans la
plage de fonctionnement utile, le signal de tension induite présente au moins un premier
lobe de tension intervenant au moins en majeure partie dans une première demi-alternance
et susceptible d'engendrer dans cette première demi-alternance une première impulsion
de courant induit pour recharger l'unité d'accumulation primaire après un prélèvement
d'une charge électrique de celle-ci et au moins un deuxième lobe de tension intervenant
au moins en majeure partie dans une seconde demi-alternance et susceptible d'engendrer
dans cette seconde demi-alternance une deuxième impulsion de courant induit pour recharger
l'unité d'accumulation primaire après un prélèvement d'une charge électrique de celle-ci,
le signal de tension induite présentant ainsi une pluralité de tels premiers lobes
de tension et une pluralité de tels deuxièmes lobes de tension,
- le dispositif de régulation comprend un dispositif de pompe de charge agencé pour
pouvoir transférer sur commande une certaine charge électrique de l'unité d'accumulation
primaire dans une unité d'accumulation secondaire,
- le dispositif de régulation comprend en outre un circuit logique de commande qui reçoit
en entrée un signal de mesure fourni par le dispositif de mesure et qui est agencé
pour pouvoir activer le dispositif de pompe de charge de sorte qu'il effectue, lorsque
la dérive temporelle mesurée correspond à ladite au moins une certaine avance, un
transfert d'une première charge électrique de l'unité d'accumulation primaire dans
l'unité d'accumulation secondaire de manière qu'une recharge de l'unité d'accumulation
primaire, suite à ce transfert de la première charge électrique, soit générée en majeure
partie par au moins un premier lobe de tension parmi ladite pluralité de premiers
lobes de tension, le circuit logique de commande étant en outre agencé pour pouvoir
activer le dispositif de pompe de charge de sorte qu'il effectue, lorsque la dérive
temporelle mesurée correspond audit au moins un certain retard, un transfert d'une
deuxième charge électrique de l'unité d'accumulation primaire dans l'unité d'accumulation
secondaire de manière qu'une recharge de l'unité d'accumulation primaire, suite à
ce transfert de la deuxième charge électrique, soit générée en majeure partie par
au moins un deuxième lobe de tension parmi ladite pluralité de deuxième lobes de tension.
[0018] Par 'lobe de tension', on comprend une impulsion de tension qui est située entièrement
en-dessus ou entièrement en-dessous d'une valeur nulle (définissant une tension zéro),
c'est-à-dire une variation de tension dans un certain intervalle de temps avec soit
une tension positive dont la valeur positive monte puis redescend, soit une tension
négative dont la valeur négative descend puis remonte.
[0019] Le transfert d'une première charge électrique dans une première zone temporelle telle
que définie est prévu pour augmenter la recharge de la capacité d'alimentation lors
de l'apparition d'un premier lobe de tension suivant ce transfert, relativement au
cas où aucun transfert n'aurait lieu. Cette augmentation de la recharge signifie une
plus grande énergie mécanique prise à l'oscillateur mécanique par le système de freinage
et donc un freinage supérieur de cet oscillateur mécanique. Comme ceci sera exposé
par la suite, un freinage dans une première demi-alternance avant le passage du résonateur
mécanique par sa position neutre engendre un déphasage temporel négatif dans l'oscillation
du résonateur, et ainsi la durée de l'alternance en question est augmentée. On diminue
donc momentanément la fréquence instantanée de l'oscillateur mécanique et il en résulte
un certain retard dans la marche du mécanisme qui corrige au moins partiellement l'avance
détectée par le dispositif de mesure. De même, le transfert d'une deuxième charge
électrique dans une deuxième zone temporelle telle que définie est prévu pour augmenter
la recharge de la capacité d'alimentation lors de l'apparition d'un deuxième lobe
de tension suivant ce prélèvement, relativement au cas où aucun prélèvement n'aurait
lieu. Comme on le comprendra par la suite, ceci engendre un déphasage temporel positif
dans l'oscillation du résonateur, et ainsi la durée de l'alternance en question est
diminuée. On augmente donc momentanément la fréquence instantanée de l'oscillateur
mécanique et il en résulte une certaine avance dans la marche du mécanisme qui corrige
au moins partiellement le retard détecté par le dispositif de mesure.
[0020] Dans un mode de réalisation principal, la pièce d'horlogerie comprend une charge
principale connectée ou susceptible d'être régulièrement connectée au convertisseur
électrique pour être alimentée par l'unité d'accumulation primaire, la charge principale
comprenant notamment le dispositif de régulation.
[0021] Dans un mode de réalisation avantageux, la pièce d'horlogerie comprend une charge
auxiliaire connectée ou susceptible d'être connectée par intermittence à l'unité d'accumulation
secondaire de manière à pouvoir être alimentée par cette unité d'accumulation secondaire.
[0022] Dans une variante préférée, le dispositif de pompe de charge est agencé de manière
à former un élévateur de tension qui est agencé pour qu'une tension d'alimentation
auxiliaire aux bornes de l'unité d'accumulation secondaire soit supérieure à une tension
d'alimentation principale aux bornes de l'unité d'accumulation primaire.
[0023] Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de régulation comprend au
moins un circuit dissipatif pour dissiper de l'énergie électrique accumulée dans l'unité
d'accumulation primaire, au moins un interrupteur associé au circuit dissipatif pour
pouvoir connecter momentanément ce circuit dissipatif à l'unité d'accumulation primaire
et un circuit de mesure agencé pour détecter si la tension aux bornes de l'unité d'accumulation
secondaire est supérieure à une première limite de tension ou si le niveau de remplissage
de l'unité d'accumulation secondaire est supérieure à une première limite de remplissage.
Ensuite, le circuit logique de commande est agencé de manière à pouvoir, lorsque la
tension aux bornes de l'unité d'accumulation secondaire est supérieure à la première
limite de tension ou de remplissage, connecter momentanément ledit au moins un circuit
dissipatif à l'unité d'accumulation primaire de sorte à effectuer, lorsque la dérive
temporelle mesurée correspond à ladite au moins une certaine avance, une première
décharge dissipative de l'unité d'accumulation primaire de manière qu'une recharge
de celle-ci, suite à cette première décharge, soit générée en majeure partie par au
moins un premier lobe de tension parmi ladite pluralité de premiers lobes de tension,
et de sorte à effectuer, lorsque la dérive temporelle mesurée correspond audit au
moins un certain retard, une deuxième décharge de l'unité d'accumulation primaire
de manière qu'une recharge de celle-ci, suite à cette deuxième décharge, soit générée
en majeure partie par au moins un deuxième lobe de tension parmi ladite pluralité
de deuxièmes lobes de tension.
[0024] Dans une variante particulière du mode de réalisation avantageux mentionné précédemment,
la pièce d'horlogerie comprend en outre un circuit de mesure agencé pour détecter
si la tension aux bornes de l'unité d'accumulation secondaire est inférieure à une
deuxième limite de tension (inférieure à la première limite de tension mentionnée
ci-avant) ou si le niveau de remplissage de l'unité d'accumulation secondaire est
inférieur à une deuxième limite de remplissage (inférieure à la première limite de
remplissage mentionnée ci-avant). Ensuite, le circuit logique de commande est agencé
de manière à pouvoir, lorsque la tension aux bornes de l'unité d'accumulation secondaire
est inférieure à la deuxième limite de tension ou de remplissage et lorsque la dérive
temporelle mesurée est comprise entre ledit au moins un certain retard et ladite au
moins une certaine avance, activer le dispositif de pompe de charge de sorte qu'il
effectue un transfert d'une troisième charge électrique de l'unité d'accumulation
primaire dans l'unité d'accumulation secondaire, de manière qu'une recharge de l'unité
d'accumulation primaire suite à ce transfert d'une troisième charge électrique soit
générée en majeure partie par au moins un premier lobe de tension parmi ladite pluralité
de premiers lobes de tension, et un transfert d'une quatrième charge électrique de
l'unité d'accumulation primaire dans l'unité d'accumulation secondaire, de manière
qu'une recharge de l'unité d'accumulation primaire suite à ce transfert d'une quatrième
charge électrique soit générée en majeure partie par au moins un deuxième lobe de
tension parmi ladite pluralité de deuxième lobes de tension, la quatrième charge électrique
étant sensiblement égale à la troisième charge électrique.
Brève description des dessins
[0025] L'invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de dessins annexés,
donnés à titre d'exemples nullement limitatifs, dans lesquels :
- La Figure 1 est une vue générale de dessus d'un premier mode de réalisation d'une
pièce d'horlogerie selon l'invention,
- La Figure 2 est une vue partielle et agrandie de la pièce d'horlogerie de la Figure
1, montrant l'ensemble électromagnétique formant un transducteur électromagnétique
d'un système de régulation incorporé dans cette pièce d'horlogerie,
- La Figure 3 représente, pour un ensemble électromagnétique donné aux Figures 4A à
4C qui correspond au premier mode de réalisation, la tension induite dans la bobine
de cet ensemble électromagnétique lorsque le balancier-spiral oscille et l'application
d'une première impulsion de freinage dans une certaine alternance avant que le balancier-spiral
passe par sa position neutre, ainsi que la vitesse angulaire du balancier et sa position
angulaire dans un intervalle temporel dans lequel intervient la première impulsion
de freinage,
- Les Figures 4A à 4C montrent, pour le transducteur électro-magnétique considéré à
la Figure 3, le balancier à trois instants particuliers d'une alternance de l'oscillateur
mécanique au cours de laquelle la première impulsion de freinage est fournie,
- La Figure 5 est une figure similaire à celle de la Figure 3 avec l'application d'une
deuxième impulsion de freinage dans une certaine alternance après que le balancier-spiral
a passé par sa position neutre,
- Les Figures 6A à 6C montrent le balancier à trois instants particuliers d'une alternance
de l'oscillateur mécanique au cours de laquelle la deuxième impulsion de freinage
est fournie,
- La Figure 7 montre le schéma électrique d'un convertisseur électrique et d'un dispositif
de régulation de l'oscillateur mécanique prévus dans le premier mode de réalisation
d'une pièce d'horlogerie,
- La Figure 8 montre le circuit électronique d'une variante de pompe de charge formant
le dispositif de régulation représenté à la Figure 7,
- La Figure 9 est un organigramme d'un mode de régulation de la marche de la pièce d'horlogerie
selon le premier mode de réalisation,
- Les Figures 10A à 10C représentent divers signaux électriques intervenant dans le
schéma électrique de la Figure 7,
- La Figure 11 est une vue partielle d'un deuxième mode de réalisation d'une pièce d'horlogerie
selon l'invention, montrant l'agencement particulier de son transducteur électromagnétique,
- La Figure 12 montre le schéma électrique du convertisseur électrique et du dispositif
de régulation de l'oscillateur mécanique tels qu'agencés dans le deuxième mode de
réalisation d'une pièce d'horlogerie selon l'invention,
- La Figure 13 est un organigramme d'un mode de régulation de la marche de la pièce
d'horlogerie selon le deuxième mode de réalisation,
- La Figure 14 représente divers signaux électriques intervenant dans le schéma électrique
de la Figure 12 dans le cas d'une correction d'une avance constatée dans la dérive
temporelle mesurée,
- La Figure 15 représente divers signaux électriques intervenant dans le schéma électrique
de la Figure 12 dans le cas d'une correction d'un retard constaté dans la dérive temporelle
mesurée,
- La Figure 16 est une vue partielle d'un troisième mode de réalisation d'une pièce
d'horlogerie selon l'invention, montrant l'agencement particulier de son transducteur
électromagnétique,
- La Figure 17 montre le schéma électrique du convertisseur électrique et du dispositif
de régulation de l'oscillateur mécanique tels qu'agencés dans le troisième mode de
réalisation d'une pièce d'horlogerie selon l'invention,
- La Figure 18 montre le circuit électronique d'une variante de pompe de charge formant
l'élévateur de tension du dispositif de régulation représenté à la Figure 17,
- La Figure 19 est un organigramme d'un mode de régulation de la marche de la pièce
d'horlogerie selon le troisième mode de réalisation,
- Les Figures 20A à 20C représentent divers signaux électriques intervenant dans le
schéma électrique de la Figure 17, et
- Les Figures 21 et 22 montrent une variante de réalisation avantageuse d'un résonateur
mécanique associé à un ensemble électromagnétique de la pièce d'horlogerie selon l'invention.
Description détaillée de l'invention
[0026] En référence aux Figures 1 et 2, on décrira ci-après une pièce d'horlogerie objet
de la présente invention. La Figure 1 est une vue en plan partielle d'une pièce d'horlogerie
2 comprenant un mouvement mécanique 4, équipé d'un résonateur mécanique 6, et un système
de régulation 8. Les moyens d'entretien 10 du résonateur mécanique sont classiques.
Ils comprennent un barillet 12 avec un ressort-moteur, un échappement 14 formé d'une
roue d'échappement et d'une ancre à palettes, ainsi qu'un rouage intermédiaire 16
reliant cinématiquement le barillet à la roue d'échappement. Le résonateur 6 comprend
un balancier 18 et un ressort-spiral usuel, le balancier étant monté pivotant autour
d'un axe de rotation 20 entre une platine et un pont. Le résonateur mécanique 6 et
les moyens d'entretien 10 (aussi nommés moyens d'excitation) forment ensemble un oscillateur
mécanique. On notera que, en général, on ne retient dans la définition d'un oscillateur
mécanique horloger que l'échappement comme moyen d'entretien / moyen d'excitation
de cet oscillateur mécanique, la source d'énergie et un train d'engrenage intermédiaire
étant considérés séparément. Le balancier-spiral oscille autour de l'axe 20 lorsqu'il
reçoit des impulsions mécaniques de l'échappement dont la roue d'échappement est entraînée
par le barillet. Le rouage 16 fait partie d'un mécanisme du mouvement horloger dont
la marche est cadencée par l'oscillateur mécanique. Ce mécanisme comprend, outre le
rouage 16, d'autres mobiles et des indicateurs analogiques (non représentés) reliés
cinématiquement à ce rouage 16, le déplacement de ces indicateurs analogiques étant
rythmé par l'oscillateur mécanique. Divers mécanismes connus de l'homme du métier
peuvent être prévus.
[0027] La Figure 2 est une vue partielle de la Figure 1, en coupe horizontale au niveau
du balancier 18, montrant un aimant 22 et une bobine 28 formant un ensemble électromagnétique
27 selon l'invention. La bobine 28 est de préférence du type galette (forme de disque
ayant une épaisseur relativement petite). Elle est agencée sur la platine du mouvement
horloger et comprend classiquement deux extrémités de connexion E1 et E2. De manière
générale, l'ensemble électromagnétique comprend au moins une bobine et une structure
aimantée formée d'au moins un aimant générant un flux magnétique, en direction d'un
plan général de la bobine, qui passe au travers de celle-ci lorsque le résonateur
mécanique oscille avec une amplitude comprise dans une plage de fonctionnement utile.
Dans l'exemple représenté, le balancier 18 porte, de préférence dans une zone située
à proximité de son diamètre extérieur défini par sa serge, l'aimant bipolaire 22 qui
présente un axe d'aimantation orienté axialement. On remarquera qu'il est préférable
de confiner le flux magnétique de l'aimant ou des aimants portés par le balancier
à l'aide d'un blindage formé par des parties du balancier, en particulier par des
parties magnétiques agencées des deux côtés de l'aimant selon la direction axiale
de manière que la bobine soit partiellement située entre ces deux parties magnétiques.
[0028] Le balancier 18 définit un demi-axe 24, depuis son axe de rotation 20 et perpendiculairement
à ce dernier qui passe au centre de l'aimant 22. Lorsque le balancier-spiral est dans
sa position de repos, le demi-axe 24 définit une position neutre (position angulaire
de repos du balancier-spiral correspondant à un angle zéro) autour de laquelle le
balancier-spiral peut osciller à une certaine fréquence, notamment à une fréquence
libre F0 correspondant à la fréquence d'oscillation naturelle de l'oscillateur mécanique,
c'est-à-dire non soumis à des couples de force externes (autres que celui fourni périodiquement
via l'échappement). A la Figure 2, le résonateur mécanique 6 (représenté sans son
spiral qui est situé au-dessus du plan de coupe) est représenté dans sa position neutre,
correspondant à son état d'énergie mécanique potentielle minimale. On remarque que,
dans la position neutre, le demi-axe 24 définit un demi-axe de référence 48 qui est
décalé angulairement d'un angle θ relativement au demi-axe fixe 50 qui intercepte
perpendiculairement l'axe de rotation 20 et l'axe central de la bobine 28. En d'autres
termes, en projection dans le plan général du balancier, le centre de la bobine 28
présente un décalage angulaire θ relativement au demi-axe de référence 48. A la Figure
2, ce décalage angulaire vaut 120° en valeur absolue. De préférence, le décalage angulaire
θ est compris entre 30° et 120° en valeur absolue.
[0029] Chaque oscillation du résonateur mécanique définit une période d'oscillation et elle
présente une première alternance suivie d'une deuxième alternance chacune entre deux
positions extrêmes définissant l'amplitude d'oscillation du résonateur mécanique (à
noter que l'on considère ici le résonateur oscillant et donc l'oscillateur mécanique
dans son ensemble, l'amplitude d'oscillation du balancier-spiral étant définie entre
autres choses par les moyens d'entretien). Chaque alternance présente un passage du
résonateur mécanique par sa position neutre à un instant médian et une certaine durée
entre un instant initial et un instant final qui sont définis respectivement par les
deux positions extrêmes occupées par le résonateur mécanique respectivement au début
et à la fin de cette alternance. Chaque alternance est ainsi constituée d'une première
demi-alternance se terminant audit instant médian et d'une seconde demi-alternance
débutant à cet instant médian.
[0030] Le système 8 de régulation de la fréquence de l'oscillateur mécanique comprend un
circuit électronique 30 et un oscillateur auxiliaire 32, cet oscillateur auxiliaire
comprenant un circuit d'horloge et par exemple un résonateur à quartz relié à ce circuit
d'horloge. On notera que dans une variante, l'oscillateur auxiliaire est intégré au
moins partiellement dans le circuit électronique. Le système de régulation comprend
en outre l'ensemble électromagnétique 27 décrit précédemment, à savoir la bobine 28
qui est reliée électriquement au circuit électronique 30 et l'aimant bipolaire 22
monté sur le balancier. De manière avantageuse, les divers éléments du système de
régulation 8, à l'exception de l'aimant, sont agencés sur un support 34 avec lequel
ils forment un module indépendant du mouvement horloger. Ainsi, ce module peut être
assemblé ou associé au mouvement mécanique 4 que lors de leur montage dans une boîte
de montre. En particulier, comme représenté à la Figure 1, le module susmentionné
est fixé à un cercle d'emboîtage 36 qui entoure le mouvement horloger. On comprend
que le module de régulation peut donc être associé au mouvement horloger une fois
ce dernier entièrement monté et réglé, le montage et démontage de ce module pouvant
intervenir sans devoir intervenir sur le mouvement mécanique lui-même.
[0031] En référence aux Figures 3 à 6C, on décrira premièrement le phénomène physique sur
lequel se fonde le principe de régulation implémenté dans la pièce d'horlogerie selon
l'invention. On considère ici une pièce d'horlogerie semblable à celle de la Figure
1. Le résonateur mécanique 40, dont seul le balancier 42 a été représenté aux Figures
4A-4C et 6A-6C, porte un seul aimant bipolaire 44 dont l'axe d'aimantation est sensiblement
parallèle à l'axe de rotation 20 du balancier, c'est-à-dire avec une orientation axiale.
Dans ce cas, le demi-axe considéré 46 du résonateur mécanique 40 passe par le centre
de rotation 20 et le centre de l'aimant 44. Dans l'exemple traité ici, l'angle θ entre
le demi-axe de référence 48 et le demi-axe 50 a une valeur d'environ 90°. Les deux
demi-axes 48 et 50 sont fixes relativement au mouvement horloger, alors que le demi-axe
46 oscille avec le balancier et donne la position angulaire β de l'aimant monté sur
ce balancier relativement au demi-axe de référence, ce dernier définissant la position
angulaire zéro pour le résonateur mécanique. Plus généralement, le décalage angulaire
θ est tel qu'un signal de tension induite généré dans la bobine au passage de l'aimant
en regard de cette bobine est situé, lors d'une première alternance d'une quelconque
oscillation, avant le passage du demi-axe médian par le demi-axe de référence (donc
dans une première demi-alternance) et, lors d'une seconde alternance d'une quelconque
oscillation, après le passage de ce demi-axe médian par le demi-axe de référence (donc
dans une seconde demi-alternance).
[0032] La Figure 3 montre quatre graphes. Le premier graphe donne la tension dans la bobine
28 en fonction du temps lorsque le résonateur 40 oscille, c'est-à-dire lorsque l'oscillateur
mécanique est activé. Le deuxième graphe indique l'instant t
P1 auquel une impulsion de freinage est appliquée au résonateur 40 pour effectuer une
correction dans la marche du mécanisme cadencé par l'oscillateur mécanique. L'instant
de l'application d'une impulsion de forme rectangulaire (c'est-à-dire d'un signal
binaire) est considéré ici comme la position temporelle du milieu de cette impulsion.
On observe une variation de la période d'oscillation au cours de laquelle interviennent
l'impulsion de freinage et donc une variation ponctuelle de la fréquence de l'oscillateur
mécanique. De fait, comme on le voit sur les deux derniers graphes de la Figure 3,
qui montrent respectivement la vitesse angulaire (valeurs en radian par seconde :
[rad/s]) et la position angulaire (valeurs en radian : [rad]) du balancier au cours
du temps, la variation temporelle concerne la seule alternance au cours de laquelle
intervient l'impulsion de freinage. On notera que chaque oscillation présente deux
alternances successives qui sont définies dans le présent texte comme les deux demi-périodes
au cours desquelles le balancier subit respectivement un mouvement d'oscillation dans
un sens et ensuite un mouvement d'oscillation dans l'autre sens. En d'autres termes,
comme déjà exposé, une alternance correspond à un balancement du balancier dans un
sens ou l'autre sens entre ses deux positions extrêmes définissant l'amplitude d'oscillation.
[0033] Par impulsion de freinage, on comprend une application, substantiellement durant
un intervalle de temps limité, d'un certain couple de force au résonateur mécanique
pour le freiner, c'est-à-dire d'un couple de force qui s'oppose au mouvement d'oscillation
de ce résonateur mécanique. De manière générale, le couple de freinage peut être de
natures diverses, notamment magnétique, électrostatique ou mécanique. Dans le mode
de réalisation décrit, le couple de freinage est obtenu par le couplage aimant-bobine
et il correspond donc à un couple magnétique de freinage exercé sur l'aimant 44 via
la bobine 28 qui est commandée par un dispositif de régulation. De telles impulsions
de freinage peuvent par exemple être générées en court-circuitant momentanément la
bobine. Cette action est reconnaissable sur le graphe de la tension de bobine dans
la zone temporelle au cours de laquelle l'impulsion de freinage est appliquée, cette
zone temporelle étant prévue lors de l'apparition d'une impulsion de tension induite
dans la bobine par le passage de l'aimant. C'est évidemment dans cette zone temporelle
que le couplage aimant-bobine permet une action sans contact via un couple magnétique
sur l'aimant fixé au balancier. On observe en effet que la tension de bobine descend
vers zéro au cours d'une impulsion de freinage par court-circuit (la tension induite
dans la bobine 28 par l'aimant 44 étant représentée en traits interrompus dans la
zone temporelle susmentionnée). A noter que les impulsions de freinage par court-circuit
représentées aux Figures 3 et 5 sont mentionnées ici dans le cadre des explications
données, car la présente invention prévoit une récupération de l'énergie de freinage
pour alimenter notamment le dispositif de régulation.
[0034] Dans les Figures 3 et 5, la période d'oscillation T0 correspond à une oscillation
'libre' (c'est-à-dire sans application d'impulsions de régulation) de l'oscillateur
mécanique. Chacune des deux alternances d'une période d'oscillation a une durée T0
/ 2 sans perturbation ou contrainte extérieure (notamment par une impulsion de régulation).
Le temps t = 0 marque le début d'une première alternance. On notera que la fréquence
'libre' F0 de l'oscillateur mécanique est ici approximativement égale à quatre Hertz
(F0 = 4 Hz), de sorte que la période T0 = 250 ms environ.
[0035] En référence aux Figures 3 et 4A - 4C, on décrira le comportement de l'oscillateur
mécanique dans un premier cas. Après une première période T0 commence une nouvelle
période T1, respectivement une nouvelle alternance A1 au cours de laquelle intervient
une impulsion de freinage P1. A l'instant initial t
D1 débute l'alternance A1, le résonateur 40 étant alors dans l'état de la Figure 4A
où l'aimant 44 occupe une position angulaire β correspondant à une position extrême
(position angulaire positive maximale A
m). Ensuite intervient l'impulsion de freinage P1 à l'instant t
P1 qui est situé avant l'instant médian t
N1 auquel le résonateur passe par sa position neutre, les Figures 4B, 4C représentant
le résonateur respectivement aux deux instants successifs t
P1 et t
N1. Finalement l'alternance A1 se termine à l'instant final t
F1.
[0036] Dans le premier cas, l'impulsion de freinage est générée entre le début d'une alternance
et le passage du résonateur par sa position neutre, c'est-à-dire dans une première
demi-alternance de cette alternance. Comme prévu, la vitesse angulaire en valeur absolue
diminue au moment de l'impulsion de freinage P1. Ceci induit un déphasage temporel
négatif Tci dans l'oscillation du résonateur, comme le montrent les deux graphes de
la vitesse angulaire et de la position angulaire à la Figure 3, soit un retard relativement
au signal théorique non perturbé (représenté en traits interrompus). Ainsi, la durée
de l'alternance A1 est augmentée d'un intervalle de temps Tci. La période d'oscillation
T1, comprenant l'alternance A1, est donc prolongée relativement à la valeur T0. Ceci
engendre une diminution ponctuelle de la fréquence de l'oscillateur mécanique et un
ralentissement momentané de la marche du mécanisme associé.
[0037] En référence aux Figures 5 et 6A - 6C, on décrira le comportement de l'oscillateur
mécanique dans un deuxième cas. Les graphes de la Figure 5 représentent l'évolution
temporelle des mêmes variables qu'à la Figure 3. Après une première période T0 commence
une nouvelle période T2, respectivement une alternance A2 au cours de laquelle intervient
une impulsion de freinage P2. A l'instant initial t
D2 débute l'alternance A2, le résonateur 40 étant alors dans une position extrême (position
angulaire négative maximale non représentée). Après un quart de période (T0 / 4) correspondant
à une première demi-alternance, le résonateur atteint sa position neutre à l'instant
médian t
N2 (configuration représentée à la Figure 6A). Ensuite intervient l'impulsion de freinage
P2 à l'instant t
P2 qui est situé après l'instant médian t
N2 auquel le résonateur passe par sa position neutre dans l'alternance A2, c'est-à-dire
dans une seconde demi-alternance de cette alternance. Finalement, cette alternance
se termine à l'instant final tF2 auquel le résonateur occupe à nouveau une position
extrême (position angulaire positive maximale). Les Figures 6B et 6C représentent
le résonateur respectivement aux deux instants successifs t
N2 et t
F2. On remarquera en particulier que la configuration de la Figure 6A se distingue de
la configuration de la Figure 4C par les sens inverses des mouvements d'oscillation
respectifs. En effet, à la Figure 4C, le balancier tourne dans un sens horaire lorsqu'il
passe par la position neutre dans l'alternance A1, alors qu'à la Figure 6A ce balancier
tourne dans le sens antihoraire lors du passage par la position neutre dans l'alternance
A2.
[0038] Dans le deuxième cas considéré, l'impulsion de freinage est donc générée, dans une
alternance, entre l'instant médian auquel le résonateur passe par sa position neutre
et l'instant final auquel se termine cette alternance. Comme prévu, la vitesse angulaire
en valeur absolue diminue au moment de l'impulsion de freinage P2. De manière remarquable,
l'impulsion de freinage induit ici un déphasage temporel positif T
C2 dans la période d'oscillation du résonateur, comme le montrent les deux graphes de
la vitesse angulaire et de la position angulaire à la Figure 5, soit une avance relativement
au signal théorique non perturbé (représenté en traits interrompus). Ainsi, la durée
de l'alternance A2 est diminuée de l'intervalle de temps T
C2. La période d'oscillation T2 comprenant l'alternance A2 est donc plus courte que
la valeur T0. Ceci engendre par conséquent une augmentation 'ponctuelle' de la fréquence
instantanée de l'oscillateur mécanique et une accélération momentanée de la marche
du mécanisme associé.
[0039] En référence aux Figures 1 et 2 déjà décrites et aux Figures 7 à 10C, on décrira
ci-après un premier mode de réalisation d'une pièce d'horlogerie selon l'invention.
Cette pièce d'horlogerie 2 comprend :
- un mécanisme 12,16 (montré partiellement),
- un résonateur mécanique 6 (balancier-spiral) susceptible d'osciller autour d'une position
neutre 48 correspondant à son état d'énergie potentielle mécanique minimale, chaque
alternance des oscillations successives présentant un passage du résonateur mécanique
par sa position neutre à un instant médian et étant constituée d'une première demi-alternance
se terminant à son instant médian et d'une seconde demi-alternance débutant à son
instant médian,
- un dispositif d'entretien 14 du résonateur mécanique formant avec ce résonateur mécanique
un oscillateur mécanique qui cadence la marche du mécanisme,
- un transducteur électromécanique agencé pour pouvoir convertir de la puissance mécanique
de l'oscillateur mécanique en puissance électrique lorsque le résonateur mécanique
6 oscille avec une amplitude comprise dans une plage de fonctionnement utile, ce transducteur
électromagnétique étant formé par un ensemble électromagnétique 27 comprenant une
bobine 28 (seul élément de l'ensemble électromagnétique représenté schématiquement
à la Figure 7), montée sur le support (en particulier la platine du mouvement 4) du
résonateur mécanique, et un aimant 22 monté sur ce résonateur mécanique, l'ensemble
électromagnétique 27 étant agencé de manière à pouvoir fournir un signal de tension
induite Ui(t) (Fig.10A), entre les deux bornes de sortie E1 et E2 du transducteur
électromécanique lorsque le résonateur mécanique oscille avec une amplitude comprise
dans la plage de fonctionnement utile,
- un convertisseur électrique 56 relié aux deux bornes de sortie du transducteur électromécanique
de manière à pouvoir recevoir de ce transducteur électromécanique un courant électrique
induit IRec (Fig.10B), ce convertisseur électrique comprenant une capacité d'alimentation CAL agencée pour accumuler de l'énergie électrique fournie par le transducteur électromécanique,
ce transducteur électromécanique et le convertisseur électrique formant ensemble un
dispositif de freinage du résonateur mécanique,
- un dispositif de régulation 52 de la fréquence de l'oscillateur mécanique, ce dispositif
de régulation comprenant un oscillateur auxiliaire 58 & CLK et un dispositif de mesure
agencé pour pouvoir mesurer une dérive temporelle éventuelle de l'oscillateur mécanique
relativement à l'oscillateur auxiliaire, le dispositif de régulation étant agencé
pour pouvoir déterminer si la dérive temporelle mesurée correspond à au moins une
certaine avance ou à au moins un certain retard.
[0040] De préférence, l'ensemble électromagnétique 27 forme également en partie le dispositif
de mesure. Ce dispositif de mesure comprend en outre un compteur bidirectionnel CB
et un comparateur 64 (du type Schmidt trigger). Le comparateur reçoit à une entrée
le signal de tension induite Ui(t) et à l'autre entrée un signal de tension de seuil
U
th dont la valeur est positive dans l'exemple donné. Comme le signal de tension induite
Ui(t) présente dans chaque période d'oscillation du résonateur 6 deux lobes positifs
(Fig.10A) dépassant la valeur U
th, le comparateur fournit en sortie un signal 'Comp' présentant deux impulsions S1
et S2 (Fig.10C) par période d'oscillation. Ce signal 'Comp' est fourni d'une part
à un circuit logique de commande 62 et d'autre part à une bascule 66 qui inhibe une
impulsion sur deux de manière à fournir une seule impulsion par période d'oscillation
à une première entrée 'UP' du compteur bidirectionnel CB. Le compteur bidirectionnel
comprend une deuxième entrée 'Down' qui reçoit un signal d'horloge S
hor à une fréquence nominale / fréquence de consigne pour la fréquence d'oscillation,
ce signal d'horloge étant dérivé de l'oscillateur auxiliaire qui fournit un signal
digital de référence définissant une fréquence de référence. L'oscillateur auxiliaire
comprend un circuit d'horloge CLK servant à exciter le résonateur à quartz 58 et à
fournir en retour le signal de référence qui est composé d'une succession d'impulsions
correspondant respectivement aux périodes d'oscillation du résonateur à quartz.
[0041] Le circuit d'horloge fournit son signal de référence à un diviseur DIV1 & DIV2 qui
divise le nombre d'impulsions dans ce signal de référence par le rapport entre la
période nominale de l'oscillateur mécanique et la période de référence nominale de
l'oscillateur auxiliaire. Le diviseur fournit ainsi un signal d'horloge S
hor définissant une fréquence de consigne (par exemple 4Hz) et présentant une impulsion
par période de consigne (par exemple 250 ms) au compteur CB. Ainsi, l'état du compteur
CB détermine l'avance (si le nombre est positif) ou le retard (si le nombre est négatif)
accumulé(e) au cours du temps par l'oscillateur mécanique relativement à l'oscillateur
auxiliaire avec une résolution correspondant sensiblement à une période de consigne.
L'état du compteur est fourni à un circuit logique de commande 62 qui est agencé pour
déterminer si cet état correspond à au moins une certaine avance (CB > N1, N1 étant
un nombre naturel) ou à au moins un certain retard (CB < -N2, N2 étant un nombre naturel).
[0042] Le convertisseur électrique 56 comprend un circuit d'accumulation d'énergie électrique
D1 & C
AL qui est agencé, dans la variante décrite, pour pouvoir recharger la capacité d'alimentation
C
AL seulement avec une tension positive en entrée du convertisseur électrique, c'est-à-dire
seulement avec une tension induite positive fournie par la bobine 28. Cette capacité
d'alimentation forme ici à elle seule une unité d'accumulation primaire. Lors d'une
recharge de la capacité d'alimentation, la quantité d'énergie électrique fournie par
le dispositif de freinage à cette capacité d'alimentation est d'autant plus grande
que le niveau de tension de cette capacité d'alimentation est bas. Une charge principale
est connectée ou susceptible d'être régulièrement connectée au convertisseur électrique
56 et alimentée par la capacité d'alimentation qui fournit la tension d'alimentation
principale U
AL(t), représentée à la Figure 10A, entre les deux bornes d'alimentation V
DD et V
SS, cette charge principale comprenant notamment le circuit de régulation 54.
[0043] La pièce d'horlogerie 2 est remarquable par le fait que le circuit de régulation
54 du dispositif de régulation comprend une pompe de charge 60 agencée pour pouvoir
transférer sur commande une certaine charge électrique de la capacité d'alimentation
C
AL dans une unité d'accumulation secondaire formée ici d'une capacité C
Aux. Cette capacité C
Aux est prévue comme source d'alimentation secondaire pour une charge auxiliaire, par
exemple une diode lumineuse, un circuit RFID, un capteur de température, ou une autre
unité électronique pouvant être incorporée dans la pièce d'horlogerie selon l'invention.
A cet effet, la capacité C
Aux présente à ses deux bornes respectivement un potentiel inférieur V
L et un potentiel supérieur V
H définissant une tension d'alimentation auxiliaire. Une variante de réalisation d'une
telle pompe de charge est représentée à la Figure 8. Il s'agit d'une forme simple
de pompe de charge qui ne fait que transférer des charges sans augmentation de tension
de sorte que dans ce cas la tension d'alimentation auxiliaire est prévue inférieure
à la tension d'alimentation principale fournie par le convertisseur électrique 56.
On notera qu'il s'agit d'un cas particulier qui n'est pas préféré. D'autres variantes
de pompe de charge connues de l'homme du métier peuvent être prévues, notamment celles
qui ont une fonction d'élévateur de tension. Une telle variante sera décrite par la
suite dans le troisième mode de réalisation. La pompe de charge 60 comprend un interrupteur
d'entrée Sw1 et un interrupteur de sortie Sw2 avec une capacité de transfert C
Tr. Les interrupteurs Sw1 et Sw2 sont commandés par le circuit logique de commande 62
selon un procédé de régulation (Figure 9) implémenté dans le premier mode de réalisation
de la pièce d'horlogerie selon l'invention et qui sera décrit par la suite.
[0044] Aux Figures 10A et 10B, le signal de tension induite Ui(t) correspond à celui généré
par l'ensemble électromagnétique 27 associé au résonateur mécanique 6 lorsque ce dernier
oscille dans une plage de fonctionnement utile. Sur l'axe du temps [t] sont indiqués
les instants médians TNn, n = 0, 1, 2, ..., correspondant aux passages successifs
du résonateur mécanique par sa position neutre, ainsi que les instants TMn, n = 0,
1, 2, ..., correspondant aux passages successifs du résonateur mécanique alternativement
par ses deux positions extrêmes où sa vitesse angulaire est nulle et le sens de son
balancement s'inverse. Selon l'invention, le dispositif de freinage 27 & 56 est agencé
de manière que, dans chaque période d'oscillation du résonateur mécanique 6 au moins
lorsque l'amplitude d'oscillation de ce résonateur mécanique est dans la plage de
fonctionnement utile, le signal de tension induite Ui(t) présente un premier lobe
de tension LU
1 intervenant dans une première demi-alternance DA1
1, DA1
P et un deuxième lobe de tension LU
2 intervenant dans une seconde demi-alternance DA2
1, DA2
P. Le signal de tension induite présente ainsi alternativement une succession de premiers
lobes de tension LU
1 et de deuxièmes lobes de tension LU
2. Chaque premier lobe de tension LU
1 présente une première valeur maximale UM
1 à un premier instant ti de la première demi-alternance correspondante et chaque deuxième
lobe de tension LU
2 présente une deuxième valeur maximale UM
2 à un deuxième instant t
2 de la seconde demi-alternance correspondante.
[0045] Les premiers et deuxièmes lobes de tension définissent, d'une part, des premières
zones temporelles ZT1 situées chacune avant le premier instant ti d'un premier lobe
de tension différent et après le deuxième instant t
2 du deuxième lobe de tension précédant ce premier lobe de tension et, d'autre part,
des deuxièmes zones temporelles ZT2 situées chacune avant le deuxième instant t
2 d'un deuxième lobe de tension différent et après le premier instant ti du premier
lobe de tension précédant ce deuxième lobe de tension. Les premiers lobes de tension
LU
1 génèrent des impulsions S1 dans le signal 'Comp' en sortie du comparateur 64, alors
que les deuxièmes lobes de tension LU
2 génèrent des impulsions S2 dans ce signal 'Comp' (Fig.10C). Dans la variante représentée
à la Figure 10A, les lobes considérés pour la génération des signaux S1 et S2 sont
les lobes de tension positive car la tension de seuil U
th a été choisie positive. Dans une variante qui ne sera pas décrite plus en détail
par la suite, on peut choisir une tension de seuil négative fournie à l'entrée '+'
du comparateur 64 (le signal de tension induite étant alors fourni à son entrée '-')
et ce sont alors les lobes de tension négative qui génèrent les signaux S1 et S2.
[0046] Ensuite, le dispositif de freinage est agencé de manière que, au moins lorsqu'aucune
dérive temporelle n'est détectée par le dispositif de mesure et au moins lorsque ladite
charge principale, connectée aux bornes Vss et V
DD, consomme en continu ou de manière quasi continue de l'énergie électrique accumulée
dans la capacité d'alimentation C
AL (lors d'une phase de fonctionnement normal de la pièce d'horlogerie, comme représenté
à la Figure 10A où la tension d'alimentation U
AL(t) présente une certaine pente négative en l'absence de correction du fonctionnement
de l'oscillateur mécanique), les premiers lobes de tension LU
1 et les deuxièmes lobes de tension LU
2 engendrent alternativement des impulsions de courant induit P1 et P2 (Fig.10B) qui
rechargent la capacité d'alimentation . On remarquera que le convertisseur électrique
56 comprend une diode D1 agencée de sorte que seuls les lobes de tension positive
sont susceptibles de recharger la capacité C
AL. Cependant, dans une variante qui ne sera pas décrite plus en détail par la suite,
le convertisseur électrique peut avoir une diode agencée de manière à définir un redresseur
simple alternance de sorte que ce sont alors les lobes de tension négative qui sont
susceptibles de recharger la capacité C
AL. Dans ce cas, ce sont ainsi les lobes de tension négative qui engendrent les impulsions
de courant induit et qui sont considérés pour déterminer les zones temporelles de
prélèvement d'une certaine charge électrique en fonction de la dérive temporelle mesurée,
comme exposé ci-après. On notera que dans une autre variante, le convertisseur peut
comprendre un convertisseur double alternance. Dans ce cas, on obtient à chaque passage
de l'aimant 22 devant la bobine 28 une première paire de premiers lobes de tension
consécutifs ou une deuxième paire de deux deuxième lobes de tension consécutifs ayant
tous sensiblement une même amplitude. On obtient donc des doublons des premiers de
deuxièmes lobes de tension décrits ci-avant. Ce cas particulier doit être traité en
relation avec l'exposé ci-dessus en prenant les premières et deuxièmes paires de lobes
de tension en lieu et place des premiers et deuxièmes lobes de tension, et en prenant
pour déterminer les premières et deuxièmes zones temporelles ZT1 et ZT2 les temps
t
1 et t
2 des deux lobes adjacents parmi deux paires qui se succèdent.
[0047] La pompe de charge 60 est agencée pour pouvoir prélever sur commande une certaine
charge électrique de la capacité d'alimentation C
AL et la transférer dans la capacité auxiliaire C
Aux, de manière à diminuer momentanément le niveau de tension U
AL(t) de la capacité d'alimentation C
AL. Dès que la capacité d'alimentation a été suffisamment chargée pour pouvoir alimenter
le circuit de régulation 54, le circuit logique de commande 62 reçoit en entrée un
signal de mesure fourni par le dispositif de mesure, à savoir du compteur bidirectionnel
CB. Ce circuit logique de commande est agencé pour activer la pompe de charge 60 de
manière qu'elle effectue, lorsque la dérive temporelle mesurée correspond à au moins
une certaine avance (CB > N1), un prélèvement d'une première charge électrique de
la capacité d'alimentation C
AL dans une première zone temporelle ZT1 et un transfert de cette première charge dans
la capacité auxiliaire qui forme une source d'alimentation secondaire. Il en résulte
une baisse de la tension U
AL(t). De même, le circuit logique de commande est agencé pour activer la pompe de charge
60 de manière qu'elle effectue, lorsque la dérive temporelle mesurée correspond à
au moins un certain retard (CB < -N2), un prélèvement d'une deuxième charge électrique
de la capacité d'alimentation C
AL dans une deuxième zone temporelle ZT2, pour baisser la tension U
AL(t), et un transfert de cette deuxième charge électrique dans la capacité auxiliaire.
[0048] Le procédé de régulation implémenté dans le premier mode de réalisation de l'invention
est donné sous forme d'organigramme à la Figure 9. Après une initialisation du circuit
de régulation à 'POR', on réinitialise le compteur CB. Ensuite, on attend la détection
d'un flanc montant d'une impulsion S1 ou S2 fournie par le comparateur 64 dans le
signal 'Comp' (voir Fig. 10C) qu'il transmet au circuit logique de commande 62, et
on initialise alors le compteur temporel CT. Ensuite, on attend la détection du flanc
montant suivant dans le signal 'Comp' (deuxième flanc montant d'une impulsion S2 ou
S1).
[0049] Dès la détection du deuxième flanc montant susmentionné dans le signal 'Comp', le
circuit logique 62 transfert l'état / la valeur du compteur temporel CT dans un registre
et compare cette valeur à une valeur de différentiation Tdiff qui est sélectionnée
inférieure à un premier intervalle de temps entre une première impulsion S1 et une
deuxième impulsion S2 et supérieure à un deuxième intervalle de temps entre une deuxième
impulsion S2 et une première impulsion S1. Dès le transfert de l'état du compteur
temporel CT dans le registre, ce compteur temporel est réinitialisé et un temporisateur
associé au circuit logique 62 est enclenché pour mesurer un certain délai dont la
valeur Tci ou T
D1 est sélectionnée en fonction du résultat de la comparaison de la valeur du compteur
CT avec la valeur Tdiff. Dans le premier mode de réalisation, le dispositif de régulation
comprend donc un dispositif de détection, agencé pour pouvoir détecter l'apparition
successive alternativement de premiers lobes de tension et de deuxièmes lobes de tension,
et un compteur temporel CT associé au circuit logique de commande 62 pour permettre
à ce dernier de distinguer un premier intervalle de temps, séparant un premier lobe
de tension d'un deuxième lobe de tension qui suit, et un deuxième intervalle de temps
séparant un deuxième lobe de tension d'un premier lobe de tension qui suit, les premier
et deuxième intervalles de temps étant différents du fait de l'agencement de l'ensemble
électro-magnétique.
[0050] L'agencement de l'ensemble électromagnétique est prévu ici tel que la courbe du signal
de tension induite Ui(t) présente deux lobes de tension LU
2 et LU
1, avec une même amplitude maximale (UM
2 = UM
1), qui interviennent dans une seconde demi-alternance et dans la première demi-alternance
suivante, mais aucun lobe de tension de sensiblement même amplitude n'est engendré
dans les deux demi-alternances suivantes. La courbe du signal de tension induite Ui(t)
représentée à la Figure 10A découle de l'ensemble électromagnétique 27 décrit précédemment.
Dans le premier mode de réalisation, la bobine 28 présente en son centre un décalage
angulaire θ relativement au demi-axe de référence 48 (Fig. 2 ; position angulaire
de l'aimant 22 lorsque le résonateur mécanique 6 est dans sa position de repos) de
sorte à engendrer dans chaque période d'oscillation du résonateur mécanique, dans
ladite plage de fonctionnement utile, seulement deux lobes de tension de même polarité
et de sensiblement même amplitude maximale qui interviennent dans deux demi-alternances
consécutives et qui forment respectivement un desdits deuxièmes lobes de tension et
un desdits premiers lobes de tension. De préférence, le décalage angulaire θ est compris
entre 30° et 120° en valeur absolue.
[0051] Lors de la comparaison susmentionnée entre la valeur du compteur temporel CT et la
valeur de différentiation Tdiff, le temporisateur associé au circuit logique attend
soit un délai Tci lorsque la valeur du compteur temporel CT est supérieure à la valeur
de différentiation Tdiff, soit un délai T
D1 lorsque la valeur du compteur temporel CT est inférieure à la valeur de différentiation
Tdiff. Dans le premier cas, la comparaison permet de savoir que l'impulsion détectée
est une impulsion S2 générée par un deuxième lobe de tension LU
2 et le délai Tci est choisi pour qu'il termine dans une première zone temporelle ZT1
suivant ce deuxième lobe de tension. Dans le second cas, la comparaison permet de
savoir que l'impulsion détectée est une impulsion S1 générée par un premier lobe de
tension LU
1 et le délai T
D1 est choisi pour qu'il termine dans une deuxième zone temporelle ZT2 suivant ce premier
lobe de tension. De manière générale, le dispositif de régulation comprend un temporisateur
associé au circuit logique de commande pour permettre à ce dernier d'activer, le cas
échéant, le dispositif de pompe de charge après un premier délai déterminé depuis
la détection d'un deuxième lobe de tension, ce premier délai étant sélectionné de
sorte qu'il se termine dans une première zone temporelle, ou après un deuxième délai
déterminé depuis la détection d'un premier lobe de tension, ce deuxième délai étant
sélectionné de sorte qu'il se termine dans une deuxième zone temporelle.
[0052] Dans le premier cas susmentionné, lorsque le délai Tci est atteint, on détecte si
le compteur CB, indiquant une dérive temporelle éventuelle de l'oscillateur mécanique,
a une valeur supérieure à un nombre naturel donné N1 (nombre positif ou égal à zéro).
Si tel est le cas, l'oscillateur mécanique présente une avance relativement à l'oscillateur
auxiliaire. Pour corriger une telle avance, il est prévu selon l'invention de transférer
une première charge électrique de la capacité d'alimentation dans la capacité auxiliaire
à la fin du délai Tci susmentionné et donc dans la première zone temporelle ZT1 correspondante.
La baisse de la tension d'alimentation U
AL(t) qui en résulte (indiqué par la référence PC
1 à la Fig.10A) engendre, lors de l'apparition du premier lobe de tension suivant le
transfert susmentionné, une impulsion de courant induit P1
PC ayant une amplitude supérieure à celle d'une impulsion P1 qui interviendrait en l'absence
d'activation de la pompe de charge. Cette augmentation du courant induit dans la bobine
28 signifie une plus grande énergie mécanique prise à l'oscillateur mécanique par
le dispositif de freinage dans une première demi-alternance DA1
P. Comme déjà exposé, un freinage dans une première demi-alternance engendre un déphasage
temporel négatif dans l'oscillation du résonateur mécanique 6, et ainsi la durée de
la demi-alternance en question est augmentée. Par le freinage plus intense opéré dans
la première demi-alternance DA1
P, on diminue momentanément la fréquence instantanée de l'oscillateur mécanique et
il en résulte un certain retard dans la marche du mécanisme qu'il cadence, ce qui
corrige au moins partiellement l'avance détectée par le dispositif de mesure.
[0053] Dans le second cas susmentionné, lorsque le délai T
D1 est atteint, on détecte si le compteur CB a une valeur inférieure à un nombre négatif
donné - N2, N2 étant un nombre naturel. Si tel est le cas, l'oscillateur mécanique
présente un retard relativement à l'oscillateur auxiliaire. Pour corriger un tel retard,
il est prévu selon l'invention de transférer une deuxième charge électrique de la
capacité d'alimentation dans la capacité auxiliaire à la fin du délai T
D1 susmentionné et donc dans la deuxième zone temporelle ZT2 correspondante. La baisse
de la tension d'alimentation U
AL(t) qui en résulte (indiqué par la référence PC
2 à la Fig.10A) engendre, lors de l'apparition du deuxième lobe de tension suivant
le transfert susmentionné, une impulsion de courant induit P2
PC ayant une amplitude supérieure à celle de l'impulsion P2 qui interviendrait en l'absence
de régulation. Cette augmentation du courant induit dans la bobine 28 signifie une
plus grande énergie mécanique prise à l'oscillateur mécanique par le dispositif de
freinage dans une seconde demi-alternance DA2
P. Comme déjà exposé, un freinage dans une seconde demi-alternance engendre un déphasage
temporel positif dans l'oscillation du résonateur mécanique, et ainsi la durée de
la demi-alternance en question est diminuée. Par le freinage plus intense opéré dans
la seconde demi-alternance DA2
P, on augmente momentanément la fréquence instantanée de l'oscillateur mécanique et
il en résulte une certaine avance dans la marche du mécanisme qu'il cadence, ce qui
corrige au moins partiellement le retard détecté par le dispositif de mesure.
[0054] Un prélèvement d'une charge électrique dans une première zone temporelle ZT1 à la
fin du délai Tci, indiqué par la référence PC
1 qui pointe une marche descendante dans la tension d'alimentation U
AL(t), engendre donc une impulsion de courant induit P1
PC d'amplitude supérieure dans une première demi-alternance DA1
P d'une alternance A2, cette première demi-alternance ayant une durée supérieure à
celles des secondes demi-alternances DA1° et DA1
1 qui correspondent respectivement à une demi-alternance au cours de laquelle aucune
impulsion de courant induit n'est engendrée et à une demi-alternance au cours de laquelle
une impulsion de compensation P1 de la consommation électrique de la charge principale
intervient. Un prélèvement d'une charge électrique dans une deuxième zone temporelle
ZT2 à la fin du délai T
D1, indiqué par la référence PC
2 qui pointe une marche descendante dans la tension d'alimentation U
AL(t), engendre donc une impulsion de courant induit P2
PC d'amplitude supérieure dans une seconde demi-alternance DA2
P d'une alternance A1, cette seconde demi-alternance ayant une durée moindre que les
secondes demi-alternances DA2° et DA2
1 qui correspondent respectivement à une demi-alternance au cours de laquelle aucune
impulsion de courant induit n'est engendrée et à une demi-alternance au cours de laquelle
une impulsion de compensation P2 de la consommation électrique de la charge principale
intervient.
[0055] A l'aide des Figures 11 à 15, on décrira ci-après un deuxième mode de réalisation
d'une pièce d'horlogerie selon l'invention.
[0056] La Figure 11 est similaire à la Figure 2, mais pour un ensemble électromagnétique
29 formant le transducteur électromagnétique d'une pièce d'horlogerie selon le deuxième
mode de réalisation. Elle montre le résonateur mécanique 6a en coupe horizontale au
niveau de son balancier 18a, ce résonateur mécanique étant incorporé dans un mouvement
horloger, semblable à celui de la Figure 1, en lieu et place du résonateur 6 montré
à cette Figure 1. Les références déjà décrites ne seront pas à nouveau décrites ici.
De manière générale, il est prévu un ensemble électromagnétique qui comprend au moins
la bobine 28 et une structure aimantée formée d'au moins un aimant et présentant au
moins une paire de pôles magnétiques, de polarités opposées, générant chacun un flux
magnétique en direction d'un plan général de la bobine, cette paire de pôles magnétiques
étant agencée de manière que, lorsque le résonateur mécanique 6a oscille avec une
amplitude comprise dans une plage de fonctionnement utile, leurs flux magnétiques
respectifs traversent la bobine avec un décalage temporel mais avec au moins en partie
une simultanéité du flux magnétique entrant et du flux magnétique sortant, de manière
à former un lobe de tension central présentant une valeur de pic qui est maximale.
[0057] Dans la variante avantageuse de la Figure 11, le balancier 18a porte une paire d'aimants
bipolaires 22 et 23 ayant des axes d'aimantation orientés axialement avec des polarités
opposées. Cette paire d'aimants et la bobine 28 forment l'ensemble électromagnétique
29 qui fait partie du système de régulation. Les aimants sont agencés proches l'un
de l'autre, à une distance permettant une addition de leurs interactions respectives
avec la bobine 28 pour ce qui concerne la tension induite dans celle-ci (plus précisément
pour la génération de lobes de tension centraux). Dans une variante non représentée,
on peut agencer un seul aimant bipolaire avec son axe d'aimantation parallèle au plan
du balancier et orienté tangentiellement à un cercle géométrique centré sur l'axe
de rotation 20. Le signal de tension induite dans la bobine peut présenter sensiblement
un même profil que pour la paire d'aimants décrite ci-avant, mais avec une amplitude
moindre étant donné que seule une partie du flux magnétique de l'aimant traverse la
bobine. Des éléments de conduction du flux magnétique peuvent être associés au seul
aimant pour diriger son flux magnétique substantiellement en direction du plan général
de la bobine.
[0058] Le balancier 18a définit un demi-axe 26, depuis son axe de rotation 20 et perpendiculairement
à ce dernier, qui passe au milieu de la paire d'aimants. Lorsque le balancier-spiral
est dans sa position de repos, le demi-axe 26 définit une position neutre autour de
laquelle le balancier-spiral peut osciller. Le résonateur mécanique 6a est représenté
dans sa position neutre à la Figure 11 et son demi-axe 26 définit un demi-axe de référence
48 qui est décalé angulairement d'un angle θ relativement au demi-axe fixe 50 qui
intercepte l'axe de rotation 20 et l'axe central de la bobine 28. De préférence, le
décalage angulaire θ est compris entre 30° et 120° en valeur absolue.
[0059] Dans la variante représentée aux Figures 14 et 15, le signal de tension induite Ui(t)
généré par l'ensemble électromécanique 29 présente, dans chaque période d'oscillation
de l'oscillateur mécanique, un premier lobe de tension central LUC
1 (aussi nommé premier lobe de tension) ayant une tension négative maximale UM
1 et un deuxième lobe de tension LUC
2 (aussi nommé deuxième lobe de tension) ayant une tension positive maximale UM
2. Grâce au décalage angulaire θ de la bobine relativement au demi-axe de référence
48, un deuxième lobe de tension et un premier lobe de tension interviennent respectivement
dans une seconde demi-alternance d'une alternance A0
1, A1
1, .... (AN
1, N étant un nombre naturel) et dans une première demi-alternance de l'alternance
suivante A0
2, A1
2, .... (AN
2, N étant un nombre naturel) de chaque période d'oscillation. Dans une autre variante,
les polarités des lobes de tension sont opposées, c'est-à-dire que les premiers lobes
de tension ont une tension positive alors que les deuxièmes lobes de tension ont une
tension négative. On notera qu'une simple inversion des bornes E1 et E2 de la bobine
28 ou, de manière équivalente, du sens d'enroulement du fil formant cette bobine engendre
un changement de polarité pour la tension induite de sorte qu'une telle inversion
permet de passer d'une variante à l'autre.
[0060] De préférence, l'ensemble électromagnétique 29 forme également en partie le dispositif
de mesure, comme dans le premier mode de réalisation. La partie du schéma électrique
de la Figure 12 relative au dispositif de mesure d'une dérive temporelle éventuelle
de l'oscillateur mécanique ne sera pas décrite à nouveau en détails. On remarquera
que le comparateur 64 délivre un signal 'Comp', représenté à la Figure 14, qui présente
une impulsion S2 par période d'oscillation. Ainsi ce signal peut être directement
fourni au compteur bidirectionnel CB.
[0061] A la Figure 12, le convertisseur électrique 57 comprend un premier circuit D1 & C1
d'accumulation d'énergie électrique qui est agencé pour pouvoir recharger une première
capacité d'alimentation C1 de l'unité d'accumulation primaire seulement avec une tension
positive en entrée du convertisseur électrique et un deuxième circuit D2 & C2 d'accumulation
d'énergie électrique qui est agencé pour pouvoir recharger une deuxième capacité d'alimentation
C2 de l'unité d'accumulation primaire seulement avec une tension négative en entrée
du convertisseur électrique. Lors d'une recharge, la quantité d'énergie électrique
fournie sélectivement par le dispositif de freinage à la première capacité d'alimentation
et à la deuxième capacité d'alimentation est d'autant plus grande que le niveau de
tension en valeur absolue de cette première capacité d'alimentation, respectivement
de cette deuxième capacité d'alimentation est bas.
[0062] Une charge principale est connectée ou susceptible d'être régulièrement connectée
en sortie du convertisseur électrique 57 et alimentée par l'unité d'alimentation primaire
qui fournit les tensions d'alimentation V
DD et Vss. Cette charge principale comprend notamment le circuit de régulation 55. De
préférence, les première et deuxième capacités d'alimentation ont sensiblement une
même valeur de capacité.
[0063] Le circuit de régulation 55 du dispositif de régulation 53 comprend un dispositif
de pompe de charge 61 formé par deux pompes de charge PC1 et PC2, avantageusement
identiques, qui sont agencées pour transférer sur commande des charges électriques
respectivement de la première capacité d'alimentation C1 et de la deuxième capacité
d'alimentation C2 dans la capacité auxiliaire C
Aux. Comme dans le premier mode de réalisation, cette capacité auxiliaire forme une unité
d'accumulation secondaire qui fournit une tension d'alimentation auxiliaire entre
ses deux bornes V
L et V
H. Les deux pompes de charge PC1 et PC2 sont commandées par le circuit logique de commande
62a. Une variante de réalisation d'une pompe de charge pouvant former chacune des
deux pompes de charge a déjà été décrite en référence à la Figure 8. Dans une variante
principale, les deux pompes de charge sont remplacées par une seule et même pompe
de charge qui comprend alors des commutateurs commandés par le circuit de commande
62a de manière à pouvoir transférer des charges électriques dans la capacité auxiliaire
en prélevant sélectivement ces charges électriques dans la première capacité C1 et
dans la deuxième capacité C2 en fonction de la correction souhaitée, comme cela sera
décrit par la suite dans la description du procédé de régulation implémenté dans le
circuit de commande 62a dans le cadre du deuxième mode de réalisation. Dans la variante
décrite, le circuit de régulation 55 comprend en outre deux circuits dissipatifs formés
chacun d'une résistance et d'un interrupteur Sw3, respectivement Sw4. Ces deux circuits
dissipatifs comprennent une certaine résistance et sont respectivement agencés en
parallèle des deux capacités C1 et C2, entre celles-ci et les deux pompes de charge
PC1 et PC2.
[0064] Aux Figures 14 et 15 sont également représentées la tension positive Vci à la borne
supérieure (définissant V
DD) de la capacité d'alimentation C1 et la tension négative V
C2 à la borne inférieure (définissant Vss) de la capacité d'alimentation C2 (la tension
zéro étant celle de l'extrémité E1 de la bobine connectée entre les deux capacités
agencées en série). La tension d'alimentation V
AL disponible est donc donnée par V
C1 - V
C2, soit l'addition des tensions respectives des première et deuxième capacités C1 et
C2. Dans la variante préférée décrite ici, une charge principale est agencée en sortie
du convertisseur électrique. Elle comprend notamment le circuit de régulation 55 qui
est alimenté par les première et deuxième capacités d'alimentation agencées en série
et délivrant la tension d'alimentation V
AL. Les lobes de tension LUC
1 et LUC
2 qui présentent respectivement la tension induite négative maximale UM
1 (en valeur absolue) et la tension induite positive maximale UM
2 servent à recharger respectivement les capacités C2 et C1. Ainsi, en dehors de courtes
périodes de recharge de l'une et l'autre des deux capacités d'alimentation, il y a
une certaine diminution progressive (en valeur absolue) des tensions V
C1 et V
C2 au cours du temps.
[0065] Dans la première période d'oscillation T0 au cours de laquelle aucun événement de
régulation n'intervient, une impulsion de courant induit I1
2 recharge la capacité C1 dans une seconde demi-alternance et une impulsion de courant
induit I1
1 recharge la capacité C2 dans une première demi-alternance. Ces impulsions de courant
induit correspondent à des puissances électriques engendrées par le transducteur électromécanique
dans l'ensemble électromagnétique 29 et absorbées par le convertisseur électrique
57. Ces puissances électriques correspondent ainsi à des puissances mécaniques fournies
par l'oscillateur mécanique. Elles sont converties par le convertisseur électrique
et consommées par la charge principale qui lui est associée. Ainsi chaque impulsion
de courant induit Ini et IN
2, N = 1, 2, ..., fourni par le transducteur électromécanique au convertisseur électrique
correspond à une impulsion de freinage et donc à un certain couple de freinage momentané
appliqué à l'oscillateur mécanique. Selon le phénomène physique exposé précédemment
en référence aux Figures 3 à 6, les impulsions de courant induit IN
2, intervenant chacune dans une seconde demi-alternance, engendrent une diminution
de la durée des alternances au cours desquelles elles interviennent, et donc une augmentation
de la fréquence instantanée de l'oscillateur mécanique, alors que les impulsions de
courant induit IN
1, intervenant chacune dans une première demi-alternance, engendrent une augmentation
de la durée des alternances au cours desquelles elles interviennent, et donc une diminution
de la fréquence instantanée de l'oscillateur mécanique.
[0066] Dans une période de fonctionnement au cours de laquelle aucun événement de régulation
et aucun comportement particulier découlant d'un tel événement de régulation n'intervient,
c'est-à-dire dans une période correspondant à un fonctionnement normal sans régulation,
on a donc la situation représentée dans la première période d'oscillation aux Figures
14 et 15 concernant les tensions Vci et V
C2 et les impulsions de recharge des capacités C1 et C2 engendrées respectivement par
les impulsions de courant induit I1
2 et I1
1, à savoir une situation équilibrée dans laquelle une première énergie électrique
absorbée par le convertisseur électrique globalement dans les deux premières demi-alternances
de chaque période d'oscillation est sensiblement identique à une deuxième énergie
électrique absorbée par le convertisseur électrique globalement dans les deux secondes
demi-alternances de cette période d'oscillation. Ainsi, le déphasage temporel positif
qui intervient globalement dans les deux secondes demi-alternances est compensé par
le déphasage temporel négatif qui intervient globalement dans les deux premières demi-alternances
de chaque période d'oscillation. Dans le cas particulier représenté aux Figures 14
et 15, le déphasage temporel positif qui intervient dans la première alternance A0
1 est compensé par le déphasage temporel négatif qui intervient dans la seconde alternance
A0
2 de la période d'oscillation correspondante. On comprend donc que, bien que la durée
de la première alternance soit différente de celle de la seconde alternance, leur
somme est égale à une période d'oscillation naturelle T0 de l'oscillateur mécanique
non soumis à une action de régulation.
[0067] Le procédé de régulation implémenté dans le circuit logique de commande 62a du dispositif
de pompe de charge 61 est donné par l'organigramme de la Figure 13. Après avoir initialisé
le circuit de régulation à 'POR' et en particulier le compteur bidirectionnel CB,
on attend un certain délai, c'est-à-dire un certain intervalle de temps, par exemple
une période T0 ou plusieurs périodes T0, et le circuit de commande 62a détermine si
au moins une certaine avance (CB > N1) est intervenue dans la marche de la pièce d'horlogerie.
Si c'est le cas, dans la présente variante, le circuit de régulation est agencé de
sorte que le circuit de commande peut détecter si la tension V
CA aux bornes de la capacité auxiliaire est supérieure à un seuil de tension V
th, lequel correspond à une certaine tension pour laquelle la capacité auxiliaire est
remplie à un niveau tel que les pompes de charge ne peuvent plus transférer des charges
électriques significatives de l'une ou l'autre des capacités C1 et C2 dans la capacité
auxiliaire. Dans ce cas, pour effectuer une correction de l'avance détectée, l'interrupteur
Sw2 est fermé durant un court intervalle de temps Δt pour engendrer une certaine décharge
de la capacité C2 au travers du circuit dissipatif correspondant, indiqué par la marche
D
C2 (qui est descendante en valeur absolue car la tension de la capacité C2 diminue)
dans la tension V
C2 à la Figure 14.
[0068] Si la tension V
CA est égale ou inférieure au seuil de tension Vth, alors le circuit de commande active
la pompe de charge PC2 pour qu'elle effectue un transfert d'une première charge électrique
de la deuxième capacité d'alimentation C2 dans la capacité auxiliaire C
Aux. Il résulte de cette action de régulation également une diminution de la tension
V
C2 indiquée par la marche descendante D
C2. Cette diminution de la tension V
C2 engendre, au moins dans une période d'oscillation suivant un tel transfert, une augmentation
de la recharge de la deuxième capacité C2 relativement au cas hypothétique où un tel
transfert de la première charge électrique n'aurait pas lieu. La diminution de la
tension V
C2 opérée par le circuit de commande dans l'alternance A1
1 engendre lors de l'apparition du prochain lobe de tension LUC
1 dans l'alternance suivante A1
2 une impulsion de courant induit I2
1 dont l'amplitude (valeur du pic de tension) est supérieure à celle de la précédente
I1
1. Etant donné que cette impulsion de courant induit I2
1 intervient dans une première demi-alternance, comme toutes les impulsions de courant
induit qui rechargent la capacité C2, une diminution de la tension de cette capacité
C2 engendre toujours au moins une impulsion de régulation qui génère un déphasage
négatif dans l'oscillation du résonateur mécanique et donc qui diminue momentanément
la fréquence d'oscillation pour corriger au moins partiellement l'avance détectée
dans la marche de la pièce d'horlogerie (dérive temporelle positive). On remarquera
que les impulsions I1
2 et I2
2 ont une amplitude, en valeur absolue, sensiblement égale à celle de l'impulsion I1
1, ces impulsions correspondant chacune à une impulsion de courant induit générée par
la seule consommation de la charge principale. Il s'agit donc d'impulsions de recharge
standard / nominales.
[0069] Si aucune avance n'est détectée dans la marche de la pièce d'horlogerie, alors le
circuit de commande détermine si au moins un certain retard (CB < -N2) est intervenu
dans la marche de cette pièce d'horlogerie. Si c'est le cas, le circuit de régulation
détecte si la tension V
CA aux bornes de la capacité auxiliaire est supérieure au seuil de tension V
th. Dans ce cas, pour effectuer une correction du retard détecté, l'interrupteur Sw1
est fermé durant un court intervalle de temps Δt pour engendrer une certaine décharge
de la capacité C1 au travers du circuit dissipatif correspondant, indiqué par la marche
Dci (qui est descendante en valeur absolue car la tension de la capacité C2 diminue)
dans la tension V
C2 à la Figure 15. Si la tension V
CA est égale ou inférieure au seuil de tension Vth, alors le circuit de commande active
la pompe de charge PC1 pour qu'elle effectue un transfert d'une deuxième charge électrique
de la première capacité d'alimentation C1 dans la capacité auxiliaire C
Aux. Il résulte de cette action de régulation également une diminution de la tension
Vci indiquée par la marche Dci. Cette diminution de la tension Vci engendre, au moins
dans une période d'oscillation suivant un tel transfert, une augmentation de la recharge
de la deuxième capacité C1 relativement au cas hypothétique où un tel transfert de
la deuxième charge électrique n'aurait pas lieu. La diminution de la tension V
C1 opérée par le circuit de commande dans l'alternance A1
1 engendre lors de l'apparition du prochain lobe de tension LUC
2 dans cette même alternance une impulsion de courant induit I3
2 dont l'amplitude est supérieure à celle de la précédente I1
2. Etant donné que cette impulsion de courant induit I3
2 intervient dans une seconde demi-alternance, comme toutes les impulsions de courant
induit qui rechargent la capacité C1, une diminution de la tension de cette capacité
C1 engendre toujours au moins une impulsion de régulation qui génère un déphasage
positif dans l'oscillation du résonateur mécanique et donc augmente momentanément
la fréquence d'oscillation pour corriger au moins partiellement le retard détecté
dans la marche de la pièce d'horlogerie (dérive temporelle négative). L'impulsion
suivante I3
1 présente à nouveau sensiblement une amplitude standard / nominale.
[0070] Le deuxième mode de réalisation présente un avantage important par le fait que le
prélèvement sélectif d'une charge électrique dans la capacité C1 ou C2 en fonction
d'une dérive temporelle détectée dans la marche de la pièce d'horlogerie peut intervenir
en tout temps puisque les premiers lobes de tension, qui interviennent seulement dans
des premières demi-alternances, ont une même première polarité alors que les deuxièmes
lobes de tension, qui interviennent seulement dans des secondes demi-alternances,
ont une même deuxième polarité opposée à la première polarité et par le fait que les
capacités C1 et C2 ne peuvent être rechargées respectivement que par des tensions
induites de polarités opposées. Il suffit donc que le circuit logique de commande
connaisse quelle polarité, première ou deuxième, est susceptible de recharger quelle
capacité, C1 ou C2, pour effectuer sélectivement un prélèvement d'une certaine charge
électrique dans l'une ou l'autre de ces deux capacités en fonction de la nature d'une
dérive temporelle détectée, avance ou retard, par un transfert de cette certaine charge
électrique dans la capacité auxiliaire ou par sa dissipation au travers d'un des deux
circuits dissipatifs prévus si la capacité auxiliaire est pleine. Dans une variante,
on prévoit cependant un temporisateur qui détermine un certain délai suite à l'apparition
d'une impulsion S2 dans le signal 'Comp' pour effectuer le prélèvement sélectif d'une
charge électrique.
[0071] Dans une variante avantageuse, pour transférer une première ou deuxième charge électrique,
le nombre de cycles de transfert de moindres charges électriques par une pompe de
charge est augmenté lorsque la tension V
CA aux bornes de la capacité auxiliaire augmente, de manière à prélever une charge électrique
sensiblement constante des capacités C1 et C2 par séquence du précédé de régulation.
Dans une autre variante où le nombre de cycles de transfert de moindres charges électriques
est prévu constant, l'augmentation de la tension V
CA engendre généralement une diminution de la première ou deuxième charge électrique
prélevée et donc une moindre correction par séquence de régulation. Toutefois, dans
la mesure où le système de régulation est configuré pour pouvoir aisément corriger
des dérives dans une plage de dérive standard pour le mouvement horloger en question,
une diminution de la valeur des premières et deuxièmes charges électriques par séquence
de régulation, pour une dérive temporelle donnée, engendrera une augmentation de séquences
de régulation par unité de temps. Les remarques ci-dessus concernent des capacités
classiques et également des super-capacités dont la courbe caractéristique tension
- charge électrique est sensiblement linéaire. Par contre, il est aussi possible de
prévoir comme unité d'accumulation secondaire un condensateur électrique dont la tension
varie peu, au-delà d'un certain niveau de charge minimal, en fonction de la charge
électrique accumulée. Dans ce cas, les charges électriques transférées par la ou les
pompe(s) de charge sont sensiblement constantes indépendamment du niveau de charge
de cette unité d'accumulation secondaire. Dans un tel cas, le procédé de régulation
décrit précédemment peut varier pour ce qui concerne la décision de transférer une
certaine charge électrique dans l'unité d'accumulation secondaire ou de consommer
cette charge électrique dans le circuit dissipatif prévu. Le dispositif de régulation
comprendra généralement des moyens pour déterminer le niveau de remplissage de l'unité
d'accumulation secondaire.
[0072] A l'aide des Figures 16 à 19 et 20A à 20C, on décrira par la suite un troisième mode
de réalisation d'une pièce d'horlogerie selon l'invention. Le mouvement horloger de
cette pièce d'horlogerie se différencie de celui représenté en Fig.1 essentiellement
par la configuration du balancier 18b, formant le résonateur mécanique 6b, qui porte
ici deux paires d'aimants bipolaires 82 et 84. Les enseignements déjà donnés qui interviennent
à nouveau ici ne seront plus exposés en détails. Ce qui rend remarquable ce troisième
mode de réalisation relativement au premier mode de réalisation réside en particulier
dans le choix de l'ensemble électromagnétique 86 formant le transducteur électromagnétique
et du convertisseur électrique 76 associé à ce dernier. L'ensemble électromagnétique
comprend deux paires 82 et 84 d'aimants bipolaires 90 et 91, respectivement 92 et
93, qui sont montés sur balancier 18b du résonateur mécanique 6b et qui ont des axes
d'aimantation respectifs qui sont parallèles à l'axe de rotation 20 du balancier,
et une bobine 28 qui est solidaire du support du résonateur mécanique.
[0073] Chacune des deux paires 82, 84 d'aimants, avec ses deux aimants bipolaires ayant
des polarités respectives opposées, est semblable à la paire d'aimants 22, 23 de l'ensemble
électromagnétique du deuxième mode de réalisation et leur interaction avec la bobine
28 est identique. Chaque paire d'aimants bipolaires définit un demi-axe médian 24a,
24b partant de l'axe de rotation 20 du balancier et passant par le milieu de la paire
d'aimants bipolaires considérée. Chaque demi-axe médian définit un demi-axe de référence
respectif 48a, 48b lorsque le résonateur 6a est au repos et ainsi dans sa position
neutre, comme représenté à la Figure 16. La bobine 28 présente en son centre un premier
décalage angulaire θ relativement au premier demi-axe de référence 48a et un second
décalage angulaire - θ (même valeur absolue que le premier décalage angulaire, mais
signe mathématique opposé) relativement au second demi-axe de référence 48a, de sorte
à engendrer dans chaque alternance du résonateur mécanique, dans une plage de fonctionnement
utile, deux lobes de tension centraux LUC
1 et LUC
2 ayant des polarités opposées (négative et positive) et sensiblement une même amplitude
UM
1, UM
2 en valeur absolue et formant respectivement un premier lobe de tension et un deuxième
lobe de tension (Fig. 20A).
[0074] Comme dans le deuxième mode de réalisation, les premiers et deuxièmes lobes de tension
LUC
1 et LUC
2 interviennent respectivement dans des premières demi-alternances et des secondes
demi-alternances. De préférence, pour équilibrer le balancier 18a, les premier et
second déphasages angulaires ont une valeur absolue de 90° (variante représentée à
la Figure 16). Les deux paires d'aimants 82 et 84 sont agencées de manière que les
polarités des aimants d'une paire soient symétriques aux polarités des aimants de
l'autre paire relativement à un plan passant par le centre de la bobine et comprenant
l'axe de rotation 20 (ce plan comprenant le demi-axe 50 passant par le centre de la
bobine et interceptant perpendiculairement l'axe de rotation 20). On notera que la
variante du troisième mode de réalisation décrite en référence aux figures est une
variante perfectionnée. Dans une autre variante qui ne sera pas décrite plus en détails
par la suite, il est prévu une seule paire d'aimants présentant un décalage angulaire
compris entre 30° et 120° (en valeur absolue). Cette autre variante comprend un circuit
de régulation sans la bascule 66. Le procédé de régulation reste similaire et l'homme
du métier saura l'adapter à cette variante particulière.
[0075] Le signal de tension induite Ui(t), représenté à la Figure 20A, présente alternativement
des lobes de tension LUC
1 ayant une tension négative et des lobes de tension LUC
2 ayant une tension positive. Le convertisseur électrique 76 comprend un redresseur
double alternance 78 formé par un pont de quatre diodes bien connu de l'homme du métier.
Ainsi, en sortie du redresseur 78, les premiers lobes de tension sont redressés, ce
qui est représenté à la Figure 20A par les lobes en traits interrompus. Comme dans
le premier mode de réalisation, en l'absence d'activation de la pompe de charge 60b,
les premiers et deuxièmes lobes de tension LUC
1 et LUC
2 rechargent alternativement la capacité d'alimentation C
AL qui alimente notamment le circuit de régulation 74. Etant donné qu'il y a deux paires
d'aimants, chaque alternance présente un premier lobe de tension dans une première
demi-alternance et un deuxième lobe de tension dans une seconde demi-alternance. Comme
le signal 'Comp' présente deux impulsions par période d'oscillation, il est prévu
une bascule 66 en amont du compteur bidirectionnel CB de manière à inhiber une impulsion
sur deux dans le signal fourni à ce compteur. La variante représentée aux Figures
20A et 20C prévoit une tension de seuil U
th positive alors que les premiers lobes de tensions sont négatifs. La tension de seuil
peut être choisie positive ou négative. Ces choix déterminent les instants auxquels
interviennent les impulsions S2 ou S1 (voir Fig.10C) dans le signal 'Comp' fourni
par le comparateur 64. Ainsi, le dispositif de régulation comprend un dispositif de
détection qui est agencé pour pouvoir détecter l'apparition successive de premiers
lobes de tension ou de deuxièmes lobes de tension. A noter qu'on peut aussi prévoir
de détecter alternativement ces premiers et deuxièmes lobes de tension à l'aide de
deux comparateurs ayant en entrée respectivement un seuil de tension positif et un
seuil de tension négatif. L'homme du métier saura adapter le procédé de régulation
implémenté dans le circuit logique de commande 62b en conséquence, en particulier
pour la détermination des délais T
C2 et T
D2.
[0076] Le dispositif de pompe de charge est formé d'une pompe de charge 60b qui définit
un élévateur de tension et qui est agencée entre la capacité d'alimentation C
AL (unité d'accumulation primaire) et un condensateur électrique (unité d'accumulation
secondaire) de manière à pouvoir transférer des charges électriques de l'unité d'accumulation
primaire dans l'unité d'accumulation secondaire. La pompe de charge 60b quadruple
la tension d'alimentation principale U
AL délivrée par l'alimentation primaire de sorte que la tension de l'alimentation auxiliaire
V
CA du condensateur électrique peut être supérieure, notamment le double de la tension
U
AL. La construction et le fonctionnement d'un tel élévateur de tension sont bien connus
de l'homme du métier. Le schéma électrique d'une variante est donné à la Figure 18.
Elle comprend quatre capacités de transfert C
Tr, deux interrupteurs d'entrée Sw1, six interrupteurs 82, trois interrupteurs 84 et
deux interrupteurs de sortie Sw2. Pour prélever une certaine charge électrique de
la capacité C
AL, les interrupteurs Sw1 et 82 sont fermés alors que les interrupteurs Sw2 et 84 sont
ouverts (les capacités C
Tr sont alors agencées en parallèle). Pour charger ensuite le condensateur électrique
C
Acc, les interrupteurs Sw1 et 82 sont ouverts alors que les interrupteurs Sw2 et 84 sont
fermés (les capacités C
Tr sont alors agencées en série).
[0077] Bien que l'unité d'accumulation primaire de ce troisième mode de réalisation est
identique à celle du premier mode de réalisation avec une seule capacité C
AL qui reçoit la totalité des courants induits fournis par le transducteur électromagnétique,
le fait que l'ensemble électromagnétique 86 est agencé de manière similaire à celui
du deuxième mode de réalisation, avec les premiers lobes de tension et les deuxièmes
lobes de tension ayant des polarités opposées, permet au comparateur 64 de détecter
directement soit les premiers lobes de tension, soit les deuxièmes lobes de tension
(cas représenté à la Fig.20A). Il n'est donc ici pas nécessaire de devoir différencier
dans les impulsions fournies par le comparateur celles qui correspondent aux premiers
lobes de celles qui correspondent aux deuxièmes lobes, raison pour laquelle il n'y
a pas de compteur temporel CT, mais seulement un temporisateur associé au circuit
logique de commande, lequel peut être intégré à l'intérieur de ce circuit logique,
pour mesurer deux délais T
C2 et T
D2. A la Figure 20C, on observe que le signal 'Comp' présente seulement des impulsions
S2 qui correspondent chacune à l'apparition d'un deuxième lobe de tension LUC
2.
[0078] La Figure 19 est un organigramme du procédé de régulation implémenté dans le circuit
logique de commande 62b du troisième mode de réalisation. On ne décrira plus en détails
tous les éléments, tous les signaux électriques et les conséquences des divers événements
qui interviennent, car ils découlent des explications déjà données précédemment et
les résultats se comprennent aisément à la lumière de ces explications.
[0079] Lors de la mise en fonction du dispositif de régulation, le circuit de régulation
74 est initialisé à 'POR', en particulier le compteur bidirectionnel CB. Le circuit
logique attend ensuite l'apparition d'une impulsion S2, à savoir notamment son flanc
montant dans le signal 'Comp'. La détection de ce flanc montant déclenche le temporisateur
qui mesure un premier intervalle de temps T
C2 dont la durée est choisie pour que sa fin intervienne dans une première zone temporelle
ZT1 située temporellement entre un deuxième lobe de tension LUC
2 et un premier lobe de tension LUC
1, notamment entre l'instant t
2 et l'instant ti où ces deux lobes présentent respectivement leurs valeurs maximales
UM
2 et UM
1 (Fig. 20A). Parallèlement, le circuit logique détecte si la valeur du compteur bidirectionnel
CB est supérieure à un nombre naturel N1 pour déterminer s'il y a une avance dans
la marche du mécanisme considéré. Si tel est le cas, le circuit de commande attend
la fin du délai T
C2 et, de manière équivalente au procédé de régulation du deuxième mode de réalisation,
détermine si le condensateur électrique C
Acc est plein (c'est-à-dire détecte si son niveau d'accumulation de charges électriques
est supérieur à une certaine limite donnée). Si le condensateur électrique C
Acc est plein, il décharge la capacité d'alimentation C
AL d'une première charge électrique en fermant l'interrupteur Sw5 du circuit dissipatif
comprenant une certaine résistance et prévu en parallèle de la pompe de charge pour
un certain intervalle de temps Δt (Fig. 17). Dans le cas contraire, il effectue un
transfert d'une première charge électrique de la capacité C
AL dans le condensateur électrique C
Acc dans une première zone temporelle ZT1. Un prélèvement d'une première charge électrique
engendre une marche descendante PC
1 dans la tension d'alimentation U
AL(t) et l'impulsion de courant induit suivante P1
PC, qui intervient dans une première demi-alternance, présente alors une amplitude supérieure
à celle d'une impulsion P1 en l'absence de prélèvement antérieur d'une charge électrique
(voir partie droite des Fig.20A à Fig.20C), de sorte que l'oscillateur mécanique subit
alors un freinage supérieur dans la première demi-alternance considérée.
[0080] Si le compteur CB a une valeur égale ou inférieure au nombre naturel N1, alors le
circuit logique attend qu'un deuxième délai T
D2, suivant directement le premier délai T
C2, arrive à sa fin (Fig.20C). Pour ce faire, dès la fin d'un premier intervalle de
temps T
C2, le temporisateur commence à mesurer un deuxième intervalle de temps T
D2. Ce deuxième délai T
D2 est choisi de sorte que sa fin intervienne dans une deuxième zone temporelle ZT2
située entre un premier lobe de tension LUC
1 et un deuxième lobe de tension LUC
2. Parallèlement, le circuit logique détecte si la valeur du compteur bidirectionnel
CB est inférieure à un nombre - N2, N2 étant un nombre naturel, pour déterminer s'il
y a du retard dans la marche du mécanisme considéré. Si tel est le cas, le circuit
de commande attend la fin du délai T
C2 +T
D2 et détermine si le condensateur électrique C
Acc est plein. Selon que le condensateur est plein ou non, le circuit de commande opère
alors de manière semblable à celle décrite ci-avant dans le cas de la détection d'une
avance. Le prélèvement d'une deuxième charge électrique dans la capacité C
AL engendre une marche descendante PC
2 dans la tension d'alimentation U
AL(t) et l'impulsion de courant induit suivante P2
PC, qui intervient dans une seconde demi-alternance, présente alors une amplitude supérieure
à celle d'une impulsion P2 en l'absence de prélèvement antérieur d'une charge électrique
(voir partie gauche des Fig.20A à Fig.20C), de sorte que l'oscillateur mécanique subit
alors un freinage supérieur dans la seconde demi-alternance considérée.
[0081] En conclusion, comme dans le premier mode de réalisation, un retard ou une avance
constaté(e) dans la marche du mécanisme considéré est corrigé(e) par le prélèvement
temporellement sélectif d'une charge électrique dans la capacité C
AL formant l'unité d'accumulation primaire du dispositif de régulation.
[0082] Le procédé de régulation du troisième mode de réalisation comprend en outre un perfectionnement
en lien avec le fait que l'unité d'accumulation secondaire alimente en continu ou
par intermittence une charge auxiliaire en délivrant une tension d'alimentation auxiliaire
V
CA à cette charge auxiliaire. En effet, la charge auxiliaire est de préférence associée
à une fonction auxiliaire utile de la pièce d'horlogerie, de sorte qu'il est souhaitable
de pouvoir assurer l'alimentation de cette charge auxiliaire. A cet effet, comme indiqué
dans l'organigramme de la Figure 19, si le compteur CB a une valeur égale ou supérieure
au nombre - N2 et une valeur égale ou inférieure au nombre N1, alors le circuit de
commande 62b détermine à l'aide de moyens appropriés si le condensateur est vide ou
non. Par 'vide', on comprend que le niveau d'accumulation de charges électriques dans
le condensateur C
Acc est en-dessous d'une limite inférieure donnée et donc à une situation ne permettant
plus d'assurer une alimentation correcte de la fonction auxiliaire (diode lumineuse,
circuit RFID, mesure de température, indication du Nord (fonction boussole), etc.).
Une telle situation intervient donc dans le cas où aucune dérive temporelle, engendrant
une correction de la fréquence instantanée de l'oscillateur mécanique selon l'invention,
n'est détectée. Si cette situation intervient et que le condensateur électrique C
Acc est vide (en d'autres termes pas suffisamment rechargé), alors le circuit de commande
effectue une opération de recharge du condensateur électrique en prélevant une première
charge dans une première zone temporelle ZT1 et une deuxième charge électrique, sensiblement
de même valeur que la première charge électrique, dans une deuxième zone temporelle
ZT2. Ces deux événements engendrent des déphasages dans l'oscillation du résonateur
mécanique qui se compensent, de sorte qu'une double charge électrique est transférée
de l'unité d'accumulation primaire dans l'unité d'accumulation secondaire sans engendrer
de dérive temporelle dans la marche de la pièce d'horlogerie. Une fois la séquence
de régulation terminée, le circuit logique de commande attend la détection du flanc
montant de l'impulsion S2 suivante pour effectuer la séquence de régulation suivante.
[0083] Comme déjà évoqué, le transfert d'une première charge électrique, respectivement
d'une deuxième charge électrique peut être effectué par une pluralité de cycles de
transfert de moindres charges électriques par la pompe de charge dans une même séquence
de régulation, en particulier dans une même zone temporelle ZT1, respectivement ZT2.
Dans une variante, le circuit logique de commande est agencé de manière à pouvoir
effectuer, lorsque la dérive temporelle mesurée correspond à au moins une certaine
avance, une pluralité de prélèvements de charges électriques respectivement dans une
pluralité de premières zones temporelles au cours d'une même séquence de régulation.
De même, lorsque la dérive temporelle mesurée correspond à au moins un certain retard,
une pluralité de prélèvements de charges électriques respectivement dans une pluralité
de deuxièmes zones temporelles sont réalisés.
[0084] Aux Figures 21 et 22 est montrée une variante avantageuse de réalisation d'un oscillateur
mécanique 106 incorporé dans un mouvement selon l'invention. Le résonateur 106 est
formé par un balancier 18c qui comprend deux plateaux en matériau ferromagnétique
112 et 114. Le plateau supérieur 112 porte du côté de sa face inférieure les deux
aimants bipolaires 22 et 23. Ce plateau supérieur sert aussi à fermer supérieurement
les lignes de champs des deux aimants. Le plateau inférieur 114 sert à fermer inférieurement
les lignes de champs des deux aimants. Les deux plateaux du balancier forment ainsi
axialement un blindage magnétique pour les deux aimants de manière à ce que leurs
champs magnétiques respectifs restent substantiellement confiner dans un volume situé
entre les surfaces externes respectives de ces deux plateaux. La bobine 28 est agencée
partiellement entre les deux plateaux qui sont montés fixement sur une pièce cylindrique
116 en matériau non-magnétique, cette pièce étant montée fixement sur un arbre 118
du balancier. Dans une variante, la pièce 116 peut être réalisée en acier et ainsi
conduire un champ magnétique, ce qui peut être un avantage dans une variante prévue
avec un seul aimant bipolaire, ayant son axe magnétique orienté axialement, sur un
des deux plateaux ou sur chacun des deux plateaux. Dans ce dernier cas, si la pièce
de liaison cylindrique est non magnétique, alors au moins un plateau peut présenter
une partie ferromagnétique qui s'approche de l'autre ou le touche pour fermer les
lignes de champs de chaque aimant au travers des deux plateaux et ainsi permettre
que la bobine ou les bobines soit / soient traversée(s) axialement par sensiblement
l'entier du champ magnétique produit par chaque aimant lorsque le balancier oscille.
On remarquera encore que les plateaux peuvent être réalisés seulement partiellement
par un matériau à haute perméabilité magnétique qui forme deux parties situées respectivement
au-dessus et au-dessous de l'aimant ou, le cas échéant, des aimants, ces deux parties
étant agencées de manière à laisser passer la bobine ou, le cas échéant, les bobines
du système de régulation entre elles lorsque le balancier oscille.
[0085] Le résonateur 106 comprend encore un ressort-spiral 110 dont une extrémité est fixée
de manière classique à l'arbre 118. On notera que le ressort-spiral est de préférence
réalisé en matériau non magnétique, par exemple en silicium, ou en matériau paramagnétique.
A la Figure 22 est également représenté un mécanisme d'échappement formé d'une goupille
agencée sur un petit plateau solidaire de l'arbre du balancier, d'une ancre 120 et
d'une roue d'échappement 122 (montrée partiellement). Sous le plateau supérieur, à
l'opposé des aimants 22 et 23, est prévu une masse 124 d'équilibrage du balancier.
D'autres moyens pour effectuer un réglage fin de l'inertie et un équilibrage du balancier
peuvent également être prévus. On notera que dans une variante, des aimants sont également
portés par le plateau inférieur. De tels aimants sont de préférence agencés en face
des aimants portés par le plateau supérieur.
[0086] Ainsi, dans le cadre de la variante avantageuse décrite ci-avant, le balancier comprend
généralement une structure magnétique qui est agencée de manière à définir un blindage
magnétique pour l'aimant ou les aimants porté(s) par le balancier tout en favorisant
le couplage magnétique de cet aimant ou de ces aimants avec la bobine ou les bobines
prévue(s).
1. Pièce d'horlogerie (2), comprenant :
- un mécanisme,
- un résonateur mécanique (6; 6a; 6b) susceptible d'osciller autour d'une position
neutre correspondant à son état d'énergie potentielle mécanique minimale, chaque oscillation
du résonateur mécanique définissant une période d'oscillation et présentant deux alternances
successives chacune entre deux positions extrêmes qui définissent l'amplitude d'oscillation
du résonateur mécanique, chaque alternance présentant un passage du résonateur mécanique
par sa position neutre à un instant médian (TNi, i=1,2,3...) et étant constituée d'une
première demi-alternance (DA1) entre un instant initial de cette alternance et son
instant médian et d'une seconde demi-alternance (DA2) entre cet instant médian et
un instant final de cette alternance,
- un dispositif d'entretien (14) du résonateur mécanique formant avec ce résonateur
mécanique un oscillateur mécanique qui définit la cadence de la marche dudit mécanisme,
- un transducteur électromécanique agencé pour pouvoir convertir de la puissance mécanique
de l'oscillateur mécanique en puissance électrique lorsque le résonateur mécanique
oscille avec une amplitude comprise dans une plage de fonctionnement utile, ce transducteur
électromagnétique étant formé par un ensemble électromagnétique (27; 29; 86) comprenant
au moins une bobine (28), montée sur un élément parmi l'ensemble mécanique constitué
du résonateur mécanique et de son support, et au moins un aimant (22; 90) monté sur
l'autre élément de cet ensemble mécanique, l'ensemble électromagnétique étant agencé
de manière à pouvoir fournir un signal de tension induite Ui(t) entre les deux bornes
de sortie (E1, E2) du transducteur électromécanique au moins lorsque le résonateur
mécanique oscille avec une amplitude comprise dans la plage de fonctionnement utile,
- un convertisseur électrique (56; 57; 76) relié aux deux bornes de sortie du transducteur
électromécanique de manière à pouvoir recevoir de ce transducteur électromécanique
un courant électrique induit (IREC), ce convertisseur électrique comprenant une unité d'accumulation primaire (CAL; C1,C2) agencée pour accumuler de l'énergie électrique fournie par le transducteur
électromécanique, ce transducteur électromécanique et le convertisseur électrique
formant ensemble un dispositif de freinage du résonateur mécanique,
- un dispositif de régulation (52; 53; 72) de la fréquence de l'oscillateur mécanique,
ce dispositif de régulation comprenant un oscillateur auxiliaire (58) et un dispositif
de mesure (64,66, CB) agencé pour pouvoir détecter une dérive temporelle éventuelle
de l'oscillateur mécanique relativement à l'oscillateur auxiliaire, le dispositif
de régulation étant agencé pour pouvoir déterminer si la dérive temporelle mesurée
correspond à au moins une certaine avance ;
la pièce d'horlogerie étant
caractérisée en ce que le dispositif de régulation (52; 53; 72) est agencé pour pouvoir également déterminer
si la dérive temporelle mesurée correspond à au moins un certain retard ;
en ce que le dispositif de freinage est agencé de manière que, dans chaque période d'oscillation
du résonateur mécanique lorsque l'amplitude d'oscillation de celui-ci est dans ladite
plage de fonctionnement utile, le signal de tension induite présente au moins un premier
lobe de tension (LU
1, LUC
1) intervenant au moins en majeure partie dans une première demi-alternance (DA1) et
susceptible d'engendrer dans cette première demi-alternance une première impulsion
de courant induit (P1; In
1, n=1,2,3) pour recharger l'unité d'accumulation primaire après un certain prélèvement
d'une charge électrique de celle-ci et au moins un deuxième lobe de tension (LU
2, LUC
2) intervenant au moins en majeure partie dans une seconde demi-alternance (DA2) et
susceptible d'engendrer dans cette seconde demi-alternance une deuxième impulsion
de courant induit (P2 ; In
2, n=1,2,3) pour recharger l'unité d'accumulation primaire après un certain prélèvement
d'une charge électrique de celle-ci, le signal de tension induite présentant ainsi
une pluralité de tels premiers lobes de tension et une pluralité de tels deuxièmes
lobes de tension ;
en ce que le dispositif de régulation comprend un dispositif de pompe de charge (60; 61; 60b)
agencé pour pouvoir transférer sur commande une certaine charge électrique de l'unité
d'accumulation primaire (C
AL ; C1,C2) dans une unité d'accumulation secondaire (C
Aux ; C
Acc) ; et
en ce que le dispositif de régulation comprend en outre un circuit logique de commande (62;
62a; 62b) qui reçoit en entrée un signal de mesure fourni par le dispositif de mesure
et qui est agencé pour pouvoir activer le dispositif de pompe de charge de sorte qu'il
effectue, lorsque la dérive temporelle mesurée correspond à ladite au moins une certaine
avance, un transfert d'une première charge électrique de l'unité d'accumulation primaire
dans l'unité d'accumulation secondaire de manière qu'une recharge de l'unité d'accumulation
primaire, suite à ce transfert de la première charge électrique, soit générée en majeure
partie par au moins un premier lobe de tension parmi ladite pluralité de premiers
lobes de tension, le circuit logique de commande étant en outre agencé pour pouvoir
activer le dispositif de pompe de charge de sorte qu'il effectue, lorsque la dérive
temporelle mesurée correspond audit au moins un certain retard, un transfert d'une
deuxième charge électrique de l'unité d'accumulation primaire dans l'unité d'accumulation
secondaire de manière qu'une recharge de l'unité d'accumulation primaire, suite à
ce transfert de la deuxième charge électrique, soit générée en majeure partie par
au moins un deuxième lobe de tension parmi ladite pluralité de deuxièmes lobes de
tension.
2. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une charge principale (54; 55; 74) connectée ou susceptible d'être régulièrement
connectée au convertisseur électrique pour être alimentée par l'unité d'accumulation
primaire, la charge principale comprenant le dispositif de régulation.
3. Pièce d'horlogerie selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une charge auxiliaire connectée ou susceptible d'être connectée par
intermittence à l'unité d'accumulation secondaire de manière à pouvoir être alimentée
par cette unité d'accumulation secondaire.
4. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif de pompe de charge (60b) est agencé de manière à former un élévateur
de tension qui est agencé pour qu'une tension d'alimentation auxiliaire aux bornes
de l'unité d'accumulation secondaire (CAcc) soit supérieure à une tension d'alimentation principale aux bornes de l'unité d'accumulation
primaire.
5. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'unité d'accumulation primaire est formée par une capacité d'alimentation (CAL) susceptible d'être rechargée par chaque premier lobe de tension de ladite pluralité
de premiers lobes de tension et de ladite pluralité de deuxièmes lobes de tension
après un prélèvement d'une charge électrique dans cette capacité d'alimentation ;
en ce que chaque premier lobe de tension présente, en valeur absolue, une première valeur maximale
(UM1) à un premier instant (t1) de la première demi-alternance correspondante et chaque deuxième lobe de tension
présente, en valeur absolue, une deuxième valeur maximale (UM2) à un deuxième instant (t2) de la seconde demi-alternance correspondante, les premiers et deuxièmes lobes de
tension définissant, d'une part, des premières zones temporelles (ZT1) situées chacune
avant ledit premier instant d'un premier lobe de tension différent et après le deuxième
instant du deuxième lobe de tension précédant ce premier lobe de tension et, d'autre
part, des deuxièmes zones temporelles (ZT2) situées chacune avant ledit deuxième instant
d'un deuxième lobe de tension différent et après le premier instant du premier lobe
tension précédant ce deuxième lobe de tension ; et en ce que ledit transfert d'une première charge électrique comprend un prélèvement de cette
première charge électrique de la capacité d'alimentation dans une première zone temporelle
parmi lesdites premières zones temporelles (ZT1) et ledit transfert d'une deuxième
charge électrique comprend un prélèvement d'une deuxième charge électrique de la capacité
d'alimentation dans une deuxième zone temporelle parmi lesdites deuxièmes zones temporelles
(ZT2).
6. Pièce d'horlogerie selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de régulation (52; 72) comprend en outre un temporisateur associé au
circuit logique de commande (62; 62b) pour permettre à ce dernier d'activer, le cas
échéant, la pompe de charge (60; 60b) après un premier délai donné (TC1 ; TC2) depuis la détection d'un premier lobe de tension ou d'un deuxième lobe de tension
ou après un deuxième délai donné (TD1 ; TC2 + TD2) depuis la détection d'un premier lobe de tension ou d'un deuxième lobe de tension.
7. Pièce d'horlogerie selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le dispositif de pompe de charge est constitué d'une pompe de charge (60; 60b), cette
pompe de charge et le circuit logique de commande étant agencés de manière que le
prélèvement de ladite première charge électrique et le prélèvement de ladite deuxième
charge électrique sont chacun effectués en plusieurs cycles de transfert d'une moindre
charge électrique entre la capacité d'alimentation (CAL) et l'unité d'accumulation secondaire (CAux ; CAcc) par la pompe de charge.
8. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le circuit logique de commande (60; 60b) est agencé de manière à pouvoir effectuer,
lorsque la dérive temporelle mesurée correspond à ladite au moins une certaine avance
ou à au moins une avance donnée supérieure à cette dernière, une pluralité de transferts
de premières charges électriques respectivement au cours d'une pluralité de premières
zones temporelles et de manière à pouvoir effectuer, lorsque la dérive temporelle
mesurée correspond audit au moins un certain retard ou à au moins un retard supérieur
à ce dernier, une pluralité de prélèvements de deuxièmes charges électriques respectivement
au cours d'une pluralité de deuxièmes zones temporelles.
9. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que l'ensemble électromagnétique (26) comprend un aimant bipolaire (22), monté sur un
balancier (18) du résonateur mécanique (6) et ayant un axe d'aimantation dans un plan
géométrique comprenant l'axe de rotation du balancier, et une bobine (28) qui est
solidaire du support du résonateur mécanique et agencée de manière à être traversée
par le flux magnétique de l'aimant bipolaire, un demi-axe médian (24) partant de l'axe
de rotation (20) du balancier et passant par ledit axe d'aimantation axial définissant
un demi-axe de référence (48) lorsque le résonateur est au repos et ainsi dans sa
position neutre ; et en ce que ladite bobine présente en son centre un décalage angulaire (θ) relativement au demi-axe
de référence et ledit aimant bipolaire est agencé sur le balancier de sorte que le
seul couplage entre cet aimant bipolaire et la bobine puisse engendre dans chaque
période d'oscillation du résonateur mécanique, dans ladite plage de fonctionnement
utile, deux lobes de tension (LU1, LU2) de même polarité qui forment respectivement un desdits premiers lobes de tension
et un desdits deuxièmes lobes de tension.
10. Pièce d'horlogerie selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit décalage angulaire est compris entre 30° et 120° en valeur absolue.
11. Pièce d'horlogerie selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que le dispositif de régulation comprend un dispositif de détection (64), agencé pour
pouvoir détecter alternativement l'apparition successive de dits premiers lobes de
tension (LU1) et de dits deuxièmes lobes de tension (LU2), et un compteur temporel (CT) associé au circuit logique de commande (62) pour permettre
à ce dernier de distinguer un premier intervalle de temps, séparant un premier lobe
de tension d'un deuxième lobe de tension qui suit, et un deuxième intervalle de temps
séparant un deuxième lobe de tension d'un premier lobe de tension qui suit, les premier
et deuxième intervalles de temps étant différents du fait de l'agencement dudit ensemble
électromagnétique.
12. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que l'unité d'accumulation primaire comprend une première capacité d'alimentation (C2)
et une deuxième capacité d'alimentation (C1), agencées toutes deux pour pouvoir alimenter
ladite charge principale ; en ce que le transducteur électromagnétique (6a, 29) est agencé de manière que la pluralité
de premiers lobes de tension (LUC1) présentent chacun une première polarité et la pluralité de deuxièmes lobes de tension
(LUC2) présentent chacun une deuxième polarité opposée à la première polarité ; en ce que le convertisseur électrique (57) est formé par un premier circuit d'accumulation
d'énergie électrique (D2,C2) qui comprend la première capacité d'alimentation et qui
est agencé pour pouvoir recharger cette première capacité d'alimentation seulement
avec une tension ayant la première polarité en entrée du convertisseur électrique
et par un deuxième circuit d'accumulation d'énergie électrique (D1,C1) qui comprend
la deuxième capacité d'alimentation et qui est agencé pour pouvoir recharger cette
deuxième capacité d'alimentation seulement avec une tension ayant la deuxième polarité
en entrée du convertisseur électrique, la quantité d'énergie électrique fournie lors
d'une recharge par le dispositif de freinage à la première capacité d'alimentation,
respectivement à la deuxième capacité d'alimentation étant d'autant plus grande que
le niveau de tension de cette première capacité d'alimentation, respectivement de
cette deuxième capacité d'alimentation est bas ; et en ce que le dispositif de régulation est agencé de manière que ledit transfert de ladite première
charge électrique consiste en un transfert de cette première charge électrique de
la première capacité d'alimentation dans l'unité d'accumulation secondaire et ledit
transfert de ladite deuxième charge électrique consiste en un transfert de cette deuxième
charge électrique de la deuxième capacité d'alimentation dans l'unité d'accumulation
secondaire.
13. Pièce d'horlogerie selon la revendication 12, caractérisée en ce que les première et deuxième capacités d'alimentation (C2, C1) ont sensiblement une même
valeur de capacité et sont agencées pour alimenter conjointement ladite charge principale.
14. Pièce d'horlogerie selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce que les première et deuxième capacités d'alimentation sont agencées de manière à délivrer
une tension d'alimentation correspondant à l'addition des tensions respectives (VC1, -VC2) de ces première et deuxième capacités d'alimentation.
15. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications 5 à 8 et 12 à 14, caractérisée en ce que l'ensemble électromagnétique (86) comprend une paire d'aimants bipolaires (22,23;
82) montés sur un balancier (18a; 18b) du résonateur mécanique (6a; 6b)) et ayant
deux axes d'aimantation respectifs qui sont parallèles à un plan géométrique comprenant
l'axe de rotation (20) du balancier avec des polarités respectives opposées, et une
bobine (28) qui est solidaire du support du résonateur mécanique, les deux aimants
bipolaires (22,23 ; 90,91) de ladite paire étant agencés sur le balancier de manière
que leurs flux magnétiques respectifs traversent la bobine avec un décalage temporel
mais avec en partie une simultanéité du flux magnétique entrant et du flux magnétique
sortant de sorte qu'une impulsion de tension induite générée entre les deux extrémités
(E1, E2) de la bobine au passage de la paire d'aimants en regard de cette bobine présente
un lobe central (LUC1, LUC2) ayant une amplitude maximale résultant d'un couplage simultané des deux aimants
de la paire d'aimants avec la bobine ; en ce qu'un demi-axe médian (26; 24a) partant de l'axe de rotation du balancier et passant
par le milieu de la paire d'aimants bipolaires définit un demi-axe de référence (48;
48a) lorsque le résonateur est au repos et ainsi dans sa position neutre, la bobine
présentant en son centre un décalage angulaire (θ) relativement au demi-axe de référence
de sorte à engendrer dans chaque période d'oscillation du résonateur mécanique, dans
ladite plage de fonctionnement utile, deux lobes de tension centraux (LUC1, LUC2) ayant des polarités opposées et formant respectivement ledit premier lobe de tension
et ledit deuxième lobe de tension.
16. Pièce d'horlogerie selon la revendication 15, caractérisée en ce que ledit décalage angulaire est compris entre 30° et 120° en valeur absolue.
17. Pièce d'horlogerie selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que le dispositif de régulation (53; 72) comprend au moins un dispositif de détection
(64), agencé pour pouvoir détecter l'apparition successive de premiers lobes de tension
(LUC1) et/ou de deuxièmes lobes de tension (LUC2).
18. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de régulation (53; 72) comprend au moins un circuit dissipatif pour
dissiper de l'énergie électrique accumulée dans l'unité d'accumulation primaire, au
moins un interrupteur (Sw3, Sw4; Sw5) associé au circuit dissipatif pour pouvoir connecter
momentanément ce circuit dissipatif à l'unité d'accumulation primaire et un circuit
de mesure agencé pour détecter si la tension aux bornes de l'unité d'accumulation
secondaire est supérieure à une première limite de tension ou si le niveau de remplissage
de l'unité d'accumulation secondaire est supérieure à une première limite de remplissage;
et en ce que le circuit logique de commande est en outre agencé de manière à pouvoir, lorsque
la tension aux bornes de l'unité d'accumulation secondaire est supérieure ou égale
à la première limite de tension ou de remplissage, connecter momentanément ledit au
moins un circuit dissipatif à l'unité d'accumulation primaire de sorte à effectuer,
lorsque la dérive temporelle mesurée correspond à ladite au moins une certaine avance,
une première décharge dissipative de l'unité d'accumulation primaire de manière qu'une
recharge de celle-ci, suite à cette première décharge, soit générée en majeure partie
par au moins un premier lobe de tension parmi ladite pluralité de premiers lobes de
tension, et de sorte à effectuer, lorsque la dérive temporelle mesurée correspond
audit au moins un certain retard, une deuxième décharge de l'unité d'accumulation
primaire de manière qu'une recharge de celle-ci, suite à cette deuxième décharge,
soit générée en majeure partie par au moins un deuxième lobe de tension parmi ladite
pluralité de deuxièmes lobes de tension.
19. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit de mesure agencé pour détecter si la tension aux bornes de
l'unité d'accumulation secondaire est inférieure à une deuxième limite de tension
ou si le niveau de remplissage de l'unité d'accumulation secondaire est inférieur
à une deuxième limite de remplissage ; et en ce que le circuit logique de commande est agencé de manière à pouvoir, lorsque la tension
aux bornes de l'unité d'accumulation secondaire est inférieure à la deuxième limite
de tension ou de remplissage et lorsque la dérive temporelle mesurée est comprise
entre ledit au moins un certain retard et ladite au moins une certaine avance, activer
le dispositif de pompe de charge de sorte qu'il effectue un transfert d'une troisième
charge électrique de l'unité d'accumulation primaire dans l'unité d'accumulation secondaire,
de manière qu'une recharge de l'unité d'accumulation primaire suite à ce transfert
d'une troisième charge électrique soit générée en majeure partie par au moins un premier
lobe de tension parmi ladite pluralité de premiers lobes de tension, et un transfert
d'une quatrième charge électrique de l'unité d'accumulation primaire dans l'unité
d'accumulation secondaire, de manière qu'une recharge de l'unité d'accumulation primaire
suite à ce transfert d'une quatrième charge électrique soit générée en majeure partie
par au moins un deuxième lobe de tension parmi ladite pluralité de deuxième lobes
de tension, la quatrième charge électrique étant sensiblement égale à la troisième
charge électrique.
20. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité d'accumulation secondaire est formée par une super capacité ou un condensateur
électrique.
21. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le résonateur mécanique comprend un balancier-spiral ; et en ce que ledit dispositif d'entretien comprend un échappement (14) relié cinématiquement à
un barillet (12) muni d'un ressort-moteur, l'échappement étant capable de fournir
au balancier-spiral un couple mécanique d'entretien de ses oscillations.
22. Pièce d'horlogerie selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit ensemble électromagnétique (26; 86) forme également partiellement le dispositif
de mesure.