[0001] L'invention concerne un procédé de pilotage d'un dispositif d'entraînement d'un élément
souple de protection tel qu'une toile, une bande, un rideau ou un tablier de volet
roulant et un tel dispositif d'entraînement.
[0002] L'invention concerne le domaine des dispositifs d'entraînement d'un élément souple
de protection prévu pour être déployé de manière plane ou à faible pente au-dessus
d'une surface à protéger des rayonnements solaires et/ou des intempéries et/ou du
froid et/ou de risque d'intrusion.
[0003] De tels dispositifs d'entraînement comprennent en général un élément souple de protection
prévu pour s'étendre verticalement et un mécanisme manuel ou à moteur d'entraînement
en rotation d'un tube d'enroulement, également appelé arbre de commande d'enroulement,
sur lequel est enroulé cet élément souple de protection. Selon le sens de rotation
communiqué à ce tube, l'élément souple de protection se déploie verticalement au travers
de son poids ou se replie en s'enroulant autour du tube.
[0004] Cependant, lorsque cet élément souple de protection est prévu pour s'étendre horizontalement
ou avec une faible pente au-dessus d'une surface à protéger, le déploiement ne peut
plus intervenir sous l'influence du seul poids de l'élément souple de protection.
Selon qu'il est défini par une bande de toile ou d'un tablier, ce déploiement est
obtenu au moyen d'un arbre à commande de déroulement agissant par traction ou poussée
sur cet élément souple de protection.
[0005] En l'occurrence, dans le cas d'une bande de toile cet arbre à commande de déroulement
agit de manière analogue au tube d'enroulement en étant placé, par rapport à ce dernier,
du côté opposé de la surface au-dessus de laquelle est prévue de s'étendre cette bande
de toile. En somme, en phase de déploiement cet arbre à commande de déroulement est
commandé en rotation pour assurer l'enroulement de sangles agissant par traction sur
la bande de toile pour qu'il en découle le déroulement depuis le tube d'enroulement.
À l'inverse, c'est ce dernier qui est commandé en rotation pour assurer le repliement
de la bande de toile.
[0006] Dans le cas d'un tablier du type équipant un volet roulant, son déploiement dans
une position horizontale ou à faible pente peut s'obtenir en exerçant sur ce tablier
une poussée au moyen d'un tel arbre à commande de déroulement. Celui-ci est placé
immédiatement en aval du tube d'enroulement et agit, par exemple par l'intermédiaire
de roues dentées, sur les extrémités des lames du tablier équipées, selon le cas,
d'ergots ou d'ouvertures d'entraînement avec lesquels coopèrent ces roues dentées
pour repousser successivement ces lames de tablier en direction du déploiement. Bien
évidemment, selon que l'on est en phase de déploiement ou de repliement de l'élément
souple de protection résultant de l'entraînement, respectivement, de l'arbre de commande
de déroulement ou du tube d'enroulement, le mécanisme d'entraînement, selon le cas,
de ce dernier ou de l'arbre de commande de déroulement doit être débrayé ou tout du
moins entraîné dans des conditions autorisant la manœuvre en cours.
[0007] Différentes solutions, mécaniques ou à moteur ont d'ores et déjà été développées
pour répondre à ce problème de déploiement d'un élément souple de protection horizontalement
ou à faible pente au-dessus d'une surface à protéger.
[0008] En particulier, il est connu par le document
FR 0.452.120 des moyens d'entraînement en rotation de l'arbre de commande de déroulement, ainsi
que des moyens de transmission reliant celui-ci au tube d'enroulement et conçus de
manière apte à entraîner ce dernier selon un rapport de transmission variable. Ces
moyens de transmission comportent un réducteur conçu apte à retransmettre au tube
d'enroulement une vitesse variable au travers des moyens d'entraînement en rotation
agissant sur l'arbre de commande de déroulement.
[0009] Le mécanisme d'entraînement d'une certaine complexité décrit dans ce document
FR 0.452.120 permet de répondre à la problématique de l'entraînement, à la fois, du tube d'enroulement
et de l'arbre de commande de déroulement tenant compte du différentiel de vitesse
de l'un par rapport à l'autre, que ce soit en phase de déploiement ou de repliement
de l'élément souple de protection.
[0010] En effet, pour une vitesse donnée de l'arbre de commande de déroulement, celle du
tube d'enroulement tend progressivement à s'accélérer en phase de déploiement ou,
au contraire, à ralentir en phase de repliement en raison de la variation de sa section
intervenant lors de chacune de ces phases et liée au nombre de spires décrites par
l'élément souple protection autour de ce tube d'enroulement.
[0011] Dans le cas d'un tube d'enroulement et d'un arbre de commande de déroulement placés,
respectivement, de part et d'autre de la surface au-dessus de laquelle doit s'étendre
l'élément souple de protection, il est nécessaire de maintenir celui-ci en tension
pendant les phases de déploiement et de repliement pour éviter que cet élément souple
de protection ne se déroule de manière incontrôlée d'un côté ou de l'autre, au travers
de son propre poids, en retombant progressivement dans sa partie centrale.
[0012] Une solution a été apportée à ce problème au travers du dispositif d'entraînement
et de mise sous tension décrit dans le document
EP 0.645.518. Ce dispositif comporte des moyens de gestion de l'alimentation des moteurs d'entraînement
du tube d'enroulement et de l'arbre de commande de déroulement. En particulier, dans
un premier mode de réalisation, ces moyens de gestion sont définis pour assurer le
fonctionnement, à puissance réduite et en sens inverse de la manœuvre, du moteur de
l'arbre de commande d'enroulement ou de l'arbre de commande de déroulement, selon
que l'on est en phase, respectivement, de déroulement ou d'enroulement. Cette solution
a pour conséquence de créer un couple résistant à l'égard de la manœuvre commandée.
[0013] Dans un second mode de réalisation, ces moyens de gestion de l'alimentation des moteurs
peuvent encore être définis pour assurer le fonctionnement, à vitesse ou puissance
réduite et dans le même sens que la manœuvre, du moteur de l'arbre de commande d'enroulement
ou de l'arbre de commande de déroulement, selon que l'on est en phase, respectivement,
de déroulement ou d'enroulement, là encore en vue de créer un couple résistant à l'égard
de la manœuvre commandée.
[0014] S'il est pris l'exemple de la phase d'enroulement d'un élément souple de protection
tel qu'un tablier de volet roulant, pour une vitesse de rotation donnée de l'arbre
de commande d'enroulement s'en suit une vitesse de déplacement du tablier progressivement
croissante au fur et à mesure de la formation des spires autour de cet arbre de commande
d'enroulement.
[0015] En choisissant en phase initiale d'enroulement une vitesse de rotation de l'arbre
de commande de déroulement pour l'entraînement du tablier à une vitesse inférieure
à celle qui lui est communiquée par l'arbre de commande d'enroulement, le différentiel
de vitesse tend progressivement à croître, tout comme l'action de freinage procurée
par l'arbre de commande de déroulement.
[0016] Ce fonctionnement n'est pas optimal et conduit systématiquement à des moteurs de
puissance surdimensionnée.
[0017] Lorsque le moteur auxiliaire subit une variation rapide de sa charge ou que la caractéristique
de transfert de l'élément souple de protection est modifiée de manière cyclique, le
moteur agissant comme moteur d'entraînement peut provoquer un effet d'accordéon qui
peut être préjudiciable à la fiabilité et à la durée de vie du dispositif d'entraînement.
[0018] Pour remédier à ce problème, certains procédés d'asservissement des moteurs ont été
proposés dans l'état de l'art. Ces procédés présentent comme inconvénient de faire
fluctuer la vitesse du moteur agissant comme moteur d'entraînement autour d'une valeur
moyenne et de donc faire suivre une courbe non régulière. Certains de ces procédés
d'asservissement font en priorité varier la vitesse du moteur agissant comme moteur
d'entraînement, ce qui présente l'inconvénient de remédier aux conséquences plutôt
qu'aux causes des perturbations. L'amplitude et la fréquence des fluctuations rapides
du couple des moteurs dépendent du rapport des rayons d'enroulement qui évolue de
manière non régulière lors de la course de l'élément souple de protection.
[0019] Dans le cas où le moteur électrique agissant comme moteur d'entraînement est déjà
associé à un asservissement de vitesse séparé, rien n'est prévu pour compenser l'effet
d'accordéon.
[0020] C'est dans le cadre d'une première démarche inventive qu'il a été imaginé de moduler
de manière périodique la vitesse de rotation d'au moins un des moteurs d'entraînement
des arbres de commande d'enroulement et de déroulement en fonction de la vitesse de
déplacement de l'élément souple de protection.
[0021] Plus particulièrement, on mesure de manière périodique la vitesse de rotation instantanée
de chaque moteur pour la comparer à la consigne de vitesse ayant été adressée à chacun
d'eux et on ajuste en conséquence la tension appliquée à chaque moteur.
[0022] Sachant que le rapport des rayons d'enroulement de l'élément souple de protection
sur l'arbre de commande d'enroulement et sur l'arbre de commande de déroulement est
inversement égal au rapport des vitesses mesurées des moteurs d'entraînement lorsque
ledit élément souple est tendu, c'est dans le cadre d'une seconde démarche inventive
que l'on a pensé en déduire le couple d'entraînement exercé par chacun des moteurs
sur l'élément souple de protection et ajuster la tension exercée par ces moteurs sur
la portion d'élément souple de protection s'étendant entre l'arbre de commande d'enroulement
et l'arbre de commande de déroulement.
[0023] Les avantages qui découlent de la présente invention consistent en ce que les consignes
de vitesse assignées aux moteurs peuvent être constamment déterminées pour assurer
de manière permanente une tension sur l'élément souple de protection entre l'arbre
de commande d'enroulement et l'arbre de commande de déroulement, tension qui reste
dans une plage déterminée de sorte que les moteurs puissent travailler de manière
optimale et de concert en phase d'enroulement ou de déroulement.
[Fig.1] illustre un dispositif d'entraînement selon un premier mode de réalisation
;
[Fig.2] illustre un dispositif d'entraînement selon un deuxième mode de réalisation
;
[Fig.3] est une représentation schématique du dispositif d'entraînement selon le premier
mode de réalisation ;
[Fig.4a] est une représentation schématique du dispositif d'entraînement selon le
premier mode de réalisation ;
[Fig.4b] est une représentation schématique du dispositif d'entraînement en déploiement
selon le deuxième mode de réalisation ;
[Fig.4c] est une représentation schématique du dispositif d'entraînement en repliement
selon le deuxième mode de réalisation ;
[Fig.5] est une représentation graphique de l'enchaînement des étapes d'un procédé
de pilotage du dispositif d'entraînement selon les deux modes de réalisation ;
[Fig. 6] est une représentation graphique détaillée de l'enchaînement des étapes du
procédé de pilotage du dispositif d'entraînement selon les deux modes de réalisation
effectuées lorsque l'élément souple de protection du dispositif d'entraînement n'est
pas tendu ;
[Fig.7] est une représentation graphique détaillée de l'enchaînement des étapes du
procédé de pilotage du dispositif d'entraînement selon les deux modes de réalisation
effectuées lorsque l'élément souple de protection du dispositif d'entraînement est
tendu ;
[Fig.8a] est une représentation graphique de l'enchaînement d'une partie des étapes
du procédé de pilotage du dispositif d'entraînement permettant de déterminer un rapport
de vitesses selon les deux modes de réalisation ;
[Fig.8b] est une représentation graphique de l'enchaînement d'une partie des étapes
du procédé de pilotage du dispositif d'entraînement permettant de déterminer des tensions
stabilisées initiales selon les deux modes de réalisation ;
[Fig.9] est une représentation graphique de l'enchaînement d'une partie des étapes
du procédé de pilotage du dispositif d'entraînement permettant de déterminer une consigne
de couple d'un deuxième moteur électrique du dispositif d'entraînement selon les deux
modes de réalisation ; et
[Fig.10] est une représentation graphique de l'enchaînement d'une partie des étapes
du procédé de pilotage du dispositif d'entraînement permettant de déterminer une nouvelle
tension à appliquer aux moteurs électriques du dispositif d'entraînement selon les
deux modes de réalisation en fonction de la tension d'alimentation des moteurs à l'itération
précédente, éventuellement en fonction de l'alimentation de démarrage, et d'un couple
de référence ;
[Fig.11] est une représentation graphique d'un enchaînement alternatif à l'enchaînement
représenté dans la figure 7 des étapes du procédé de pilotage du dispositif d'entraînement
selon les deux modes de réalisation effectuées lorsque l'élément souple de protection
du dispositif d'entraînement est tendu ;
[Fig. 12] est une représentation graphique de l'enchaînement d'une partie des étapes
du procédé de pilotage du dispositif d'entraînement permettant de déterminer l'ondulation
de couple d'un moteur électrique agissant comme moteur auxiliaire en fonction du rapport
de vitesses et du couple du moteur électrique agissant comme moteur d'entraînement
selon les deux modes de réalisation ; et
[Fig.13] est un ensemble de courbes visualisant l'avance de phase et l'affaiblissement
d'un signal sinusoïdal en sortie d'un filtre numérique selon l'invention, ajustable
selon un paramètre entier k.
[0024] Tel que cela apparaît dans les figures ci-jointes, la présente invention concerne
le domaine des dispositifs d'entraînement 1 d'un élément souple de protection 2 prévu
pour s'étendre dans une disposition sensiblement horizontale ou à faible pente au-dessus
d'une surface 8 à protéger, que ce soit par rapport à des rayonnements solaires et/ou
des intempéries, telles que la pluie ou le froid, voire à une tentative d'intrusion.
[0025] Ainsi, cet élément souple de protection 2 peut prendre la forme d'une toile d'ombrage,
d'une bâche ou encore d'un tablier de protection enroulable, similaire à ceux des
volets roulants et composé d'une pluralité de lames reliées entre elles au moins de
manière articulée.
[0026] La figure 1 et la figure 3 représentent, de manière schématisée, un dispositif d'entraînement
1 d'un élément souple de protection 2 sous forme d'une toile 3 prévue pour être déployée
au-dessus d'une surface 8 à protéger, cette toile 3 est initialement enroulée autour
d'un arbre de commande d'enroulement 5 situé d'un côté de cette surface 8 à protéger,
selon un premier mode de réalisation de l'invention.
[0027] Du côté opposé de cette surface 8 est ménagé un arbre de commande de déroulement
6 auquel est reliée l'extrémité d'une, préférentiellement plusieurs sangles 7 par
ailleurs rendues solidaires à leur extrémité opposée 9, 10 de l'extrémité libre 11
de la toile 3. On comprend qu'en assurant la rotation de l'arbre de commande de déroulement
6 dans le sens S1 de déploiement de la toile 3 les sangles 7 vont progressivement
s'enrouler autour de l'arbre de commande de déroulement 6 en tirant sur l'extrémité
11 de la toile 3, conduisant au déroulement de cette dernière de l'arbre de commande
d'enroulement 5 par rotation de celui-ci dans le même sens S1 de déploiement. Lorsque
l'arbre de commande de déroulement 6 tourne dans le sens S1 de déploiement, le premier
moteur électrique M
1 agit comme moteur d'entraînement et le deuxième moteur électrique M
2 agit comme moteur auxiliaire. Lorsque l'arbre de commande de déroulement 6 tourne
dans le sens S2 de repliement, le premier moteur électrique M
1 agit comme moteur auxiliaire et le deuxième moteur électrique M
2 agit comme moteur d'entraînement.
[0028] Évidemment, une commande en rotation inverse S2 génère l'enroulement de la toile
3 autour de l'arbre de commande d'enroulement 5 et le déroulement des sangles 7 depuis
l'arbre de commande de déroulement 6.
[0029] Pendant ces manœuvres de déploiement ou de repliement de la toile 3, celle-ci doit
être maintenue tendue, sans quoi elle peut se dérouler de manière incontrôlée entre
l'arbre de commande d'enroulement 5 et l'arbre de commande de déroulement 6 par l'effet
de son propre poids.
[0030] La figure 2 illustre, de manière schématisée le cas du déploiement, à l'horizontale
ou avec une faible pente d'un élément souple de protection 2 sous forme d'un tablier
4 composé d'une pluralité de lames 17 au moins articulées les unes par rapport aux
autres à la manière d'un tablier de volet roulant, selon un deuxième mode de réalisation.
[0031] Si, dans une position sensiblement verticale, un tel tablier 4 se déploie naturellement
par son poids lors de la rotation de l'arbre de commande d'enroulement 5 dans le sens
du déploiement S1, dans une position sensiblement horizontale ou à faible pente il
convient, tout comme pour une toile, d'assister ce tablier 4 dans son déploiement.
Ceci peut se faire par traction au moyen de sangles ou par poussée, solution que souhaite
illustrer la figure 2.
[0032] Habituellement, que ce soit en position verticale ou sensiblement horizontale, un
élément souple de protection sous forme d'un tablier 4, de type tablier de volet roulant
est guidé, latéralement, par des profilés dénommés coulisses 20, 21, dans chacun desquels
se glisse un bord 18, 19 du tablier 4. Dans ces derniers peuvent être repoussées progressivement
les lames 17 du tablier 4, en particulier dans une disposition horizontale ou sensiblement
horizontale sous l'action de l'arbre de commande de déroulement 6. Celui-ci est disposé,
comme illustré dans la figure 2, en aval de l'arbre de commande d'enroulement 5.
[0033] À titre d'exemple, un tel arbre de commande de déroulement 6 peut agir au moyen de
la denture 23 d'une ou plusieurs roues d'entraînement sur des doigts d'entraînement
ou des ouvertures d'entraînement 24 ménagées aux extrémités des lames 17 du tablier
4, un peu à la manière d'une crémaillère.
[0034] Là encore, la portion de tablier 4 s'étendant entre l'arbre de commande d'enroulement
5 et l'arbre de commande de déroulement 6 doit être maintenue en permanence en légère
tension pour éviter un éventuel blocage du tablier 4, voire une rupture de ce dernier.
En effet, l'amplitude de pivotement d'une lame 17 par rapport à une autre adjacente
est souvent limitée, en particulier dans le sens contraire à l'enroulement de ces
lames 17 autour de l'arbre de commande d'enroulement 5. En conséquence, si cette portion
de tablier 4 venait à se détendre de trop entre l'arbre de commande d'enroulement
5 et l'arbre de commande de déroulement 6, les lames pourraient se plier excessivement
les unes par rapport aux autres jusqu'à dépasser cette limite en provoquant la rupture
d'une articulation entre ces lames 17.
[0035] Par ailleurs une absence de tension sur cette portion signifie que l'intégralité
des efforts au déploiement ou au repliement du tablier 4 est procurée par le moteur
de l'arbre de commande de déroulement 6.
[0036] La figure 4a est une représentation schématique du dispositif d'entraînement 1 représenté
dans la figure 1, la figure 4a représentant le dispositif d'entraînement dans les
deux sens de mouvement, c'est-à-dire le sens de déploiement S1 et le sens de repliement
S2, et illustrant uniquement les forces tangentielles qui s'appliquent à des points
de contacts P
1 et P
2 entre l'élément souple de protection 2 et les arbres de commande d'enroulement 5
et de déroulement 6.
[0037] Les figures 4b et 4c sont des représentations schématiques du dispositif d'entraînement
1 représenté dans la figure 2, dans le sens du déploiement S1 (figure 4b) et dans
le sens du repliement S2 (figure 4c), qui illustrent uniquement les forces tangentielles
qui s'appliquent aux points de contacts P
1 et P
2 entre l'élément souple de protection 2 et les arbres de commande d'enroulement 5
et de déroulement 6.
[0038] A ce propos et selon l'invention, la commande en rotation de l'arbre de commande
d'enroulement 5 et de l'arbre de commande de déroulement 6 intervient au travers de
deux moteurs électriques distincts dénommés, pour des questions de facilité de compréhension
de la présente invention, premier moteur électrique M
1 pour celui agissant sur l'arbre de commande de déroulement 6 et deuxième moteur électrique
M
2 pour celui entraînant l'arbre de commande d'enroulement 5.
[0039] Le dispositif d'entraînement 1 comprend un dispositif de pilotage 16 permettant le
pilotage d'une alimentation électrique des moteurs électriques M
1, M
2. Le dispositif de pilotage 16 est représenté de façon détaillée dans la figure 3.
Le dispositif de pilotage 16 peut comprendre un module de pilotage 31, 32 pour chaque
moteur électrique M
1, M
2 faisant partie du dispositif d'entraînement 1.
[0040] Pour les deux modes de réalisation de l'invention, le dispositif de pilotage 16 comprend
un premier module de pilotage 31 permettant le pilotage du premier moteur électrique
M
1 et un deuxième module de pilotage 32 permettant le pilotage du deuxième moteur électrique
M
2. Pour les deux modes de réalisation du dispositif d'entraînement 1 décrits, les modules
de pilotage 31, 32 peuvent être identiques. Chaque module de pilotage 31, 32 peut
comprendre un capteur de couple et/ou de courant 33, 34 et/ou un capteur de vitesse
de rotation 35, 36 du moteur électrique M
1, M
2 respectif. Chaque module de pilotage 31, 32 peut en outre comprendre une interface
de communication 37, 38 apte à communiquer avec l'interface de communication 37, 38
de l'autre module de pilotage 31, 32, telle qu'une liaison série RS232, une interface
de puissance 39, 40 telle qu'un pont de transistors piloté par un driver, une unité
de traitement et de calcul 41, 42 telle qu'un microcontrôleur et une alimentation
43, 44.
[0041] Le procédé selon l'invention consiste à :
- a) assigner à chacun des moteurs électriques M1 et M2, en fonction du sens de commande de déploiement S1 ou au repliement S2, une tension
d'alimentation Ud1 ; Ud2 de démarrage;
- b) déterminer la vitesse Q1 et Ω2 des moteurs électriques M1 et M2 à un instant t;
- c) calculer le rapport p des vitesses instantanées mesurées Ω1/Ω2 à l'instant t;
- d) assigner une tension d'alimentation corrigée U'1 et U'2 aux moteurs électriques M1 et M2 correspondant à une vitesse de consigne Ωc1 et Ωc2 de ces moteurs électriques M1 ; M2 en fonction du rapport p des vitesses instantanées mesurées Ω1/Ω2, pour exercer sur l'élément souple de protection 2, entre l'arbre de commande d'enroulement
5 et l'arbre de commande de déroulement 6, une tension d'une valeur comprise dans
une plage définie ;
- e) reprendre le procédé à l'étape b) à intervalles de temps, préférentiellement réguliers.
De préférence, ladite tension d'alimentation Ud1 ; Ud2 de démarrage correspond à une vitesse de rotation de consigne de démarrage Ωcd1 et Ωcd2 prédéfinie. L'étape a) permet d'exercer une tension sur l'élément souple de protection
2 entre l'arbre de commande d'enroulement 5 et l'arbre de commande de déroulement
6.
[0042] Selon une possibilité, la détermination de la vitesse Ω
1 et Ω
2 des moteurs électriques M
1 et M
2 à un instant t peut être effectuée à l'aide de capteurs de vitesse 35, 36 adaptés.
[0043] Le rapport p des vitesses instantanées mesurées Ω
1/Ω
2 correspond au rapport inverse des rayons d'enroulement R
2/R
1 de l'élément souple de protection 2, respectivement, sur l'arbre de commande d'enroulement
5 et l'arbre de commande de déroulement 6. Au cours de la phase a) d'initialisation
du dispositif aucune valeur n'est disponible pour p. Avantageusement, le procédé prévoit
d'assigner aux moteurs électriques M
1, M
2 des tensions d'alimentation U
1 et U
2 qui garantissent la tension de l'élément souple de protection 2 dans la situation
la plus défavorable.
[0044] [Fig.5] est une représentation graphique de l'enchaînement des étapes du procédé
de pilotage du dispositif d'entraînement 1 selon les deux modes de réalisation. [Fig.6]
est une représentation graphique de l'enchaînement des étapes du procédé de pilotage
du dispositif d'entraînement 1 jusqu'à obtenir la tension de l'élément souple de protection
2 alors que [Fig.7] est une représentation graphique de l'enchaînement des étapes
du procédé de pilotage du dispositif d'entraînement 1 effectuées lorsque l'élément
souple de protection 2 du dispositif d'entraînement est tendu.
[0045] Les figures 8a à 10 sont des représentations graphiques de détails du procédé de
pilotage du dispositif d'entraînement 1 de la figure 7. [Fig.8a] est une représentation
graphique de l'enchaînement des étapes du procédé permettant de déterminer un rapport
de vitesses des moteurs électriques M
1, M
2. [Fig.8b] est une représentation graphique de l'enchaînement des étapes du procédé
permettant de déterminer les tensions stabilisées à la fin de la phase de tension
de l'élément souple de protection 2. [Fig.9] est une représentation graphique de l'enchaînement
des étapes du procédé permettant de déterminer une consigne de couple du deuxième
moteur électrique M
2 du dispositif d'entraînement 1. [Fig.10] est une représentation graphique de l'enchaînement
des étapes du procédé permettant de déterminer les nouvelles tensions d'alimentation
corrigées U
1' ; U
2' à appliquer aux moteurs électriques M
1 ; M
2 du dispositif d'entraînement 1 en fonction des tensions d'alimentation U
1 ; U
2 précédemment appliquées et d'un couple de référence.
[0046] Dans les figures 5 à 10, la vitesse angulaire du premier moteur électrique M
1 est représentée par Q
1 et la vitesse angulaire du deuxième moteur électrique M
2 est représentée par Ω
2. K représente un coefficient du filtre passe-bas. ρ représente le rapport de vitesse
angulaire des deux moteurs électriques M
1, M
2. ρ
-1 représente la valeur de p à l'itération précédente. Ψ représente la fonction caractéristique
couple / vitesse du moteur électrique M
1, M
2 utilisé. C
T1min est le couple de freinage minimum imposé par le deuxième moteur électrique M
2 au premier moteur électrique M
1. C
T2min est le couple de freinage minimum imposé par le premier moteur électrique M
1 au deuxième moteur électrique M
2.
[0047] A titre d'exemple, pour un élément souple de protection 2 destiné à être étendu au-dessus
d'une surface 8, il peut être attribué au premier moteur électrique M
1 agissant sur l'arbre de commande déroulement 6 une tension U
1 correspondant à sa vitesse nominale dans le sens du déploiement et au deuxième moteur
électrique M
2 agissant sur l'arbre de commande d'enroulement 5 une tension U
2 correspondant à une vitesse largement inférieure à cette vitesse nominale dans le
même sens de déploiement de manière à être certain qu'il agisse en tant que frein
sur l'élément souple de protection 2 par rapport à la vitesse d'enroulement de ce
dernier sur l'arbre de commande déroulement 6.
[0048] Le même raisonnement peut être tenu si cette première commande devait intervenir
dans le sens inverse ou encore dans le cas d'un élément souple de protection 2 sous
forme d'un tablier 4 pour garantir la mise en tension de la portion de tablier entre
l'arbre de commande déroulement 6 et l'arbre de commande d'enroulement 5.
[0049] A noter, même si la tension sur l'élément souple de protection 2 devait être excessive
durant une phase d'initialisation, cela n'intervient que très brièvement. En effet,
dès que le rapport des vitesses est calculé de manière valide au cours de l'exécution
des étapes b), c) et d), la tension de l'élément déployable 2 retrouve une valeur
normale. Selon une possibilité, les couples C
1, C
2 respectivement produits par les moteurs électriques M
1, M
2 sont déterminés, notamment au cours de l'étape b).
[0050] Pour l'un ou l'autre des moteurs électriques M
1, M
2, la tension d'alimentation U
1, U
2 de démarrage peut être égale à une tension correspondant à une vitesse théorique
Ω
V1, Ω
V2 qu'emprunterait le moteur électrique M
1, M
2 respectif à vide.
[0051] Selon un exemple de réalisation, la vitesse de consigne de démarrage Ω
cd1 est choisie sensiblement égale à la vitesse théorique Ω
V1 qu'emprunterait le moteur électrique M
1 à vide, et la vitesse de consigne de démarrage Ω
cd2 est choisie sensiblement égale à la vitesse théorique Ω
V2 qu'emprunterait le moteur électrique M
2 à vide divisée par la valeur maximale atteignable par le rapport inverse des rayons
d'enroulement p = R
2/R
1 dans le cas le plus défavorable. En somme, la tension d'alimentation U
d1 du moteur électrique M
1 au premier démarrage correspond à celle de la vitesse théorique Ω
V1 qu'emprunterait ce moteur électrique M
1 à vide et la tension d'alimentation U
d2 du moteur électrique M
2 au premier démarrage correspond à celle de la vitesse théorique Ω
V2 qu'emprunterait ce moteur électrique M
2 à vide divisée par la valeur maximale atteignable par p = R
2/R
1 dans le cas le plus défavorable. Ces tensions de démarrage U
d1, U
d2 peuvent correspondre à des données en mémoire du dispositif.
[0052] Contrairement, après initialisation et première mise en route et arrêt des moteurs
électriques M
1, M
2, le procédé prévoit de garder en mémoire la dernière valeur du rapport p des vitesses
mesurées Ω
1/Ω
2.
[0053] Ainsi au redémarrage, si p ≥ 1, la tension initiale du premier moteur électrique
M
1 est égale à la tension maximale disponible U
max et la tension du deuxième moteur électrique M
2 est égale à U
max divisée par p. A l'inverse, si p < 1, la tension initiale du deuxième moteur électrique
M
2 est égale à U
max et la tension du premier moteur électrique M
1 est égale à U
max multipliée par p. Pour garantir une meilleure tension initiale, dans le calcul précédent,
on peut multiplier p par 0,75 dans le sens du repliement et par 1,25 dans le sens
du déploiement.
[0054] Selon une caractéristique additionnelle possible, dans l'étape a), la tension d'alimentation
U
d1, U
d2 de démarrage est assignée à chacun des moteurs électriques M
1, M
2 jusqu'à ce qu'un état de tension de l'élément souple de protection 2 soit déterminé.
[0055] L'élément souple de protection 2 est considéré comme tendu si l'écart Ev entre la
vitesse de rotation mesurée à l'instant t Ω
1 ; Ω
2 et la vitesse de rotation à vide Ω
V1 ; Ω
V2, sur le moteur choisi pour tendre respecte les conditions suivantes, selon son sens
de rotation :
- Ev inférieur à un seuil négatif s'il agit en entraînement (il va moins vite qu'à vide),
- Ev supérieur à un seuil positif s'il agit en frein (il va plus vite qu'à vide).
[0056] Autrement dit, selon une possibilité, quand ledit élément souple de protection 2
est déroulé dans un sens de déploiement S1, l'état de tension de l'élément souple
de protection 2 peut être déterminé lorsque, dans le mode d'entraînement de l'arbre
de commande de déroulement 6, une différence entre la vitesse Ω
1 du premier moteur électrique M
1 déterminée et la vitesse de rotation à vide Ω
V1 du premier moteur électrique M
1 est inférieure à un premier seuil et/ou une différence entre la vitesse Ω
2 du deuxième moteur électrique M
2 déterminée et la vitesse de rotation à vide Ω
V2 du deuxième moteur électrique M
2 est supérieure à un deuxième seuil, et/ou quand ledit élément souple de protection
2 est enroulé dans le sens de repliement S2, l'état de tension de l'élément souple
de protection 2 peut être déterminé lorsque, dans le mode d'entraînement de l'arbre
de commande de d'enroulement 5, une différence entre la vitesse Ω
2 du deuxième moteur électrique M
2 déterminée et la vitesse de rotation à vide Ω
V2 du deuxième moteur électrique M
2 est inférieure à un troisième seuil et/ou une différence entre la vitesse Ω
1 du premier moteur électrique M
1 déterminée et la vitesse de rotation à vide Ω
V1 du premier moteur électrique M
1 est supérieure à un quatrième seuil.
[0057] Selon une autre caractéristique du procédé conforme à l'invention, au cours de l'étape
(c) on mesure, en outre, à l'instant t le couple C
1 et C
2 produit, respectivement, par les moteurs électriques M
1 et M
2.
[0058] A noter qu'il existe différents moyens pour mesurer ce couple C
1, C
2, ceci éventuellement en fonction de la technologie des moteurs électriques M
1, M
2. Dans le cas d'un moteur à courant continu à balais, le couple est proportionnel
au courant consommé, donc aisément mesurable par une résistance série de faible valeur
ou un capteur de courant. Sur un moteur sans balais, dit brushless, il est également
possible de déduire le couple de la mesure des trois courants d'alimentation du moteur
(par transformée de Clarke, puis transformée de Park). Pour un moteur asynchrone,
le couple se calcule en fonction du glissement. Pour un moteur universel à excitation
série, le couple est proportionnel au carré du courant consommé.
[0059] En conséquence, le couple du moteur électrique M
1, M
2 est accessible de manière indirecte par la mesure du courant consommé et/ou de la
vitesse de rotation, mais aussi, dans une variante de réalisation, par mesure directe
avec un couple-mètre inséré sur l'axe de sortie des moteurs électriques M
1, M
2.
[0060] L'élément souple de protection 2 est considéré comme tendu si, sur le moteur électrique
M
1 ou M
2 choisi pour tendre, l'écart Ec entre le couple mesuré à l'instant t C
1 ; C
2 et le couple à vide Cvi ; C
V2 (correspondant à des données prédéfinies ou déterminées en amont) respecte les conditions
suivantes selon le sens de rotation :
- Ec supérieur à un seuil positif si le moteur électrique choisi pour tendre agit en
entraînement (il force plus qu'à vide),
- Ec inférieur à un seuil négatif si le moteur électrique choisi pour tendre agit en
frein (il force moins qu'à vide).
[0061] Autrement dit, selon une possibilité, quand ledit élément souple de protection 2
est déroulé dans un sens de déploiement S1, l'état de tension de l'élément souple
de protection 2 peut être déterminé lorsque, dans le mode d'entraînement de l'arbre
de commande de déroulement 6, une différence entre le couple C
1 du premier moteur électrique M
1 déterminé et le couple à vide Cvi du premier moteur électrique M
1 est supérieure à un cinquième seuil et/ou une différence entre le couple C
2 du deuxième moteur électrique M
2 déterminé et le couple à vide C
V2 du deuxième moteur électrique M
2 est inférieure à un sixième seuil, et/ou quand ledit élément souple de protection
2 est enroulé dans le sens de repliement S2, l'état de tension de l'élément souple
de protection 2 peut être déterminé lorsque, dans le mode d'entraînement de l'arbre
de commande de d'enroulement 5, une différence entre le couple C
2 du deuxième moteur électrique M
2 déterminé et le couple à vide C
V2 du deuxième moteur électrique M
2 est supérieure à un septième seuil et/ou une différence entre le couple C
1 du premier moteur électrique M
1 déterminée et le couple à vide Cvi du premier moteur électrique M
1 est inférieure à un huitième seuil.
[0062] Selon une autre possibilité, quand l'élément souple de protection 2 est déroulé dans
un sens de déploiement S1 et/ou quand l'élément souple de protection 2 est enroulé
dans le sens de repliement S2, l'état de tension de l'élément souple de protection
2 peut être obtenu lorsqu'une différence entre le couple C
2 du deuxième moteur électrique M
2 déterminé et la valeur théorique de couple C
ref attendue à l'instant t en fonction de la valeur de p est inférieure en valeur absolue
à un neuvième seuil. De préférence, ce neuvième seuil sera choisi égal à 1% de la
valeur théorique de couple C
ref attendue. La valeur théorique de couple C
ref attendue peut être calculée de la manière telle que détaillé par la figure 9.
[0063] De préférence, le surplus de couple C
1 ; C
2 par rapport au couple à vide Cvi ; C
V2 du moteur électrique M
1 ; M
2 entraînant peut être égal à un déficit de couple C
1 ; C
2 du moteur électrique M
1 ; M
2 freinant multiplié par p. Pour avoir une force de tension régulière de l'élément
souple de protection 2 sur tout son mouvement, on commence par prédéterminer le couple
de référence qu'elle génère pour le rayon d'enroulement minimum R
1min ; R
2min. Ensuite, pour obtenir le couple nécessaire à un moment donné du mouvement, il suffit
de multiplier le couple de référence par le rapport du rayon R
1 ; R
2 externe de l'enroulement sur le rayon minimum R
1min ; R
2min et de retrancher le résultat du couple à vide Cvi ; C
V2.
[0064] A noter que le couple à vide Cvi ; C
V2 des moteurs électriques M
1 ; M
2 est préférentiellement déterminé dans des conditions dans lesquelles le moteur électrique
M
1 ; M
2 n'entraîne pas l'élément souple de protection 2, mais en tenant compte des frottements
sur les paliers ou les roulements d'un réducteur éventuel et, selon le cas de l'arbre
de commande d'enroulement 5 ou de l'arbre de commande de déroulement 6.
[0065] Ainsi, il est possible de considérer que si le couple réel mesuré à un instant t
C
1 ; C
2 est supérieur au couple à vide Cvi ; C
V2, le moteur électrique M
1 ; M
2 agit en traction, alors que si le couple mesuré C
1 ; C
2 est inférieur au couple à vide Cvi ; C
V2, le moteur électrique M
1 ; M
2 agit en frein.
[0066] Avantageusement, le cas où le couple mesuré C
1 ; C
2 devient négatif (le moteur électrique fonctionne comme une génératrice) sera évité.
Ainsi, selon un mode de réalisation préférentiel du procédé selon l'invention, les
nouvelles tensions de consigne d'alimentation corrigée U'
1 ; U'
2 d'un moteur électrique M
1 ; M
2 sera ajustée pour une vitesse de consigne Ω
C1 ; Ω
C2 définie pour générer un couple C
1 ; C
2 positif. Dans le cas d'un dispositif où l'élément de protection souple 2 est prévu
de s'étendre au-dessus de la surface 8 à protéger en venant se dérouler depuis l'arbre
de commande d'enroulement 5 pour s'enrouler, au travers de sangle notamment, sur l'arbre
de commande de déroulement 6 et inversement, il suffit de suivre le couple C
1 ; C
2 sur le moteur électrique freinant M
1 ; M
2 et d'ajuster en fonction sa vitesse de consigne Ω
C1 ; Ω
C2, en tenant compte du rapport p des vitesses mesurées Ω
1 /Ω
2, en rappelant qu'il correspond au rapport inverse des rayons d'enroulement R
2/R
1, ceci afin que ce couple C
1 ; C
2 soit sensiblement inférieur à son couple à vide Cvi ; C
V2. L'étude mathématique montre qu'en vitesse stabilisée le surplus de couple (par rapport
au couple à vide Cvi ; C
V2) du moteur électrique M
1 ; M
2 entraînant est égal au déficit de couple (par rapport au couple à vide C
V2 ; Cvi) du moteur électrique M
2 ; M
1 freinant multiplié par le rapport inverse des rayons R
2/R
1.
[0067] Selon le procédé de l'invention, pour avoir une force de tension sensiblement régulière
de l'élément souple de protection 2 sur tout le mouvement, on prédétermine un couple
de tension minimum C
Tmin généré par cet élément souple de protection 2 pour un rayon d'enroulement minimum,
selon le cas, sur l'arbre de commande déroulement 6 en phase de déroulement ou sur
l'arbre de commande d'enroulement 5 en phase de repliement.
[0068] Ainsi, à chaque itération des étapes b), c) on détermine le couple nécessaire pour
le moteur M
1 ; M
2 en multipliant le couple de tension mécanique souhaité C
Tmin par le rapport du rayon externe de l'enroulement R
1 ; R
2 sur le rayon minimum Rimin ; R
2min et en retranchant du résultat obtenu le couple à vide Cvi ; C
V2. Le rayon minimum peut correspondre à une donnée prédéfinie en mémoire.
[0069] Dans le cas d'un élément souple de protection 2 sous forme d'un tablier 4 destiné
à se déployer et se replier, guidé latéralement par des coulisses 20, 21, en ne venant
se dérouler ou s'enrouler qu'autour de l'arbre de commande d'enroulement 5, l'arbre
de commande déroulement 6 ne sert que d'arbre d'entraînement à rayon constant. Il
convient dans ce cas de distinguer les deux sens de mouvement. Lorsque l'élément souple
de protection 2 se déroule de l'arbre de commande d'enroulement 5 et se déploie dans
les coulisses 20, 21 en étant poussé par l'arbre de commande déroulement 6, on définit
que le deuxième moteur électrique M
2 dont est équipé l'arbre de commande d'enroulement 5 agit en frein en maintenant son
couple C
2 en-dessous de son couple à vide C
V2 au travers des étapes b), c) et d) du procédé. Le premier moteur électrique M
1 subira un surplus de couple par rapport à son couple à vide Cvi égal au couple de
tension de l'élément souple de protection 2 auquel s'ajoute, cette fois le couple
résistant lié à l'effort pour pousser dans ces coulisses 20, 21 cet élément souple
de protection 2 sous forme de tablier 4.
[0070] Dans l'autre sens, le dispositif exploite l'effet freinant lié à la résistance à
la traction de l'élément souple de protection 2, en l'occurrence du tablier 4 dans
les coulisses 20, 21 pour tendre ce tablier 4, ce qui permet aux deux moteurs électriques
M
1 et M
2 de travailler en traction.
[0071] Dans ce cas, différentes solutions sont possibles :
- par ajustement de la vitesse de consigne ΩC2 du deuxième moteur électrique M2 de l'arbre de commande d'enroulement 5 on peut faire en sorte que le couple mesuré
C2 sur ce deuxième moteur électrique M2 à un instant t ait une valeur sensiblement supérieure à son couple à vide CV2, ce qui suffit à maintenir la tension de l'élément souple de protection 2, mais ne
répartit pas l'effort de traction pour le repliement de l'élément souple de protection
2,
- on peut aussi répartir de manière égale la force de traction nécessaire entre les
deux moteurs électriques M1 et M2, ce qui génère une dissymétrie entre les deux couples C1 et C2 d'autant plus grande que le rapport des rayons R2/R1 s'éloigne de plus en plus de 1 au cours de l'enroulement de l'élément souple de protection
2, en l'occurrence du tablier 4, sur l'arbre de commande d'enroulement 5. Il en résulte
un déséquilibre des courants électriques consommés,
- répartir de manière égale le couple (C1 ≈ C2) nécessaire sur les deux moteurs électriques M1, M2 pour équilibrer les courants électriques consommés, avec pour conséquence une variation
de la force de tension en cours de mouvement sur la portion du tablier 4 entre l'arbre
de commande d'enroulement 5 et l'arbre de commande de déroulement 6.
[0072] Selon un mode de réalisation préférentiel appliqué à un élément souple de protection
2 sous forme d'un tablier 4 destiné à se déployer et se replier, guidé latéralement
par des rails de guidage ou des coulisses 20, 21, en venant se dérouler ou s'enrouler
autour de l'arbre de commande d'enroulement 5, l'arbre de commande déroulement 6 ne
servant que d'arbre d'entraînement à rayon constant, lors du repliement :
- Durant une première phase au moins on mesure à un instant t la vitesse Ω1 et Ω2 des moteurs électriques M1 et M2, on mesure le couple C1 et C2 produit par ces moteurs électriques M1 et M2 et on ajuste les vitesses de consigne ΩC1 et ΩC2 des moteurs électriques M1 et M2 en tenant compte du rapport du rayon d'enroulement R2 de l'élément souple de protection 2 sur l'arbre de commande d'enroulement 5 et du
rayon d'enroulement constant R1 sur l'arbre de commande de déroulement 6, rapport qui est égal au rapport p des vitesses
mesurées Ω1 / Ω2, ceci pour délivrer au travers du premier moteur électrique M1 un couple C1 sensiblement égal au couple C2 du deuxième moteur électrique M2.
- Et, durant une phase finale de repliement au moins, on ajuste la vitesse de consigne
ΩC2 du deuxième moteur électrique M2 de l'arbre de commande d'enroulement 5 de sorte que le couple mesuré C2 sur ce deuxième moteur électrique M2 à un instant t ait une valeur sensiblement supérieure à son couple à vide CV2, pour maintenir en tension l'élément souple de protection 2, dans sa portion entre
l'arbre de commande d'enroulement 5 et l'arbre de commande déroulement 6.
[0073] Toujours, dans le cas particulier d'un élément souple de protection 2 sous forme
de tablier sur lequel l'arbre de commande de déroulement 6 agit par poussée ou traction
à diamètre constant, on peut imaginer choisir constante la vitesse de consigne Ω
C1 du premier moteur électrique M
1 agissant sur cet arbre de commande de déroulement 6, que ce soit en phase de déploiement
ou de repliement. En effet, en phase de déploiement, le deuxième moteur électrique
M
2 agissant sur l'arbre de commande d'enroulement 5 vient alors progressivement à accélérer
pour compenser la section d'enroulement du tablier autour de ce dernier, section venant
à diminuer jusqu'à une valeur minimale. Inversement, le deuxième moteur électrique
M
2 vient progressivement à ralentir en phase de repliement dans ces conditions.
[0074] Pour autant, par la mesure des vitesse Ω
1 et Ω
2 et des couples C
1 et C
2, il sera déterminé si la tension sur l'élément souple de protection 2 répond à la
consigne de tension et la vitesse de consigne Ω
C2 du deuxième moteur électrique M
2 sera ajustée, voire celle Ω
C1 du premier moteur électrique M
1 si nécessaire, pour respecter cette consigne de tension sur l'élément souple de protection
2, notamment durant les phases finale et initiale, respectivement, de déploiement
et de repliement.
[0075] En effet selon la section d'enroulement de cet élément souple de protection 2 sur
l'arbre de commande d'enroulement 5, il convient de s'assurer que la vitesse du deuxième
moteur électrique M
2 soit en mesure de conférer à l'élément souple de protection 2 une vitesse de déplacement
en rapport à celle qui lui est communiquée par l'arbre de commande de déroulement
6 tournant sous l'impulsion du premier moteur électrique M
1 fonctionnant à vitesse nominale.
[0076] Selon un mode préféré du procédé de l'invention, la vitesse de consigne Ω
C1 ; Ω
C2 d'un des moteurs électriques M
1 ; M
2 est choisie constante. Préférentiellement elle est choisie égale à la vitesse nominale
de ce moteur électrique M
1 ; M
2. De préférence, la vitesse de l'autre moteur électrique M
1, M
2 peut être ajustée à la baisse de façon à maintenir la tension de l'élément souple
de protection 2 à une valeur se trouvant dans la plage prédéfinie.
[0077] L'application d'une nouvelle tension d'alimentation corrigée U'
1, U'
2 sur l'un au moins des moteurs électriques M
1, M
2 induit un changement dans le différentiel de vitesse de rotation entre les deux arbres
5, 6, ce qui entraîne une évolution maîtrisée de la force de tension de l'élément
souple de protection 2 et donc des couples C
1, C
2 mesurés par les moteurs électriques M
1, M
2.
[0078] Selon une caractéristique additionnelle possible, le procédé comporte en outre les
étapes suivantes :
- i) la vitesse de rotation Ω1, Ω2 du moteur électrique M1, M2 agissant comme moteur d'entraînement est mesurée par le capteur de vitesse de rotation
35, 36 respectif,
- ii) une première valeur représentant la vitesse de rotation Ω1, Ω2 du moteur électrique M1, M2 agissant comme moteur d'entraînement est transférée par le dispositif d'interface
de communication 15 du module de pilotage 31, 32 associé au moteur électrique M1, M2 agissant comme moteur d'entraînement au module de pilotage 31, 32 associé au moteur
électrique M1, M2 agissant comme moteur auxiliaire, et
- iii) la vitesse de consigne ΩC1, ΩC2 du moteur électrique M1, M2 agissant comme moteur
d'entraînement et/ou la vitesse de consigne ΩC1, ΩC2 du moteur électrique M1, M2 agissant comme moteur auxiliaire est choisie par le module de pilotage 31, 32 du
moteur électrique M1, M2 agissant comme moteur auxiliaire en fonction du rapport p et en fonction de la première
valeur transmise au module de pilotage (31, 32) associé au moteur électrique M1, M2 agissant comme moteur auxiliaire.
[0079] Selon une possibilité le procédé peut en outre comporter l'étape suivante :
iv) la vitesse de consigne ΩC1, ΩC2 à appliquer au moteur électrique M1, M2 agissant
comme moteur d'entraînement est transférée en retour par le dispositif d'interface
de communication 15 du module de pilotage 31, 32 associé au moteur électrique M1,
M2 agissant comme moteur auxiliaire au module de pilotage 31, 32 associé au moteur
électrique M1, M2 agissant comme moteur d'entraînement.
[0080] Les étapes i), ii), iii) et iv) sont de préférence répétées à intervalles de temps
réguliers. Selon une possibilité, dans l'étape i), le couple C
1, C
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement est en outre mesuré par le capteur de couple
et/ou de courant 33, 34 respectif, dans l'étape ii), une deuxième valeur représentant
le couple C
1, C
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement est en outre transférée par le dispositif d'interface
de communication 15 du module de pilotage 31, 32 associé au moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement au module de pilotage 31, 32 associé au moteur
électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire et dans l'étape iii), la vitesse de consigne Ω
C1, Ω
C2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire est en outre choisie par le module de pilotage 31,
32 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire en fonction de la deuxième valeur transmise au module
de pilotage 31, 32 associé au moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire.
[0081] Selon une caractéristique additionnelle possible, dans l'étape i), une moyenne d'une
pluralité de couples C
1, C
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement mesurés lors de mise en œuvre précédentes de
l'étape i) par le capteur de couple et/ou de courant 33, 34 respectif est déterminée,
dans l'étape ii), une troisième valeur représentant la moyenne de couples du moteur
électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement est en outre transférée par le dispositif d'interface
de communication 15 du module de pilotage 31, 32 associé au moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement au module de pilotage 31, 32 associé au moteur
électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire et, dans l'étape iii), la vitesse de consigne Ω
C1, Ω
C2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire est en outre choisie par le module de pilotage 31,
32 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire en fonction de la troisième valeur transmise au
module de pilotage 31, 32 associé au moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire.
[0082] Selon une caractéristique additionnelle possible, la vitesse de rotation Ω
1, Ω
2 et/ou le couple C
1, C2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire est mesuré par le capteur de vitesse de rotation
35, 36 et/ou le capteur de couple et/ou de courant 33, 34 respectif, la vitesse de
consigne Ω
C1, Ω
C2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire étant en outre choisie dans l'étape iii) en fonction
de la vitesse de rotation Ω
1, Ω
2 et/ou du couple C
1, C
2 mesuré du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire.
[0083] Selon une possibilité, le couple C
1, C
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement mesuré par le capteur de couple et/ou de courant
33, 34 respectif et/ou la vitesse de rotation Ω
1, Ω
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement mesurée par le capteur de vitesse de rotation
35, 36 respectif lors de la mise en œuvre de l'étape i) est filtré(e) par un filtre
passe-bas, dont une fréquence de coupure et un gain sont de préférence ajustés en
fonction de l'inverse du rapport p afin d'obtenir que l'atténuation et le déphasage
d'un signal provenant du capteur de vitesse de rotation 35, 36 respectif soit constant
ou quasi-constant. De cette manière, des bruits de mesure susceptibles de perturber
le calcul suivant peuvent être évités.
[0084] Ainsi, le moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement envoie au moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire deux grandeurs mesurées, représentatives de la vitesse
de rotation Ω
1, Ω
2 et du couple d'entraînement C
1, C
2. Le module de pilotage 31, 32 associé au moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire calcule d'une part, le rapport des vitesses de rotation
p, image du rapport inverse des rayons R
2/R
1 (si l'élément souple de protection 2 est tendu), qui est ensuite convenablement lissé
par filtrage passe-bas, d'autre part, la valeur moyenne de la consigne de couple du
moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire à laquelle viendra s'ajouter une ondulation pour
compenser les fluctuations de couple du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement.
[0085] La fréquence de coupure et le gain du filtre peuvent avantageusement être auto-ajustés
en fonction du rapport inverse des rayons R
2/R
1 sur chaque arbre 5, 6 pour conserver un gain et un déphasage quasi-constants sur
la plage de fréquence de la fluctuation.
[0086] Ensuite, ce signal périodique filtré généré par le capteur de vitesse de rotation
35, 36 associé au moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement (qui se rapproche de sa composante fondamentale
sinusoïdale) peut être échantillonné et stocké dans une table couvrant au minimum
une demi-période lorsque cette dernière est la plus longue.
[0087] Si à une position donnée, il faut N échantillons pour couvrir une période, la moitié
de l'écart entre le point courant d'indice n et le point d'indice n-k conservé dans
la table des valeurs précédentes (avec 0 ≤ k ≤ N/2) représente une onde en avance
de phase par rapport au signal filtré généré par le capteur de vitesse de rotation
35, 36 associé au moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement. Le résultat du calcul est représenté à la figure
13 pour différentes valeurs de k.
[0088] Ainsi, une variation sinusoïdale peut subir une avance qui va de 0° (à gain unitaire)
pour k = N/2 jusqu'à 90° (mais à gain nul) pour k = 0, en passant par une avance de
45° (gain = √2/2) pour k = N/4. Pour le procédé de pilotage selon l'invention, une
valeur de k comprise entre N/4 et N/2 est préférable.
[0089] Pour une avance de phase souhaitée, on calcule k en fonction de N ainsi que le coefficient
multiplicateur M à appliquer pour compenser le gain ≤ 1. N dépend du rapport inverse
des rayons d'enroulement (égal à p) divisé par la fréquence moyenne du moteur électrique
M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement. On obtient une avance de phase constante sans
affaiblissement du signal sur tout le mouvement. Dans le cas où la fluctuation n'est
pas tout-à-fait sinusoïdale, la valeur moyenne du signal en avance de phase peut être
non nulle, ce qui impose de recentrer la courbe en retirant la moyenne des valeurs
maximale et minimale sur une plage glissante. Le résultat, dosé par un coefficient
multiplicateur, est ajouté à la consigne de tension Ω
C1, Ω
C2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire qui ondule donc autour d'une valeur centrale pour
compenser avec anticipation les variations du couple C
1, C
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement. Comme pour tout asservissement, le gain de
la boucle devra être ajusté pour limiter le plus possible les écarts sans générer
d'instabilité.
[0090] Si les deux moteurs électriques M
1, M
2 sont de type courant continu avec ou sans balais, le courant étant proportionnel
au couple C
1, C
2, on appliquera la méthode sur le courant du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement, courant qui est plus facile à mesurer que le
couple.
[0091] Tel qu'illustré dans la figure 9, le procédé peut comprendre une étape d'équilibrage
de couple selon laquelle le couple C
1 est multiplié par un facteur (N+1) p / (Np + 1) avec N valant préférentiellement
7, auquel résultat est ajouté le couple de freinage minimum C
T1min imposé par le deuxième moteur électrique M
2 au premier moteur électrique M
1 multiplié par (p - 1). Le facteur multiplicatif vaut 1 quand p = 1 et augmente légèrement
avec p, permettant ainsi de créer une légère dissymétrie en faveur du couple C
2 du deuxième moteur électrique M
2 pour renforcer la tension de l'élément souple de protection 2. C
T1min × (p - 1) permet de rajouter une tension minimale lorsque l'élément souple de protection
2 est quasiment enroulé sur l'arbre de commande d'enroulement 5 et n'induit plus d'effort
de traction suffisant. C
1 peut être avantageusement remplacé par la moyenne C
moy = (C
1 + C
2) / 2 des couples C
1, C
2 des moteurs électriques M
1, M
2 puisque C
moy converge vers C
1 lorsque les deux couples C
1, C
2 s'équilibrent. On évite ainsi une instabilité du dispositif d'entraînement 1 tant
que la condition C
1 = C
2 n'est pas accomplie.
[0092] Selon une possibilité, le procédé comprend une étape de temporisation après chaque
modification des commandes des moteurs électriques M
1, M
2 pour laisser le temps à la vitesse angulaire du moteur électrique M
1, M
2 de se stabiliser. Dans ces conditions, il est possible de considérer que la somme
algébrique des couples appliqués aux points de contacts P
1 et P
2 des figures 4a à 4c est nulle et ne dépend pas du moment d'inertie des arbres 5 et
6.
[0093] Faisant référence au premier mode de réalisation et en particulier à la figure 4a,
lorsque le premier moteur électrique M
1 tourne afin d'enrouler l'élément souple de protection 2 autour de l'arbre de commande
de déroulement 6, la force motrice F
M1, F
M2 de chaque moteur électrique M
1, M
2 s'oppose à la force de tension F
T1, F
T2 de l'élément déployable au point de contact P
1, P
2. Un bilan en amplitude positive des forces tangentielles qui s'appliquent à chaque
arbre 5, 6 peut être établi. Au point de contact P
1, F
M1 = F
T1 et au point de contact P
2, F
T 2 = F
M2. En admettant que l'élément souple de protection 2 est non déformable selon sa longueur,
c'est-à-dire dans la direction d'enroulement ou de déroulement, lorsque l'élément
souple de protection 2 est tendu, on a F
T1 = F
T2. Il en résulte que F
M1 = F
M2. Comme ces forces s'appliquent orthogonalement au rayon d'action, le couple utile
développé par le premier moteur électrique M
1 correspond à : C
M1 = F
M1 × R
1 et le couple utile développé par le deuxième moteur électrique M
2 correspond à : C
M2 = - F
M2 × R
2 (couple freinant, négatif).
[0094] On a - C
M2 / R
2 = C
M1 / R
1, et donc C
M2 = - (R
2 / R
1) × C
M1.
[0095] De plus, le couple total développé par le moteur électrique M
1 ; M
2 inclut son couple à vide Cvi ; C
V2 respectif nécessaire pour vaincre les frottements internes. Autrement exprimé, C
1 = C
M1 + C
V1 et C
2 = C
M2 + C
V2. Il en résulte que C
V2 - C
2 = (R
2 / R
1) × (C
1 - C
V1).
[0096] Selon une possibilité, l'élément souple de protection 2 peut être tendu sans que
le deuxième moteur électrique M
2 fonctionne en génératrice. Dans ce cas, on a 0 < C
2 < C
V2, ce qui donne C
V1 < C
1 < C
V1 × [1 + (R
1 / R
2)]. Selon une caractéristique additionnelle possible, une force de tension souhaitée
F
T1min de l'élément souple de protection 2 peut être choisie dans une plage de valeur prédéfinie.
Un couple de tension C
T1min de l'élément souple de protection 2 peut être défini pour la valeur minimale du rayon
R
1min du rayon R
1 et les couples C
1 et C
2 peuvent en être déduits dans le sens du déploiement S1 à l'aide des formules suivantes
:

et

[0097] En revanche, dans le sens du repliement S2, lorsque le deuxième moteur électrique
M
2 tourne afin d'enrouler l'élément souple de protection 2 autour de l'arbre de commande
de d'enroulement 5, on a :

et

[0098] Selon une possibilité, les moteurs électriques M
1, M
2 peuvent être identiques et présenter un même couple à vide Cv.
[0099] Selon une possibilité, le point de fonctionnement des moteurs électriques M
1, M
2 peut être choisi de sorte à équilibrer les forces en imposant sur le deuxième moteur
M
2 un surplus de couple par rapport au couple à vide C
V2 égal au surplus de couple du premier moteur M
1 par rapport au couple à vide Cvi multiplié par le rapport inverse des rayons R
2/R
1 tant que celui-ci est inférieur à 1, puis à équilibrer les couples C
1, C
2 tant que l'effet résistant lié à la surface d'élément souple de protection 2 restant
à enrouler est suffisant, et enfin à garantir un couple minimum pour maintenir la
tension en fin du mouvement.
[0100] Faisant référence au deuxième mode de réalisation et dans le sens du déploiement
S1 illustré par la figure 4b, lorsque le premier moteur électrique M
1 tourne afin d'entraîner l'élément souple de protection 2 autour de l'arbre de commande
de déroulement 6 avec rayon un R
1 constant, s'applique une force tangentielle F
R1 correspondant à la résistance au glissement de l'élément souple de protection 2 qui
peut frotter dans ses rails de guidage ou coulisses 20, 21, à laquelle se rajoute
ou se retranche une partie du poids de l'élément souple de protection 2 en fonction
de l'angle que font les rails de guidage ou coulisses 20, 21 par rapport à l'horizontale.
Cette force tangentielle s'oppose à la force motrice du premier moteur électrique
M
1. Il en résulte que, au premier point de contact P
1, F
T1 = F
M1 - F
R1 et au deuxième point de contact P
2, F
T2 = F
M2.
[0101] En admettant que l'élément souple de protection 2 est non déformable selon sa longueur,
c'est-à-dire dans la direction d'enroulement ou de déroulement, lorsque l'élément
souple de protection 2 est tendu, on a F
T1 = F
T2, donc F
M2 = F
M1 - F
R1.
[0102] Au niveau des couples utiles, sachant que C
M1 = F
M1 × R
1 (couple moteur, positif) et C
R1 = - F
R1 × R
1, C
M2 = - F
M2 × R
2 (couples freinants, négatifs), la relation devient : - CM2 = (R2 / R
1) × (C
M1 - C
R1), ce qui donne finalement : C
V2 - C
2 = (R
2 / R
1) × (C
1 - C
V1 - C
R1).
[0103] La condition pour tendre l'élément souple de protection 2 sans que le deuxième moteur
électrique M
2 fonctionne en génératrice dans le sens de déploiement S1 de l'élément souple de protection
2 est : 0 < C
2 < C
V2 ce qui donne : C
R1 + C
V1 < C
1 < C
R1 + C
V1 + Cv2 × (R
1 / R
2).
[0104] Dans ce même mode de réalisation, dans le sens du déploiement S1 l'élément souple
de protection 2 illustré par la figure 4b, la force de tension F
T1min de l'élément souple de protection 2 dans le sens de sa longueur aura pour effet un
couple C
T1min sur le moteur M
1. Le rayon R
1 reste constant à R
1 = R
1min. Le couple total de chaque moteur électrique M
1, M
2 peut se calculer de la manière suivante :

[0105] Selon une possibilité, le couple de la force de freinage C
T1min est limité à (R
1 / R
2max) × C
V2 pour avoir C
2 > 0.
[0106] Faisant toujours référence au deuxième mode de réalisation mais dans le sens du repliement
S2 de l'élément souple de protection 2 illustré par la figure 4c, la force motrice
F
M1 et la force de résistance au glissement de l'élément souple de protection F
R1, bien qu'étant toujours opposées, s'appliquent en sens inverse par rapport au déploiement.
Au point de contact P
1 on a F
T1 = F
R1 - F
M1. Au point de contact P
2 on a F
T2 = F
M2.
[0107] En admettant que l'élément souple de protection 2 est non déformable selon sa longueur,
c'est-à-dire dans la direction d'enroulement ou de déroulement, lorsque l'élément
souple de protection 2 est tendu, on a F
T1 = F
T2 et donc F
M2 = F
R1 - F
M1. Sachant que C
M1 = F
M1 × R
1, C
M2 = F
M2 × R
2 et C
R1 = F
R1 × R
1, la relation devient : C
M2 = (R
2 / R
1) × (C
R1 - C
M1), ce qui donne finalement : C
2 - C
V2 = (R
2 / R
1) × (C
R1 - C
1 + C
V1). La condition pour tendre l'élément souple de protection 2 sans que le moteur M
2 fonctionne en frein est C
2 > C
V2, ce qui donne C
1 < C
V1 + C
R1.
[0108] Dans le sens de repliement S2, plusieurs fonctionnements sont possibles, car les
deux moteurs électriques M
1, M
2 peuvent collaborer plus ou moins pour se partager le travail.
[0109] Selon un premier fonctionnement, le dispositif d'entraînement 1 peut être piloté
de sorte que la force de tension F
T1min de l'élément souple de protection 2 soit constante. Pour obtenir une force de tension
F
T1min de l'élément souple de protection 2 constante, le deuxième moteur électrique M
2 est piloté de sorte à ce que celui-ci développe un surplus de couple par rapport
à son couple à vide C
V2 suffisant pour garantir la tension de l'élément souple de protection 2 alors que
le premier moteur électrique M
1 tire la charge. Dans ce cas, on obtient les formules suivantes : C
1 = C
V1 + C
R1 - C
T1min (donc C
1 < C
V1 + C
R1) et C
2 = C
V2 + (R
2 / R
1) × C
T1min (donc C
2 > C
V2).
[0110] Selon un deuxième fonctionnement, le dispositif d'entraînement 1 peut être piloté
de sorte que les forces motrices F
M1, F
M2 des deux moteurs électriques M
1, M
2 soient sensiblement égales, c'est-à-dire que F
M1 = F
M2 = F
R1 / 2. Dans ce cas on a : C
M1 = C
R1 / 2 et C
M2 = (R
2 / 2R
1) × C
R1. Il en résulte pour le couple total des moteurs que C
1 = C
V1 + C
R1 / 2 (donc C
1 < C
V1 + C
R1) et que C
2 = C
V2 + [R
2 / (R
2 + R
1)] × C
R1 (C
2 > C
V2). Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de connaître C
R1, mais simplement de contrôler la vitesse du deuxième moteur électrique M
2 pour garantir que l'équation C
2 = (R
2 / R
1) x (C
1 - C
V1) + C
V2 soit satisfaite.
[0111] Selon un troisième fonctionnement, le dispositif d'entraînement 1 peut être piloté
de sorte que les couples C
M1, C
M2 des deux moteurs électriques M
1, M
2 soient sensiblement égaux. Ainsi, le courant total consommé est réparti équitablement
entre les deux moteurs électriques M
1, M
2. On obtient donc C
M1 = C
M2 = [R
2 / (R
2 + R
1)] × C
R1. Il en résulte que C
1 = C
V1 + [R2 / (R2 + R
1)] × C
R1 (donc C
1 < C
V1 + C
R1) et C
2 = C
V2 + [R
2 / (R
2 + R
1)] × C
R1 (C
2 > Cv2). Dans ce cas de figure, il n'est pas nécessaire de connaître C
R1, mais simplement de contrôler la vitesse de M
2 pour maintenir les couples C
1 et C
2 sensiblement égaux. La force de tension se détermine comme suit : F
T1 = [R
1 / (R
1 + R
2)] × F
R1.
[0112] Étant donné que, dans le deuxième mode de réalisation, le rayon R
1 de l'arbre de commande de déroulement 6 est constant pour toute la course de l'élément
souple de protection 2, la force de tension varie en fonction du rayon R
2 de l'arbre de commande d'enroulement 5 et de la force de résistance à l'enroulement
F
R1. La force de résistance à l'enroulement F
R1 devient faible (se rapproche de 0) lorsque l'élément déployable est quasiment enroulé
dans sa totalité sur l'arbre de commande d'enroulement 5.
[0113] Dans un objectif de garantir une force de tension minimale F
T1min, le troisième fonctionnement décrit ci-dessus peut être mis en œuvre tant que C
2 > C
V2 + (R
2 / R
1) × C
T1min. Ensuite, le dispositif d'entraînement 1 peut basculer soit sur le premier ou le
deuxième fonctionnement. Le procédé peut donc mettre en œuvre le troisième fonctionnement
tant que la condition ci-dessus sur C
2 est accomplie et basculer sur le premier ou le deuxième fonctionnement dès que la
condition ci-dessus sur C
2 n'est plus accomplie. Selon une possibilité, il peut être rajouté un terme à C
2 correspondant à environ C
T1min (p - 1) pour passer du troisième fonctionnement au premier fonctionnement lorsque
p ≥ 1.
[0114] En résumé, la tension de l'élément souple de protection 2 sera garantie si on ajuste
la vitesse de consigne Ω
C1 ; Ω
C2 des moteurs électriques M
1, M
2 de façon à maintenir le couple mesuré sur l'un d'eux C
1 ; C
2 dans une plage restreinte autour de la valeur optimale calculée selon les règles
décrites dans les paragraphes précédents. Celles-ci font intervenir systématiquement
le rapport inverse des rayons d'enroulement R
2 / R
1 qui doit être mis à jour de manière itérative par le calcul du rapport p des vitesses
de rotation angulaires mesurées Ω
1 / Ω
2, préférentiellement lissé par un filtre passe-bas pour n'en garder que la valeur
moyenne.
[0115] On constate que le rapport inverse des rayons d'enroulement R
2 / R
1 est utilisé dans toutes les formules de calcul de couple. Or, lorsque l'élément souple
de protection 2 est tendu, on a l'égalité R
1 × Ω
1 = R
2 × Ω
2 donc p est égal au rapport des vitesses de rotation angulaires : p = R
2 / R
1 = Ω
1 / Ω
2.
[0116] Il est important de noter que ce rapport p est déterministe pour une position donnée
de l'élément souple de protection 2. Hormis pour le premier démarrage, les vitesses
initiales des deux moteurs électriques M
1, M
2 peuvent être calculées en fonction de la dernière valeur de p calculée lors du mouvement
précédent.
[0117] Dans un dispositif d'entraînement 1 pourvu de moteurs électriques M
1, M
2 à balais, on asservit le courant du deuxième moteur électrique M
2 à la place d'un asservissement du couple C
2, pour raison qu'il y a un rapport de proportionnalité direct entre le couple et le
courant.
[0118] Selon une possibilité, la vitesse de rotation Ω
1, Ω
2 mesurée est lissée par un filtre passe-bas.
[0119] Selon une possibilité, lorsque ledit élément souple de protection 2 se déroule de
l'arbre de commande d'enroulement 5 dans le sens de déploiement S
1, la consigne du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire commence à une valeur faible et remonte progressivement
jusqu'à une valeur légèrement inférieure à son courant à vide. Dans le sens inverse
de repliement S
2, les courants alimentant chacun des moteurs électriques M
1, M
2 sont équilibrés jusqu'à atteindre le pic de couple C
1, C
2 puis le courant du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire devient progressivement prépondérant sur le courant
du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement pour garantir la tension de l'élément souple
de protection 2.
[0120] Afin de compenser les irrégularités de l'enroulement de l'élément souple de protection
2, une ondulation sinusoïdale qui dépend de la position de l'élément souple de protection
2 peut être superposée à la consigne de courant moyenne (quasiment linéaire), pour
annuler au maximum les creux et les ventres sur la courbe de couple C
1, C
2. Cette ondulation est de préférence parfaitement calée en fonction de la position
de l'élément souple de protection 2. Un mauvais calage peut aggraver l'effet d'accordéon
au lieu de l'améliorer. La position de l'élément souple de protection 2 peut être
déterminée par le rapport des rayons d'enroulement. Celui-ci se déduit du rapport
des vitesses de rotation Ω
1, Ω
2 mesurées à condition que l'élément souple de protection 2 soit tendu. Les valeurs
initiales sont établies de façon à garantir cette condition quelle que soit le point
de démarrage, ensuite le procédé selon l'invention optimise la tension de l'élément
souple de protection 2.
[0121] La valeur du rapport des rayons au moment d'un arrêt intermédiaire peut être conservée
comme valeur de départ pour le démarrage suivant, quel que soit le sens. Les avantages
de la présente invention consistent en ce qu'il soit apte pour la mise en œuvre indépendamment
des dimensions de l'élément souple de protection 2. En outre, le procédé est apte
à être mis en œuvre indépendamment de la position de démarrage, ne nécessite pas de
connaître la position angulaire des moteurs électriques M
1, M
2 et permet de maintenir la tension de l'élément souple de protection 2 pendant la
mise en œuvre du procédé. En outre, en asservissant ainsi le moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire, une compensation peut être atteinte à un niveau
plus proche de la source de la perturbation, permettant ainsi que l'effet d'accordéon
sur l'élément souple de protection 2 puisse être évité. Ainsi, la vitesse du moteur
électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement peut continuer à rester pilotable par un utilisateur,
par exemple.
[0122] Le procédé selon l'invention se fonde sur un transfert des mesures de vitesse Ω
1, Ω
2 et/ou de couple C
1, C
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement vers le moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire via une interface de communication 15. La vitesse
Ω
1, Ω
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire est adaptée pour lisser les fluctuations rapides
du couple C
1, C
2 du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement sans impacter les éventuelles variations plus
lentes de sa valeur moyenne. Le procédé permet donc d'anticiper les fluctuations de
couple C
1, C
2 de manière dynamique en fonction du rapport inverse des rayons, lié au rapport des
vitesses Ω
1, Ω
2 mesurées, sans avoir besoin de connaître la position angulaire de chaque moteur électrique
M
1, M2.
[0123] Le procédé selon l'invention se fonde sur le principe de l'analyse par la commande
du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire des fluctuations du couple du moteur électrique
M
1, M
2 agissant comme moteur d'entraînement (ou de son courant, dans le cas où les moteurs
électriques M
1, M
2 sont des moteurs électriques à courant continu). Le procédé selon l'invention permet
ainsi d'ajuster la vitesse du moteur électrique M
1, M
2 agissant comme moteur auxiliaire pour compenser ces fluctuations et assurer un mouvement
fluide. Le procédé selon l'invention utilise des outils de traitement du signal paramétrés
dynamiquement sur la base du rapport inverse des rayons d'enroulement, lui-même lié
au rapport des vitesses Ω
1, Ω
2 de rotations réelles. Le procédé selon l'invention peut s'appliquer quelle que soit
la longueur ou l'épaisseur de l'élément souple de protection 2. Le procédé selon l'invention
peut s'appliquer quelle que soit la position de démarrage du dispositif d'entraînement
1. Le procédé selon l'invention peut s'appliquer également lorsque l'élément souple
de protection 2 s'enroule uniquement sur l'arbre de commande d'enroulement 5, l'arbre
de déroulement 6 ne jouant qu'un rôle d'entraînement (via une roue dentée par exemple).
Le dispositif d'entraînement 1 à l'aide duquel est mis en œuvre le procédé selon l'invention
peut comprendre un dispositif d'interface de communication 15 permettant une communication
bidirectionnelle entre les modules de pilotage 31, 32 associés à l'un parmi les moteurs
électriques M
1, M
2. Pour le procédé selon l'invention, il n'est pas nécessaire de connaître la position
angulaire des moteurs électriques M
1, M
2 mais seulement leur vitesse de rotation Ω
1, Ω
2 et leur couple C
1, C
2 de sortie, ou des grandeurs physiques qui en dépendent. L'un de deux modules de pilotage
31, 32 calcule la valeur de p puis le couple optimal moyen recherché auquel vient
s'ajouter l'ondulation de compensation des fluctuations et détermine enfin les valeurs
actualisées des tensions U
1', U
2' de commande à appliquer sur chaque interface de puissance 39, 40. Ces données de
sortie sont aussi échangées via l'interface de communication 15.
[0124] Pour les deux modes de réalisation décrits, selon une possibilité, les moteurs électriques
M
1, M
2 peuvent être des moteurs à courant continu à balais. Ainsi, comme les courants mesurés
sont proportionnels aux couples C
1, C
2 produits par les moteurs électriques M
1, M
2 respectifs, l'algorithme employé lors de l'enchaînement du procédé peut être appliqué
aux courants de consigne.
[0125] Les avantages de la présente invention consistent en ce qu'elle soit apte pour la
mise en œuvre indépendamment des dimensions de l'élément souple de protection 2. En
outre, le procédé est apte à être mis en œuvre indépendamment de la position de démarrage,
ne nécessite pas de connaître la position angulaire des moteurs électriques M
1, M
2 et permet de maintenir la tension de l'élément souple de protection 2 pendant la
mise en œuvre du procédé.
1. Procédé de pilotage d'un dispositif d'entraînement (1) d'un élément souple de protection
(2), tel qu'une toile, une bande, un rideau ou un tablier d'un volet roulant, ledit
dispositif d'entraînement (1) comprenant un arbre de commande d'enroulement (5) depuis
lequel se déroule ledit élément souple de protection (2) dans un sens de déploiement
(S1) et sur lequel s'enroule ledit élément souple de protection (2) dans un sens de
repliement (S2), un arbre de commande de déroulement (6) apte à agir sur l'élément
souple de protection (2) en vue de son déroulement de l'arbre de commande d'enroulement
(5), un premier moteur électrique (M
1), un deuxième moteur électrique (M
2) un dispositif de pilotage (16) apte à piloter une alimentation du premier moteur
électrique (M
1) et à piloter une alimentation du deuxième moteur électrique (M
2), ledit arbre d'enroulement (5) étant apte à, dans un mode d'entraînement de l'arbre
de commande d'enroulement (5), être entraîné par le deuxième moteur électrique (M
2) et/ou apte à, dans un mode de freinage de l'arbre de commande d'enroulement (5),
être freiné par le deuxième moteur électrique (M
2), ledit arbre de commande de déroulement (6) étant apte à, dans un mode d'entraînement
de l'arbre de commande de déroulement (6), être entraîné par le premier moteur électrique
(M
1) et/ou apte à, dans un mode de freinage de l'arbre de commande de déroulement (6),
être freiné par le premier moteur électrique (M
1), le procédé comprenant les étapes successives suivantes :
a) dans une phase de démarrage, assigner à chacun des moteurs électriques (M1, M2) une tension d'alimentation (U1, U2) de démarrage, respectivement prédéfinie en fonction du sens de déploiement (S1)
ou du sens de repliement (S2),
b) déterminer, pour chacun des moteurs électriques (M1, M2), une vitesse de rotation (Ω1, Ω2) respective à un instant (t),
c) calculer le rapport (p) des vitesses instantanées déterminées (Ω1, Ω2) respectivement à l'instant (t),
d) assigner une tension d'alimentation corrigée (U'1, U'2) respectivement à chacun moteurs électriques (M1, M2) correspondant à une vitesse de consigne (ΩC1, ΩC2) de ces moteurs électriques (M1, M2) en fonction du rapport (p) des vitesses instantanées mesurées (Ω1, Ω2), pour exercer sur l'élément souple de protection (2), entre l'arbre de commande
de d'enroulement (5) et l'arbre de commande de déroulement (6), une tension d'une
valeur comprise dans une plage définie,
e) reprendre le procédé à l'étape b) à intervalles de temps, préférentiellement réguliers.
2. Procédé de pilotage selon la revendication 1 caractérisé en ce que, les couples (C1, C2) respectivement produits par les moteurs électriques (M1, M2) sont déterminés, notamment au cours de l'étape b).
3. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour l'un ou l'autre des moteurs électriques (M1, M2), la tension d'alimentation (U1, U2) de démarrage est égale à une tension correspondant à une vitesse théorique (OV1, OV2) qu'emprunterait le moteur électrique (M1, M2) respectif à vide.
4. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans l'étape a), la tension d'alimentation (U1, U2) de démarrage est assignée à chacun des moteurs électriques (M1, M2) jusqu'à ce qu'un état de tension de l'élément souple de protection (2) soit déterminé.
5. Procédé de pilotage selon la revendication 4,
caractérisé en ce que,
- quand ledit élément souple de protection (2) est déroulé dans un sens de déploiement
(S1), l'état de tension de l'élément souple de protection (2) est déterminé lorsque,
dans le mode d'entraînement de l'arbre de commande de déroulement (6), une différence
entre la vitesse (Ω1) du premier moteur électrique (M1) déterminée et une vitesse de rotation à vide (ΩV1) du premier moteur électrique (M1) est inférieure à un premier seuil et/ou une différence entre la vitesse (Ω2) du deuxième moteur électrique (M2) déterminée et une vitesse de rotation à vide (ΩV2) du deuxième moteur électrique (M2) est supérieure à un deuxième seuil,
- et/ou quand ledit élément souple de protection (2) est enroulé dans le sens de repliement
(S2), l'état de tension de l'élément souple de protection (2) est déterminé lorsque,
dans le mode d'entraînement de l'arbre de commande d'enroulement (5), une différence
entre la vitesse (Ω2) du deuxième moteur électrique (M2) déterminée et une vitesse de rotation à vide (ΩV2) du deuxième moteur électrique (M2) est inférieure à un troisième seuil et/ou une différence entre la vitesse (Ω1) du premier moteur électrique (M1) déterminée et une vitesse de rotation à vide (ΩV1) du premier moteur électrique (M1) est supérieure à un quatrième seuil.
6. Procédé de pilotage selon la revendication 2 prise en combinaison avec l'une quelconque
des revendications 4 ou 5,
caractérisé en ce que,
- quand ledit élément souple de protection (2) est déroulé dans un sens de déploiement
(S1), l'état de tension de l'élément souple de protection (2) est déterminé lorsque,
dans le mode d'entraînement de l'arbre de commande de déroulement (6), une différence
entre le couple (C1) du premier moteur électrique (M1) déterminé et un couple à vide (CV1) du premier moteur électrique (M1) est supérieure à un cinquième seuil et/ou une différence entre le couple (C2) du deuxième moteur électrique (M2) déterminé et un couple à vide (CV2) du deuxième moteur électrique (M2) est inférieure à un sixième seuil,
- et/ou quand ledit élément souple de protection (2) est enroulé dans le sens de repliement
(S2), l'état de tension de l'élément souple de protection (2) est déterminé lorsque,
dans le mode d'entraînement de l'arbre de commande d'enroulement (5), une différence
entre le couple (C2) du deuxième moteur électrique (M2) déterminé et un couple à vide (CV2) du deuxième moteur électrique (M2) est supérieure à un septième seuil et/ou une différence entre le couple (C1) du premier moteur électrique (M1) déterminée et un couple à vide (CV1) du premier moteur électrique (M1) est inférieure à un huitième seuil.
7. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la vitesse de consigne (ΩC1, ΩC2) d'un des moteurs électriques (M1, M2) parmi les moteurs électriques (M1, M2) est choisie constante.
8. Procédé de pilotage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vitesse de consigne (ΩC1, ΩC2) d'un des moteurs électriques (M1, M2) parmi les moteurs électriques (M1, M2) est choisie égale à la vitesse nominale de ce moteur électrique (M1, M2).
9. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) est déterminée en mesurant la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) à l'aide d'un capteur de vitesse.
10. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la vitesse de consigne (ΩC1, ΩC2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire parmi les moteurs électriques (M1, M2) est choisie en fonction du rapport (p) et en fonction de la vitesse de consigne
du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement parmi les moteurs électriques (M1, M2).
11. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou selon la revendication
12, caractérisé en ce que, la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) est déterminée en mesurant la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) à l'aide d'un capteur de vitesse (35, 36).
12. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) mesurée est lissée par un filtre passe-bas.
13. Procédé de pilotage selon la revendication 5 ou selon l'une quelconque des revendications
10 à 12, ledit dispositif de pilotage (16) comportant un premier module de pilotage
(31) permettant le pilotage du premier moteur électrique (M
1) et un deuxième module de pilotage (32) permettant le pilotage du deuxième moteur
électrique (M
2), chaque module de pilotage (31, 32) comprenant en outre un capteur de vitesse de
rotation (35, 36) du moteur électrique (M
1, M
2) respectif, ledit dispositif de pilotage (16) comportant en outre un dispositif d'interface
de communication (15) permettant la communication entre les modules de pilotage (31,
32), procédé
caractérisé en ce que
i) la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement est mesurée par le capteur de vitesse de rotation
(35, 36) respectif,
ii) une première valeur représentant la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement est transférée par le dispositif d'interface
de communication (15) du module de pilotage (31, 32) associé au moteur électrique
(M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement au module de pilotage (31, 32) associé au moteur
électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire et
iii) la vitesse de consigne (ΩC1, ΩC2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire est choisie par le module de pilotage (31, 32)
du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire en fonction du rapport (p) et en fonction de la
première valeur transmise au module de pilotage (31, 32) associé au moteur électrique
(M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire,
les étapes i), ii) et iii) étant de préférence répétées à intervalles de temps réguliers.
14. Procédé de pilotage selon la revendication 13, chaque module de pilotage (31, 32)
comprenant en outre un capteur de couple et/ou de courant (33, 34) du moteur électrique
(M
1, M
2) respectif, procédé
caractérisé en ce que,
dans l'étape i), le couple (C1, C2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement est en outre mesuré par le capteur de couple
et/ou de courant (33, 34) respectif,
dans l'étape ii), une deuxième valeur représentant le couple (C1, C2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement est en outre transférée par le dispositif d'interface
de communication (15) du module de pilotage (31, 32) associé au moteur électrique
(M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement au module de pilotage (31, 32) associé au moteur
électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire et
dans l'étape iii), la vitesse de consigne (ΩC1, ΩC2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire est en outre choisie par le module de pilotage
(31, 32) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire en fonction de la deuxième valeur transmise au
module de pilotage (31, 32) associé au moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire.
15. Procédé de pilotage selon la revendication 14,
caractérisé en ce que les étapes i), ii) et iii) sont répétées à intervalles de temps réguliers,
caractérisé en outre en ce que
dans l'étape i), une moyenne d'une pluralité de couples (C1, C2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement mesurés lors de mise en œuvre précédentes de
l'étape i) par le capteur de couple et/ou de courant (33, 34) respectif est déterminée,
dans l'étape ii), une troisième valeur représentant la moyenne de couples du moteur
électrique (M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement est en outre transférée par le dispositif d'interface
de communication (15) du module de pilotage (31, 32) associé au moteur électrique
(M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement au module de pilotage (31, 32) associé au moteur
électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire et
dans l'étape iii), la vitesse de consigne (ΩC1, ΩC2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire est en outre choisie par le module de pilotage
(31, 32) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire en fonction de la troisième valeur transmise au
module de pilotage (31, 32) associé au moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire.
16. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) et/ou le couple (C1, C2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire est mesuré par le capteur de vitesse de rotation
(35, 36) et/ou le capteur de couple et/ou de courant (33, 34) respectif, la vitesse
de consigne (ΩC1, ΩC2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire étant, dans l'étape iii), en outre choisie en fonction
de la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) et/ou le couple (C1, C2) mesuré du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur auxiliaire.
17. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que la vitesse de rotation (Ω1, Ω2) du moteur électrique (M1, M2) agissant comme moteur d'entraînement mesurée par le capteur de vitesse de rotation
(35, 36) respectif lors de la mise en œuvre de l'étape i) est filtrée par un filtre
passe-bas, dont une fréquence de coupure et un gain sont de préférence ajustés en
fonction de l'inverse du rapport (p) afin d'obtenir que l'atténuation et le déphasage
d'un signal provenant du capteur de vitesse de rotation (35, 36) respectif soit constant
ou quasi-constant.
18. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte, suite à l'étape iii) en outre l'étape suivante :
iv) la vitesse de consigne ΩC1, ΩC2 à appliquer au moteur électrique M1, M2 agissant
comme moteur d'entraînement est transférée en retour par le dispositif d'interface
de communication 15 du module de pilotage 31, 32 associé au moteur électrique M1,
M2 agissant comme moteur auxiliaire au module de pilotage 31, 32 associé au moteur
électrique M1, M2 agissant comme moteur d'entraînement.
19. Dispositif d'entraînement d'un élément souple de protection (2), tel qu'un volet roulant,
une toile, une bande, un rideau ou un tablier, ledit dispositif d'entraînement (1)
comprenant un arbre de commande d'enroulement (5) depuis lequel se déroule ledit élément
souple de protection (2) dans un sens de déploiement (S1) et sur lequel s'enroule
ledit élément souple de protection (2) dans un sens de repliement (S2), un arbre de
commande de déroulement (6) apte à agir sur l'élément souple de protection (2) en
vue de son déroulement de l'arbre de commande d'enroulement (5), un premier moteur
électrique (M1), un deuxième moteur électrique (M2) un dispositif de pilotage (16) apte à piloter une alimentation du premier moteur
électrique (M1) et à piloter une alimentation du deuxième moteur électrique (M2), ledit arbre d'enroulement (5) étant apte à, dans un mode d'entraînement de l'arbre
de commande d'enroulement (5), être entraîné par le deuxième moteur électrique (M2) et/ou apte à, dans un mode de freinage de l'arbre de commande d'enroulement (5),
être freiné par le deuxième moteur électrique (M2), ledit arbre de commande de déroulement (6) étant apte à, dans un mode d'entraînement
de l'arbre de commande de déroulement (6), être entraîné par le premier moteur électrique
(M1) et/ou apte à, dans un mode de freinage de l'arbre de commande de déroulement (6),
être freiné par le premier moteur électrique (M1), ledit dispositif d'entraînement configuré pour la mise en œuvre du procédé selon
l'une quelconque des revendications 1 à 17.
20. Dispositif d'entraînement selon la revendication 18, caractérisé en ce que chacun des moteurs électriques (M1, M2) est pourvu d'un capteur de vitesse apte à mesurer la vitesse de rotation du moteur
électrique (M1, M2) respectif.
21. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que chacun des moteurs électriques (M1, M2) est pourvu d'un capteur de couple apte à mesurer le couple mécanique développé par
le moteur électrique (M1, M2) respectif, ou en ce que chacun des moteurs électriques (M1, M2) est pourvu d'un capteur de courant, apte à mesurer l'intensité du courant parcourant
le moteur électrique (M1, Ml2) respectif.