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Title:
SEAT ACTUATION SYSTEM WITH POWER CONSUMPTION CONTROL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/091101
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a seat actuation system with power consumption control. The inventive actuation system comprises several electric actuators which are provided on one or more seats. Each actuator (A1, A2 .., Am) is associated with a unit comprising a speed sensor and an actuator control module (D1, , Dm). Moreover, the aforementioned module, which comprises a speed set-point input, controls the electric power applied to the actuator when said actuator is put into operation by means of an external control, in such a way as to slave the speed to the set-point. The system also comprises an electric power source which is shared by all of the actuators and a control unit (12) which determines the speed set-point transmitted to each actuator according to the maximum electric power available from a source and the current drawn by the modules. In this way, the power drawn is maintained within the maximum power limitations.

Inventors:
BOUET LOIC (FR)
Application Number:
PCT/FR2003/001235
Publication Date:
November 06, 2003
Filing Date:
April 17, 2003
Export Citation:
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Assignee:
PRECILEC (FR)
BOUET LOIC (FR)
International Classes:
B60N2/02; B64D11/06; (IPC1-7): B64D11/06; B60N2/02
Domestic Patent References:
WO2002076825A22002-10-03
WO1995000356A11995-01-05
Foreign References:
US4907153A1990-03-06
FR2668617A11992-04-30
EP0448829A21991-10-02
DE19849617A11999-05-12
EP0869061A21998-10-07
EP1059191A12000-12-13
FR2760578A11998-09-11
Attorney, Agent or Firm:
Burbaud, Eric (65/67 rue de la Victoire, Paris Cedex 09, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Système d'actionnement comportant plusieurs actionneurs électriques équipant un ou des siège (s) et ayant : associé à chaque actionneur (A1, A2...... Am), un capteur de vitesse et un rnodule (D1,..., Dm) de pilotage de l'actionneur qui a une entrée de réception d'une consigne de vitesse et commande la puissance électrique appliquée à l'actionneur, lorsque l'actionneur est mis en fonctionnement par une commande extérieure, de façon à asservir la vitesse à la consigne, une source d'alimentation en énergie électrique commune à tous les actionneurs, et un boîtier de commande (12) déterminant, en fonction d'une puissance électrique maximale disponible depuis une source et du courant appelé par les modules, la consigne de vitesse transmise à chaque actionneur de façon à maintenir la puissance appelée dans les limites de la puissance maximale.
2. Système d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque module de pilotage est prévu pour n'admettre qu'une consigne de vitesse au moins égale à une fraction minimum déterminée d'une vitesse nominale de fonctionnement.
3. Système d'actionnement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le boîtier de commande est prévu pour adresser des consignes de vitesse différentes aux actionneurs de différents types d'un même siège.
4. Système d'actionnement suivant la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le boîtier est prévu pour maintenir la même consigne de vitesse pour un actionneur donnée une fois qu'il a été mis en mouvement et jusqu'à arrêt de sa commande ou venue en butée.
5. Système d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier de commande est prévu pour effectuer un rafraîchissement périodique des consignes de vitesse envoyées aux actionneurs, chaque fois avec une variation de consigne ne dépassant pas 10 % de la vitesse nominale.
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur de vitesse est soit un détecteur fournissant directement un signal de vitesse, soit un détecteur de position associé à un circuit ou logiciel de dérivation.
7. Siège pour avion de transport de passager, comprenant plusieurs éléments, tels qu'une assise, un dossier (16), un repose jambes (18) et/ou un repose pieds (20), déplaçables les uns par rapport aux autres, à la demande du passager qui occupe le siège, par plusieurs actionneurs électriques rotatifs ou linéaires à vitesse réglable, comprenant, associé à chaque actionneur, un capteur de vitesse et un module de pilotage de l'actionneur qui a une entrée de réception d'une consigne de vitesse et commande la puissance électrique appliquée à l'actionneur, lorsque l'actionneur est mis en fonctionnement par une commande extérieure, de façon à asservir, la vitesse à la consigne.
8. Siège suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le capteur de vitesse est soit un détecteur fournissant directement un signal de vitesse, soit un détecteur de position associé à un circuit ou logiciel de dérivation.
Description:
SYSTEME D'ACTIONNEMENT DE SIEGE A GESTION DE PUISSANCE CONSOMMEE La présente invention concerne les systèmes d'actionnement de siège (s) par des actionneurs électriques équipant au moins un siège ; elle est applicable notamment aux véhicules de transport de passagers et trouve une application particulièrement importante dans les avioins. Les sièges de passager sont en plusieurs éléments (assise, dossier, repose jambes et/ou repose pieds), déplaçables les uns par rapport aux autres à la demande du passager qui occupe le siège. Au moins dans certaines classes, les sièges sont munis d'actionneurs électriques qui sont commandés par des interrupteurs, placés en général sur les accoudoirs.

Des modes de commande très variés existent. Certains sièges comportent des positions préprogrammées et la mise en action d'un interrupteur provoque la venue du siège dans l'une de ces positions. D'autres sièges comportent des actionneurs qui sont commandés dans un sens déterminé par des interrupteurs et déplacent l'élément correspondant jusqu'à cessation de l'action sur l'interrupteur ou jusqu'à une butée détectée par une surintensité de courant.

La puissance appelée par un actionneur pour fonctionner à sa vitesse nominale dépend de la constitution du siège et du poids de l'occupant. L'une et l'autre sont imposés. Par ailleurs, l'instant auquel sont mis en action les différents actionneurs est imprévisible. Or, surtout sur un avion de transport ayant de nombreux passagers, il est souhaitable d'affecter une puissance totale aussi faible que possible aux actionneurs, ce qui implique une puissance totale inférieure à celle qui serait requise pour la mise en oeuvre simultanée de tous les actionneurs à leur vitesse nominale.

Une solution qui vient à l'esprit consiste à interdire le fonctionnement d'un nouvel actionneur lorsque la puissance déjà appelée par d'autres actionneurs dépasse une valeur limite fixée à l'avance. Mais cette solution

donne l'impression au passager d'un défaut de fonctionnement. A l'heure actuelle, l'actionneur est simplement commandé en tout ou rien, c'est-à-dire à sa vitesse nominale ou bien reste inactif.

L'invention vise notamment à fournir un système d'actionnement de siège (s) répondant au mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet de réduire la puissance maximale nécessaire sans pour autant limiter le nombre d'actionneurs simultanément actifs. Elle utilise pour cela la constatation que la puissance consommée par un actionneur dépend également de sa vitesse.

Dans ce but, l'invention propose notamment un système d'actionnement comportant plusieurs actionneurs électriques équipant un ou des sièges et ayant : - associé à chaque actionneur, un capteur de vitesse et un module de pilotage de l'actionneur qui a une entrée de réception d'une consigne de vitesse et commande la puissance électrique appliquée à l'actionneur, lorsque l'actionneur est mis en fonctionnement par une commande extérieure, de façon à asservir la vitesse à la consigne, - une source d'alimentation en énergie électrique commune à tous les actionneurs, et - un boîtier de commande déterminant, en fonction d'une puissance électrique maximale disponible depuis une source et du courant appelé par les modules, la consigne de vitesse transmise à chaque actionneur de façon à maintenir la puissance totale appelée dans les limites de la puissance maximale.

Le capteur de vitesse peut être constitué par un détecteur de vitesse.

Mais en général on utilise un détecteur de position, numérique ou analogique, associé à un circuit ou un logiciel de calcul de vitesse.

En général, le système commande un jeu de plusieurs sièges. il peut notamment s'agir d'un bloc de sièges auquel on affecte une puissance électrique maximale. Toutefois, le système est également applicable à la

commande de plusieurs actionneurs appartenant à un même siège et susceptibles d'être mis en oeuvre simultanément.

L'invention propose également un siège utilisable avec un système du genre ci-dessus défini, notamment pour avion de transport de passagers, comprenant plusieurs éléments, tels qu'une assise, un dossier, un repose jambes et/ôu un repose pieds, déplaçables les uns par rapport aux autres à la t ' demandé du passager qui occupe le siège, par plusieurs actionneurs électriques rotatifs ou linéaires à vitesse réglable, comprenant, associé à chaque actionneur, un capteur de vitesse et un module de pilotage de l'actionneur'qui a une entrée de réception d'une consigne de vitesse et commande la puissance électrique appliquée à l'actionneur, lorsque l'actionneur est mis en fonctionnement par une commande extérieure, de façon à asservir la vitesse effective de l'actionneur à la consigne.

Les actionneurs peuvent être de types très divers, et commandés soit par une tension variable, soit par une tension constante avec modulation de largeur d'impulsions. On peut en particulier utiliser des moteurs à courant continu à commutation électronique et des moteurs pas à pas à fréquence de commande suffisante pour que le mouvement des éléments du siège paraisse continu.

On peut également utiliser des moteurs à effet piézoélectrique, tels que ceux décrits dans la demande de brevet FR 97 02683.

Le système suivant l'invention permet de commander à tout moment des actionneurs en nombre quelconque, mais commande la vitesse des différents actionneurs dans une plage qui peut aller de zéro jusqu'à la vitesse nominale (voir même au-delà de cette vitesse) en maintenant la puissance totale consommée au-dessous d'une valeur plafond. Ainsi, chacun des passagers provoque à tout moment les déplacements qu'il souhaite sans retard, mais à une vitesse qui dépend du nombre d'actionneurs simultanés , alimentés.

Il est possible de favoriser certains actionneurs (par exemple ceux qui commandent l'inclinaison du dossier des sièges) aux dépends d'autres

actionneurs. Toutefois, il est préférable de prévoir une consigne de vitesse de déplacement minimale pour chaque type de mouvement, pour éviter des interruptions. Il est préférable de maintenir la même consigne de vitesse pour un actionneur donné une fois qu'il a été mis en mouvement et jusqu'à arrêt de sa commande ou venue en butée, cela afin d'éviter la sensation d'inconfort que donneraient des accélérations et décélérations au cours du mouvement. II sera cependant souvent avantageux de permettre des variations modérées (typiquement de pas plus de 15 % de la vitesse nominale), des consignes de vitesse, par exemple par rafraîchissement périodique des consignes de vitesse envoyées aux actionneurs déjà en fonctionnement.

Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titres d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagne, dans lesquels : -la figure 1 est un schéma montrant l'architecture générale d'un système selon un mode particulier de réalisation ; -la figure 2 montre schématiquement plusieurs actionneurs pouvant équiper le même siège ; et - la figure 3 est un synoptique simplifié destiné à faire apparaître un algorithme possible de gestion de puissance.

Le système dont une fraction est montrée en figure 1 est destiné à gérer la puissance appliquée à des actionneurs A1, A2,.... Am de plusieurs sièges S1, S2,.... Sn. Seuls les actionneurs A1 et A2 avec leurs éléments associés sont représentés. Le système peut être regardé comme comprenant une source d'alimentation générale 10, par exemple en courant continu à 24 ou 36 Volts. Dans le mode de réalisation illustré, un boîtier central 12 a pour fonction d'adresser, à l'ensemble des actionneurs, un même signal représentant la fraction x de la vitesse nominale que doit prendre chacun des actionneurs mis en action. Par exemple, un même siège peut comporter un actionneur A1 d'inclinaison du dossier 16, un actionneur A2 d'orientation d'un

repose, jambes 18 et un actionneur A3 d'extension d'un repose pieds 20 (figure 2).

Dans une, variante de réalisation, le boîtier central 12 est prévu pour donner des consignes de réduction de vitesse par rapport à la vitesse nominale différentes suivant la nature des actionneurs. Par exemple, s'il est nécessaire de réduire la puissance consommée, le boîtier central 12 peut adresser, soit par des lignes différentes, soit en multiplexage temporel des consignes de réduction différentes pour l'actionneur de dossier, l'actionneur de repose jambes et l'actionneur de repose p'ieds, pour lequel la réduction par rapport à la vitesse nominale peut être plus forte que pour les autres.

Le boîtier central de commande comporte une mémoire dans laquelle est mémorisée la puissance Pmax disponible depuis la source. Cette puissance maximale peut être un maximum que peut fournir la source ; mais, lorsque la source est commune à plusieurs systèmes, Pmax peut représenter une puissance maximale que le système ne doit pas dépasser, pour ne pas gêner le fonctionnement d'autres systèmes.

A chaque actionneur est associé un capteur de vitesse V1, V2,... Vm.

Comme indiqué plus haut il s'agit soit d'un détecteur fournissant directement un signal de sortie représentatif de la vitesse de fonctionnement de l'actionneur correspondant, soit d'un détecteur de position associé à un circuit dérivateur.

A chaque actionneur est également associé un module de pilotage D1, D2,...., Dm dont la fonction est d'asservir la vitesse de déplacement de l'actionneur à une consigne, représenté par exemple par une fraction x d'une vitesse nominale du capteur. Le module reçoit la consigne C1, C2....., Cm du boîtier central 12 sous forme analogique ou sous forme numérique. II peut également être prévu pour envoyer un signal d'accusé de réception ou d'exécution au boîtier central 12. Le mode d'asservissement dépend du type d'actionneur utilisé. Ce mode d'asservissement peut être classique.

Le boîtier central 12 peut être regardé comme comprenant des moyens, matériels ou logiciels, de détermination de la puissance électrique totale

appelée par les actionneurs en fonctionnement, Cette mesure peut s'effectuer notamment par mesure du courant provenant de la source d'alimentation 10 ou par addition des appels de courant par les différents modules de pilotage.

Dans le cas illustré, le boîtier central de commande 12 fournit, sur une ligne 14, une consigne de vitesse commune, représentative de la fraction x de la vitesse nominale des actionneurs, sous forme analogique ou numérique.

Dans une variante, plusieurs lignes de sortie permettent de fournir des consignes différentes aux modules des actionneurs de différentes natures.

Dans une autre variante, les modules de pilotage D1,... Dm sont individuellement adressables et reçoivent des consignes différentes sous forme numérique.

L'algorithme de gestion peut être celui schématisé sur la figure 3, sur lequel n'est représenté complètement que la commande de l'actionneur A1. La puissance maximum P max dédiée au système est stockée en 20. Cette puissance peut être fixée une fois pour toutes ou être modulée en fonction de paramètres extérieurs, par exemple de la phase de vol d'un aéronef. La puissance effectivement appelée est calculée également en 20, par exemple à partir d'informations provenant des différents actionneurs et par mesure directe sur la sortie de la source 10 vers le système. Un test est effectué en 22 pour déterminer si la puissance totale appelée P est supérieure à Pmax. Dans la négative, le calcul est simplement répété et il y a émission de valeurs de consigne x1, x2,... de 100% vers les différents modules de commande. Si au contraire P est supérieur à Pmax, un test est effectué en 24. II consiste à déterminer si une autorisation de modification des valeurs de consigne est acceptable à un instant donné. Cette autorisation peut être conditionnée par une fréquence maximale de modification de la consigne, et l'autorisation est alors fournie par une base de temps. Lorsque l'autorisation est donnée, un signal de validation est adressé aux différents ensembles actionneur-module de pilotage-capteur. Les valeurs de consigne x1, x2,..., xm de la consigne x sont mémorisés, par exemple en 26. Bien que l'on puisse prévoir que la consigne x puisse prendre n'importe quelle valeur entre un minimum xa (par

exemple de 10% de la vitesse nominale) et 100 %, il sera souvent préférable de ne prévoir que des valeurs discrètes de la consigne, par exemple par paliers de 10 % de la vitesse nominale.

Sur chaque actionneur, un test est effectué pour déterminer si la valeur de consigne fournie est bien supérieure à la valeur minimum xa acceptée.

Dans l'affirmative, la boucle d'asservissement à la consigne est mise en oeuvre pour ramener la vitesse (donc réduire la consommation) à une fraction x1 de la vitesse nominale.

L'invention est susceptible de très nombreuses variantes d'exécution.

Une priorité peut être donnée à certains actionneurs.)) est même possible de maintenir certains actionneurs à leur vitesse de consigne et de ne piloter que les autres. En particulier, le système peut être prévu pour n'agir que sur les actionneurs de plus forte consommation ou sur ceux pouvant tolérer des variations de vitesse importantes.