ÉTUDE D UN SYSTÈME PLURITECHNIQUE

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1 DM SSI: AQUISITION DE l INFORMATION ÉTUDE D UN SYSTÈME PLURITECHNIQUE Pores Laérales Coulissanes de monospace PRÉSENTATION DE L ÉTUDE Mise en siuaion Les fabricans d'auomobiles, face à une concurrence consammen croissane, conçoiven divers accessoires afin de saisfaire une clienèle oujours plus exigeane. Dans cee logique, cerains monospaces possèden deux Pores Laérales Coulissanes (noées par la suie PLC) équipées d un sysème élecromécanique d ouverure e fermeure auomaique. Chaque pore coulissane es guidée par rois rails fixés sur la carrosserie du véhicule. Rail de guidage supérieur Rail de guidage cenral Rail de guidage inférieur Le sysème éudié perme d enraîner la PLC au niveau du rail de guidage cenral, au moyen d un chario mobile mis en mouvemen par racion de deux câbles (avan e arrière), guidés par un sysème de gales e enroulés auour d un ambour don la roaion es obenue via un mooréduceur. C es donc l enroulemen des câbles auour du ambour qui perme de déplacer la pore. La commande du mooréduceur e de la gâche élecrique, qui perme de verrouiller la pore lorsqu elle es fermée, es gérée par le Module De Commande (noé par la suie MDC), qui communique avec le calculaeur cenral du véhicule e les divers composans concernés via le réseau muliplexé (bus CAN).

2 DM SSI: AQUISITION DE l INFORMATION poignée PLC gale de renvoi module de commande mooréduceur gâche élecrique e conac de déecion conac de pore câble avan ambour d enroulemen câble arrière faisceau de câbles élecriques (alimenaion, réseau muliplexé ) Vue d ensemble du sysème Remarque : le chario mobile lié à la PLC ainsi que le rail de guidage cenral ne son pas visibles sur cee figure. Principe de foncionnemen de l ouverure e de la fermeure d'une PLC L ordre d ouverure/fermeure auomaique d une PLC es obenu : - soi par une pression sur un bouon poussoir siué sur la console de plafonnier, à l avan du véhicule ; - soi par une pression sur un bouon poussoir siué sur le monan de la PLC commandée ; - soi par la élécommande haue fréquence (HF) du pore-clé ; Remarque : ce ordre es ransmis au MDC via le bus CAN* du véhicule. Bouons poussoir de la console de plafonnier Bouon poussoir du monan de la PLC (gauche) Bouons de la élécommande * Le bus CAN (Conroller Area Nework) es une liaison filaire permean de communiquer des informaions numériques enre plusieurs calculaeurs implanés sur le véhicule. Lorsque la pore es fermée, une demande d ouverure déclenche : - le déverrouillage par la commande de la gâche élecrique ; - l ouverure de la pore laérale par l enroulemen du câble arrière (foncion anipincemen acivée, voir conraine C3 ci-dessous). Lorsque la pore es ouvere, une demande de fermeure déclenche : - la fermeure de la pore par l enroulemen du câble avan jusqu au verrouillage «au 1 er cran» par la gâche élecrique de la serrure (foncion ani-pincemen oujours acivée) ; - la désacivaion de la foncion ani-pincemen suivie de la compression du join de pore par une augmenaion de l effor de fermeure ;

3 - le verrouillage de la pore «au 2 ème cran» par la gâche élecrique de la serrure. Conraines du cahier des charges foncionnelles Le disposiif d ouverure/fermeure de la pore doi saisfaire aux conraines suivanes : C1 : Permere l ouverure/fermeure auomaique de la pore en respecan une durée d ouverure comprise enre 3 e 4 secondes. C2 : Auoriser une manoeuvre manuelle de la pore en cas d absence d alimenaion. C3 : Répondre aux condiions de sécurié des personnes. Une foncion ani-pincemen doi permere de déecer un obsacle lors de l ouverure/fermeure, puis de : - commander l arrê du mouvemen de la pore si la pore es en rain de s'ouvrir ; - commander l ouverure complèe de la pore si la pore es en rain de se fermer. C4 : Assurer l éanchéié de la pore par écrasemen du join en posiion pore fermée. C5 : Inerdire la manœuvre auomaique de la pore lorsque la viesse du véhicule es supérieure à 5 km h -1. C6 : Permere au calculaeur cenral de déecer une anomalie de foncionnemen (déérioraion du mécanisme par exemple) e d en informer le conduceur. C7 : Permere un déverrouillage en cas d acciden e sopper oues les manœuvres en cours. PARTIE N 1 : ANALYSE FONCTIONNELLE L objecif de cee éude es de découvrir le foncionnemen e de s approprier l organisaion foncionnelle e srucurelle du sysème de moorisaion de la pore coulissane. À parir de la présenaion du sysème e des documens echniques DT1, DT2 e DT3, répondre aux rois quesions suivanes : Quesion 1A : Compléer le documen réponse DR1 - sur le FAST : les foncions echniques e les soluions consrucives reenues (poinillés sur le diagramme); - sur le schéma blocs : les désignaions manquanes des composans assuran les foncions TRAITER e TRANSMETTRE (zones grisées des blocs), le ype e la naure des énergies aux poins 2, 3 e 4 de la chaîne d énergie. PARTIE N 4 : GESTION DU DÉPLACEMENT L obje de cee éude consise, dans un premier emps à valider le principe de déecion de la posiion, de la viesse de déplacemen e du sens de déplacemen de la pore à l aide d un seul e même capeur, afin de valider ensuie le respec de la conraine C3. Le capeur uilisé es un codeur incrémenal don le principe de foncionnemen es donné sur le DT5. Commen déecer que la pore es ouvere?

4 Quesion 4A : Quesion 4B : Enre deux impulsions successives délivrées par le codeur (voie A), le disque a ourné d'un angle θ 13/0. Déerminer la valeur de θ 13/0 (exprimée en radians). Calculer pour ce angle la disance d 14 (exprimée en mm) parcourue par le chario mobile. La relaion enre le nombre d impulsions Ni délivrées par le codeur e la disance parcourue par la pore d pore (en mm) peu s écrire : Ni 0, 2 d pore Calculer le nombre oal d impulsions N i délivrées par le codeur pour une ouverure complèe de la pore. Valider alors la valeur de Ni indiquée sur le DT3 qui perme au MDC de déecer l ouverure complèe de la pore, e ainsi d arrêer le moeur. Commen déecer un obsacle (foncion ani-pincemen)? Lors d une phase d ouverure ou de fermeure, la présence d un obsacle enraîne la diminuion rapide de la viesse de déplacemen de la pore. Quesion 4C : La viesse de déplacemen de la pore (supposée consane) éan de 210 mm s -1, déerminer la durée di enre deux impulsions délivrées par le codeur. Expliquer alors commen le MDC peu déecer un obsacle en uilisan la valeur calculée. Commen connaîre le sens de déplacemen de la pore? Lorsqu un obsacle es déecé, le MDC doi agir différemmen selon le sens de déplacemen de la pore afin de respecer la conraine C3. Quesion 4D : Compléer sur le documen réponse DR4 le chronogramme de la sorie B du codeur, lorsque son disque ourne dans le sens horaire. Donner le sens de déplacemen de la pore gauche correspondan (voir DT2). La déecion du sens de déplacemen de la pore es réalisée par un sous-programme du MDC qui, à chaque exécuion : - effecue une lecure de la voie A du codeur (variable A) ; - déermine, à l aide de la variable Aan image de l éa anécéden de A, s il s agi d un fron monan ; - effecue une lecure de la voie B du codeur (variable B) ; - en foncion de l éa de la variable B, affece à la variable SENS la valeur 1 s il s agi d une ouverure de pore ou 0 s il s agi d une fermeure ; - acualise la variable Aan pour la prochaine exécuion. Quesion 4E : Compléer l algorigramme de déecion du sens de déplacemen (les quare blocs avec un poin d inerrogaion) sur le documen DR4.

5 Validaion de la foncion ani-pincemen Le schéma srucurel de commande du moeur es donné sur le DR5. Quesion 4F : Quesion 4G : En foncion des signaux de commande KM1 e KM2, compléer le ableau du DR5 puis racer en couleur sur le schéma srucurel du DR5 le parcours du couran dans le moeur lorsque la pore es en cours de fermeure. Compe enu des élémens de réponse de cee éude, conclure quan au respec de la conraine C3 en expliquan commen le MDC doi agir sur les conacs KM1 e KM2 lorsqu un obsacle es déecé.

6 DOCUMENTS REPONSES : Quesion 1A : Diagramme FAST de la foncion FP1 FP1 Ouvrir ou fermer la pore avec une assisance élecromécanique FT1 Ouvrir/fermer auomaiquemen FT11 Ouvrir FT111. Moeur à couran coninu FT112. Embrayage FT113 Adaper la viesse e le couple Réduceur FT114 Transmere le mouvemen Tambour d enroulemen FT115 Guider le câble Gale de renvoi FT116. Glissière de pore Schéma bloc de la foncion FP1 FT12 Déecer un obsacle FT121 Mesurer la viesse e la posiion. Ordre d ouverure ou fermeure (Bus CAN) Ea de la pore Éa de la gâche COMMUNIQUER Inerface ACQUÉRIR Conacs e codeur TRAITER COMMUNIQUER Inerface Ea de la pore (bus CAN) Buzzer Commande de la gâche Commande de l embrayage PLC en posiion iniiale Posiion, viesse e sens de déplacemen de la PLC Ordre de commande de puissance e de sens de roaion TRANSMETTRE ACTION Énergie élecrique couran coninu 1 DISTRIBUER Transisors e relais 2 CONVERTIR Moeur CC Embrayage e rain épicycloïdal Engrenage 6+7 Tambour e câbles 3 4 DEPLACER Type e la naure des énergies : Énergie élecrique couran coninu : : : PLC en posiion finale

7 Quesion 4D Chronogrammes des signaux de sorie du codeur, lorsque son disque ourne dans le sens horaire Sorie A : 5V 0V Sorie B : 5V 0V Quesion 4E Codage des variables logiques A, Aan e B : si la valeur du signal de sorie du codeur es égale à 0 vol alors la variable correspondane es au niveau logique 0, si elle es égale à 5 vols alors la variable correspondane es au niveau logique 1. Algorigramme de déecion du sens de déplacemen de la pore Débu Lecure de la voie A du codeur Lire A? Un fron monan de A es déecé Lecure de la voie B du codeur Lire B? La pore es en phase d ouverure La pore es en phase de fermeure Affecaion de la variable SENS?? Acualisaion de la variable Aan Aan = A Fin

8 Quesion 4F Codage des variables logiques KM1 e KM2 : si la variable logique es égale à 0 alors le relais correspondan es au repos, si elle es à 1 alors le relais es au ravail. Éa du moeur en foncion des signaux de commandes KM1 KM2 0 0 Éa du moeur (marche ou arrê) Sens de roaion du moeur (rigo, horaire ou sans obje) Sens de déplacemen de la pore (ouverure, fermeure ou sans mouvemen) Schéma srucurel de commande du moeur modulaeur commande par MLI - M = + -

9 DOCUMENTS TECHNIQUES : Foncionnemen du mécanisme d enraînemen Le moeur élecrique à couran coninu 1 assure le mouvemen de fermeure e d ouverure de la pore par inversion de la ension de l alimenaion élecrique à ses bornes. L'axe moeur es lié à une vis sans fin 2 enraînan une roue 3 permean d obenir un premier éage de réducion. L embrayage 5 (consiué d un élecroaiman qui aire e enraîne par froemen un plaeau) perme de rendre solidaire la roue 3 e le pignon d enrée 4a (planéaire d enrée) seulemen pendan l ouverure e la fermeure. Dans les posiions exrêmes e en cas d anomalie, il n assure plus la ransmission du mouvemen. La sorie du rain épicycloïdal (roue d enraînemen 6) engrène avec la roue denée (7) liée au ambour d enroulemen des câbles 8. La ension des câbles d'enraînemen 9 e 10 es mainenue par les sysèmes de gales endeurs : vis sans fin 3 : roue denée 1 : moeur 8 : ambour d enroulemen 7 : roue denée 0 : boîier du mécanisme 10 : câble avan Mécanisme sans les couvercles 15a : gales endeurs 9 : câble arrière 6 : roue d enraînemen 13 : disque du codeur 12 : capeur opique 4b : pore saellies 4c : saellies 15b : gales endeurs 1 : moeur 5 : embrayage élecrique 4a : pignon d enrée Mécanisme sans les couvercles, mooréduceur déposé

10 Schéma cinémaique 3D simplifié du sysème (pore gauche) y r 3 8 x r z r 0 : bâi du mécanisme 1 : moeur à couran coninu 2 : vis sans fin 3 : roue denée 4 : réduceur (rain épicycloïdal) 5 : embrayage élecrique 6 : roue d enraînemen 7 : roue denée 8 : ambour d enroulemen 9 : câble arrière 10 : câble avan 11 : gale de renvoi 12 : capeur opique du codeur incrémenal 13 : disque du codeur incrémenal 14 : chario mobile e PLC Remarque : sur ce schéma, le disque du codeur ourne dans le sens rigonomérique, e le moeur dans le sens horaire, ce qui correspond à une circulaion du couran élecrique dans le moeur de la borne + vers la borne e à l ouverure de la pore. Données Roue 3 e vis sans fin 2 Z 2 = 1 Z 3 = 65 rendemen η 1 = 65% Train épicycloïdal 4 N 52 r = 6 (moné en muliplicaeur de viesse) épi = η 2 = 90% N 38 Sysème d engrenages 6 e 7 3 Z 6 = 38 Z 7 = 72 η 3 = 95% Sysème ambour d enroulemen e câbles φ 8 = 120 mm η 4 = 85% Course de la pore 14 C = 780 mm Nombre d impulsions par our du codeur 12 e 13 r c = 40

11 Descripion chronologique d un cycle d ouverure/fermeure d une PLC Ordre d ouverure/fermeure Demande d ouverure/fermeure Demande d ouverure/fermeure Commande gâche élecrique Ouvrir gâche Éa de la gâche (conac) Pore déverrouillée Pore verrouillée au 2 ème cran Pore verrouillée au 1 er cran Signal de commande de puissance du moeur (par MLI) Alimener moeur «puissance normale» Alimener moeur puissance maximale Signaux de commande du sens de roaion du moeur Piloer moeur sens horaire Piloer moeur sens rigo Signal de commande de l embrayage Alimener embrayage Posiion de la pore (impulsions du codeur) Ni : nombre d impulsions compées par le MDC Alimener embrayage Ni : Éa de la pore (conac) Pore fermée Pore non fermée Pore fermée PLC fermée PLC en cours d ouverure PLC ouvere PLC en cours de fermeure PLC fermée

12 TD : 1SSI Principe de foncionnemen du codeur incrémenal L ensemble capeur opique (phooélecrique) e disque ajouré perme de connaîre la posiion, la viesse e le sens de déplacemen d une PLC. Le disque ajouré es un disque en maière plasique don la périphérie es percée de 40 fenêres (rous) égalemen espacées enre elles. Lorsque le disque ourne, ses fenêres défilen devan les deux cellules du capeur. Celui-ci délivre alors deux rains d impulsions périodiques (un sur la sorie A, l aure sur la sorie B), décalés l un par rappor à l aure. Capeur opique Cellule A Cellule B Disque ajouré Fenêre Cellule B (Sorie B du capeur phooélecrique) Cellule A (Sorie A du capeur phooélecrique) Fenêres Sens de roaion Porion du disque ajouré Sorie A SORTIE A EN AVANCE SUR SORTIE B sens de roaion rigonomérique 5V 0V Sorie B Ti 5V 0V Ti/4

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