L’anti-pincement : du capteur physique au capteur logiciel
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Contexte et principe de l’anti-pincement
De nos jours, de plus en plus d’ouvrants motorisés voient le jour sur les véhicules : lève-vitre, toit ouvrant, porte latérale coulissante, coffre… Afin de garantir la sécurité des personnes, des normes d’anti-pincement ont été créées et sont devenues obligatoires.
Deux modes de détection ont donc été développés par les industriels :
détection directe : très fiable, mais assez coûteuse
détection indirecte par observation de la vitesse : assez répandue, mais difficile à calibrer et réagit quelquefois « trop tard ».
L’anti-pincement est de plus en plus réglementé pour les systèmes avec fermeture électromécanique, que ce soit les fenêtres, les portes de garage ou de voiture… Par exemple, la norme européenne pour les vitres électriques exige un système d’anti-pincement entre 100 et 125 N, soit entre 10 et 12 kg. C’est une des problématiques qui est rencontrée dans le monde de l’industrie et des constructeurs automobiles.
Afin de respecter ces normes, les constructeurs automobiles utilisent des systèmes parfois complexes à base de capteurs physiques. À grande échelle, c’est un coût non négligeable. Actuellement, les systèmes existants sont :
parois en caoutchouc avec capteur capacitifs ou résistifs (voir photo, porte de rame de métro),
détecteur d’obstacle (radar de recul).
L’anti-pincement par capteur logiciel
Le capteur logiciel intervient comme solution de remplacement aux capteurs physiques.
Il s’agit d’être aussi précis, sinon plus, qu’avec un capteur physique afin de déterminer très rapidement la présence d’un obstacle et de réagir en conséquence (reculer par exemple).
Une solution pour un système motorisé (vitre, porte…) peut consister à mesurer la vitesse de fermeture et de la comparer à la vitesse « normale » (attendue). Si on détecte un écart important, on peut en déduire qu’il y a un obstacle sur la trajectoire de fermeture. Le système s’arrête alors puis fait marche-arrière. Cet écart de vitesse est lié à la pression exercée par l’obstacle sur la porte. L’effort maximum autorisé conditionne l’écart de vitesse à partir duquel il faudra réagir.
Capteur logiciel d’effort de pincement
Acsystème a assisté l’équipe de R&D d’un constructeur automobile afin de concevoir une porte latérale coulissante motorisée (PLCM) avec un système innovant d’anti-pincement basé sur un capteur logiciel d’effort résistant. Le principe consiste à évaluer en temps réel l’effort résistant s’opposant au déplacement de l’ouvrant à partir des mesures disponibles sur le système : capteurs à effet Hall, mesure de tension et, éventuellement, de courant. L’analyse de l’effort résistant estimé permet alors de prendre une décision quant à la présence ou non d’un obstacle.
La prestation effectuée s’est déroulée en plusieurs étapes :
dans un premier temps, l’équipe a modélisé et simulé sur ordinateur le moyen ouvrant et son contrôle-commande. Durant cette période, nous avons simulé différentes solutions pour remplacer les capteurs matériels par des capteurs logiciels.
nous avons participé ensuite avec l’équipe de R&D à la mise au point du banc d’essai complet. Ce banc a permis d’optimiser le contrôle-commande pour des situations réelles et de le valider sur des scénarios représentatifs des conditions d’utilisation.
la mesure d’effort déterminée par le capteur logiciel est validée durant toute la période de test grâce à un capteur d’effort matériel
L’étude a permis de mettre au point un capteur logiciel performant, répondant plus rapidement que les capteurs logiciels basés uniquement sur l’observation de la vitesse de l’ouvrant.
Au cours des sept mois d’études, Acsystème a participé à la rédaction de deux brevets avec le constructeur.
Autres références en capteurs logiciels
Quelques références d’Acsystème dans le domaine des capteurs logiciels :
détection automatique de la position des pneus (pour savoir quel capteur est monté sur quel pneu),
estimation de la pression des pneus sur différentes applications (voiture, remorque de poids lourd…),
estimation de l’effort de pincement sur occulteur de toit,
estimation précise de l’immersion d’un robot sous-marin…
