Brevet FR2041765A1 — publié le 19710205

L'invention concerne un générateur électromécanique de fonction servant à engendrer un signal de sortie qui est une fonction connue de deux paramètres indépendants. Un générateur de fonction selon l'invention comprend de multiples conducteurs placés sur un support qui peut se mouvoir le long d'une première trajectoire prédéterminée en fonction de la valeur de l'un des paramètres mentionnés, un dispositif capteur capacitif qui peut se mouvoir relativement au support le long d'une deuxième trajectoire prédéterminée transversale à la première, les conducteurs définissant une famille de courbes qui ne se coupent pas et qui représentent des graphiques de la fonction voulue relativement au premier paramètre pour de multiples valeurs constantes de l'autre paramètre, dans un système de coordonnées déterminé par la première et la deuxième trajectoir prédéterminées, une chtne d'impédances dont les interconnexions sont reliées respectivement aux conducteurs, une source de courant alternatif reliée à la chat- ne dtimpédanc de manière à appliquer à des extrémités opposées de la chatne des signaux de courant alternatif de phase opposée de sorte qu'en un point prédéterminé de la chaine il nty a pas de signal de courant alternatif, la source de courant alternatif comportant des moyens qui, obéissant à la valeur du deuxième paramètre mentionné, font varier le signal de courant alternatif à au moins une extrémité de la chatne d'impédance de manière à faire varier la position du point prédéterminé le long de la chaine, un servosystème obéissant à un signal reçu des conducteurs par le dispositif capteur et agissant de manière à solliciter le dispositif capteur vers une position d'équilibre qui dépend de la position du support sur la première trajectoire et de la position du point prédéterminé sur la channe d'impédance, un signal de sortie correspondant à la valeur de la fonction tirée du servomécanisme. On décrira maintenant à titre d'exemple un générateur de fonction selon l'invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 montre schématiquement un générateur de fonction - la figure 2 montre une disposition mécanique d'une partie d'un générateur de fonction - la figure 3 est une vue suivant la flèche 3 de la figure 2 - les figures 4 à 7montrent à une échelle différente des coupes partielles de la figure 2, indiquées sur celle-ci par les lignes de coupe de numéro correspondant - la figure 8 montre une variante de support et de capteur, et - les figures 9 et 10 montrent des variantEs de source de courant alternatif. On considérera d'abord les figures 2 à 6 ; à un panneau 10 sont fixés deux aimants en barreau i1 et 12, espacés l'un de l'autre, leptle nord de l'un des aimants étant adjacent au ptle sud de l'autre. Des culasses 13, 14 et des supports 15, 16 sont vissés aux extrémités de l'aimant 12. Sur chaque culasse sont montés deux coussinets 17. Des tiges 18, 19 sont montées de manière à pouvoir tourner dans des paliers O des coussinets 17. Contre des épaulements prévus à chaque extrémité de la tige 18 est appliqué de façon fixe un ensemble de leviers 9 qui comprend des leviers en ttle 21, 22 qui, vus dans le plan de la figure 2, ont une forme générale en Y. Les branches 23, 24 des leviers respectifs 21, 22 sont coudées et se rejoignent auprès de l'extrémité de la tige 18 qui est opposée à la plaque 10. Les bras 25, 26 des leviers respectifs 21, 22 sont parallèles entre eux et supportent entre eux un contrepoids cylindrique 27 fixé par des vis 28. Des bras 29, 30 des leviers respectifs 21, 22 sont aussi parallèles entre eux et supportent entre leurs extrémités une bobine 31 qui entoure l'un des pales de l'aimant 12.Les entrefers 32, 33 situés entre les pâles adjacents des aimants 11, 12 ont une forme arquée autour de centres qui correspondent aux axes des tiges 18, 19. Chacun des bras 29, 30 porte un ensemble de bornes 74, 35. Des pattes dressées 36, 37-portent des ensembles de bornes 78, 39 dont l'un est représenté en détail sur la figure 5 et qui sont pratiquement identiques aux ensembles 34, 35. Chacun de ces ensembles comprend un coussinet isolant 40, une rondelle isolante 41, un boulon 42, un écrou 43 et une rondelle simple 44. Un ressort de traction 45 est adapté par ses extrémités respectives aux ensembles 34, 38 Un ressort similaire (non représenté) est engagé entre les ensembles 35, 39. Chaque extrémité 51, 52 de la bobine 31 est soudée à un ensemble correspondant 34, 35. Une fiche 46 du panneau 10 est reliée de façon similaire par deux de ses bornes, grâce à des conducteurs, aux ensembles 38, 39. Les ressorts de traction complètent les connexions électriques entre la bobine 31 et la fiche 46. Un bras 48 est fixé à l'ensemble de leviers 9 entre les branches 23, 24 des leviers 21 22, au moyen de rivets 47, et s'en écarte en porte-à-faux. Une extrémité d'un conducteur flexible isolé et blindé 49 passe à travers un trou de l'extré- mité du bras 48 et y est fixé par soudure. Le conducteur 49 s'étend le long du bras 48 à travers lequel il passe en un deu xième point pour se raccorder à rne fiche 50 du panneau 10. Sur la tige 19 est engagé un ensemble tournant de leviers 53 pratiquement similaire à ensemble 9 et associé à de ensembles de bornes du support 16, à l'aimant 12 et à des bornes de la fiche 46, de façon similaire à ce quton a décrit plus haut.Toutefois, des leviers 54, 55 qui font partie de l'ensemble de leviers 53, un seul, le levier 55, est coudé Un élément de raidissement à section en U 56 est riveté à une plaque d'appui 57e Les éléments 54, 55, 56 et la plaque 57 sont fixés ensemble par des boulons et des écrous 58 Une plaque de verre- 59 est collée à l'élément 56 et part de celui-ci en porte-à- faux. Le bras 48 et la plaque 59 peuvent donc se mouvoir suivant des trajectoires arquées transversales l'une à l'autre. La plaque 59 forme un support pour une configuratisn conductrice déposée dessus et décrite plus loin. La configuration conductrice est reliée à une fiche 60 par deux conducteurs flexibles 61, 62. La plaque 59 et la configuration conductrice sont de préférence reviens d'une couche de matière isolante. Ou encore, on peut faire en sorte que les extrémités du bras 48 et du conducteur 49 soient isolées de la plaque 59. La distance de la plaque 59 et du bras 48 au panneau 10 est telle qu'ils soient en léger contact-de glissement. Le conducteur 49 joue ainsi le rôle d'un capteur capacitif pour des signaux, dans la configura tiôn conductrice dela plaque 59. Des butées 63, 64 sont fixées à l'aimant 12 et servent respectivement à limiter la course des ensembles de leviers 9, 53. Un appareil pratiquement semblable à celui qu'on a décrit ci-dessus est indiqué schématiquement en 70 sur la figure 1 et associé à d'autres composants avec lesquels il se combine pour former un générateur de fonction selon l'invention destiné à servir dans un système d'injection d'essence pour moteur à pistons, où il est nécessaire de faire varier la quantité d'es agence injectée à chaque cycle en fonction de la vitesse du moteur et de la pression au collecteur.Une configuration conductrice 71 est déposée sous la forme d'un film métallique sur la plaque 72, et constitue une chatne de résistance 73 et de multiples conducteurs 74 qui définissent les courbes des valeurs de la onction selon les valeurs de la vitesse du moteur, pour de multiples valeurs constantes de la pression au collecteur. Les coordonnées suivant lesquelles sont tracées les courbes représen tées par les conducteurs 74 sont choisies de manière à tenir compte des mouvements arqués de la plaque 72 et du capteur 75. es ressorts 76, 77 agissent de manière à définir respectivement pour la plaque 72 et le capteur 75 des positions remarquables d'équilibre selon les courant qui passent dans les bobines associées 78, 79. Le courant qui passe dans la bobine 78 est tird d'un générateur tachymétrique 80 relié à cellec-i par des con ducteurs 81. La channe de résistance 73 est reliée par des conduc- teurs flexibles 82 aux extrémités opposées du secondaire 83 d'un transformateur dont le primaire est relie à une source de courant alternatif 84, produisant un signal oscillant d'une fréquence t3e l'ordre de 5000 Hz.Le secondaire 83 e3t ponté par un potentiomètre 85 dont le point var.'%e est relié à à la terre et peut être déplacé par une capsule 86 à l'extérieur de laquelle la pression au collecteur est appliquée le capteur 75, qui est blindé à ses bords, est relié par un câble blindé 87 à un amplificateur de courant alternatif 88 accordé de manière à résonner à la fréquence utilisée et présentant un déphasage nul à cette fréquence. La sortie da l'amplificateur 88 est conduite à un amplificateur sensible à la phase 89 qui reçoit aussi un signal d'entrée d'un autre secondaire 90 du transformateur dont ljenrou- lement 83 fait partie.La sortie de courant continu du redresseur 89, qui est de polarité positive ou négative selon que le signal de l'amplificateur 88 est respectivement en phase ou en opposite de phase avec le signal venant de l'enroulement 90, est amené à un amplificateur de courant continu 91 dont la sortie sert à exciter la bobine 79. Des conducteurs flexibles 92 relient les extrémités respectives de la bobine 79 à la connexion de sotie de l'amplificateur et à la terre. En service, les extrémités du potentiomètre 85 sont à des potentiels de courant alternatif qui dépendent de la position du point variable du potentiomètre. En outre, les phases des signaux aux deux extrémités du potentiomètre 85 sont opposées de sorte qu'il existe un point de la channe de résistance 73 où l'amplitude du signal de courant alternatif est nulle. ire conducteur 74 relié à la channe le plus près de ce point est donc pratiquement au potentiel de terre. Les potentiels alternatifs du conducteur 74, de part et d'autre de ce conducteur à potentiel de terre augmentent graduellement à mesure qu'on s'écarte de ce conducteur et ceux d'un côté de ce conducteur sont de phase opposée à ceux de l'autre côté.Ainsi, lorsque le capteur 75 se meut le long de sa trajectoire prédéterminée, il ne reçoit pratiquement aucun signal quand il est situé directement au-dessus du conducteur à potentiel de terre. Lorsque le capteur se meut dans des sens opposés en partant de ce conducteur, le signal capté par le capteur 75 augmente. On voit donc que l'on peut faire en sorte que la sortie de l'amplificateur 91 sollicite le capteur 75 vers le conducteur à potentiel de terre. Une variation de la vitesse du moteur, détectée par le générateur tachymétrique 80, cause une variation dans la position du capteur 75, et des variations indépendantes de la pression au collecteur produisent le même résultat. La force appliquée par le ressort 77 varie comme sa longueur allongée. Donc, le capteur 75 n'estpas en équilibre au dessus d'un conducteur 74 qui est au potentiel de terre ou à peu près, mais en un point où le signal de courant alternatif tiré des conducteurs 74 est suffisant pour produire dans la bobine 79 un courant qui donne une force égale à celle qui est exercée par le ressort 77. La-sortie de l'amplificateur 91 est donc proportionnelle au déplacement du capteur ralativement à une référence où le ressort est à son extension minimale. La sortie de l'amplificateur 91 forme l'une des entrées d'un servoamplificateur 92 dont la sortie, à son tour, sert à exciter un électro-aimant 93 qui actionne un dispositif doseur de carhrant 94. La position de l'armature 95 de l'élec- tro-aimant 93 et par suite, de la portion coopérante du dispositif 94 est détectée par un transducteur de déplacement 96 dont la sortie forme une deuxième entrée du servoamplificateur 92. La sortie du servoamplificateur est donc proportionnelle à la sortie de l'amplificateur 91 moins tout signal de réaction tiré du transducteur 96. Le dispositif 94 détermine exactement la quantité de carburant qui est injectée dans l'orifice d'admission de chaque cylindre du moteur après la course d'admission de eelui-ei. Tans une variante, la plaque 72 peut entre remplacée, comme le montre la figure 8, par un cylindre ou une portion de cylindre qui est mis en rotation au moyen d'une bobine et coopère avec un capteur, essentiellement comme décrit plus haut. En pareil cas, les axes de rotation du cylindre et du capteur seront perpendiculaires entre eux Au lieu de la bobine 79 coopérant avec un aimant, les moyens de déplacement du capteur 75 peuvent comprendre un servomécanisme qui ne nécessite pas un courant d'entrée eons- tant pour le maintenir en position contre une force appliquée extérieurement, par exemple une came entrainée par moteur. En pareil cas, le signal de sortie correspondant à la valeur de la fonction est effectivement une position. On peut alors se passer du ressort 77 et le capteur 75 arrive donc au repos, de sorte que le signal qu'il reçoit des conducteurs 74 a toujours une valeur constante. Cette valeur est avantageusement nulle. Du moment que l'impédance de la configuration conductrice 71 est élevée relativement à la source de courant alternatif et faible relativement à la terre, la chaine de résistanee 3 peut dtre remplacée par une chaine de capacités ou dtinduc- tances étant donné que la relation de phase de tension aux deux extrémités de la configuration conductrice 71 n'en est pas affectée. On peut introduire d'autres paramètres dans la comma de du dispositif doseur de carburant en incorporant des dispo- sitifs thermosensibles qui réagissent respectivement à la température atmosphérique et à la température de l'agent de refroidissement du moteur. Ces dispositifs peuvent être sous la forme de résistances thermosensibles introduites dans la liaison entre l'amplificateur 91 et la bobine 79 et entre l'amplificateur 91 et le servoamplificateur 92. A ces résistances peuvent astre associés des amplificateurs si on le juge nécessaire.Le résultat de ces additions serait de modifier le rapport des courants amenés à la bobine mobile 79 et à l'életro-aimant 95 et donc d'amener les es variations proportionnalles voulues dans 11 amenée du cartu- vant en réponse aux variations des deux températuresO Si on utilise un grand nombre de conducteurs et si le capteur 75 est assez grand pour franchir ltespaeement entre deux conducteurs à leur plus grand écartement, on obtient une interpolation régulière entre conducteurs adjacents. s mesure que le capteur se meut dune position position où son centre se trouve au dessus d'un conducteur à une position où son centre se trouve au dessus du conducteur suivant, son potentiel varie régulièremeDt, étant donné que les contributions des deux conducteurs diminuent et augmentent respectivement, et par conséquent, me si aucun conducteur ne se trouve effectivement au potentiel nul, il existe toujours une position où la tension captée par le capteur est mulle et le servomécanisme constitué par la bobine 79, l'aimant coopérant et son système de commande formé de l'amplificateur 88, du redresseur 89 et de l'amplificateur 91, sollicite le capteur vers cette position. ire blindage du capteur lui donne une capacité relati veme-nt à la terre qui est très supérieure à celle des conducteurs. Si l'impédance d'entrée de l'amplificateur de courant alternatif est élevée en comparaison de la réactance de cette capacité à la terre, la tension du capteur est en phase avec l:un ou l'autre p3le de la source de courant alternatif. On comprend que le générateur de fonction décrit peut servir dans d'autres applications, de façon particulièrement avantageuse si l'une des deux entrées ou toutes les deux sont situées à distance, les seules connexions nécessaires étant des connexions électriques avec la channe de résistance et/ou avec la bobine 78. Le potentiomètre 85 pourrait être remplacé par des sources de signaux alternatifs, par exemple deux résistances dont une fixe et une sensible à une température. Ou encore, comme le montre la figure 9, une source de courant alternatif de valeur fixe et branchée sur la channe d'impédance et une deuxième source de courant alternatif, de phase opposée et dont l'amplitude dépend de la valeur du deuxième me paramètre, y est reliée de sorte que les signaux fournis par les deux sources s'additionnent. Dans une autre variante, représentée par la figure 10, deux sources de courant alternatif dont l'une ou toutes les deux donnent un signal variable en fonction du deuxième paramètre sont reliées aux extrémités respectives de la chape d'impé- dace. On pourrait utiliser d'autres types de servomécanisme au lieu du servomécanisme purement électrique qui est représenté. On comprend aussi que la famille de courbe représentée par les conducteurs 74 serait modifie selon le système de coordonnées défini par les trajectoires in capteur et du support des conducteurs. Tans un exemple simple, ceD deux traaectoires sont des lignes droites perpendiculaires, auquel aas la famille de cour- bes est tracée en coordonnées eRrteesennes. REVENTIC4TI0IS 1. Générateur de fonction électromécanique qui comprend de multiples conducteurs placés sur un support qui peut se mouvoir le long d'une première trajectoire prédéterminée en fonction de la valeur de l'un des paramètres mentionnés, un dispositif capteur capacitif qui peut se mouvoir relativement au support le long d'une deuxième trajectoire prédéterminée transversale à la première, les conducteurs définissant une famille de courbes qui ne se coupent pas et qui représentent des graphiques de la fonction voulue relativement au premier paramètre pour de multiples valeurs constantes de l'autre paramètre, dans un système de coordonnées déterminé par la première et la deuxième trajectoires prédéterminées, une chaine d'impédances dont les interconnexions sont reliées respectivement aux conducteurs, une source de courant alternatif reliée à la chat- ne d'impédances de manière à appliquer à des extrémités opposées de la chaine des signaux de courant alternatif de phase opposée de sorte qu'en un point prédéterminé de la chaine il n'y a pas de signal de courant alternatif, la source de courant alternatif comportant des moyens qui, obéissant à la valeur du deuxième paramètre mentionné, font varier le signal de courant alternatif à au moins une extrémité de la chaine d'impédances de manière à faire varier la position du point prédéterminé le long de la chaine, un servosystème obéissant à un signal reçu des conducteurs par le dispositif capteur et agissant de manière à solliciter le dispositif capteur vers une position d'équilibfe qui dépend de la position du support sur la première trajectoire et de la position du point prédéterminé sur la chaine d'impédance, un signal de sortie correspondant à la valeur de la fonction tirée du servomécanisme. 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support des conducteurs présente une surface pratiquement plane. 3. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support des conducteurs présente une surface qui forme au moins une partie d'un cylindre. 4. Générateur selon l'une quélconque des revendicatiQs 1 à 3, caractérisé par le fait que la première trajectoire est arquée. 5. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la deuxième trajectoire est arquée. 6. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les conducteurs et les impédances sont déposés sur le support en un film mince. 7. Générateur selon lune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le support est formé d'une plaque de verre. 8. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ls impédances sont des résistances. 9. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le servosystème comprend des moyens d'amplification et de redressement du signal reçu par le capteur et des moyens-d'actionnement servant à déplacer le capteur en fonction de la grandeur et de la phase du signal. 10. Générateur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens d'actionnement comprennent une bobine qui coopère avec un aimant. 11. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens propres à solliciter le capteur vers une position de référence. 12. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le support est accouplé à un-dispositif d'actionnement de support pouvant se mouvoir en fonction de la valeur de l'un des paramètres. 13. Générateur selon la revendication 12, caractérisé par le fait que les moyens d'actionnement du support comprend nent une bobine qui coopère avec un aimant et des moyens propres à solliciter le support vers une position de repos. 14. Générateur selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'aimant associé aux moyens d'actionnement du support et un aimant associé aux moyens d'actionnement du capteur sont sous la forme d'un seul aimant. 15. Générateur selon la revendication 14, caractérisé par le fait qu'il comprend un deuxième aimant adjacent à ltai- mant unique mentionné. 16. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par le fit que la chaine dtimpédan- ces est branchée sur la source de courant alternatif et que les moyens de variation du signal de courant alternatif sont constitués par un potentiomètre également branché sur la source de courant alternatif, le point variable du potentiomètre étant relié à la terre et pouvant se mouvoir en fonction de la valeur du deuxième paramètre. 17* Générateur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 15, caractérisé par le fait que la source de courant alternatif comprend une première source branchée sur la chaine d1impédances et fournissant un signal de valeur fixe et que les moyens de variation du signal comprennent une deuxième sour- ce de courant alternatif de phase opposée et dont l'amplitude dépend de la valeur du deuxième paramètre, les sorties des deux sources de courant alternatif s'additionnant. 18. Générateur selon ltuLe quelconque des revendica- tions î à 15, caractérisé par le fait que la source de courant alternatif comprend une première source reliée à une extrémité de la chaîne d'impédance et une deuxième source reliée à 11 au- tre extrémité de la chaine d1impédance, les signaux de ltune des sources de courant alternatif ou de toutes les deux étant variables en fonction du deuxième paramètre. 19. Générateur selon lune quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que la sortie du servosysthème forme une entrée d'tin servcamplificteur dont autre entrée est alimentée par un transducteur actionné par un appareil avec lequel coopère en service le gneateur de fonction.