Brevet FR2347732A1 — publié le 19771104

La présente invention concerne des dispositifs pour la gestion de la circulation routière, et plus particulièrement, des dispositifs d'enregistrement de la présence des véhicules. L'invention s'applique aux systèmes automatisés de régulation de la circulation, aux équipements d'étude des trafics, ainsi qu'aux dispositifs de commande utilisant les informations sur la présence ou le passage des véhicules. On connatt des dispositifs de détection de la présence d'un véhicule, par exemple un capteur à boucle de la présence du vé- hicule qui comporte un générateur à haute fréquence couplé à un amplificateur tampon å la sortie duquel sont reliés un circuit accordé sensible avec cadre inductif situé sous la roate et une des entrées d'un détecteur de différence de phase, une deuxième entrée de ce détecteur étant couplée au circuit accordé sensible. La sortie du détecteur est reliée, par l'intermédiaire d'un amplificateur à courant continu muni d'un amplificateur à émetteur asservi, aux entrées des amplificateurs de signaux d'entrée et de sortie (du véhicule dans la zone de détection) dont les sorties sont raccordées à un circuit de blocage relié i un dispositif de sortie. Dans ce capteur à boucle connu l'amplificateur du signal de sortie possède une faible constante de temps du circuit RC, d'où résulte la possibilité d'une inforsation fausse sur la présence du véhicule dans la zone de détection du capteur lorsqu'il a déjà quitté cette zone à une faible vitesse, Dans ce cas aucun signal ne sort de l'amplificateur "sorties et le circuit de blocage reste dans un état annonçant la présence du véhicule. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénient s cités et en particulier de mettre au point un dispositif de détection de la présence d 'un véhicule qui possède une imm'a- nité aux bruits élevée et dont le nombre de fonctionnement faux est réduit sensiblement. Le problème posé est résolu par le fait que, dans un dispositif de détection de la présence d'un véhicule qui est doté d'un élément sensible, sous forme d'un circuit inductif enterré dans une voie de trafic de véhicules, faisant partie du circuit oscillant d'un amplificateur å résonance dont l'entrée reçoit le signal d'un générateur de signal fréquentiel et dont la sortie est reliée à l'une des entrées d'un détecteur de différence de phase, raccordé à un circuit de formation de signal d'entrée du-véhicule dans la zone de détection du circuit à induction et à un circuit de formation de signal de sortie du véhicule hors de cette zone de détection du circuit à induction, selon l'invention, lesdits circuits de formation des signaux d'entrée et de sortie représentent un seul amplificateur différentiateur raccordé à un intégrateur dont l'entrée est reliée à la sortie du détecteur de différence de phase > la sortie de l'amplificateur différentiateur étant connectée à un circuit à seuil et à un dispositif de sortie mis en série. Avantageusement le dispositif a au moins un amplificateur différentiateur additionnel dont la constante de temps de différentiation est inférieure à celle de l'amplificateur différentiateur principal, chaque amplificateur différentiateur suivant ayant alors une constante de temps de différentiation plus faible que celle de l'amplificateur différentiateur précédent, l'entrée de chaque amplificateur différentiateur additionnel étant reliée i à3a sortie de l'intégrateur et sa sortie, à un élément adaptateur approprié, chaque dément adaptateur étant raccordé à une deuxième entrée de l'amplificateur différentiateur précédent et le premier de ces derniers étant raccordé à une deuxième entrée de l'amplificateur différentiateur principal. Il est indispensable que le circuit à seuil possède une hystérésis déterminée en fonction du rapport nsignal/bruit", du gain de l'amplificateur et de la variation du signal à la sortie du détecteur de différence de phase lors de la manoeuvre du véhicule dans la zone de détection du circuit à induction, les deuxièmes entrées des amplificateurs différentiateurs étant destinées à amplifier les signaux sans inversion. L'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation avec référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente le schéma synoptique d'un dispositif de détection de la présence d'un véhicule selon l'invention, - les figures 2a, 2b, 2c, 2d sont les diagrammes des signaux de sortie pour une faible vitesse du véhicule et pour son arrêt dans la zone de détection, traduisant le fonctionnement du dispositif selon l'invention - les figures 3a, 3a > 3b, 3c, 3d sont les diagrammes des signaux de sortie pour une vitesse assez élevée dusehicule passant dans la zone de détection, traduisant le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Le dispositif de détection de la présence des véhicules comporte un générateur de signal électricwue alternatif ou fré quentiel 1 (figure 1) relié à un amplificateur à résonance 2, dont le circuit résonnant est constitué par un condensateur 3 et par un circuit à induction 4 enterré dans une voie de trafic de véhicules. Le circuit à induction 4 est l'élément sensible du dispositif. Le générateur i est relié à l'une des entrées d'un détecteur de différence de phase 5, dont une deuxième entrée est raccordée à la sortie de l'amplificateur à résonance 2, la sortie du détecteur de différence de phase étant reliée à un intégrateur 6. Le dispositif possède aussi un circuit de formation du signal d'entrée du vehicule dans la zone de détection du circuit à induction 4 et un circuit de formation du signal de sortie du véhicule hors de cette zone ; ces deux circuits sont réalisés selon l'invention sous forme d'un amplificateur différentiateur 7 unique possédant une grande constante de temps de différentiation déterminée par la vitesse minimale d'entrée et de sortie du véhicule de la zone de détection du circuit à induction 4. L'entrée de l'amplificateur différentiateur 7 est connectée à la sortie de l'intégrateur 6, et sa sortie, à un circuit à seuil 8 ; ce dernier est raccordé à un dispositif de sortie 9' La sortie de l'intégrateur 6 est liée encore à deux ampli- ficateurs différentiateurs additionnels tO et i1 dont la constante de temps de différentiation est inférieure à celle de l'amplificateur différentiel 7. Les valeurs des constantes de temps de différentiation sont déterminées par la gamme de vitesses des véhicules permettant une détection sare de la pré- sence d'un véhicule dans la zone de travail du circuit à induction 4 du dispositif.L'amplificateur différentiateur 11 possède la plus faible constante de temps de différentiation calculée pour la vitesse maximale du véhicule. La sortie de l'axpli- ficateur différentiateur i1 est reliée à un élément adaptateur 12 raccordé à une deuxième entrée de l'amplificateur diffdren- tiateur 10. La sortie de ce dernier est connectée à 1 'entrée d'un éiément adaptateur 13, dont la sortie est reliée à l'entrée de l'amplificateur différentiateur 7. Les deuxièmes entrées des amplificateurs différentiateurs sont destinés à amplifier les signaux d'entrée sans inversion. a figure i représente une des versions du dispositif coxportant-deux amplificateurs différen tiateurs additionnels 10 et Il ; mais, selon les exigences imposées au dispositif par la vitesse des véhicules, le nombre desdits amplificateurs peut entre augmenté ou diminué, leur connexion restant la meme que dans le cas décrit. Pour augmenter l'immunité aux bruits, le circuit à seuil 8 a un "hystérésis" dont la valeur est fonction du gain de l'ampli- ficateur 7, du rapport "signal/bruit" et de la valeur de variations du signal de sortie du détecteur de différence de phase lors des manoeuvres du véhicule dans la zone de travail du circuit à induction. Le principe de fonctionnement du dispositif est le suivant. A l'état de départe le signal issu de la sortie du générateur 1 s'applique à l'entrée de l'amplificateur à résonance 2 et à l'une des entrées du détecteur de différence de phase 5 dont la deuxième entrée reçoit le signal de l'amplificateur à résonance 2. Le condensateur 3 crée un déphasage des signaux aux entrées du détecteur de différence de phase 5 permettant d'obtenir à la sortie de ce dernier un niveau appelé plus loin niveau de référence figures 2a, 3a). Les sorties des amplificateurs différentiateurs 7, 10 et Il possèdent un potentiel proche de celui d'une barre commune d'alimentation (figures 2c, 3c).A la sortie du circuit à seuil 8 est disponible un potentiel (figures 2d, 3d) permettant de déterminer par le dispositif de sortie 9 l'absence du véhicule dans la zone de travail du circuit à induction 4 vu que le seuil de fonctionnement et de la mise au repos du dispo sitiflOest symétrique par rapport au potentiel de la barre d'alimentation commune --et est déterminé en valeur absolue en partant du gain de l'amplificateur 7 et du rapport "signal/bruit". Toute variation du champ magnétique du circuit à induction 4 due à l'apparition d'un véhicule dans la zone de travail du circuit à induction, fait varier le déphasage des signaux d'entrée du détecteur de différence de phase 5 d'où la variation du niveau de tension à sa sortie (figures 2a, 3a) jusqu'à une valeur U. Le signal issu de la sortie du détecteur de différence de phase 5, dd au changement du niveau de référence, est appliqué, par l'intermédiaire de l'intégrataur 6 > aux entrées des amplificateurs différentiateurs 7 > 10 et Il timpulsions 14 et 15, figures 2b > 3b). Le signal issu de l'amplificateur différentiateur 7 commande l'état du circuit à seuil 8 qui, à son tour, commande le dispositif de sortie 9. Lors de l'apparition d'un véhicule dans la zone du circuit à induction 4 il se produit à la sortie du détecteur de différence de phase 5 une variation du niveau de sortie, l'accroissement du front d'impulsion de tension étant fonction de la vitesse du véhicule. Le front est différencié par les amplificateurs 7, 10 et 11 ; à la sortie de l'amplificateur 7 apparat un signal (16, 17 figures 2cs 3c) de polarité déterminée dépassant le seuil de fonctionnement du circuit à seuil 8 qui fait passer le circuit dans un état assurant l'enregistrement de la présence du véhicule dans la zone de détection du circuit à induction par le dispositif de sortie.Dès que le véhicule quitte la zone de détection du circuit à induction 4, la tension à la sortie du dé- tecteur de différence de phase 5 revient au niveau de référence avec une pente de front proportionnelle à la vitesse de sortie du véhicule de la zone de détection du circuit à~induction 4. Le front est différencié par les amplificateurs 7, 10 et 11 (signal 19, 20, figures 2b, 3b), et à la sortie de l'amplificateur 7apparait un signal (21, 22 figures 2c, 3c) d'une polarité inverse dépassant le seuil de mise au repos (23, figures 2c, 3c) du circuit à seuil 8 en le mettant dans son état initial permettant l'enregistrement de l'absence du véhicule dans la zone de détection du circuit à induction 4 par le dispositif de sortie 9. Pour une faible vitesse du véhicule (dans la zone de détection du circuit à induction 4) la croissance et la décroissance du signal issu du détecteur de différence 5 se produisent très lentement. Par suite, aux sorties des amplificateurs différentiateurs 10 et 11 apparat un signal 14, 19 (figure 2b) de faible amplitude qui est appliqué à la deuxième entrée de l'amplificateur différentiateur 7 et un signal à la première entrée de cet amplificateur différentiateur 7 fait apparaître à sa sortie un signal différencié 16 et 21 (figure 2c) ; dans ce cas, de faibles change ments du signal à la sortie de l'amplificateur 7 dus aux manoeuvres du véhicule dans la zone de détection du circuit à induction 4 ne réduisent pas la fidélité de détection parce que le circuit à seuil 8 (comme mentionné plus haut) a un temps d'hystéré- sis specialement déterminé par la différence de-tensions de fonctionnement et de remise au repos 18, 23 (figure 2a). Pour une vitesse élevée dn véhicule dans la zone de détection du circuit à induction la croissance et la décroissance du signal issu du détecteur de différence de phase 5 se produisent très rapidement, dans ce cas le signal est différencié par l'amplificateur 10 avec une faible constante de temps de différentiation ; le signal de sortie s'applique, à travers l'élément adaptateur 13, à la deuxième entrée de l'amplificateur différentiateur dont la première entrée reçoit le signal du détecteur de différence de phase lequel est amplifié pratiquement sans distorsion parce que la constante de temps de l'amplificateur différentiateur 7 est considérablement plus grande que la durée du signal issu du détecteur de différence de phase 5.La deuxième entrée de l'amplificateur différentiateur 7 reçoit et amplifie sans inversion le signal provenant de l'amplificateur 10, ce qui a pour résultat la mise à l'état initial du circuit à seuil par le front arrière du signal du détecteur de différence de phase 5 (figure 3d). Pour une vitesse maximale du véhicule le signal n'est différencié que par l'amplificateur 11. Après la différentiation. le signal issu de sa sortie et ayant passé par le circuit : élément adaptateur 12 - deuxième entrée de l'amplificateur différentiateur 10 - sortie de l'amplificateur 10 - élément adaptateur 13 - deuxième entrée de l'amplificateur différentiateur 7, met le circuit à seuil 8 en son état initial. Donc > le circuit à seuil 8 fonctionne par suite de la différentiation du front avant du signal issu du détecteur de différence de phase 5 (pour une faible vitesse du véhicule) ou par suite de l'amplification du signal issu du détecteur de différence de phase 5 par l'amplificateur différentiateur 7 (pour une grande vitesse du véhicule). Le circuit à seuil 8 est mis en son état initial par suite de la différentiation du front arrière du signal issu du détecteur de différence de phase 5 par l'amplificateur différentiateur 7 (pour une faible vitesse du véhicule) ou par suite de la différentiation du signal issu du détecteur de différence de phase 5 par l'amplificateur différentiateur 10 ou Il avec une amplification subséquente du bont arrière (après différentiation) du signal issu du détecteur de différence de phase réalisé par l'amplificateur différentiateur 7 et 10 ( pour une grande vitesse du véhicule). L'intégrateur 6 sert à supprimer de brefs parasites impulsionnels. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de la présence d'un véhicule, dans lequel un élément sensible sous forme d'un circuit a induction est enterré dans une voie de trafic de véhicules, cet élément étant un circuit d'un amplificateur à résonance dont l'en- trée reçoit un signal à partir d'un générateur de signal fréquen tiel et dont la sortie est reliée à l'une des entrées d'un détecteur de différence de phase. ce dernierétant raccordé à des circuits de formation des signaux d'entrée et de sortie du véhicule dans la zone ou hors de la zone de détection du circuit à induction, caractérisé encre que lesdits deux circuits de formation de signal représentent un amplificateur différentiateur unique (7) relié à un intégrateur (6) dont l'entrée est raccordée à la sortie du détecteur de différence de phase (5) et dont la sortie est reliée à un circuit à seuil (8) et à un dispositif de sortie (9) montés en série. 2. Dispositif selon la revendication l,caractérisé en ce qu'il possede au moins un amplificateur différentiateur additionnel(l0 > 11X, la constante de temps de différentiation du premier d'entre eux étant plus faible que celle de l-'amplificateur différentiateur principal, et la constante de temps de différentiation de chaque am- plificateur différentiateur suivant étant plus faible que celle de l'amplificateur différentiateur précédent, une des entrées de chaque amplificateur différentiateur additionnel étant reliée à la sortie de Itintégrateur et sa sortie, à un élément adaptateur approprié (12, 13) dont chacun est raccordé à une deuxième entre de l'amplificateur différentiateur précédents le premier d'entre eux étant connecté à la deuxième entrée secondaire de l'amplificateur différentiateur principal. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que son circuit à seuil possède une certaine hystérésis. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque amplificateur différentiateur utilise un montage assurant l'amplification sans inversion du signal qui attaque sa deuxième entrée.