Brevet FR2389894A1 — publié le 19781201

La présente invention est relative à un procédé et à un appareil permettant de calculer à chaque instant la vitesse moyenne à laquélle roule un véhicule à partir d'un instant initial choisi,et de l'afficher. Les véhicules actuels(automobiles,poids lourds,véhicules à deux roues,etc...) sont généralement équipés d'un appareil permettant à leur conducteur de connaitre la vitesse instantanée dudit véhicule. La présente invention apporte au conducteur une iniormation supplémentaire à savoir la connaissance de sa vitesse moyennée depuis le début de son trajet. Dès l'instant où le conducteur met en marche la présente invention celle-ci calcule à intervalles de temps réguliers (par éxemple toutes les dix secondes) le rapport de la distance parcourue par le véhicule au teins lis pour la parcourir. On obtient aines,8 intervalles de temps réguliers,la vitesse moyenne du véhicule,et le résultat est affiché numériquement. Tout autre type d'affichage peut Convenir,moJennant un traitement adapté des signaux de sortie. La présente invention permet au conducteur d'un véhicule,au pilote d'une voiture de course,d'optimiser un trajet,en particulier sur le plan Distance/Temps,ou consommation Essence/!emps; elle lui permet également de connaître avec précision,les portions de trajet où la "moyenne" a diminué,c'est i dire où il y a eu perte de temps. Lai présente invention permet d'effectuer le calcul de la vitesse moyenne entièrement en numérique,ce qui autorise un affichage directement sur digits,et est caractérisée en ce qu'elle comprend: un capteur magnétique chargé de délivrer une impulsion par unité de distance parcourue, et une horloge chargée de délivrer une impulsion par unité de temps écoulé. Ces impulsions sont comptabilisées respectivement dans un premier compteur de distance parcourue,et un second compteur de temps écoulé. A intervalles de temps réguliers,un générateur envoie très rapidement un train d'impulsions,dont le nombre est égal au nombre d'impulsions comptabilisées dans le premier compteur de distance. Ce train dtimpul- sions entre dans un circuit décompteur d'impulsions diviseur de fréquence programmable) ,lequel a été préalablement positionné à la valeur du nombre contenu dans le second compteur de temps écoulé. A la sortie de ce décoapteur,on recueille alors un train dtimpulsions dont le nombre représente à cet instant,le rapport du nombre d'unités de distance parcourues au nombre d'unités de temps écoulées.L'utilisateur traitera ce signal de sortie à sa convenance,sans sortir du cadre de la présente invention; par exemple,un dispositif d'affichage permet une présentation du résultat sous la forme désirée (digits,diodes électroluminescentes,appareils à aiguille,etc...). La précision de ce résultat dépend directement du choix de l'unité de distance et de l'unité de temps. Tous ces appareils et dispositifs fonctionnent sous le contrôle d'un circuit d'horloge et de sequence. D'autres caractéristiques ressortiront de la déscription qui va suivre,et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet,on se reportera aux dessins joints,dans lesquels2 - la figure 1 est un schéma-bloc de la disposition de base du circuit suivant la présente invention. - la figure 2 est un schéma-bloc d'un mode de réalisation préféré du circuit,suivant la présente invention. - les figures 3 et 4 illustrent un iode de réalisation respectivement du compteur de distance et du compteur de temps de la figure 2. - la figure 5 illustre un iode de réalisation du générateur de train de N impulstions,utilisé à la figure 2. - la figure b illustre un iode de réalisation du circuit décompteur (o diviseur de fréquence programmable) de la figure 2. - la figure 7 illustre un iode de réalisation du circuit d'affichage de la figure 2. - la figure 8 illustre un mode de réalisation du circuit d'horloge et de contrôle de séquence utilisé a la figure 2. - la figure 9 est une représentation graphique des signaux de contrôle des séquences de fonctionnement des divers elements de l'appareil de la figure 2. Suivant le mode de réalisation de la tigre 1 ,u capteur magné- tique 10,d'un type connu,produit sur le conducteur 12 des impulsions, chacune correspondant a une unité de distance parcourue; ces impulsions progressent dans le coapteur 34. Parallèlevent,une horloge 18 produit sur le conducteur 32,une impulsion par unité de temps écoulé,ces impul- sions étant comptabilisées dans le compteur 24. A intervalles de tempo réguliers,le générateur 30 produit pendant une durée très brève, un train de X impulsions, N étant le nombre contenu dans le compteur 34 å cat instant.Ce train d1impulsions,qui représente le nombre d'unités de distance parcourues depuis la mise en marche de l'appareil,est transmis par le conducteur 26 à un circuit décompteur 14 (ou diviseur de fréquence pregraisable),lequel est pré-positionné juste avent l'envoi du train d'impulsions, à la valeur contenue dans le compteur 24 et transmise à cet instant par 16. Ce circuit décompteur transmet en sortie sur le conducteur 28,un train d'impulsions dont le nombre représente la valeur entière du rapport du nombre d'unités de distance parcourues,au nombre d'unités de temps écoulées. Ce train d'impulsions1 envoyé également très rapidement,progre- sse ensuite vers le circuit d'affichage 22. La précision du résultat est donnée par le choix de l'unité de distance et de l'unité de temps. Les capacités des compteurs 34 et 24 sent déterminées en fonction de l'utilisation souhaitée (valeurs de la distance maximale et de la durée d'utilisation msximale),et de la précision demandée. Suivant le iode de réalisation de la figure 2,un circuit d'horloge et de contrôle des séquences 50.contrtle la succession des étapes successives du fonctionnement de l'appareil tout entier. 26 est un capteur magnétique (par exemple détecteur de proxi nitd agissant par Courants de Foucault sur les pertes H.F. d'une bobine) qui se place par exemple sur le compteur de vitesse du véhicule,ne nécessitant pas ainsi de branchements ou connexions mécaniques. Dans le cir- cuit 12,également d'un type connu,les impulsions présentes sur le conducteur 42 sont converties en niveaux logiques et voient leur fréquence divisée par un nombre dépendant du type de vEhicule,et pour un type de véhicule donné,de l'emplacement du capteur. Ce circuit 12 comprend un trigger de Schmitt,un monostable,un diviseur de fréquences et des amplificateurs de sortie. Les impulsions issues de 12 sont transmises par le conducteur 40 au compteur 34. En prenant pour celui-ci un compteur (ou une série de compteurs) à 18 étages par exemple on binaire,on peut emmagasiner jusqu'à 262143 impulsions,soit un peu plus de 2600 Ksi une impulsion représente 10 m. On choisira donc un compteur (ou une série de compteurs) dont la capacité est suffisante,afin de pouvoir esmagasiner la distance maximale retenue,selon l'unité choisie. Le circuit 5 réalise la fonction d'horloge en fournissant une impulsion par unité de temps sur le conducteur 32,pais effectue à interralles de temps réguliers (par exemple toutes les 10 secondes) le contrôle des séquences assurant Ie fonctionnement de l'appareil tout entier1 à savoir successivement la remise à ZERO du décompteur 14 et du circuit d'affichage,respectivement par les conducteurs 28 et 46,et l'ordre de chargement du décompteur 14 par le nombre contenu à cet instant dans le compteur 24,cet ordre cheminant par 48,enfin l'ordre d'envoi au générateur 30 du train de N impulsions, N étant le contenu du compteur 34 à cet instant. Suivant le type de circuits utilisés pour réaliser le générateur de train d'ispulsions,il sera nécessaire ou non d'effectuer une remise à ZERO de ce générateur. On pourra choisir à volonté le type de séquence en choisissant l'intervalle de temps séparant l'envoi de deux rafales d'impur siens,la durée de l'envoi de cette rafale,la mise en mémoire du résultat précédemment affiché durant l'envoi de la rafale,atin que l'utilisateur ne voit pas défiler les chiffres de l'afficheur pendant le comptage,ou non c'est-à-dire que le circuit d'atfichage fait défiler les chiffres successifs durant le comptage des impulsions en sortie du décompteur. Les impulsions d'horloge représentant le temps écoulé cheminent dans le compteur 24 par le conducteur 32. On choisira la capacité de ce compteur en fonction de l'unité de temps ehoisie,et de la durée maximale à emmagasiner. Sn choisissant par exemple un compteur (ou une série de compteurs) à 12 étage. en binaire,on pourra emmagasiner Jusqu'à 4095 impulsions soit un peu plus de 40 heures si une impulsion représente 36 secondes Le circuit 14 est un circuit décompteur (ou diviseur de fréquence programmable) qui fonctionne de la iaçon suivante:Le controleur de séquence 5u charge par l'intermédiaire de 16 la quantité q présente dans le compteur 24,puis transmet par uz,l'ordre envoi du train de N impulsions1 lequel progresse dans ce circuit décompteur 141 à chaque fois que ce circuit 14 reçoit q impulsions par le conducteur 20,il fournit une impulsion en sortie sur le conducteur 38. s la fin de l'envoi de la rafale de I impulsion on obtiendra sur 38,un nombre ' d'impulsions égal à la partie entière du quotient de N par q. Ce nombre N' représente la vitesse moyenne dans une unité qui dépend des unités de distance et de temps choisies.Si l'on choisit par exemple pour unité de distance une longueur égale à 10 m, et pour unité de temps une durée égale à 36 sacondes,on obtiendra en sortie du décompteur 14,un nombre N' d'impulsions égal au quotient entier du nombre de fois où le véhicule aura parcouru une longueur de 10 m,par le nombre de fois où une durée de 36 secondes se sera écoulée depuis l'instant initial.La vitesse moyenne est donc ici mesurée dans l'unité Us 10m / 36 s c'est-à-dire U= 1 Ks N' représente donc directement la vitesse moyenne en Kr/H. On pourrait par exemple atteindre la précision du dixième de Km/H en prenant U= 1m/368. L 'utilisateur pourra choisir à volonté l'unité et la précision qu'il jugera utiles ou nécéssaires,en choisissant convenablement les unités de distance et de -temps,cela sans sortir du cadre du principe de base de la présente invention. Le circuit d'a!fichage 22 peut âtre constitué par tout système ou appareil capable de compter les impulsions présentes sur 38,puis de représenter le résultat au moyen de digits,diodes électroluminescentes, cristaux liquides,appareils à aiguille,etc...,par l'intermédiaire de décodeurs appropriés *en passant ou non par une mémoire qui permettrait de ne pas voir défiler les nombres durant la période de comptage des impulsions fournies par 38.Dans un mode de réalisation choisi,l'unité retenue est le Km/E et l'afficheur est constitué par 2 digits et demi.0n pourra ainsi représenter toute moyenne comprise entre 0 et 199 Km/H.Uoute autre représentation d'affichage peut convenir et sera fonction de la vitesse maximale à afficher et de la precision demandée (par exemple 4 digits pourront représenter toute vitesse comprise entre 0 et 999,9 Km/R). Les figures 3 et 4 représentent un mode de réalisation respectivement du compteur de distance et du compteur de temps utilisés à la figure 2.Le compteur de distance comporte 4 compteurs à 4 emplacements binaires chacun,montés en série (16 bits);le compteur de temps comporte 3 compteurs à 4 emplacements binaires chacun,imontés en série (12 bits). Sur les figures 3 et 4 les impulsions entrent par le conducteur 18 et le résultat du comptage est disponible en parallèle et en binaire sur les sorties 20,22,24,26. La figure 5 représente un mode de réalisation du générateur de trains d'impulsions de la figure 2.0n utilise pour cela des circuits compteurs-décompteurs 12,18,24,30,montes en série et en position de décomptage.Le nombre de ces circuits est fonction du nombre maximal d'impulsions à envoyer.Dans le mode de réalisation présenté 4 de ces circuits sont montés en série,mode synchrone.L1entrée 22 réalise d'une part l'ordre de chargement des 4 circuits par le nombre N d'impulsions à envoyer,et d'autre part l'ordre d'envoi du train d'impulsiona;;N est chargé en paallèle et en binaire sur les entrées 48,50,52 et 54.Ces circuits reçoi- vent simultanément des signaux d'horloge par le conducteur 40.A chaque fois qu'un circuit décompteur atteint son minimum 0000,il envoie vers le circuit suivant qui est d'un poids immédiatement supérieur,un ordre d'autorisation de décomptage (passage du niveau 1 au niveau 0 ) par l'intermédiaire des conducteurs 32,4b,36.Le circuit 30,de poids le plus fort envoie initialement sur 26 un niveau logique 1;si l'entrée 22 passe à 1, la première impulsion issue de l'horloge 20 qui se présente met la bascule 34 à 1,puisque la sortie de la porte 10 est passé 8 1;la porte 42 transmet alors cette première impulsion vers la sortie 38; ;cette impulsion fait en même temps -1 dans le décompteur puisque l'entrée 22 est maintenue à 1.Fuis lorsque l'état global du décompteur est ZER0,N impulsions d'horloge ont été décomptées et envoyées en sortie 38,et le circuit 30 envoie un niveau 0 sur 26,ce qui fait apparaître un O en sortie des deux portes ET 10 et 42.La sortie 38 passe alors à O et reste dans cet état,car l'impulsion d'horloge suivante est transmise å la bascule 34,1aquelle mémorise le niveau 0 présent sur 5G,Pour relancer une autre rafale,il faut que l'entrée 22 repasse à 0 pour permettre le chargement d'une nouvelle valeur de N.L'horloge 20 envoie constamment sur le conducteur 16 des impulsions,à une fréquence suffisament élevée pour permettre un calcul rapide (70 KHz environ). La figure 6 représente un mode de réalisation du circuit décompteur (ou diviseur de fréquence programmable) de la figure 2.Trois circuits compteurs-décompteurs binaires 4 bits sont montés en série,en mode de décomptage.18 est la remise à ZERO générale.20 est l'ordre de chargement,en parallèle,des 3 circuits par le nombre q représentant,en binaire,le temps écoulé,sur les entrées Ai,Bi,Ci, i=1,2,4,8;les circuits 10,14 et 12 sont d'un poids de plus en plus fort.Un train de N impulsions est envoyé sur l'entrée 16;on recueille sur la sortie 26 un train de N' impulsions,X1 étant la partie entière du quotient de N par q. La figure 7 représente un mode de réalisation du circuit d'affichage par deux digits et demi.0n utilise 2 compteurs BCD 10 et 18 montés en sérielle résultat présent sur les sorties Ai et Bi est transmis à 2 décodeurs BCD-7 segments 30 (unités) et 12 (dizaines).Le 1 des centaines est commandé par la sortie 16 à travers un circuit NON-ET 36 et un monostable 28,lequel est chargé de mémoriser l'ordre d'allumage du 1 sur le conducteur 26.Les conducteurs 20 et 22 reçoivent simulta nomment du contraleur de séquence l'ordre de remise à ZER0,avant chaque envoi de train dtimpulsions. La figure 8 représente un mode de réalisation du circuit d'horloge et de contrôle de séquence utilisé à la figure 2.Une horloge 10 délivre sur sa sortie 32 un signal dont la période (9 sec.) est fonction des valeurs de Rl,R2,C1.Une série de 3 bascules multiplie cette période par 4 (36 sec.) et délivre sur la sortie 24 les impulsions d'horloge représentant le temps écoulé.La sortie 34 réalise toutes les 9 secondes la remise à ZERO de la bascule de commande du 1 des centaines de l'afficheur;;simultanément la sortie 26 réalise la remise à ZERO des compteurs d'unités et de dizaines de l'afficheur ainsi que du circuit décompteur d'impulsions de la figure 2.Un circuit de retard constitué par le monostable 14 est commandé par les fronts négatifs présents en sortie de la porte 12 et délivre sur la sortie 28 une impulsion d'autorisation de chargement destinée au circuit décompteur d'impulsions de la figure 2.Cette même impulsion présente sur 28 commande à son tour par son front positif,un deuxième circuit de retard 16,lequel délivre sur sa sortie 30 une impulsion d'autorisation d'envoi du train d'impulsions. La figure 9 représente on détail la séquence des signaux d'horloge et de commande produite à l'intérieur du circuit d'horloge et de séquence de la figure 2. Bien entendu,l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation représenté et décrit qui ne l'a té qu'à titre d'exemple. il appartiendrait au technicien as apporter de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVEIDICATIOl S 1) Procédé permettant de calculer à chaque instant la vitesse moyenne à laquelle roule un véhicule depuis un instant initial choisi, caractérisé en ce qu'il consiste à i compter les signaux,issus d'un capteur et représentant la distance parcourue depuis l'instant initial, dans un premier compteur A,et les signaus,issus d'une horloge et représentant le temps écoulé depuis l'instant initial,dans un deuxième compteur B; calculer à intervalles de temps réguliers la partie entière du quotient du contenu de A par le contenu de B. 2) Procédé suivant la revendication 1,caractérisé en ce que l'étape de division comprend une étape consistant à fabriquer une rafale d'impulsions,dont le nombre N représente le contenu du compteur de distance A. 3) Procédé suivant la revendication 1,caractérisé en ce que l'étape de division comprend une étape oonsistant à diviser le nombre de signaux de la rafale d'impulsions par le contenu du compteur de temps B. 4) Procédé suivant la revendication 1 ,caraotérisé en ce qu;il incorpore une étape permettant de modifier de manière réglable la durée du calcul de la vitesse moyenne à un instant donné et l'intervalle de temps séparant deux calculs successifs de la vitesse moyenne. 5) Appareil calculateur de la vitesse moyenne à laquelle roule un véhicule depuis un instant initial choisi,caractérisé en ce qu'il comprend: un premier compteur A connecté à une source de signaux issus d'un capteur de distance et un second compteur B connecté à une horloge représentant le temps écoulé depuis l'instant initial; un générateur de rafales d'irpulsions,un circuit décompteur ou diviseur de fréquence programmable; et un système d'affichage,tous ces appareils fonctionnant t,' sous le contrtle d'un circuit d'horloge et de séquence. 6) Appareil suivant la revendication 5,caractérisé en ce que la source de signaux représentant la distance parcourue depuis l'instant initial est un capteur magnétique de proximité délivrant une impulsion par unité de distance parcourue. 7) Appareil suivant la revendication 5,caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de rafales d'impulsions constitué par des circuits décompteurs programmables montés en série,en nombre suffisant de manière à pouvoir Btre prépositionné à tout nombre contenu dans le compteur A, et connectés en parallèle sur les sorties de ce compteur A. 8) Appareil suivant la revendication S,caractérisé en ce qu'il comprend un circuit décompteur ou diviseur de fréquence programmable, dont l'entrée est connectée à la sortie du générateur de rafalesset chargé de diviser le nombre de signaux de la rafale par le contenu du compteur de temps B; ce diviseur est constitué par des circuits déconp- teurs programmables montés en série,en nombre suffisant de manière à pouvoir être prépositionné à tout nombre contenu dans le compteur B et connectés en parallèle sur les sorties de ce compteur B. 9) Appareil suivant la revendication 5,caraetérisé en ce que le circuit de commande d'horloge et de séquence comprend i une source d'impulsions H dont la fréquence est divisée par des bascules peur engendrer les signaux d'horloge représentant le temps écoulé,et deux circuits de retard pour contr8ler le fonctionnement du générateur de rafales,du circuit décompteur - diviseur et du système d'affichage. 10) Appareil suivant la revendication 5,caractérisé en ce que la précision du résultat obtenu peut être choisieen choisissant convenablement l'unité de distance et l'unité de temps.