Brevet FR2368716A1 — publié le 19780519

L'invention se rapporte à un compteur de vitesse perfectionné, de grande précision, destiné à être installé sur tout véhicule à roue, notamment une automobile motocycle et même un train de chemin de fer. On sait que les contrôles et la limitation de vitesse sont à l'ordre du jour. Or, les compteurs de vitesse qui équipent la plupart des automobiles, sont assez rudimentaires et ne donnent qu'une indication sur la vitesse réelle. En outre, leurssystèmesd'affichage de la vitesse sont communément à aiguille de lecture mobile se déplaçant devant un cadran de sorte que les erreurs de parallaxe et le temps relativement court que le conducteur doit consacrer à la lecture de la vitesse pour ne pas relâcher son attention à la conduite proprement dite, introduisent une erreur de lecture globale assez importante. De plus, les contrôles par radar effectués sur le bord des routes par la gendarmerie rendent souhaitable la généralisation de compteurs de vitesse plus précis que ceux qui sont actuellement disponibles, ne seraitce que pour éviter les contestations.A ce titre, la gendarmerie estime de plus en plus nécessaire, après avoir installé un contrôle radar à un endroit déterminé sur le bord d'une route ou d'une autoroute, de procéder à une vérification rigoureuse des indications fournies par le radar, au moyen d'un véhicule muni d'un compteur de vitesse et passant à la vitesse limite autorisée dans le faisceau du radar. Cependant, le problème de la précision du compteur de vitesse se pose là avec une acuité encore plus grande, étant donné qu'il est manifestement impensable de vouloir étalonner un appareil donné, d'une précision déterminée, à partir d'un autre appareil de précision moindre. La présente invention apporte une solution aux différents problèmes évoqués ci-dessus. Autrement dit, la précision de l'appareil est suffisante pour permettre ltrétalonnage d'un système de contrôle par radar (ce qui résoud le problème de la gendarmerie) alors que le prix de revient relativement bas de ce même appareil permet d'envisager sa diffusion en grande série dans l'industrie automobile, pour quten définitive tous les véhicules automobiles puissent en être équipés. Par conséquent, un appareil répondant aux impératifs définis ci-dessus devra être conçu pour - avoir un système de mesure de la vitesse présentant une très faible erreur systématique de cette mesure, - être pourvu d'un système d'affichage éliminant toutes les erreurs de lecture. L'appareil qui constitue l'invention possède ces deux qualités pour les raisons suivantes - les moyens de mesure qu'il utilise sont presque exclusivement électroniques, donc à haute précision (réduction de l'incertitude ou erreur systématique) -les récents développementsde de la technologie dans le domaine de l'électronique permettent en outre d'utiliser à, peu de frais un affichage numérique (sans erreur de lecture). De façon plus précise, l'invention concerne donc un indicateur de vitesse électronique, notamment pour véhicule automobile, caractérisien ce qu'il comprend en combinaison - un dispositif formant générateur de signaux constitué d'un élément rotatif d'induction de signaux impulsionnels et d'un détecteur placé à proximité dudit élément rotatif, ce 'dernier étant entraîné en rotation par un élément dont le mouvement est fonction de la vitesse dudit véhicule, - une base de temps, - un circuit de comptage numérique recevant des signaux en provenance dudit détecteur et des signaux en provenance de ladite base de temps, pour compter le nombre d'impulsions reçues en provenance dudit détecteur pendant l'intervalle de temps séparant deux impulsions émises par ladite base de temps, et - un circuit d'affichage numérique relié à la sortie dudit circuit de comptage. On peut en outre facilemeniajouter au système défini ci-dessus un dispositif d'alarme comportant par exemple un ou plusieurs voyants lumineux prévus pour s'éclairer lorsque le véhicule atteint et/ou dépasse une ou plusieurs vitesses prédéterminées. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre, d'un mode de réalisation préféré drun dispositif selon l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence au dessin non limitatif annexé dans lequel - la figure unique illustre de façon schématique la structure d'un dispositif selon l'invention. Le dessin montre un dispositif formant générateur de signaux impulsionnels Il formé d'un disque 12 d'induction de signaux monté en rotation autour de son axe principal d'inertie 13. En fait, l'axe 13 est relié au cible de transmission (non représenté) qui relie la boite de vitesse et le compteur de vitesse normal d'une automobile de série. De préférence, l'axe 13 est même simplement intercalé entre le cible et le compteur de vitesse précités ou entre la sortie de botte de vitesses et ledit cabale. Ainsi, un élément rotatif (le disque 12) dudit générateur de signaux Il se trouve entratné par un organe dont le nombre de tours est proportionnel à la distance parcourue par le véhicule.Par disque d'induction de signaux, on entend tout disquessont la forme et/ou la constitution permettent de provoquer la naissance de signaux électriques impulsionnels dans un détecteur 17 adapté, placé à proximité. Ainsi, dans l'exemple décrit, le disque 12 comporte n trous 14 (n = 8 sur le-dessin) équidistants du centre de rotation 15 du disque 12 et disposéisensiblement équidistants les uns des autres de façon à définir un trajet rotatif commun 16 en regard duquel est disposé le détecteur 17 précité.Bien entendu, c1 est la présence de ces trous 14 qui permet d'engendrer les signaux impulsionnels dans le détecteur 17 puisque celui-ci est du type optique et constitué de l'association d'une source lumineuse 18 et d'un transducteur optoélectrique 19 tel par exemple qutune cellule photoélectrique, un organe photorésistant, etc... La source lumineuse 18 et le transducteur 19 sont disposés en regard du traJet rotatif 16, de part et d'autre du disque 12. Le transducteur 19 est relié à l'entrée d'un compteur C dont la remise à zéro périodique est commandée à partir d'une base de temps Wégalement connectée au compteur C. La sortie s du compteur C est connectée à l'entrée d'un module d'affichage numérique A. La base de temps B peut également fournir des signaux au module d'affichage A pour commander la réactualisation périodique de l'affichage en synchronisme avec chaque comptage du compteur C. Tous ces éléments électroniques peuvent être aisément réalisés à partir de circuits intégrés disponibles dans le commerce et c'est pourquoi ils ne seront pas décrits plus en détails. Selon une particularité importante de l'invention, les éléments du circuit de calcul de la vitesse sont calculés pour que le résultat de chaque comptage effectué par le compteur C entre deux impulsions de commande de la base de temps B, soit la valeur exacte de la vitesse du véhicule exprimée en km/h. Autrement dit, il faut que la vitesse V, du véhicule (en km/h) soit égale au rapport N/N1. N : fréquence des impulsions fournies par le transducteur 19 N1: fréquence de la base de temps B. N est une fréquence variable qui dépend de la vitesse du véhicule. Or, si on désigne par k le nombre de tours effectués par le câble qui entrasse l'axe 13 lorsque le véhicule a parcouru un kilomètre (k est donc une constante qui dépend des caractéristiques mécaniques et dimensionnelles du véhicule), alors le nombre d'impulsions fournies par le transducteur 19 pendant que le véhicule parcourt ce kilomètre est égal à : k.n, car le compteur C reçoit une impulsion chaque fois que l'un des trous 14 du disque 12 établit une liaison lumineuse entre la source lumineuse 18 et le transducteur 19. Si on multiplie ce produit k.n par la vitesse, on obtient alors le nombre d'impulsions par heure, pour cette vitesse supposée constante. Donc pour une seconde N = knV Hz 3600 Si on désire que l'affichage soit direct, c'est-à-dire que le chiffre emmagasiné dans le compteur C entre deux impulsions de commande ~de la base de temps B soit la vitesse V,. alors il faut que N1.V = k.n.V 3600 Donc N1 = k.n 3600 Il suffit donc de régler la fréquence N1 de la base de temps à cette valeur pour avoir un affichage directement significatif, ce qui simplifie considérablement la structure des circuits électroniques. Il est à noter que la constante k est pratiquement la même pour un grand nombre de véhicules automobiles (k = 644). On a pu expérimenter qu'un dispositif réalisé conformément au principe de l'invention pouvait afficher la vitesse du véhicule avec une incertitude totale sur la valeur, inférieure à 2 %. En option, le dispositif peut comporter un système d'alarme muni par exemple de deux voyants lumineux, un voyant vert L et un voyant rouge L2. Ces deux voyants lumineux pour raient aussiêtre réunis en un seul, par exemple au moyen d'une double diode électroluminescente donnant une lueur verte ou rouge suivant la polarité appliquée à ses bornes. Le montage est conçu pour que le voyant L1 s'allume lorsque la vitesse du véhicule est comprise dans un intervalle de + 5 % par rapport à une vitesse choisie, et que le voyant L2 s'allume lorsque la vitesse du véhicule dépasse de plus de 5 96 cette même vitesse choisie.A cet effet, on prévoit un bloc de programmation P, qui permet de sélectionner et d'afficher ladite vitesse choisie, et un circuit comparateur Cp, par exemple avantageusement constitué d'un circuit de logique combinatoire à base de portes logique. Le circuit comparateur Cp reçoit les trains d'impulsions en provenance de la sortie s du compteur C et effectue une comparaison avec la valeur affichée dans le circuit de programmation P.L'ensemble des circuits électroniques symbolisés sur le dessin par le circuit de programmation P et le circui+Jcomparateur Cp (dont la conception est à la portée d'un technicien moyennement compétent dans la technique, ce qui rend sa description plus complète inutile) est bien entendu conçu pour que les voyants L1 et L2 s'allument pour les conditions définies ci-dessus, en réponse à des ordres de commande élaborés par le comparateur Cp. Il est possible d'apporter de nombreuses variantes à l'invention, notamment en ce qui concerne la structure du dispositif Il formant générateur de signaux. Ainsi, il est évident que le disque 12 pourrait être remplacé par un autre disque portant sur au moins une de ses faces, plusieurs aimants permanents définissant autant de pâles magnétiques localisés. Ces aimants seraient disposés sur ledit disque pour être sensiblement équidistants de son centre de rotation et sensiblement équidistants les uns des autres. Le générateur de signaux impulsionnels ;ne serait alors constitué que par un bobinage formant capteur électromagnétique placé à proximité du disque, en regard du trajet rotatif des aimants. On pourrait également utiliser un système à réluctance variable. Dans ce cas, l'élément rotatif serait constitué d'un disque métallique qui coopèrerait avec un bobinage formant capteur électromagnétique, pour constituer un circuit à réluctance variable. La variation de réluctance serait obtenue par une ou plusieurs singularités géométriques du disque métallique, par exemple des bossages pratiqués sur ce disque qui, en passant devant le capteur, provoqueraient une variation d'entrefer donc une variation de réluctance. On comprend donc, à la lumière de ce qui précède, que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. Elle comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeux si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIO1NS 1.- Indicateur de vitesse électronique pour véhicule à roues, notamment une automobile un motocycle ou un train de chemin de fer, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison - un dispositif formant générateur de signaux constitué d'un élément rotatif d'induction de signaux impulsionnels et d'un détecteur placé à proximité dudit élément rotatif, ce dernier étant entraîné en rotation par un élément dont le mouvement est fonction de la vitesse dudit véhicule, - une base de temps, - un circuit de comptage numérique recevant des signaux en provenance dudit détecteur et des signaux en provenance de ladite base de temps, pour compter le nombre d'impulsions reçues en provenance dudit détecteur pendant l'intervalle de temps séparant deux impulsions émises par ladite base de temps, et - un circuit d'affichage numérique relié à la sortie dudit circuit de comptage, 2.- Indicateur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite base de temps a une fréquence N égale à N1= kan 3600 où k est le nombre de tours effectués par ledit élément rotatif lorsque ledit véhicule a parcouru un kilomètre et n est le nombre d'impulsions émises par ledit générateur de signaux pour un tour dudit élément rotatif. 3.- Indicateur de vitesse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément rotatif est constitué d'un disque tournant muni de plusieurs ouvertures sensiblement équidistantes du centre de rotation dudit disque et sensiblement équidistantes les unes des autres et que ledit générateur de signaux est constitué par l'association d'une source lumineuse et d'un transducteur optoélectrique tel qu'une cellule photoélectrique ; ladite source lumineuse et ledit transducteur étant disposés de part et d'autre dudit disque en regard du trajet rotatif desdites ouvertures équidistantes. 4.- Indicateur de vitesse selon l'ensemble des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit disque com- porte n ouvertures équidistantes. 5.- Indicateur de vitesse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément rotatif est constitué d'un disque portant sur au moins une de ses faces des aimants permanents définissant autant de pâles magnétiques localisés, lesdits aimants étant disposés sur ledit disque pour être sensiblement équidistants de son centre de rotation et sensiblement équidistants les uns des autres et que ledit générateur de signaux est constitué d'un bobinage formant capteur électromagnétique, placé à proximité dudit disque, en regard du trajet rotatif desdits aimants. 6.- Indicateur de vitesse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément rotatif est constitué d'un disque, par exemple métallique, et qu'il coopère avec un bobinage formant capteur électromagnétique pour constituer un circuit à réluctance variable; ledit disque comprenant une ou plusieurs singularités géométriques provoquant la variation de ladite réluctance. 7.- Indicateur de vitesse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément rotatif est mécaniquement relié au câble du compteur de vitesse du véhicule et de préférence intercalé entre ledit cible et ledit compteur de vitesse ou entre la botte de vitessesdu- dit véhicule et ledit ciblez 8.- Indicateur de vitesse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - un circuit comparateur relié audit compteur et recevant sur une de ses entrées le résultat des comptages successifs dudit compteur, - un moyen de programmation d'au moins une vitesse choisie, relié à une autre entrée dudit circuit comparateur, et - un moyen de signalisation connecté audit circuit comparateur et piloté par lui.