Brevet FR2459451A1 — publié le 19810109

2k3 45 1 La présente invention concerne, d'une façon générale, un instrument de navigation destiné à 9tre utilisé avec les véhicules routiers tels que les véhicules de rallye, c'est-à- dire de compétition sportive, les autobus et les camions con- duits sur des parcours réguliers, etc. Plus particulièrement, la présente invention concerne un instrument de navigation comportant un moyen pour compter et décompter le déplacement du véhicule afin de mesurer exactement la distance parcourue, même si le conducteur se trompe de route et ramène le véhicule sur la route prévue. On a incorporé des instruments de navigation aux véhicules routiers pour calculer et afficher les conditions de route du véhicule par rapport à celles prévues de manière que le conducteur puisse arriver à destination à temps. D'une façon générale, comme représenté sur la figure 1, les instruments de navigation comprennent un premier géné- rateur 10 d'impulsions, un générateur 14 d'impulsions d'hor- loge, des premier et second compteurs 12 et 16, un circuit arithmétique 30, un circuit 40 de commande d'affichage et un dispositif d'affichage 50. Le premier générateur 10 d'impul- sions fournitune impulsion chaque fois qu'un véhicule par- court une certaine distance constante. Le premier compteur 12 compte les impulsions émises par le générateur 10 d'impulsions. Le générateur 14 d'impulsions d'horloge engendre les impul- sions d'horloge devant être appliquées au second compteur 16 et compte les impulsions d'horloge. Un dispositif 18 d'éta- blissement de vitesse prévue et un circuit 20 de mise à l'état "1"/démarrage sont incorporés au circuit arithmétique 30. Le dispositif d'établissement de vitesse prévue établit une vi- tesse moyenne prévue et le circuit 20 de mise à l'état "l"/ démarrage libère l'état remis à zéro des premier et second compteurs 14 et 16 et met en route l'opération de navigation. Le circuit arithmétique 30 calcule la vitesse moyenne du vé- hicule, l'écart entre la distance parcourue et une distance prévue ainsi que l'écart entre le temps de parcours et un temps prévu en fonction des contenus des premier et second compteurs 12 et 16 et d'une vitesse moyenne prévue. Le circuit de commande d'affichage est asservi au résultat calculé de manière à commander le dispositif d'affichage 50 afin que les résultats calculés puissent être affichés de façon séquen- tielle sur le dispositif d'affichage. Dans un tel instrument de navigation, si le conduc- teur conduit le véhicule suivant une mauvaise route qui est différente de la route prévue et s'il ramène le véhiculedans la route prévue, le premier compteur 14 compte la distance du parcours effectué par erreur ainsi que la distance parcourue le long de la route prévue. Il en résulte une erreur de calcul en ce qui concerne la vitesse moyenne de véhicule, l'écart entre la distance parcourue et la distance prévue ainsi que l'écart entre le temps de parcours et le temps prévu. C'est pourquoi un objet de la présente invention est de procurer un instrument de navigation capable de mesurerla distance parcourue le long de la route prévue, même lorsque le conducteur se trompe de route. Un autre objet de la présente invention est de procurer un instrument de navigation comportant un compteur pour compter une distance parcourue et pour décompter une distance parcourue de manière à soustraire de la distance comptée une distance parcourue par erreur. Un autre objet de la présente invention est de procurer un instrument de navigation capable d'arrêter l'opération de navigation quand le compteur décompte par erreur la distance de parcours jusqu'à une valeur donnée. Pour atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus ainsi que d'autres objectifs, l'instrument de navigation selon la présente invention comprend un premier compteur pour compter une distance parcourue à partir d'un point de départ, un second compteur pour compter le temps de déplacement ou de parcours depuis le départ, un moyen pour établir une vitesse moyenne prévue de véhicule, un moyen arithmétique pour calculer une vitesse moyenne de véhicule, l'écart entre la distance parcourue et la distance prévue ainsi que l'écart entre le temps de par- cours et le temps prévu, et un moyen d'affichage pour afficher le résultat du calcul. Le premier compteur est capable de comp- ter de façon soustractive, c'est-à-dire de décompterla distance parcourue en réponse à une opération de commutation d'un moyen de commutation qui est inforporé au premier compteur. Le pre- mier compteur comprend aussi un moyen qui est destiné à arrê- ter l'opération de navigation et qui entre en action lorsque le premier compteur décompte la distance parcourue Jusqu'à une valeur donnée. On va maintenant décrire de façon détaillée, la présente invention en se référant aux dessins annexés qui représentent le mode de réalisation préféré de la présente invention, lequel n'est toutefois donné qu'a titre purement illustratif et non limitatif, et sur lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique montrant de façon succincte la structure fondamentale de l'instrument de navigation classique; la figure 2 est un schéma synoptique montrant de façon succincte la structure fondamentale de l'instrument de navigation de la présente invention; la figure 3 est une rue en perspective montrant le clavier placé sur la console d'un véhicule; la figure 4 est une vue en plan du dispositif d'affi- chage incorporé au clavier; la figure 5 est un diagramme utilisé pour expliquer la marche à suivre pour introduire des données; la figure 6 est un graphique représentant la distance parcourue par le véhicule en fonction du temps de parcours du véhicule, ce graphique étant utilisé pour expliquer le calcul d'informations exécuté dans le circuit arithmétique; la figure 7 est un schéma synoptique montrant mun cir- cuit d'instrument de navigation comportant un moyen de sous- traction selon le mode de réalisation préféré de la présente invention; et la figure 8 est une illustration d'un des exemples de déplacement du véhicule. En se référant maintenant aux dessins et particuliè- rement aux figures 2 à 6, on voit que l'on y a représenté une conception fondamentale et générique d'un instrument de navi- gation pour un véhicule routier. Il convient de remarquer que, dans la présente inven- tion, les éléments ayant les mêmes structures et/ou fonctions que celles expliquées ci-dessus à propos de la figure i por- tent les mêmes références afin de simplifier l'explication et d'éviter toute confusion. Sur la figure 2, on a représenté succintement un instrument de navigation sous une forme synoptique. L'instru- ment de navigation comporte un générateur 10 d'impulsions pour engendrer une impulsion chaque fois que le véhicule par- court une certaine distance constante, cet instrument se com- portant ainsi comme détecteur de de distance pour détecter la distance parcourue par le véhicule depuis le point de départ. Un générateur 20 d'impulsions d'horloge engendre des impulsions d'horloge et fonctionne comme un détecteur de temps pour dé- tecter le temps que prend le véhicule pour parcourir la dis- tance. Un microcalculateur 100 comprend un dispositif de trai- tement central (CPU) pour calculer la vitesse moyenne du véhi- cule, l'écart entre la distance parcourue détectée et la dis- tance prévue ainsi que l'écart entre le temps de parcours dé- tecté et le temps prévu, cela en fonction de la distance par- courue ainsi que du temps détecté et d'une vitesse moyenne prévue et pour emmagasiner les résultats calculés. L'instrument de navigation comprend également un cla- vier 200 comprenant un dispositif d'affichage 200A et un dis- positif 200 B de clavier pour inscrire des données dans une mémoire(non représentée) comprise dans le microcalculateur 100 et pour en extraire des données, de manière que les données, calculées dans le microcalculateur 100 en fonction des infor- mations introduites soient affichées sur le dispositif d'affi- chage 200A. Comme on peut le voir sur la figure 3, le clavier 200 peut être placé sur la console B du véhicule ou à tout autre endroit approprié o le conducteur peut commodément l'actionner. Le dispositif d'affichage 200 A peut être sépa- ré du clavier 200 et être placé sur le tableau de bord du véhicule ou en tout autre endroit approprié o le conducteur peut l'apercevoir commodément. Le microcalculateur 100 peut être placé sur la surface arrière du clavier 200 ou en tout autre endroit approprié. On va décrire de façon détaillée le clavier 200 en se référant à la figure 4. On voit que le dispositif d'affi- 2459451I chage 200 représenté comprend 7 ou 9 tubes segmentaires indi- cateurs de chiffres (digitrons). La première section A1 à deux chiffres sert à indiquer l'une des données prévues et la seconde section A2 à un chiffre est vide. La section A3 contiguë à la section A2 sert à indiquer le symbole + ou - lorsque la valeur de la donnée affichée sur la première sec- tion A1 est supérieure ou inférieure à celle d'une donnée calculée correspondante et la dernière section A4 à quatre chiffres sert à l'indication de résultats calculés. L'ensemble lo 200 de touches comporte une touche de fonction d'instrument de navigation "NAVI", des touches de chiffres "0" à "9", tune touche "C" d'annulation d'indication, et une touche "S"' de mise à l'état "l"/mise en route. Les lampes indicatrices d'unités sont désignées par les lettres "KM", "KM/H", "H" et "M" et s'éclairent en fonction de la nature de chaque donnée affichée pour indiquer si la donnée est affichée en kilomètre, km/heure, heure et minute, respectivement. On va décrire en se référant à la figure 5, la marche à suivre pour actionner le clavier 200. A titre d'exemple, on va supposer qu'une vitesse moyenne de 48 km/heure a été établie antérieurement et qu'une autre vitesse moyenne de 55 km/heure doit être établie. En premier lieu, on enfonce la clef de fonction "NAVI" pour effa- cer les données antérieures et pour placer l'instrument de navigation en attente. On enfonce alors la touche chiffre "5" pour afficher un chiffre "5" sur la première place de la section A1 à deux chiffres, puis on enfonce de nouveau la touche chiffre "5" pour afficher un chiffre "55" sur la section A1. Quand on enfonce la touche mise à l'état "l"/démarrage "S" après que la vitesse moyenne vient d'être établie, les calculs sont exécutés dans le microcalculateur 100 chaque fois que l'occasion se pré- sente en ce qui concerne la vitesse moyenne de 55 km/heure nouvellement prévue et le résultat calculé, comme par exemple un écart relatif à la distance parcourue (+2,1 km dans le cas représenté), une vitesse moyenne (46 km/heure dans le cas re- présenté) du véhicule, et un écart relatif au temps de parcours (2 minutes dans le cas représente) sont affichés de façon séquen- tielle à un intervalle de temps prédétermine. Préalablement à la description détaillée des modes de réalisation préférés de la présente invention, on va expliquer en se référant à la figure 6 le calcul de la vitesse moyenne du véhicule ainsi que des écarts ou différences relatifs à la distance parcourue et au temps de parcours en fonction de la vitesse moyenne prévue du véhicule ainsi que la distance par- courue et du temps de parcours détectés. On va supposer que X est la distance parcourue par le véhicule à un moment T, AX est l'écart entre la distance parcourue X et la distance de parcours prévue, et AT est l'écart entre le temps de parcours T et un temps prévu, la vitesse moyenne de parcours V et les écarts relatifs à la distance de parcours et au temps de par- cours X et T sont exprimés comme suit: V = X/T........ (1) AX = Vs T - X........ (2) AT = T - X/Vs = AX/Vs........ (3) o Vs est une vitesse moyenne prévue. En se référant à la figure 7, on voit que l'on y a représenté de façon plus détaillée un mode de réalisation pré- féré de la présente invention. Le détecteur Il de distance comprend un générateur 10 d'impulsions destiné à fournir une impulsion chaque fois que le véhicule parcourt une certaine distance constante et un premier compteur 14 pour compter les impulsions qu'il reçoit du générateur 10 d'impulsions. Le pre- mier compteur 14 comprend un circuit de commutation 17 et com- porte une fonction de comptage/ décomptage. Quand le circuit de commutation 17 est permuté sur le c8té comptage, le premier compteur 14 effectue un comptage et, dans le cas contraire, le premier compteur effectue un décomptage. Le détecteur 13 de temps comprend un générateur 12 d'impulsions d'horloge compre- nant un oscillateur à cristal et un second compteur 16 destiné à compter les impulsions d'horloge qu'il reçoit du générateur 12 d'impulsions d'horloge. Un dispositif 18 d'établissement de vitesse prévue est utilisé pour établir une vitesse moyenne prévue Vs. Les signaux de sortie du détecteur ll de distance, du détecteur 13 de temps et du dispositif 18 d'établissement de vitesse sont appliqués à un dispositif arithmétique 30. Le dis- positif arithmétique 30 comprend un premier diviseur 31 ser- vant à diviser le signal de sortie (distance parcourue X) du premier compteur 14 par la sortie (temps de parcours T) du du second compteur 16 de manière à fournir une vitesse moyenne V de véhicule, un multiplicateur 32 pour multiplier le signal de sortie T du second compteur 16 par la sortie (vitesse prévue Vs de véhicule) du dispositif 18 d'établissement de vitesse de manière à fournir une ds tance de parcours prévue Vs T, un soustracteur 33 pour soustraire le signal de sortie X du premier compteur l1 du signal de sortie Vs T du multi- plicateur 32 de manière à fournir un écart de distance par- courue AX(Vs T - X), un second diviseur 34 pour diviser le signal de sortie M: du soustracteur 33 par le signal de sortie Vs du dispositif 18 d'établissement de vitesse, de manière à fournir un écart de temps de parcours AT = AX/Vs, et des cir- cuits de mémorisation momentanée 35, 36 et 37 pour emmagasi- ner momentanément les signaux de sortie V, AX et AT des cir- cuits arithmétiques 31, 33 et 34, respectivement. Les contenus des circuits de mémoire 35; 36 et 37 sont appliqués à un dispositif 40 de commande d'affichage qui com- prend un multiplexeur 42 servant de sélecteur de données pour effectuer une sélection séquentielle du signal de données bi- naire codé décimal (BCD) qu'il reçoit des circuits de mémoire , 36 et 37, et un dispositif de décodage/commande 44 pour transformer les signaux de données BCD choisis en signaux de données décimaux de manière à commander des tubes déterminés d'indication de chiffres du dispositif d'affichage 200A. La cadence de l'opération arithmétique de chaque circuit arithmé- tique et la cadence de fonctionnement de chaque circuit de mémoire sont commandées par un circuit de commande arithméti- que 60. Le premier compteur 14 comprend également un compara- teur numérique 19. Quand le premier compteur 14 émet un zéro, le comparateur numérique 19 émet un signal. Le signal du com- parateur est appliqué à un circuit-porte 21 interposé entre le générateur 10 d'impulsions et le premier compteur 14. En ré- ponse au signal du comparateur, le circuit-porte 21 se ferme pour interrompre le signal d'impulsions appliqué au premier compteur 14. Des signaux F1 et F2 de clignotement de zéro sont appliqués au multiplexeur 52 tandis que des signaux fl et f2 sont appliqués au multiplexeur 52 respectivement à partir du circuit de commutation 17 et du comparateur numérique 19, ceci ayant pour effet que le dispositif de décodage/commande 54 commande des tubes déterminés d'indication de chiffres du dispositif d'affichage 200A à des intervalles relativement courts tels qu'un intervalle inférieur à 0,5 seconde, de sorte que les chiffres "0" définis apparaissent de façon clignotante. Au lieu de signaux F1 et F2 de clignotement de zéro, un signal de neutralisation BL peut être appliqué au multiplexeur 52 et, dans ce cas, le multiplexeur 52 empêche la fonction de décodage du dispositif de décodage/commande 54, de sorte qu'aucune in- dication n'apparatt sur le dispositif d'affichage 200A bien que les signaux fl et f2 soient appliqués respectivement au multiplexeur à partir du circuit de commutation 17 et du cir- cuit numérique 19. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'appa- reil selon la présente invention. Le conducteur actionne la touche de fonction "NAVI" de manière à placer l'instrument de navigation en l'état de veille. L'opérateur actionne alors certaines touches de chiffres pour établir une vitesse prévue, par exemple 50 km/heure, dans le dispositif 18 d'établisse- ment de vitesse, puis il actionne un circuit 20 de mise à l'état "l"/démarrage pour annuler les états remis à zéro des premier et second compteurs 14 et 16. Le diviseur 31 divise le contenu X du premier compteur 14 par le contenu T du second compteur 16, de manière à fournir une vitesse moyenne X/T de véhicule qui est emmagasinée dans le circuit 35 de mémorisation temporaire. Le multiplicateur 22 multiplie le signal de sortie Vs du dispositif 18 d'établissement de vitesse par le contenu T du second compteur 16, de manière à fournir une distance de parcours prévue Vs T qui est appliquée au soustracteur 33. Le soustracteur 33 soustrait le contenu X du permier compteur 14 du signal de sortie Vs T du multiplicateur 33 de manière à fournir un écart de distance de parcours AX = Vs T - X qui est emmagasiné dans le circuit 36 de mémorisation temporaire. Le second diviseur 34 divise le signal de sortie AX du soustrac- teur 33 par le signal de sortie Vs du dispositif 18 d'établis- sement de vitesse de véhicule de manière àfournir un écart de temps de parcours AT qui est emmagasiné dans le circuit 37 de mémorisation temporaire. On va supposer maintenant que le véhicule se déplace du point A au point D en passant par les points B et C, comme représenté sur la figure 8, et que les distances Jusqu'aux points suivants respectifs sont L1 à L3 et on va supposer en outre que la distance entre le point B et le point E est L4. Au point de départ A, on actionne l'interrupteur 20 de mise à l'état "l"/démarrage, de manière à mettre en fonetion l'ins- trument de navigation. Le premier compteur 14 commence alors à compter de façon additive la distance du traJet. Quand le véhi- cule arrive au point E en passant par le point B, le compteur 14 a compté la distance L1 + L4. Au point E, on actionne l'in- terrupteur 17 et le compteur 14 passe en mode de comptage sous- tractif de manière à décompter la distance du trajet. A ce moment, par suite de l'application du signal fil au multiplexeur 42, le signal F1 de clignotement de zéro ou le signal de neu- tralisation BL est appliqué au multiplexeur 42 de manière à indiquer sur le dispositif d'affichage 50 que le premier comp- teur 14 fonctionne en décompteur. Quand le véhicule atteint de nouveau le point B, la distance comptée est L1+L4-L4 = L1. A ce moment, on actionne de nouveau l'interrupteur 17 pour que le compteur compte de façon additive la distance du trajet. Le compteur compte alors de façon additive la distance du trajet jusqu'au point D. L'instrument de navigation selon la présente invention peut donc mesurer exactement la distance du parcours prévu. Il en résulte que malgré une erreur de parcours, le circuit arithmé- tique 30 calcule exactement la vitesse moyenne du véhicule, l'écart entre la distance parcourue et la distance prévue,et l'écart entre le temps du parcours et le temps prévu en se basant sur le contenu des premier et second compteurs 14 et 16, et le dispositif d'affichage peut donc afficher le résultat exact du calcul en vue d'une surveillance. Par contre, si on n'actionne pas l'interrupteur 17 au point B et que, par conséquent, le premier compteur 14 continu de fonctionner de façon soustractive, la distance du traJet continue d'être décomptée. En un point éloigné du point B d'une distance L1, le contenu du compteur devient nul. En réponse au zéro apparaissant à la sortie du compteur 14, le comparateur numérique 19 émet le signal f2. Le signal est appliqué au cir- cuit-porte 21 de manière à empocher les impulsions émises par le générateur 10 d'impulsions de parvenir au compteur 14. En même temps, le signal f2 est également appliqué au multiplexeur 42. En réponse au signal f2, le multiplexeur 42 choisit le si- gnal F2 de clignotement de zéro ou le signal de neutralisation BL. De préférence, l'affichage de l'arrêt du fonctionnement est différent de celui indiquant le décomptage de la distance parcourue. Par exemple, il est possible que l'un ou l'autre des signaux F1 ou F2 soit substitué au signal BL. Par exemple, quand le signal fl est appliqué au multiplexeur 42, celui-ci choisit le signal F1 et lorsque le signal f2 est appliqué, le multiplexeur choisit le signal BL. Bien que, dans l'exemple décrit, pour indiquer le décomptage de la distance parcourue et l'arrêt de l'opération de la navigation, on utilise le dispositif d'affichage 50, on pourrait utiliser une lampe indicatrice ou un système sonore d'avertissement. En outre, il est possible d'arrêter l'opération de navigation à une valeur voulue du contenu du compteur. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif, et que des variantes ou des modifications peuvent y être appor- tées dans le cadre de la présente invention. il REVENDICATIONS 1. Instrument de navigation, caractérisé par le fait qu'il comprend: un moyen (11) de détection de distance pour détecter la distance que parcourt un véhicule à partir d'un point de départ, ledit détecteur comprenant un moyen (17) pour commuter le fonctionnement du déctecteur entre un mode de comptage additif et un mode de comptage soustractif; un moyen (13) de détection de temps pour détecter le temps pendant lequel se déplace le véhicule a un moyen (18) pour établir une vitesse moyenne prévue du véhicule un moyen arithmétique (30) pour calculer la vitesse de déplacement du véhicule, l'écart entre la distance parcourue et une distance prévue ainsi que l'écart entre le temps du parcours et un temps prévu; et un moyen (50, 200A) pour afficher le résultat du calcul dudit moyen arithmétique. 2. Instrument de navigation suivant le ravendication 1, caractérisé par le fait que ledit détecteur (11) de distance comprend un moyen (21) pour arrêter l'opération de navigation lorsque ledit détecteur de distance décompte la distance parcourue jusqu'à une valeur donnée. 3. Instrument de navigation suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit moyen (17) de commutation engendre un premier signal (f1) lorsque ledit moyen de détection de distance fonctionne de façon soustractive, ledit premier signal étant appliqué dudit moyen d'affichage pour indiquer que la distance parcourue est décomptée. 4. Instrument de navigation suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit moyen (21) d'arrêt d'opération de navi- gation engendre un second signal (f2) lorsque ledit moyen de détection de distance décompte la distance parcourue jusqu'à ladite valeur donnée, ledit second signal étant appliqué audit moyen d'affichage pour indiquer que l'opération de navigation est arrêtée. - 5. Instrument de navigation destiné à être utilisé avec un véhicule routier, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen (11) de détection de distance engendrant un signal indi- quant la distance parcourue par le véhicule à partir d'un point de départ un moyen (17) de commutation pour commuter le fonctionnement dudit moyen de détection de distance entre un mode de comptage et un mode de comptage soustractif; un moyen (13) de détection de temps engendrant un signal indiquant le temps mis par le véhicule pour parcourir ladite distance; un moyen (18) d'établissement de vitesse engendrant un signal in- diquant une vitesse moyenne prévue; un moyen arithmétique (30) qui est sensible auxdits signaux indi- quant la distance et le temps de parcours du véhicule ainsi qu'audit signal indiquant la vitesse moyenne prévue et qui engendre trois signaux d'infor- mation indiquant la vitesse moyenne du véhicule, l'écart entre la distance parcourue et une distance prévue, l'écart entre le temps de parcours et un temps prévu un moyen (40, 42) de sélection de signal sensible à un signal de commande sélection d'information dudit moyen arithmétique et mettant séquen- tiellement un des trois signaux d'information précités dudit moyen arithmé- tique; et un moyen (50, 200A) d'affichage sensible à chaque signal qui lui est appliqué par ledit moyen de sélection de signaux pour afficher l'infor- mation représentée par le signal. 6. Instrument de navigation suivant le revendication 5, caractérisé par le fait que ledit détecteur (il) de distance comprend un moyen (21) pour arrêter l'opération de navigation lorsque ledit détecteur de distance (11) décompte la distance parcourue jusqu'à une valeur donnée. 7. Instrument de navigation suivant les revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que ledit moyen (17) de commutation engendre un premier signal (fl) lorsque ledit moyen de détection de distance fonctionne de façon soustractive, ledit premier signal (f1) étant appliqué audit moyen - (50, 200A) d'affichage pour indiquer la distance parcourue décomptée. 8. Instrument de navigation suivant les revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que ledit moyen (21) d'arrêt d'opération de navi- gation engendre un second signal (f2) lorsque ledit moyen de détection de distance décompte la distance parcourue jusqu'à ladite valeur donnée, ledit second signal (f2) étant appliqué audit moyen-(50, 200A) d'affichage pour indiquer que l'opération de navigation est arrêtée.