Brevet FR2459453A1 — publié le 19810109

Instrument de navigation. La présente invention se rapporte à un instrument de navigation conçu pour être monté sur des véhicules rou- tiers tels que des voitures de rallye, des autobus et des camions utilisés sur un parcours régulier, etc... Un instrument de navigation a été incorporé au vé- hicule routier afin de calculer et d'afficher les conditions de marche du véhicule par rapport aux conditions prévues pour permettre au conducteur d'arriver à destination en temps vou- lu. Afin de mieux faire comprendre l'instrument de na- vigation, on décrira plus en détail son principe. En supposant que T désigne le temps de marche, X la distance parcourue, et Vs la vitesse moyenne de marche du vé- hicule, on obtient la relation suivante T = X/Vs En partant de l'équation ci-dessus, l'écart de la distance parcourue AX et l'écart du temps de marche AT sont calculés au moyen des équations suivantes T = T - X/Vs (1) X = AT x Vs (2) la Les données indiquant les écarts de/distance parcou- rue et du temps de marche sont affichées sur l'unité d'affi- chage associée à l'instrument de navigation. La figure 1 représente un graphique illustrant sché- matiquement un exemple de variation de la vitesse réelle de marche par rapport à la vitesse moyenne de marche du véhicule Vs. Comme on peut le voir d'après la figure 1, si la vitesse réelle de marche est maintenue de telle manière que sa valeur soit égale à la vitesse moyenne de marche du véhicule Vs, in- dépendamment du temps, la distance parcourue X augmentera sui- vant une relation linéaire. Cependant, comme le représente la figure 1, la vi- tesse réelle de marche varie par rapport à la vitesse moyenne de marche Vs. Par conséquent, au tempsT = T1 par exemple, l'é- cart de la distance parcourue et l'écart du temps de marche s'expriment respectivement par AX1 et AT1, comme le montrent les équations (1) et (2). La figure 2 illustre plus en détail un exemple de réalisation de l'instrument classique de navigation. Le détec- teur 10 de distance comprend un générateur 12 d'impulsions qui crée une impulsion chaque fois que le véhicule parcourt une distance constante, et un premier compteur 14 qui compte l'im- pulsion qui lui est envoyée par le générateur 12 d'impulsions. Le détecteur 20 de temps comprend un générateur 22 d'impul- sions d'horloge qui comporte un oscillateur à cristal et un deuxième compteur 20 pour compter les impulsions d'horloge qui lui sont envoyées pael îgénérateur 22 d'impulsions d'hor- loge. Une unité 30 de réglage /vitesse programmée est prévue pour régler une vitesse moyenne programmée. Un interrupteur de commande est prévu pour charger ou introduire dans une première mémoire (qui sera décrite un peu plus loin) la vites- se moyenne du véhicule réglée par l'unité 30 de réglage. Les sorties du détecteur 10 de distance, du détecteur 20 de temps, de l'unité 30 de réglage de la vitesse et de l'interrupteur de commande sont connectées à une unité de calcul 100. Cet- te dernière comprend un premier diviseur 51 qui divise la sortie (distance parcourue X) venant du premier compteur 14 par la sortie (temps de marche T) venant du deuxième compteur 24 afin de fournir la vitesse moyenne V du véhicule, un deu- xième diviseur 52 qui divise la sortie (distance parcourue X) venant du premier compteur 14 par la sortie (vitesse moyenne de marche Vs) venant de la mémoire 42, un soustracteur 53 qui soustrait la sortie venant du deuxième diviseur 52 de la sor- tie venant du deuxième compteur 24 afin de fournir l'écart de temps de marche,T = T - X/Vs, et un multiplicateur 54 qui multiplie la sortie Vs de la mémoire 42 par la sortie (t = T - X/Vs) du soustracteur 53 afin de fournir l'écart de la distan- ce parcourue A X = AT x Vs. La référence 60 désigne un moyen formant sélecteur de signaux,sensible à une commande de sélection de données venant de l'unité de calcul 100, et sortant séquentiellement l'un des trois signaux de données V, a X et A T venant de l'unité de calcul 100. De manière plus détaillée, le moyen 60 formant sé- lecteur de signaux comprend un multiplexeur 62 et un circuit 64 de sélection créant un signal f de sélection des données conformément à la commande du sélecteur de données. Le multi- plexeur 62 sort séquentiellement l'un des trois signaux de données V, t X et AT qui lui sont envoyés sous forme d'entrées en parallèle conformément au signal f de sélection des données. La référence 70 désigne une unité d'affichage 70 constituée d'un indicateur numérique dont les chiffres com- prennent sept segments. L'unité d'affichage 70 indique le contenu représenté par le signal envoyé par le moyen 60 for- mant sélecteur de signaux. En fonctionnement, avant que le véhicule démarre, on ferme l'interrupteur 40 de commande. Le premier compteur 14 et le deuxième compteur 24 sont ainsi remis à zéro. En même temps, les données indiquant la vitesse moyenne de mar- che du véhicule réglée par l'unité 30 de réglage, sont stoc- kées dans la mémoire 42. Lorsque le véhicule démarre, le pre- mier compteur 14 compte les impulsions créées chaque fois que le véhicule avance d'une distance constante, et il crée un signal de sortie indiquant la distance parcourue X par le véhicule depuis son point de départ. Le deuxième comp- teur 24 compte les impulsions de référence de temps créées à intervalleconstant, et il produit un signal de sortie re- présentant le temps de marche du véhicule depuis son point de départ. Ces sorties X et T du premier et du deuxième comp- teurs sont introduites dans le premier diviseur 51. On obtient donc une donnée indiquant un temps moyen X/VIs. Cette donnée indiquant le temps moyen X/Vs et la donnée représentant le temps T sont appliquées au soustracteur 53. On obtient donc l'écart de temps de marche AT = T - X/Vs. D'autre part, la sortie A T du soustracteur 53 et la vitesse moyenne Vs de marche du véhicule venant de la mémoire 42 sont introduites dans le multiplicateur 54. On obtient ainsi à la sortie du multiplicateur 54 une donnée A X = a T.Vs qui représente l'é- cart de la distance parcourue. Ces données V, AT et aX sont introduites dans le multiplexeur 62. Ce dernier envoie sélectivement chaque don- née V, à T et AX à l'unité 70 d'affichage conformément au signal f de sélection des données du circuit 64 de sélection. Ces données V, A T et ZIX sont donc affichées sur l'unité 70 d'affichage. On doit bien noter que l'unité 100 de calcul et le moyen 60 formant sélecteur de signaux peuvent être constitués d'un circuit numérique ou analogique. Cependant, dans l'instrument classique de navigation, lorsque la vitesse moyenne de marche du véhicule est nouvelle- ment réglée, les informations stockées dans le premier et dans le deuxième compteurs 14 et 24, sont supprimées par l'o- pération de commande de l'interrupteur 40 de commande. En conséquence, les données représentant l'écart de la distance parcourue ^X et l'écart du temps de marche z&T, au moment o la vitesse moyenne de marche du véhicule est modifiée, deviennent périmées. Par exemple, dans un rallye, on demande au conduc- teur de conduire son véhicule à une vitesse indiquée,sur plusieurs tronçons à vitesse imposée. Dans ce cas, avec l'ins- trument classique de navigation, il faut que le conducteur prenne note des données qui indiquent l'écart de la distance parcourue et le temps de marche pour chaque tronçon parcouru. Lorsque le conducteur désire connaître les écarts cumulés à un moment donné, il doit calculer les écarts cumulés en se basant sur chaque donnée décrite dans la note et sur la don- née indiquée sur l'unité d'affichage. Ces calculs manuels en vue d'obtenir les écarts cumulés seront très ennuyeux pour le conducteur. Etant donné ce qui précède, la présente invention a pour objet de fournir un instrument perfectionné de naviga- tion qui permet de calculer et d'afficher les valeurs cumu- lées des écarts de distance parcourue et de temps de marche lorsque la vitesse moyenne du véhicule est modifiée en cours de trajet. Un autre objet de la présente invention est de fournir un instrument perfectionné de navigation dans lequel une unité de calcul comprend des moyens pour cumuler les é- carts de distance parcourue et de temps de marche afin d'a- jouter l'écart de distance parcourue et de temps de marche par rapport à la vitesse moyenne initialement réglée, aux écarts-de la distance parcourue et du temps de marche qui ap- paraissent chaque fois que la vitesse moyenne est modifiée, ce qui permet au conducteur de connaître facilement les écarts cumulés. La présente invention sera bien comprise à la lectu- re de la description suivante faite en relation avec les des- sins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est un graphique illustrant la varia- tion de la vitesse réelle de marche par rapport à la vitesse moyenne de marche du véhicule, et le moyen- de trouver l'é- cart de la distance parcourue et du temps de marche; - la figure 2 est un organigramme illustrant schéma- tiquement la structure de base de l'instrument classique de navigation; - la figure 3 est un organigramme illustrant sché- matiquement la structure de base de l'instrument de navigation qui fait l'objet de la présente invention; - la figure 4 est un graphique analogue à celui de la figure 1 et il illustre le moyen de trouver, avec l'instru- ment de navigation suivant la présente invention, les écarts cumulés de distance et de temps lorsque la vitesse moyenne du véhicule est modifiée; et - la figure 5 est une modification de la structure de circuitutilisée pour remplacer le générateur d'impulsions d'horloge et le deuxième compteur représentés à la figure 3. On se reportera à la figure 3 qui illustre, sous forme d'organigramme, un exemple de réalisation de l'instru- ment de navigation suivant la présente invention. On ne décri- ra pas les pièces qui sont identiques ou analogues à celles de la figure 2. La caractéristique principale du montage de la figu- re 3 est la suivante: l'unité de calcul 100 comprend un moyen de cumul des écarts de la distance parcourue afin d'ajouter l'écart de la distance parcourue par rapport à la vitesse mo- yenne initialement réglée par l'unité 30 de réglage, aux é- carts de la distance parcourue apparaissant chaque fois que la vitesse moyenne est modifiée, et pour introduire dans l'u- nité 70 d'affichage, par l'intermédiaire du moyen 60 sélecteur de signaux, les données représentant l'écart cumulé de la dis- tance parcourue. L'unité de calcul 100 comprend en outre un moyen 90 de cumul des écartsdu temps de marche afin d'ajouter l'écart du temps de marche par rapport à la vitesse moyenne initiale- ment réglée par l'unité de réglage, aux écarts de la distance parcourue apparaissant chaque fois que la vitesse moyenne est modifiée, et pour introduire dans l'unité 70 d'affichage, par l'intermédiaire du moyen 60 sélecteur de signaux, les données représentant l'écart cumulé du temps de marche. Dans l'exemple de réalisation, l'instrument de na- vigation suivant la présente invention est équipé d'un inter- rupteur 110 d'effacement en plus de l'interrupteur 40 de com- mande. On décrira maintenant en détail le moyen 80 de cumul des écarts de distance parcourue. Le moyen 80 de cumul des écarts de la distance par- courue comprend un premier additionneur 81 et une deuxième mémoire 82 reliée à ce dernier par un montage anti-parallèle. Plus précisément, le premier additionneur 81 est pourvu d'une borne d'entrée à laquelle est appliqué un écart tiX de la dis- tance parcourue venant du multiplicateur 54, et une autre bor- ne d'entrée à laquele est appliquée l'information enregistrée dans la deuxième mémoire 82. Comme le montre la figure 3, la deuxième mémoire 82 est mise dans l'état de validation d'é- criture lorsque l'interrupteur 40 de commande est fermé. L'in- formation enregistrée dans la deuxième mémoire 82 est effacée lorsque l'interrupteur 110 d'effacement est fermé. On doit bien noter que l'information enregistrée dans la deuxième mé- moire 82 n'est pas appliquée à l'entrée du premier addition- neur 81 avant que la vitesse moyenne Vs du véhicule soit modi- fiée. De même, on décrira en détail le moyen 90 de cumul des écarts du temps de marche. Le moyen 90 de cumul des écarts du temps de mar- che comprend un deuxième additionneur 81 et une troisième mé- moire 92 reliée à ce dernier par un montage anti-parallèle. Plus précisément, le deuxième additionneur 91 est pourvu d'une borne d'entrée à laquelle est appliqué un écart AT du temps de marche venant du soustracteur 53, et une autre borne d'en- trée à laquelle est appliquée l'information enregistrée dans la troisième mémoire 92. Comme la deuxième mémoire 82, la troisième mémoire 92 est mise dans l'état de validation d'é- criture lorsque l'interrupteur 40 de commande est fermé. L'in- forma-tion enregistrée dans la troisième mémoire 92 est effa- cée lorsque l'interrupteur 110 d'effacement est fermé. On doit bien noter que l'information enregistrée dans la troisième mé- moire 92 n'est pas applicfuée à l'entrée du deuxième addition- neur 91 avant que la vitesse moyenne Vs du véhicule soit mo- difiée. En outre, comme on le comprendra d'après le fonc- tionnement de l'instrument de navigation suivant la présente invention, le premier et le deuxième compteurs 14 et 24 peu- vent être mis à zéro par les sorties logiques OU de l'inter- rupteur 40 de commande et de l'interrupteur 110 d'effacement. Dans ce but, une porte OU 44 est prévue dans l'unité 100 de calcul. On décrira maintenant le fonctionnement de l'instru- ment de navigation suivant la présente invention en se repor- tant au montage de la figure 3 et au graphique représenté à la figure 4. Au point de départ, la valeur Vs1 réglée initiale- ment par l'unité 30 de réglage, est enregistrée dans la mé- moire 42 par la fermeture de l'interrupteur 40 de commande. En même temps ou ensuite, on ferme l'interrupteur 110 d'effa- cement. Le contenu de chacun des premier et deuxième compteurs 14 et 24, est ainsi effacé. De plus, en réponse à la manoeuvre de l'interrupteur 110 d'effacement, les contenus de la deuxiè- me et de la troisième mémoires 82 et 92 sont effacés. En ou- tre, conformément à la manoeuvre de l'interrupteur 40 de com- mande, la deuxième et la troisième mémoires 82 et 92 sont mi- ses dans l'état de validation d'écriture. Lorsque le véhicule démarre après que l'opération d'initialisation a été effectuée, le premier et le deuxième compteurs 14 et 24 commencent à compter les données repré- sentant respectivement la distance parcourue et le temps de marche. Comme on peut le comprendre d'après la description faite à propos de l'instrument classique de navigation repré- senté à la figure 2, le multiplicateur 54 et le soustracteur 53 sortent respectivement l'écart LX de distance parcourue et l'écart AT de temps de marche. Ces données représentant les écarts de distance parcourue et de temps de marche sont affichées de manière sélective sur l'unité 70 d'affichage par l'intermédiaire du multiplexeur 60. On supposera maintenant qu'une nouvelle vitesse moyenne Vs2 du véhicule est réglée dans l'unité 30 de régla- ge par la manoeuvre de l'interrupteur 40 de commande au temps Tc. Comme on peut le voir d'après la vitesse réelle de marche représentée à la figure 4, la distance parcourue au temps Tc est exprimée par Dc. L'écart du temps de marche ATm = Tc - Dc/Vs1 et l'écart de la distance parcourue aXm = àT x Vs1 au moment o la vitesse moyenne du véhicule passe de V1 à V2, sont enregistrés respectivement dans les mémoires 92 et 82. En même temps, les contenus des compteurs 14 et 24 sont ef- facés. A partir de ce moment, une nouvelle mesure des écarts est effectuée sur la base de la vitesse moyenne nouvellement réglée Vs2 du véhicule. En conséquence, lorsque le temps de marche est T2, l'écart du temps de marche A T2 = (T2 - Tc) - (D2 - Dc)/Vs2 + ATm et l'écart de la distance parcourue 2 [(T2 - TC) Vs2 - (D2 - Dc)] +ÀATm sont sortis des ad- ditionneurs 81 et 83. Les données fournies par les écarts cu- mulés apparaissant avant que la vitesse moyenne de marche du véhicule soit modifiée, sont affichées sur l'unité 70 d'affi- chage. On se reportera maintenant à la figure 5 qui illus- tre une modification du montage, utilisée pour remplacer le générateur 22 d'impulsions d'horloge et un deuxième compteur 24 représenté à la figure 3. De manière plus détaillée, le montage réalisé sui- vant le présent exemple comprend un générateur 222 d'impul- sions d'horloge et un soustracteur 226 dont une borne d'entrée est connectée directement à la borne de sortie du générateur 222 d'impulsions d'horloge, et dont l'autre borne d'entrée est connectée, par l'intermédiaire d'une mémoire 224, à la borne de sortie du générateur 222 d'impulsions d'horloge. La mémoire 224 est mise dans l'état de validation d'écriture par la sortie logique OU de l'interrupteur 40 de commande et de l'interrupteur 110 d'effacement. Grâce au montage ci-dessus, le moment auquel l'interrupteur 40 de commande ou l'interrup- teur 110 d'avancement est fermé, est enregistré dans la mémoi- re 224. En conséquence, on peut calculer le temps passé en faisant la différence entre le temps présent donné par le gé- nérateur 222 d'impulsions d'horloge et la sortie de la mémoi- re 224. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au con- traire susceptible de variantes et de modifications qui appa- raitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Instrument perfectionné de navigation conçu pour être monté sur un véhicule routier, comprenant a) un moyen (10) détecteur de distance créant un signal qui indique le distance parcourue par le véhicule depuis un point de départ, b) un moyen (20) détecteur de temps créant un signal qui indique le temps nécessaire au véhicule pour parcourir cette distance, c) un moyen (30) de réglage de la vitesse créant un signal qui indique une vitesse moyenne prévue, d) un moyen (100) de calcul sensible aux signaux qui indiquent la distance parcourue par le véhicule et le temps de marche, et au signal qui indique la vitesse moyenne prévue, ce moyen (100) créant trois signaux de données qui indiquent la vitesse moyenne du véhicule, l'écart (AX) de la distance parcourue par rapport à la distance prévue, et l'écart (AT) du temps de marche par rapport au temps prévu, e) un moyen (60) sélecteur de signaux sensible à la commande du sélecteur de données venant du moyen de calcul, et sortant séquentiellement l'un des trois signaux (V, AV, AT) de données venant du moyen de calcul, f) un moyen (70) d'affichage sensible à chaque signal qui lui est appliqué depuis le moyen sélecteur de signaux afin d'afficher le contenu représenté par le signal; cet instrument de navigation étant caractérisé en ce que l'unité de calcul comprend 1) un moyen (80) de cumul des écarts de distance parcourue afin d'ajouter l'écart de la distance parcourue par rapport à la vitesse moyenne initialement réglée par l'unité de réglage, aux écarts de la distance parcourue apparaissant chaque fois que la vitesse moyenne est modifiée, et pour introduire dans le moyen d'affichage, par l'inter- médiaire du moyen sélecteur de signaux, les données représentant l'écart cumulé de la distance parcourue; et 2) un moyen (90) de cumul des écarts du temps de marche afin d'ajouter l'écart du temps de marche par rapport à la vitesse moyenne initialement réglée par l'unité de réglage, aux écarts de la distance parcourue apparaissant chaque fois que la vitesse moyenne est modifiée, et pour introduire dans le moyen d'affichage, par l'intermédiaire du moyen sélecteur de signaux, les données représentant l'écart cumulé du temps de marche. 2. Instrument de navigation conçu pour être monté sur un véhicule routier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de calcul comprend en outre un premier compteur (14) pour compter les impulsions venant du détecteur de distance qui est constitué d'un géné- rateur d'impulsions fournissant une impulsion chaque fois que le véhicule parcourt une distance constante. 3. Instrument de navigation conçu pour être monté sur un véhi- cule routier suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de calcul comprend en outre un deuxième compteur (24) pour compter les impulsions venant du moyen détecteur de temps qui est constitué d'un générateur d'impulsions d'horloge. 4. Instrument de navigation conçu pour être monté sur un véhi- cule routier suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre in interrupteur (40) de commande pour charger la valeur réglée par l'unité de réglage. 5. Instrument de navigation conçu pour être monté sur un véhi- cule routier suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de calcul comprend en outre une première mémoire (42) dans laquelle est enregistrée la vitesse moyenne réglée par l'unité de réglage de la vitesse, lorsque l'interrupteur de commande est fermé. 6. Instrument de navigation conçu pour être monté sur un véhi- cule routier suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un interrupteur d'effacement (110). 7. Instrument de navigation conçu pour être monté sur un véhi- cule routier suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le premier et le deuxième compteurs sont remis à zéro par les sorties logiques OU (44) de l'interrupteur de commande et de l'interrupteur d'avancement. 8. Instrument de navigation conçu pour être monté sur un véhi- cule routier suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de cumul des écarts de la distance parcourue comprend un premier addi- tionneur (81) à une borne d'entrée duquel est appliquée une donnée indiquant l'écart de la distance parcourue par rapport à la vitesse moyenne initialement réglée par l'unité de réglage, et à l'autre borne d'entrée duquel est appliquée une donnée enregistrée dans une deuxième mémoire (82), cette deuxième mémoire étant connectée à la borne de sortie du premier additionneur tandis que sa borne de sortie est connectée à la borne d'entrée du premier additionneur, cette deuxième mémoire pouvant être mise à zéro par l'interrupteur d'effacement et mise dans l'état de validation d'écriture par l'interrupteur de commande. 9. Instrument de navigation conçu pour être monté sur un véhivule routier suivant la revendication 7, caractérisé en ce le moyen de cumul des écarts du temps de marche comprend un deuxième additionneur (91) à une borne d'entrée duquel est appliquée une donnée indiquant l'écart du temps de marche par rapport à la vitesse moyenne initialement réglée par l'unité de réglage, et à l'autre borne d'entrée duquel est appliquée une donnée enregistrée dans une troisième mémoire, cette troisième mémoire (92) étant connectée à la borne de sortie du deuxième additionneur tandis que sa borne de sortie est connectée à la borne d'entrée du deuxième additionneur, cette troisième mémoire pouvant être mise à zéro par l'interrupteur d'effacement et mise dans l'état de validation d'écriture par l'interrupteur de commande.