Brevet FR2461257A1 — publié le 19810130

La présente invention se rapporte aux systèmes de contrôle d'antipatinage et, plus particulièrement, à un dis- positif de production de signal de vitesse de roue destiné au contrô- le d'antipatinage. Au fur et à mesure que les systèmes de contrôle d'antipatinage sont devenus progressivement plus rapides et sophistiqués, ils ont évolué vers l'emploi de techniques de calcul numérique pour résoudre certaines équations nécessai- res à leur fonctionnement. En raison des nombreuses varia- bles rencontrées en termes de conditions de surface, de con- ditions atmosphériques, etc., et en raison des possibilités de calcul rapide disponibles, il est devenu de plus en plus important que le moyen sensible à la vitesse de roue ou de pneumatique ait une bonne résolution et un temps de réponse bref. Les systèmes de l'art antérieur ont fait usage de générateurs de signal de vitesse de roue qui sont en fait des alternateurs entraînés par la roue possédant un nombre notable de pôles, de sorte qu'ils engendrent un signal al- ternatif dont la fréquence instantanée est proportionnelle à la vitesse instantanée de la roue. Puisque les généra- teurs de signal vitesse doivent être aussi petits et lé- gers que possible, il existe naturellement une limite pra- tique quant au nombre de pôles, et donc de cycles par révo- lution de roue, qui peut être installé dans un tel alterna- teur. Cependant, une roue freinée peut modifier ses ca- ractéristiques de fonctionnement depuis une décélération ac- ceptable jusqu'à un patinage inacceptable au cours de quel- ques degrés de rotation, de sorte que même avec un nombre de pôles aussi élevé que 128 le nombre de cycles de signal disponible au moment d'un patinage pour produire un signal significatif est si faible que le système de contrôle asso- cié ne peut répondre rapidement. Durant ce temps, le pati- nage peut se poursuivre tel quel ou devenir pire avant qu' une correction quelconque puisse se produire. Par consé- quent, le capteur de vitesse de roue est maintenant recon- nu comme imposant un facteur de limitation important qui empêche l'amélioration des performances des systèmes de -2- contrôle d'antipatinage. Sur les dessins La Fig. 1 est un schéma synoptique d'un disposi- tif de détection de vitesse de roue selon l'invention asso- cié à un système de contrôle d'antipatinage; La Fig. 2 est un diagramme représentant un cer- tain nombre d'ondes produites et utilisées par l'agencement de la Fig. 1; et La Fig. 3 est un ordinogramme indiquant une mani- ère selon laquelle le signal délivré par l'agencement de la Fig. 1 peut être utilisé par un système de contrôle d'anti- patinage à microprocesseur. En se reportant maintenant à la Fig. 1, on y voit une roue 10 d'aéronef destinée à être contrôlée. Cette roue est connectée par une liaison mécanique à un alternateur 12 possédant un grand nombre de pôles qui produit un signal al- ternatif dont la fréquence varie avec sa vitesse de rota- tion. Le signal délivré par l'alternateur 12 est adressé à un dispositif de traitement de signal 14 qui le convertit en une série d'impulsions de capteur dont la largeur varie avec la fréquence de l'alternateur. Ces impulsions de capteur sont représentées schématiquement au-dessus d'un conducteur 16 branché entre le dispositif 14 et une entrée d'une porte ET 18. Une autre entrée de cette dernière est connectée de manière à recevoir des impulsions d'échantillonnage déli-- vrées par le système de contrôle d'antipatinage à micropro- cesseur 19. Le système de calcul de vitesse de roue calcule la vitesse de rotation et délivre à un calculateur ou un mi- croprocesseur une pluralité de facteurs numériques depuis lesquels le microprocesseur peut calculer un nombre repré- sentant la vitesse de roue moyennée sur une période d'échan- tillonnage. Ce nombre ou cette représentation numérique de vitesse de roue (ou de pneumatique) doit être la valeur ins- tantanée virtuelle destinée au calcul correct du contrôle d'antipatinage. Cette situation nécessite une valeur d'échan- tillonnage de vitesse de roue sur une période désirée. La limite inférieure de vitesse de roue ou de pneumatique pour laquelle l'antipatinage est exigé détermine la période d'échantillonnage du signal de capteur. Celle-ci est donnée par: -3- Période d'échantillonnage vn (1) avec v = limite inférieure de vitesse de roue ou de pneumatique pour laquelle le contrôle d'antipatinage est exigé en radians/seconde; et n = nombre d'impulsions par révolution du capteur de vitesse. Avec des entrées programmées pour v et n, tout microproces- seur approprié peut délivrer facilement l'impulsion d'échan- tillonnage désirée. Les impulsions d'échantillonnage prove- nant du système de contr8le 19 sont aussi appliquées à une entrée d'une seconde porte ET 20 qui reçoit en outre à une autre entrée des impulsions provenant d'une horloge rapide 22. Chacune des portes ET 18 et 20 ne délivre donc un si- gnal que durant la période d'une impulsion d'échantillonna- ge, la porte ET 18 ne délivrant des impulsions de capteur que durant la période d'échantillonnage et la porte ET 20 ne délivrant des impulsions d'horloge rapide que durant la période d'échantillonnage. Ces signaux sont représentés à la Fig. 2 avec le temps en abscisse et la période d'échan- tillonnage délimitée par deux lignes verticales largement espacées. Les impulsions de capteur sont figurées en (a) en relation de temps avec l'impulsion d'échantillonnage. Les impulsions de capteur adressées par la porte ET 18 sont ap- pliquées à une paire de générateurs d'impulsions à déclen- chement frontal 24 et 26, le générateur 24 répondant aux ex- cursions positives des impulsions de capteur en produisant de fines impulsions de marquage et le générateur 26 répon- dant aux excursions négatives des impulsions de capteur en produisant aussi de fines impulsions de marquage. Ces deux séries d'impulsions provenant des générateurs 24 et 26 sont adressées aux entrées d'une porte OU 28 qui les trans- met à un compteur 30 qui compte le nombre d'impulsions de marquage survenant durant la période d'une impulsion d'échan- tillonnage, à un compteur 32 pour le réarmer dans son état initial, et à un circuit bloqueur 34 qui change d'état lors de l'apparition du premier front d'une impulsion de capteur survenant durant la période d'échantillonnage. Avec 246 1257 -4- ce changement d'état, les impulsions d'horloge rapide sont vannées par une porte ET 36 qui les adresse à un compteur 38. A la fin de la période d'échantillonnage, le compteur 38 a compté le nombre d'impulsions d'horloge survenant de- puis le premier front d'impulsion de capteur (première im- pulsion de marquage) à l'intérieur de la période d'échan- tillonnage jusqu'à la fin de cette dernière, comme il est représenté en (c) à la Fig. 2. Les impulsions apparaissant à la sortie de la porte OU 28 pendant la période d'échantillonnage sont re- presentées en (b) à la Fig. 2. Les impulsions d'échantil- lonnage qui sont aussi appliquées à la porte ET 20 avec les impulsions d'horloge rapide transfèrent ces impulsions d'horloge au compteur 32 qui compte le nombre d'impulsions d'horloge survenant pendant la période d'échantillonnage. Puisque le compteur 32 est réarmé chaque fois qu'une imp- pulsion de capteur change d'état durant la période d'échan- tillonnage, le rôle de ce compteur consiste à procurer un comptage du nombre d'impulsions d'horloge survenant entre le dernier changement d'état d'impulsion de capteur (im- pulsion de marquage) et la fin de la période d'échantillon- nage. Ceci est représenté en (d) à la Fig. 2. A la fin de la période d'échantillonnage, tous les compteurs cessent leur comptage et maintiennent leur état en cours. Les compteurs sont-connectés à un bus de données du système de contrôle d'antipatinage 19 o leurs comptages sont transférés à la fin de chaque période d'échan- tillonnage. Le microprocesseur du système de contrôle cal- cule la vitesse de roue ou de pneumatique en utilisant l'équation suivante -1 Vitesse de roue = (compteur 38 - cpteur 32 K (2) ou de pneumatique compteur 30 - 1 avec K = nombre de radians par impulsion de capteur 2. période d'impulsions d'horloge Il est à remarquer que le terme "nombre de radians par im- pulsion de capteur" est réalisé par l'alternateur 12 et que le terme "période d'impulsionsd'horloge" est donné par la sortie de l'horloge rapide 22. Après le transfert des données des compteurs au -5- microprocesseur du système de contrôle 19, les compteurs et le bloqueur sont réarmés et une nouvelle période d'échantil- lonnage débute. Durant cette période d'échantillonnage, le microprocesseur traite les équations de contrôle d'antipati- nage et délivre un signal de sortie qui est utilisé pour contrôler une électro-vanne ou tout autre dispositif de con- trôle. Le microprocesseur attend alors jusqu'à ce que la nouvelle période d'échantillonnage soit terminée et répète le calcul afin de délivrer un nouveau signal de sortie des- tiné au contrôle de l'électro-vanne. La Fig. 3 est un ordinogramme qui représente le type de séquences qui se produisent pour réaliser le calcul de la vitesse de roue ou de pneumatique. La représenta- tion numérique de la valeur atteinte par chaque compteur à la fin d'une période en temps réel est d'abord transférée séquentiellement par un bus commun dans le microprocesseur. Ces nombres sont ensuite substitués dans l'équation (2) qui est alors résolue, donnant la vitesse de roue ou de pneu- matique. Il est à remarquer que le système de contrôle d'antipatinage à microprocesseur associé au dispositif de la présente invention n'a pour but que d'utiliser les comp- tages fournis par les compteurs 30,32 et 38 et que ces compteurs pourraient délivrer leurs comptages à tout micro- processeur approprié capable de résoudre l'équation donnée ci-dessus procurant la vitesse de roue ou de pneumatique. -6- REVENDICATIONS 1. Dispositif de production de signal de vites- se de roue destiné à être utilisé avec un système de con- trôle d'antipatinage possédant un microprocesseur ayant un moyen engendrant des impulsions d'échantillonnage, ce dis- positif comprenant: un alternateur (12) entraîné par une roue (10) et produisant un signal alternatif dont la fré- quence varie avec la vitesse de rotation de la roue; et un moyen de traitement de signal (14) convertissant le signal. alternatif en une série d'impulsions de capteur dont la largeur varie avec cette fréquence; caractérisé en ce que ce dispositif comprend en outre: une horloge numérique ra- pide (22) produisant des impulsions d'horloge; un moyen gé- nérateur d'impulsions (24,26,28) recevant les impulsions de capteur et produisant une série de fines impulsions de mar- quage chaque fois que le bord avant et/ou arrière des im- pulsions de capteur surviennent à l'intérieur de la pério- de d'une impulsion d'échantillonnage; un premier, un second et un troisième compteur (32,38,30) connectés pour adresser des comptages au microprocesseur à la fin de chaque impul- sion d'échantillonnage, le premier compteur (32) étant connecté pour recevoir des impulsions d'horloge durant une impulsion d'échantillonnage et possédant un moyen de réar- mement connecté pour recevoir les impulsions de marquage afin que le premier compteur (32) compte les impulsions d'horloge durant un premier intervalle de temps compris en- tre l'apparition de la dernière impulsion de marquage à l'intérieur de la période d'échantillonnage et la fin de cette période, le second compteur (38) étant connecté pour recevoir des impulsions d'horloge telles que vannées par les impulsions de marquage afin que ce second compteur (38) compte des impulsions d'horloge durant un second intervalle de temps compris entre l'apparition de la première impul- sion de marquage à l'intérieur de la période, d'échantillon- nage et la fin de cette période, et le troisième compteur étant connecté pour recevoir et compter les impulsions de marquage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ce dispositif adresse les comptages des pre- mier, second et troisième compteurs au microprocesseur -7- afin que ce dernier calcule une vitesse de roue (ou de pneu- matique) en résolvant l'équation Vitesse de roue = (comptages du second compteur - comptages du premier compteur\ K k comptages du troisième compteur - 1 J naobre de radians par impulsion de capteur avec K 2. période d'impulsions d'horloge 3. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen de production des impulsions d'échan- tillonnage du microprocesseur produit une période d'échan- tillonnage en accord avec l'équation Période d'échantillonnage = 2 v. n avec v = limite inférieure de la vitesse de roue (ou de pneumatique) pour laquelle le contrôle d'anti- patinage est exigé en radians/seconde; et n = nombre d'impulsions de capteur par révolution de l'alternateur. 4. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il est prévu: une première porte ET (18) re- cevant les impulsions d'échantillonnage et les impulsions de capteur et transmettant les impulsions de capteur au moyen générateur d'impulsions (24,26,28) durant la période d'une impulsion d'échantillonnage; une seconde porte ET (20) recevant les impulsions d'échantillonnage et les impulsions d'horloge et transmettant des impulsions d'horloge au pre- mier compteur (32) durant la période d'une impulsion d' échantillonnage; et une troisième porte ET (36) recevant les impulsions de marquage et les impulsions d'horloge et transmettant des impulsions d'horloge au second compteur (38) durant le second intervalle de temps.