Brevet FR2501877A1 — publié le 19820917

La présente invention concerne un dispositif pour calculer le rapport entre deux fréquences représentatives de deux grandeurs physiques, en particulier une consomma- tion de carburant et une distance, notamment pour véhicule automobile, comprenant deux capteurs sensibles à ces gran- deurs et délivrant respectivement deux signaux dont le rap- port des fréquences est à calculer, et des moyens de calcul connectés aux deux capteurs. On utilise généralement comme moyens de calcul un microprocesseur. Lorsqu'il s'agit de calculer la consomma- tion d'essence kilométrique d'une voiture, on ne peut uti- liser, pour des raisons de coût, qu'un microprocesseur peu performant. Alors, les fréquencen maximales d'intiéec ne eu- calculs internes é fectuet vent dépasser quelques dizaines de hertz à cause des/. Or les capteurs utilisés pour saisir les informations de consommation d'essence et de distance peuvent très bien délivrer des signaux dont la fréquence est beaucoup plus grande que celle admissible par le microprocesseur (plu- sieurs centaines de hertz). En outre, les microprocesseurs a priori disponibles pour ce genre d'application ne possè- dent que peu d'entrées, et il peut s'agir alors d'une con- trainte connexe. La solution consistant à diviser les fréquences is- sues des capteurs pourrait paraître a priori satisfaisante. En fait, il n'en est rien car le résultat obtenu ne l'est pas avec suffisamment de précision, car la période du si- gnal d'entrée de ces diviseurs est beaucoup plus petite que la période du signal de sortie, qui est un multiple de celle-là. Si, de plus, le microprocesseur, dans ses orga- nes de saisie des informations délivrées par les diviseurs de fréquence, était synchronisé, il ne pourrait l'être que sur un seul des deux signaux délivrés par les deux divi- seurs. L'information résultante délivrée par le micropro- cesseur resterait entachée d'erreur. La présente invention vise donc à résoudre le problè- me défini ci-dessus. A cet effet, la présente invention concerne un dispo- sitif pour calculer le rapport entre deux fréquences de deux signaux, comprenant deux diviseurs de fréquence rece- vant respectivement les deux signaux et connectés à des moyens de calcul connus en soi, pour effectuer le dit rap- port et comprenant des moyens pour déterminer sans erreur la fréquence du signal d'entrée de l'un des deux diviseurs à partir de son signal de sortie, dispositif caractérisé par le fait qu'il est prévu d'autres moyens connectés entre les dits moyens de détermination et l'autre des deux divi- seurs, pour déterminer la fréquence du signal d'entrée de cet autre diviseur. Dans une forme de réalisation préférée du dispositif de l'invention, les dits moyens de détermination sont syn- chronisés sur le signal de sortie du dit un diviseur, et les dits autres moyens de détermination de la fréquence du signal d'entrée du dit autre diviseur comprennent des mo- yens pour déterminer le déphasage du signal d'entrée de cet autre diviseur. Dans ce cas, ces derniers peuvent comprendre une hor- loge et une porte connectée, à la sortie, à l'entrée du dit autre diviseur et recevant, à l'entrée, ce signal d'horloge et le signal de fréquence à déterminer associé au dit autre diviseur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription suivante de deux formes de réalisation de l'inven- tion, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure l représente un bloc diagramme schémati- que d'une première forme de réalisation de l'invention, et - la figure 2 représente un bloc diagramme schémati- que d'une deuxième forme de réalisation de l'invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 est destiné à calculer la consommation kilométrique de carburant d'un véhicule à combustion interne, et plus particulièrement la consommation d'essence d'une voiture. Il comporte essen- tiellement un calculateur, ou microprocesseur, 1, un pre- mier compteur diviseur de fréquence 2 et un second comp- teur diviseur de fréquence 3 connectés au microprocesseur t 250 1877 Le compteur 2 reçoit un signal impulsionnel de fré- quence fo, représentative de la quantité d'essence récente consommée, fourni, par exemple, par un débitmètre, non re- présenté. La notion de "quantité récente" sera éclaircie plus loin. Le compteur 3 reçoit un autre signal impulsionnel, de fréquence fi, représentative de la distance parcourue pendant laquelle la quantité récente a été consommée, four- ni, par exemple, par un capteur à réluctance variable. Le calcul du rapport de fréquences fo fi devrait normalement permettre de connaître la consommation kilométrique récente recherchée. Or le microprocesseur, qui est installé à bord de la voiture, est un appareil relativement peu sophistiqué, dont les capacités sont limitées, notamment en fréquences. C'est ainsi qu'il ne peut recevoir que des fréquences ne dépas- sant pas environ 50 Xz. Comme par ailleurs, le débitaètre et le capteur de distance délivrent des signaux dont la fréquence peut atteindre environ 400 Hz, les deux compteurs diviseurs 2 et 3 ont été respectivement connectés entre le débitmètre et le capteur de distance, d'une part, et le microprocesseur 1, d'autre part. Ces deux compteurs comprennent avantageusement chacun un groupe de bascules connectées en série, n bascules pour diviser la fréquence par 2n, Le dispositif de calcul tel que décrit Jusqu'ici ne permettrait pas de fournir la consommation kilométrique sans erreur. En effet, à cause de la division de fréquence, pen- dant qu'il sort deux impulsions des compteurs 2 ou 3, il en rentre bien davantage, en l'occurrence 2n fois plus. Et les impulsions entrées dans un compteur, entre le moment de scrutation du microprocesseur et l'impulsion de sortie du compteur considéré précédant ce moment de scrutation, ne seraient pas prises en compte par le microprocesseur. Nême si la scrutation du microprocesseur s'effectuait en phase avec les impulsions de sortie, et donc avec les impulsions d'entrée, de l'un des deux compteurs, cette scrutation resterait déphasée par rapport aux impulsions de l'autre compteur et l'imprécision de calcul subsisterait. En conséquence, le dispositif comporte une horloge 4, intégrée dans le microprocesseur 1, et une porte OU 5, connectée, à la sortie, à l'entrée du compteur 3 et, à l'entrée, à la sortie de l'horloge 4 et à la sortie du cap- teur de distance fournissant les impulsions à fréquence fl. O Le microprocesseur 1 comporte un premier et un deu- xième compteur 6 et 7, comprenant chacun un groupe de bascules connectées en série, recevant en permanence res- pectivement les impulsions de sortie des compteurs-divi- seurs 2 et 3, qui eux-mémes reçoivent en permanence les impulsions de sortie du dJbitmtre et du capteur de distan- ce. les états des compteurs 6 et 7 sont vidés respective- ment dans deux mémoires volatiles 8 et 9 du microproces- seur, à partir d'un ordre de lecture, ou de ecrutation, émanant du microprocesseur. Une mémoire et le compteur as- socié forment un registre. la scrutation s'effectue pendant un temps déterminé relativement court, par exemple une seconde, augenté du temps d'apparition de l'impulsion suivante, par exemple sur le compteur 6. C'est dans ce sens qu'on parle, de fa- çon c:assique, de la concommation r.écente, par opposition à la consommation instantanée et à la consommation moyen- ne. En outre, la cru+.atîion s'effectue on phase avec les impulsions de sortie du comteL-diviseur 2 arrivant sur le compteur 6, la premiere 'e-rtre elles étant l'impul- sion de synchronisatioxn. L'isfoztiou relative aux im- pulsions à fr#quence fo arrivant sur le compteur 6, c'est- à-dire l'information de consommation, est donc comue sans erreur. I1 faut noter ici que toutes les fonctions classiques remplieî; par le microprocesseur, aussi bien celles qui ont éte' ev.u&es plus haut que coeles qui seront abordées plue Jo, sout exercies par es doe? e caleul, ou de détemnamation, conno reprêentès et 10, sur la fig. 1, 250 1877 et connectés aux compteurs 6,7, aux mémoires 8,9 et à l'hor- loge4. Abordons maintenant le fonctionnement du dispositif qui va permettre de connaître la distance, c'est-à-dire l'information relative aux impulsions à fréquence fi arri- vant sur le compteur 7, également sans erreur. Le compteur diviseur 3 divisant la fréquence des im- pulsions qu'il reçoit par le nombre 2n1, l'horloge 4, à l'ordre de lecture en provenance des moyens 10 et synchrone avec l'impulsion sortant du compteur 2, envoie sur l'une des entrées de la porte OU 5 un train de 2nl impulsions à une fréquence très grande par rapport au produit de fi par 2nl étant entendu qu'à ce moment-là, l'état du compteur 7 a été vidé dans la mémoire 9. 2nt est le nombre d'impulsions d'en- trée arrivant sur le compteur 3 pendant le temps s'écoulant entre deux impulsions de sortie. Dès qu'une nouvelle impul- sion sort du compteur 3, on peut en déduire le nombre d'im- pulsions d'entrée qui sont arrivées sur le compteur 3 et qui n'auraient pas été prises en compte, en retranchant de 2nl le nombre d'impulsions émises par l'horloge 4, et donc connu, pour provoquer la sortie d'une nouvelle impulsion du comp- teur 3. Ainsi, si le compteur 3 comporte quatre bascules (ni m 4), que l'horloge envoie un train de 16 (24) impul- sions, et qu'il faut 13 de ces impulsions pour provoquer la sortie d'une nouvelle impulsion, on en déduit que trois (16-13) impulsions supplémentaires à fréquence fi doivent être prises en compte pour connaître la distance sans erreur. Il faut noter qu'après la sortie de cette nouvelle impulsion du compteur 3, l'horloge a continué d'envoyer 3 impulsions sur le compteur, soit autant que celles qui sinon n'auraient pas été prises en compte. En d'autres termes, le compteur 3 retrouve son contenu initial sans perte d'une seule impulsion d'entrée, ce qui offre la possibilité de calculer des consommations et vitesses moyennes. La grande fréquence à laquelle l'horloge 4 envoie son train d'impulsions ne vise qu'à permettre une mesure exacte, qui sinon serait troublée par l'arrivée des nouvelles im- pulsions à l'entrée du compteur 3. Le dispositif représenté sur la figure 2 se distingue de celui de la figure t essentiellement par le fait que le microprocesseur comporte un registre supplémentaire et un plus grand nombre d'entrées. Les mêmes éléments étant dési- gnés par les mimes références, le dispositif de la figure 2 comporte encore un compteur-diviseur de consommation 2, un compteur-diviseur de distance 3, dans le microprocesseur 1, un registre de consommation 6,8 et un registre de distance 7,9. Il ne comporte plus d'horloge de consommation, per- mettant finalement d'appréhender le déphasage des impul- sions à fréquence fil non synchronisées. Par contre, il comporte un troisième registre 11 et au moins autant d'en- trées 12 que le compteur 3 comporte de bascules 13, dont les sorties respectives sont connectées par ces entrées 12 au registre 11. La scrutation des deux registres 6,8 et 7,9 s'effec- tue simultanément et l'état des diverses bascules 13 du compteur 3 est vidé dans le registre tampon ou supplémen- taire 11, connecté de la mime manière que précédemment aux moyens de calcul ou de détermination 10. Ainsi, on obtient, différemment, le mime résultat qu'avec le dispositif de la figure 1, en introduisant dans le registre 11 du microproces- seur 1 l'information du nombre d'impulsions arrivant sur le compteur-diviseur 3. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour calculer le rapport entre deux fréquences de deux signaux, comprenant deux diviseurs de fréquence (2,3) recevant respectivement les deux signaux et connectés à des moyens de calcul (1) connus en soi, pour effectuer le dit rapport et comprenant des moyens (10) pour déterminer sans erreur la fréquence du signal d'entrée de l'un (2) des deux diviseurs à partir de son signal de sor- tiè, dispositif caractérisé par le fait qu'il est prévu d'autres moyens (4,5) connectés entre les dits moyens de détermination (10) et l'autre (3) des deux diviseurs, pour déterminer la fréquence du signal d'entrée de cet autre diviseur (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les dits moyens de détermination (10) sont synchronisés sur le signal de sortie du dit un diviseur (2), et les dite autres moyens de détermination (4,5) de la fréquence du si- gnal d'entrée du dit autre diviseur (3) comprennent des moyens (4) pour déterminer le déphasage du signal d'entrée de cet autre diviseur (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les dits autres moyens de détermination (4,5) comprennent une horloge (4) et une porte (5) connectée, à la sortie, à l'entrée du dit autre diviseur (3) et recevant, à l'en- trée, le signal de l'horloge (4) et le signal de fréquence à déterminer associé au dit autre diviseur (3). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l'horloge (4) est intégrée aux dits moyens de calcul (1). 5. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le dit autre diviseur (3) comporte un groupe de bascules (13) connectées en série, et dont les sorties respectives sont connectées par des entrées (12) des dits moyens de calcul (1) à un registre tampon (il) connecté aux dits moyens de détermination (10). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les signaux de sortie des deux diviseurs (2,3) sont reçus respectivement dans deux registres composés cha- cun d'un compteur (6,7) et d'une mémoire volatile (8,9). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les dits moyens de calcul comprennent un micro- processeur (1). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les fréquences des dits signaux d'entrée des dits diviseurs (2,3) sont représentatives d'une consomma- tion d'essence et d'une distance parcourue, respectivement.