Brevet FR2515840A1 — publié le 19830506

L'invention concerne d'une maniere générale un dispositif de commande de la vitesse d'un véhicule, et plus particuSièrement un dispositif de régulation de vitesse qui utilise la vitesse d'un véhicule et la réaction à la charge d'un moteur pour maintenir le véhicule à une vitesse de route souhaitée, choisie par le conducteur. Les dispositifs antérieurs destines à réguler la vitesse d'un véhicule comprennent généralement des commandes mécaniques complexes comportant un grand nombre de pièces mobiles les unes par rapport aux autres. Ces dispositifs mécaniques de régulation de vitesse sont coûteux à fabriquer et difficiles à maintenir dans des conditions assurant un fonctionnement précis. Les problèmes posés par les dispositifs mécaniques sont éliminés par l'utilisation d'un dispositif de régulation électronique. A un coût comparable, le dispositif électronique peut être réalisé de manière à avoir une précision et une fiabilité supérieures à celles du dispositif mécanique, Les dispositifs électroniques antérieurs de régulation de vitesse sont en général du type à circuit fermé possédant une seule boucle de réaction. Dans ce type de dispositif de régulation, un signal de réaction, représentant la vitesse réelle du véhicule, est comparé à un signal représentant la vitesse souhaitée du véhicule afin de commander l'accélérateur du véhicule et de maintenir ce dernier à la vitesse souhaitée. Cependant, ces dispositifs à une seule boucle de réaction posent plusieurs problèmes en ce qui concerne le fonctionnement en régime oscillant et au-delà et en-deçà des limites du dispositif de régulation. Un essai destiné à minimiser des oscillations et le fonctionnement au-delà et en-deçà du point nominal de dispositifs à une seule boucle de réaction ont consisté à utiliser une seconde boucle de réaction contrôlant la position de l'accélérateur du véhicule afin d'anticiper les variations de vitesse de ce véhicule. Un signal de réaction, représentant la position de l'accélérateur, est utilisé avec le signal de vitesse réelle et le signal de vitesse souhaitée pour maintenir le véhicule à la vitesse souhaitée, sans effet indésirable d'oscillation et de flottement . De tels dispositifs de régulation sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amé- rique NO 3 575 256, NO 3 648 798 et NO 3 705 639. Cependant, ce type de dispOsitif de régulation pose certains problèmes qui lui sont propres. Ces dispositifs exigent généralement la présence d'un potentiomètre devant etre relié à la tringlerie de l'accélérateur du véhicule pour contrôler la position de cet accélérateur. Ainsi, le réglage correct de la tringlerie de l'accélérateur est une exigence importante. Un autre essai pour minimiser les oscillations et les fonctionnements au-delà et en-deçà du point de régime normal porte sur un dispositif de régulation de vitesse décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amerique N" 3 820 624. Dans ce dispositif, une impulsion synchrone, légèrement retardée et correspondant au signal de vitesse réelle du véhicule, est comparée à une impulsion de vitesse réelle obtenue par conversion du signal de vitesse réelle. Un circuit de compensation d' accélêration-décélêration règle momentanément le signal de vitesse souhaitée du véhicule en fonction de la différence de largeur entre l'impulsion synchrone et l'impulsion de vitesse réelle. Ce réglage momentanéréduit le fonctionnement du dispositif de commande au-delà et en-deçà du point de fonctionnement normal.Cependant, ce dispositif est relativement complexe et il est donc comateux à fabriquer. L'invention concerne un circuit de régulation de vitesse destiné à maintenir automatiquement la vitesse d'un véhicule à une valeur souhaitée, avec un minimum d'oscillations et de fonctionnement du dispositif de régulation au-delà et en-deçà du point de fonctionnement normal. Outre qu'il comporte une branche de réaction destinée à contrôler la vitesse réelle du véhicule, le circuit selon l'invention comporte également une branche de réaction destinée à contrôler la charge du moteur. La boucle de réaction de la charge du moteur remplace la boucle de réaction de la position de l'accélérateur des dispositifs antérieurs et élimine donc les problèmes posés par les réglages de la tringlerie de l'accélarateur.La boucle de réaction de la charge du moteur permet au dispositif de régulation de vitesse d'anticiper les effets des variations de la charge du moteur afin de minimiser ou d'éliminer les périodes de fonctionnement du dispositif de régulation au-delà ou en-deçà du point normal de fonctionnement. Le dispositif selon l'invention utilise un transducteur à vide relié au collecteur d'admission du véhicule, au vide duquel collecteur il est sensible afin de produire un signal représentant la charge imposée au moteur du véhicule. Le signal de charge du moteur est combiné à un signal représentant la vitesse réelle du véhicule pour produire un signal composé de réaction qui est appliqué à un circuit comparateur. Ce dernier réagit au signal de réaction et à un signal représentant la vitesse souhaitée du véhicule de manière à pro -duire des signaux de commande qui maintiennent la vitesse du véhicule à la valeur souhaitée. L'invention a pour objet le maintien de la vitesse d'un véhicule à une valeur souhaitée, avec un minimum d'oscillations et de périodes de fonctionnement au-delà et en-deçà du point de fonctionnement normal du dispositif de régulation. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est un schéma simplifié du dispositif de régulation de la vitesse d'un véhicule selon l'invention. La figure représente, sous la forme d'un schéma simplifié, le dispositif de régulation de la vitesse d'un véhicule selon l'invention. Ce dispositif peut être utilisé pour maintenir automatiquement la vitesse d'un véhicule à une valeur souhaitée et choisie par le conducteur. Comme décrit ciaprès, le dispositif de régulation de vitesse comporte deux boucles de réaction destinées à contrôler la vitesse réelle du véhicule et la charge du moteur de ce véhicule. Un soufflet 11 est relié mécaniquement à l'accélérateur 12 du véhicule dont il commande la position afin de régler la vitesse du véhicule associé 13. Le soufflet 11 est commandé par une soupape 14 de respiration et une soupape 15 de charge. La soupape 14 de respiration établit une communication sélective entre le soufflet 11 et l'atmosphère et elle est en général ouverte lorsque la vitesse réelle du véhicule est supérieure à la vitesse souhaitée, afin d'expanser le soufflet et de diminuer le déplacement de l'accélérateur 12. a soupape 15 de charge établit une communication sélective entre le soufflet 11 et une source de vide qui est en général constituée par le collecteur 16 d'admission du moteur.La soupape 15 de charge est ouverte lorsque la vitesse réelle est inférieure à la vitesse souhaitée,afin de comprimer le soufflet et d'augmenter la distance sur laquelle I'accélé- rateur 12 est déplacé. La vitesse du véhicule 13 est contrôlée par un capteur 17 de vitesse qui détecte la vitesse de rotation d'un élément du véhicule 13 se déplaçant à une vitesse proportionnelle à la vitesse de marche dudit véhicule. Le capteur 17 de vitesse produit un signal de sortie constitué d'impulsions et ayant une fréquence proportionnelle à la vitesse instantanée de marche du véhicule. Le signal de sortie à impulsions est appliqué à un convertisseur fréquence/tension-18 qui convertit ce signal en un signal de tension continue ayant une amplitude proportionnelle à la vitesse réelle du véhicule. Tout capteur convenable de vitesse et tout convertisseur convenable de tension peut être utilisé, par exemple ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique Nb 4 083 423. Le signal de vitesse réelle du véhicule, produit par le convertisseur 18, est appliqué à un circuit 19 de mémoire de point de réglage. Un interrupteur 21 de point de réglage est monté entre la borne positive +V- d'une source d'alimentation (non représentée) et le circuit de mémoire 19. Lorsque ce dernier est sollicité, il produit un signal de tension continue représentant la vitesse souhaitée du véhicule, telle que choisie par le conducteur du véhicule. Ce conducteur actionne en général le circuit 19 de mémoire en appuyant momentanément sur l'interrupteur 21 de point de réglage lorsque le véhicule se déplace à la vitesse souhaitée. Lorsque l'interrupteur 21 est enfoncé, le circuit 19 échantillonne et mémorise l'amplitude du signal réel de vitesse à cet instant.Le signal mémorisé constitue le signal de vitesse souhaitée et il est appliqué aux entrées d'inversion de deux comparateurs 22 et 23. Un circuit de mémoire de point de réglage pouvant être utilisé est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 952 829. Outre qu'il comporte une boucle de réaction con trôlant la vitesse réelle du véhicule, le dispositif de régulation de vitesse selon l'invention comporte une boucle de réaction contrôlant la charge imposée au moteur du véhicule. La boucle de réaction de la charge du moteur a pour fonction d'anticiper les effets de variations de la charge du moteur afin de minimiser ou d'éliminer le fonctionnement du dispositif de régulation au-delà ou en-deçà du point normal de fonctionnement. On obtint ainsi un dispositif de régulation de vitesse qui maintient une corrélation étroite entre la vitesse réelle du véhicule et la vitesse souhaitée du véhicule, sans oscillations ni effets indésirables de fluctuations. Un paramètre du moteur représentatif de la charge imposée à un moteur à combustion interne est le vide régnant dans le collecteur d'admission associé . Etant donné que le vide du collecteur d'admission diminue lorsque la charge du moteur augmente, cette charge est inversement proportionnelle au vide du collecteur. Par conséquent, dans la forme préférée de réalisation de l'invention, un transducteur 24 de vide est relié au collecteur 16 d'admission du moteur et il produit un signal de tension continue, proportionnel au vide du collecteur d'admission. Le signal de sortie du transducteur est appliqué à un amplificateur inverseur 25 qui inverse et amplifie le signal pour produire un signal de tension continue proportionnel à la charge du moteur. Le transducteurde vide 24 peut être du type "modèle AB" produit par la firme TYCO.L'amplificateur peut être du type "CA 3140 S" produit par la firme RCA. Le signal de charge du moteur, produit par l'amplificateur 25, est appliqué à une première entrée d'une jonction 26 de sommation dont une autre entrée est montée de manière à recevoir le signal de vitesse réelle du véhicule provenant du convertisseur 18. La jonction de sommation combine le signal de vitesse réelle et le signal de charge du moteur et elle produit un signal composé de réaction appliqué aux entrées directes des comparateurs 22 et 23. Les comparateurs 22 et 23 produisent des signaux de commande qui sont appliqués à deux éléments 27 et 28 d'actionnement de soupapes qui, eux-mêmes, sont reliés respectivement à la soupape 14 de respiration et à la soupape 15 de charge. En général, la soupape 14 de respiration est une soupape normalement ouverte, alors que la soupape 15 de charge est une soupape normalement fermée. Lors du fonctionnement, les comparateurs 22 et 23 et les éléments 27 et 28 d'actionnement des soupapes agissent de manière à commander les soupapes 14 et 15, respectivement, pour maintenir la vitesse réelle du véhicule à la valeur souhaitée. Lorsque l'amplitude du signal composé de réaction applique aux entrées directes des comparateurs est inférieure à l'am plitude-du signal de vitesse souhaitée, appliqué aux entrées d'inversion des comparateurs, la vitesse réelle du véhicule est inférieure à la vitesse souhaitée et les comparateurs 22 et 23 valident les éléments 27 et 28 d'actionnement des soupapes respectivement. Ces éléments actionnent alors les soupapes correspondantes de manière à fermer la soupape de respiration et à ouvrir la soupape de charge. Ceci provoque une compression partielle du soufflet 11 et un accroissement de la distance de déplacement de l'accélérateur 12 du véhicule, ce qui entraîne une augmentation de la vitesse du véhicule. Lorsque l'accélérateur est davantage déplacé, la charge imposée au moteur augmente et l'amplitude du signal de charge du moteur, appliqué à l'entrée de la jonction 26, augmente également. L'accroissement d'amplitude du signal de charge du moteur s'ajoute au signal de vitesse réelle de manière que l'accroissement d'amplitude auquel les entrées directes des comparateurs 22 et 23 sont soumises, se présente pour ces entrées, comme un accroissement de la vitesse du véhicule. Le signal de réaction de charge du moteur agit sur les comparateurs 22 et 23 de manière qu'ils limitent l'accroissement de la vitesse du véhicule pour que ce dernier arrive à la vitesse souhaitée avec un dépassement minimal du point de fonctionnement. Lorsque l'amplitude du signal appliqué aux entrées directes des comparateurs est supérieure à l'amplitude du signal appliqué aux entrées d'inversion, les comparateurs 22 et 23 invalident les éléments respectifs d'actionnement des soupapes. La soupape de respiration s'ouvre et la soupape de charge se ferme de manière à provoquer une expansion partielle du soufflet 11 et une diminution de la distance de déplacement de l'accélérateur. Dans ce cas, le signal de réaction de la charge du moteur permet au dispositif de régulation de diminuer la vitesse du véhicule jusqu'à la valeur souhaitée, avec un abaissement minimal au-dessous du point de fonctionnement normal. Bien que cela ne soit pas montré sur la figure unique, les dispositifs de régulation de vitesse comprennent généralement des moyens établissant une zone neutre sur laquelle aucune action de commande n'a lieu. Par exemple, la zone neutre peut être une plage de vitesse de 1 km par heure, centrée sur la vitesse souhaitée. Lorsque la vitesse du véhicule est dans cette zone neutre, les soupapes de charge et de respiration sont fermées.Ainsi, la soupape de respiration est fermée lorsque la vitesse du véhicule est comprise dans la zone neutre ou est au-dessous de cette zone, tandis que la soupape de charge est fermée lorsque la vitesse du véhicule est comprise dans la zone neutre ou au-dessus de cette zone. I1 convient de noter que, selon le type de signaux de commande nécessaires pour commander les éléments 27 et 28 d'actionnement des soupapes, il peut être souhaitable d'inverser les connexions réalisées avec les entrées des comparateurs. Ainsi, le signal de vitesse souhaitée peut être appliqué à l'entrée directe, tandis que le signal composé de réaction peut être appliqué à l'entrée d'inversion. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 946 707 décrit plus en détail les comparateurs, les éléments d'actionnement des soupapes et un élément à zone neutre. En résumé, l'invention concerne un circuit de régulation de la vitesse d'un véhicule comportant un moteur et des moyens de commande de l'accélérateur de ce moteur. Le circuit de régulation de vitesse a pour fonction de maintenir automatiquement la vitesse du véhicule àune valeur souhaitée. Ce circuit comprend une source produisant un signal représentatif de la vitesse réelle du véhicule, une source produisant un signal représentatif de la vitesse souhaitée du véhicule, et une source produisant un signal représentatif de la charge imposée au moteur du véhicule. Des moyens, sensibles au signal de vitesse réelle, au signal de vitesse souhaitée et au signal de charge du moteur, produisent un signal de commande appliqué aux moyens de commande de l'accélérateur afin de maintenir la vitesse du véhicule à la valeur de marche souhaitée. En général, la source de signaux de charge du moteur comprend un transducteur sensible au vide régnant dans le collecteur d'admission du moteur, de manière à produire un signal représentatif de la charge du moteur. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de régulation de vitesse destiné à maintenir automatiquement à une valeur souhaitée la vitesse d'un véhicule (13) comportant un moteur et des moyens associés (11) de commande d'un accelérateur (12), le circuit étant caractérisé en ce qu'il comporte une source produisant un signal électrique représentatif de la vitesse réelle du véhicule, une source produisant un signal électrique représentatif de la vitesse souhaitée du véhicule, une source produisant un signal électrique représentatif de la charge imposée au moteur du véhicule, et des moyens qui sont sensibles au signal de vitesse réelle, au signal de vitesse souhaitée et au signal de charge du moteur afin de produire un signal de commande appliqué aux moyens de commande de l'accélérateur pour maintenir la vitesse du véhicule à une valeur de marche souhaitée. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur comporte un collecteur d'admission (16) et en ce que la source produisant le signal de charge du moteur comprend un transducteur (24) qui réagit à l'ampli tude du vide régnant dans le collecteur d'admission afin de produire un signal proportionnel à la charge du moteur, le signal de charge du moteur produit par la source associée étant inversement proportionnel au signal du transducteur. 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que la source produisant un signal de charge du moteur comprend un amplificateur inverseur (25) qui, en réponse au signal du transducteur, produit ledit signal de charge du moteur. 4. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens produisant un signal de commande comprennent un élément (26)qui, en réponse au signal de vitesse réelle et au signal de charge du moteur, produit un signal composé de réaction, et un dispositif de comparaison (22, 23) qui réagit au signal composé de réaction et au signal de vitesse souhaitée en produisant ledit signal de commande. 5. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément produisant un signal de réaction donne à ce signal de réaction une amplitude égale à la somme des amplitudes du signal de vitesse réelle et du signal de charge du moteur. 6. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source produisant un signal de vitesse souhaitée comprend un organe (21) actionné par le conducteur du véhicule lorsque ce dernier atteint la vitesse souhaitée et qui, en réponse au signal de vitesse réelle, produit ledit signal de vitesse souhaitée. 7. Circuit de régulation de vitesse destiné à maintenir automatiquement à une valeur souhaitée la vitesse d'un véhicule (13) dont le moteur comprend un collecteur (16) d'admission et des moyens (11) de commande d'un accélérateur (12), le circuit étant caractérisé en ce qu'il comporte une source produisant un signal représentatif de la vitesse réelle du véhicule, une source produisant un signal représentatif de la vitesse souhaitée du véhicule, une source produisant un signal représentatif de l'amplitude de la dépression régnant dans le collecteur d'admission, des moyens qui, en réponse au signal de vitesse réelle et au signal de dépression du collecteur, produisent un signal composé de réaction et des moyens qui, en réponse au signal de vitesse souhaitée et au signal composé de réaction, produisent un signal de commande appliqué aux moyens de commande de l'accélérateur afin de maintenir la vitesse du véhicule à la valeur de marche souhaitée. 8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que la source produisant un signal de dépression du collecteur d'admission comprend un transducteur (24) à vide. 9. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens produisant un signal composé de réaction donnent à ce signal- de réaction une amplitude égale à la somme des amplitudes du signal de vitesse réelle et du signal de dépression du collecteur. 10. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens produisant le signal de commande comprennent un circuit comparateur (22, 23) qui, en réponse à l'amplitude du signal de vitesse souhaitée et du signal de réaction, produit ledit signal de commande.