Brevet FR2530030A1 — publié le 19840113

-1 - Dispositif tachymétrique commandé électronicquemento La présente invention se rapporte à un dispositif tachymétrique et en particulier à un dispositif tachymé- trique commandé électroniquement qui peut 9 tre monté sur un véhicule pour indiquer la vitesse à laquelle ce véhicule se déplace. Les dispositifs tachymétriques connus du type sur lequel le dispositif en question est basé comprennent, dans leur version la plus simple, un générateur d'impulsions couplé électriquement, en utilisation, à une prise de mouvement qui est montée pour tourner avec les roues du véhicule, et un instrument indicateur relié à ce générateur. La valeur de la vitesse angulaire à laquelle la prise de mouvement tourne est transformée par le générateur en une fréquence correspondante des impulsions électriques qu'il engendre; cette valeur de la fréquence est ensuite transformée en une indication de vitesse exprimée en vitesse horaire du véhicule, au moyen dudit instzrument indicateur. Ces dispositifs tachymétriques peuvent 4 tre montés sur des véhicules dont les caractéristiques varient considéra- blement de l'un à l'autre Par exemple, les diamètres des roues auxquelles ils sont associés peuvent etre différents de sorte lque, pour une même vitesse angulaire de la prise de mouvement, l'instrument indicateur doit indiquer deux valeurs différentes de la vitesse horaire, et, pour le même véhicule, le dispositif doit 9 tre capable de fournir une indication de la vitesse aussi bien en kilomètres à l'heure qu'en miles à l'heure. Pour réduire les prix de revient au minimum, les dispositifs tachymétriques connus possedent des générateurs et instruments indicateurs ayant des caractéristiques standardisées et sont adaptés à la demande aux caractéristi- ques du véhicule sur lequel ils doivent être montés, en y introduisant des trains d'engrenage correcteurs dans une position intermédiaire entre la prise de mouvement et le générateur d'impulsions Une telle modification exige tout d'abord la disponibilité d'un espace au'il n'est pas toujours -2- facile de trouver et, en outre, elle n'est pas toujours entièrement satisfaisante, en particulier lorsqu'on doit passer des kilomètres à l'heure aux miles à l'heure, car, dans ce dernier cas, le coefficient de conversion (multiplicateur ou diviseur) ne peut 9 tre facilement obtenu avec précision par un simple rapport de denture de deux ou plus de deux engrenages* Le but de l'invention est de réaliser un dispositif tachymétrique qui surmonte ces inconvénients des dispositifs déjà connus o de but est atteint par le dispositif tachymétrique selon l'invention du type comprenant un premier générateur d'impulsions électriques qui peut 9 tre couplé à un élément d'entrafnement du véhicule de façon à engendrer un signal d'impulsions électriques dont la fréquence est proportionnelle à la valeur instantanée de la vitesse dudit véhicule, un moteur électrique, un deuxième générateur d'impulsions dont la fréquence dépend de la vitesse de rotation de l'arbre dudit moteur électrique, un instrument indicateur de vitesse, entrainé par ledit moteur électrique, et un processeur qui compare les signaux engendrés - par lesdits premier et deuxième générateurs d'impulsions et qui engendre un signal électrique servant à alimenter ledit moteur, ledit dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend un prograomateur qui fournit audit processeur un jeu de signaux électriques sensiblement du type logique dont la combinaison est fonction du rapport désiré entre la vitesse dudit véhicule et la vitesse de rotation didit arbre du ymoteuro Un mode de réalisation de l'invention sera à présent décrit à titre non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique et simplifiée de la partie mécanique et de la partie électronique du dispositif en question, -et La figure 2 est un schéma- bloc plus détaillé de la partie éle trcnique de la figure 1 i -3- Comme on peut le voir en se reportant en particulier à la figure 1, le dispositif tachymétrique qui est réalisé conformément aux principes de l'invention est désigné dans son ensemble par la référence 1 Ce dispositif comprend essentiellement un générateur d'impulsions 2 entra né par une prise de mouvement 3 et qui alimente, au moyen d'un circuit processeur 4, un instrument indicateur 5 de type connu En utilisation, la prise de mouvement 3 est couplée à une roue 6 d'un véhicule dont on désire capter la vitesse horaire. Le générateur d'impulaions 2 est de type connu et comprend essentiellement une roue 7, avantageusement faite d'une matière ferromagnétique et comportant des saillies radiales 8, et un circuit détecteur 9, avantageusement un oscillateur du type bloqué En utilisation, en réponse au passage de chaque saillie radiale 8 devant l'oscillateur bloqué 9, ce dernier émet une impulsion électrique dont la fréquence est donc proportionnelle à la valeur de la vitesse angulaire de la prise de mouvement 3 et, par conséquent, par l'inter- médiaire de la roue 6, à la valeur de la vitesse d'avance du véhicule. L'instrument indicateur 5 est également de type connu et comprend essentiellement un moteur 11 alimenté par le circuit processeur 4 et dont l'arbre 12 est couplé en rotation, à une première extrémité, à un aimant permanent à quatre p 6 les 13 du type circulaire et, à l'extrémité opposée, à une vis sans fin 14 Cette dernière engrène avec une roue à vis sans fin 15 qui est à son tour reliée à un arbre 16 entrainant un compteur kilométrique désigné dans son ensemble par la référence 17. L'instrument indicateur 5 comprend en outre un élément mobile 18 muni d'un arbre 19 qui peut tourner autour de son axe en surmontant l'action d'un ressort de rappel 20, une aiguille qui tourne au-dessus d'un cadran 22 et un disque 23 relié à l'arbre 19, à l'extrémité qui est à l'opposé de l'aiguille 21 En particulier, le disque 23 est monté face à l'aimant permanent 13 et il est tel que -4- des courants de Foucault y soient engendrés lorsque l'aimant 13 est entratné en rotation par l'arbre 12 du moteur 11. Cet aimant 13 attaque également, au moyen du flux engendré par ses p 6 les, un transducteur électromagnétique 25 qui se comporte essentiellement comme un générateur d'impulsions. Les sorties de ce transducteur 25 sont respectivement connectées à une entrée de signal du circuit processeur 4 et à une borne de connexion 27. le circuit processeur 4 possède également une pluralité d'entrées de programmation qui peuvent recevoir des signaux d'une unité de programmation désignée dans son ensemble par 26 et qui est mieux décrite en regard de la figure 2. Selon la présente-invention et comme on peut le voir en se reportant en particulier à la figure 2, le circuit processeur 4 comprend une unité processeur 30, du type micro-processeur et un convertisseur numériqueanalogique 31 connecté aux entrées de l'unité 30, qui alimente le moteur 11 à travers un amplificateur 32 ayant un étage de sortie 33 du type émetteur-suiveur Plus précisément, l'unité 30 possède une entrée d'horloge 34 qui reçoit un signal provenant d'un circuit oscillateur 35, deux entrées de signaux 36, 37 auxquelles parviennent des signaux engendrés par les générateurs d'impulsions 2 et 25 respectivement, à travers des filtres 38 et 39, et une pluralité d'entrées de programmation 40, dont chacune est connectée h une première bolrne d'un sélecteur constituant l'unité de programmation 26 Une deuxième borne de ce sélecteur est connectée à la terre et il est en outre prévu plusieurs ponts de court-circuit désignés collecti- vement par la refrence 41, qui sont prévus dans ledit sélecteur, entre certaines des bornes pour connecter les entrées correspondantes 40 de l'unité 30 à la masse. le convertisseur numérique-analogique 31 est du type réseau résistif pondéré et il possède en particulier un premier jeu de résistances 43 ayant une première borne connectée à une sortie correspondante de l'unité 30 et une borne opposée connectée aux points de jonction d'un -5 deuxième jeu de résistances en série dont chacune est indiquée en 44 Une des résistances extrêmes de la série de résistances 44 possède une borne connectée à la masse tandis que la résistance 44 située à l'autre extrémité possède une borne qui est connectée à une entrée inverseuse négative d'un amplificateur opérationnel 45 constituant l'élément actif de l'amplificateur 320 Ce dernier comprend une résistance de réaction 46 et, dans l'étage émetteur- suiveur 33, une résistance de polarisation 47 et un transistor 48 L'amplificateur opérationnel 45 possède finalement une entrée non inverseuse positive qui est connectée au curseur d'un potentiomètre 49 dont une borne est connectée à la masse et dont une borne opposée est connectée à une sortie 50 de l'unité 30 à laquelle apparait un signal de tension continue stabiliséeo Finalement, deux entrées 51 et 52 sont connectées aux entrées des filtres 38 et 39 et permettent de transmettre des signaux appropriés alux entréesde ces filtreso Le fonctionnement du dispositif 1 est en principe de type connu En fait, comme on peut le voir en se reportant à la figure 1, la lrtation de la roue 6 ambne le générateur d'impulsions 2 à transmettre un signal d'impulsions au circuit processeur 4, lequel signal alimente le moteur 11, en agissant de manière qu'il y ait correspondance entre le signal fourni par le générateur 2 et celui fourni par le générateur d'impulsions 25 en réponse à la rotation de l'arbre 12 du moteur 11 L'idée inventive du dispositif 1 réside dans le fonctionnement particulier du circuit processeur 4, que l'on décrira maintenant en regard de la figure 2. En particulier, à la fin de la phase de fabrication et, en tout cas, à un moment quelconque du fonctionnement, il est possible de vérifier le comportement correct de l'unité processeur 30 en ce qui concerne le fonctionnement correct du convertisseur numérique-analogique Cet essai est exécuté en court-circuitant toutes les bornes de l'unité de programmation 26 et en envoyant des igra Lx -6 - logiques appropriés aux entrées 36 et 37 par l'intermédiaire des bornes 50 et 51 Plus précisément, lorsque les deux entrées 36 et 37 ont un signal au niveau logique " O ", toutes les sorties de l'unité 30 doivent être au niveau logique " O ", de sorte que le signal de sortie du conver- tisseur numérique-analogique 31 sera zéro D'un autre cité, ce signal de sortie doit ttre à un maximum lorsque les entrées 36 et 37 onttoutes deux simultanément un signal au niveau logique " 1 "; finalement, le signal de sortie émis par le convertisseur 31 doit O tre, par exemple 2/3 et 1/3 de la valeur maximum mentionnée plus haut lorsque les entrées 36 et 37 ont respectivement un signal aux niveaux logiques " 1 " et "O" pour le premier cas et aux niveaux logiqu LéO" et " 1 "' pour le deuxième caso De cette façon, il est possible de vérifier à la fois le comportement exact de la sortie de l'unité 30 et le fonctionnement correct; du convertisseur nlm Eérique-analogique 31. A la fin de la phase d'autocontr 6 le de l'unité 30, la mise à la masse de toutes les entrées 40 est supprimée et les ponts 41 sont disposés par exemple de la façon indiquée à la figure 2, conformément à une configuration prédéterminée qui correspond à la circonférence particulière de la roue 6 du véhicule automobile dont on désire mesurer la vitesse. Dans l'exemple représenté à la figure 2, il y a 63 combinaisons différentes possibles, puisqu'il y a en fait 6 jeux de bornes, et qu'il est nécessaire d'exclure la combinaison dans laquelle toutes les paires de bornes sont connectées à la masse puisque cette combinaison est en fait utilisée pour l'exeécution de l'autocontr 6 le décrit plus haut. En conséquence, en détectant le nombre et la position des entrées 40 qui sont connectées à la masse, l'unité 30 est capable d'établir exactement la corrélation entre les impulsions provenant du générateur 2 et les impulsions provenant du générateur 25 de manière à établir la valeur exacte de la tension qui doit être présente à la sortie du convertisseur numérique-analogique 31 et, par conséquent, -7 - finalement, le rapport désiré entre la vitesse du véhicule et la vitesse de rotation de l'arbre 12 du moteur électrique 11 En fait, cette dernière vitesse est également proportionnelle à la valeur du courant induit dans le disque 23 et, par conséquent, à la rotation de l'aiguille 21 sur le cadran 22 Etant donné que le signal disponible à la sortie du convertisseur-analogique 31 varie par pas successifs, à chacun desquels correspond une variation de vitesse donnée, on fait en sorte que cette variation minime soit relativement petite (en particulier, inférieure à 1 kilomètre à l'heure) Lorsque la vitesse à laquelle le véhicule se déplace se trouve entre deux valeurs qui correspondent respectivement à deux niveaux différents mais adjacents de la tension d'alimentation pour le moteur 11, l'unité 30 émet alternativement la première puis la deuxième de ces valeurs à une fréquence de préférence égale à 1 Hz, de telle manière que l'ensemble mobile 18, en raison de son inertie, intègre effectivement entre les deux valeurs. L'examen des caractéristiques du dispositif réalisé conformément aux principes de la présente Jnvention montre que ce dispositif permet d'atteindre les buts spécifiés ci-dessus En fait, ce dispositif se prate à 4 tre monté sans modifications sur n'importe quel type de véhicule puisqu'il est possible de choisir entre un très grand nombre de combinaisons ( 63 combinaisons) qui correspondent à différentes valeurs de la circonférence des roues du véhicule, simplement en combinant de façon appropriée les six ponts de court-circuit 41 possibles dans l'unité de programmation 26 Le dispositif 1 est donc facilement adaptable sur tous véhicules De plus 9 il est d'une utilisation extrtêmement souple et est facile à contraler, en ce qui concerne son fonctionnementoerrect, puisqu'il est également pré-agencé pour réaliser une opération d' autooontr 61 e Les signaux que le générateur d'impulsions fournit peuvent finalement être également utilisés, au moyen de la borne 27 pour 9 tre traités d'une autre façon par d'autres instruments montés à bord du véhicule en question. -8- REVENDICATIONS Dispositif tachymétrique ( 1) destiné à mesurer la vitesse d'un véhicule, du type comprenant un premier générateur d'impulsionsélectriques ( 2) qui peut 9 tre couplé à une prise de mouvement ( 3) dudit véhicule de façon à engendrer un signal d'impulsions électriques dont la fréquence est proportionnelle à la valeur instantanée de la vitesse dudit véhicule, un moteur électrique ( 11), un deuxième générateur d'impulsions ( 25) dont la fréquence dépend de la vitesse de rotation de l'arbre d'entra nement ( 12) dudit moteur électrique ( 11), un instrument indicateur de vitesse ( 18), destiné à indiquer la vitesse de rotation dudit moteur électrique ( 11) et des moyens processeurs ( 4) qui comparent les signaux engendrés par lesdits premier et deuxième générateurs d'impulsions ( 2,29) et qui engendrent un signal électrique utilisé pour alimenter ledit moteur, ledit dispositif ( 1) étant caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de programmation ( 26) qui fournissent auxdits moyens processeurs ( 4) un Jeu de signaux électriques sensiblement du type logique dont la combinaison est liée au rapport désiré entre la vitesse dudit véhicule et la vitesse de rotation dudit arbre ( 12) dudit moteur ( 11). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens processeurs comprennent une unité microprocesseur ( 30) et par le fait que ladite unité de programmation ( 26) comprend une pluralité de paires de bornes dont chacune est connectée d'un c 6 té à une entrée respective ( 40) de ladite auité ( 30) et de l'autre c 6 té, à une borne maintenue à un potentiel de référence, les deux bornes dune m 9 me paire pouvant 8 tre connectées l'une à l'autre en court-circuit au moyen dl N connecteur approprié ( 41). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, dans une première configuration de connexions électriques entre lesdites paires de bornes de ladite unité de programmation ( 26), ladite unité processeur ( 30) engendre à sa sortie des signaux électriques qui -9- dépendent d'une combinaison prédéterminée de signaux aux entrées ( 36, 37) auxquelles lesdits premier et deuxième générateurs d'impulsions ( 2, 25) sont connectéso 4 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens processeurs ( 4) comprennent un convertisseur numérique-analogique ( 31) dont les entrées sont connectées à des sorties correspondantes de ladite unité processeur ( 30). 5. Dispositif selon la revendication 49 caractérisé par le fait que ledit convertisseur numérique-analogique ( 31) est du type réseaux résistifs pondéréss