Brevet FR2541790A1 — publié le 19840831

DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE COMMANDE MANUELLE SEQUENTIELLE, NOTAM MENT POUR LA SELECTION D'UNE PARMI PLUSIEURS FONCTIONS OU LE REGLAGE D'UNE GRANDEUR ANALOGIQUE PAR PALIERS La présente invention concerne un dispositif électronique de commande manuelle séquentielle, notamment pour la sélection d'une parmi plusieurs fonctions ou le réglage d'une grandeur analogique par paliers. Les dispositifs de sélection ou de réglage actuellement connus peuvent se partager en deux familles - les dispositifs du type curseur, rotacteur, boutons séparés ou analogues qui offrent une discrimination dans l'espace entre les différentes fonctions à sélectionner - les dispositifs du type à touches à impulsions séquentielles, à réglages proportionnels au temps d'appui, ou analogues, au moyen desquels la discrimination entre les différentes fonctions à sélectionner est assurée dans le temps. Les dispositifs de sélection à discrimination dans l'espace ont l'inconvénient de prendre de plus en plus de place au fur et à mesure que le nombre de fonctions à sélectionner augmente. Les dispositifs de sélection à discrimination dans le temps ont l'inconvénient d'avoir un temps d'accès moyen qui augmente avec le nombre de fonctions. D'une manière générale, ces dispositifs ne sont pas compatibles avec une utilisation polyvalente. Ltinvention vise à fournir un dispositif électronique de commande manuelle qui, d'une part, améliore la facilité d'accès en diminuant le nombre de commandes sans augmenter exagérément le temps d'accès et, d'autre part, permette d'utiliser la même commande pour sélectionner successivement plusieurs fonctions parmi des groupes différents de fonctions ou de régler différentes valeurs, ceci sans que la nouvelle sélection ou le nouveau choix ait une influence sur les sélections ou réglages précédents. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif électronique de commande manuelle séquentielle, notamment pour la sélection d'une parmi plusieurs fonctions ou le réglage d'une grande analogique par paliers, caractérisé en ce queil comprend un commutateur comportant au moins trois bornes fixes polarisées chacune à une tension représentative d'une première valeur binaire, et un organe tournant sans butée pouvant être amené manuellement, par rotation dans le sens direct ou le sens indirect, en coincidence avec l'une quelconque des bornes fixes dans une position où la tension de polarisation de la borne fixe sélectionnee est modifiée et prend la valeur binaire opposée, le dispositif comportant également un circuit électronique comprenant des moyens de détection de 1 'état binaire des bornes fixes dans la position en cours de l'organe tournant, des moyens de mémorisation de l'état binaire des bornes fixes dans la position précédente de l'organe tournant, des moyens de détermination du sens de rotation de l'organe tournant entre la position précédente et la position en cours par comparaison des états binaires correspondants des bornes fixes, des moyens d'inerémentation ou de décrémentation d'un index en fonction du sens de rotation détecté, et des moyens de conversion de l'index en-indice de commande à sélectionner. L'invention a également pour objet un procédé de commande manuelle séquentielle, notamment pour la sélection d'une parmi plusieurs fonctions ou le réglage d'une grandeur.analogique par paliers, au moyen d'un dispositif électronique tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qutil comprend les phases qui consistent à a) effectuer un cycle de détection de l'état binaire des bornes fixes dans la position en cours de l'organe tournant b) mémoriser ledit état binaire dans un premier registre c) comparer le contenu du premier registre à celui d'un deuxième registre contenant l'état binaire des bornes fixes au cycle précédent d) conserver sans modification la commande en cours si les conte nus des deux registres sont égaux e) déterminer la valeur de lDun des bits du contenu du deuxième registre si ce contenu est différent de celui du premier registre f) modifier le contenu du deuxième registre par décalage dans un sens de son contenu initial si ledit bit a une valeur prédé terminée et décalage dans ledit sens du contenu initial et addition d'un nombre binaire prédéterminé si ledit bit a la valeur opposée g) comparer le contenu modifié du deuxième registre à celui du premier registre h) modifier d'une unité dans un sens'le contenu d'un troisième registre d'index si le contenu modifié du deuxième registre est égal à celui du premier registre et d'une unité dans le sens opposé le contenu du troisième registre index si le contenu modifié du deuxième registre n'est pas égal à celui du premier registre i) charger le deuxième registre avec le contenu du premier registre, et j) déterminer le contenu d'un quatrième registre d'indices de fonc tions à sélectionner à partir du contenu modifié du troisième registre d'index Autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnes uniquement à titre d'exemple et sur les quels - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif électro nique suivant l'invention - les figures 2 à 5 sont des organigrammes illustrant le fonc tionnement du dispositif suivant l'invention. En se référant à la figure l, le dispositif représenté comprend un commutateur 1 présentant six bornes fixes Ai, B1, Cl9 A2, B2, C2 et un organe tournant sans butée 2 portant une borne. mobile M. La borne mobile M est connectée électriquement à la masse par l'intermédiaire de l'organe tournant 2. Les bornes fixes sont connectées électriquement entre elles deux à deux, à savoir At avec A2, B1 avec B2 et Cl avec C2. En outre, les couples A1, A2 B11 B2 et Ci1 C2 de bornes fixes sont polarisés à une tension V par l'intermédiaire d'une source de tension 3 et de trois résistances 4 en parallèles. Les couples Al-A2l B t - B2 et Cl - C2 de bornes fixes sont connectés respectivement aux entrées A, B et C d'un circuit électronique 5 comportant sept registres R01 R1, R2, R3 R4, R5 et R6 et une mémoire permanente ROM où se trouve stocké le programme de fonctionnement du dispositif Au circuit 5 est associée une horloge H dont le rôle sera expliqué dans la suite de la description. L'organe tournant 2 peut être constitué par une molette, un bouton ou analogue de manière à pouvoir être tourné manuellement dans le sens direct D ou le sens indirect I L'organe tournant 2 ne comporte aucune butée de sorte qu?il peut être tourné deun nombre quelconque de tours dans un sens ou dans l'autres Lorsque l'organe tournant 2 est amené en coincidence avec l'une des bornes fixes, celle-ci se trouve mise à la masse de par son contact électrique avec la borne mobile M, ce qui correspond aun niveau logique "O" à l'entrée correspondante du circuit électronique 5.Par contre, la polarisation assurée par la source de tension 3 et les résistances 4 maintient un niveau logique "l" aux deux autres entrées du circuit électronique 5. C'est ainsi qu'à la figure 1, l'entrée A est au niveau logique "O" et les entrées B et C sont au niveau logique t t . On se reportera maintenant à ltorganigramme de la figure 2 qui assure le traitement des signaux par filtrage des rebonds : une nouvelle position de l'organe tournant 2 n'est prise en compte qu'après N contacts consécutifs - étape 10 : le registre de coincidence Ro est initialisé à la valeur N - étape Il : le circuit 5 effectue la lecture des niveaux logiques aux entrées A, B et C et leur rangement dans un registre R1 qui contient donc l'état des entrées à l'instant t - étape 12 : il s'agit d'un test pour déterminer Si la borne mobile M est en contact avec l'une des bornes fixes A1, B1, Cl, A2, B2, C2.A cet effet, on examine l'état du registre R1 Si R1 = 111, c'est qu'il n'y a pas contact : on passe alors directement à l'étape 13 et on revient à l'étape ll au bout d'un temps tc qui représente la période d'échantillonnage mesu rée à partir de l'horloge H, après avoir transféré le contenu du registre R1 dans le registre R2 à l'étape 19 . si R1 est différent de 111, on passe à l'étape 14. - Etape 14 : on compare le contenu du registre R1 à celui du re gistre R2 qui contient l'état des entrées A, B, et C àl'instant t-tc : si R2 est différent de R1, cela signifie que les niveaux logiques aux entrées A, B et C ne sont pas restés constants pendant2 échantillonnages consécutifs et l'on passe à l'étape 15 où le contenu de Rg est initialisé à nouveau à la valeur N, après quoi on passe à l'étape 13 et on revient à l'étape il au bout du temps tc après avoir transféré le contenu dansR2 si R2 = R1, on passe à l'étape 16 - étape 16 : on décrémente le contenu du registre Ro d'une unité; - étape 17 : c'est un test pour déterminer si le contenu du registre Ro a la valeur O : si Ro est différent de O, on n'a pas encore effectué N échan tillonnageset lwon se rend directement à l'étape 13 Si Ro = O, c'est que l'état des entrées A, B, C est resté constant pendant N échantillonnages successifs et lwon passe à l'étape 18 - étape 18 : on transfère le contenu du registre R1 dans le registre R3, puis on initialise à nouveau le registre Ro à N (étape 15) pour amorcer un nouveau cycle de filtrage L'organigramme de la figure 3 assure la conversion de la nouvelle valeur de R en ordre d'incrémentation ou de décrémentation d'un index contenu dans le registre R5 ; - étape 20 :R4 étant le registre contenant l'état des entrées A, B, C après filtrage au cycle précédent, on compare ce contenu à celui de R3; si R = R4, on passe directement à l'étape 21 qui représente le traitement de R5. Ce traitement peut revêtir différentes formes dont deux exemples sont donnés aux figures 4 et 5 qui seront explicitées dans la suite de la description. On revient ensuite à l'étape 20 si R3 # R4, on passe à l'étape 22. Avant de décrire les étapes 22 et suivantes, on donnera un exemple numérique qui permettra de mieux comprendre la suite du déroulement de ce sous-programme. On notera tout d'abord que, par convention, une rotation de organe 2 dans le sens direct D correspond à un ordre de décrémentation de l'index du registre R5 et une rotation dans le sens indirect I à un ordre d'incrémenta- tion de l'index de ce meme registre. Considérons maintenant les différentes valeurs que peuvent prendre les entrées A, B et C lorsque la borne mobile- M est en contact avec l'une des bornes fixes A1, B1, Cl , A2, B2, C2 A : B : C 0 : 1 1 Contact en A1 ou A2 1 : 0 1 Contact en B1 ou B2 1 : 1 0 Contact en zipCl ou C2 2 : 1 : O Rang du bit l) Supposons que le bit de rang 2 de R4 est égal à O : on a R4 = 011. L'organe 2 ayant tourné d'un pas dans un sens ou dans l'autre, le contenu de R3 ne peut être que 110 ou 101. Effectuons- maintenant un décalage à gauche du contenu de R4 = 011. On trouve llOo Par conséquent, an effectuant ce-déca lage du contenu de R4 et en comparant le contenu décalé icelui de R3, on peut en déduire le sens de rotation de l'organe 2 . si contenu décalé R4 = R3 = 110, on est passé de A1 en C2 ou de A2 en C1 : rotation dans le sens direct . si contenu décalé R4 4 R3, c'est qu'il y a eu rotation dans le sens indirect. 2) Si le bit de rang 2 de R4 est différent de "O" a) R4 = 101 : On peut avoir R3 = 011 ou R3. 110 Effectuons un décalage à gauche de R4 - > 010 Ajoutons "l" à la valeur décalée de R4 .011 Si nouveau contenu R4 = R3 = 011, on est passé de B1 en A ou de B2 en A2 : rotation dans le sens direct Si nouveau contenu R4 # R3, il y a eu rotation dans le sens indirect b) R4 = 110 On peut avoir R3 = 101 ou R3 = 011 Décalons le contenu de R4 à gauche -- > lOO Ajoutons "1" au contenu décalé de R4 -- > 101 Si nouveau contenu R4 = R3 = 101, il y a eu passage de C1 en B1 ou de C2 en B2 : rotation dans le sens direct . si nouveau contenu R4 -,h R3, cela correspond à une rotation dans le sens indirect. Revenons maintenant à l'organigramme de la figure 3 - étape 22 : on examine si le bit de rang 2 de R4 est nul - dans l'affirmative, on décale R4 à gauche (étape 23) et on passe à l'étape 24 - dans la négative, on décale également R4 à gauche (étape 25) puis on ajoute la valeur binaire "i" au contenu décalé de R4 (étape 26) avant de passer à l'étape 24. - Etape 24 : on compare le contenu modifié de R4 avec celui de R3 : . si R3 = R4, c'est qu'il y a eu rotation dans le sens direct comme expliqué précédemment, et l'on décrémente le contenu de R d'une unité (étape 27) 5 O si R3 # R4, il y a eu rotation dans le sens indirect et l'on incrémente de contenu de R d'une unité (étape 28). 5 - Etape 29 : après incrémentation ou décrémentation de R5, on transfère le contenu de R3 dans R4. Le traitement de R5 (étape 21) sera maintenant décrit en regard des figures 4 et 5. Ce traitement a pour but de transformer l'ir;- dex d'incrémentation de R5 en indice de fonction à sélectionner. Sachant que n fonctions peuvent être sélectionnées, l'indice, contenu dans le registre R6, ne peut être égal ni à 0, ni à n + 1. L'exemple de la figure 4 correspond au cas d'un fonctionnement en boucle fermée où l'indice de R6 reprend la valeur 1 quand l'index de R5 prend la valeur n + 1. - Etape 30 : c'est un test pour déterminer si l'index de R5 est égal à O : si R5 = O, on fait R6 = n (étape 3l) et on sélectionne la fonction correspondante (étape 32) sur l'une des sorties.S du circuit 5 si R5 # 0, on passe à l'étape 33 - étape 33 : on examine si l'index de R5 est égal à n + l - dans l'affirmative, on fait R6 = l (étape 34) et on va à l'étape 32 - dans la négative, l'index de R5 devient le nouvel indice de R6 (étape 35) et on sélectionne la fonction correspondante (étape 32). L'exemple de la figure 5 illustre un fonctionnement en boucle ouverte où l'indice de R6 reste à n lorsqu t on incrémente l'index de R5 à partir de la valeur n. ou à 1 lorsqu'on décrémente l'index de R5 à partir de la valeur 1. - Etape 40 : on détermine si l'index de R5 est égal à O - dans l'affirmative, on fait R6 = 1 (étape 41) et on sélec tionne la fonction correspondante (étape 42) sur les sorties S du circuit 5 - dans la négative, on passe à l'étape 43 - étape 43 : on examine si l'index de R5 est égal à n + 1 Si R5 = n + 1, on fait R6 = n (étape- 44) et on passe à l'étape 42 . si R5 94 n + 1, on prend comme nouvel indice de R6 l'index de R5 (étape 45) et on passe à l'étape 420 Le dispositif qui vient d'entre décrit peut recevoir de nombreuses applications telles que, par exemple - la sélection de postes préréglés sur un autoradio - la sélection de gammes d'ondes sur un autoradio - la sélection d'une répartition de l'air soufflé par un système de climatisation d'un véhicule - la sélection d'une vitesse dSessuie-vitre pour un véhicule - la sélection d'un niveau dléclairage pour un véhicule - le réglage d'une grandeur analogique quelconque par paliers. Ce dispositif permet, grâce à sa polyvalence, de remplacer un groupe de commandes et, dans le cas de la sélection d'une parmi plusieurs fonctions, de faciliter l'accès à ces fonctions En effet, avec ce dispositif, l'ordre de commande ne dépend pas de la position sur laquelle starrête l'organe ltorgar.e tournant, mais du pas angulaire dont il a tourné et du sens de rotation Par conséquent, le nombre de fonctions à sélectionner ou le nombre de paliers dans le cas du réglage d'une grandeur analogique peuvent être supérieurs au nombre de bornes fixes du commutateur 1. A cet égard, on notera que l'invention n'est pas limitée au cas d'un commutateur à six bornes fixes. En effet, il est nécessaire de disposer dtauXmoins trois, bornes fixes pour pouvoir discriminer le sens de rotation de l'organe tournant, mais ce nombre peut être supérieur.Ce nombre est de préférence un multiple de trois, ce qui permet de n'avoir que trois entrées A, B, C et de travailler sur trois bits dans le circuit électronique 5, en utilisant ainsi un espace mémoire minimal ; les bornes fixes qui se succèdent circonférentiellement de trois en trois sont alors connectées électriquement ensemble comme dans ltexemple de la figure 1 De même, le commutateur 1 n'est pas nécessairement du type à contact électrique entre la borne mobile et les bornes fixes, mais peut revêtir n'importe quelle autre forme appropriée (magnétique; optoélectrique, etcs), Par ailleurs, il est également possible de travailler sur des niveaux logiques inverses de ceux décrits en connectant les bornes fixes au commun et la borne mobile à une source de tension. Le traitement logique de la figure 5 doit alors être modifié en conséquence : le test 22 consiste à déterminer Si le bit de rang O est égal à "1" ; on passe ensuite à l'étape 24, après un décalage à droite du contenu de Ri si la réponse est non, et après un décalage à droite du contenu de R4 suivi de l'addition du nombre binaire "100" si la réponse est oui. A la suite du test24, les étapes 27 et 28 sont inversées, c'est-à-dire quton incrémente R5 si R3 = R4 et qu'on décrémente R5 dans le cas contraire Si l'on choisit au contraire d'incrémenter R dans le sens direct et de le décrémenter dans le sens indirect, l'agencement des étapes 24, 27 et 28 convient pour la variante qui vient d'être décrite et les étapes 27 et 28 doivent être inversées pour des bornes fixes polarisées au niveau logique "l". Naturellement, de nombreuses autres modifications peuvent encore être apportées aux modes de réalisation décrits sans pour autant sortir du cadre de l'inventionO REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique de commande manuelle séquentielle, notamment pour la sélection d'une parmi plusieurs fonctions ou le réglage d'une grandeur analogiqueparpaliers, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur (l) comportant au moins trois bornes fixes(A1, B1, C1 ;A2, B2, C2) polarisées chacune à une tension représentative d'une première valeur binaire, et un organe (2) tournant sans butée pouvant hêtre amené manuellement, par rotation dans le sens direct (D) ou le sens indirect (I), en coïncidence avec l'une quelconque des bornes fixes dans une position où la tension de polarisation de la borne fixe sélectionnée est modifiée et prend la valeur binaire opposée, le dispositif comportant également un circuit électronique (5) comprenant des moyens(R1, R2, R3) de détection de l'état binaire des bornes fixes dans la position en cours de organe tournant, des moyens (R4) de mémorisation de l'état binaire des bornes fixes dans la position précédente de l'organe tournant, des moyens (R3, R4) de détermination du sens de rotation de l'organe tournant (2) entre la position précédente et la position en cours par comparaison des états binaires correspondants des bornes fixes, des moyens dtincrémenta- tion ou de décrémentation d'un index (R5) en fonction du sens de rotation détecté, et des moyens de conversion de l'index en indice de commande à sélectionner (R6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de bornes fixes (A1, B1, C1 i A2' B2, C2) du commutateur (l) est un multiple de trois et en ce que les bornes (A1 - A2, B1 - B2, Cl - C ) qui se succèdent circonférentiellement de trois 2 en trois sont connectées électriquement à une entrée commune (A, B, C) du circuit électronique (5). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce que, comme connu en soi, ltorgane tournant (2) porte une borne mobile (M) qui vient en contact électrique avec les bornes fixes (A1, Bl, Cl ; A2, B2, C2) dans ladite position de coincidence. 4. Procédé de commande manuelle séquentielle, notamment pour la sélection d'une parmi plusieurs fonctions ou le réglage d'une grandeur analogique par paliers, au moyen d'un dispositif électronique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend les phases qui consistent à : a) effectuer un cycle (10 - 19) de détection de l'état binaire des bornes fixes dans la position en cours de l'organe tournant b) mémoriser ledit état binaire dans un premier registre (R3) c) comparer le contenu du premier registre (R3) à celui d'un deu xième registre (R4) contenant l'état binaire des bornes fixes au cycle précédent d) conserver sans modification la commande en cours si les conte nus des deux registres (R3, R4) sont égaux e) déterminer la valeur de l'un des bits du contenu du deuxième registre (R4) si ce contenu est différent de celui dru premier registre (R3) f) modifier le contenu du deuxième registre (R4) par décalage dans un sens de son contenu initial si ledit bit a une valeur prédé terminée et décalage dans ledit sens du contenu initial et addition d'un nombre binaire prédéterminé si ledit bit a la valeur opposée g) comparer le contenu modifié du deuxième registre (R4) à celui du premier registre (R3) h) modifier d'une unité dans un sens le contenu d'un troisième registre d'index (R5) si le contenu modifié du deuxième registre (R4) est égal à celui du premier registre (R3) et d'une unité dans le sens opposé le contenu du troisième registre d'index (R5) si le contenu modifié du deuxième 5 registre (R4) n'est pas égal à celui du premier registre (R3) i) charger le deuxième registre (R4) avec le contenu du premier registre (R3), et j) déterminer le contenu d'un quatrième registre (R6) d'indices de fonctions à sélectionner à partir du contenu modifié du troisième registre d'index (R5). 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le cas où les bornes fixes (Al, Bl, Ci ;A2, B2, C2) sont polari- sées à une valeur de tension représentative d'un niveau logique "1", la phase (e) consiste à déterminer si le bit de rang 2 du contenu du deuxième registre (R4) est égal à "O" et la phase (f) consiste à décaler à gauche le contenu du deuxième registre (R4) si ledit bit est égal à "O" et à décaler à gauche le contenu du deuxième registre (R4) et ajouter la valeur binaire "1" à ce contenu décalé si ledit bit est égal à "1". 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la phase (h) consiste à incrémenter le contenu du troisième registre (R5) d'une unité si le contenu modifié du deuxième registre (R4) est égal à celui du premier registre et et à decrémenter le contenu du troisième registre (R ) d'une (R3) et à décrémenter le contenu du troisième registre unité dans le cas contraire. -7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caracterisé en ce que la phase (j) consiste à affecter la valeur n au contenu du quatrième registre (R6) si le contenu du troisième registre (R5) est égal à O, à affecter la valeur 1 au contenu du quatrième registre (R6) si le contenu du troisième registre (R5) est égal à n + 1, n étant le nombre de fonctions pouvant être sélectionnées, et à charger le contenu du troisième registre (R5) dans le quatrième registre (R6) si ce contenu est différent de O et n + i. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la phase (j) consiste à affecter la valeur 1 au contenu du quatrième registre (R6) si le contenu du troisième registre (R ) est égal à o, à affecter la valeur n au conte 5 nu du quatrième registre (R6) si le contenu du troisième registre (R ) est égal à n + 1, n étant le nombre de fonctions pouvant être sélectionnées, et à charger le contenu du troisième registre (R5) dans le quatrième registre (R6) si ce contenu est différent de O et n + 1. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la phase (a) consiste à échantillonner périodiquement l'état binaire des bornes fixes, à comparer à chaque échantillonnage l'état détecté avec celui détecté à l'échan- tillonnage précédent, et à charger l'état binaire détecté dans le premier registre (R3) lorsque cet état binaire est resté constant pendant N échantillonnages consécutifs