Brevet FR2584490A1 — publié le 19870109

La présente invention a pour objet un procédé d'affichage de la vitesse et de la distance à bord d'un véhicule auto- mobile, en général mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif électronique, qui permet d'éviter une liaison mécanique entre le capteur de vitesse dont est pourvu une des roues du véhicule, et le dispositif d'affichage de la vitesse et de la distance parcourue, à savoir l'indicateur de vi- tesse et le compteur kilométrique totalisateur, dont est pourvu le tableau de bord. En général, on conserve un indicateur de vitesse et un compteur kilométrique de type conventionnel, c'est-à-dire dont l'organe d'entrée est un axe rotatif, sur lequel on installe alors un petit moteur électrique, ou moteur auxiliaire, commandé par le disposi- tif électronique. On connaît déjà un tel procédé, dans lequel - on détermine une première période de récurrence d'un train d'impulsions commandées par la rotation d'une des roues du véhicule, - on détermine une deuxième période de récurrence d'un train d'impulsions commandées par la rotation de l'axe du moteur auxiliaire, relié à un dispositif d'affichage de la vitesse de rotation dudit axe et à un totalisateur du nombre de tours dudit axe depuis la mise en circula- tion du véhicule, - on détermine le produit de ladite première période par un facteur de multiplication dépendant du développé de la roue, - on détermine la différence entre ladite deuxième période et ledit produit, on commande la vitesse de rotation du moteur auxiliaire pourqu'elle soit proportionnelle à la différence précé- dente. Ce procédé est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif élec- tronique qui constitue une boucle asservissant la deuxième période sur le produit de la première période par le facteur de multiplication dépendant du développé de roue. En d'autres termes, la vitesse de rotation du moteur auxi- liaire est asservie à la vitessede rotation de la roue, au facteur de multiplication près. Il est connu que les boucles d'asservissement réelles sont imparfaites, en particulier en ce qui concerne leur temps de réponse. Ainsi une variation très rapide de la vitesse de rotation de la roue ne sera qu'imparfaitement récopiée par une variation de la vitesse de rotation du moteur auxiliaire, tout au moins dans les premiers instants. Il en résulte que la valeur de la vitesse affichée par l'indicateur de vitesse pendant des phases d'accélération ou de décélération brusques ne correspond pas à la valeur vraie de la vitesse. Ceci ne constitue pas en soi un in- convénient important et peut être toléré, dans la mesure o, s'il est important de connaître précisément la vitesse du véhicule dans les phases o celle-ci est relativement stable, il n'est pas très grave de n'en avoir qu'une con- naissance approchée lorsque l'on est en train d'accélérer ou de freiner. Toutefois, une conséquence plus grave de l'existence d'un temps de réponse de la boucle d'asservissement est que le compteur kilométrique, qui totalise le nombre de tours de l'axe de sortie du moteur auxiliaire, n'indique pas un nombre de kilomètres rigoureusement égal à celui réellement parcouru. Ainsi, comme le moteur auxiliaire ne tourne pas assez vite dans les phases d'accélération brusque, le nom- bre de kilomètres supplémentaires indiqués au cours de ces phases est inférieur au nombre de kilomètres supplémentai- res réellement parcourus; par contre, dans les phases de décélération brusque, le moteur auxiliaire tourne trop vite et le nombre de kilomètres supplémentaires indiqués est supérieur au nombre de kilomètres supplémentaires réel- lement parcourus. Malheureusement, les accélérations et décélérations sont telles qu'il n'y a pas compensation, et le nombre total de kilomètres affichés par le compteur kilo- métrique n'est pas égal au nombre total de kilomètres réel- lement parcourus. La présente invention pallie cet inconvénient. Elle a pour objet, à cet effet,un procédé d'affichage de la vitesse et de la distance à bord d'un véhicule automobile du type défini ci-dessus, caractérisé par le fait que, - on compte un premier nombre des dites impulsions comman- dées par la rotation de ladite roue depuis la mise en marche du véhicule, - on compte un deuxième nombre des dites impulsions comman- dées par la rotation dudit axe du moteur auxiliaire, depuis la mise en marche du véhicule, - périodiquement, on détermine le quotient dudit premier nombre par un facteur de division dépendant du développé de ladite roue, - on détermine la différence entre ledit deuxième nombre et ledit quotient, et - on commande une variation, du même signe que la diffé- rence précédente, dudit facteur de multiplication. Dans le procédé de l'invention, on prévoit une deuxième boucle d'asservissement du deuxième nombre sur le quotient du premier nombre par le facteur de division dépendant du développé de roue. On est ainsi certain que le nombre de tours du moteur auxiliaire, asservi au nombre de tours de la roue, au facteur de division près, est bien représenta- tif du nombre de kilomètres réellement parcouru, tout au moins après un temps de parcours supérieur ou égal au temps de réponse de la deuxième boucle d'asservissement. Dans la forme de réalisation préférée du procédé de l'in- vention, l'amplitude relative de ladite variation dudit facteur de multiplication est déterminée. La mise en oeuvre du procédé est alors assez simple. Avantageusement, ladite amplitude relative est de 0,5 %. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la mise en oeuvre préférée du pro- cédé de l'invention, faite en se référant aux dessins anne- xés, sur lesquels, - la figure 1 représente un schéma d'un capteur de vitesse, d'un indicateur de vitesse, d'un compteur kilométrique et d'un dispositif électronique mettant en oeuvre le procédé, dont est pourvue une automobile, - la figure 2 représente un schéma par blocs du dispositif électronique de la figure 2, et, - la figure 3 représente un graphique fonctionnel, se rap- portant au fonctionnement du microprocesseur de la figurel. Une automobile, dont une roue 1 est représentée sur la fi- gure 1, à bord de laquelle la vitesse et la distance parcou- rue sont à afficher, est pourvue à cet effet d'un capteur de vitesse 2 monté sur l'axe 10 de la roue 1, d'un dispositif d'affichage ou indicateur de vitesse 3 et d'un totalisateur ou compteur kilométrique 4. Un moteur auxiliaire 5, électrique, comprend un axe 50 relié directement à l'indicateur de vitesse 3 et, par l'intermé- diaire d'uneliaison 51 à vis sans fin et roue hélicoldale, au compteur kilométrique 4. Un dispositif électronique d'asservissement 6, est connecté électriquement au capteur de vitesse 2 par une connexion 26, à l'indicateur de vitesse par une connexion 36, au moteur auxiliaire 5 par une connexion 65. Le capteur de vitesse 2, de type connu, comprend une roue dentée 21 en matériau ferro-magnétique et un capteur magnéto- électrique 22 dont la sortie est reliée à la connexion 26. L'indicateur de vitesse 3, de type connu, comprend un aimant permanent à quatre pôles 31, monté sur l'arbre 50, qui en- traine, par courants de Foucault, une coupelle, ou disque 32, solidaire d'une aiguille 34 se déplaçant devant un ca- dran (non représenté), le disque 32 et l'aiguille 34 étant rappelés par un ressort de rappel 33. Le compteur kilométrique 4 est du type connu à tambours totalisateurs 40. Le moteur auxiliaire 5 est un moteur électrique à courant continu. Un capteur magnéto-électrique 37 est placé au voisinage de l'aimant permanent 31. Sa sortie est reliée à la connexion 36. Le dispositif électronique d'asservissement 6, connecté électriquement, par une connexion 60 à la batterie non représentée de l'automobile, est maintenant décrit en se référant à la figure 2. Il comprend un microprocesseur 64, ici à quatre bits, dont deux entrées 26' et 36' sont reliées aux connexions 26 et 36 par l'intermédiaire de deux circuits de mise en forme 62 et 63, du type classique pour mise en forme d'impulsions. Une sortie 65' du microprocesseur 64 est reliée, par l'in- termédiaire d'un filtre passe-bas 66, du type à résistance et condensateur, et d'un amplificateur 67 de type classique, à la connexion 65. Quatre entrées 68 du microprocesseur 64 peuvent être réunies à la masse par des cavaliers 69. De manière classique, le microprocesseur 64 est relié à un S84490 circuit 65 oscillateur d'horloge, du type à résistance et condensateur. Le dispositif 6 comprend enfin un circuit 61 d'alimentation en énergie électrique, de type connu, prévu pour délivrer aux circuits 62, 63, 65 et au microprocesseur 64, de maniène non représentée par souci de simplification, les courants d'alimentation nécessaires à leur fonctionnement, sous une tension continue égale ici à 5 volts. L'entrée du circuit 61 est reliée à la connexion 60, de même que l'entrée d'a- limentation en énergie électrique de l'amplificateur 67. Le fonctionnement de l'ensemble précédent va maintenant être décrit, en référence à la figure 3, en ce qui concerne le fonctionnement du microprocesseur 64. Lorsque l'automobile est en fonctionnement, la rotation de la roue 1 commande la production, par le capteur de vitesse 2 d'un train d'impulsions. Ces impulsions, après mise en forme par le circuit 62, sont appliquées à l'entrée 26' du microprocesseur 64, agencé pour en déterminer la période de récuwance T (bloc 101). La rotation de l'axe 50 du moteur auxiliaire 5 commande la production, par le capteur magnéto-électrique 37, associé à l'aimant permanent 31, d'un train d'impulsions. Ces im- pulsions, après mise en forme par le circuit 62, sont appli- quées à l'entrée 36' du microprocesseur 64, agencé pour en déterminer la période de recurrence T' (bloc 102). Le microprocesseur 64 calcule (bloc 103) le produit de la période T par un facteur de multiplication KM (bloc 205), tel que: KM = K +AK Dans cette expression, le terme K est égal au rapport entre le nombre d'impulsions délivrées par le capteur de vitesse 2584490- 2 lorsque l'automobile a avancé d'une certaine longueur et le nombre d'impulsions délivrées sur le capteur magnéto- électrique 37 lorsque l'indication du compteur kilométrique 4 a augmenté de la même longueur. Le terme K, comme le facteur de multiplication KM, dépendent donc du développé de la roue 1. Le terme4K, dont l'importan- ce relative par rapport au terme K reste faible, sera défini ultérieurement. Le microprocesseur 64 calcule également (bloc 104) la dif- férence E1' telle que: ú = T' - KM T Le microprocesseur est agencé pour délivrer (bloc 105) sur la borne 65', un signal binaire périodique, dont le rapport cyclique est proportionnel à El. Le rapport cyclique étant défini comme le rapport entre le temps pendant lequel le si- gnal est au niveau haut et le temps pendant lequel il est au niveau bas, le filtre passe bas 66 délivre à l'amplificateur 67 un signal lissé sensiblement constant dont l'amplitude est proportionnelle à la différence E1. Ainsi on commande une vitesse de rotation du moteur auxiliaire 5 proportionnelle à la différence E1. Sur la figure 3, le bloc 106 schématise l'ensemble des opé- rations effectuées par le filtre passe bas 66, l'amplifica- teur 67, le moteur 5, ainsi que l'aimant permanent 31 et le capteur magnéto-électrique 37, afin de faire apparaître une première boucle d'asservissement 102, 104, 105 et 106 de la période T' liée à la rotation du moteur auxiliaire5surla la période T liée à la rotation de la roue 1. Le microprocesseur 64 est agencé pour compter le nombre N d'impulsions commandées, depuis la mise en marche du véhi- cule, par la rotation de la roue I (bloc 201). Le microprocesseur 64 est agencé pour compter le nombre N' d'impulsions commandées, depuis la mise en marche du véhi- cule, par la rotation de l'axe 50 du moteur auxiliaire 5 (bloc 202). Périodiquement, et ici toutes les huit secondes, à des instants to, t1,... , tn,..., le microprocesseur 64 calcule (bloc 203) le quotient du nombre N par un facteur de divi- sion KD (bloc 203'), tel que: KD K Le microprocesseur 64 calcule alors (bloc 204) la différen- ce E2' telle que: 2 = N' - N/KD et il est agencé pour calculer (bloc 205) le termeAK à l'instant tn, soit K (tn) tel que: AK(tn) =,âK(tn_l) +K Ko (EJ) Dans cette ex ression, l'amplitude relative A Ko/K du terme S p(Elv oM - vaut +0,5 % si la différence E, est positive, ou - vaut -0,5 % si la différence J, est négative. Les nombres N et N' sont stockés par le microprocesseur 64 dans des registres R et R'. Ces registres, ici à douze bits, et dans le cas o le capteur de vitesse 2 et le capteur magnéto-électrique 37 délivrent tous deux quelques impul- sions par mètre parcouru ont une capacité Q telle qu'ils peuvent se trouver remplis après un parcours de l'ordre d'une dizaine à une vingtaine de kilomètres. Afin que cette situation ne se produise pas, à chaque instant de la série to, tl,...,tn,..., le microprocesseur 64 compare le contenu de chacun des registres R et R' à un seuil correspondant, ici, à une fraction égale à 15/16 de leur capacité totale Q. Dès que le contenu d'un des re- gistres est supérieur à ce seuil, on se trouve dans un des cas suivants: 1) dans le cas o c'est le contenu du registre R' qui a franchi le seuil, le microprocesseur 64 calcule No tel que: No = (N - KN')modulo Q il remet à zéro le registre R' et charge N dans le regis- tre R 2) dans le cas o le contenu du registre R a franchi le seuil, le microprocesseur 64 calcule N'0 tel que: N' = (N' - N/K)modulo Q o il remet à zéro le registre R et charge N'o dans le regis- tre R'. De manière classique, comme le montre la figure 2, la va- leur du terme K peut-être programmée en agissant sur les cavaliers 69 qui permettent ici de programer seize valeurs différentes de K afin que le dispositif puisse convenir à n'importe quel type de véhicule. Dans la description qui vient d'être faite, les vitesses de rotation de la roue 1 et de l'axe 50 du moteur 5 sont déter- minées à l'aide de capteurs magnéto-électriques22 et 37 d'un type classique. Ils peuvent être remplacés en particulier par des capteurs optoélectroniques, et,en général, par tout dispositif mettant en oeuvre un procédé connu de mesure de vitesse de rotation d'un axe ou d'un moteur. Les opérations schématisées par les blocs de la figure 3, et effectuées par le microprocesseur 64 dans la description qui vient d'être faite, peuvent également être effectués par une suite de circuits discrets tels que compteurs, période- mètres, soustracteurs, multiplicateurs,... de type connu. Revendications 1. Procédé d'affichage de la vitesse et de la distance à bord d'un véhicule automobile dans lequel - on détermine une première période (T) de récurrence d'un train d'impulsions commandées par la rotation d'une des roues (1) dudit véhicule, - on détermine une deuxième période (T') de récurrence d'un train d'impulsions commandées par la rotation de l'axe (50) d'un moteur auxiliaire (5) relié à un dispositif d'affichage (3) de la vitesse de rotation dudit axe et à un totalisateur (4) du nombre de tours dudit axe depuis la mise en circula- tion du véhicule, - on détermine le produit (KMT) de ladite première période (T) par un facteur de multiplication (KM) dépendant du développé de ladite roue (1), - on détermine la différence ( riode (T') et ledit produit (KMT), - on commande la vitesse de rotation dudit moteur auxiliaire pour qu'elle soit proportionnelle à la différence précédente (d1) caractérisé par le fait que, - on compte un premier nombre (N) des dites impulsions com- mandées par la rotation de ladite roue (1) depuis la mise en marche du véhicule, - on compte un deuxième nombre (N') des dites impulsions com- mandées par la rotation dudit axe (50) du moteur auxiliaire (5), depuis la mise en marche du véhicule, - périodiquement, on détermine le quotient (N/KD) dudit pre- D mier nombre (N) par un facteur de division (KD) dépendant du développé de ladite roue, - on détermine la différence (62) entre ledit deuxième nom- bre (N') et ledit quotient (N/KD), et - on commande une variation4Ko), de même signe qua la dif- férence précédente (.2), dudit facteur de multiplication (K. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'amplitude relative (AKo/KM) de ladite variation (4Ko) dudit facteur de multiplication (KM) est déterminée. 3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel ladite amplitude relative (AKo/KM) est de 0,5 %.