Brevet FR2585825A1 — publié le 19870206

La présente invention est relative à un dispositif d'atténuation sélective des oscillations de l'équipage d'un indicateur de vitesse à cadre mobile. Les indicateurs de vitesse à cadre mobile utilisés actuellement sont de deux types : les indicateurs à amplification mécanique de déviation et les indicateurs à déviation correcte. Dans les deux types d'appareil précités, ainsi que représenté figure la, un signal représentatif de l'information vitesse est appliqué, par exemple sous forme d'impulsionsde courant électrique, au cadre mobile de l'appareil. Les impulsions électriques ont une durée et une amplitude constantes, la fréquence de répétition des impulsions étant variable et représentative de la-vitesse à indiquer. Dans les appareils à amplification de déviation, un indicateur de vitesse de ce type comprend habituellement,ainsi que représenté en figure 1brun aimant permanent central noté A entouré par une couronne en matériau magnétique noté C, l'aimant et la couronne formant un entrefer noté E, dans lequel se déplace le cadre mobile CM solidaire de pignons sur lesquels sont montés des ressorts spiraux SP permettant l'alimentation et le rappel du cadre mobile, en présence d'un courant d'excitation traversant celui-ci. La transmission du déplacement du cadre est assurée au moyen d'un pignon menant, noté Pma, et d'un pignon mené ,noté Pme, solidaire d'un axe d'aiguille Aa. Le pignon menant Pma, le pignon mené, le cadre mobile CM, l'axe d'aiguille Aa, l'aiguille non représentée sur la figure lb et les spiraux forment l'équipage de l'indicateur de vitesse. En présence des impulsions de courant appliquées au cadre mobile et en raison de l'existence d'un jeu inévitable entre le pignon menant et le pignon mené, l'ensemble de l'équipage en fonctionnement est le siège de vibrations mécaniques et oscille autour d'une valeur moyenne correspondant,pour l'aiguille,à la valeur d'indication de la vitesse moyenne après amplification. En outre, à l'inconfort visuel pour l'utilisateur résultant de l'oscillation de l'aiguille autour de sa position moyenne, s'ajoute celui du bruit sonore dû à l'entrechoquement des pignons menant et pignon mené et des parties mécaniques de l'ensemble. Une atténuation totale de la composante périodique du signal représentatif de l'information de vitesse, atténuation qui serait bien entendu susceptible d'être obtenue par l'utilisation de moyens de découplage du signal appliqué au cadre mobile et dimensionnés à cet effet, aurait pour conséquence,pour l'équipage mobile, l'apparition d'un phénomène mécanique analogue à celui d'hystérésis, en raison de la prédominance des coefficients de frottement statique des parties mobiles de l'équipage, par rapport au coefficient de frottement dynamique de ces mêmes parties mobiles, du fait de la suppression quasi-totale des oscillations autour de la position moyenne. La présente invention a pour but de remédier à l'inconvénient précité par la mise en oeuvre d'un système d'atténuation permettant une atténuation convenable des oscillations de l'équipage sans toutefois provoquer les phénomènes d'hystérésis précités, de manière inacceptable. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif d'atténuation sélective des oscillations de l'équipage d'un indicateur de vitesse à cadre mobile, dans lequel une optimalisation entre l'atténuation précitée et l'existence de phénomène d'hystérésis relative au déplacement en position moyenne de l'aiguille d'indication est réalisée. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif d'atténuation sélective des oscillations de ltéquipage d'un indicateur de vitesse à cadre mobile, dans lequel le choix de cette atténuation est réalisé de manière automatique en fonction de la valeur instantanée de la vitesse à indiquer. Le dispositif d'atténuation sélective des oscillations de l'équipage d'un indicateur de vitesse à cadre mobile, objet de l'invention dans lequel un signal représentatif de l'information vitesse est appliqué au cadre mobile, sous forme d'impulsions électriques de durée et d'amplitude constantes et de fréquence variable représentative de la vitesse à indiquer, est remarquable en ce qu'il comprend, connectés aux bornes du cadre mobile, des moyens d'atténuation sélective de la composante périodique des impulsions commandés sélectivement en fonction de la valeur moyenne des impulsions et donc de la vitesse à indiquer. Le dispositif objet de l'invention trouve application dans tout type d'indicateur de vitesse à amplification de déviation ou déviation directe Par indicateur de vitesse on entend bien sûr tout indicateur de vitesse linéaire ou angulaire ou même de nombre de tours. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins dans lesquels les figures la et lb précitées représentent respectivement un signal d'information de vitesse appliqué à un indicateur de vitesse à cadre mobile et, en coupe longitudinale, un indicateur de vitesse du type à amplification de déviation, la figure 2 représente un schéma synoptique du dispositif objet de l'invention, la figure 3 représente un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, es figures 4a et 4b représentent un mode de réalisation simplifié de l'objet de l'invention, la figure 5 représente un mode de réalisation particulier du dispositif objet de 1 'in- vention. Le dispositif sera tout d'abord décrit en relation avec la figure 2. Conformément à cette figure, le dispositif de l'invention comprend, connectés aux bornes du cadre mobile CM,des moyens 1 d'atténuation sélective de la composante périodique des impulsions électriques représentatives de l'information vitesse à indiquer. Les moyens 1 d'atténuation sont commandés sélectivement en fonction de la valeur moyenne des impulsions V et donc de la valeur moyenne de la vitesse à indiquer. Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 3, les moyens d'atténuation 1 comportent au moins deux condensateurs connectés en parallèle sur le cadre mobile CM par l'intermédiaire de moyens interrupteurs. Sur la figure 3, les condensateurs sont notés 10O, 101, 10K, 10N et les moyens interrupteurs sont notés 110, 111, 11K et 11N .Les moyens interrupteurs permettent la connexion sélective de l'un et/ou de l'autre condensateur en fonction de la valeur moyenne des impulsions, c'est-à-dire de la vitesse à indiquer. A titre d'exemple non limitatif, et de manière avantageuse, les moyens interrupteurs peuvent être constitués chacun par un transistor tel que par exemple un transistor de commutation ou même un transistor à effet de champ, intégré ou discret. Conformément, aux figures 2 et 3, on comprendra que le dispositif objet de l'invention permet un choix de la capacité résultante connectée en parallèle sur le cadre mobile CM, et donc de l'atténuation de la composante périodique de l'information vitesse appliquée à l'équipage mobile. Le choix de cette atténuation est bien entendu effectué en fonction de la valeur de la vitesse à indiquer et donc de la valeur moyenne des impulsions électriques de façon,par exemple, à obtenir une atténuation telle que le résidu d'oscillation corresponde à un pourcentage déterminé de la largeur de l'aiguille ou selon toute autre loi, en fonction du déplacement de celle-ci, c'est-à-dire de la vitesse à indiquer. Afin de permettre une atténuation sélective en fonction des paramètres précités, les condensateurs peuvent être choisis de façon à présenter des valeurs déterminées remarquables. De façon non limitative, mais avantageuse, chaque condensateur peut avoir une capacité de valeur C / 2 ou C est une valeur déterminée de capacité et K un entier de valeur supérieure ou égale à 1 représentant l'ordre du condensateur.Par exemple, et à titre de seule illustration, la capacité C peut être choisie de façon à permettre une atténuation provoquant un résidu d'oscillation de l'ordre de 2 % de la largeur d'aiguille en milieu d'échelle de déviation de celle-ci, la commu tation des interrupteurs 11o, K à 11N étant alors susceptible de permettre en fonction de la loi d'atténuation en fonction de la vitesse, d'obtenir des valeurs de capacité résultante et donc d'atténuation, comprises entre une capacité très faible et une atténuation correspondante très faible pour une déviation pleine échelle à forte vitesse et une capacité sensiblement égale à 2C, ainsi qu'une atténuation correspondante, pour une faible déviation à faible vitesse. D'une façon générale, la capacité et donc l'atténuation évoluent selon une fonction inverse de la valeur moyenne des impulsions et donc de la vitesse à indiquer. Bien entendu, le pourcentage d'oscillation résiduelle de l'équipage mobile peut être de façon avantageuse choisi de façon à réaliser un compromis entre le confort visuel de l'utilisateur et la non introduction d'un phénomène d'hystérésis trop important. En effet, le maintien d'un pourcentage d'oscillation résiduelle permet sensiblement le remplacement pour l'équipage mobile,du coefficient de frottement statique par le coefficient de frottement dynamique, lequel bien entendu est sensiblement plus faible et a pour effet de permettre un fonctionnement progressif et sans à coup de l'équipage et bien entendu de l'aiguille sur toute son échelle de déviation. Bien entendu, le dispositif objet de l'invention comprend des moyens de commande des moyens interrupteurs en fonction de la valeur moyenne des impulsions. Les moyens de commande précités seront tout d'abord décrits à l'aide des figures 4a et 4b, dans un mode de réalisation simplifié, particulièrement économique. Conformément à la figure 4a, dans le cas de deux condensateurs constituant les moyens d'atténuation, les moyens de commande comportent un comparateur noté 2, recevant sur une première entrée une valeur de référence notée Vref et sur une deuxième entre un signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions délivré par un circuit, classique en soi, portant.la référence 3. Le comparateur peut être constitué par un amplificateur opérationnel classique, monté en amplificateur différentiel, ainsi qu'il apparaît sur la figure 4a.Le signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions peut être délivré à partir des impulsions électriques représentatives de l'information vitesse par l'intermédiaire d'un circuit intégrateur 3 capable de donner le signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions. Ce circuit ne sera pas décrit car il peut être constitué par tout circuit utilisé habituellement dans la technique à cet effet. On notera sur la figure 4a que le condensateur 10o est connecté directement en parallèle sur le cadre mobile CM, la valeur du condensateur 100 étant choisie de façon à apporter une atténuation convenable aux grandes vitesses l'interrupteur Il étant ouvert.Au contraire, pour une vitesse plus faible et une valeur moyenne des impulsions correspondantes inférieure à la tension de seuil Vref, la fermeture de l'interrupteur ili permet l'augmentation en conséquence de la capacité résultante et donc de l'atténuation. Le mode de réalisation simplifié de la figure 4b permet une mise en oeuvre particulièrement économique notamment en ce qui concerne le comparateur. Selon cette figure, les impulsions électriques représentatives de l'information vitesse sont délivrées par un circuit intégré spécialisé 40 fonctionnant en générateur d'intensité, celui-ci délivrant des impulsions de courant notées I. Ce circuit intégré peut par exemple être constitué par un circuit intégré commercialisé sous la référence Sas215 par la société ITT.Les impulsions ainsi générées sont délivrées à un transistor amplificateur 43, sur la base de celui-ci, l'émetteur de ce transistor étant connecté au cadre mobile CM et le collecteur étant connecté à une tension de référence délivrée par le circuit intégré 40 découpée par le signal représentatif des impul sions d'entrée et à une résistance 42, elle-même connectée à la masse. Le cadre mobile CM a son autre borne connectée à la tension d'alimentation régulée + Vcc. De plus une résistance de polarisation 41 est connectée entre la base du transistor 43 et la tension d'alimentation +Vcc. Sur la figure 4b, les condensateurs 100, 101 et l'interrupteur 111 sont représentés de manière identique au mode de réalisation de la figure 4a. Le transistor 43 joue le rôle pour le cadre mobile CM, d'amplificateur de courant. Les impulsions de courant appliquées au cadre mobile CM, sont en outre appliquées à un transistor 44 par l'intermédiaire d'une diode 46. Le transistor 44 a son émetteur connecté à la tension +Vcc et son collecteur relié à la base du transistor 111 constituant l'interrupteur de la capacité 101. Le collecteur du transistor 44 est en outre chargé par une résistance 45 et joue ainsi le rôle sensiblement du comparateur 2. Pour une valeur moyenne des impulsions électriques délivrées par le circuit intégré 40 par l'intermédiaire de l'amplificateur en courant 43 inférieure à une valeur de seuil égale à +Vcc-1,2V, la tension sur la borne du cadre mobile non reliée à la tension d'alimentation +Vcc étant égale à cette valeur moyenne, on obtient par l'intermédiaire de la diode 46 la mise en condition du transistor 44 et du transistor interrupteur 111. La capacité résultante est alors la somme des capacités 100 et loi. Au contraire, pour une tension ou valeur moyenne des impulsions supérieure à la tension de seuil, le transistor 44 est bloqué et l'interrupteur 11 est ouvert. Un mode de réalisation permettant une optimalisation de l'atténuation par commutation des différentes capacités 100 à 10N sera maintenant décrit en liaison avec la figure 5. Selon ce mode de réalisation, les moyens de commande comportent des moyens convertisseurs analogiques numériques 50 recevant le signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions et délivrant un signal correspondant sous forme numérique. Le signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions peut être obtenu à partir des impulsions électriques représentatives de l'information vitesse, au moyen du même circuit 3 tel que décrit et représenté en liaison avec la figure 4a. Les moyens de commande comportent en outre des moyens microprocesseurs 51, recevant le signal correspondant sous forme numérique. Les moyens microprocesseurs sont en outre reliés aux moyens interrupteurs lii à 11N par une interface de commande 52.L'interface de commande 52 peut être constituée avantageusement par un circuit sélecteur de voie programmable sur 4, 6 ou 8 bitsselon le nombre de voies. Ces circuits sélecteurs de voie sont normalement disponibles dans le commerce et en conséquence ne seront pas décrits. Les liaisonsentre le circuit sélecteur de voie 52 et le microprocesseur 51 d'une part et entre le microprocesseur 51 et le convertisseur analogique numérique 50 sont bien entendu réalisés au moyen de conducteurs de type BUS permettant la transmission des informations correspondantes sous forme numérique. Les moyens microprocesseurs 51 sont munis par exemple d'un microprogramme capable d'assurer en fonction de la valeur du signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions, la commutation sélective d'un ou plusieurs interrupteurs d'ordre K donné, par l'intermédiaire du circuit sélecteur de voie 52. Le dispositif tel que représenté en figure 5 permet ainsi d'optimaliser l'atténuation des moyens atténuateurs 1 en fonction de la valeur moyenne des impulsions, selon toute loi préférentielle donnant la valeur de la capacité résultante, pour un pourcentage d'oscillation résiduelle de l'équipage et une hystérésis donnée. On a ainsi décrit un dispositif d'atténuation sélective des oscillations de l'équipage d'un indicateur de vitesse à cadre mobile, particulièrement performant, dans lequel une optima lisation constante de l'amplitude relative de l'oscillation résiduelle et de l'hystérésis mécanique, peut être obtenue pour un confort maximum d'utilisation. Bien sûr, le microprocesseur peut avantageusement etre constitué par le micro-ordinateur de gestion de l'habitacle du véhicule. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'atténuation sélective des oscillations de l'équipage d'un indicateur de vitesse à cadre mobile, dans lequel un signal représentatif de l'information vitesse est appliqué au cadre mobile sous forme d'impulsions électriques de durée et d'amplitude constantes et de fréquence variable représentative de la vitesse à indiquer, caractérisé en ce qu'il comprend, connectésaux bornes dudit cadre mobile, des moyens d'atténuation sélective de la composante périodique desdites impulsions commandés sélectivement en fonction de la valeur moyenne desdites impulsions. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'atténuation comportent au moins deux condensateurs connectés en parallèle sur ledit cadre mobile par l'intermédiaire de moyens interrupteurs, lesdits moyens interrupteurs permettant la connexion sélective de l'un et/ou de l'autre condensateur en fonction de la valeur moyenne desdites impulsions. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2,caractérisé en ce que les moyens interrupteurs sont constitués par un transistor. 4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits condensateurs ont des valeurs déterminées, chaque condensateur ayant une une capacité de valeur C / 2K 1 où C est une capacité de valeur déterminée et K un entier de valeur supérieure ou égale à 1 représentant l'ordre du condensateur. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande desdits moyens interrupteurs en fonction de la valeur moyenne desdites impulsions. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans le cas de deux condensateurs constituant les moyens d'atténuation, lesdits moyens de commande comportent un comparateur recevant sur une première entrée une valeur de référence et sur une deuxième entrée un signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans le cas d'une pluralité de condensateurs constituant les moyens d'atténuation, lesdits moyens de commande comportent - des moyens convertisseurs analogiques numériques recevant ledit signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions et délivrant un signal correspondant sous forme numérique, - des moyens microprocesseurs recevant ledit signal sous forme numérique et étant reliés auxdits moyens interrupteurs par une interface de commande, lesdits moyens microprocesseurs étant aptes à assurer en fonction de la valeur du signal représentatif de la valeur moyenne des impulsions, la commutation sélective d'un ou plusieurs interrupteurs d'ordre donné, de façon à optimaliser l'atténuation desdits moyens atténuateurs en fonction de la valeur moyenne des impulsions. 8. Dispositif selon la revendication 6, caracterisé en ce que lesdites impulsions électriques sont appliquées au cadre mobile par l'intermédiaire d'un transistor amplificateur de courant, lesdits moyens comparateurs comprennent un transistor sur la base duquel les impulsions électriques représentatives de l'information vitesse sont appliquées par l'intermédiaire d'une diode, le collecteur dudit transistor étant chargé par une résistance et relié à la base du transistor constituant l'interrupteur d'un condensateur. 9. Indicateur de vitesse à cadre mobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'atténuation sélective selon l'une des revendications précédentes.