Brevet FR2602047A1 — publié le 19880129

" Transmetteur électrique de déplacement notamment pour la mise en oeuvre de la commande de la boite de vitesses, l'injection de carburant ou analogues L'invention concerne un. transmetteur electrique de déplacement. pourvu d'un oscillateur pour alimenter ce transmetteur avec une oscillation à haute frequence, ainsi que d'une bobine en matière magnétique douce constituée sous la forme de ressort hélicoïdal. dont ld lonqueur axiale peut varier. contre sa force de rappel, en direction axiale, en fonction de la grandeur du déplacement a mesurer. Selon un transmetteur électrique de déplacement connu d'après le DE-OS 33 03 739 (R 16353), un ressort hélicoïdal en mdtière mdgnétique douce est utilisé comme inductance d'un circuit oscillant, dot la fré- quence de résonance varie en fonction de la variation de longueur du ressort hélicoïdal par compression ou exten- sion du moyen d'un organe de réglage ld ' variation de fré- quence constitue dl ors une mesure pour la grandeur du dé - placement de l'organe de réglage. mesure qui est amenée à un circuit d'exploitation. Des solutions de ce genre présentent cependdnt l'inconvénient qu'en raison du nombre relative- ment fdible des spires du ressort hélicoldal, le circuit oscillant ne présente qu'une très faible inductance : ce qui a pour effet que les fréquences de mesure se situent dans la zone des mégaherts, et ne peuvent être qu'au prix d'une forte dépense convertie de manière à pouvoir être utilisées pour des circuits d'évaluation usuels, pourvus de microprocesseurs, qui fonctionnent dans la zone des kilohertz. En vue d'éviter des influences perturbatrices, les liaisons de lignes allant à l'étage conver- tisseur de fréquence doivent alors être maintenues très courtes ; ce qui a pour conséquence que l'oscillateur du transmetteur de déplacement axec son étage convertisseur de fréquence est à disposer aussi étroitement que possible contre le ressort hélicoïdal. Par suite, le domaine d'application de transmetteurs de dénlacerents de ce genre est très limite. Selon Id présente solution proposée que l'on cherche. tout en évitant les défauts signales. à rédliser un transmetteur électrique de déplacement simple à monter, pourvu d'un ressort hélicoïdal servant à produire le sigridl dr mesure d e telle manlere que le signal de mesure qui y est produit puisse, sans moyens supplémentaires. être traité même aussi dans on circuit d'exploitation bien séparé dans l'espace du transmetteur de déplacement. L'invention concerne à cet effet un transmetteur électrique de déplacement - du type indiqué dans le préambule - qui est caracterisé e ri qu'une bobine à haute fréquence placée en position fixe est disposée concentriquement autour, ou dans un trongon, du ressort hélicoïdal, en ce que l'une des deux bobines est à alimenter avec une fréquence constante par l'oscillateur pour produire un champ magnétique à haute fréquence, traversé par l'autre bobine, et en ce que le niveau d'amplitude de la tension de mesure produite par le champ magnétique dans cette autre bobine est à exploiter en tant que grandeur de mesure, qui varie en fonction de la longueur axiale de la bobine constituée sous forme de ressort hélicoïdal. Un tel transmetteur électrique de déplacement présentant ces caractéristiques offre l'avan- tage que dès lors la tension de mesure est induite par l'intermédiaire de l'une des bobines - de préférence la bobine fixe à fréquence constante - dans l'autre bobine, de préférence dans le ressort hélicoidal ' ce qui permet alors d'amener cette tension de mesure directement à un circuit d'exploitation usuel, par exemple un microprocesseur.De cette manière, il n'y a pas besoin de composants électroniques au voisinage immédiat du transmetteur de déplacement On obtient ainsi un accroissement du domaine d'application de transmetteurs électriques de déplacements du genre en question. ce qui est avantageux particulièrement pour des véhicules automobiles, où des transmetteurs de déplacements de ce genre sont davantage a mettre en oeuvre pour la commande de la boîte de vitesses, 1 injection du cdrburdnt. le réglage de l'instant d'dllumade en fonction de la charge, le réglage du niveau ou la detectiori de la position de la pédale d'accélérateur. et dutres parametres analoques.Un autre avantage est à con sidérer er ce qu'un transmetteur de déplacement de ce cerl- re ne produit pas de tensions thermoélectriques et est par conséquent capable de fonctionner indépendamment de la température. Les divers moyens indiqués dans 1a suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avan- tadeux et perfectionnements du transmetteur de déplacement caractérisé e ce que l'oscillateur est relié à ld bobine à haute fréquence fixe, et le ressort hélicolddl est relié å un circuit d'exploitation ; une extrémité du ressort hélicoidal est disposée en position fixe et placée du potentiel des références, et en ce que l'autre extrémité est reliée à un organe de réglage ou autre se déplaçant e direction a xi a le ; le ressort hélicoidal et l'organe de réglage ou autre, sous l'effet de la force de rappel du ressort hélicoidal, s'appliquant dans leur position de repos contre une butée. Il y a particulièrement avantage à prévoir fixe en position l'une des extrémités du ressort hélicoidal et de la place au potentiel de référence, et de relier, directement ou indirectement, l'autre extrémité à un organe de réglage ou autre que l'on peut déplacer ou faire pivoter - en direction axiale du ressort hélicol- dal. Dans ce cas, il 1 n'y d chaque fois à prévoir qu'une seule ligne de raccordement pour la bobine à haute fréquence et pour le ressort hélicoïdal en tant que bobine de mesure. Il y a particulièrement intérêt à utiliser le ressort hélicoidal en même temps comme ressort de rappel pour l'organe de réglage ou autre, le ressort hélicoïdal et l'organe de réglage venant alors, sous l'effet de la force de rappel du ressort hélicolddl. s'dppliquer ddns leur position de repic contre une r.c' butée. L'invention sera mieux comprise å l'aide de la deseription ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réallsation de l'invention. dessins dans lesquels - la figure I montre de façon schémdtiquf le transmetteur électrique de déplacement conforme à l'invention, pourvu d'un ressort hélicoïdal pour détecter ld position d'une pédale d'accélérateur, et - la figure 2 montre l'allure de la tension de mesure prise sur le ressort hélicoïdal lorsque la pedale d'accélérateur est poussée à fond ou non-actionnée. Sur la figure 1 l'on d représenté un transmetteur électrique de déplacement 10. pourvu d'un oscillateur 11, servant à capter la position d'une pédale d'accélérateur 12 dans un véhicule automobile. L'oscilla- teur ]] est raccordé à une borne . 13 prévu sur le réseau de bord du véhicule automobile. Dans le cas de l'exemple de réalIsation en question, cet oscillateur a une fréquence de 20 kHz qui, par l'intermédiaire d'une première ligne de raccordement 14, est reliée à une bobine 15 à haute fréquence du transmetteur de déplacement 10 ; cette bobine 15 entoure concentriquement le tronçon postérieur d'un ressort hélicoidal 16. L'extrémité arrière de ce ressort 16 s'appuie sur un support fixe 17, qui forme en même temps potentiel à la masse pour cette extrémité arrière du ressort 16. L'autre extrémité éqalement de la bobine 15 à haute fréquence est reliée sur l'appui à la masse en tant que potentiel de reférence. L'extréemité avant du ressort hélicoï ddl 16 est fixée à un logement 16 prévu sur la face arrière de la pédale d'accélérateur 12 et reliée - par l'intermé- du aire d'une autre ligne de raccordement 19 - à un circuit d'exploitation 20 disposé de façon à être bien séparé dans l'espace du transmetteur. La pédale d'accélérateur 12. sous tion du ressort hc;licoiddl 1 6 constitué sous forme de ressort de pression, est pressée contre une butée 21 dans sa position de marche à vide représentée en tireté ; cette pédale. dans Sa position à pleir, gaz représentée en tralts plei@s, s'applique contre une butée de limitation 22. La course, effectuée en continu sous l'effet de 1 'actionnement de ld pédale d'accélérateur 12. de l'extremité avant du ressort hélicoïdal 16. et qui est désignée par la référence S sur la fioure 1. est la course a détecter par le transmetteur 10 ; le long de cette course le siqndl de mesure qui se produit sur le ressort hélicoï- ddl 16 doit varier en fonction de la longueur axiale de ce ressort. Sur la figure 2 l'on a représerté l'allure dans le temps de la tension Va qui, lorsque l'oscilldteur 11 est mis en circuit, est induite dans le res sort hélicoidal 16 sous l'action du champ magnétique à haute fréquence - désigné par 23 sur la figure 1 - qui est alors produit dans la bobine 15 à haute fréquence. Cette tension de mesure amenée, par l'intermédiaire de la ligne de raccordement 19, au circuit d'exploitation 20, a la même fréquence que l'oscillateur 11. L'amplitude de la tension est cependant fonction du nombre de spires du ressort hélicoidal 16 ou de la valeur de l'intensité du champ magnétique 23 à haute fréquence de la bobine 15 qui passe à travers les spires du ressort hélicoidal 16. Dans le cas de la position de poussee à fond de la pédale d'accélérdteur 12. il n'y a pratiqu-ment plus que la spire antérieure du ressort hélicoïdal i, qui se trouve encore en-dehors de la bobine 15 à haute fré quence, de telle sorte que les autres spires se trouvent pratiquement entierement soumises au champ magnétique 23. Ld tension de mesure Udl qui est alors induite dans le res sort hélicoïdal 16 présente - comme -le montre ld figure 2 un haut nives amplitude. Le niveau d'amplitude de ld tension de mesure Ud est avantaqeusement convertie dans le circuit d'exploitation, par l'intermédiaire d'un redresseur de courant avec étage de filtrage, en un signal de mesure, qui peut être amené directement à une entrée A/B (numérique/analogique) d'un microprocesseur. Lorsque la pédale d'accélérateur 1? est relâchée, le ressort hélicoïdal 16 subit de façon cor responddrte une variation de Sa longueur axiale. Il est allongé de telle sorte qu'dlors d'autres spires de ce res- sort 16 sortent sers l'avant de la bobine 1 5 à haute fréquence et ne sont plus entièrement soumises dU champ magnétique 23 de cette bobine 15. Par suite, l'amplitude de la tension de mesure Ua sur le ressort hélicoldal 16 subit une diminution, de sorte que cette modification de la position de la pédale d'accélérateur peut être détectée dans le circuit d'exploitation 20.Lorsque la pédale d'accélérateur 12 arrive finalement dans la position de marche à vide, le ressort hélicoïdal 16 a ainsi parcouru la course S et a alors sa longueur axiale la plus grande. Comme le montre la figure 2, la tension de mesure Ua2 induite dès lors dans le ressort hélicoïdal 16 par le champ magnétique 23 présente un niveau d'amplitude très sensiblement amoindri. De cette manière. le niveau d'amplitude de la tension de mesure permet de capter la position que présente au moment considéré la pédale d'accélérateur : il X d alors avantage à ce que la caractéristique du niveau d'amplitude du signal de mesure Ua, fonction de la position de ld péddle d'accélérateur. soit repérée dans un tableau déposé dans une mémoire du circuit d'exploitation 20, Il est ainsi possible, de maniere très simple, de compenser une variation non-linéai- re du niveau d'amplitude en fonction de ld course de réglage S ou d'un angle de réglage. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisat representé : en effet au lieu d'une pédale d'accelérateur, on peut avoir à utiliser aussi d'autres organes de reglage, dont la position ou la course de reglage peut être détectée paqr le transmetteur électrique de deplacement. Jo lieu d'un ressort hélicorddl de pression l'on peut aussi monter a l'intérieur de la bobine 15 à haute fréquence un ressort hélicoïdal de traction. Il est alors possible équalement que ld force de rappel du ressort hélicoïdal ait pour effet d'amener aussi l'organe de réglage dans la position de repos. De même, il est cependant encore possible de prévoir relativement fdible la force de rappel du ressort hélicoïdal, et d'amener l'organe de réglage dans ld position de repos sous l'action d'un ressort de rappel - ou autre élément de ce genre supplémentaire. On d également ld possibilité de prévoir les conditions inverses, l'alimentation de la fréquence de l'oscillateur sur le ressort hélicoldal 16 et la réception du signal sur la bobine 15 fixe ; de préférence alors le ressort hélicoïdal 16 est monté concentriquement autour de la bobine fixe 15. R E V E N D I c A T I O N S 10) Transmetteur électrique de déplacement, pourvu d'un oscillateur pour alimenter ce transmetteur avec une oscillation à haute fréquence, ainsi que d'une bobine en matière magnétique douce constituée sous la forme de ressort hélicoidal, dont la longueur axiale peut varier, contre sa force de rappel, en direction axiale, en fonction de la grandeur du déplacement à mesurer, transmetteur de déplacement caractérisé en ce qu'une bobine à haute fréquence (15) placée en position fixe est disposée concentriquement autour, ou dans un tronçon, du ressort hélicoïdal (16). en ce que l'une des deux bobines (15, 16) est à alimenter avec une fréquence constante par l'oscilid- teur (11) pour produire un champ magnétique (.3) à haute fréquence. traversé par l'autre bobine (16, 15). et en ce que le niveau d'amplitude de ld tension de mesure (Ud) produite par le champ magnétique dans cet te autre bobine (16, 15) est à exploiter en tant que grandeur de nesure. qui varie en fonction de la longueur a @le de la bobine constituée sous forme de ressort helicoïdal (16). 2 ) Transmetteur electrique de dépla. cement selon la revendication 1. caracterisé e e n ce que l'oscillateur (11) est relié à la bobine a haute fréquence (15) fixe, et le ressort hélicoïdal (16) est relié à un circuit d'expolitation (20). 3 ) Transmetteur electrique de déplacement selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une extrémité du ressort hélicoïdal (16) est disposée e position fixe et placée du potentiel des références, et en ce que l'autre extrémité est reliée à un organe de réglage (12) ou autre se déplaçant en direction axiale. 40) Transmetteur électrique de dépldcement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort hélicoidal (16) et l'organe de réglage (12) ou autre, sous l'effet de la force de rappel du ressort hélicoidal (16), s'appliquent ddns leur position de repos contre une butée (21).