Brevet FR2644247A1 — publié le 19900914

La présente invention concerne un capteur potentiométrique perfectionné. De tels capteurs peuvent être utilisés notamment dans l'industrie automobile et sont destinés par exemple i être montés sur une crémaillère de di- rection ou sur un vérin d'assistance de direction d'un véhicule. Dans ce cas, ils doivent permettre une mesu- re précise et absolue du déplacement de la crémaillère donc de l'angle de braquage des roues et de la vitesse de déplacement de celle-ci. Les capteurs utilisés actuellement pour mesurer l'angle de braquage des roues sont des cap- teurs rotatifs du type opto-électronique montés sur la colonne de direction. Ces capteurs présentent un certain nombre d'inconvénients, parmi lesquels une mauvaise résolu- tion à prix automobile. De plus, ils ne permettent pas de mesurer une position absolue, sont d'un montage difficile et sont très sensibles aux poussières et aux températures élevées. Par ailleurs, il existe également des cap- teurs de déplacement linéaires susceptibles d'être montées sur crémaillère; Ces capteurs sont en général des potentiomètres linéaires présentant une très mauvaise résolution, car à prix automobile, les caractéristiques des pistes résistives ne permettent pas de travailler, lors du traitement des signaux de sortie de ces capteurs, avec plus de 7 bits (résolu- tion de 11' au volant), des capteurs opto,-électroni- ques linéaires qui ne permettent pas de mesure absolue et sont sensibles aux températures,élevées et enfin des capteurs i transformateurs différentieis de prix très élevé et nécessitant une électronique associée complexe. On connaiît également d'après le document FR-A-2 570 177, un organe de détection de position pour une partie mobile dans un véhicule automobile. Ce capteur comporte un boitier de capteur dans lequel sont disposées au moins deux pistes con- ductrices de l'électricité, associées, dont l'une présente des caractéristiques résistives et l'autre est une piste collectrice de sortie de signaux, en regard desquelles est monté déplaçable un frotteur de liaison porté par un curseur déplaçable dans le boitier par l'intermédiaire d'une tige de manoeuvre. Cependant, le capteur décrit dans ce docu- ment comporte un grand nombre de pistes et donc de curseurs entraînant une augmentation de l'encombre- ment, du prix et du poids de ce capteur, ce qui présente des problèmes d'intégration en grande série dans les véhicules automobiles. Le but de l'invention est donc de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus en proposant un cap- teur potentiométrique qui soit simple, fiable et d'un prix de revient et d'un encombrement peu élevés. A cet effet,l'invention a pour objet un capteur potentiométrique perfectionné du type com- portant un boitier de capteur dans lequel sont dis- posées au moins deux pistes conductrices de l'élec- tricité, associées, dont l'une présente des carac- téristiques résistives et l'autre est une piste col- lectrice de sortie de signaux, en regard desquelles est monté déplaçable un frotteur de liaison porté par un curseur déplaçable dans le bottier par l'intermé- diaire d'une tige de manoeuvre, caractérisé en ce que la piste présentant des caractéristiques résistives -comporte au moins deux segments résistifs distincts. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexes, sur lesquels: - la Fig.1 représente une vue schématique en coupe d'un capteur selon l'invention; et - la Fig.2 représente des signaux obtenus aux sorties d'un capteur selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.1, un capteur potentiométrique selon l'invention, est du type comportant un bottier de capteur 1 dans lequel sont disposées au moins deux pistes conductrices de l'électricité, associées, et référencées par exemple 2 et 3 sur cette figure. Dans le mode de réalisation représenté, deux jeux de pistes associées sont disposés dans ce boitier de capteur. Le premier jeu de pistes est constitué par les pistes 2 et 3, tandis que le second jeu de pistes est constitué par les pistes 4 et 5. Ces jeux de pis- tes sont disposés parallèlement de part et d autre de l'axe de symétrie du capteur. L'une des pistes de chaque jeu, par exemple les pistes 3 et 5, présente des caractéristiques ré- sistives qui seront décrites plus en détail par la suite, tandis que l'autre piste de chaque jeu, comme les pistes 2 et 4, est une piste collectrice de sortie de signaux, en S1 et S2 respectivement. Un frotteur 6, 7 est disposé en regard des pistes associées de chaque jeu, de manière à relier électriquement les points des pistes associées, en regard les uns des autres. Ces frotteurs sont portés par un curseur 8 monté déplaçable suivant la longueur du boitier de capteur 1 par l'intermédiaire d'une tige de manoeuvre 9. Selon l'invention, chaque piste présentant des caractéristiques résistives, c'est à dire les pistes 3 et 5, présente au moins deux segments ré- sistifs distincts référencés respectivement 3a et 3b et 5a et 5b sur cette figure. Une borne de l'alimentation en électricité de chacune des pistes présentant des caractéristiques résistives est reliée au point milieu, respectivement A et B, entre les segments de chaque piste, tandis que l'autre borne de l'alimentation en électricité est reliée aux extrémités de la piste concernee. Ainsi par exemple, les points A et B peuvent être reliés à une tension de + 5 V, tandis que les ex- trémités des pistes sont reliées au 0 V de l'alimenta- tion. Avantageusement également, et comme on peut le voir sur cette figure, les segments résistifs des pistes 3 et 5 sont décalés suivant la longueur du bottier de capteur, et se chevauchent à leurs extrémi- tés de manière à obtenir un signal de position en S1 ou en S2., sur la totalité du déplacement du curseur dans le boitier du capteur. L'alimentation et la disposition des seg- ments, décrites précédemment, permettent d'obtenir une mesure de déplacement absolue. - Les segments de l'une ou de chaque piste présentent également des longueurs différentes. Ainsi par exemple, les segments 3a et 5b sont plus longs que les segments 5a et 3b, les segments les plus longs étant disposés aux extrémi- tés opposées des pistes, ce qui permet d'obtenir différentes résolutions du -capteur. dans différentes plages de rotation du volant, et plus particulièment d'améliorer cette résolution autour de la ligne'droite matérialisée par la référence LD sur cette figure. Ainsi par exemple, comme cela est illustré sur cette Fig.l, la longueur du capteur peut être découpée en trois zones, une zone s'étendant entre plus ou moins 125 de rotation du volant autour de la ligne droite référencée LD sur cette figure et dans laquelle la résolution du capteur est de 1 de rotation du Volant. De part et d'autre de cette zone sont ménagées des zones de moins bonne résolution par exemple de 5' de rotation du volant. Comme on peut le voir sur la Fig.2, qui re- présente les signaux de sortie SI et S2 des pistes collectrices du capteur selon l'invention, en fonction de l'angle de rotation du volant, si on prend comme hypothèse que le volant fait quatre tours de butée à butée, on peut constater que le niveau du signal S1 en partant de la gauche, présente une première pente ascendante, correspondant au passage du frotteur 6 sur la piste collectrice 2 et le segment résistif 3a de la piste 3, jusqu'à un palier à 5 V. Ce palier correspond au passage du frotteur 6 sur la partie conductrice de la piste 3 reliant les segments résistifs 3a et 3b de celle-ci. Lors de ce déplacement, le frotteur 7 passe également sur le segment 5a de la piste 5 et la piste 4, de sorte que le niveau du signal de sortie S2 pro- gresse jusqu'à un palier de 5 V. Après le passage sur la partie conductrice reliant les segments 3a et 3b de la piste 3, le frot- teur 6 passe sur le segment 3b, de sorte que le niveau de la tension de sortie SI1 décroit jusqu'à 0 V. Après un palier à 5 V, le niveau du signal S2 décroit également, lors du passage du frotteur*7 sur le segment 5b de la piste 5. On conçoit qu'il est possible de caractéri- ser les pentes, les résolutions de même que la lon- gueur des paliers des signaux de sortie d'un tel capteur, en ajustant les caractéristiques des segments des pistes 3 et 5. Le capteur selon l'invention permet donc une me-sure absolue de déplacement et présente une bonne résolution dans la zone autour de la ligne droite. En dehors de cette zone, c'est à dire au- delà d'un angle de + 125', la résolution peut être ajustée à une valeur suffisante, par exemple de 5 de rotation du volant, car cet angle n'est atteint qu'à de très faibles vitesses. Par ailleurs, le montage de ce capteur est simplifié par rapport à un capteur rotatif monté sur la colonne de direction comme c'était le cas dans l'état de la technique. Le problème d'encombrement ne se pose plus au niveau de la crémaillère ou du vérin d'assistance de direction. Enfin, il est également possible de mémori- ser la position de la ligne droite, un calculateur électronique relié aux sorties SI et S2, disposant de cette ligne droite dés le démarrage du véhicule. REVENDICATIONS 1. Capteur potentiometrique perfectionné du type comportant un bottier de capteur (1) dans lequel sont disposées au moins deux pistes (2,3; 4,5) con- ductrices de l'électricité, associées, dont l'une (3; ) présente des caractéristiques résistives et l'autre (2; 4) est une piste collectrice de sortie de signaux, en regard desquelles est monté déplaçable un frotteur de liaison (6; 7) porté par un curseur (8) déplaçable dans le boitier (1) par l'intermédiaire d'une tige de manoeuvre (9), caractérisé en ce que la piste (3;5) présentant des caractéristiques résistives comporte au moins deux segments résistifs distincts (3a.3b; 5a, b). 2. Capteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'une borne de l'alimentation en élec- tricité de la ou chaque piste présentant des caracté- ristiques résistives est reliée au point milieu (A.B) entre les segments de cette piste et l'autre borne, aux extrémités de celle-ci. 3. Capteur selon la revendication 1 ou 2. caractérisé en ce qu'il comporte deux jeux de pistes associées (2,3; 4.5) en regard de chacun desquels est disposé un frotteur (6;7) porté par le curseur (8), les segments résistifs des pistes présentant des ca- ractéristiques résistives étant décalés suivant la longueur du boitier (1) du capteur. 4. Capteur selon la revendication 3. carac- térisé en ce que les segments résistifs des pistes (3;5) se chevauchent à leurs extrémités suivant la longueur du capteur. 5. Capteur selon l'une quelconque des re- vendications précédentes,. caractérisé en ce que les segments (3a,3b; 5a, 5b) de une ou de chaque piste (3,5) présentent des longueurs différentes. 6. Capteur selon la revendication 5, ca- ractérisé en ce que les segments (3a; 5b) de plus grande longueur sont disposés aux extrémités oppo- sées des pistes.