Brevet FR2650886A1 — publié le 19910215

La présente invention concerne de façon générale des ensembles de repérage de position et plus précisément les ensembles automatiques de localisation de véhicule. On a déjà proposé divers types d'ensembles automatiques de localisation de véhicule. L'état de la technique en 1971 est résumé dans le rapport "Automatic Vehicle Monitoring Technology Review1, MTR 6059, the Mitre Corporation, Washington, Operations, 1971. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n" 4 788 645, 4 737 863 et 4 796 191 concernent tous diverses caractéristiques de repérage de position mettant en oeuvre la rota- tion d'une roue dans un ensemble automatique de contrôle de véhicule. On peut aussi citer le brevet des Etats-Unis d'Amerique n" 3 845 289 qui est lui-même cité dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n" 4 788 645. La présente invention concerne un ensemble de contrôle automatique et de localisation de véhicule qui est très précis et peu coûteux. Dans un mode de réalisation de l'invention, un ensemble formant odomètre, monté sur un véhicule, comporte un dispositif de commande de capteur monté sur au moins une roue, et un dispositif capteur monté à proximité du dispositif de commande formé d'aimants à un emplacement fixe par rapport à un axe central imaginaire de la roue autour duquel tourne la roue. L'invention concerne aussi, dans un mode de réalisation préféré, un ensemble de contrôle automatique et de localisation de véhicule comprenant un dispositif formant odomètre comportant un dispositif de commande de capteur monté sur au moins une roue, et un dispositif capteur monté à proximité du dispositif de commande constitué par des aimants, à un emplacement fixe par rapport à l'axe central imaginaire de la roue autour duquel la roue tourne, un dispositif de calcul destiné à recevoir les signaux du dispositif formant odomètre et à réaliser un repérage de position du véhicule, et un dispositif de communication destiné à transmettre une information relative à l'emplacement du véhicule à un appareil utilisateur. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de commande de capteur comporte plusieurs organes de commande de capteur montés sur la jante d'au moins une roue du vehicule, le dispositif capteur comprenant au moins un capteur de proximité. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif capteur est monté sur le couvercle du tambour de frein. En outre, dans un mode de réalisation préféré, les organes de commande de capteur sont montés sur la partie interne de la jante de la roue. Dans un autre mode de réalisation préféré, les organes de commande de capteur sont montés individuellement sur la jante de la roue. Dans un autre mode de réalisation préféré, les organes de commande de capteur sont espacés et forment un ruban qui est monté sur la jante de la roue. Dans un autre mode de réalisation préféré, les organes de commande de capteur sont montés sur la jante à l'aide de pinces élastiques. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif capteur comprend un premier et un second élément capteur qui sont espacés et qui donnent une indication relative au sens de rotation d'une roue adjacente portant des aimants. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les organes de commande de capteur comprennent un disque denté. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le disque est formé d'un matériau conducteur de ltelectri- cité et le capteur de proximité comprend un interrupteur inductif de proximité. En outre, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le capteur de proximité comprend un interrupteur de proximité de type ultrasonore ou capacitif. Dans un mode de réalisation préféré, chaque organe de commande de capteur comprend un aimant. Dans un mode de réalisation préfère, l'invention concerne un procédé de montage d'un dispositif formant odomètre sur un véhicule, le procédé comprenant le montage d'un dispositif de commande de capteur sur une roue au moins, et le montage du dispositif capteur. à proximité du dispositif de commande sous forme d'aimants, à un emplacement fixe par rapport à l'axe central imaginaire de la roue autour duquel celle-ci tourne. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, un procédé de contrôle automatique de la position d'un véhicule comprend le montage d'un dispositif formant odomètre, ce montage comprenant des étapes de montage de dispositif de commande de capteur sur au moins une roue et de montage d'un dispositif capteur à proximité du dispositif de commande formé par des aimants, à un emplacement fixe par rapport à un axe central imaginaire de la roue autour duquel celle-ci tourne, la réception des signaux du dispositif formant odomètre et le repérage de position du véhicule, avec communication de l'information concernant la position du véhicule à un appareil utilisateur. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, un véhicule comporte un dispositif formant odomètre, ce dispositif comprenant un dispositif de commande de capteur montés sur au moins une roue du véhicule, et un dispositif capteur monté à proximité du dispositif de commande formé par des aimants, à un emplacement fixe par rapport à un axe central imaginaire de la roue autour duquel tourne celle-ci. En outre, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le véhicule est un autobus. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif capteur délimite un axe imaginaire perpendiculaire à une extrémité de detection du dispositif capteur et tel que l'orientation de l'axe imaginaire par rapport à la roue du vehicule est radiale. En outre, dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif capteur délimite un axe imaginaire qui est perpendiculaire à une extrémité de detection du dispositif capteur et l'orientation de l'axe imaginaire par rapport à l'axe de la roue du véhicule est parallèle. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'in- vention, le dispositif capteur comporte un seul élément capteur. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, une roue droite et une roue gauche du véhicule sont équipées et l'ensemble formant odomètre est un ensemble différentiel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un diagramme synoptique simplifié représentant un ensemble de contrôle automatique et de localisation de véhicule ayant une construction et un fonctionnement selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; la figure 2A est une vue générale en plan représentant le montage d'aimants individuels sur la jante interne d'une roue la figure 2B est une coupe détaillée suivant la ligne B-B de la figure 2A la figure 3A est une vue générale en plan représentant le montage d'une bande contenant plusieurs aimants sur la jante interne d'une roue la figure 3B est une coupe détaillée suivant la ligne B-B de la figure 3A ; ; la figure 3C est une perspective représentant la disposition des aimants dans la bande contenant plusieurs aimants de la figure 3A la figure 4 est une vue en élévation en coupe partielle représentant l'emplacement et l'orientation relative préférés des aimants et de l'appareil capteur selon l'invention les figures 5A et 5B représentent schématiquement, en élévation latérale et en coupe partielle, une premiere orientation préferee de l'appareil capteur par rapport à la roue et aux pôles des aimants individuels les figures 5C et 5D sont des élévations en coupe partielle representant une seconde orientation préféré de l'appareil capteur par rapport à la roue et aux pôles des aimants individuels la figure 6 représente la superposition de deux éléments capteurs par rapport à un ensemble à plusieurs aimants placé sur une jante de véhicule la figure 7 représente des exemples de signaux de sortie obtenus a partir de deux éléments capteurs de la figure 6, lorsqu'une roue portant de nombreux aimants montés sur sa jante se déplace en face de ces éléments ; et la figure 8 est une vue en élévation d'un mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel les aimants de la figure 2A sont remplacés par un disque denté. On se réfere d'abord à la figure 1 qui est un diagramme synoptique d'un ensemble automatique de contrôle de position de véhicule ayant une construction et un fonctionnement correspondant à un mode de réalisation préféré de l'invention. Dans ce cas, un capteur au moins et de préférence deux capteurs 10 et 12 ayant chacun deux éléments capteurs, sont montés afin qu'ils coopèrent par détection avec plusieurs aimants 14 qui sont montés avec une orientation d'azimut précis sur la jante d'au moins une roue d'un véhicule et de préférence de chacune de deux roues opposees d'un vehicule. Les aimants 14 sont de préférence montés sur les roues non motrices afin que le patinage soit minimal. Les deux roues comportent de préférence un même nombre aimants, par exemple vingt aimants par roue environ (dans le cas d'une roue de camion de dimension normale). Lorsque le véhicule se déplace suivant un trajet rectiligne, le capteur 10 qui communique avec la roue droite transmet un nombre d'impulsions à peu pres égal à celui du capteur 12 qui est en coopération avec la roue gauche. Lorsque le véhicule tourne à droite, le capteur de la roue gauche émet plus d'impulsions et, inversement, lorsque le véhicule tourne à gauche, le capteur de la roue droite émet plus d'impulsions. Le nombre d'impulsions provenant de chaque roue est proportionnel à la distance parcourue par cette roue. Le changement de direction du vehicule est relié à la différence entre les distances parcourues par les roues selon l'équation suivante e = D - D gauche droite e étant le changement de cap ou de direction, Dgauche et Ddroite étant la distance parcourue par les roues gauche et droite respectivement, et T étant la distance comprise entre les deux roues (voie du véhicule), et cette distance peut être calculée. Les différences entre les périmètres externes des pneumatiques gauche et droit peuvent être ajustées automatiquement par examen du signal de sortie du capteur pour des distances et des angles spécifiés d'itinéraire du véhicule, par mise en oeuvre de procédés connus. Dans un autre mode de réalisation, des aimants 14 sont montés comme indiqué précédemment sur la jante d'une seule des roues du véhicule. L'indication de la distance parcourue par le véhicule est obtenue comme décrit précédemment dans le mode de réalisation dans lequel des aimants sont montés sur les deux roues. Le cas échéant, l'indication de distance peut être combinée à une indication de cap comme décrit dans le présent mémoire afin qu'une indication relative à la position du véhicule soit obtenue. L'indication du cap peut être obtenue par exemple à l'aide de compas 22 à sonde électromagnétique.Dans une variante, la position du véhicule peut être identifiée par mise en correspondance du diagramme representant les distances parcourues par le véhicule et d'un diagramme de référence, Par exemple, dans le cas d'un autobus qui ouvre ses portes à chaque arrêt ou presque le long d'un trajet connu, le diagramme des distances comprises entre les ouvertures de portes peut être adapté à un diagramme de référence des arrêts de l'autobus le long de son trajet, si bien que la position de l'autobus peut être identifiée automatiquement. Les signaux de sortie des capteurs 10 et 12 sont transmis à des compteurs-decompteurs respectifs 16 et 18 qui transmettent des signaux à un microordinateur 20 qui peut être tout microordinateur disponible dans le commerce et compatible avec les conditions fixees dans une application particulière, et il s'agit par exemple d'un microordinateur "PC" de "IBM". Le microordinateur 20 peut le cas échéant recevoir des données supplémentaires de capteurs auxiliaires 22 (par exemple des compas à sonde electromagnétique).Le microordinateur 20 peut aussi recevoir le cas échéant une indication indépendante de position de tout système auxiliaire de localisation de vehicule disponible (non représente) par exemple un systeme de localisation "LORAN" ou "GPS", l'indication pouvant être utilisée avec l'indication de position donnée par le microordinateur 20. Ce dernier est associé au système auxiliaire par un canal d'entree-sortie 24 Le microordinateur 20 est par exemple monte à bord du vehicule et peut comprendre un terminal embarqué 26 accessible par l'opérateur. du véhicule. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le microordinateur 20 communique par une liaison radioélectrique comprenant un émetteur-recepteur mobile 28 et un émetteur-récepteur central 30, avec un ordinateur central 32 placé à un endroit fixe et qui peut transmettre des donnees à un ensemble 34 d'affichage vidéo ou à tout autre appareil utilisateur convenable. Dans une variante, le microordinateur 20 peut communiquer directement avec un ordinateur central 32 et un ensemble d'affichage vidéo 34 placé sur le véhicule. La mise en oeuvre du système et en particulier du microordinateur 20 peut être réalisée suivant les techniques classiques, par exemple comme indiqué dans le rapport précite MTR-6059. Une caractéristique particulière de l'invention est le fait que des aimants 14 sont montés sur les roues du véhicule et que des dispositifs et des techniques commodes et peu coûteux sont utilises pour le montage des aimants. On se réfère à cet effet aux figures 2A et 2B qui repre- sentent le montage de nombreux ensembles 40 ayant des aimants séparés, sur la jante 42 d'une roue à l'aide de pinces élastiques individuelles 44 comme représenté. On note que les ensembles 40 à aimants peuvent avoir une cavité convenable 46 permettant le logement des pinces 44 et leur retenue, une saillie convenable 48 permettant une retenue convenable dans la cavité correspondante formée par la jante 42. Dans une variante, les ensembles 40 à aimants peuvent être retenus par un adhésif ou par toute autre technique convenable. On se réfère maintenant aux figures 3A à 3C qui illustrent une autre technique de montage d'aimants sur des jantes de roues de véhicule selon l'invention. Dans ce cas, un ruban ou une bande continue 50 est formé avec des aimants 52 espacés avec précision et enrobés à l'intérieur. On note que le ruban 50 peut avoir des cavites convenables 56 permettant le logement et la retenue de pinces 54, des saillies convenables 58 assurant un logement à demeure dans une cavité correspondante formée dans la jante de la roue. Dans une variante, le ruban 50 peut être retenu par un adhesif ou par toute autre technique convenable. On note sur la figure 3B, qui s'applique aussi au mode de réalisation des figures 2A et 2B, qu'un capteur 60 est monté à demeure par exemple sur la plaque formant couvercle du tambour de frein 59, par un dispositif convenable tel qu'un support 63. Le capteur 60 est placé à une certaine distance d'environ 10 mm des aimants lorsqu'ils passent en face du capteur. Dans une variante, le capteur 60 peut être monté tout autre emplacement commode à proximité des aimants afin qu'une communication magnétique soit possible entre le capteur et les aimants, le capteur étant fixe par rapport à l'axe central imaginaire 61 de la roue (figure 3A).En d'autres termes, le capteur est disposé afin qu'il garde un emplacement fixe par rapport aux aimants (a) lorsque la roue est décale verticalement à la suite des défectuosités de la route, et (b) lorsque la roue pivote lors de la conduite du véhicule. On se réfère maintenant aux figures 4 et 5A à 5D le capteur 60 délimite un axe imaginaire 80 qui est perpendiculaire à l'extrémité 82 de détection du capteur 60. L'aimant 40 délimite un axe imaginaire 86 reliant ces deux pôles. L'orientation de l'axe 80 par rapport à la roue est de préférence radiale comme indiqué sur les figures 5A et 5B. Le pôle de l'aimant adjacent à l'extrémité 82 de détection constitue le pôle Sud mais il peut aussi s'agir du pôle Nord. Dans une variante, le capteur 60 peut être orienté parallèlement à l'axe 61 de la roue, près de la surface interne de celle-ci, comme indique sur les figures 5C et 5D. L'orientation peut même être intermédiaire entre ces deux orientations décrites, la seule condition étant que les aimants et le capteur aient une orientation et une distance relative convenables comme décrit dans le présent mémoire. On peut noter, sur les figures 5A à 5D, que l'axe 80 du capteur et les axes 86 des aimants sont toujours parallèles. On se réfère maintenant aux figures 6 et 7. Comme représenté schématiquement sur la figure 6, le capteur 60 comporte par exemple deux elements capteurs 62 et 64 qui sont sépares l'un de l'autre par exemple en direction parallèle à la direction de passage des aimants d'une distance a/4, a étant la distance comprise entre les bords antérieurs des aimants adjacents, dans la direction de passage des aimants. Chaque aimant a de préférence une longueur virtuelle (c'est-à-dire une longueur perçue par le capteur 60) égale à a/2 dans cette direction. Chaque fois que les aimants se déplacent d'une distance a/4, l'un des éléments capteurs 62 et 64 change d'un premier à un second état ou inversement. Ceci provoque la formation d'un flanc antérieur ou postérieur d'un signal emis par l'un des éléments capteurs 62 et 64 identifié précédemment. La figure 7 représente des exemples de trains d'impulsions de sortie A et B produits par les éléments capteurs 62 et 64 respectivement, à la suite de la rotation d'une roue portant des aimants et communiquant magnétique- ment avec ces éléments. Il faut noter qu'il existe toujours un dephasage de 90" entre les deux trains d'impulsions. Cette disposition donne une indication sur le sens de rotation de la roue. Plus précisément, il existe un déphasage de + 90" entre les trains A et B lorsque la roue tourne vers l'avant et de - 90" lorsque la roue tourne vers l'arrière. En conséquence, les compteurs-décompteurs 16 et 18 donnent une indication relative à la distance algébrique parcourue par le véhicule. Dans un autre mode de réalisation, un seul élément capteur peut être utilisé à la place des deux éléments 62 et 64 et, dans ce cas, aucune indication n'est donnée sur le sens de rotation de la roue. Des indications de distance et -de variation de cap sont obtenues comme dans le mode de réalisation à deux éléments capteurs décrits précédemment. Les éléments capteurs 62 et 64 sont par exemple des interrupteurs de proximité, par exemple des interrupteurs à lame disponibles auprès de Hamlin Inc. (référence 59025020). La figure 8 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les organes de commande de capteur sont les dents d'un disque denté 70 de préférence formé d'un matériau conducteur de l'électricité, et les capteurs magnétiques des figures 2A à 6 sont remplaces par des interrupteurs 72 de proximité. Ces interrupteurs 72 peuvent être inductifs, dans un mode de réalisation pre férié, ou capacitifs ou ultrasonores. Tout interrupteur de proximité convenable disponible dans le commerce, ayant une plage d'environ 10 mm, peut être utilise. Le disque 70 est de préférence fixe à la jante de la roue par des pinces 74. Dans une variante ou en outre, le dispositif 70 (ou l'en- semble à aimants des figures 3A et 3C) peut être réalise afin qu'il coopère avec la jante par une faible augmentation de son périmètre ou par toute autre opération convenable de déformation. Par ailleurs, le mode de réalisation de la figure 8 ressemble à celui des figures 2A à 7, par exemple pour les orientations relatives des différentes éléments et la relation entre les diverses dimensions telle que représentée sur la figure 6. I1 faut noter que le procédé préféré de montage des organes de commande de capteur peut varier en fonction de la nature de la jante de la roue. En géneral, les organes de commande de capteur peuvent être retenus par toute technique convenable, par exemple une technique utilisée pour le montage et la fixation des masses d'équilibrage sur une jante de ce type particulier. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux ensembles et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à- titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble formant odomètre, monté sur un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (14) de commande de capteur monté au moins sur une roue, et un dispositif capteur (10) monté à proximité du dispositif de commande sous forme d'aimants, à un emplacement fixe par rapport à un axe central imaginaire de la roue autour duquel celle-ci tourne. 2. Ensemble automatique de contrôle de la position d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif formant odomètre et comportant un dispositif (14) de commande de capteur monté sur au moins une roue, et un dispositif capteur (10) monté à proximité du dispositif de commande sous forme d'aimants, à un emplacement fixe par rapport à un axe central imaginaire de la roue autour duquel tourne celle-ci, un dispositif de calcul (20) destiné à recevoir des signaux du dispositif formant odomètre et à réaliser un repérage de la position du véhicule, et un dispositif de communication (28) destiné à communiquer une information relative à la position du véhicule à un appareil utilisateur. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif (14) de commande de capteur comprend plusieurs organes de commande de capteur montés sur la jante d'au moins une roue de véhicule, et le dispositif capteur comprend au moins un capteur de proximité. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé ence que le dispositif capteur (10) est monte sur le couvercle du tambour de frein. 5. Ensemble selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que plusieurs organes (14) de commande de capteur sont montés sur la jante interne de la roue d'un vehicule. 6. Ensemble selon l'une quelconque- des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les organes (14) de commande de capteur sont montés individuellement sur la jante de la roue. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les organes (54) de commande de capteur sont espacés dans un ruban (50) qui est monté sur la jante de la roue. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérise en ce que les organes (40) de commande de capteur sont montés sur la jante de la roue par l'intermédiaire de pinces élastiques (44). 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le dispositif capteur comporte un premier et un second élément distants (10, 12) qui donnent une indication relative au sens de rotation d'une roue adjacente portant les aimants. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 et 7 à 9, caractérisé en ce que les organes de commande de capteur forment un disque dente (70). 11. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que le disque denté (70) est formé d'un matériau conducteur de l'électricité, et le capteur de proximité est un interrupteur inductif de proximité. 12. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que le capteur de proximité (10) est un interrupteur ultrasonore de proximité. 13. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que le capteur de proximité (10) est un interrupteur capacitif de proximité. 14. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que chaque organe de commande de capteur est un aimant (14). 15. Procéde de montage d'un dispositif formant odomètre sur un vehicule, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes le montage d'un dispositif (14) de commande de capteur sur au moins une roue, et le montage d'un dispositif capteur (10) à proximité du dispositif de commande sous forme d'aimants, à un emplacement fixe par rapport à un axe central imaginaire de la roue autour duquel tourne la roue. 16. Procédé de contrôle automatique de la position d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend le montage d'un dispositif formant odomètre, ce montage comprenant le montage d'un dispositif (14) de commande de capteur sur une roue au moins, et le montage d'un dispositif capteur (10) à proximité du dispositif de commande sous forme d'aimants, à un emplacement fixe par rapport à un axe central imaginaire de la roue autour duquel tourne la roue, la réception de -signaux provenant du dispositif formant odomètre et le repérage de la position du véhicule, et la communication d'informations relatives à la position du véhicule à un appareil utilisateur. 17. Véhicule comprenant un dispositif formant odomètre, caractérisé en ce que le dispositif formant odomètre comporte un dispositif (14) de commande de capteur monté sur au moins une roue du vehicule, et un dispositif capteur (10) monté à proximité du dispositif de commande sous forme d'aimants, à un emplacement fixe par rapport à un axe central imaginaire de la roue autour duquel tourne celle-ci. 18. Véhicule selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il constitue un autobus 19. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le dispositif capteur (10) délimite un axe imaginaire perpendiculaire à une extrémité de détection du dispositif capteur (10), et l'orientation de l'axe imaginaire par rapport à la roue du véhicule est radiale. 20. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le dispositif capteur (10) délimite un axe imaginaire qui est perpendiculaire à une extrémité de détection du dispositif capteur (10), et l'orientation de l'axe imaginaire par rapport à l'axe de la roue du véhicule est parallèle. 21. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le dispositif capteur (10) est un seul élément capteur. 22. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est monté sur au moins une roue droite et une roue gauche du véhicule, et l'ensemble forme un ensemble à odomètre différentiel. 23. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est monté sur au moins une roue droite et une roue gauche du-véhicule, et l'ensemble forme un ensemble à odomètre différentiel. 24. Procédé selon l'une des revendications 15 et 16, caractérisé en ce qu'il est monté sur au moins une roue droite et. une roue gauche du véhicule, et l'ensemble forme un ensemble à odomètre différentiel. 25. Véhicule selon l'une des revendications 17 -et 18, caractérisé en ce qu'il est monté sur au moins une roue droite et une roue gauche du véhicule, et l'ensemble forme un ensemble à odomètre différentiel.