Brevet FR2688066A1 — publié le 19930903

La présente invention concerne le domaine des dispositifs de commande des indicateurs électriques à bobines croisées, de type logomètre. Plus précisément la présente invention concerne des perfectionnements au dispositif de commande décrit dans la demande de brevet déposée en France par la Demanderesse le 27.06.1991 sous le No 91 07963. Comme représenté sur la figure 1 annexée on a décrit dans le document précité un dispositif de commande de logomètre comprenant essentiellement : un module de calcul 140 conçu pour calculer au moins une valeur trigonométrique sur la base d'un signal d'entrée, une base de temps 150, un module logique de sortie 160 qui produit des signaux de sortie à fréquence de récurrence constante dont le rapport cyclique dépend des valeurs trigonométriques calculées, ladite fréquence de récurrence étant contrôlée par la base de temps 150 et supérieure aux fréquences mécaniques audibles du logomètre 200, ainsi que des moyens additionnels 130 pour superposer une composante basse fréquence, de fréquence inférieure aux fréquences mécaniques de l'équipage du logomètre, sur les signaux de sortie. De préférence le dispositif comprend en entrée un étage de mise en forme 110 du signal d'entrée suivi d'un module 120 de calcul d'un angle de consigne. Le signal d'entrée représentant le paramètre à visualiser sur le logomètre est appliqué à l'entrée de l'étage 110. Le plus souvent la valeur du paramètre à visualiser est codée par la fréquence du signal d'entrée. Dans ce cas, l'étage de mise en forme 110 est généralement formé d'un périodemètre. En variante, la valeur du paramètre à visualiser peut être codée par l'amplitude du signal d'entrée. Dans ce cas, l'étage 110 peut être formé par exemple d'un convertisseur analogique/numérique. Le module 120 est conçu pour générer à sa sortie un signal A dont l'amplitude représente l'angle de consigne à visualiser. Pour celà, le module 120 pondère le signal de sortie de l'étage 110 sur la base d'un paramètre de configuration défini par les caractéristiques du système. Le module 130 est cadencé par la base de temps 150 à une fréquence basse de récurrence, inférieure aux fréquences mécaniques du logomètre. La fréquence de récurrence du module 130 est typiquement de l'ordre de 128 Hz. Plus précisément, le module 130 calcule alternativement, au rythme de ladite fréquence basse de récurrence, des valeurs Al = A + dA et A2 = A - dA. La valeur dA peut être soit proportionnelle à la valeur issue du module 120, soit une constante. On peut par exemple prendre dA = 150. La valeur dA peut être optimisée dans chaque cas particulier, en fonction des caractéristiques de l'aiguille et du logomètre. Le module de calcul 140 calcule ensuite les valeurs trigonométriques sinAi (c'est à dire alternativement sinAl et sinA2) et cosAi (c'est à dire alternativement cosAl et cosA2). Ces valeurs trigonométriques sont ensuite appliquées au module de sortie 160. Ce module de sortie 160 est contrôlé par la base de temps 150. I1 produit les signaux de commande des bobines 200 du logomètre. Ces signaux de commande présentent une fréquence de récurrence qui est définie par la base de temps 150. Cette fréquence de récurrence est supérieure aux fréquences mécaniques audibles du logomètre. Elle est typiquement de l'ordre de 16 kHz. Les signaux de commande issus du module 160 possèdent une amplitude constante et un rapport cyclique qui dépend des valeurs trigonométriques calculées. La superposition d'une composante basse fréquence +/- dA à 128Hz sur les signaux de commande permet de générer une vibration basse fréquence de l'axe de sortie du logomètre apte à vaincre l'hystérésis du logomètre en tous points de l'affichage. Cependant les indicateurs à base de logomètres comprennent généralement une butée mécanique, intégrée au logomètre ou placée sur le cadran, qui limite la position de déviation minimale de l'aiguille associée. Si l'on n'y prend garde la superposition d'une composante basse fréquence sur les signaux de commande conduit à un battement de l'aiguille sur cette butée mécanique. Pour éviter ce battement , on a proposé dans le document précité, d'adapter le module 130 de sorte que celui-ci n'ajoute et ne retranche pas la valeur dA, à la valeur A, lorsque la valeur A est inférieure au zéro mécanique. Toutefois cette proposition ne donne pas totalement satisfaction. En effet elle ne permet pas d'éviter les battements de l'aiguille sur la butée mécanique dés lors que l'angle de déviation de l'aiguille, par rapport à cette butée mécanique, est inférieur à la valeur du débattement ou vibration dA. La présente invention a pour but d'éliminer cet inconvénient. A cette fin la présente invention propose un dispositif de commande de logomètre comprenant un module de calcul 140 conçu pour calculer au moins une valeur trigonométrique sur la base d'un signal d'entrée, une base de temps 150, un module logique de sortie 160 qui produit des signaux de sortie à fréquence de récurrence constante dont le rapport cyclique dépend des valeurs trigonométriques calculées, ladite fréquence de récurrence étant contrôlée par la base de temps 150 et supérieure aux fréquences mécaniques audibles du logomètre 200, ainsi que des moyens additionnels 130 pour superposer une composante basse fréquence, de fréquence inférieure aux fréquences mécaniques du logomètre, sur les signaux de sortie, afin de générer une vibration basse fréquence de l'arbre de sortie du logomètre, ces moyens additionnels étant adaptés selon la présente invention pour moduler l'amplitude de cette composante basse fréquence de sorte que l'amplitude de ladite vibration basse fréquence soit toujours inférieure à l'écart angulaire de l'arbre de sortie du logomètre par rapport à une butée mécanique associée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, lesdits moyens additionnels sont adaptés pour générer une composante basse fréquence d'amplitude croissante à partir d'une valeur nulle, pour des valeurs croissantes du signal d'entrée correspondant à un angle au moins égal à l'angle qui définit la position de la butée mécanique. Selon une autre caractéristique de la présente invention, lesdits moyens additionnels sont adaptés pour générer une composante basse fréquence d'amplitude croissante à partir d'une valeur nulle, pour des valeurs croissantes du signal d'entrée à partir d'un angle égal à la butée mécanique. Selon une autre caractéristique de la présente invention, lesdits moyens additionnels sont adaptés pour générer une composante basse fréquence d'amplitude croissante à partir d'une valeur nulle jusqu'à une valeur prédéterminée, pour des valeurs croissantes du signal d'entrée correspondant à un angle au moins égal à la butée mécanique. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la dite modulation de l'amplitude de la composante basse fréquence est linéaire par rapport au signal d'entrée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la dite modulation de l'amplitude de la composante basse fréquence est linéaire par rapport au signal d'entrée et possède une pente au plus égale à 1. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la dite modulation de l'amplitude de la composante basse fréquence est linéaire par rapport au signal d'entrée et possède une pente égale à 1. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 précédemment décrite représente une vue schématique sous forme de blocs fonctionnels d'un dispositif de commande conforme au document FR 91 07963, - la figure 2 représente respectivement en trait continu la valeur de l'amplitude de la vibration dA obtenue à l'aide de la composante basse fréquence dans le cadre de la présente invention, en traits réguliers interrompus la valeur de l'angle de sortie recherché référencée As et en traits mixtes interrompus la valeur réelle de l'angle visualisé à l'aide du logomètre référencé "Alogo", en fonction de la valeur du signal d'entrée A - la figure 3 représente un organigramme du processus mis en oeuvre par les moyens conformes à la présente invention et - la figure 4 représente une variante de réalisation du dispositif de commande conforme à la présente invention. Pour l'essentiel la structure du dispositif conforme à la présente invention est identique à celle décrite dans le document FR 91 07963 précité et rappelée précédemment en regard de la figure 1. Pour cette raison la structure du dispositif ne sera pas décrite par la suite. Le contenu de ce document FR 91 0763 doit d'ailleurs être considéré comme intégré dans la présente demande de brevet par la référence qui lui est faite ici. On indiquera simplement par la suite, les caractéristiques générales de ces moyens pour la bonne compréhension de la présente invention. L'étage 110 peut comprendre un étage trigger recevant le signal d'entrée et un compteur, monté en périodemètre, qui compte le nombre d'impulsions issues d'une horloge entre deux fronts consécutifs de même type, par exemple deux fronts montants, du signal issu de l'étage trigger. Le module 120 de calcul de l'angle de consigne peut comprendre un diviseur qui divise une constante E par la grandeur issue du compteur précité. La constante E est programée de telle sorte que pour la valeur maximale admise de la fréquence d'entrée, la division de E par la valeur issue du compteur corresponde à l'angle maximal de déviation. Le cas échéant un filtre peut être intercalé entre la sortie du module 120 et l'entrée du module de calcul 130. Ce filtre peut être formé d'un module à moyenne glissante suivi d'un module limiteur de pente, comme décrit dans le document FR-A- 2604744. Le filtre peut également être conforme aux dispositions décrites dans la demande de brevet déposée le 2 juillet 1990 sous le NO 90 08334. Le module de calcul 140 comprend de préférence des moyens de mémoire associés à un interpolateur. Les moyens de mémoire contiennent des valeurs grossières de sin et cos sur des quadrants de 900. Ils sont adressés par les bits de poids intermédiares des signaux issus du module 130. Ces valeurs grossières sont affinées par l'interpolateur sur la base des bits de poids faibles de ces mêmes signaux. Le module de sortie 160 qui détermine les rapports cycliques des signaux appliqués aux bobines comprend de préférence des registres décompteurs. Ceux-ci sont chargés périodiquement aux valeurs issues du module 140, puis les registres décompteurs sont décrémentés à une fréquence fixe. On obtient ainsi en sortie des registres décompteurs des signaux logiques, dont la durée au niveau haut est proportionnelle au sinus et au cosinus respectivement de l'angle de déviation recherché. Enfin généralement des étages de puissance transistorisés sont intercalés entre la sortie des registres décompteurs et les bobines du logomètre. La logique qui pilote les étages de puissance transistorisés est pilotée par les deux bits de poids forts des signaux issus du module 130. Ces deux bits de poids forts permettent en effet de coder les quatre quadrants d'un affichage pleine échelle et de contrôler le sens du courant dans les bobines du logomètre. Les étages de puissance transistorisés comprennent de préférence huit transistors, soit une paire de transistors associée à chaque extrémité de bobine. La description qui précède concerne une commande des bobines du logomètre par des signaux en sinus et cosinus dont les valeurs trigonométriques sont calculées par le module 140. Cependant en variante on peut commander les bobines du logomètre par des signaux en tangente et non par des signaux en sinus et cosinus. Dans ce cas les moyens de mémoire du module 140 contiennent des valeurs de tangente échantillonnées sur 450, la déviation maximale de 3600 étant codée en huit octants de 450 par les trois bits de poids forts issus du module 130. L'une des bobines reçoit alors un courant dont le rapport cyclique est proportionnel à la tangente obtenue, tandis que l'autre bobine reçoit un courant de référence de rapport cyclique constant égal au courant appliqué à la première bobine pour 450. Le sens des courants et la nature des signaux appliqués sur les bobines sont alternés d'un octant à l'autre sur la base des trois bits de poids forts du signal issu du module 130. Sur la figure 2, on a référencé dAmax l'amplitude de la composante basse fréquence rajoutée au signal de sortie pour les valeurs élevées du signal d'entrée. Comme indiqué précédemment, on peut prendre typiquement dAmax = 150. Par ailleurs, sur la même figure 2 on a référencé Ael la valeur angulaire du signal d'entrée correspondant à la butée mécanique et Ae2 une valeur du signal d'entrée égale à Ael + dAmax. On comprend à l'examen de la figure 2 que de préférence dans le cadre de l'invention, l'amplitude de la composante basse fréquence est modulée de telle sorte que l'amplitude de la vibration correspondante +/-dA soit nulle en dessous de la butée mécanique Ael, soit croissante de façon linéaire en fonction du signal d'entrée entre la butée mécanique Ael et la valeur Ae2 = Ael + dAmax et soit ensuite constante et égale à dAmax pour les valeurs du signal d'entrée supérieures à Ae2. Plus précisément, la croissance de l'amplitude dA de la composante basse fréquence entre les valeurs Ael et Ae2 du signal d'entrée présente avantageusement une pente de 1. I1 en résulte que pour un angle de sortie recherché As proportionnel à l'amplitude du signal d'entrée, le logomètre présente en réalité un angle de sortie Alogo constant et égal à l'angle Ael de la butée mécanique pour toutes valeurs du signal d'entrée A inférieures à cette butée mécanique Ael. Au dessus de cette butée mécanique Ael, l'angle de sortie du logomètre suit la valeur As recherchée. Par ailleurs à partir de cette valeur Ael une vibration basse fréquence dA est superposée à l'angle de sortie du logomètre. Entre les valeurs Ael et Ae2, la vibration superposée au signal de sortie évolue entre une valeur nulle pour Ael et la valeur dAmax pour Ae2. Au delà de la valeur Ae2, la vibration superposée est constante et égale à dAmax. Le processus mis en oeuvre par les moyens additionnels 130 est illustré sur la figure 3. Comme représenté sur cette figure 3, à l'origine les moyens 130 calculent à l'étape 1300 la valeur d'amplitude de vibration dA = A - Ael. Puis à l'étape 1302, les moyens 130 testent si cette valeur calculée dA = A - Ael est supérieure ou non à zéro. Si la valeur dA = A - Ael est inférieure ou égale à zéro, l'étape 1302 est suivie de l'étape 1304. Au cours de celle-ci, les moyens 130 affectent la valeur dA = 0. L'étape 1304 est ensuite suivie de l'étape 1310 qui sera décrite par la suite. Si la valeur dA = A - Ael est au contraire supérieure à zéro, l'étape 1302 est suivie de l'étape 1306. Au cours de celle-ci, les moyens 130 testent si la valeur de vibration dA a atteint la valeur dAmax. Si l'étape 1306 détecte que la valeur dAmax est atteinte, l'étape 1306 est suivie de l'étape 1308. Au cours de celle-ci, les moyens 130 affectent la valeur dA = dAmax. L'étape 1308 est ensuite suivie de l'étape 1310 précitée. De même si l'étape 1306 détecte que la valeur dAmax n'est pas atteinte, cette étape 1306 est suivie directement de l'étape 1310. Au cours de cette étape 1310, les moyens 130 calculent la valeur de l'angle de sortie injecté dans les moyens de calcul 140 grâce à la relation As = A +/- dA. En conclusion - Si l'angle d'entrée A est compris entre 0 et Ael, la vibration basse fréquence dA est nulle et le signal As appliqué au logomètre est égal au signal d'entrée A, toutefois l'angle visualisé par le logomètre Alogo est égal à l'angle déterminé par la butée mécanique, - Si l'angle d'entrée A est compris entre Ael et Ae2, la vibration basse fréquence dA est égal à A - Ael, et le signal As appliqué au logomètre ainsi que le signal Alogo visualisé par le logomètre sont égaux à A +/-(A-Ael) - si l'angle d'entrée A est supérieur à Ae2, la vibration dA est égale à dAmax, et le signal As appliqué au logomètre ainsi que le signal Alogo visualisé par le logomètre sont égaux à A+/-dAmax. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Ainsi par exemple, on peut prévoir d'initier la croissance de la vibration dA pour des valeurs supérieures à la butée mécanique Ael. De même on peut prévoir une croissance de la vibration dA avec une pente inférieure à 1 entre les valeurs 0 et dAmax. Par ailleurs, comme indiqué dans le document FR 91 07963 on peut utiliser pour A supérieur à Ae2, une valeur de vibration basse fréquence dA qui ne soit pas constante mais qui soit proportionnelle à la valeur A issue du module 120. La présente invention s'applique également à la variante de réalisation décrite dans le document FR 91 07963 et illustrée schématiquement sur la figure 4 annexée, selon laquelle le module 130 intercalé entre les deux modules 120 et 140 est supprimé et remplacé par un module 180 intercalé entre le module de calcul 140 et le module de sortie 160. Le module 180 intercalé entre le module de calcul 140 et le module de sortie 160 est alors conçu pour ajouter et retrancher alternativement une valeur K aux valeurs trigonométriques calculées par le module 140, à une fréquence de récurrence égale à la basse fréquence soit typiquement 128 Hz, avant d'appliquer ces valeurs sur le module logique de sortie 160. I1 suffit en effet d'adapter la valeur du paramètre K de sorte que l'amplitude de la vibration basse fréquence correspondante soit toujours inférieure à la valeur de l'angle de sortie par rapport à la butée mécanique et que plus précisément l'amplitude de la vibration basse fréquence soit croissante d'une valeur nulle jusqu'à une valeur dAmax pour des valeurs du signal d'entrée comprises entre Ael et Ae2. Enfin la présente invention s'applique aussi bien aux logomètres commandés par des signaux en sinus/cosinus, qu'aux logomètres commandés par des signaux en tangente, comme décrit dans le document FR 91 07963. Par ailleurs, en variante, on peut utiliser une modulation de l'amplitude de la composante basse fréquence linéaire par rapport au signal d'entrée mais possédant une pente supérieure à un, sous réserve de décaler l'application de cette composante basse fréquence de sorte que l'amplitude de la vibration basse fréquence correspondante reste toujours inférieure à l'écart angulaire de l'axe de sortie du logomètre par rapport à la butée mécanique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de logomètre comprenant un module de calcul (140) conçu pour calculer au moins une valeur trigonométrique sur la base d'un signal d'entrée, une base de temps (150), un module logique de sortie (160) qui produit des signaux de sortie à fréquence de récurrence constante dont le rapport cyclique dépend des valeurs trigonométriques calculées, ladite fréquence de récurrence étant contrôlée par la base de temps (150) et supérieure aux fréquences mécaniques audibles du logomètre (200), caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens additionnels (130,180) pour superposer une composante basse fréquence, de fréquence inférieure aux fréquences mécaniques du logomètre, sur les signaux de sortie, afin de générer une vibration basse fréquence de l'arbre de sortie du logomètre, ces moyens additionnels (130, 180) étant adaptés pour moduler l'amplitude de cette composante basse fréquence de sorte que l'amplitude de ladite vibration basse fréquence soit toujours inférieure à l'écart angulaire de l'axe de sortie du logomètre par rapport à une butée mécanique associée. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdits moyens additionnels (130, 180) sont adaptés pour générer une composante basse fréquence d'amplitude croissante à partir d'une valeur nulle, pour des valeurs croissantes du signal d'entrée correspondant à un angle au moins égal à la butée mécanique. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que lesdits moyens additionnels (130, 180) sont adaptés pour générer une composante basse fréquence d'amplitude croissante à partir d'une valeur nulle, pour des valeurs croissantes du signal d'entrée (A) à partir d'un angle (Ael) égal à la butée mécanique. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que lesdits moyens additionnels (130, 180) sont adaptés pour générer une composante basse fréquence d'amplitude croissante à partir d'une valeur nulle jusqu'à une valeur prédéterminée (dAmax), pour des valeurs croissantes du signal d'entrée (A) correspondant à un angle (Ael) au moins égal à la butée mécanique. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que la dite modulation de l'amplitude de la composante basse fréquence est linéaire par rapport au signal d'entrée (A). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que la dite modulation de l'amplitude de la composante basse fréquence est linéaire par rapport au signal d'entrée (A) et possède une pente au plus égale à 1. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que la dite modulation de l'amplitude de la composante basse fréquence est linéaire par rapport au signal d'entrée et possède une pente égale à 1. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que les moyens (130) conçus pour superposer une composante basse fréquence sur les signaux de sortie, comprennent un étage monté en amont du module de calcul (140) et conçu pour calculer alternativement et avec une fréquence de récurrence égale à la basse fréquence, les valeurs A+dA et A-dA, relations dans lesquelles A représente l'angle de déviation du logomètre correspondant au signal d'entrée. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que les moyens (180) conçus pour superposer une composante basse fréquence sur les signaux de sortie, comprennent un étage monté en aval du module de calcul (140) et conçu pour alternativement et avec une fréquence de récurrence égale à la basse fréquence, ajouter et retrancher une valeur K aux valeurs trigonométriques calculées, avant d'appliquer celles-ci sur le module logique de sortie. 10. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé par le fait que la valeur dA est un pourcentage prédéterminé de l'angle de déviation A. 11. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé par le fait que la valeur dA est une constante. 12 Dispositif selon la revendication 11 caractérisé par le fait que la valeur dA est de l'ordre de 150. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé par le fait que la fréquence de récurrence élevée supérieure aux fréquences mécaniques audibles du logomètre est de l'ordre de 16 kHz. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que la fréquence de récurrence basse inférieure aux fréquences mécaniques audibles du logomètre est de l'ordre de 128 Hz. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé par le fait que les valeurs trigonométriques calculées sont des fonctions sinus et cosinus. 16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé par le fait que les valeurs trigonométriques calculées sont des fonctions tangentes.