Brevet FR2700225A1 — publié le 19940708

Dispositif inviolable pour la détermination et la mise en mémoire d'un nombre de tours ou d'un nombre de va-et-vients accomplis par un mécanisme, par exemple un moteur La connaissance du nombre exact de tours effectués par certaines des parties tournantes de divers mécanismes, y compris la partie mécanique de moteurs électriques, ou autres, est d'une très grande importance pour l'appréciation de l'usure potentielle de ces parties tournantes. En ce qui concerne les automobiles on dispose des compteurs de distance parcourue qui sont censés être capables de fournir indirectement--une indication sur le degré d'usure présumé du moteur et d'autres organes tournants (arbres de roues, divers roulements à billes, ou autres, paliers, alternateur, pompes, etc.).Cependant un véhicule qui roule beaucoup en ville demeure souvent de longs temps à l'arrêt, moteur tournant, si bien que l'appréciation de l'usure du moteur en fonction de la distance parcourue ne peut être que très approximative. A cela s'ajoutent les opérations frauduleuses effectuées sur les compteurs kilométriques. Dans d'autres domaines, tels que l'électro-ménager par exemple, il n'y a pas d'appréciation du nombre de tours effectués. I1 serait pourtant très intéressant, pour l'application de la garantie par exemple, de connaitre de façon sûre le nombre de tours effectués, et même après expiration de la garantie la connaissance de cette donnée pourrait servir au remplacement préventif des organes dont on peut supposer qu'ils sont "fatigués", sans attendre la panne, mais aussi sans remplacer inutilement des pièces ayant *peu tourné". La présente invention a donc pour objet général de procurer une solution au problème que représente la détermination du nombre de tours effectués par un mécanisme tournant ou du nombre de va-et-vient s effectués par un mécanisme à mouvement alternatif. L'objet de l'invention est également de rendre la solution de ce problème suffisamment fiable et les moyens employés suffisamment intrucables et inviolables pour que la connaissance du nombre de tours réellement effectués puisse servir, non seulement à des fins techniques (remplacement préventif de pièces et d'organes) mais aussi à des fins juridiques (pour déjouer toute tentative de fraude sur l'usure réelle, celle d'un véhicule par exemple). Le problème ainsi posé est résolu selon l'invention au moyen d'un procédé faisant appel à un système à induction magnétique constitué par un premier élément solidaire de la partie tournante (un arbre par exemple) ou effectuant un mouvement alternatif, et un second élément solidaire d'une partie fixe proche de la partie susceptible de se déplacer en rotation ou en va-et-vient, caractérisé en ce que ledit procédé associe audit système un circuit intégré de traitement de signal, apte à comptabiliser les impulsions définies plus haut, qui sont générées par le passage de l'un des éléments, à proximité de l'autre élément, et à conserver en mémoire le résultat desdites additions, ledit résultat pouvant être lu au moyen d'un dispositif de lecture connectable, ledit circuit intégré de traitement de signal étant logé soit dans la partie fixe soit dans la partie susceptible de se déplacer en rotation, ou en translation en va-et-vient, et ledit résultat étant irréversible, ne pouvant varier que dans le sens croissant et uniquement en fonction des impulsions reçues du système à induction électromagnétique susdit. Dans le but d'éviter un stockage numérique inutilement précis, le circuit peut comprendre, en aval de sa partie servant à l'addition des impulsions, une partie formant un circuit de division permettant de ne mettre en mémoire que des multiples du nombre de tours, ou du nombre de va-et-vients, ou bien, en amont de sa partie servant à l'addition, une partie formant un circuit "assembleur" qui émet un signal, puis se remet à zéro chaque fois qu'il a reçu un certain nombre d'impulsions, mille par exemple, ce signal représentatif étant seul traité ensuite. Ces types de circuits sont bien connus dans l'art et n'ont pas besoin d'être décrits de façon plus précise. Le circuit intégré de traitement de signal et de mise en mémoire du résultat comporte une sortie qui permet de lire l'état de la mémoire au moyen d'un appareil de lecture qui peut être branché par un opérateur sur ladite sortie, ou bien être raccordé de façon fixe, éventuellement en parallèle avec les sorties d'autres circuits du même type alimentés en impulsions de la même manière en vue de comptabiliser les déplacements angulaires rotatifs ou les déplacements en translation en va-et-vient d'autres organes, ceux d'un même véhicule par exemple. Dans le cas d'un lecteur central embarqué celui-ci permet de lire sélectivement, en envoyant un code approprié, l'état des différentes mémoires des différents circuits intégrés. Mais dans la plupart des applications, le lecteur n'a pas besoin d'être embarqué, il peut être séparé et être branché sur les sorties des circuits que l'on veut consulter, soit lors d'une expertise, soit lors d'une révision du véhicule, dans le garage qui est charge de son entretien par exemple. I1 existe des circuits intégrés qui ne nécessitent pas, pour la conservation des données enregistrées, un courant d'alimentation permanent (les "cartes à puce par exemple). C'est ce genre de circuit qui peut être avantageusement associé, selon l'invention, à un système d'induction électromagnétique générateur d'impulsions de courant électrique. On peut également utiliser lesdites impulsions, en les traitant convenablement, pour fournir la très faible énergie necessaire au traitement des données recueillies, représentées par lesdites impulsions.Comme le circuit intégré traite immédiatement et de façon simple les données représentées par les impulsions et emmagasine le résultat dans sa mémoire, ledit circuit peut rester longtemps inexploité (cas de l'arrêt prolongé de l'utilisation d'un véhicule ou d'un appareil), sans nécessiter de courant électrique sous une forme quelconque entre deux utilisations, si, ainsi qu'il est dit plus haut, il possède une mémoire non susceptible de 1s'évaporer", (comme en possèdent par exemple, les cartes à puces téléphoniques ou bancaires). Les circuits intégrés associés selon l'invention à un système électromagnétique générateur d'impulsions peuvent comporter en mémoire permanente définitive des données d'identification de l'organe dont ils sont chargés de comptabiliser les rotations ou les va-etvients et dans lesquels, ou à proximité desquels ils sont montés. I1 est important, en vue de rendre les fraudes quasiment impossibles que les circuits intégres utilisés d'après le procédé selon l'invention soient implantés dans des endroits difficiles d'accès, seules leurs sorties étant accessibles pour le branchement d'un lecteur séparé. Leur nombre peut également être multiplié pour rendre des opérations frauduleuses très coûteuses au point de ne pas être rentables, selon la même philosophie que celle qui consiste à graver les vitres du véhicule. Les points "stratégiques" d'implantation de ces circuits peuvent être des paliers, des arbres, des blocs moteurs et bien d'autres endroits où il est possible d'appliquer le procédé selon l'invention. Ci-après on décrit le procédé selon l'invention, en correspondance avec un schéma par blocs, appliqué au cas d'un moteur à explosion. Selon le procédé de l'invention, on fait appel aux éléments essentiels suivants 1) un système à induction électromagnétique 1 générant des impulsions de courant électrique, composé d'un élément fixe et d'un élément implanté dans ou sur la partie mobile dont il s'agit de décompter les déplacements angulaires rotatifs ou les déplacements en trans lation en va-et-vient, 2) un circuit intégré associé 2, logé le plus près possible du système générateur d'impulsions. Cette proximité Immédiate a pour but de déjouer les fraudes qui consisteraient à couper le circuit existant entre le système générateur d'impulsions et le circuit intégré de traitement et de mise en mémoire, ou qui consisteraient, de façon encore plus frauduleuse, à intercaler un composant qui ne laisserait passer, par exemple, qu'une impulsion sur deux, ou, sur trois, etc., pour ne pas créer d'anomalie dans la croissance du résultat mis en mémoire, qui continuerait d'augmenter, mais à une vitesse divisée par 2, 3, etc.. L'élément fixe du système à induction électromagnétique peut être implanté par collage, liaison géométrique, liaison mécanique ou tout autre moyen de fixation connu dans ou sur le bloc moteur du moteur à explosion choisi à titre d'exemple. I1 peut consister en un élément solénolde conventionnel ou en un équivalent réalisé selon les techniques connues ne faisant pas appel à des fils, sa caractéristique étant que si un corps aimanté se déplace à proximité de lui, une impulsion de courant électrique est générée dans ledit circuit du type solénoide, ou équivalent de solénoide, laquelle impulsion peut être recueillie aux bornes dudit solénoide ou de l'équivalent de solénoide. Pour l'autre élément, le système à induction fait appel à un insert constitué par un aimant permanent logé par exemple dans ou sur l'arbre dont il s'agit de décompter le nombre de tours, ou dans ou sur un élé- ment monté sur ledit arbre et tournant de ce fait à la même vitesse que l'arbre. Si l'arbre ou l'élément associé tournant à la même vitesse que celui-ci sont réalisés en un matériau susceptible de s'aimanter, ceci peut poser des problèmes de dsaimantation de l'aimant permanent et d'aimantation corrélative de l'arbre lui-même, ou de l'élément associé. Dans ce cas on peut réaliser l'arbre, ou cette partie de l'arbre dans ou sur laquelle est installé l'aimant permanent, en un métal, ou un autre matériau non susceptible d'être aimanté ; on connait par exemple des aciers inoxydables doués de cette propriété. Cependant on peut également envisager de faire travailler le système de manière complètement inverse, c 'est-à-dire, l'arbre étant réalisé en un matériau susceptible de s'aimanter et un insert non aimantable, réalisé par exemple en acier inoxydable non sensible à l'aimantation, provoquant une anomalie magnétique, si l'on a volontairement aimanté l'arbre, ceci'se traduisant par des impulsions électriques longues entre lesquelles s'intercalent des interruptions ou des variations dues aux passages de l'insert non magnétique. Que l'on fasse fonctionner le système de manière positive, ou de manière négative, on dispose dans tous les cas d'un signal, qui est représentatif des révolutions effectuées par l'arbre. En ce qui concerne le circuit intégré, associé selon le procédé de l'invention au système à induction électromagnétique, il s'agit par exemple d'un circuit intégré de très faible dimension qui est implanté dans l'exemple décrit ici dans une partie du bloc moteur située à proximité immédiate du système électromagnétique, et qui est relié électriquement aux bornes du système électromagnétique en vue de recueillir à son entrée les signaux délivrés comme expliqué plus haut soit sous forme d'une impulsion brève par tour, suivie d'une longue absence d'impulsion, soit sous forme d'une impulsion longue suivie d'une brève interruption, selon le type de système choisi, d'après les explications données plus haut. Dans l'exemple choisi, représenté sur la figure 1, ces impulsions ISr sont groupées par 1.000, par 10.000 ou par 100.000, et un signal S représentatif de 1.000, 10.000 ou 100.000 impulsions est r émis à la sortie de la partie PAS dudit circuit jouant le rôle d'assembleur, cette partie jouant le rôle d'assembleur revient alors à zéro et ainsi de suite. Le signal représentatif S est envoyé dans une partie de r circuit PAD jouant un rôle d'addition ; le résultat R de l'addition est mis en mémoire transitoire MT en attendant le prochain signal S qui r est alors additionné au résultat mis en mémoire transitoire pour devenir le nouveau résultat R stocké en mémoire transitoire, et ainsi de suite (figure la). Des bornes de sortie permettent de lire le résultat au moyen d'un lecteur séparé LS que l'on branche sur les bornes de sortie. D'autres bornes de sortie permettent de lire des données définitives mises en mémoire. Dans une variante les bornes de sortie sont les mêmes pour toutes les données, qui sont alors appelées par le lecteur au moyen d'un code approprié. Le circuit intégré 2 est du type irréversible, c'est-à-dire que le résultat mis en mémoire ne peut pas décroitre, le circuit est tel qu'il ne peut que croître et ce, sous l'effet du traitement des impulsions I décrit plus haut et jamais autrement. De tels circuits existent et n'ont pas besoin d'être décrits ici. Le schéma par blocs du dessin reproduit le processus du procédé de l'invention décrit plus haut à titre d'exemple dans une application à un moteur à explosion, le système électromagnétique 1 étant installé en ce qui concerne son élément la sur un arbre et en ce qui concerne son élément lb sur une partie du moteur fixe par rapport à l'arbre, un bloc-moteur ou élément fixe de palier. Le lecteur séparé peut comporter une mémoire, et/ou un affichage, et/ou une imprimante. La mémoire du lecteur peut à son tour être vidée après chaque lecture dans un délai choisi à volonté, pour que son contenu soit enregistré sur un support d'informations, par exemple une disquette, affecté au suivi des informations concernant le véhicule considéré ou dans une mémoire gérée par exemple par le concessionnaire ou par le constructeur dans laquelle toutes les informations lues grâce au lecteur et datées par celui-ci sont stockées. Dans une variante le circuit intégré peut être lu sans contact matériel, le lecteur envoyant un signal radio-électrique qui met le circuit intégré en résonance et qui lui fait émettre radio-électriquement en retour ses données d'identification et son résultat qui sont reçus par le lecteur, par des moyens appropriés.Ce processus est connu et appliqué pour les avions militaires. Comme expliqué plus haut l'idéal est que le circuit intégré soit tellement proche de l'élément solénoide, ou équivalent de solénoide du système à induction électromagnétique, que le piquage d'un composant "fraudeur" soit impossible. Cet objectif idéal est réalisé lorsque l'élément solénoide du système électromagnétique est lui-même une partie du circuit intégré (figure lb). Une telle conformation a en outre l'avantage d'être très compacte et plus facile à installer que deux éléments qui doivent être connectés. Les fonctions des ensembles réalisés pour fonctionner selon le procédé de l'invention sont très simples, et les dispositifs selon l'invention sont peu motteux. La partie "lourde" de traitement de l'information est extérieure (lecteur et stockage des données). Un cas particulier d'application de l'invention est constitué par un dispositif qui comprend : un insert aimanté fixé sur une des bagues d'un roulement à billes, ou sur un prolongement radial de celleci ; un solénoïde, ou un équivalent de solénoide monté sur l'autre bague, ou sur un prolongement radial de celle-ci, les prolongements, ayant une forme telle que, lors de la rotation des bagues l'une par rapport à l'autre, l'insert passe très près du solénoîde ou de l'équivalent de solénoide ; ainsi qu'un circuit intégré fixé dans ou sur celle des bagues qui porte le solénoide, ou l'équivalent de solénoide, ledit circuit intégré étant connecté au solénoide ou incorporant celui-ci et fonctionnant, comme expliqué plus haut. Dans une version particulière le dispositif incorporé à un roulement à billes est caractérisé par le fait que l'une des bagues du roulement est aimantée sur toute sa longueur périphérique, à l'exception d'une certaine partie amagnétique, cette partie amagnétique étant située sur la bague de façon telle que la partie amagnétique, ainsi que la partie aimantée de la bague passent très près du solénoïde porté par un prolongement radial de l'autre bague. Bien entendu, comme déjà exposé, l'exemple d'application du procédé selon l'invention qui vient d'être décrit ne représente qu'un parmi de nombreux autres susceptibles d'être réalisés selon l'enseignement de l'invention. Revendications 1. Procédé de détermination et de mise en mémoire, avec possibilité de lecture, de la donnée que représente le nombre de tours ou de déplacements angulaires rotatifs effectués par un mécanisme tournant, ou le nombre de va-et-vients effectués par un mécanisme à mouvement alternatif, ledit procédé faisant appel à un système à induction magnétique (1) constitué par un premier élément solidaire de la partie tournante du mécanisme, ou effectuant un mouvement alternatif, et un second élement solidaire d'une partie dudit mécanisme, fixe par rapport à la partie tournante, proche de la partie susceptible de se déplacer en rotation ou en va-et-vient, ledit système étant susceptible de delivrer des impulsions de courant électrique formant un signal représentatif du nombre de tours ou de déplacements angulaires ou du nombre de passages, caractérisé par le fait que ledit procédé associe audit système (1) un circuit intégré (2) de traitement de signal, apte à comptabiliser les impulsions définies dans le préambule et générées par le passage de l'un des éléments dudit système à induction électromagnétique (1), à proximité de l'autre élément dudit système, et à conserver en mémoire le résultat de cette comptabilisation, ledit résultat pouvant être lu au moyen d'un dispositif de lecture connectable électriquement ou radio-électriquement audit circuit intégré (2), ledit circuit intégré (2) étant logé soit dans, ou sur, la partie dudit mécanisme fixe par rapport à la partie mobile dudit mécanisme, soit dans, ou sur, la partie dudit mécanisme mobile par rapport à la partie fixe, et en tout cas dans, ou sur, celle de ces parties dudit mécanisme dans ou sur laquelle est monté l'élément du système à induction magnétique qui délivre les impulsions, ledit circuit intégré étant connecté électriquement à l'élément du système à induction magnétique qui délivre les impulsions. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément du système (1) à induction électromagnétique qui délivre les impulsions est un solénoïde. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément du système (1) à induction électromagnétique qui génère les impulsions est un composant électronique constituant un équivalent connu de solénoïde. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le circuit intégré (2) est situé le plus près possible, sans conducteur de liaison, de celui des éléments du système à induction magnétique qui génère les impulsions, en étant directement connecté à ce dernier. 5. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le circuit intégré (2) comprend celui des éléments du système (1) à induction électromagnétique qui génère les impulsions. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément du système (1) à induction électromagnétique qui provoque une impulsion de courant électrique dans l'autre élément est un aimant permanent. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément du système (1) à induction électromagnétique qui provoque une impulsion est constitué par une partie intégrante de la partie mobile du mécanisme, cette partie étant aimantée de façon permanente et étant associée à une partie rapportée non aimantée et non aimantable. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signal constitué par la suite d'impulsions est exploité dans le circuit intégré selon le schéma électronique suivant 1) partie addition (PAD), dans laquelle les impulsions sont addition nées, et qui fournit à sa sortie un résultat (R), croissant, de ladite addition, 2) partie mémoire (MT), dans laquelle ce résultat (R) est enregistré au fur et à mesure de sa croissance, chaque résultat (R) chassant le précédent, 3) bornes de sortie permettant la lecture de la mémoire au moyen d'un dispositif de lecture approprié. 9 . Procedé selon la revendication 8, caractérisé par le fait la partie addition (PAD) est précédée d'une partie groupage (PAS) qui préadditionne les impulsions (Is ) et délivre un signal (S ) représentatif d'un nombre donné d'impulsions chaque fois que ce nombre est atteint, puis revient à zéro, pour recommencer, ledit signal représentatif (sur) étant ensuite traité comme précédemment indiqué. 10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la partie addition est suivie d'une partie division fournissant un nouveau résultat (R) sous forme d'un signal représentant un nombre entier, qui est délivré à la partie mémoire. 11. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'arbre tournant comporte un insert aImanté, et que le support fixe par rapport à l'arbre tournant comporte un solénoide ou l'équivalent électronique d'un solénoide, l'insert aimanté passant suffisamment près du solénoide ou de l'équivalent de solénoide lors de la rotation de l'arbre tournant pour qu'une impulsion de courant électrique soit générée dans le solénoide et puisse être traitée dans un circuit intégré (2) solidaire de la partie fixe, et connecté directement sans conducteur de liaison, à la sortie du solénoide. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le circuit intégré (2) comprend le solénoide, ou l'équivalent électrique de solénoide, ledit circuit intégré fonctionnant selon l'une des revendications 1 à 10. 13. Dispositif selon la revendication 10, 11 ou 12, caractérisé par le fait que ledit dispositif comprend - un insert aimanté fixé sur une des bagues d'un roulement à billes, ou sur un prolongement radial de celle-ci, - un solénoïde, ou un équivalent de solénoïde monté sur l'autre bague, ou sur un prolongement radial de celle-ci, l'un ou l'autre des pro longements, ou l'un et l'autre des prolongements, ayant une forme telle que, lors de la rotation des bagues l'une par rapport à l'au - un solénoîde, ou un équivalent de solénoîde monté sur l'autre bague, ou sur un prolongement radial de celle-ci, l'un ou l'autre des pro longements, ou l'un et l'autre des prolongements, ayant une forme telle que, lors de la rotation des bagues l'une par rapport à l'au tre, l'insert passe très près du solénoïde ou de l'équivalent de solénoîde, - un circuit intégré fixé dans ou sur celle des bagues qui porte le solénoide, ou l'équivalent de solénoide, ledit circuit intégré étant connecté au solénoide ou incorporant celui-ci et fonctionnant selon l'une des revendications 1 à 10. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'une des bagues du roulement est aimantée sur toute sa longueur périphérique, à l'exception d'une certaine partie amagnétique, cette partie amagnétique étant située sur la bague de façon telle que la partie amagnétique, ainsi que la partie aimantée de la bague passent très près du solénoïde porté par un prolongement radial de l'autre bague.