Brevet FR2704313A1 — publié le 19941028

Odomètre électrique à couple moteur contrôlé La présente invention concerne un odomètre électrique comportant un capteur d'une information vitesse, des moyens de transmission de cette information sur un motoréducteur d'affichage, comprenant des moyens de commande du moteur, et un ensemble de rouleaux d'affichage entraînés par le moteur. Un odomètre, ou compteur kilométrique, permet d'afficher, par des rouleaux coaxiaux voisins portant des chiffres, la distance parcourue par un véhicule terrestre. L'information pertinente est fournie par un capteur placé en sortie de la boite de vitesse et chaque rouleau tourne, sous la commande d'un moteur pas-à-pas, à une vitesse moyenne qui dépend de cette information et de sa position relative par rapport aux autres rouleaux, c'est-à-dire du "poids" de l'unité de mesure qu'il présente. Lorsqu'il avance d'un pas, le moteur entraine un réducteur et l'engrenage menant du réducteur vient brutalement au contact de l'engrenage mené qui entraîne les rouleaux. Il s'ensuit un cliquetis gênant, d'autant plus qu'il peut y avoir des rebonds, et une sollicitation mécanique brutale qui fatigue le matériau du réducteur. La présente invention vise à pallier cet inconvénient. A cet effet, elle concerne un odomètre électrique du type mentionné cidessus, caractérisé par le fait que les moyens de commande comportent des moyens de contrôle de l'accélération du moteur. On peut ainsi réduire les transitions du couple moteur du moto- réducteur et atténuer fortement le bruit et les vibrations mécaniques. Avantageusement, les moyens de contrôle de l'accélération comportent un circuit de mise en forme reliant le capteur à un circuit de commande du moteur et contrôlant son accélération. L'accélération peut ainsi être réglée par un choix approprié de l'excitation transmise au moteur. Avantageusement encore, le circuit de commande du moteur comporte un transistor relié en série à une bobine de commande du moteur et dont le courant est contrôlé par le circuit de mise en forme. Le transistor permet d'établir puis d'éteindre progressivement le courant dans la bobine. On remarquera que l'absence de transition brutale dans la bobine supprime les surtensions apparaissant normalement dans une inductance, comme cette bobine, lorsque le courant y circulant ne peut plus s'écouler à l'extérieur, et qu'il n'est donc plus nécessaire, dans l'odomètre de l'invention, de prévoir des éléments de protection contre ces surtensions. De même, la tenue en tension des éléments de commande de la bobine peut être limitée à la valeur de la tension d'alimentation de cette dernière. Avantageusement toujours, le circuit de mise en forme comporte un filtre passe-bas. On peut ainsi, avec quelques composants simples, créer, à partir du signal de vitesse, la forme d'onde voulue pour commander le transistor. Il est en particulier commode que le circuit de mise en forme comporte un amplificateur opérationnel agencé pour commander le transistor en fonction de l'information de vitesse du capteur. On peut, en particulier, réaliser un amplificateur tampon reliant, à la bobine, une partie de circuit de mise en forme du signal de vitesse, tout en bloquant le retour éventuel d'une perturbation revenant de la bobine vers le circuit de mise en forme. On peut aussi effectuer tout ou partie de la mise en forme avec l'amplificateur qui, du fait de sa faible impédance de sortie, atténue fortement toute perturbation provenant de la bobine. Il peut être prévu que les moyens de contrôle de ladite accélération comportent une mémoire contenant une table de valeurs numériques définissant cette accélération. On peut alors s'affranchir des limitations matérielles dues à un filtre passe-bas et créer, de façon logicielle, toute forme d'onde voulue. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée de l'odomètre de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est un schéma électrique du circuit de mise en forme et de commande de l'odomètre de l'invention et - les figures 2 à 4 illustrent la forme d'impulsions de commande du moto-réducteur de cet odomètre. L'odomètre de l'invention est, ici, logé dans le tableau de bord d'une voiture et il comporte un circuit de mise en forme et de commande 1 commandant une bobine 11 d'un moto-réducteur comportant un moteur pasà-pas 10 entraînant des rouleaux d'affichage 12 d'un compte-tours pour le moteur de la voiture. Trois autres circuits semblables, non représentés, commandent trois autres bobines de ce moteur, alimentées, comme la bobine 11, par une tension continue de batterie 13. Un capteur 14 de vitesse de rotation du moteur de la voiture, situé en sortie de la boîte de vitesse et tenant compte du rapport de boîte utilisé, fournit, par une liaison 15, à travers un microcontrôleur 16, des informations pertinentes sur la vitesse instantanée de la voiture. Ces informations apparaissent sous la forme d'un signal de vitesse 2 constitué d'impulsions rectangulaires de tension 20, dont l'amplitude V2 de l'une est représentée en fonction du temps t porté en abscisse sur la figure 2, d'amplitude et de durée prédéterminées et dont la fréquence d'arrivée est proportionnelle à la vitesse de la voiture. Les impulsions 20 du signal 2 sont appliquées, en entrée du circuit 1, à une borne d'une résistance série 3 formant, avec un condensateur parallèle 4 reliant à la masse l'autre borne de la résistance 3, un filtre passe- bas du premier ordre. Il est prévu ici une résistance 5 en parallèle sur le condensateur 4, dont le rôle est expliqué plus loin. La tension aux bornes du condensateur 4 est appliquée à l'entrée positive d'un amplificateur opérationnel 6 commandant, par sa sortie, la base d'un transistor 7 de type NPN dont le collecteur est relié à l'extrémité de la bobine 11 opposée à celle recevant la tension de batterie 13. L'émetteur du transistor 7 est relié à l'entrée négative de l'amplificateur 6 et à une borne d'une résistance 8 reliée à la masse par sa borne opposée, pour former un générateur de courant. Le fonctionnement de l'odomètre va maintenant être expliqué. Une impulsion rectangulaire 20 du signal 2 est filtrée par le filtre passe- bas 3, 4, 5, la résistance 5 servant, si besoin est, à régler la constante de temps T du filtre selon la formule: T = (3) x (5) x (4) (3) + (5) o les chiffres entre parenthèses représentent la valeur des éléments référencés par ces chiffres. Le rapport (5) / [ (3) + (5)] fixe l'atténuation de traversée du filtre. La tension V de sortie de l'amplificateur 6 est référencée 21 sur la figure 3 et le courant collecteur I du transistor 7 est référencé 22 sur la figure 4, le temps t étant porté en abscisse. La tension de sortie 21 et le courant collecteur 22 varient selon une loi d'établissement en (1 - e t/T) pendant l'impulsion 20 et, ensuite, selon une loi de retombée en (e t/T). Comme le montre la figure 4, le courant 22 évolue comme la tension 21. En effet, dès lors que T est supérieure à la constante de temps de la bobine 11, la forme de la courbe du courant peut être parfaitement définie. Le couple moteur étant proportionnel au courant collecteur 22 du transistor 7, la forme de ce courant collecteur 22, définie par le filtre passe-bas 3, 4 et 5, détermine l'évolution temporelle de ce couple moteur et, par là-même, l'accélération du moteur 10 et des rouleaux 12 qu'il entraîne. Des éléments présentant une résistance équivalente variable, autres que le transistor 7, peuvent être utilisés, par exemple un transistor à effet de champ, ne nécessitant pas de courant de commande et assurant ainsi d'autant mieux, par sa haute impédance d'entrée, l'absence de retour de perturbation de la bobine 11 vers le filtre passe-bas 3, 4, 5 de mise en forme. - On comprendra que la régulation du courant 22 traversant la bobine 11 pourrait aussi être du type parallèle, un transistor monté en parallèle sur la bobine 11 détournant de celle-ci une fraction déterminée et réglable d'un courant issu d'une source fournissant un courant déterminé. Le présent exemple porte sur une mise en forme du signal 20 effectuée au moyen d'un filtre analogique du premier ordre. Il pourrait être prévu un filtre d'ordre supérieur, pour créer un signal 21 de forme plus complexe. Par ailleurs, la mise en forme pourrait aussi être réalisée par un circuit numérique de transcodage, ce qui permettrait de réaliser, de façon simple, toute forme d'onde voulue au moyen d'une table de transcodage. En particulier, on pourrait alors s'affranchir de l'amplitude prédéterminée des impulsions 20 du signal de vitesse 2, pour n'utiliser que le fait qu'une impulsion 20 est présente. Le front avant, ou arrière, de l'impulsion 20 serait alors utilisé comme signal de synchronisation d'un séquenceur pour engendrer une séquence de lectures de valeurs successives de la table de transcodage, fournissant une séquence d'échantillons de valeurs numériques représentant la forme enveloppe voulue du courant collecteur 22. Un convertisseur numérique / analogique convertirait alors ces échantillons numériques en échantillons analogiques appliqués à un filtre passe-bas effectuant un maintien et un lissage entre échantillons successifs et commandant un moyen de réglage du couple moteur, comme le transistor 7. On remarquera que la table de transcodage permettrait de créer, lors des transitions du signal 20, une forme d'onde non monotone pour le courant 22, ce qui permettrait, si besoin était, de compenser avec précision des perturbations, et en particulier des oscillations, du courant collecteur 22 engendrées par la bobine 11. Avantageusement, le circuit numérique de transcodage pourrait être utilisé pour commander les quatre bobines, en partage de temps si leurs courants respectifs, comme 22, étaient différents ou simplement déphasés. Le circuit numérique et le convertisseur pourraient être placés, dans le schéma de la figure 1, en entrée du circuit 1, le filtre passe-bas 3, 4 et 5 étant alors calculé pour avoir une fréquence de coupure plus haute que celle de l'exemple purement analogique présenté, afin de n'effectuer qu'un lissage du signal le traversant. On remarquera enfin que, comme le couple déterminant l'accélération de l'engrenage mené et des rouleaux est égal à la différence entre le couple moteur de l'engrenage menant et le couple résistant de l'engrenage mené, il serait aussi possible de régler l'accélération par un réglage du couple résistant, en le faisant décroître progressivement à chaque application du couple moteur, et inversement lors de la disparition de ce dernier. REVENDICATIONS 1. Odomètre électrique comportant un capteur (14) d'une information vitesse, des moyens (1, 15) de transmission de cette information sur un moto-réducteur d'affichage (10), comprenant des moyens (1) de commande du moteur (10), et un ensemble de rouleaux d'affichage (12) entraînés par le moteur (10), caractérisé par le fait que les moyens de commande (1) comportent des moyens (3-7) de contrôle de l'accélération du moteur (10). 2. Odomètre selon la revendication 1, dans lequel les moyens de contrôle de l'accélération (3-7) comportent un circuit de mise en forme (3-6) reliant le capteur (14) à un circuit (7) de commande du moteur (10) et contrôlant son accélération. 3. Odomètre selon la revendication 2, dans lequel le circuit de commande du moteur (10) comporte un transistor (7) relié en série à une bobine (11) de commande du moteur (10) et dont le courant (22) est contrôlé par le circuit de mise en forme (3-8). 4. Odomètre selon la revendication 3, dans lequel le transistor (7) est du type à effet de champ. 5. Odomètre selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le circuit de mise en forme comporte un filtre passe-bas (3-5). 6. Odomètre selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel le circuit de mise en forme (3-6) comporte un amplificateur opérationnel (6) agencé pour commander le transistor (7) en fonction de l'information de vitesse (2) du capteur (14). 7. Odomètre selon la revendication 6, dans lequel une résistance (8) en série avec la bobine du moteur (10) est reliée à une entrée de contreréaction de l'amplificateur opérationnel (6). 8. Odomètre selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de contrôle (3-7) de ladite accélération comportent une mémoire contenant une table de valeurs numériques définissant cette accélération.