Brevet FR2746498A1 — publié le 19970926

L'invention concerne un capteur de déplacement adaptatif en course. L'invention concerne plus particuliérement un capteur de déplacement, du type comportant une piste qui est solidaire d'un premier élément et qui est munie d'un nombre déterminé de marques régulièrement espacées, du type comportant une tête de lecture qui est solidaire d'un second élément, mobile par rapport au premier élément, et qui est agencé en regard de la piste pour détecter le passage des marques de la piste lorsque le premier et le second élément se déplacent l'un par rapport à l'autre. Dans un tel type de capteur, la tête de lecture est reliée à une unité de calcul qui enregistre le nombre de marques du support devant lesquels la tête de lecture s'est déplacée. Le capteur permet donc de connaître à chaque instant la position relative de la tête de lecture par rapport aux deux extrémités du support. II est donc possible d'en déduire la position absolue dans l'espace de la tête de lecture ou, par exemple, la vitesse et l'accélération du mouvement relatif entre les premier et second éléments. Si l'on veut pouvoir connaître à tout moment la position de la tête de lecture par rapport au support, il faut que les marques du support soient disposées sur une distance égale à la course maximale du mouvement relatif des deux éléments. La résolution avec laquelle le capteur est susceptible de donner la position relative de la tête de lecture par rapport au support, est donc égale à la course maximale couverte par les marques de la piste, c'est-à-dire la distance séparant les marques extrêmes sur le support, divisée par le nombre total de marques. La résolution du capteur varie donc notamment en fonction de la course du déplacement relatif des deux éléments. Or, cette course maximale peut augmenter au cours du temps. II en est notamment ainsi lorsque le capteur sert à détecter le mouvement d'une pièce dont une position extrême est déterminée par l'appui contre une autre pièce et que l'arrivée en appui des deux pièces peut provoquer l'usure d'une des deux pièces. Cela est notamment le cas dans un dispositif de commande d'un embrayage de véhicule automobile ou dans un dispositif de commande de freins. Dans ce cas, la course maximale relative de l'élément fixe par rapport à l'élément mobile augmente avec l'usure de la garniture de friction. Pour pouvoir surveiller le fonctionnement d'un tel mécanisme, il est donc nécessaire de prévoir que la course maximale couverte par les marques du support du capteur soit au moins égale à la course des deux éléments lorsque la garniture est complètement usée . Ainsi, si l'on utilise un capteur de détection conçu de manière classique, lorsque la garniture de friction est neuve ou peu usée, la course maximale effective des deux éléments ne couvre qu'une partie de la course maximale couverte par les marques du capteur. De la sorte, la résolution du capteur est ici mal utilisée, tout au moins lorsque les garnitures de friction sont neuves ou peu usées. C'est dans le but d'utiliser au mieux la résolution du capteur, et ce à tout instant de la vie du mécanisme considéré, que l'invention propose un capteur du type vu précédemment, caractérisé en ce que les marques de la piste sont portées par un support qui est étirable selon la direction du mouvement relatif des deux éléments, en ce qu'au moins une extrémité de la piste est susceptible d'être déplacée, dans le sens d'un étirement, par un organe lié au second élément de manière que la distance séparant les marques extrêmes de la piste soit au moins égale à la course maximale de la tête de lecture par rapport à la piste, en ce que l'extrémité est bloquée par un dispositif anti-retour dans la position dans laquelle elle est amenée par l'organe, et en ce que la déformation du support est uniforme de manière à conserver un espacement uniforme entre les marques. Grâce à l'invention on allonge le support et donc la piste pour ajuster la longueur dudit support à la course de l'ojbet dont on souhaite connaître le déplacement. Le nombre de marques reste le même. Cela tient compte de l'usure éventuelle dudit objet. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - I'extrémité susceptible d'être déplacée par la tête de lecture est montée sur une glissière et est munie d'un système antiretour qui coopère avec la glissière - les deux extrémités de la piste sont susceptibles d'être déplacées par la tête de lecture - les marques de la piste sont espacées de manière régulière sur le support - la tête de lecture est susceptible de détecter le passage d'au moins une marque particulière fixe par rapport au premier élément - il est prévu un dispositif complémentaire de détection de la position de l'extrémité mobile de la piste par rapport au premier élément - le capteur est de type optique - le capteur est de type électromagnétique - le support de la piste est une bande en matériau élastomère - la piste est un ressort hélicoïdal de traction, et les spires du ressort forment les marques détectées par la tête de lecture électromagnétique - le capteur est utilisé pour détecter les déplacements de deux éléments d'un dispositif de commande d'un embrayage automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un capteur à support de piste étirable conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 dans laquelle la tête de lecture est amenée à déplacer une extrémité mobile du support - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui illustre le capteur après que le support ait été étiré par la tête de lecture - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 1 représentant une variante de réalisation de l'invention dans laquelle les deux extrémités du support sont susceptibles d'être déplacées par la tête de lecture. On a représenté sur la figure 1 un capteur adaptatif selon l'invention qui est destiné à déterminer une information de position ou de déplacement d'un premier élément par rapport à un second élément (non représentés). Le capteur 10 comporte une piste-cible 12 solidaire du premier élément et qui peut être considérée comme étant fixe. Le capteur 10 comporte également une tête de lecture 14 liée à un second élément qui, dans l'exemple représenté sur les figures, est susceptible de se déplacer en translation selon un mouvement alternatif par rapport au premier élément. Lorsque le second élément se déplace par rapport au premier, la tête de lecture 14 se déplace en regard de la piste-cible de manière à pouvoir "lire" son passage au-dessus de marques 16 portées par la piste-cible. La tête de lecture est par ailleurs reliée à un circuit de traitement (non représenté) de signaux qui permet de traduire la détection des marques 16 en information de déplacement. Ces marques 16 sont en nombre N défini et sont, dans l'exemple représenté, espacées régulièrement l'une par rapport à l'autre sur une distance L séparant une première 18 marque d'une dernière marque 20. La nature des marques 16 varie en fonction de la technologie mise en oeuvre par la tête de lecture 14. Si la tête de lecture 14 est de type optique, c'est-à-dire comportant par exemple une diode émettrice de lumière et une diode réceptrice de la lumière réfléchie par la piste-cible 12, les marques 16 sont constituées de bandes dont la couleur contraste fortement par rapport à la couleur de fond de la piste 12. Si la tête de lecture 14 met en oeuvre un capteur à effet HALL, les marques 16 sont constituées par des éléments en matériau ferromagnétique aimanté. La résolution d'un tel capteur 10 est égale au rapport L/N de la distance L séparant la première 18 de la dernière 20 marque 16 divisée par le nombre total N de marques 16. Conformément aux enseignements de l'invention, une des extrémités 22 de la piste 12 est susceptible d'être déplacée dans le sens d'un accroissement de la longueur de la piste, tandis que , dans ce premier exemple de réalisation, I'extrémité opposée 24 est immobile, liée au premier élément. L'extrémité mobile 22 de la piste 12 est montée dans une glissière 26 par l'intermédiaire du dispositif anti-retour qui est schématisé sur les figures par des doigts élastiques 28 susceptibles de coopérer avec des dents 30, ici en forme de dents de scie, formées sur la glissière 26 pour n'autoriser le déplacement de l'extrémité mobile 22 que selon un seul sens. Ce dispositif anti-retour peut être toutefois réalisé selon tout autre technique connue. Conformément aux enseignements de l'invention, l'extrémité mobile 22 de la piste 12 est susceptible d'être déplacée par la tête de lecture 14, ou par un organe (non représenté) lié à celle-ci, lorsque la tête de lecture 14 se déplace en direction de l'extrémité mobile 22, au-delà d'une position extrême initiale correspondant soit à la position de l'extrémité mobile 22 lors du montage du capteur 10, soit à une position extrême précédente de la tête de lecture 14. Conformément aux enseignements de l'invention, la piste 12 est constituée d'un support qui porte les marques 16 et qui est susceptible d'être étiré, par déformation élastique, selon la direction du mouvement relatif des deux éléments, et ceci de manière uniforme, de sorte que la distance séparant deux marques 16 successives s'accroisse de manière uniforme lorsque la piste 12 est étirée. Le support de la piste 12 peut donc être réalisé par exemple en matériau élastomère mais on peut également utiliser comme piste 12 un simple ressort hélicoïdal de traction dont les spires constituent alors les marques 16 susceptibles d'être détectées par un capteur électromagnétique. Comme on peut le voir sur la figure 3, lorsque la tête de lecture 14, après avoir atteint une position extrême telle que représentée à la figure 2, revient vers une position intermédiaire telle que celle représentée à la figure 3, I'extrémité mobile 22 de la piste 12 reste dans la position extrême dans laquelle l'a amenée la tête de lecture 14. Ainsi, la position extrême, vers la gauche dans l'exemple représenté, de la tête de lecture 14 est toujours associée à la dernière marque 20. La course maximale L couverte par le capteur 10 est donc plus importante, mais cela est obtenu sans avoir à augmenter le nombre maximal N de marques 16, ce qui est particulièrement intéressant lorsque le circuit de traitement associé au capteur est un circuit numérique dans lequel chaque marque 16 est associée à un numéro d'ordre codé en binaire, de la première 18 à la dernière 20 marque. Pour obtenir une information quant à la position absolue de la tête de lecture 14, et donc la position absolue du second élément par rapport à un élément fixe, il est nécessaire de prévoir un dispositif complémentaire. II peut s'agir d'une simple marque particulière, portée cette fois par un élément fixe, éventuellement le premier élément, et non par la piste 12, qui soit susceptible d'être détectée par la tête de lecture 14, par exemple au travers d'une fenêtre pratiquée dans la piste 16. Cette marque fixe particulière doit être positionnée suffisamment loin de l'extrémité fixe 24 pour que la tête détecte un certain nombre de marques 16 à partir de la première marque 18 avant de détecter la marque fixe. Le nombre de marques 16 détectées avant la marque fixe particulière permet alors au circuit de traitement de déterminer le degré d'allongement de la piste 12, et par là, la position absolue à chaque instant de la tête de lecture. On peut également prévoir de détecter la position de l'extrémité mobile 22 de la piste 12 par rapport à la glissière 26 pour en déduire la longueur totale de la piste 12 et donc la position absolue de la tête de lecture 14. Dans les deux cas, si le capteur 10 est utilisé pour un dispositif d'embrayage ou de freinage, il est alors particulièrement aisé d'établir un diagnostique quant au degré d'usure des garnitures de friction. On peut prévoir de déclencher un dispositif d'alarme si l'usure dépasse un seuil prédéterminé. On a représenté sur la figure 4 un deuxième mode de réalisation de l'invention, particulièrement intéressant dans le cas où les positions extrêmes, tant vers la gauche que vers la droite en considérant la figure, de la tête de lecture 14 peuvent être amenées à se déplacer respectivement vers la gauche et vers la droite. Dans ce mode de réalisation, la piste 12 comporte deux extrémités 22, 24 qui sont montées mobiles par rapport au premier élément avec chacune un dispositif anti-retour 28, 30. Il est à noter que le dispositif anti-retour de la seconde extrémité mobile 24 est agencé pour n'autoriser le déplacement relatif que dans le sens opposé à celui autorisé par le dispositif anti-retour de la première extrémité mobile 22. Dans ce cas, la connaissance de la position absolue de la tête de lecture 14 nécessite la détection de deux point fixes ou de la position de deux extrémités mobiles 22, 24. De tels capteurs 10 sont particulièrement intéressants pour des dispositifs de commande de mécanisme comportant des pièces d'usure. Ils sont également utilisables dans le cas où la course relative des deux éléments d'un mécanisme peut varier d'un mécanisme à l'autre, par exemple pour des raisons de tolérance de fabrication. Le capteur 10 effectue ainsi un auto-calibrage automatique lors de la première mise en service du mécanisme, c'est-à-dire lors du premier mouvement relatif des deux éléments de mécanisme. Lors du trajet "aller" de la tête de lecture 14, la piste 12 est étirée à sa longueur initiale et dès le trajet "retour", on obtient une mesure fiable du déplacement relatif. Le capteur 10 est par exemple particulièrement adapté aux mécanismes de commande d'un embrayage de véhicule automobile ou aux mécanismes d'un système de freinage. L'invention vient d'être décrite dans le cas où le mouvement relatif des deux pièces est linéaire mais l'invention peut aussi être mise en oeuvre dans le cas où les deux pièces pivotent l'une par rapport à l'autre autour d'un axe selon un mouvement alternatif. La course maximale envisageable est alors inférieure à 360" II faut alors guider de manière précise le support de piste sur un arc de cercle. On peut par exemple envisager de réaliser un tel capteur en utilisant un ressort hélicoïdal comme piste, le ressort étant alors guidé dans une gorge annulaire formée dans le premier élément. L'invention peut aussi s'appliquer à un capteur dans lequel les marques ne sont pas régulièrement espacées, par exemple pour obtenir une précision supérieure sur une partie de la course. REVENDICATIONS 1. Capteur de déplacement, du type comportant une piste (12) qui est solidaire d'un premier élément et qui est munie d'un nombre déterminé de marques (16) espacées, du type comportant une tête de lecture (14) qui est solidaire d'un second élément, mobile par rapport au premier élément, et qui est agencée en regard de la piste (12) pour détecter le passage des marques (16) de la piste (12) lorsque le premier et le second élément se déplacent l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce que les marques (16) de la piste (12) sont portées par un support qui est déformable selon la direction du mouvement relatif des deux éléments, en ce qu'au moins une extrémité (22) de la piste (12) est susceptible d'être déplacée, dans le sens d'un allongement du support, par un organe (14) lié au second élément de manière que la distance séparant les marques extrêmes (18, 20) de la piste (12) soit au moins égale à la course maximale de la tête de lecture (14) par rapport à la piste (12), en ce que l'extrémité mobile (22) est bloquée par un dispositif anti-retour dans la position dans laquelle elle est amenée par l'organe (14), et en ce que la déformation du support est uniforme de manière à provoquer un accroissement proportionnel de l'espacement entre chaque marque (16). 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité (22) susceptible d'être déplacée par la tête de lecture (14) est montée sur une glissière (26) et est munie d'un système antiretour qui coopère avec la glissière (26). 3. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux extrémités (22, 24) de la piste (12) sont susceptibles d'être déplacées par la tête de lecture (14). 4. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les marques (16) de la piste (12) sont espacées de manière régulière sur le support. 5. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de lecture (14) est susceptible de détecter le passage d'au moins une marque particulière fixe par rapport au premier élément. 6. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif complémentaire de détection de la position de l'extrémité mobile (22, 24) de la piste (12) par rapport au premier élément. 7. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (12) est de type optique. 8. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le capteur (12) est de type électromagnétique. 9. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de la piste (12) est une bande en matériau élastomère. 10. Capteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la piste (12) est un ressort hélicoïdal de traction, et en ce que les spires du ressort forment les marques (16) détectées par la tête de lecture électromagnétique (14). 11. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour détecter les déplacements de deux éléments d'un dispositif de commande d'un embrayage automobile.