Brevet FR2865274A1 — publié le 20050722

ENCODEUR RELATIF ROTATIF, ET TABLEAU DE COMMANDE DE VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UN TEL ENCODEUR L'invention se rapporte à un encodeur relatif rotatif de type mécanique, et à un tableau de commande pour véhicule automobile muni d'un tel encodeur. II existe différents type d'encodeurs rotatifs qui sont divisés en général en deux grandes catégories: les encodeurs relatifs, qui donnent le nombre d'incréments parcourus par l'encodeur lorsqu'il tourne, et les encodeurs absolus, qui permettent de déterminer à tout instant, même après une coupure d'alimentation, la position angulaire exacte de l'encodeur. Dans chaque catégorie, il peut notamment être fait appel à une technique optique, avec faisceau incident et réfléchi vers un capteur optique par une piste réfléchissante munie par exemple d'une succession de crans radiaux disposés sur une ou plusieurs couronnes concentriques. Il existe également une technique mécanique, avec une ou plusieurs pistes électriquement conductrices et des contacteurs métalliques frottant sur lesdites pistes. Un inconvénient des encodeurs relatifs est qu'ils présentent plusieurs pistes concentriques pour permettre de déterminer le sens de rotation et l'incrémentation du nombre de pas parcourus par l'encodeur. Cela engendre un encombrement important, plus précisément au niveau du diamètre de l'encodeur, des bruits de frottements plus fréquents à cause du nombre de pistes et de contacteurs, un déséquilibre de la partie mobile de l'encodeur autour de son axe de rotation car cette partie mobile ne présente qu'un seul contacteur par piste, et des faux contacts plus nombreux engendrant des erreur de mesure. Dans le domaine particulier de l'industrie automobile, un besoin de plus en plus important existe concernant l'utilisation de tels encodeurs relatifs. Ils sont utilisés le plus souvent sur un tableau de commande, par exemple sur la console centrale de pilotage d'un appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. Ils permettent par exemple de régler des paramètres de l'air traité et distribué dans l'habitacle comme sa température, le débit du flux d'air ou la distribution du flux dans l'habitacle. Les problèmes concernant les encodeurs relatifs mécaniques se retrouvent donc dans le domaine particulier des tableaux de commande pour appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile où une grande précision de mesure, une fiabilité dans le temps, une facilité d'utilisation et un montage/démontage aisé sont requis. Pour résoudre ces problèmes, l'invention propose de réaliser un encodeur relatif rotatif de type mécanique dont l'encombrement est inférieur aux encodeurs relatifs de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objet un encodeur relatif rotatif comprenant une partie fixe et une partie mobile et au moins un contacteur positionné en regard d'une piste électriquement conductrice, le contacteur appartenant à la partie mobile et la piste conductrice appartenant à la partie fixe ou inversement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un contacteur et au moins une sous-piste comportant chacune au moins un segment, les segments d'une même sous-piste étant séparés les uns des autres par un segment d'une autre sous-piste, de sorte que la piste conductrice présente une alternance de segments de sous-pistes disposés sur une même circonférence. Selon des modes préférés de réalisation de la présente invention: - les contacteurs présentent des protubérances ayant une forme sensiblement bombée; - chaque contacteur comporte une lame flexible munie à son extrémité libre de ladite protubérance bombée; - les lames flexibles des contacteurs s'étendent au moins axialement par rapport à une couronne centrale de support, ou bien essentiellement radialement, dans le plan de ladite couronne, - l'encodeur comporte trois contacteurs répartis sur une première circonférence commune et disposés sensiblement à 120 les uns des autres; - une première sous-piste comporte deux segments, une seconde sous-piste comporte deux segments et une sous-piste commune comporte quatre segments disposés en alternance avec les segments des première et seconde sous- pistes; - en particulier, l'ordre des segments des sous-pistes sur une circonférence complète, et dans le sens des aiguilles d'une montre, est le suivant: premier segment d'une première sous-piste, premier segment d'une sous-piste commune, second segment de la première sous-piste, deuxième segment de la sous piste commune, premier segment d'une deuxième sous- 25 2865274 3 piste, troisième segment de la sous-piste commune, second segment de la deuxième sous-piste et quatrième segment de la sous-piste commune; - selon la position relative angulaire de la partie mobile par rapport à la partie fixe: lorsque tous les contacteurs sont en contact électrique avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie 00 est émis, lorsqu'un contacteur est en contact électrique avec la deuxième sous- piste et que les autres contacteurs sont en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie 01 est émis, lorsqu'un contacteur est en contact électrique avec la première sous-piste et que les autres contacteurs sont en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie 10 est émis, et, lorsque deux contacteurs sont en contact avec les première et seconde sous-pistes et que le troisième contacteur est en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie 11 est émis; - les secteurs angulaires décris par les segments des 15 première et deuxième sous-pistes sont identiques; - tous les segments d'une sous-piste sont reliés entre eux par au moins un filament commun, lesdits filaments étant disposés sur au moins une deuxième circonférence; - un orifice est aménagé au centre de la piste. L'invention a également pour objet un tableau de commande, par exemple pour appareil de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile, muni d'un encodeur rotatif absolu de type mécanique tel que défini précédemment. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent respectivement: - la figure 1, une vue en perspective éclatée d'un encodeur relatif rotatif conforme à la présente invention, - la figure 2, une vue de détail en perspective éclatée des parties fixe et mobile de l'encodeur qui sont en contact, - la figure 3, une vue en coupe de l'encodeur, - la figure 4, une vue de face d'une piste appartenant à la partie fixe de l'encodeur, et - les figures 5 à 8, des vues de face illustrant chacune une position prise par les parties fixe et mobile l'une par rapport à l'autre. La figure 1 illustre, à l'aide d'une vue en perspective éclatée, un encodeur relatif rotatif de type mécanique 10 conforme à la présente invention. Cet encodeur relatif 10 comporte principalement une partie fixe 20, matérialisée ici par une carte à circuit imprimé, et une partie mobile 30 mise en rotation par l'intermédiaire d'un organe de commande 31, tel qu'un bouton, accessible sur un tableau de commande, notamment d'un appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile. La partie fixe 20 comprend une piste plane électriquement conductrice 21 par exemple réalisé en métal tel que le cuivre. La piste 20 est représentée plus en détail sur les figures 2 et 4. Cette piste 20 est en réalité constituée trois sous-pistes 22, 24 et 26 qui sont intercalées alternativement les unes dans les autres de sorte que ces trois souspistes sont disposées sur une même circonférence. En d'autres termes, et comme cela est décrit ci-après plus en détail, contrairement à l'art antérieur où les différentes pistes sont concentriques et occupent donc un espace radial important, selon la présente invention les sous-pistes formant la piste 20 sont de la même largeur et sont disposées sensiblement sur le même diamètre. En effet, chaque sous-piste comporte plusieurs segments conducteurs reliés entre eux par un filament conducteur formant une borne de connexion. Ainsi la première sous-piste 22 comporte deux segments 22a et 22b de dimensions similaires, c'est-à-dire dire décrivant un secteur angulaire égal et présentant une largeur radiale identique, reliés entre eux par un premier filament SI de diamètre supérieur au diamètre commun des segments 22a et 22b et formant une borne conductrice de connexion. La deuxième sous-piste 24 comporte deux segments 24a et 24b, également de dimensions similaires, reliés entre eux par un deuxième filament S2 de diamètre supérieur au diamètre commun des segments 24a et 24b, et formant une deuxième borne conductrice de connexion. Enfin, la troisième sous- piste 26, appelée également sous-piste commune, comprend quatre segments 26a, 26b, 26c et 26d de différentes dimensions circonférentielle reliés entre eux par un troisième filament de diamètre plus faible que le diamètre des segments 26a à 26d, et formant une borne conductrice de connexion référencée COM. Un orifice 40 est réalisé au centre de la piste conductrice 21 pour alléger la structure ou laisser la place à un dispositif de mise en rotation de la partie mobile tel qu'un arbre rotatif. Selon l'exemple de réalisation, l'ordre de répartition des différentes sous-pistes est le suivant, sur un tour complet et dans le sens des aiguilles d'une montre: premier segment 22a de la première sous-piste 22, premier segment 26a de la sous-piste commune 26, second segment 22b de la première sous-piste 22, deuxième segment 26b de la sous piste commune 26, premier segment 24a de la deuxième sous-piste 24, troisième segment 26c de la sous-piste commune 26, second segment 24b de la deuxième sous-piste et quatrième segment 26c de la sous-piste commune 26. Ainsi, cette alternance des segments de sous-pistes sur une même circonférence permet d'avoir une piste multi-segments n'occupant pas plus que la dimension radiale d'une seule piste. La partie mobile 30 est pilotée par l'organe de commande 31 manipulable par un utilisateur tel que le conducteur ou le passager avant d'un véhicule, et comprend notamment deux bagues 30a et 30b et trois contacteurs 32, 34 et 36 réalisés en métal électriquement conducteur tel que du cuivre. Les contacteurs 32, 34 et 36 sont formés chacun une lame flexible à l'extrémité libre desquelles se trouvent des protubérances bombées 33, 35 et 37 faisant office de contact. Les trois contacteurs 32, 34 et 36 sont solidaires d'une couronne 39 pour former un frotteur 38, et sont disposées de telle sorte que lesdites protubérances bombées sont placées à 120 les unes des autres sur une circonférence commune, selon l'exemple de réalisation. Une fois la partie mobile 30 montée sur la partie fixe 20, les protubérances 33, 35, et 37 se trouvent en face et au contact de la piste conductrice 21. Le mode de fonctionnement d'un tel encodeur rotatif absolu de type mécanique est le suivant: - lorsque les protubérances bombées 33, 35 et 37 des contacteurs 32, 34 et 36 sont en contact électrique avec la sous-piste commune 26 (voir figure 5), un signal binaire de sortie 00 est émis par l'encodeur, - lorsque la protubérance bombée d'un contacteur par exemple la protubérance 37 du contacteur 36, est en contact électrique avec la deuxième sous-piste 24, par exemple avec le segment 24b, et que les protubérances bombées 33 et 35 des contacteurs 32 et 34 sont en contact avec la sous-piste commune 26 (voir figure 6), un signal binaire de sortie 01 est émis par l'encodeur, - lorsque deux protubérances bombées de deux contacteurs, par exemple les protubérances 35 et 37 des contacteurs 34 et 36, sont en contact avec les première et seconde sous-pistes 22 et 24, par exemple avec les segments 22b et 24b, et que la protubérance 33 du contacteur 32 est en contact avec la sous-piste commune 26 (voir figure 7), un signal binaire de sortie 11 est émis par l'encodeur, - lorsque la protubérance bombée d'un contacteur, par exemple la protubérance 35 du contacteur 34, est en contact électrique avec la première sous-piste 22, par exemple avec le segment 22b, et que les protubérances bombées 33 et 37 des contacteurs 32 et 36 sont en contact avec la sous-piste commune 26 (voir figure 8), un signal binaire de sortie 10 est émis par l'encodeur. Suivant le sens des signaux binaires émis, et donc l'ordre des segments de sous-pistes mis en contact avec les contacteurs, il est possible de déterminer le sens de rotation de l'encodeur. Par conséquent, si un signal binaire 01 est émis après un signal binaire 00 , cela signifie en particulier, comme illustré par les figures 5 et 6, que la protubérance bombée 37 s'est déplacée du segment 26d au segment 24b, c'est-à-dire que la partie mobile 30 de l'encodeur 10 a tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. En poursuivant la rotation de la partie mobile 30 de l'encodeur 10 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, la protubérance 37 reste au contact du segment 24b (figure 7) et la protubérance 35 passe du segment 26b au segment 22b. Un signal binaire de sortie 11 est alors émis. Enfin, en poursuivant la rotation de la partie mobile 30 de l'encodeur 10 toujours dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la protubérance 35 reste au contact du segment 22b tandis que la protubérance 37 quitte le segment 24b pour aller sur le segment 26c et un signal binaire de sortie 10 est émis, comme illustré par la figure 8. Bien entendu le même raisonnement peut être réalisé avec les autres segments de sous-pistes et les autres protubérances bombées quand la partie mobile 30 de l'encodeur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Ainsi, grâce à cet encodeur multi-segments dont les sous- pistes sont disposées sur une même circonférence et dont les contacteurs sont disposés à 120 les uns des autres, un équilibre des forces de friction autour de l'axe de rotation de l'encodeur entre la partie mobile et la partie fixe est créée de sorte que les faux contacts entre la piste conductrice et les contacteurs sont notablement réduits. Cela permet également un fonctionnement sans à-coups, c'est-à-dire un toucher doux, car il n'est pas nécessaire de forcer pour passer d'un segment à un autre grâce à la symétrie des lames et le faible rayon de frottement. Le gain de place permet aussi d'utiliser le centre de l'encodeur par exemple pour y placer un bouton de commande supplémentaire ou des 10 pictogrammes. Cet encodeur est peu onéreux car il ne présente pas de soudure ou d'assemblage contraignant et chers et utilise des pièces primaires indépendantes faciles à réaliser. Il doit être bien entendu toutefois que la description détaillée, donnée uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'Invention, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention. Ainsi, le nombre n de sous-pistes et de contacteurs peut être supérieur à trois en fonction du paramètre à régler de l'appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. Il en résulte 2 ("-1) valeurs binaires possibles pour régler ce paramètre, en raison de la présence d'une piste commune faisant office de référence . En effet, dans le mode de réalisation illustré, il y a trois sous-pistes, dont une sous-piste commune, et quatre possibilités de valeur binaires: 00, 01, 10 et 11. II peut ainsi s'agir de quatre positions intermédiaires de commande du flux d'air, c'est-à-dire de distribution de l'air, comme cela est courant dans les appareils de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation actuels. Si quatre sous-pistes étaient prévues, dont une sous-piste commune, il y aurait huit valeurs possibles selon la position des cinq contacteurs par rapport aux sous-pistes 1, 2 et 3: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 et 111. II peut s'agir par exemple de huit positions intermédiaires de localisation de l'air expulsé. La rotation de l'encodeur est effectuée de préférence sur 360 , ou sur un nombre X tours, le nombre de valeurs possibles pour le réglage d'un paramètre du flux d'air étant égal à x fois le nombre de segments. Ainsi, avec quatre valeurs binaires et trois lames, il est possible d'avoir 12 incréments différents dans un encombrement faible. Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 3, les lames s'étendent radialement et également axialement par rapport à l'axe de rotation de l'encodeur, et présente ainsi une certaine élasticité axiale permettant de toujours conserver le contact avec la piste. En variante de réalisation, il est possible de réduire le diamètre de la couronne 39 et de placer les lames radialement sensiblement dans le même plan que ladite couronne, afin de réduire l'épaisseur du frotteur 38. REVENDICATIONS 1. Encodeur relatif rotatif (10) comprenant une partie fixe (20) et une partie mobile (30) et au moins un contacteur (32; 34; 36) positionné en regard d'une piste électriquement conductrice (21), le contacteur (32; 34; 36) appartenant à la partie mobile (30) et la piste conductrice (21) appartenant à la partie fixe (20) ou inversement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un contacteur (32; 34; 36) et au moins une sous-piste (22; 24; 26) comportant chacune au moins un segment (22a, 22b; 24a, 24b; 26a, 26b, 26c, 26d), les segments (22a, 22b; 24a, 24b; 26a, 26b, 26c, 26d) d'une même sous-piste (22; 24; 26) étant séparés les uns des autres par un segment d'une autre sous-piste, de sorte que la piste conductrice (21) présente une alternance de segments (22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b, 26c, 26d) de sous- pistes (22, 24, 26) disposés sur une même circonférence. 2. Encodeur selon la revendication 1, dans lequel les contacteurs (32, 34, 36) présentent des protubérances (33, 35, 37) ayant une forme sensiblement bombée. 3. Encodeur selon la revendication 2, dans lequel chaque contacteur (32, 34, 36) comporte une lame flexible munie à son extrémité libre de ladite protubérance bombée (33, 35, 37). 4. Encodeur selon la revendication 3, dans lequel les lames flexibles des contacteurs (32, 34, 36) s'étendent radialement par rapport à une couronne (39) centrale de support. 5. Encodeur selon la revendication la revendication 3 ou 4, dans lequel les lames flexibles des contacteurs (32, 34, 36) s'étendent axialement par rapport à une couronne centrale (39) de support. 6. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte trois contacteurs (32, 34, 36) répartis sur une première circonférence commune et disposés sensiblement à 120 les uns des autres. 7. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une première sous-piste comporte (22) deux segments (22a, 22b), une seconde sous-piste (24) comporte deux segments (24a, 24b) et une souspiste commune (26) comporte quatre segments (26a, 26b, 26c, 26d) disposés en alternance avec les segments (22a, 22b; 24a, 24b) des première et seconde sous-pistes (22, 24). 8. Encodeur selon la revendication 7, dans lequel l'ordre des segments (22a, 22b; 24a, 24b; 26a, 26b, 26c, 26d) de sous-pistes (22, 24, 26), sur une circonférence complète et dans le sens des aiguilles d'une montre, est le suivant: premier segment (22a) d'une première sous-piste (22), premier segment (26a) d'une sous-piste commune (26), second segment (22b) de la première sous-piste(22), deuxième segment (26b) de la sous piste commune (26), premier segment (24a) d'une deuxième sous-piste (24), troisième segment (26c) de la sous-piste commune (26), second segment (24b) de la deuxième sous-piste (24) et quatrième segment (26d) de la sous- piste commune (26). 9. Encodeur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, lorsque tous les contacteurs (32, 34, 36) sont en contact électrique avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie 00 est émis. 10. Encodeur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, lorsqu'un contacteur (32; 34; 36) est en contact électrique avec la deuxième souspiste (2) et que les autres contacteurs (34, 36; 32, 36: 32, 34) sont en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie 01 est émis. 11. Encodeur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, lorsqu'un contacteur (32; 34; 36) est en contact électrique avec la première souspiste (22) et que les autres contacteurs (34, 36; 32, 36; 32, 34) sont en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie 10 est émis. 12. Encodeur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, lorsque deux contacteurs (32, 34; 34, 36; 32; 36) sont en contact avec les première et seconde sous-pistes (22, 24) et que le troisième contacteur (32; 34; 36) est en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie 11 est émis. 13. Encodeur selon l'une quelconque des revendications 7 à 30 12, dans lequel les secteurs angulaires décrits par les segments des première et deuxième sous-pistes (22, 24) sont identiques. 14. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel tous les segments (22a, 22b; 24a, 24b; 26a, 26b, 26c, 26d) d'une sous-piste (22; 24; 26) sont reliés entre eux par au moins un filament commun (Si; S2, COM), lesdits filaments étant disposés sur au moins une deuxième circonférence. 15. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un orifice (40) est aménagé au centre de la piste (21). 16. Tableau de commande (12), par exemple pour appareil de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile, muni d'un encodeur relatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.