FR2786563A1 - DEVICE AND METHOD FOR MEASURING A ROUTE, PARTICULARLY A TRAVEL OF A BRAKE PEDAL - Google Patents
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- G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
- G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
Abstract
Dispositif servant à mesurer un parcours, en particulier le parcours d'une pédale de frein dans le cas d'un véhicule à moteur, caractérisé par au moins un détecteur (2, 4), fonctionnant d'une manière analogique, qui délivre un signal analogique en fonction du parcours à mesurer, et au moins un détecteur (7, 8) qui fonctionne de manière incrémentielle, et qui délivre en fonction du parcours à mesurer un signal constitué par une série d'impulsions, le signal analogique et le signal constitué par une série d'impulsions pouvant être mis en relation l'un avec l'autre pour déterminer le parcours à mesurer.Device for measuring a path, in particular the path of a brake pedal in the case of a motor vehicle, characterized by at least one detector (2, 4), operating in an analog manner, which outputs a signal analog as a function of the path to be measured, and at least one detector (7, 8) which operates incrementally, and which delivers, as a function of the path to be measured, a signal consisting of a series of pulses, the analog signal and the signal formed by a series of pulses that can be related to each other to determine the path to be measured.
Description
I Etat de la technique La présente invention concerne un dispositif et unI State of the Art The present invention relates to a device and a
procédé pour déterminer un parcours, en particulier le method for determining a route, in particular the
parcours d'une pédale de frein d'un véhicule à moteur. brake pedal travel of a motor vehicle.
On a besoin de détecteurs de parcours par exem- ple dans le cas des freins électro-hydrauliques pour capter le parcours effectué par la pédale de frein. Habituellement Route sensors are needed, for example in the case of electro-hydraulic brakes, to sense the route taken by the brake pedal. Habitually
à partir d'un signal de parcours en prenant en considéra- from a course signal taking into consideration
tion un signal de pression du maître cylindre et un signal tion a master cylinder pressure signal and a signal
fourni par l'interrupteur de la lumière des stops, on dé- provided by the stop light switch,
termine le souhait de freiner du conducteur, et on le re- ends the driver's wish to brake, and we repeat it
transmet soit en tant que pression de freinage de consigne soit en tant que décélération de consigne du véhicule aux transmits either as the setpoint brake pressure or as the setpoint deceleration of the vehicle to
organes de réglage du freinage et on le règle à cet en- braking adjustment devices and it is adjusted for this
droit. Cette détection du souhait du conducteur est une opération qui concerne fortement la sécurité et qui exige law. This detection of the driver's wish is an operation which strongly concerns safety and which requires
en conséquence une disponibilité élevée du capteur de par- consequently high availability of the parking sensor
cours utilisé.course used.
Des capteurs de parcours détectent des posi- Course sensors detect positions
tions de parcours habituellement au moyen de procédés de mesure qui utilisent des contacts à frottement ou aussi des procédés sans contacts. Les types habituels de détecteurs Travel conditions usually by means of measurement methods which use friction contacts or also contactless methods. Typical types of detectors
de parcours sont des systèmes à noyau-plongeur qui fonc- are core-plunger systems that operate
tionnent par exemple par induction, en particulier des transformateurs différentiels. On utilise aussi maintes fois des détecteurs à potentiomètre ou des détecteurs Hall en liaison avec des aimants permanents. On peut utiliser comme détecteurs incrémentiels, qui délivrent comme signal operate for example by induction, in particular differential transformers. Potentiometer detectors or Hall detectors are also used many times in conjunction with permanent magnets. It can be used as incremental detectors, which deliver as signal
une série d'impulsions, en particulier des détecteurs à ba- a series of pulses, in particular ba detectors
layage optique ou à balayage magnétique, en particulier des optical or magnetic scanning layering, in particular
éléments Hall ou des éléments AMR (magnétorésistance aniso- Hall elements or AMR elements (magnetoresistance aniso-
tropique). Egalement on utilise maintes fois des détecteurs numériques de parcours avec des échelles à programmation absolue (de façon optique ou magnétique). L'inconvénient dans le cas des détecteurs conventionnels de parcours est que ceux-ci ne sont pas découpés à la longueur des mesures tropic). Numerous digital route detectors are also used many times with absolute programming scales (optically or magnetically). The disadvantage in the case of conventional path detectors is that they are not cut to the length of the measurements
de parcours dans des systèmes idoines de sécurité. La fia- of course in suitable security systems. The trust
bilité et la précision qui sont nécessaires, dans le cas bility and precision that are required, in the case
des freinages électro-hydrauliques par exemple pour des dé- electro-hydraulic braking, for example for
tecteurs servant à capter le parcours de la pédale de frein, n'est possible qu'avec des agencements de détection sensors used to capture the course of the brake pedal, is only possible with detection arrangements
très coûteux ou des circuits de retraitement des signaux. very expensive or signal reprocessing circuits.
On connaît par le document DE-OS 196 25 058 un dispositif servant à déterminer un taux de rotation avec un Document DE-OS 196 25 058 discloses a device used to determine a rotation rate with a
premier système de détection qui délivre un signal en fonc- first detection system which delivers a signal in operation
tion du taux de rotation, et fonctionne selon un premier tion of the turnover rate, and operates according to a first
principe de mesure, avec des moyens d'exploitation des si- measuring principle, with means of exploiting the
gnaux, qui déterminent le taux de rotation à partir du si- which determine the turnover rate from the
gnal amené, dispositif dans lequel il est prévu en plus un deuxième système de détection, qui délivre un signal qui est fonction du taux de rotation et fonctionne selon un general, device in which there is provided in addition a second detection system, which delivers a signal which is a function of the rotation rate and operates according to a
deuxième principe de mesure, les signaux du deuxième sys- second measurement principle, the signals of the second system
tème de détection étant amenés aux moyens d'exploitation des signaux et étant en même temps pris en considération lors de la détermination du taux de rotation. Comme premier système de détection il est prévu dans ce cas un compas électronique, qui délivre un signal de sortie, qui est fonction du champ magnétique terrestre et comme deuxième système de détection il est prévu une structure oscillante, detection tem being brought to the means of processing the signals and being at the same time taken into consideration when determining the rotation rate. As a first detection system, an electronic compass is provided in this case, which delivers an output signal, which is a function of the earth's magnetic field, and as a second detection system, an oscillating structure is provided,
qui délivre un signal qui est fonction de la force de Co- which delivers a signal which is a function of the force of Co-
riolis. L'invention a pour objet la définition d'un riolis. The subject of the invention is the definition of a
dispositif de mesure avec lequel on peut indiquer d'une ma- measuring device with which one can indicate in a ma-
nière simple et fiable un parcours, en particulier le par- a simple and reliable route, in particular the
cours d'une pédale de frein dans un véhicule à moteur. brake pedal in a motor vehicle.
On résout ce problème au moyen d'un dispositif servant à mesurer un parcours, en particulier le parcours d'une pédale de frein dans le cas d'un véhicule à moteur, caractérisé par au moins un détecteur, fonctionnant d'une manière analogique, qui délivre un signal analogique en fonction du parcours à mesurer, et au moins un détecteur qui fonctionne de manière incrémentielle, et qui délivre en fonction du parcours à mesurer un signal constitué par une This problem is solved by means of a device serving to measure a course, in particular the course of a brake pedal in the case of a motor vehicle, characterized by at least one detector, operating in an analog manner, which delivers an analog signal as a function of the path to be measured, and at least one detector which operates incrementally, and which delivers as a function of the path to be measured a signal constituted by a
série d'impulsions, le signal analogique et le signal cons- series of pulses, the analog signal and the signal con-
titué par une série d'impulsions pouvant être mis en rela- tion l'un avec l'autre pour déterminer le parcours à mesurer. formed by a series of pulses which can be brought into relation with each other to determine the path to be measured.
L'invention concerne également un procédé ser- The invention also relates to a method for
vant à mesurer un parcours, en particulier un parcours de pédale de frein dans un véhicule à moteur, en utilisant un dispositif du type concerné ci-dessus, procédé comprenant les séquences suivantes: before measuring a course, in particular a brake pedal course in a motor vehicle, using a device of the type concerned above, method comprising the following sequences:
* détermination d'au moins un signal analogique en fonc- * determination of at least one analog signal in function
tion du parcours à mesurer,the route to be measured,
* détermination d'au moins un signal incrémentiel en fonc- * determination of at least one incremental signal in function
tion du parcours à mesurer, etthe route to be measured, and
* mise en relation du signal analogique et du signal in- * connection of the analog signal and the signal
crémentiel pour obtenir un signal qui représente le par- incremental to get a signal that represents the par-
cours à mesurer, prenant en considération aussi bien le course to be measured, taking into account both the
signal analogique que le signal incrémentiel. analog signal as the incremental signal.
Le dispositif selon l'invention a l'avantage de pouvoir effectuer des mesures particulièrement fiables et précises. Dans ce cas il est particulièrement avantageux que le dispositif selon l'invention puisse être fabriqué The device according to the invention has the advantage of being able to perform particularly reliable and precise measurements. In this case it is particularly advantageous that the device according to the invention can be manufactured
dans des conditions économiques ainsi que le fait de pou- under economic conditions as well as the fact of
voir faire des recherches de probabilité sans un coût im- see doing probability research without an im-
portant, et de disposer d'un système quasi redondant car on bearing, and to have a quasi redundant system because we
dispose en permanence d'un autre signal en cas de dé- has another signal at all times
faillance d'un signal. On obtient ces avantages grâce au signal failure. These advantages are obtained through
fait que l'on réalise une combinaison de deux unités indé- fact that we realize a combination of two independent units
pendantes de détecteurs pour mesurer des parcours en un seul système, la combinaison ayant lieu d'une façon telle pendants of detectors to measure routes in a single system, the combination taking place in such a way
que les inconvénients des systèmes individuels soient mini- that the disadvantages of individual systems are minimal
misés et que l'on ait les avantages respectifs des systèmes bet and that we have the respective advantages of the systems
individuels. Les signaux de sortie des deux systèmes de dé- individual. The output signals from the two detection systems
tecteurs sont combinés l'un avec l'autre pour le calcul, la tectors are combined with each other for the calculation, the
combinaison ayant lieu dans des moyens correspondants d'ex- combination taking place in corresponding means of ex-
ploitation des signaux, par exemple sous la forme de micro- signal processing, for example in the form of micro-
processeurs. Le dispositif selon l'invention répond aussi bien du point de vue de la technique de fabrication que du point de vue fonctionnel aux exigences sévères imposées à processors. The device according to the invention responds both from the point of view of the manufacturing technique and from the functional point of view to the severe requirements imposed on
un détecteur de parcours de pédale. a pedal path detector.
Des formes de réalisation avantageuses du dis- Advantageous embodiments of the dis-
positif selon l'invention et du procédé selon l'invention positive according to the invention and the method according to the invention
sont l'objet des sous-revendications. are the subject of the subclaims.
Selon une configuration avantageuse du disposi- According to an advantageous configuration of the device
tif selon l'invention celui-ci présente deux détecteurs qui fonctionnent d'une manière analogique et/ou deux détecteurs tif according to the invention it has two detectors which operate in an analog manner and / or two detectors
qui fonctionnent d'une manière incrémentielle. De cette fa- which work incrementally. In this way
çon on dispose d'une redondance qui même en cas de panne d'un détecteur fonctionnant d'une manière analogique ou d'un détecteur fonctionnant d'une manière incrémentielle permet une combinaison par le calcul d'un signal analogique et d'un signal formé par une série d'impulsions. En outre lesson we have a redundancy which even in the event of failure of a detector working in an analogical way or of a detector working in an incremental way allows a combination by the calculation of an analog signal and a signal formed by a series of pulses. In addition
on peut combiner l'un avec l'autre par exemple les deux si- we can combine one with the other for example the two if-
gnaux formés par une série d'impulsions pour obtenir un si- gnals formed by a series of pulses to obtain a
gnal qui présente une résolution plus élevée. which has a higher resolution.
Selon une forme de réalisation plus élevée de la présente invention l'un au moins des détecteurs qui fonctionne d'une manière analogique est constitué sous la According to a higher embodiment of the present invention at least one of the detectors which functions in an analog manner is constituted under the
forme d'un élément Hall qui coopère avec un barreau magné- form of a Hall element which cooperates with a magnetic bar
tique. Des détecteurs de ce type sont disponibles à des prix très avantageux et délivrent des résultats de mesure tick. Detectors of this type are available at very advantageous prices and deliver measurement results.
fiables et précis. En outre Les éléments Hall sont de cons- reliable and accurate. In addition Hall elements are of cons-
truction très petite. Il serait par exemple également pos- very small truction. For example, it would also
sible d'utiliser des détecteurs AMR (Magnétorésistance anisotropique). Il est en outre avantageux que l'un au moins likely to use AMR (Anisotropic Magnetoresistance) detectors. It is further advantageous that at least one
des détecteurs qui fonctionnent d'une manière incrémen- detectors that work incrementally
tielle soit constitué sous la forme d'un interrupteur Hall is constituted in the form of a Hall switch
coopérant avec une série d'alternances magnétiques. Des dé- cooperating with a series of magnetic alternations. De-
tecteurs constitués de cette manière peuvent également être tectors constituted in this way can also be
construits de façon très petite et se révèlent être en pra- built in a very small way and turn out to be in pra-
tique très fiables.very reliable tick.
Selon une autre forme préférée de réalisation l'un au moins des détecteurs qui fonctionnent d'une manière incrémentielle est constitué sous la forme d'un système de détection opto-incrémentiel. Avec un système de détection According to another preferred embodiment at least one of the detectors which operate in an incremental manner is constituted in the form of an opto-incremental detection system. With a detection system
de ce type on peut atteindre des résolutions particulière- of this type one can reach particular resolutions-
ment élevées.high.
D'une manière appropriée le détecteur qui fonc- Appropriately the detector which functions
tionne d'une manière incrémentielle est constitué par des incrementally consists of
moyens qui servent à déterminer et/ou à identifier un re- means used to determine and / or identify a
père d'indexation, par référence auquel le signal formé par indexing father, by reference to which the signal formed by
une série d'impulsions peut être défini. Au moyen d'un re- a series of pulses can be defined. By means of a re-
père d'indexation de ce type on peut indiquer une mesure particulièrement fiable et précise d'un parcours sur la base du signal formé par une série d'impulsions. En outre le signal analogique peut être aussi défini par référence à Indexing father of this type, a particularly reliable and precise measurement of a path can be indicated on the basis of the signal formed by a series of pulses. In addition, the analog signal can also be defined by reference to
un repère d'indexation de ce type.an indexing mark of this type.
Les moyens pour déterminer et pour identifier un repère d'indexation sont de façon appropriée constitués The means for determining and identifying an index mark are suitably constituted
sous la forme d'un interrupteur Hall coopérant avec une al- in the form of a Hall switch cooperating with an
ternance magnétique ou sous la forme d'un système de détec- magnetic tarnish or in the form of a detection system
tion opto-incrémentiel.opto-incremental tion.
Selon une configuration préférée du dispositif According to a preferred configuration of the device
selon l'invention les barreaux magnétiques et les alternan- according to the invention the magnetic bars and the alternating
ces sont mis sur une tige de piston, en particulier une these are put on a piston rod, especially a
tige de compression d'un maître cylindre de freinage du vé- compression rod of a brake master cylinder
hicule à moteur, et les éléments Hall et l'interrupteur motor vehicle, and Hall elements and switch
Hall sont mis sur un boîtier qui entoure la tige de piston. Hall are put on a housing that surrounds the piston rod.
De cette façon on peut obtenir une forme de réalisation présentant une construction particulièrement compacte du In this way one can obtain an embodiment having a particularly compact construction of the
dispositif selon l'invention.device according to the invention.
Il est préférable que les détecteurs qui fonc- It is preferable that the detectors that operate
tionnent de façon incrémentielle soient disposés de telle are incrementally arranged in such a way
sorte qu'ils délivrent des signaux se déroulant d'une ma- so that they deliver signals taking place in a ma-
nière déphasée de 90 les uns par rapport aux autres. On peut retraiter des déroulements de signaux de ce type d'une manière simple par le calcul pour obtenir une résolution 90 phase shifted relative to each other. We can reprocess signal sequences of this type in a simple way by calculation to obtain a resolution
précise du parcours.precise route.
Selon une configuration préférée du procédé se- According to a preferred configuration of the process,
lon l'invention on calibre l'un au moins des signaux analo- lon the invention calibrate at least one of the analog signals
giques au moyen d'au moins un signal constitué par une série d'impulsions, les valeurs du signal analogique étant associées respectivement aux valeurs du signal constitué giques by means of at least one signal constituted by a series of pulses, the values of the analog signal being associated respectively with the values of the signal constituted
par une série d'impulsions.by a series of pulses.
De façon appropriée on détermine à partir d'un écart entre les valeurs du signal analogique et du signal constitué sous la forme d'une série d'impulsions une valeur Appropriately, a value is determined from a difference between the values of the analog signal and of the signal constituted in the form of a series of pulses.
de correction pour le signal analogique. correction for the analog signal.
De façon appropriée la mise en relation du si- Appropriately connecting the si-
gnal analogique et du signal constitué sous la forme d'une série d'impulsions a lieu en prenant en considération un analog and signal consisting of a series of pulses takes place taking into account a
repère d'indexation du signal incrémentiel. indexing mark of the incremental signal.
Selon une configuration avantageuse du procédé selon l'invention on détermine deux signaux incrémentiels déphasés l'un par rapport à l'autre à 90 , un signal en quadrature étant déterminé sur la base de ces signaux. Un signal en quadrature présente une résolution plus élevée que des signaux incrémentiels individuels, de telle sorte According to an advantageous configuration of the method according to the invention, two incremental signals phase shifted relative to each other at 90 are determined, a quadrature signal being determined on the basis of these signals. A quadrature signal has a higher resolution than individual incremental signals, so
qu'il est possible de déterminer sur sa base très précisé- that it is possible to determine on its very precise basis-
ment le parcours de la pédale.the path of the pedal.
De façon appropriée après une mise en marche du dispositif selon l'invention jusqu'à l'identification du repère d'indexation on détermine le parcours à mesurer sur la base des signaux analogiques. Grâce à cette mesure on prend par exemple en considération le fait qu'après le branchement de l'allumage d'un véhicule à moteur on peut Appropriately after switching on the device according to the invention until the indexing mark is identified, the path to be measured is determined on the basis of the analog signals. Thanks to this measure we take for example into consideration the fact that after the ignition of a motor vehicle is connected
déjà actionner la pédale de frein de telle sorte que cons- already apply the brake pedal so that
titue une mesure de sécurité, le fait de ne pas utiliser ou is a security measure, not using or
de considérer comme non valable le signal incrémentiel jus- to consider as invalid the incremental signal until
qu'à la première identification du repère d'indexation. at the first identification of the indexing mark.
La présente invention va être décrite ci-après The present invention will be described below
plus en détail à partir d'une forme de réalisation, repré- in more detail from an embodiment, shown
sentée par les dessins annexés, dans lesquels: * la figure 1 montre une vue latérale en coupe d'une forme préférée de réalisation du dispositif selon l'invention servant à mesurer un parcours, * la figure 2 montre une vue en coupe du dispositif selon la ligne I-I de la figure 1, * la figure 3 montre les signaux ou les déroulements de shown in the accompanying drawings, in which: * FIG. 1 shows a lateral sectional view of a preferred embodiment of the device according to the invention used to measure a route, * FIG. 2 shows a sectional view of the device according to line II of figure 1, * figure 3 shows the signals or the sequences of
signaux qui se produisent dans le cas d'une forme préfé- signals that occur in the case of a preferred form
rée de réalisation du procédé selon l'invention. implementation of the method according to the invention.
Sur les figures 1 et 2 on a représenté par la In Figures 1 and 2 is shown by the
référence 1 le boîtier d'une tige de piston 6, en particu- reference 1 the housing of a piston rod 6, in particular
lier d'une tige de compression d'un maître cylindre de freinage d'un véhicule à moteur. La tige de piston 6 peut link of a compression rod of a brake master cylinder of a motor vehicle. The piston rod 6 can
coulisser à l'intérieur du boîtier 1 en fonction de l'ac- slide inside the housing 1 depending on the ac-
tionnement d'une pédale de frein (non représentée). Pour détecter la position du piston 6 à l'intérieur du boîtier 1 il est prévu selon la forme de réalisation représentée sur les figures 1 et 2 différents systèmes de détection. Un premier système de détection consiste, dans l'exemple de operation of a brake pedal (not shown). To detect the position of the piston 6 inside the housing 1, there are provided according to the embodiment shown in Figures 1 and 2 different detection systems. A first detection system consists, in the example of
réalisation représenté, en deux éléments Hall 2, 4 fonc- shown, in two elements Hall 2, 4 functions
tionnant de manière analogique, qui délivrent en coopérant analogously operating, which deliver by cooperating
avec deux aimants 3 et 5 deux signaux de sortie analogi- with two magnets 3 and 5 two analog output signals
ques. Les éléments Hall 2, 4 sont dans ce cas intégrés dans le boîtier 1, et les aimants 3, 5 en forme de barreaux sont ques. The Hall elements 2, 4 are in this case integrated in the housing 1, and the magnets 3, 5 in the form of bars are
intégrés dans la tige du piston 6. En principe la sensibi- integrated into the piston rod 6. In principle, the sensitivity
lité et la linéarité d'un tel agencement après une adapta- lity and linearity of such an arrangement after an adaptation
tion des dimensions des aimants et des paramètres des éléments Hall conviennent au parcours à mesurer pour les exigences imposées par exemple dans le cas d'un freinage électro-hydraulique. Les aimants 3, 5 sont construits dans la tige du piston 6 d'une manière telle que leurs pôles de même nom, dans l'exemple de réalisation représenté à titre The dimensions of the magnets and the parameters of the Hall elements are suitable for the path to be measured for the requirements imposed, for example in the case of electro-hydraulic braking. The magnets 3, 5 are constructed in the piston rod 6 in such a way that their poles of the same name, in the embodiment shown as
d'exemple le pôle sud S, se touchent par leur côté frontal. for example the south pole S, touch by their frontal side.
Grâce à la disposition correspondante des éléments Hall 2, 4 fonctionnant d'une manière analogique il se produit lors du coulissement de la tige de piston 6 deux déroulements des tensions des signaux U2, U4 en sens contraire, comme on les a représentés en principe sur la figure 3, en bas. De Thanks to the corresponding arrangement of the Hall elements 2, 4 operating in an analog manner, there occurs during the sliding of the piston rod 6 two unwinds of the voltages of the signals U2, U4 in opposite directions, as they have been represented in principle on Figure 3, bottom. Of
façon appropriée, les éléments Hall présentent un amplifi- Hall components appropriately amplify
cateur interne, qui est conçu de telle sorte que les ten- internal generator, which is designed so that the
sions des signaux en liaison avec des aimants Alnico bon marché se trouvent dans la zone comprise entre 1 volt et 4 volt, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire d'avoir sions of signals in connection with inexpensive Alnico magnets are in the area between 1 volt and 4 volt, so there is no need to have
une nouvelle amplification des signaux de sortie des détec- further amplification of the detector output signals
teurs Hall. La longueur individuelle des aimants en forme de barreaux 3, 5 est de manière appropriée choisie de telle façon qu'elle soit plus grande que le parcours maximal à mesurer de la tige du piston 6 (parcours de la pédale de Hall tors. The individual length of the bar-shaped magnets 3, 5 is suitably chosen such that it is greater than the maximum path to be measured of the piston rod 6 (path of the pedal of
frein).brake).
Un autre système de détection, à la différence du premier système de détection, est constitué sous la Another detection system, unlike the first detection system, is constituted under the
forme d'un système incrémentiel. Dans l'exemple de réalisa- form of an incremental system. In the example of realization
tion représenté le deuxième système de détection consiste tion shown the second detection system consists
en des interrupteurs Hall 7, 8, qui coopèrent avec une sé- in Hall switches 7, 8, which cooperate with a se-
rie d'alternances de pôles magnétiques 10. Les alternances de pôles 10 sont, d'une manière analogue aux deux aimants 3,5 en forme de barreaux du boîtier 1, des composants qui font partie intégrante de la tige du piston 6. Ils sont de Rie of alternating magnetic poles 10. The alternating poles 10 are, in a manner analogous to the two magnets 3.5 in the form of bars of the housing 1, components which are an integral part of the piston rod 6. They are of
préférence fabriqués en des matières magnétisables et insé- preferably made of magnetizable and insertable materials
rés sous forme de bandes dans la tige de piston 6. Les in- res in the form of bands in the piston rod 6. The in-
terrupteurs Hall 7 et 8 sont disposés de telle manière qu'ils délivrent en liaison avec la série des alternances de pôles magnétiques 10 deux déroulements de signaux de forme rectangulaire A, B, qui sont déphasés à 90 l'un par rapport à l'autre, comme on l'a représenté sur la figure 3 en haut. On arrive à ceci par exemple grâce au fait que la Hall switches 7 and 8 are arranged in such a way that they deliver, in connection with the series of alternating magnetic poles 10, two sequences of signals of rectangular shape A, B, which are 90 ° out of phase with each other , as shown in Figure 3 above. We arrive at this for example thanks to the fact that the
distance géométrique des centres magnétiques des interrup- geometric distance from the magnetic centers of the interrup-
teurs Hall 7, 8 atteint n.(0,5.a) fois la distance des cen- Hall 7, 8 reaches n. (0.5.a) times the distance from the cen-
tres des pôles magnétiques (dans ce cas n est un nombre entier et a est la largeur d'une alternance polaire ou la distance entre les centres des pôles). Il est par exemple very magnetic poles (in this case n is an integer and a is the width of a polar alternation or the distance between the centers of the poles). It is for example
possible d'établir des alternances de pôles avec des dis- possible to establish alternating poles with dis-
tances entre les centres de 1 mm, de telle sorte que dans tances between centers of 1 mm, so that in
un tel cas par exemple la distance des centres des deux in- such a case for example the distance from the centers of the two in-
terrupteurs Hall 7, 8 peut atteindre 4,5 mm. Au moyen d'un signal rectangulaire de ce type déphasé à 90 ou à n/2, on peut réaliser (en utilisant des techniques d'exploitation connues) avec un microcontrôleur 13 une identification du sens du mouvement de la tige de piston 6. Si l'on exploite en plus les flancs montants et descendants des deux séries d'impulsions rectangulaires, on obtient par alternance des pôles quatre impulsions (quadrature). On peut donc obtenir dans le cas d'une distance polaire de par exemple 1 mm une résolution de 0,25 mm du parcours. Le signal en quadrature Q comme celui que l'on engendre et que l'on exploite au moyen du microcontrôleur 13,est représenté à la figure 4, breakers Hall 7, 8 can reach 4.5 mm. By means of a rectangular signal of this type phase shifted to 90 or to n / 2, it is possible (using known operating techniques) to carry out with a microcontroller 13 an identification of the direction of movement of the piston rod 6. If one exploits in addition the rising and falling sides of the two series of rectangular pulses, one obtains by alternation of the poles four pulses (quadrature). It is therefore possible to obtain, in the case of a polar distance of for example 1 mm, a resolution of 0.25 mm of the path. The quadrature signal Q such as that which is generated and which is exploited by means of the microcontroller 13, is represented in FIG. 4,
ligne 3.line 3.
Un autre interrupteur Hall 9 sert à balayer une Another Hall switch 9 is used to scan a
alternance polaire séparée 11, qui forme un repère d'in- separate polar alternation 11, which forms an information mark
dexation (voir la figure 3, ligne 4, signal I). Le signal dexation (see Figure 3, line 4, signal I). The signal
incrémentiel est défini en partant de ce repère d'indexa- incremental is defined starting from this index mark-
tion. Le détecteur incrémentiel de parcours délivre en con- tion. The incremental path detector delivers in con-
séquence au total trois déroulements de signaux, à savoir les signaux A, B,I, représentés à la figure 3, qui sont mis sequence in total three signal sequences, namely signals A, B, I, shown in Figure 3, which are put
à l'entrée d'un circuit d'exploitation ou du microcontrô- at the input of an operating circuit or microcontroll-
leur 13.their 13.
Dans la forme de réalisation représentée les aimants 3, 5 en forme de barreaux font partie intégrante de la tige de piston 6, alors que les détecteurs Hall 2, 4 respectivement associés se trouvent dans le boîtier 1 de la tige de piston 6. Le boîtier 1 peut être constitué de telle In the embodiment shown the magnets 3, 5 in the form of bars form an integral part of the piston rod 6, while the Hall detectors 2, 4 respectively associated are located in the housing 1 of the piston rod 6. The housing 1 may consist of such
sorte qu'il présente soit un alésage de passage, dans le- so that it has a through bore, in the-
quel se déplace la tige de piston 6, soit un évidement en forme d'U avec lequel le bloc de détection peut être mis sur la tige de piston 6. Pour avoir l'assurance que les éléments Hall 2, 4 ainsi que les interrupteurs Hall 7, 8, 9 sont placés en position correcte par rapport aux aimants 3, , 10, 11 ou restent dans la position correcte, on réalise which moves the piston rod 6, that is to say a U-shaped recess with which the detection block can be put on the piston rod 6. To have the assurance that the Hall elements 2, 4 as well as the Hall switches 7, 8, 9 are placed in the correct position relative to the magnets 3,, 10, 11 or remain in the correct position, we realize
un blocage en rotation grâce au fait que le contour exté- rotational locking thanks to the fact that the outer contour
rieur des aimants 3, 5 fait saillie sur le diamètre exté- of magnets 3, 5 protrudes from the outside diameter
rieur de la tige du piston 6 et vient en prise dans un élargissement correspondant 20a de l'alésage de passage 20 (voir figure 2). Grâce à cette configuration des aimants 3, 5 ou de l'alésage de passage 20 on a l'assurance d'avoir un laughing rod 6 and engages in a corresponding enlargement 20a of the passage bore 20 (see Figure 2). Thanks to this configuration of the magnets 3, 5 or the passage bore 20, it is guaranteed to have a
blocage en rotation dans le cas d'une possibilité sans li- rotation lock in the case of a possibility without
mite pour la tige de piston 6 de coulisser à l'intérieur du boîtier 1, pour laquelle aucun composant additionnel n'est nécessaire. Le boîtier 1 est en outre constitué avec un évidement, dans lequel sont logés un support de câblage 14 mite for the piston rod 6 to slide inside the housing 1, for which no additional component is necessary. The housing 1 is further constituted with a recess, in which are housed a wiring support 14
et le micro-ordinateur 13, y compris les composants néces- and the microcomputer 13, including the necessary components
saires à son fonctionnement comme par exemple le régulateur de tension, un quartz, etc.. Le micro-contrôleur est relié saries to its functioning such as for example the voltage regulator, a quartz, etc. The microcontroller is connected
par exemple au moyen de lignes 12 à un dispositif de com- for example by means of lines 12 to a communication device
mande du système de freinage.brake system command.
Pour obtenir des résolutions plus élevées on peut constituer aussi le système de détection incrémentiel To obtain higher resolutions we can also set up the incremental detection system
sous la forme d'un système de détection opto-incrémentiel. in the form of an opto-incremental detection system.
Dans un tel cas les alternances polaires 10 sont remplacées par une série de trous, qui se trouve dans un support en In such a case the polar alternations 10 are replaced by a series of holes, which is located in a support in
forme de ruban, qui déborde latéralement de la tige du pis- form of ribbon, which projects laterally from the rod of the
ton. Le balayage de cette série de trous a lieu par exemple avec un bloc de codage, tel que celui qui est réalisé par Il la société Hewlett Packard (HEDS 97 02). Avec des éléments your. The scanning of this series of holes takes place for example with a coding block, such as that which is produced by II the company Hewlett Packard (HEDS 97 02). With elements
de ce type on peut obtenir des résolutions de 0,05 mm. of this type, resolutions of 0.05 mm can be obtained.
Il est en outre possible d'exploiter des repè- It is also possible to use landmarks
res d'indexation au moyen de systèmes opto-incrémentiels. indexing res using opto-incremental systems.
Il est aussi concevable de recourir à des combinaisons de It is also conceivable to use combinations of
systèmes magnéto-incrémentiels et de systèmes opto- magneto-incremental systems and opto-systems
incrémentiels. Dans ce cas il est par exemple possible d'obtenir le signal constitué par une série d'impulsions au incremental. In this case it is for example possible to obtain the signal constituted by a series of pulses at the
moyen d'un codeur optique et de réaliser les repères d'in- means of an optical encoder and to realize the information marks
dexation par une alternance polaire magnétique et un inter- dexation by a magnetic polar alternation and an inter-
rupteur Hall correspondant. Le système de détection incrémentiel de parcours délivre après identification des repères d'indexation un signal de parcours très précis. Ce signal de parcours n'a pas besoin d'être calibré, car en principe il ne se produit pas de décalage et pas de défauts corresponding Hall breaker. The incremental course detection system delivers, after identification of the indexing marks, a very precise course signal. This course signal does not need to be calibrated, because in principle there is no offset and no faults
de linéarité. Du fait du mode de fonctionnement incrémen- of linearity. Due to the incremental operating mode
tiel le signal de parcours ne présente non plus aucune dé- neither does the route signal show any
pendance de la température. Toutefois comme inconvénient temperature dependence. However as a disadvantage
dans le cas d'un mode de fonctionnement purement incrémen- in the case of a purely incremental operating mode
tiel, on a de temps en temps le fait qu'en cas de non iden- tiel, we have from time to time the fact that in case of non-identi-
tification du repère d'indexation on ne peut déduire aucune position absolue de parcours. En combinant le système de détection incrémentiel avec le système analogique décrit tification of the indexing mark, no absolute position of the course can be deduced. By combining the incremental detection system with the analog system described
ci-dessus on élimine cet inconvénient. above, this drawback is eliminated.
Le signal de parcours incrémentiel peut être The incremental course signal can be
utilisé pour calibrer les deux systèmes de mesure de par- used to calibrate the two measurement systems
cours fonctionnant de manière analogique ou les détecteurs courses running analog or detectors
2, 4. Dans ce but on branche lors d'une procédure de démar- 2, 4. For this purpose, plug in during a start-up procedure.
rage le micro-contrôleur 13, qui exploite les signaux de détection, au moyen d'un logiciel correspondant sur un mode de calibrage. Pour effectuer la procédure de calibrage il est nécessaire d'actionner une fois la tige du piston 6 sur la totalité du parcours à mesurer. Dans ce cas le repère d'indexation 11 ou le signal I du système incrémentiel doit être identifié. En commençant par la détection du repère d'indexation on enregistre les deux valeurs de tension des rage the microcontroller 13, which exploits the detection signals, by means of corresponding software on a calibration mode. To carry out the calibration procedure, it is necessary to actuate the piston rod 6 once over the entire path to be measured. In this case the indexing mark 11 or the signal I of the incremental system must be identified. Beginning with the detection of the indexing mark, the two voltage values of the
détecteurs Hall analogiques 2, 4 au moyen d'un convertis- seur analogique-numérique (non représenté) dans le micro- ordinateur. Dans ce cas on associe à leur valeur respective5 de tension une valeur de mesure du système incrémentiel. A partir d'un écart entre les valeurs analogiques et les va- analog Hall detectors 2, 4 by means of an analog-to-digital converter (not shown) in the microcomputer. In this case, a measurement value of the incremental system is associated with their respective voltage value5. From a difference between the analog values and the values
leurs déterminées de façon incrémentielle, on calcule une valeur de correction pour les signaux de parcours analogi- ques fortement non linéaires des détecteurs Hall 2 et 4, et10 par exemple on la dépose dans une table dans le micro- their determined incrementally, a correction value is calculated for the strongly non-linear analog path signals of the Hall 2 and 4 detectors, and for example it is placed in a table in the micro-
ordinateur 13 (EEPROM - mémoire morte effaçable par voie computer 13 (EEPROM - memory erasable per channel
électronique). Il est en outre possible de mesurer la tem- electronic). It is also possible to measure the tem-
pérature environnante du dispositif au moyen d'un détecteur de température (non représenté).Avec cette grandeur on peut ambient temperature of the device by means of a temperature detector (not shown).
corriger la marche typique de la température des deux dé- correct the typical temperature run of the two de-
tecteurs Hall 2, 4 fonctionnant de manière analogique, quand ceci est nécessaire pour des raisons de minimisation des erreurs de mesure. La correction du signal a lieu dans Hall tectors 2, 4 operating analogically, when this is necessary for reasons of minimization of measurement errors. Signal correction takes place in
ce cas par exemple à l'aide d'un logiciel dans le micro- this case for example using software in the micro-
ordinateur. La procédure représentée de calibrage n'est né- computer. The illustrated calibration procedure is not necessary.
cessaire qu'une seule fois, par exemple lors du montage du système dans le véhicule. La condition préalable pour ce type de calibrage de détecteur est d'avoir une interface only once, for example when mounting the system in the vehicle. The prerequisite for this type of detector calibration is to have an interface
qui fonctionne de façon bidirectionnelle à la sortie du dé- which works bidirectionally at the outlet of the
tecteur, une interface CAN (Controller Area Network) pou- guardian, a CAN (Controller Area Network) interface for
vant être dans ce cas utilisée de préférence. before being used in this case preferably.
Comme résultat de la procédure de calibrage on dispose pour engendrer le signal de parcours à délivrer de trois signaux indépendants les uns des autres, à savoir le signal de sortie, corrigé ou linéarisé, du détecteur Hall 2 qui fonctionne de manière analogique, le signal de sortie corrigé ou linéarisé du détecteur Hall 4 qui fonctionne de manière analogique et le signal des trois interrupteurs As a result of the calibration procedure, there are available for generating the path signal to be delivered from three signals independent of each other, namely the output signal, corrected or linearized, of the Hall 2 detector which operates in analog manner, the signal of corrected or linearized output of Hall 4 detector which works analogically and the signal from the three switches
Hall 7, 8 et 9 obtenu par quadrature et comptage des incré- Hall 7, 8 and 9 obtained by squaring and counting the increments
ments.ment.
Une possibilité typique d'application du dispo- A typical possibility of applying the provision
sitif selon l'invention pour le fonctionnement d'un véhi- sitive according to the invention for the operation of a vehicle
cule à moteur va être maintenant décrite en détail. Après motor cule will now be described in detail. After
avoir branché l'allumage du véhicule à moteur on doit par- having connected the ignition of the motor vehicle, you must
tir du fait que le signal de freinage peut être actionné. Dans un tel cas on considère tout d'abord comme non valable le signal de sortie du système de détection 8, 9, 11 qui fonctionne de façon incrémentielle, parce que l'on n'a pas firing of the fact that the brake signal can be actuated. In such a case, the output signal of the detection system 8, 9, 11, which operates incrementally, is first considered as invalid, because there is no
encore identifié le repère d'indexation, qui est la condi- yet identified the indexing mark, which is the condition
tion préalable pour l'initialisation du système incrémen- prerequisite for initialization of the incremental system
tiel. Pour cette raison on utilise l'un des deux signaux de tiel. For this reason, one of the two signal signals is used.
sortie du système 2, 4, qui fonctionne de manière analogi- output of system 2, 4, which operates in an analog
* que pour engendre le signal de sortie du détecteur de par-* only to generate the output signal from the parking detector
cours. Dans l'exemple de réalisation représenté, on exploite par exemple le détecteur Hall 2, qui fonctionne de façon analogique. Sa tension de sortie (linéarisée au moyen du calibrage décrit ci-dessus) est par exemple délivrée après différentes recherches de probabilité que l'on aura encore à expliquer plus tard, au moyen de l'interface CAN Classes. In the illustrated embodiment, the Hall 2 detector is used, for example, which operates in an analog manner. Its output voltage (linearized by means of the calibration described above) is for example delivered after various probability searches which we will have to explain later, by means of the CAN interface
(Controller Area Network).(Controller Area Network).
Lors du déroulement suivant après le branche- During the next course after the branch-
ment de l'allumage il va y avoir un instant lors duquel la of the ignition there will be an instant during which the
pédale de frein va être relâchée. Au moyen d'une configura- brake pedal will be released. By means of a configuration
tion correspondante de la construction de l'agencement de l'interrupteur Hall 9 ou du repère d'indexation 11 on a l'assurance, dans le cas o la pédale de frein n'est pas actionnée, que le repère d'indexation 11 est identifié par l'interrupteur Hall 9 de façon sûre. L'identification du repère d'indexation 11 déclenche, en particulier en étant tion corresponding to the construction of the arrangement of the Hall switch 9 or of the index mark 11 it is ensured, in the case where the brake pedal is not actuated, that the index mark 11 is securely identified by Hall switch 9. The identification of the index mark 11 triggers, in particular by being
commandé par un logiciel, une conversion du système de me- controlled by software, a conversion of the metering system
sure analogique en système de mesure incrémentiel, de telle sorte que lors du déroulement suivant on peut délivrer une valeur de mesure, qui est obtenue de façon numérique, et on analog in incremental measurement system, so that during the following sequence it is possible to deliver a measurement value, which is obtained digitally, and
qui ne présente pas de décalage ou de défaut de sensibili- which does not have an offset or lack of sensitivity
té, au moyen de l'interface CAN de l'ordinateur. through the CAN interface of the computer.
On a une limitation de la précision du signal numérique du fait de la résolution que l'on peut obtenir du signal de parcours, résolution qui est déterminée par la There is a limitation in the accuracy of the digital signal due to the resolution that can be obtained from the path signal, resolution which is determined by the
distance des alternances polaires magnétiques. On part tou- distance from the magnetic polar alternations. We always leave
tefois en règle générale du fait qu'il est suffisant d'avoir une résolution, en ce qui concerne le parcours, de 0,25 mm dans le cas d'une longueur de parcours à détecter de 22 mm. Une résolution de ce type peut être obtenue avec des distances entre les milieux des pôles de 1 mm et en produisant un signal de quadrature. Si les exigences en ce qui concerne la résolution de parcours devaient être plus élevées, il y a par exemple la possibilité de procéder à une interpolation du signal incrémentiel avec l'aide de However, as a general rule, it is sufficient to have a resolution, with regard to the path, of 0.25 mm in the case of a path length to be detected of 22 mm. A resolution of this type can be obtained with distances between the centers of the poles of 1 mm and by producing a quadrature signal. If the requirements for path resolution should be higher, there is for example the possibility of interpolating the incremental signal with the help of
l'un des deux signaux Hall obtenus de manière analogique. one of the two Hall signals obtained analogically.
En plus de la possibilité représentée d'avoir In addition to the possibility represented to have
une détection très précise du parcours le principe de dé- very precise detection of the route the principle of
tection selon l'invention offre aussi la possibilité d'uti- tection according to the invention also offers the possibility of
liser des signaux de parcours indépendants les uns des autres pour obtenirune sécurité propre du système. On peut read independent route signals from each other to obtain proper system security. We can
par exemple dans une première phase contrôler les deux ten- for example in a first phase control the two
sions de sortie analogiques des éléments Hall 2, 4 dans un soustracteur. Dans le cas d'une probabilité de différence analog output sions of Hall elements 2, 4 in a subtractor. In the case of a probability of difference
on peut comparer l'état du compteur du détecteur incrémen- you can compare the state of the incremental detector counter
tiel avec l'une des deux tensions de sortie, qui existent tiel with one of the two output voltages, which exist
de façon analogique, des éléments Hall 2, 4 et on peut ren- analogically, Hall elements 2, 4 and we can add
dre valable de cette manière le signal de sortie du détec- dre valid in this way the detector output signal
teur. Même en cas de panne de l'un des trois systèmes de tor. Even if one of the three systems fails
mesure on peut détecter le défaut. Dans ce cas on peut dé- measurement we can detect the fault. In this case, you can
poser au moyen de la sortie CAN du détecteur une informa- apply information via the CAN output of the detector
tion, sans affecter la disponibilité du détecteur. without affecting the availability of the detector.
Une autre possibilité d'exploitation des si- Another possibility of exploiting si-
gnaux du détecteurs reçus consiste à n'exploiter que les signaux de parcours analogiques des éléments Hall 2, 4 et à n'utiliser le signal numérique que pour épauler ces valeurs analogiques. Ce mode d'action peut être aussi mis en oeuvre sans coût supplémentaire en matériel au moyen des logiciels gnals of the detectors received consists in using only the analog travel signals of Hall elements 2, 4 and in using the digital signal only to support these analog values. This mode of action can also be implemented at no additional hardware cost using software
du micro-ordinateur 13.microcomputer 13.
Au moyen du dispositif selon l'invention on dispose d'un détecteur de parcours à auto-calibrage, dont le signal de sortie est largement linéaire et indépendant By means of the device according to the invention, there is a self-calibrating path detector, the output signal of which is largely linear and independent.
de la température. Ceci est garanti par le fait qu'un sys- of the temperature. This is guaranteed by the fact that a system
tème incrémentiel calibre deux détecteurs analogiques quant incremental tem caliber two analog detectors
à leur sensibilité et à leur décalage, le calibrage du dé- to their sensitivity and their shift, the calibration of the
tecteur pouvant avoir lieu sur place. Les signaux respec- guardian which can take place on site. The respective signals
tifs de sortie des différents systèmes de détection du dispositif selon l'invention sont combinés les uns avec les autres dans un microprocesseur, grâce à quoi on supprime les limitations des différents détecteurs devant exister en output of the various detection systems of the device according to the invention are combined with each other in a microprocessor, whereby the limitations of the various detectors which exist in
principe, de telle sorte que le dispositif dans son ensem- principle, so that the device as a whole
ble prend en compte les exigences de sécurité qui sont im- ble takes into account the security requirements which are im
posées à un système de freinage. Il est possible de mettre applied to a braking system. It is possible to put
d'autres signaux de détection, par exemple un signal d'in- other detection signals, for example an in-
terrupteur des lumières des stops ou un signal de détecteur de pression, dans le micro-ordinateur, et de le retraiter à switch for the stop lights or a pressure detector signal, in the microcomputer, and to reprocess it at
nouveau avec les signaux des différents détecteurs. new with signals from the different detectors.
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