FR2920534A1 - Capteur de position - Google Patents

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Inventor
Eric Servel
Marc Vandeginste
Celine Barrioulet
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Continental Automotive France SAS
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Siemens VDO Automotive SAS
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
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    • F16D2500/31406—Signal inputs from the user input from pedals
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Capteur de position (1 ) observant la position (X) d'un organe de commande (2) pouvant effectuer un déplacement continu bidirectionnel, comprenant :. un capteur (4) de position analogique produisant un signal (5) analogique fonction de ladite position (X),. un moyen (7) de comparaison comparant ledit signal (5) analogique avec au moins une valeur de référence (8), afin de produire un signal tout ou rien (11), fonction de ladite position (X),ledit capteur étant caractérisé en ce que le déplacement de l'organe de commande (2) s'effectue selon une course (3) comprise entre 0% et 100%, où l'état du signal tout ou rien (11) change pour une première valeur (X1) de la course (3) lorsque l'organe de commande (2) se déplace dans le sens allant de la position 100% vers la position 0%, et où l'état du signal tout ou rien (11) change pour une seconde valeur (X2) de la course (3) lorsque l'organe de commande (2) se déplace dans le sens opposé allant de la position 0% vers la position 100%.

Description

La présente invention concerne un capteur de position produisant un signal tout ou rien en fonction du déplacement d'un organe de commande pouvant effectuer un déplacement continu bidirectionnel. Un tel capteur est par exemple appliqué à une pédale, dont on souhaite obtenir un signal indiquant l'état appuyé/relâché. Une application avantageuse concerne, pour une automobile, une assistance au démarrage en côte. La position d'une pédale d'embrayage est surveillée, afin de commander automatiquement le relâchement du frein de stationnement, dès que l'embrayage commence à embrayer. Dans le domaine des capteurs de position, il est généralement connu d'effectuer une mesure de position analogique selon le déplacement de l'organe de commande et d'appliquer ensuite un traitement, par exemple au moyen d'un calculateur et d'un logiciel, pour déterminer un état tout ou rien tel que appuyé / relâché ou manoeuvré / non manoeuvré. Ceci complique inutilement le calculateur qui doit traiter un signal analogique et effectuer une comparaison logicielle. Dans le cas particulier de l'application à une pédale d'embrayage, il est encore connu d'utiliser un interrupteur tout ou rien mécaniquement commandé lorsque la pédale est dans une certaine position. Une telle solution ne permet pas de créer une hystérésis et génère des oscillations de signal de sortie néfastes au traitement dudit signal lorsque la pédale se trouve au voisinage de la position de basculement. L'invention a pour objet un capteur de position observant la position d'un organe de commande pouvant effectuer un déplacement continu bidirectionnel, comprenant un capteur de position analogique produisant un signal analogique fonction de ladite position et un moyen de comparaison comparant ledit signal analogique avec au moins une valeur de référence, afin de produire un signal tout ou rien, fonction de ladite position. Selon une caractéristique de l'invention le déplacement de l'organe de commande s'effectue selon une course comprise entre 0% et 100%, où l'état du signal tout ou rien change pour une première valeur de la course lorsque l'organe de commande se déplace dans le sens allant de la position 100% vers la position 0%, et où l'état du signal tout ou rien change pour une seconde valeur de la course lorsque l'organe de commande se déplace dans le sens opposé allant de la position 0% vers la position 100%.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la première valeur est supérieure ou égale à la seconde valeur, afin de réaliser une hystérésis. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de commande est une pédale d'embrayage de véhicule automobile.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le signal tout ou rien est utilisé pour commander un frein de stationnement, pour une application d'assistance au démarrage en côte. Les avantages principaux du capteur de position selon l'invention sont les 5 suivants: • le capteur simplifie la réalisation du calculateur, un signal tout ou rien étant plus facilement traité par un calculateur, • il simplifie également le logiciel en éliminant un traitement au niveau du calculateur, 10 • il permet une économie de câblage en évitant une interface avec le calculateur traitant la position analogique, • il permet d'intégrer une hystérésis et ainsi de limiter les effets d'oscillations lors du passage de l'organe de commande par la position de commutation. Cette hystérésis peut, en outre, être 15 configurée. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1, présente un schéma de principe fonctionnel du capteur selon 20 l'invention, - la figure 2, présente une courbe de réponse du capteur selon un premier mode de réalisation, - la figure 3, présente une courbe de réponse du capteur selon un second mode de réalisation. 25 La figure 1 illustre un capteur 1 selon l'invention. Ce capteur de position est apte à être associé à un organe de commande 2 dont il observe la position. Ledit organe de commande 2 est ici figuré, de manière illustrative, rotatif autour d'un axe représenté par un rond. Il peut effectuer un déplacement continu, ici rotatif selon une portion de cercle. Ce déplacement est bidirectionnel en ce qu'il peut s'effectuer, 30 au choix, dans les deux sens : ici de haut en bas et de bas en haut. Cet organe de commande 2 peut être une poignée, un volant, une pédale, ou tout autre organe de commande manoeuvrable tant à la main qu'au pied. Le capteur de position 1 comprend un capteur de position analogique 4 produisant un signal analogique 5 fonction de la position X de l'organe de commande 2. Le capteur de position 1 35 comprend encore un moyen de comparaison 7 comparant ledit signal analogique 5 avec au moins une valeur de référence 8, afin de produire un signal tout ou rien 11, fonction de ladite position X. Selon un autre caractéristique de l'invention, le déplacement de l'organe de commande 2 s'effectue selon une course comprise entre 0% et 100%, où l'état du signal tout ou rien 11 change pour une première valeur Xl de la course 3 lorsque l'organe de commande 2 se déplace dans le sens allant de la position 100% vers la position 0%, et où l'état du signal tout ou rien 11 change pour une seconde valeur X2 de la course 3 lorsque l'organe de commande 2 se déplace dans le sens opposé allant de la position 0% vers la position 100%. Ceci est illustré plus particulièrement aux figures 2 et 3. Ces figures représentent un diagramme sur lequel est figuré un axe des abscisses 13 figurant la position X sur la course de l'organe de commande 2, un premier axe des ordonnées 14 représentant la position analogique X mesurée en pourcentage de la course 3 par le capteur de position analogique 4 et un second axe des ordonnées 15 figurant le signal tout ou rien 11 en sortie du moyen de comparaison 7. Ce signal tout ou rien 11 est binaire et prend deux valeurs d'état. Ces états peuvent être 0 et 1 ou encore 1 et 0 indifféremment. Ils sont nommés arbitrairement "ON" et "OFF".
Sur les diagrammes des figures 2 et 3 sont superposées plusieurs courbes 16, 17, 18. La courbe 16 figure le signal de sortie 5 du capteur de position analogique 4 en fonction de la position X de l'organe de commande 2. Un signal proportionnel à la position X de l'organe de commande 2 est produit par le capteur analogique 4. Les courbes 17, 18 figurent le signal tout ou rien 11 de sortie du capteur 1 ou du moyen de comparaison 7 en fonction de la position X de l'organe de commande 2. La courbe 18 est associée au déplacement de l'organe de commande 2 dans un premier sens de déplacement allant de la position 100% vers la position 0%. La courbe 17 est associée au déplacement de l'organe de commande 2 dans un second sens de déplacement opposé au premier, allant de la position 0% vers la position 100%. On observe pour la courbe 18 une valeur ON 19 du signal tout ou rien 11 de sortie pour toute la partie de la course 3 comprise entre 100% et X2. Au point X2, le signal tout ou rien 11 de sortie change d'état, et devient OFF 20, Cet état reste identique OFF 20 pour toute la partie de la course 3 comprise entre X2 et 0%.
On observe, de manière analogue, pour la courbe 17 une valeur OFF 20 du signal 11 de sortie pour toute la partie de la course 3 comprise entre 0% et Xl. Au point X1, le signal tout ou rien 11 de sortie change d'état, et devient ON 19. Cet état reste identique ON 19 pour toute la partie de la course 3 comprise entre Xl et 100%.
Un avantage important de l'invention est qu'il est possible de configurer les valeurs respectives Xl et X2 de commutation du capteur 1 en fonction de l'utilisation souhaitée. Selon une première configuration, Xl est pris égal à X2. Une telle configuration présente un capteur qui commute pour la même valeur dans les deux 4 sens de déplacement de l'organe de commande 2. Cependant une telle configuration présente un risque d'oscillation néfaste lorsque la position X de l'organe de commande 2 est proche de la position Xl = X2 de commutation. Afin d'éviter cet inconvénient, il est avantageux d'employer une configuration ou Xl est différent de X2 afin de créer une hystérésis. Afin d'effectivement résoudre ledit inconvénient il convient que Xl soit supérieur à X2. Autrement dit, la valeur de commutation dans un sens de déplacement doit être au-delà de la valeur de commutation dans l'autre sens de déplacement. Ainsi, dans le déplacement de 100% vers 0% selon la courbe 18, la position de commutation X2 n'est atteinte qu'après avoir dépassé la position de commutation X1 associé à l'autre sens, et réciproquement dans le déplacement de 0% vers 100% selon la courbe 17, la position de commutation Xl n'est atteinte qu'après avoir dépassé la position de commutation X2 associée à l'autre sens. Plusieurs configurations sont possibles. Afin d'éviter l'inconvénient de l'oscillation non désirée au voisinage de la position de commutation, une distance entre Xl et X2 faible proportionnellement à la course 3 complète est suffisante. Ceci est illustré à la figure 2. Selon un mode de réalisation particulier, cette distance est inférieure à 20% de la course 3 complète.
A contrario un autre type de capteur 1 peut être réalisé avec une distance de xi à X2 importante devant la course 3 complète. Ceci est illustré à la figure 3. Selon un mode de réalisation particulier, cette distance est supérieure à 80% de la course 3 complète. Il est possible de réaliser le moyen de comparaison 7 avec un comparateur pour la valeur Xl et un autre comparateur pour la valeur X2. Cependant, selon un mode de réalisation avantageux, le moyen de comparaison 7 est réalisé avec un comparateur unique. Ce comparateur présente avantageusement une hystérésis telle que ses valeurs de commutation coïncident avec les valeurs Xl et X2. Cette solution permet une configuration en usine des valeurs Xl et X2 par choix du composant comparateur 7 et offre une solution particulièrement économique. Selon un mode de réalisation, le signal tout ou rien 11 pilote un moyen d'interruption 12, avantageusement intégré au capteur 1. Ce moyen d'interruption 12 peut être, par exemple, un transistor ou un relais. Il permet d'adapter l'interface de sortie du capteur 1 à une application particulière.
Selon une utilisation particulière du capteur 1, l'organe de commande 2 est une pédale d'embrayage de véhicule automobile. Le signal tout ou rien 11 de sortie est alors un indicateur de la position de la pédale et fournit une information d'état : pédale enfoncée / pédale relâchée. Selon un mode de réalisation particulier avantageux, les valeurs Xl et X2 coïncident respectivement avec les positions de débrayage et d'embrayage de l'embrayage. Ainsi le calculateur qui exploite le signal de sortie 11 est informé de l'état d'actionnement de l'embrayage. Une application avantageuse est l'utilisation du signal 11 de sortie pour une assistance au démarrage en côte, dans laquelle la commande de frein de stationnement est automatiquement actionnée dès que la pédale d'embrayage est suffisamment relâchée pour que l'embrayage soit suffisamment embrayé.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    , 1. Capteur de position (1) observant la position (X) d'un organe de commande (2) pouvant effectuer un déplacement continu bidirectionnel, comprenant : • un capteur (4) de position analogique produisant un signal (5) analogique fonction de ladite position (X), • un moyen (7) de comparaison comparant ledit signal (5) analogique avec au moins une valeur de référence (8), afin de produire un signal tout ou rien (11), fonction de ladite position (X), caractérisé en ce que le déplacement de l'organe de commande (2) s'effectue selon une course (3) comprise entre 0% et 100%, où l'état du signal tout ou rien (11) change pour une première valeur (Xl) de la course (3) lorsque l'organe de commande (2) se déplace dans le sens allant de la position 100% vers la position 0%, et où l'état du signal tout ou rien (11) change pour une seconde valeur (X2) de la course (3) lorsque l'organe de commande (2) se déplace dans le sens opposé allant de la position 0% vers la position 100%.
  2. 2. Capteur de position selon la revendication 1, où la première valeur (Xl) est supérieure ou égale à la seconde valeur (X2).
  3. 3. Capteur de position selon la revendication 1, où la distance de la première valeur (X1) à la seconde valeur (X2) est inférieure à 20% de la course (3) complète.
  4. 4. Capteur de position selon la revendication 1, où la distance de la première valeur (X1) à la seconde valeur (X2) est supérieure à 80% de la course (3) complète.
  5. 5. Capteur de position selon l'une quelconque des revendications précédentes, où le moyen de comparaison (7) est un comparateur unique présentant une hystérésis telle que ses valeurs de commutation coïncident avec les première et seconde valeurs (X1, X2).
  6. 6. Capteur de position selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant encore un moyen d'interruption (12) piloté par le moyen comparateur (11).
  7. 7. Capteur de position selon l'une quelconque des revendications précédentes, où l'organe de commande (2) est une pédale d'embrayage de véhicule automobile.
  8. 8. Capteur de position selon la revendication 7 où les première et seconde valeurs (X1, X2) coïncident respectivement avec les positions de débrayage et d'embrayage de l'embrayage.
  9. 9. Capteur de position selon la revendication 7 ou 8, où le signal tout ou rien (11) est utilisé pour commander un frein de stationnement.
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