FR2960441A1

FR2960441A1 - Circuit pour vehicules miniatures

Info

Publication number: FR2960441A1
Application number: FR1054086A
Authority: FR
Inventors: Alain Bailly
Original assignee: ABCONSULTING
Current assignee: ABCONSULTING
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-02
Anticipated expiration: 2030-05-27
Also published as: FR2960441B1

Abstract

L'invention concerne un circuit pour véhicules miniatures comportant une piste formée de tronçons (11, 12, 13, 14, 15, 16) mis bout à bout, chaque tronçon comportant au moins un enroulement inductif plan (L) et au moins un premier élément capacitif (C) formant un circuit résonant parallèle, les circuits résonants étant connectés électriquement en série.

Description

B10180 1 CIRCUIT POUR VÉHICULES MINIATURES

Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale les circuits de véhicules miniatures et plus particulièrement, la constitution et la commande d'une piste sur laquelle un ou plusieurs véhicules peuvent circuler. Exposé de l'art antérieur Les circuits pour véhicules miniatures sont géné- ralement constitués d'une piste formée de tronçons mis bout à bout et décrivant le parcours souhaité avec des courbes, virages, ponts, etc. Les véhicules miniatures (voitures, par exemple des trains, voitures, motos, etc.) sont placés sur le circuit et comportent deux patins conducteurs destinés à contacter deux pistes conductrices d'un rail d'alimentation ménagé dans les pistes du circuit. Pour un circuit de voitures, un ergot saillant en dessous de la voiture est engagé dans une rainure du rail entre les deux pistes conductrices et sert de moyen de guidage. L'utilisateur manipule une poignée de commande réglant la tension entre les pistes conductrices qui conditionne la tension d'alimentation du moteur de la voiture et, par ce biais, sa vitesse. Un problème de ce genre de système est l'usure ou la déformation des patins destinés à contacter les conducteurs de la piste. En effet, ces patins sont relativement B10180

2 fragiles et, lorsque le modèle réduit est manipulé par l'utilisateur, il existe des risques de déformation qui nuisent ensuite au fonctionnement. De plus, des phénomènes d'oxydation tant au niveau des rails d'alimentation que des patins perturbent le niveau de la tension appliquée au moteur du véhicule. Pour palier cet inconvénient, on a déjà proposé de générer un champ magnétique au niveau de la piste, ce champ étant capté par un aimant permanent d'un rotor du véhicule à alimenter. Des exemples de tels systèmes sont décrits dans les brevets américains 4 459 438 et 4 741 418. Un problème de ces solutions est que l'impédance présentée par les différents tronçons de la piste mis bout à bout varie avec le nombre de tronçons de la piste et engendre une variation du courant à fournir. De plus, le courant nécessaire pour fournir une énergie suffisante au véhicule devient rapidement trop élevé dans le cadre d'un jouet dont le coût doit rester raisonnable. Résumé Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de proposer un circuit pour véhicules miniatures qui pallie tout ou partie des inconvénients des circuits usuels. Un objet d'un autre mode de réalisation de la présente invention est de proposer une solution fonctionnelle, indépen- damment du nombre de tronçons et du tracé du circuit. Un objet d'un autre mode de réalisation de la présente invention est de proposer une solution compatible avec un circuit sans rail physique. Un objet d'un autre mode de réalisation de la présente invention est de proposer une solution compatible avec une transmission d'informations entre la piste et le ou les véhicules à travers le champ magnétique généré. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres il est prévu un circuit pour véhicules miniatures comportant une piste formée de tronçons mis bout à bout, chaque B10180

3 tronçon comportant au moins un enroulement inductif plan et au moins un premier élément capacitif formant un circuit résonant parallèle, les circuits résonants étant connectés électriquement en série. Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque circuit résonant comporte deux enroulements plans réalisant deux inductances couplées, le point milieu de ces inductances définissant une première borne de raccordement du circuit résonant. Selon un mode de réalisation de la présente invention, une borne d'extrémité de l'association en série desdits éléments inductifs définit une seconde borne de raccordement du circuit résonant. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 15 chaque circuit résonant comporte un deuxième élément capacitif commutable en parallèle sur le premier. Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque circuit résonant est associé à un circuit électronique de synchronisation, propre à commander l'élément capacitif commu- 20 table pour asservir la fréquence de résonance du tronçon. On prévoit également un système pour véhicules miniatures comportant : un circuit formé d'une piste ; et au moins un circuit de génération d'un signal 25 électrique alternatif d'excitation des circuits résonants. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le signal d'excitation est modulé en amplitude. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le signal d'excitation est modulé en fréquence. 30 Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système comporte en outre au moins un véhicule miniature incluant des moyens susceptibles de capter le champ magnétique du circuit. 10 B10180

4 Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue de dessus schématique d'un mode de réalisation d'un circuit pour véhicules miniatures ; la figure 2 représente le schéma électrique équivalent d'un mode de réalisation d'un circuit pour véhicules mini- atures ; la figure 3 est une vue de dessus d'un mode de réalisation d'un tronçon de piste d'un circuit ; la figure 4 représente le schéma électrique équivalent du tronçon de piste de la figure 3 ; la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un circuit réalisé avec des pistes similaires à celles illustrées en figure 3 ; les figures 5A et 5B illustrent un mode d'utilisation d'un circuit formé de tronçons de piste tel qu'illustré en figure 3 pour commander la position des véhicules miniature sans rail ; la figure 6 représente partiellement et schématiquement un autre mode de réalisation d'un circuit pour véhicules miniatures ; la figure 7 est un schéma électrique équivalent simplifié d'un mode de réalisation d'un circuit résonant d'un tronçon de piste du circuit de la figure 6 ; la figure 8 représente le schéma détaillé d'un mode de réalisation du circuit résonant de la figure 7 ; les figures 9A, 9B, 9C et 9D sont des chronogrammes illustrant un exemple de fonctionnement du circuit de la figure 8 ; les figures 10A, 10B, 10C et 10D sont des chrono-grammes illustrant un mode de fonctionnement d'un circuit tel 35 que représenté en figure 2 ; et 30 B10180

la figure 11 représente un schéma électrique de principe d'un circuit d'alimentation du circuit de véhicules. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes 5 références aux différentes figures qui ont été tracées sans respect d'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits. En particulier, la constitution d'un véhicule miniature utilisable avec une piste de l'invention n'a pas été détaillée, l'invention étant compatible avec les véhicules usuels exploitant un champ magnétique. De plus, la réalisation mécanique des éléments du circuit n'a pas non plus été détaillée, l'invention étant là encore compatible avec les techniques usuelles.

L'invention sera décrite par la suite en relation avec un exemple d'application à un circuit de voitures miniatures. Elle s'applique toutefois plus généralement à tout véhicule miniature (train, moto, robot, etc.) susceptible d'être utilisé sur un circuit.

La figure 1 est une vue de dessus schématique d'un mode de réalisation d'un circuit de voitures miniatures. De façon habituelle, le circuit comporte une piste 1 composée de plusieurs modèles de tronçons 11, 12, 13, 14 et 16 mis bout à bout et qui diffèrent les uns des autres par leurs longueurs ou leurs formes (droite ou arrondie). Toujours de façon habituelle, un ou plusieurs véhicules miniatures 2 sont placés sur la piste 1. Un bloc 3 d'alimentation, destiné à être accordé par une prise 31 au réseau de distribution électrique ou à être alimenté par une batterie non représentée, est relié par une liaison 32 à un connecteur 161 d'un tronçon particulier 16 du circuit. Ce connecteur 161 alimente des éléments conducteurs (non visibles en figure 1) du tronçon 16 qui est connecté électriquement à ses tronçons voisin et ainsi de suite pour alimenter les différents tronçons du circuit comme on le verra par la suite. Le bloc 3 peut également communiquer avec une manette 4 de commande à B10180

6 distance par liaison filaire ou, comme cela est représenté, par système radio schématisé par une antenne 34 côté bloc 3 et par une antenne 44 côté manette 4. La manette 4 comporte des organes de commande (schématisés par une poignée 41) destinés à transmettre des commandes d'accélération et de freinage, voire de direction, à la voiture 2. Ces commandes sont soit envoyées directement par la manette 4 à la voiture 2 alors pourvue de moyens d'émission réception radio, soit véhiculées par un signal électrique généré par le bloc de commande et d'alimentation 3.

Une particularité du système décrit est que les conducteurs de la piste du circuit participent à la génération d'un champ magnétique susceptible d'être capté par des enroulements contenus dans la voiture 2 et exploité par des circuits électroniques de celle-ci, au moins pour lui procurer son énergie de propulsion et, de préférence, également pour déterminer la position latérale de la voiture sur la piste comme on le verra par la suite. La figure 2 est une représentation schématique d'une piste de circuit représentant le schéma électrique équivalent 20 des tronçons selon un mode de réalisation. Selon ce mode de réalisation, chaque tronçon 11, 12, 13, 14, 15 ou 16 comporte, dans son épaisseur ou rapporté en face inférieure, un circuit résonant formé d'une antenne plane L associée à un élément capacitif C. Selon la taille du tronçon, 25 plusieurs circuits résonants peuvent être connectés en série au sein d'un même tronçon de piste (cas des tronçons 11, 12 et 15 dans l'exemple de la figure 2). Les tronçons successifs sont connectés en série entre deux bornes 321 et 322 du bloc d'alimentation 3. 30 La figure 3 est une vue en élévation schématique d'un mode de réalisation d'un tronçon (désigné ici par la référence générale 10) de piste. On suppose ici un tronçon rectiligne mais on notera que ce tronçon pourra également être courbe ou toute autre élément rencontré usuellement dans ce genre de jouet 35 (virage relevé, pont, tremplin,...). Chaque tronçon 10 comporte à B10180

7 une de ses extrémités longitudinales un connecteur mâle 102 et à son autre extrémité opposée un connecteur femelle 104 de façon à permettre un assemblage bout à bout. Chaque connecteur 102 et 104 constitue, dans cet exemple, à la fois un moyen de connexion 5 électrique et un détrompeur géométrique. Toutefois, comme il ressortira de la description qui suit, ce n'est pas indis- pensable. En effet, si un tronçon est inversé, il fournit un champ magnétique de direction opposée, mais le courant d'excitation est également inversé, et on retrouve la bonne 10 phase. Une telle caractéristique peut servir, par exemple, pour les courbes en évitant le besoin de courbes de type droit et de type gauche. Chaque connecteur 102, 104 comporte, dans ce mode de réalisation, un unique élément conducteur 106, 108 de connexion électrique au circuit résonant interne au tronçon 10. En variante, les tronçons présentent chacun deux paires de contacts, de façon à faire circuler en sens inverse le courant d'excitation le long du circuit, de préférence au centre des pistes. Cela permet de renforcer l'excitation tout en diminuant l'intensité du champ magnétique à grande distance. Dans l'exemple de la figure 3, le circuit résonant comporte quatre spires 51, 52, 53 et 54, électriquement en série, imbriquées par paires et placées côte à côte dans la longueur du tronçon 10. Un élément capacitif C est connecté entre les extrémités des spires 51 et 54. De préférence, on veillera à respecter une distance entre les conducteurs transversaux des enroulements de deux tronçons voisins afin d'éviter un couplage entre tronçon. Typiquement, une distance de quelques millimètres suffit. La figure 4 représente le schéma électrique équivalent 30 du circuit résonant du tronçon 10. Ce circuit est équivalent à deux éléments inductifs L1 et L2 électriquement en série et couplés magnétiquement, et ayant leurs points de phase du même côté. Le point milieu de l'association en série définit une des bornes d'accès au circuit (par exemple la borne 108). Une 35 extrémité d'un des éléments inductifs (par exemple L1) est 15 20 25 B10180

8 connectée à la borne 106. Un élément capacitif C relie les deux extrémités des éléments capacitifs L1 et L2. L'élément L1 est formé des spires 51 et 52. L'élément L2 est formé des spires 53 et 54.

Un circuit résonant tel qu'illustré par la figure 4 fonctionne en auto-transformateur et comporte une spire d'excitation et quatre spires de résonance en plus de la spire d'excitation. D'autres configurations pourront être prévues. Par exemple, pour obtenir plus de tension et moins de courant, on augmente le nombre de spires de l'inductance L1 et on diminue celui de l'inductance L2. Pour diminuer la valeur de l'élément capacitif C, on augmente le nombre total de spires. La figure 5 représente de façon très schématique une vue en coupe d'un tronçon de piste selon la ligne V-V de la figure 1 ou de la figure 3. Cette figure illustre les lignes de champ générées par la piste en supposant un sens de circulation du courant tel qu'illustré par les croix et points en figure 5. On voit que la piste comporte, dans son épaisseur, les conducteurs longitudinaux participants à la génération du champ magnétique. Le courant est alternatif et circule dans des directions opposées à un instant donné. Chaque conducteur peut bien entendu en fait être constitué de plusieurs fils juxtaposés. Dans un mode de réalisation simplifié, le champ magnétique ne sert qu'à fournir l'alimentation nécessaire au véhicule 2 (et le cas échéant des commandes d'accélération et de freinage). La piste comporte alors des rails pour fixer la direction des véhicules. Ce sera le cas, par exemple pour un train électrique.

Dans le mode de réalisation préféré représenté, la piste du circuit ne comporte ni rail, ni conducteur apparent. Cela améliore le rendement du circuit. La surface de la piste peut être plane ou bosselée selon le rendu souhaité. De même elle peut simuler différents types de revêtement (route, chemin, etc.). La voiture 2 n'est en contact avec la piste 1 que par ses B10180

9 roues 23. De plus, ce contact est un contact uniquement mécanique et non un contact électrique. Comme l'illustre la figure 5, une alimentation électrique (tension alternative) du circuit résonant génère un champ magnétique dans un plan vertical (perpendiculaire à la direction longitudinale de la piste et symétrique par rapport au milieu entre les deux groupes de spires, ce milieu correspondant de préférence au centre de la piste. Un exemple de sens instantané de circulation du courant dans ces conducteurs a été symbolisé en figure 5. Dans l'exemple de la figure 5, le champ magnétique est capté au moins par deux enroulements vertical 21v et horizontal 21h intégrés dans la voiture 2. Un tel mode de réalisation permet en outre de contrôler la direction du véhicule.

Les figures 5A et 5B montrent des exemples d'amplitude et de phase Uh et Uv présentes respectivement aux bornes des enroulements 21h et 21v en fonction de la position latérale de la voiture 2 sur la piste 1. La phase est représentée par les signes respectifs des signaux Uh et Uv sur ces figures. Si ces signes sont opposés, alors les signaux aux bornes des enroulements 21h et 21v sont en opposition de phase. Ils sont en phase dans le cas contraire. Comme l'illustre la figure 5A, la phase du signal Uh aux bornes de l'enroulement 21h s'inverse au centre de la piste qui correspond au milieu des spires 51, 52, 53 et 54. Pour ce qui est de l'enroulement vertical 21v, l'amplitude à ses bornes croît depuis les bords de la piste en passant par une valeur nulle au droit du centre de la piste. Entre les conducteurs des spires, l'amplitude Uv augmente sur la largeur de la piste jusqu'à atteindre un maximum au centre de celle-ci. L'interprétation des amplitudes Uh et Uv permet de déterminer la position de la voiture sur la piste. De façon simplifiée, la phase de la tension Uh aux bornes de l'enroulement horizontal fixe la position droite ou gauche du véhicule par rapport au centre la piste tandis que l'amplitude de la tension Uv aux B10180

10 bornes de l'enroulement vertical permet d'évaluer sa position entre les bords de la piste et le centre. Lorsque la voiture se trouve au centre de la piste, la position peut être affinée par l'enroulement vertical, la position droite ou gauche par rapport au centre restant donnée par l'enroulement horizontal. Pour plus de détails sur le contrôle de la direction d'un véhicule, on pourra se référer aux demandes de brevet français 09/52897 (B9301), américain 12/770428 et européen 10 161 515.1 de la demanderesse.

Le fait de connecter en série plusieurs circuits résonants approximativement accordés sur la même fréquence de résonance présente plusieurs avantages. Tout d'abord, le courant d'excitation est mieux réparti dans tout le circuit car il est forcé de parcourir chaque tronçon qui reçoit donc la même valeur que tous les autres. L'alimentation doit maintenir ce courant à une valeur constante. Le recours à une capacité de résonance par tronçon évite le besoin d'adapter cette capacité en fonction du nombre de tronçons de la piste. De plus, cela permet d'utiliser des éléments inductifs de valeur plus faible et, par voie de conséquence, des éléments capacitifs de valeur plus élevée. Il en découle une sensibilité moindre aux capacités parasites environnant le circuit qui deviennent alors négligeables devant la capacité du circuit. Selon un premier mode de réalisation tel qu'illustré par la figure 2, les circuits résonants sont connectés en série les uns avec les autres et alimentés par un seul générateur. On notera, malgré la représentation simplifiée de la figure 2, que les circuits résonants équipant le circuit sont de préférence réalisés conformément au mode de réalisation illustré par les figures 3 et 4. La figure 6 représente partiellement un mode de réalisation préféré d'un circuit dans lequel chaque tronçon de piste (seuls trois tronçons 13, 13' et 16 ont été représentés en B10180 11 figure 6) comporte un circuit résonant 5 du type de celui illustré par les figures 3 et synchronisation 6. Le rôle de ce 4, associé à un circuit de circuit de synchronisation 6 de garantir une fréquence de circuits résonants. En effet, éléments capacitifs (C, figures 3 sont susceptibles de est les de s résonants résonance identique pour tous les tolérances de fabrication et 4) des circuits conduire à des variations de l'accord entre ces circuits. De telles variations, si elles sont à à trop importantes, nuisent produit donc à la portée, système. l'intensité du champ magnétique l'uniformité et au rendement du Le circuit de synchronisation 6 par exemple est, comme on le verra par la suite en relation avec la figure 8, un circuit électronique (par exemple intégré) dans chaque tronçon de piste ou placé sous chaque tronçon de piste. La figure 7 représente le schéma électrique fonctionnel du circuit de la figure 6. Selon ce mode de réalisation, un condensateur C' commutable est associé en parallèle avec l'élément capacitif C du tronçon et avec l'élément inductif de résonance L. Un inter-rupteur K, connecté en série avec l'élément capacitif C', est commandé par un signal CT. Dans un mode de réalisation non représenté, ce signal CT est fourni par le bloc d'alimentation 3. Toutefois, un tel mode de réalisation requiert un conducteur de synchronisation additionnel pour chaque tronçon de piste. La figure 8 illustre un mode de réalisation préféré dans lequel un tel conducteur additionnel n'est pas nécessaire. Dans l'exemple de la figure 8, l'élément inductif du circuit résonant est du type décrit en relation avec les figures 3 et 4. Dans l'exemple de la figure 8, un enroulement primaire 612 d'un transformateur de courant 61 dont le secondaire 613 sert au circuit de synchronisation est connecté en série avec les enroulements L1 et L2 entre les borne 106 et 108. Ce transformateur de courant 61 présente un nombre de spires B10180

12 supérieur en sortie qu'en entrée (par exemple dans un rapport de l'ordre de 200) en raison du faible courant nécessaire pour la commande par rapport à celui requis pour l'alimentation des éléments inductifs.

Une première borne de l'enroulement secondaire 613 est reliée directement à une des bornes du circuit résonant (par exemple et arbitrairement la borne 106) qui constitue une référence de tension du circuit de commande 6. L'autre borne de l'enroulement secondaire 613 est reliée, par l'intermédiaire d'un demi-pont redresseur 62, à la borne 110 opposée du circuit résonant. Le demi-pont 62 est constitué, par exemple, de deux diodes Dl et D2 en série-opposition (tête-bêche), c'est-à-dire à cathode commune. Dans l'exemple représenté, la diode Dl a son anode connectée à la borne de l'enroulement secondaire 613 et sa cathode interconnectée à la diode D2 tandis que cette dernière a son anode connectée, le cas échéant par une résistance R1, à la borne 110. Le point milieu 63 entre les diodes D1 et D2 est relié à la cathode d'une diode Zener DZ dont la tension de seuil fixe la tension d'alimentation (quelque volts) souhaitée pour le circuit de commande. De préférence, un condensateur Cl de stockage et de lissage de la tension redressée est connecté en parallèle sur la diode Zener DZ. La tension aux bornes de la diode DZ est appliquée en tension d'alimentation d'une bascule 64 de type D dont l'entrée d'horloge CK est reliée à la borne de sortie du transformateur 61 (anode de la diode D1), le cas échéant par l'intermédiaire d'une résistance de protection R2. L'entrée de données D de la bascule est reliée au point milieu entre la résistance R1 et l'anode de la diode D2. La tension éventuellement délivré par R1 et D2 est limitée par la diode DZ et participe de ce fait à l'alimentation des circuits. La sortie Q de la bascule 64 sert à commander la borne de commande de l'interrupteur K. Dans l'exemple de la figure 7, ce dernier est constitué d'un transistor MOS intercalé entre la borne 106 et l'élément capacitif C'. La grille du transistor K est alors connectée par l'intermédiaire d'une diode D3 à la borne Q de la B10180

13 bascule 64 (anode de la diode D3 côté grille du transistor K). Un deuxième transistor Q2 (par exemple un transistor bipolaire de type PNP) est connecté en parallèle sur la diode D3 avec une résistance d'émetteur R3 intercalée entre son émetteur et l'anode de la diode D3. La base du transistor Q2 est reliée, d'une part, par une résistance de polarisation R4 à la sortie Q de la bascule et, d'autre part, par une résistance R5 en série avec une diode D4 et le cas échéant à une autre résistance R6 à la borne 106, l'anode de la diode D4 étant connectée côté base du transistor Q2. Les figures 9A, 9B, 9C et 9D sont des chronogrammes illustrant le fonctionnement du circuit de la figure 8. La figure 9A représente un exemple d'allure du courant d'excitation Iexc- La figure 9B représente un exemple d'allure de la tension Vres de résonance entre les bornes 110 et 106. La figure 9C illustre l'allure correspondante de la sortie Q de la bascule 64. La figure 9D représente l'allure du signal de commande CT. Le rôle de la bascule est d'échantillonner le signe de la tension aux bornes de l'enroulement L1, L2 au moment de la transition par zéro du courant d'excitation. La sortie de la bascule est ensuite utilisée pour fermer ou ouvrir l'inter-rupteur K. Selon que la tension Vres est en retard ou en avance vis-à-vis du courant de synchronisation, la bascule échantillonne respectivement 0 ou 1. Ce signal est ensuite retardé par le circuit de commande formé du transistor Q2, des résistances R4 à R6 et des diodes D3 et D4, qui introduit la capacité C' en parallèle avec le condensateur C à un moment où ils voient la même tension (mode de commutation au zéro de tension - ZVS) pour éviter toute perte d'énergie. En fait, en connectant la capacité C', on cherche à resynchroniser le courant Iexc et la tension Vres- Comme l'illustre les chronogrammes des figures 9, lorsque le courant Iexc s'annule et que la tension Vres est négative, la sortie de la bascule Q commute à l'état haut ou bas (instants t1 en figure 9C). La fermeture de l'interrupteur K est B10180

14 retardée jusqu'à ce que la tension Vsw (figure 8) aux bornes de l'interrupteur K s'annule. En fait, quand cette tension devient inférieure à la tension d'alimentation de la bascule, le transistor Q2 devient passant et l'interrupteur K commute. Cela représente les creux de tension de la tension Vres (instant t2 en figure 9D). A chaque alternance du courant Ires, on mesure la tension Vres et on commute la bascule en conséquence. En variante, on utilise une borne de réinitialisation de la bascule 64 pour réinitialiser celle-ci afin de limiter l'amplitude de résonance. D'autres variantes du circuit de commande peuvent être envisagées pourvu de respecter la fonctionnalité décrite qui est d'introduire en parallèle avec l'élément capacitif C un autre élément capacitif C' de façon temporaire et répétitive afin d'asservir la fréquence d'accord.

Dans le mode de réalisation des figures 7 à 9, l'élément capacitif C' est dimensionné en fonction de la tolérance maximum de fabrication de l'élément capacitif C (par exemple 20% de la valeur nominale de l'élément C). Ainsi, en l'absence de l'élément capacitif C' dans le circuit, la fréquence de résonance revient à la valeur maximale avec l'élément inductif L1, L2. La valeur de la capacité C' est choisie pour que, lorsqu'elle est en parallèle avec l'élément capacitif C, on retrouve la valeur maximale de la capacité C. Dans ce mode de réalisation, l'excitation du circuit est effectuée à la fréquence fixe représentant la fréquence minimale (avec la valeur de capacité C maximale). A titre d'exemple particulier de réalisation, un circuit tel que représenté par la figure 7 peut être réalisé avec les composants suivants : Diode Zener DZ de 5 volts C = 330 nanofarads ; C'=C1 = 100 nanofarads ; R1 = R6 = 47 kilo ohms ; R2 = 470 ohms ; R3 = 270 ohms ; B10180

15 R4 = 1 kilo ohms ; R5 = 2,7 kilo ohms. Selon un autre mode de réalisation, le problème de tolérance des éléments capacitifs est résolu en modulant la 5 fréquence du signal d'excitation. Les figures 10A, 10B, 10C et 10D sont des chronogrammes illustrant un tel mode de réalisation. Ces figures représentent respectivement un exemple d'allure du signal d'excitation Iexc fourni par le générateur 3 et les tensions aux 10 bornes de trois tronçons pris pour exemple Vresl, Vres2, Vres3. Le signal d'excitation est modulé en fréquence, par exemple avec un signal nominal à 60 KHz. En supposant une dérive maximum de l'ordre de 20 % pour la valeur de la capacité C, on prévoit alors une profondeur de modulation comprise entre 54 et 15 66 KHz. Par exemple, à chaque cycle on effectue une variation de 50 nanosecondes de la période. Il en découle, comme l'illustre les figures 10B, 10C, 10D, que chaque tronçon peut capter la fréquence correspondant à sa fréquence d'accord. Les chronogrammes 10B, 10C et 10D montrent un exemple 20 de comportement de trois tronçons avec des fréquences de résonance différentes. Les circuits résonants de ces tronçons entrent en résonance à des instants différents, mais présentent tous une moyenne d'énergie suffisante pour alimenter un véhicule miniature. Ces chronogrammes montrant également une variation de 25 la vitesse de modulation de fréquence, de façon à transmettre des informations au véhicule. Selon une variante de réalisation, une modulation de fréquence peut être adjointe au mode de réalisation illustré par les figures 7 à 9 de façon à transmettre des consignes au 30 véhicule. Une telle modulation de fréquence est transmise au véhicule car chaque tronçon se recale sur la fréquence d'excitation. Selon une autre variante, on tire profit de la détection de la présence d'un véhicule sur un tronçon pour 35 minimiser la puissance consommée sur les autres grâce à la B10180

16 désactivation de la synchronisation de résonance sur ceux-ci. Cette détection peut également être utilisée comme compte-tours au niveau de tronçons modifiés à cet effet. La détection peut être réalisée au travers de l'amortissement constaté au niveau du tronçon sur lequel se trouve le véhicule, ou bien par la démodulation d'un signal émis par le véhicule directement dans ses enroulements 21 couplés à l'antenne du tronçon. L'aménagement de plages à faible niveau de tension permet aussi d'améliorer la mesure de position dans la voiture 10 ou de détecter un signal émis depuis un véhicule. La figure 11 est un schéma électrique de principe d'un circuit 3 d'alimentation selon un exemple de réalisation. Un générateur 35 de signaux carrés ou sinusoïdaux, commandé par un signal CTRL pendant des périodes où la piste 15 doit être excitée est relié, en sortie, à un circuit passif. Ce circuit passif comporte un élément inductif L36, en série avec un élément capacitif C38, entre une sortie du générateur 35 et la masse, et un élément résistif commutable R37 en parallèle sur l'élément capacitif C38. L'élément résistif R37 est en série 20 avec un commutateur K39, commandé par un signal CTR. La tension d'excitation de la piste est prélevée aux bornes 321 et 322 de l'élément capacitif. En accordant approximativement le circuit LC d'alimentation à la fréquence de résonance du circuit, le courant à fournir par le générateur est rendu indépendant de 25 l'impédance résultante de la piste qui dépend du nombre de tronçons mis bout à bout. Le circuit est amorti par l'impédance de la piste. Plus cette impédance est élevée, plus le circuit oscillant fournit une tension élevée. De plus, l'amortissement est inversement proportionnel à cette impédance. Par conséquent, 30 le courant, qui représente le rapport tension sur impédance, est constant. Les plages à faible niveau de tension peuvent être réalisées par l'interruption du générateur 35, et renforcées par la fermeture de K39 qui permet la mise en circuit d'un réseau 35 d'amortissement R37.

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17 La représentation de la figure 11 est schématique et la réalisation pratique du circuit fait appel à des composants usuels. Divers modes de réalisation ont été décrits, diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. Par ailleurs, la réalisation pratique du circuit et notamment le dimensionnement des différents constituants des tronçons et des circuits d'alimentation et de commande est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données.

Claims

REVENDICATIONS1. Circuit pour véhicules miniatures comportant une piste (1) formée de tronçons (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) mis bout à bout, chaque tronçon comportant au moins un enroulement inductif plan (L ; L1, L2) et au moins un premier élément capacitif (C) formant un circuit résonant parallèle, les circuits résonants étant connectés électriquement en série.
2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel chaque circuit résonant comporte deux enroulements plans (51, 52, 53, 54) réalisant deux inductances (L1, L2) couplées, le point milieu de ces inductances définissant une première borne (108) de raccordement du circuit résonant.
3. Circuit selon la revendication 2, dans lequel une borne d'extrémité (106) de l'association en série desdits éléments inductifs définit une seconde borne de raccordement du circuit résonant.
4. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque circuit résonant comporte un deuxième élément capacitif (C') commutable en parallèle sur le premier (C).
5. Circuit selon la revendication 4, dans lequel chaque circuit résonant est associé à un circuit électronique (6) de synchronisation, propre à commander l'élément capacitif commutable (C') pour asservir la fréquence de résonance du tronçon.
6. Système pour véhicules miniatures comportant : un circuit conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5 ; et au moins un circuit (3) de génération d'un signal électrique alternatif d'excitation des circuits résonants.
7. Système selon la revendication 6, dans lequel le signal d'excitation est modulé en amplitude.
8. Système selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le signal d'excitation est modulé en fréquence.B10180 19
9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, comportant en outre au moins un véhicule miniature incluant des moyens susceptibles de capter le champ magnétique du circuit.