WO2002035296A1

WO2002035296A1 - Dispositif d"indication de l"etat de piles, destine a equiper une montre

Info

Publication number: WO2002035296A1
Application number: PCT/IB2001/001960
Authority: WO
Inventors: Urs Haeni; Laurent Boillod
Original assignee: Isa France S.A.
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2002-05-02
Also published as: FR2815729B1; EP1247145A1; FR2815729A1; EP1247145B1; US20040041570A1; DE60128328D1; US6958954B2

Abstract

Dispositif d"indication de l"état de piles pour montres. Ce dispositif comporte, en combinaison: un circuit de détermination (34) d"au moins une caractéristique physique de la pile (10) variant lorsqu"elle est en fin de vie, un circuit de comptage (36) de l"énergie consommée par la montre, un circuit d"évaluation (40) de la capacité de la pile, relié aux circuits de détermination (34) et de comptage (36) et agencé pour traiter les informations et sélectionner l"information la plus pertinente provenant soit du circuit de détermination (34), soit du circuit de comptage (36), des moyens d"affichage de l"état de la pile (38, 40, 42), et un circuit de commande (39) des moyens d"affichage.

Description

DISPOSITIF D'INDICATION DE LΕTAT DE PILES, DESTINE A EQUIPER

UNE MONTRE

La présente invention concerne un dispositif d'indication de l'état de piles, destiné à équiper une montre. De tels dispositifs sont bien connus de l'homme du métier.

L'un d'entre eux est décrit dans le brevet US 5446702. Il comporte, dans une montre, un circuit électronique d'évaluation de la charge de sa pile, un dispositif d'affichage de la date et un moteur indépendant pour entraîner ce dispositif d'affichage. Lorsque cette charge descend en dessous d'une valeur limite, le circuit électronique donne l'ordre au moteur d'entraîner le dispositif d'affichage dans une position indiquant la fin de vie de la pile. L'information ainsi donnée est donc de type binaire. Le porteur de la montre dispose ainsi de quelques jours pour changer sa pile.

Un autre dispositif de ce type est décrit dans le document JP 58061488. Il s'agit plus précisément d'une montre comportant des moyens permettant de transformer la charge de la pile en un temps de fonctionnement. Cette montre comporte un compteur et un affichage. Le compteur est régulièrement incrémenté et son contenu, qui correspond au temps de vie restant, est indiqué au moyen de l'affichage. Le porteur sait ainsi à tout moment l'espérance de vie de la pile. Pour qu'un tel dispositif soit sûr, il est nécessaire de prendre une marge de sécurité importante. En effet, la capacité d'une pile ne peut pas être mesurée avec précision sans la décharger. Elle varie considérablement de l'une à l'autre, à cause notamment des conditions de stockage. De la sorte, il est certain que, dans de nombreux cas, la pile sera changée alors que sa réserve de marche pourrait encore garantir un fonctionnement durant plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Si la marge de sécurité est insuffisante, il est également possible que la réserve soit plus faible que celle évaluée, de sorte que la montre s'arrête avant que l'indicateur ne soit à zéro, ce qui est encore plus gênant. Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients. Ce but est atteint grâce au fait que le dispositif selon l'invention comporte, en combinaison: un circuit de détermination d'au moins une caractéristique physique de la pile variant lorsqu'elle est en fin de vie, un circuit de comptage de l'énergie consommée par ladite montre, un circuit d'évaluation de la capacité de la pile, relié aux circuits de détermination et de comptage et agencé pour traiter les informations et sélectionner l'information la plus pertinente provenant soit du circuit de détermination soit du circuit de comptage, des moyens d'affichage de l'état de la pile, et un circuit de commande des moyens d'affichage.

Si les montres les plus simples ne comportent qu'un moteur assurant l'entraînement de l'ensemble de ses pièces mobiles, d'autres, plus complexes, comportent des transducteurs complémentaires, à l'instar d'un transducteur électro-acoustique, activé pour indiquer, par l'émission d'un son, un temps déterminé à l'avance. De tels transducteurs influencent considérablement la consommation de la montre. C'est pourquoi, dans un mode de réalisation particulièrement intéressant, dans lequel le dispositif est destiné à équiper une montre qui comprend plusieurs composants électriques dont l'un au moins sert à activer une fonction complémentaire à la demande de l'utilisateur, le dispositif de comptage comporte une mémoire dans laquelle sont stockées des informations relatives à la consommation de ce composant. Le circuit de comptage est agencé de manière à ce qu'il adresse au circuit d'évaluation une information relative à l'énergie consommée, chaque fois que la fonction complémentaire, activée à la demande, est sollicitée.

Il est, en général, avantageux que le circuit d'évaluation soit agencé de manière à ce qu'il adresse au circuit de commande l'information provenant du circuit de comptage tant que l'information provenant du circuit de détermination indique un fonctionnement normal de la pile. En effet, dans la plupart des cas, l'information provenant du circuit de détermination ne varie que lorsque l'énergie disponible ne peut plus assurer que quelques jours de fonctionnement normal. En procédant ainsi, la montre indique, durant l'essentiel du temps de fonctionnement de sa pile, une information provenant du circuit de comptage et qui est donnée à partir de la consommation des différents composants, alors qu'en fin de vie, c'est le circuit de détermination qui prend la relève, de sorte que l'information affichée se fonde sur des informations relatives à l'état de la pile.

Dans un mode de réalisation préféré, les moyens d'affichage comprennent une aiguille. En outre, le circuit de commande est agencé de manière à ce que, pour une consommation d'énergie donnée, le déplacement de l'aiguille est d'autant plus important que l'énergie disponible est faible. De la sorte, la lecture peut se faire sur un angle important en fin de vie, ce qui correspond à la période la plus critique. Avantageusement, les moyens d'affichage comprennent, en outre, une échelle en regard de laquelle se déplace l'aiguille, cette échelle comporte un premier secteur, qui indique l'énergie disponible, comprise entre 100% et une valeur non nulle et un second secteur, qui indique que la pile est en fin de vie. Le circuit de commande est agencé de manière à ce qu'il amène l'aiguille en regard du premier secteur exclusivement tant que l'information provenant du circuit de comptage est considérée comme la plus pertinente. Le circuit de commande est agencé de manière à ce que l'aiguille soit amenée en regard du second secteur lorsque le circuit d'évaluation adresse au circuit de commande un ordre d'indication de fin de vie, dès que l'information provenant du circuit de détermination montre que la caractéristique physique de la pile varie.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, dans lequel:

La figure 1 représente, de manière schématique, une montre munie d'un tel dispositif, et La figure 2 montre une partie de cadran de la montre avec les moyens d'affichage de l'état de la pile.

La montre schématiquement représentée à la figure 1 comporte, de manière classique, une pile 10, un circuit électronique de comptage du temps 12, un circuit électronique d'alarme 14 et un dispositif de détection et d'indication de l'état de la pile 16. La pile 10 alimente les circuits 12 et 14 ainsi que le dispositif 16, comme représenté au dessin par les traits épais.

Le circuit de comptage du temps 12 comprend une base de temps 18, en général un quartz et son circuit d'entretien, un diviseur de fréquence 20 assurant, en outre, une fonction de compteur, et un transducteur électromagnétique 22, formé d'un moteur et de son circuit de commande.

La base de temps 18 délivre un signal sinusoïdal de fréquence stable. Le diviseur 20 transforme le signal sinusoïdal en des impulsions carrées et divise la fréquence jusqu'à 1 Hz ou au-dessous, selon la fréquence de rotation du moteur. Le diviseur 20 assure, en outre, une fonction de compteur. Il est agencé pour contenir les informations relatives à la seconde, la minute et l'heure du temps courant. Les signaux de 1 Hz sont appliqués au circuit de commande du moteur, qui délivre des impulsions motrices. Le moteur du transducteur 22 comporte un rotor, entraîné par ces impulsions motrices, qui fait tourner un train d'engrenages, schématiquement représenté en 24, lequel porte des aiguilles assurant l'affichage du temps courant.

Le circuit d'alarme 14 est formé d'un comparateur 26, d'une mémoire 28, d'une commande 30 et d'un transducteur électroacoustique 32. Il est destiné à attirer l'attention du porteur en un instant donné, choisit à l'avance. Le comparateur 26 est relié au circuit diviseur 20, à la mémoire 28 à la commande 30. Lorsqu'il y a identité entre les contenus de la mémoire 28 et de la partie compteur du diviseur 20, cela signifie que l'instant choisi est atteint. Le comparateur 26 en informe la commande 30 qui active alors le transducteur 32. Le dispositif de détection et d'indication de l'état de la pile 16 comporte un circuit 34 de détermination de l'état de la charge de la pile, un circuit 36 de comptage de l'énergie consommée par les composants de la montre, des moyens d'affichage 38, un circuit de commande 39 des moyens d'affichage, et un circuit d'évaluation 40.

Le circuit 34 détermine si la tension mesurée en charge est ou non inférieure à une valeur limite qui, lorsqu'elle est atteinte, signifie que la pile arrive en fin de vie. Il est branché aux bornes de la pile 10 ou d'une résistance disposée en série à sa sortie, pour mesurer la tension, de manière classique.

Le circuit de comptage 36 est relié au diviseur 20 et à la commande 30. Il connaît ainsi le temps durant lequel le transducteur 32 fonctionne et le nombre de fois que l'alarme est activée. On relèvera qu'il n'est pas nécessaire que le circuit de comptage 36 soit relié au transducteur 22, car ce dernier travaille de manière régulière, de sorte que sa consommation peut être évaluée sur la base des informations provenant du diviseur 20.

Il est bien clair que si la montre était munie d'autres fonctions, par exemple d'un chronographe, le circuit de comptage 36 serait également relié au circuit de commande de cette fonction, afin de connaître le temps durant lequel il fonctionne.

Le circuit de comptage 36 comporte une mémoire et un compteur à décrémentation, qui n'ont pas été représentés au dessin, pour éviter de le surcharger. La mémoire contient des informations relatives à la capacité prévisible de la pile et à la consommation d'énergie de chacun des composants de la montre, qui seront précisées plus loin. Ces informations sont introduites en fabrication.

Les moyens d'affichage 38 sont partiellement représentés sur la figure 2. On peut y voir une aiguille 42 et une échelle d'affichage 44 comportant un premier secteur 44a en regard duquel se trouvent des indications relatives à la charge, en l'occurrence les nombres "100, 50, 20 et 10", et un second secteur 44b en regard duquel se trouve l'aiguille 42 lorsque la pile est en fin de vie.

L'aiguille 42 est portée par un mobile faisant partie d'un train d'engrenages, lui-même entraîné par un moteur pas à pas. Tant le moteur que le train d'engrenages n'ont pas été représentés, pour éviter de surcharger le dessin.

Le circuit d'évaluation 40 reçoit des informations à la fois du circuit de détermination 34 et du circuit de comptage 36.

La montre telle que définie ci-dessus comporte, en outre, des moyens de commande, permettant de corriger l'heure affichée et d'introduire les temps auxquels l'alarme doit être activée, qui n'ont pas été représentés, car ils sont parfaitement connus de l'homme du métier. Elle fonctionne de la manière suivante.

La base de temps 18 délivre un signal à l'entrée du diviseur 20. Ce dernier adresse des impulsions au moteur 22 qui entraîne le train d'engrenages 24. Le diviseur 20, dans sa partie compteur, comporte les informations relatives au temps courant, soit la minute, l'heure, le jour, etc.

Les moyens de commande de la montre sont, par exemple, formés d'une couronne ou de poussoirs, qui permettent de modifier l'information affichée par les aiguilles, en faisant tourner le moteur 22 à grande vitesse et, simultanément, de corriger le contenu du diviseur 20.

Les moyens de commande assurent, en outre, la modification et l'activation ou la désactivation du circuit d'alarme 14. Plus précisément, le contenu de la mémoire 28 ajusté, enregistrant ainsi une heure d'alarme. En outre, le comparateur 26 est mis en service de manière à ce que la commande 30 soit activée lorsque le contenu de la mémoire 28 correspond à celui de la partie compteur du diviseur 20. Le transducteur 32 émet alors un ou plusieurs signaux sonores informant le porteur, ainsi qu'il l'avait programmé.

Le circuit de comptage 36 est muni, dans sa mémoire, d'informations relatives à capacité de la pile, à la consommation des différents composants de la montre, ainsi qu'à l'indication de la charge de la pile. Plus précisément, la mémoire contient une valeur C_p correspondant à la charge de la pile et deux autres valeurs, T_m et T_a, relatives à la consommation de la montre. T_m se rapporte à la consommation de la montre en fonctionnement normale, c'est-à-dire celle relative au circuit 12, et T_a au fonctionnement de l'alarme, c'est-à-dire au circuit 14.

Par exemple, avec une capacité de pile égale à 10 mAh, C_p pourrait être égale à 10O00. T_m et T_a sont, alors, les temps nécessaires pour que la montre en fonctionnement normal, respectivement l'alarme, consomme 1 μAh, soit un dix millième de la charge totale. Typiquement, T_m pourrait être égal à 3600 secondes, soit une heure. Cela signifie que la consommation de la montre est de 1μA. T_a pourrait être égale à 3,6 secondes, la consommation du transducteur 32 étant égale à 1 mA. Les informations concernant l'indication relative à la charge de la pile concernent les valeurs de l'état du décrementeur pour lesquelles l'aiguille doit être déplacée. Ces valeurs sont appelées valeurs de saut dans la suite de la description.

Lorsqu'une nouvelle pile est mise en place, le décrementeur est initialisé à sa valeur nominale. Il est décrémenté de 1 chaque fois que la montre en fonctionnement normal a assuré sa fonction durant un temps T_m, ou que la fonction complémentaire est activée durant un temps T_a. L'état du décrementeur est ensuite comparé avec la valeur en mémoire relative à l'indication. Chaque fois que l'état correspond à une valeur de saut, l'information est transmise au circuit d'évaluation 40.

Le circuit d'évaluation 40 reçoit des informations à la fois du circuit de détermination 34 et du circuit de comptage 36. Tant que le circuit de détermination informe le circuit d'évaluation que la tension de la pile est supérieure à la valeur limite, le circuit d'évaluation 40 considère l'information provenant du circuit de comptage 36 comme pertinente. Il donne alors l'ordre à l'indicateur 38, et plus particulièrement à son moteur, d'entraîner l'aiguille 42 de un pas chaque fois que le contenu du circuit de comptage 36 est égal à une valeur de seuil. Le nombre de valeurs de saut, typiquement compris entre 5 et 25, est égal au nombre de pas que doit effectuer le moteur de l'indicateur 38 pour que l'aiguille 42 parcoure l'angle qui correspond au secteur 44a.

Lorsque l'aiguille 42 a atteint une position correspondant à la fin du secteur 44a, cela signifie que, pour une pile normale, son espérance de vie est faible, de l'ordre de quelques jours à quelques semaines. Au-dessous de cette valeur, il n'y a plus de valeur de saut.

L'aiguille 42 n'entre dans le second secteur 44b qu'au moment où le circuit de détermination 34 adresse au circuit d'évaluation 26 l'information relative à la chute de tension aux bornes de la pile 10. A ce moment-là, quelle que soit la position de l'aiguille 42, cette dernière est amenée en regard du secteur 44b.

Avec un tel mode de fonctionnement, il est possible que l'aiguille 42 n'atteigne jamais la limite du premier secteur ou, au contraire, y reste un temps relativement long. Un choix opportun de la valeur C_p permettra d'éviter que le saut ne soit trop important au moment où le circuit de détermination 34 informe le circuit d'évaluation 40 de la fin prochaine de la pile. De la sorte, l'utilisateur pourra prendre en compte la fin de vie de cette pile, en la changeant lorsqu'il doit, par exemple, partir en voyage, alors qu'il peut, sans autre attendre que l'aiguille se trouve dans le secteur 44b dans des conditions normales de vie.

Dans la description ci-dessus, il est fait mention de différents circuits électroniques assurant des fonctions spécifiques. Il va de soi que ces fonctions pourraient, sans autre être assurées par un microprocesseur comportant un programme dont les différentes séquences effectuent les fonctions énoncées ci-dessus.

Le dispositif tel que décrit peut, bien entendu, faire l'objet de nombreuses, variantes. Il est ainsi possible de prévoir un circuit de comptage avec un incrémenteur plutôt qu'un décrementeur. Il est également possible de prévoir une échelle linéaire pour l'affichage de l'énergie disponible. Une solution équivalente peut être appliquée à une montre munie d'un affichage à cristaux liquides, de type numérique ou par secteurs. Il est également envisageable d'associer à la montre une indication complémentaire lorsque la pile arrive en fin de vie, par exemple en faisant boiter une aiguille des secondes, en faisant clignoter un affichage, etc. Il est aussi possible d'interrompre l'utilisation possible de certaines fonctions gourmandes en énergies, comme un chronographe, par exemple.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'indication de l'état de piles pour montres, caractérisée en ce qu'il comporte, en combinaison: un circuit de détermination (34) d'au moins une caractéristique 5 physique de la pile (10) variant lorsqu'elle est en fin de vie, un circuit de comptage (36) de l'énergie consommée par ladite montre, un circuit d'évaluation (40) de la capacité de la pile, relié aux circuits de détermination (34) et de comptage (36) et agencé pour traiter les 10 informations et sélectionner l'information la plus pertinente provenant soit du circuit de détermination (34), soit du circuit de comptage (36), des moyens d'affichage de l'état de la pile (38, 40, 42), et un circuit de commande (39) desdits moyens d'affichage.

152. Dispositif selon la revendication 1 , destiné à équiper une montre qui comprend plusieurs composants électriques dont l'un au moins (14) sert à activer une fonction complémentaire à la demande de l'utilisateur, caractérisé en ce que ledit circuit de comptage (36) comporte une mémoire dans laquelle sont stockées des informations relatives à la consommation

20 dudit composant, et en ce que ledit circuit de comptage (36) est agencé de manière à ce qu'il adresse au circuit d'évaluation (40) une information relative à l'énergie consommée chaque fois que la fonction complémentaire, activée à la demande, est sollicitée.

253. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit circuit d'évaluation (40) est agencé de manière à ce qu'il adresse, audit circuit de commande (39), l'information provenant du circuit de comptage (36) tant que l'information provenant du circuit de détermination (34) indique un fonctionnement normal de ladite pile.

30

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'affichage (38) sont formés d'une aiguille (42) et en ce que lesdits circuits d'évaluation (40) et de commande (39) sont agencés de manière à ce que, pour une consommation d'énergie donnée, le déplacement de l'aiguille est d'autant plus important que l'énergie disponible est faible.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'affichage (38) comporte, en outre, une échelle (44) en regard de laquelle ladite aiguille (42) se déplace, ladite échelle comportant un premier secteur (44a), qui indique la quantité d'énergie disponible comprise entre 100% et une valeur non nulle, et un second secteur (44b), qui indique que la pile est en fin de vie, et en ce que ledit circuit de commande (39) est agencé de manière à ce qu'il amène l'aiguille (42) en regard du premier secteur (44a) exclusivement, tant que l'information provenant du circuit de comptage (36) est considérée comme la plus pertinente.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de commande (39) est agencé de manière à ce que ladite aiguille (42) soit amenée en regard du second secteur (44b) lorsque ledit circuit d'évaluation (40) adresse au circuit de commande (39) un ordre d'indication de fin de vie, dès que l'information provenant du circuit de détermination (34) montre que ladite caractéristique varie.