WO2018087353A1 - Dispositif de codage d'informations entre une pluralité d'interrupteurs d'un levier de manœuvre et un dispositif de commande - Google Patents

Dispositif de codage d'informations entre une pluralité d'interrupteurs d'un levier de manœuvre et un dispositif de commande Download PDF

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Jean De La Bardonnie
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Ratier-Figeac
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Definitions

  • the invention relates to an information coding device, more particularly to a coding device concerning the state of normally closed contact control switches carried by an operating lever such as a steering wheel or an aircraft control stick. and a control device, for example a flight control computer of an aircraft.
  • the invention applies more particularly to a helicopter control stick.
  • a movable operating lever carried by a movable operating lever relative to a frame, for example an automobile steering wheel or an aircraft steering column, in the direction of a fixed control device with respect to this built has always been a problem, whether in the aeronautics, automotive or any other field. Indeed, if one wants to be able to detect the state of n switches independently of each other, it is necessary to have at least n + 1 son drivers connecting the mobile lever to the control device.
  • Such a quantity of conductive wires all the more so if these wires must be doubled for reasons of reliability, limit the freedom of movement of the mobile lever by spring effect and pose a problem of cable passage at the joint or joints of the movable lever with the frame supporting the fixed control device relative to the frame.
  • the measured voltage is representative of the sum of the resistors in parallel of the switches concerned. Since the number of switches in the circuit is large, the identification of the actuated switches becomes difficult. It is also very difficult to recognize an action on a priority switch when the range of variation of the voltage measured for this switch is disturbed by the other switches that can be operated simultaneously.
  • the invention therefore aims at providing an information coding device between a plurality of normally closed switches and a control device making it possible to define priorities between the switches.
  • the invention also aims to provide such a device avoiding confusion when several switches are operated simultaneously.
  • the invention also aims to provide such a device that is simple to implement, particularly when the switches are located away from the control device.
  • the invention relates to an information coding device between a plurality of normally closed switches placed on an operating lever and a control device, said device comprising:
  • a voltage line connected to a positive terminal of a voltage source, a reference line connected to a ground of the voltage source, a measurement line connected to the control device,
  • each switch being associated with a single resistor and connected by a first terminal at a first terminal of said resistor at a common point, said priority node,
  • each priority node is placed on the first terminal of the switch closest to the voltage line, called the upstream terminal of the switch,
  • each resistor is connected to the measurement line, the measurement line is connected to the reference line by an additional resistance called foot resistance.
  • a rank for a switch of a plurality of switches in series is defined to define the relative position of this switch in the series.
  • the lowest rank is assigned to the switch closest to the voltage source and increases with the distance of a switch to that voltage source.
  • a node is also defined at the connection point of the terminal of a switch closest to the voltage source and a resistor, the resistor and the node being assigned the same rank as the switch connected to that node.
  • the rank node i is placed between the switch of rank i and the switch of rank i-1 and the resistance of rank i is connected to the knot of rank i.
  • upstream and downstream as well as their derivative expressions (upstream, downstream, etc.) may be used to determine a relative position of two elements with respect to the terminals of the voltage source.
  • the terminal of a switch closest to the positive terminal of the voltage source is the upstream terminal of this switch.
  • a switch higher than another switch is placed downstream of the latter, that is to say closer to the mass of the voltage source.
  • each resistor is connected to the reference line via said foot resistor.
  • the higher-ranking switch comprises a second terminal connected to the reference line via said foot resistor.
  • the switch farthest from the voltage line is connected by a second terminal to the measurement line. In this way, when none of the switches is actuated, the measurement line is directly connected to the voltage line and the value measured on the measurement line is equal to the supply voltage of the device.
  • the priority node closest to the voltage line is connected thereto via an additional resistor, called the head resistor.
  • the head resistor When no switch is actuated, the voltage measured on the measurement line is determined by the ratio of the bridge made by the head resistance and the foot resistance. Therefore, it is possible to distinguish the case where no switch is actuated from a short circuit of the measurement line to the voltage line. The reliability of the coding device is thus improved.
  • it comprises an alternative measurement line connected to the priority node closest to the voltage line.
  • this alternative measurement line it is possible to obtain two separate and redundant measurements of the state of the switches and to improve the reliability of the device.
  • the latter is at least partially arranged inside the operating lever. Therefore, the various resistances of the device are closer to the switches carried by the operating lever and it is connected to its fixed base only by three son corresponding to the voltage lines, measurement and reference.
  • the foot resistance connected directly to the reference line and the head resistor connected directly to the voltage line are placed at the outside of the operating lever and make it possible to check the correct operation of the coding device. Therefore, all that is required is two connecting wires between the operating lever and an external card, for example part of the control device, carrying the head resistor and the foot resistor for conveying the various state information of the switches.
  • the head resistor limits the current in the case where the connecting wire between the head resistor and the operating lever is short-circuited to ground or when the measuring line is shorted to ground and no switch is operated.
  • each switch comprises at least two pairs of contacts, a first pair normally closed and a second pair normally open, the different pairs of contacts changing state simultaneously.
  • the coding device comprises at least one complementary arrangement comprising a network of resistances in series between a second voltage line connected to a positive terminal of a voltage source and a plurality of pairs of normally open contacts, each pair of contacts having an upstream terminal and a downstream terminal, the upstream terminal of each pair of contacts being respectively connected to a connection point between two consecutive resistors and the downstream terminal being connected to a second line of reference connected to a mass of a voltage source.
  • this (t) (s) arrangement (s) complementary (s) it is possible to obtain redundant information on the state of the switches, including using a separate hardware, and a coding device having improved reliability .
  • the resistor network of at least one complementary arrangement has a first end connected to the second voltage line and a second end connected to the second reference line.
  • this resistor network is connected to a second measurement line.
  • the second end of this resistor network is connected to the second measurement line.
  • the downstream terminal of each pair of normally open contacts is connected to a ground of the voltage source via a resistor, called complementary foot resistance. Nevertheless, nothing prevents the downstream terminal of each pair of normally open contacts from being directly connected to a ground of the voltage source, the voltage measurement being performed on a second alternative measurement line connected to the nearest priority node of said second voltage line of this complementary arrangement.
  • the coding device comprises at least one complementary arrangement comprising a network of resistors in series between a second voltage line and a plurality of normally open pairs of contacts, each pair of contacts comprising a an upstream terminal and a downstream terminal, the upstream terminal of each pair of contacts being respectively connected to a connection point between two consecutive resistors and the downstream terminal being connected to a second measurement line.
  • the downstream terminal of each pair of contacts is connected to the second measurement line and to a ground of the voltage source.
  • downstream terminal of each pair of contacts may be connected only to a ground of the voltage source.
  • the complementary arrangement also comprises an AC measurement line connected to a downstream terminal of a first resistor of said resistor network of which an upstream terminal is directly connected to the second voltage line. .
  • the complementary arrangement therefore comprises said second measurement line and said alternative measurement line. It is thus possible to have two measurements for the same arrangement.
  • the complementary arrangement comprises an additional resistor connected between the upstream terminal of the highest-ranking pair of contacts and the line measurement. With this additional resistance, it is possible to distinguish a normal operating state, where no switch is actuated, a failure due to the breakage of a power wire.
  • the invention also extends to an operating lever movable relative to a frame and connected to a control device, characterized in that it comprises a coding device having any of the features set out above.
  • the operating lever forms a control stick of an aircraft, in particular a helicopter.
  • the device according to the invention makes it possible, in the event of unfortunate simultaneous support on several buttons, as may happen in an emergency situation, to use the hierarchy of priorities between buttons to favor the most important action to perform.
  • the invention also relates to a coding device and an operating lever characterized, in combination or not, by all or some of the features mentioned above or below. Whatever the formal presentation given, unless expressly stated otherwise, the various characteristics mentioned above or below must not be considered as closely or inextricably linked together, the invention may relate to only one of those structural or functional features, or only some of these structural or functional features, or only part of one of these structural or functional features, or any grouping, combination or juxtaposition of all or part of these structural or functional features .
  • FIG. 1 represents a first diagram of a coding device according to the invention, making it possible to highlight a hierarchy of priorities between the switches;
  • - Figure 2 shows a diagram of a coding device according to the invention using switches having two pairs of contacts of the opposite type (normally open and normally closed) and an arrangement for the redundancy of information.
  • FIG. 1 represents an electrical diagram of a coding device 1 according to the invention.
  • the device 1 comprises a plurality of normally closed switches PI to Pn arranged in series and connected by a terminal of the lower-order switch PI to a positive terminal Vcc of a voltage source via a head resistor Rt and a voltage line 3.
  • the switches have been represented symbolically in the form of pushbuttons with normally closed contacts, that is to say that the terminals of the switches are short-circuited. circuit as long as the switches are not actuated and go into open circuit when the switch is actuated.
  • a resistor R1 to Rn is connected by one of its terminals to the upstream terminal (that is to say the terminal closest to the voltage source Vcc) of the switch.
  • Each connection point between a resistor and a switch defines a node, said priority node NI to Nn.
  • the opposite terminal of each resistor R1 to Rn is connected to a measurement line 5, itself connected to the ground of the voltage source by a foot resistor Rp and a reference line 4.
  • the downstream terminal of the highest-ranking switch Pn is also connected to the measurement line 5.
  • the coding device 1 is for the most part contained in an operating lever 2 represented in FIG. 1 by a dashed frame. Only the head resistors Rt and foot Rp can be placed outside the operating lever 2 for the purpose of verifying the correct operation of the coding device as will be seen later.
  • the operation of the coding device is as follows: when none of the switches is actuated, all the switches are short-circuited. In a non-preferential mode of operation of the device, if the head resistor Rt is absent or of zero value, and if the downstream terminal of the switch of highest rank Pn is not connected to the measurement line 5, the voltage present at all nodes of priority NI to Nn is equal to the voltage of the current source Vcc. The resistors R1 to Rn are then arranged in parallel and the voltage Vmes measured on the measurement line 5 when none of the switches is actuated is equal to:
  • Vms VCC X- -, where R (RlllRn) is the
  • resistance equivalent to resistances R1 to Rn in parallel If the resistance Rt is present and of non-zero value, its value is added to the denominator of the preceding equation.
  • the downstream terminal of the switch of highest rank is connected to the measurement line 5 which allows to set its potential relative to ground. Therefore, if no switch is actuated, the measured voltage Vmes is equal to:
  • Vmes Vcc x
  • the supply circuit of the resistors Ri + 1 to Rn is interrupted and only the resistors R1 to Ri are fed.
  • the circuit comprises the head resistor Rt in series with an equivalent resistance to the resistors R1 to R1 in parallel, the measuring point of the voltage Vmes and the ground resistance Rp to ground.
  • Vmes Vcc x
  • the ratio of the voltage measured at the supply voltage has steps of the order of 10% making it possible to discriminate without risk of error which switch is actuated.
  • the voltage measured when no switch is actuated is sufficiently different from the supply voltage to be able to discriminate cases of failure such as the break of the reference line or a short circuit of the supply line. at the measuring line.
  • each switch comprises at least two pairs of contacts, a first pair said normally closed in which the two terminals are connected in short circuit when the switch or the push button is not actuated and a second pair of contacts so-called normally open in which the two terminals are in open circuit as long as the switch or the push-button is not actuated.
  • first and second pair of contacts change state simultaneously when the switch or push button is pressed.
  • each switch is designated by two markers, a first mark Pi representing the pair of normally closed contacts of the switch of rank i and a second mark P'i representing the normally open pair of contacts of this same switch. rank i.
  • Vmes Vcc x
  • a second voltage line 3 'and a second reference line 4' which may or may not be connected to the same potential as the voltage lines 3 and 4 serving the left side of the arrangement.
  • a resistor network R'l ... R'i ... R'n is arranged in series between the voltage line 3 'and the measurement line 5'.
  • the measuring line 5 ' is connected to the reference line 4' by a foot resistor R'p.
  • Each connection point between two consecutive resistors is connected to the upstream terminal of a pair of contacts P'l ... P'i ... P'n normally open, the downstream terminal of this pair of contacts being connected to the measuring line 5 '.
  • V V ce x - -
  • a redundant coding device for increasing the reliability of the transmitted information.
  • a coding device comprising several combination of arrangements, for example two arrangements based on switches having two pairs of normally open contacts, three arrangements with switches having three pairs of contacts having two pairs of normally closed contacts and one pair of normally open contacts, or vice versa, etc.
  • the measurement lines can be connected, as illustrated by the alternative measurement lines Vmes_alt and V'mes_alt in dashed lines in FIG. 2, to the downstream terminal of the resistor Rt (respectively R'1) directly connected to the line.
  • Rt resistor
  • the coding device described above can be usefully integrated into a lever for maneuvering a helicopter control stick by associating it with a control device such as a flight control computer, without hindering the free play.
  • a control device such as a flight control computer
  • the invention can be the subject of many variants and applications other than those described above.
  • the structural and / or functional characteristics of the various embodiments described above may be wholly or partly the subject of any different juxtaposition or any different combination.
  • an information coding device according to the invention can be applied to other operating devices such as a steering wheel of a motor vehicle or a control box of mobile machines such as an agricultural tractor or a tractor. crane or a remote manipulation device.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de codage d'informations entre une pluralité d'interrupteurs (P1...Pn) normalement fermés placés sur un levier de manœuvre (2) et un dispositif (9) de commande, lesdits interrupteurs étant connectés en série entre une ligne de tension (3) et une ligne de mesure (5), chaque interrupteur (Pi) étant associés à une résistance (Ri) unique connectée entre la borne de l'interrupteur la plus proche d'une source de tension (Vcc) et la ligne de mesure. Le dispositif de codage permet ainsi d'obtenir une hiérarchie des interrupteurs.

Description

DISPOSITIF DE CODAGE D'INFORMATIONS ENTRE UNE PLURALITÉ D'INTERRUPTEURS D'UN LEVIER DE MANŒUVRE ET UN DISPOSITIF DE
COMMANDE
L'invention concerne un dispositif de codage d'information, plus particulièrement un dispositif de codage concernant l'état d'interrupteurs de commande à contacts normalement fermés portés par un levier de manœuvre tel qu'un volant ou un manche de pilotage d'aéronef et un dispositif de commande, par exemple un calculateur de commande de vol d'un aéronef. L'invention s'applique plus particulièrement à un manche de pilotage d'hélicoptère.
La transmission de l'état d'une pluralité d'interrupteurs
(bistables ou boutons poussoirs ou autres) portés par un levier de manœuvre mobile par rapport à un bâti, par exemple un volant d'automobile ou un manche de pilotage d'aéronef, en direction d'un dispositif de commande fixe par rapport à ce bâti a toujours été un problème, que ce soit dans l'aéronautique, dans l'automobile ou dans tout autre domaine. En effet, si on veut pouvoir détecter l'état de n interrupteurs indépendamment les uns des autres, il convient d'avoir au minimum n+1 fils conducteurs reliant le levier mobile au dispositif de commande. Une telle quantité de fils conducteurs, d'autant plus si ces fils doivent être doublés pour des raisons de fiabilité, limite la liberté de mouvement du levier mobile par effet ressort et pose un problème de passage de câble au niveau de la ou des articulations du levier mobile avec le bâti supportant le dispositif de commande fixe par rapport au bâti.
Diverses solutions, particulièrement utilisant un multiplexage électronique numérique ont été envisagées mais se sont avérées peu fiables en présence d'un environnement fortement perturbé par du rayonnement électromagnétique, par exemple foudre, rayonnement d'autres appareils (radars, etc.) tel qu'on en rencontre dans les cockpits d'aéronefs.
Des solutions analogiques, à base de réseaux de résistances reliés aux interrupteurs ont donc été envisagées. US 4,471,234 enseigne par exemple l'usage d'un réseau d'interrupteurs normalement fermés connectés en série entre une ligne d'alimentation à courant constant et une ligne de référence (masse), chaque interrupteur comportant en parallèle une résistance d'une valeur prédéterminée. La tension régnant sur la ligne d'alimentation est prélevée sur une ligne de mesure et permet d'identifier l'état des interrupteurs. Ainsi, tant qu'aucun interrupteur n'est ouvert, les résistances sont en court-circuit et la tension mesurée sur la ligne de mesure est nulle. Dès qu'un interrupteur est ouvert, la tension relevée sur la ligne de mesure est égale au produit de la valeur de la résistance en parallèle de cet interrupteur par le courant qui traverse le circuit. Cependant, ce circuit nécessite un générateur de courant précis et capable de supporter un court-circuit permanent lorsque tous les interrupteurs sont fermés. De plus, lorsque plusieurs interrupteurs sont ouverts, la tension mesurée est représentative de la somme des résistances en parallèle des interrupteurs concernés. Dès lors que le nombre d'interrupteurs du circuit est grand, l'identification des interrupteurs actionnés devient difficile. Il est en outre très difficile de reconnaître une action sur un interrupteur prioritaire dès lors que la plage de variation de la tension mesurée pour cet interrupteur est perturbée par les autres interrupteurs qui peuvent être actionnés simultanément.
L'invention vise donc à fournir un dispositif de codage d'information entre une pluralité d'interrupteurs normalement fermés et un dispositif de commande permettant de définir des priorités entre les interrupteurs.
L'invention vise également à fournir un tel dispositif évitant des confusions lorsque plusieurs interrupteurs sont actionnés simultanément.
L'invention vise encore à fournir un tel dispositif qui soit simple à mettre en œuvre, particulièrement lorsque les interrupteurs sont situés à distance du dispositif de commande.
Pour ce faire, l'invention concerne un dispositif de codage d'informations entre une pluralité d'interrupteurs normalement fermés placés sur un levier de manœuvre et un dispositif de commande, ledit dispositif comprenant :
une ligne de tension reliée à une borne positive d'une source de tension, une ligne de référence reliée à une masse de la source de tension, une ligne de mesure reliée au dispositif de commande,
- une pluralité d'interrupteurs connectés en série à la ligne de tension, chaque interrupteur étant associé à une résistance unique et connecté par une première borne à une première borne de ladite résistance en un point commun, dit nœud de priorité,
caractérisé en ce que :
chaque nœud de priorité est placé sur la première borne de l'interrupteur la plus proche de la ligne de tension, dite borne amont de l'interrupteur,
une deuxième borne de chaque résistance est reliée à la ligne de mesure, la ligne de mesure est reliée à la ligne de référence par une résistance supplémentaire dite résistance de pied.
Dans le présent texte, on définit un rang pour un interrupteur d'une pluralité d'interrupteurs en série pour définir la position relative de cet interrupteur dans la série. Le rang le plus faible est attribué à l'interrupteur le plus proche de la source de tension et s'accroit en fonction de la distance d'un interrupteur à cette source de tension. On définit également un nœud au point de connexion de la borne d'un interrupteur la plus proche de la source de tension et d'une résistance, la résistance et le nœud étant affectés du même rang que l'interrupteur connecté à ce nœud. Ainsi, le nœud de rang i est placé entre l'interrupteur de rang i et l'interrupteur de rang i-1 et la résistance de rang i est connectée au nœud de rang i. Afin de simplifier la description, les termes "amont" et "aval" ainsi que leurs expressions dérivées (en amont, en aval, etc.) pourront être employés pour déterminer une position relative de deux éléments vis-à-vis des bornes de la source de tension. Ainsi, la borne d'un interrupteur la plus proche de la borne positive de la source de tension est la borne amont de cet interrupteur. De même, un interrupteur de rang supérieur à un autre interrupteur est placé en aval de ce dernier, c'est-à-dire plus près de la masse de la source de tension.
Plus particulièrement, la deuxième borne de chaque résistance est reliée à la ligne de référence par l'intermédiaire de ladite résistance de pied. En outre, avantageusement, l'interrupteur de plus haut rang comprend une deuxième borne reliée à la ligne de référence par l'intermédiaire de ladite résistance de pied.
Grâce à cette disposition, tout interrupteur actionné et donc ouvert, coupe le circuit permettant l'alimentation des interrupteurs situés en aval de sa position. Dès lors les actions effectuées sur les interrupteurs de rang supérieur à un interrupteur actionné n'ont plus d'effet sur la valeur de tension mesurée sur la ligne de mesure. Ainsi une priorité est définie entre les interrupteurs, un interrupteur de rang donné ayant priorité sur un interrupteur de rang supérieur.
Dans certains modes de réalisation préférentiels et selon l'invention, l'interrupteur le plus éloigné de la ligne de tension est connecté par une deuxième borne à la ligne de mesure. De cette manière, lorsqu'aucun des interrupteurs n'est actionné, la ligne de mesure est directement connectée à la ligne de tension et la valeur mesurée sur la ligne de mesure est égale à la tension d'alimentation du dispositif.
Selon une variante de ces modes de réalisation préférentiels, le nœud de priorité le plus proche de la ligne de tension est connecté à celle-ci par l'intermédiaire d'une résistance additionnelle, dite résistance de tête. Grâce à cette résistance de tête, lorsqu'aucun interrupteur n'est actionné, la tension mesurée sur la ligne de mesure est déterminée par le rapport du pont réalisé par la résistance de tête et la résistance de pied. Dès lors, il est possible de distinguer le cas où aucun interrupteur n'est actionné d'un court-circuit de la ligne de mesure à la ligne de tension. La fiabilité du dispositif de codage en est ainsi améliorée.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l'invention, celui-ci comporte une ligne de mesure alternative connectée au nœud de priorité le plus proche de la ligne de tension. Grâce à cette ligne de mesure alternative, il est possible d'obtenir deux mesures distinctes et redondantes de l'état des interrupteurs et d'améliorer la fiabilité du dispositif.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l'invention, celui-ci est au moins partiellement agencé à l'intérieur du levier de manœuvre. Dès lors, les différentes résistances du dispositif sont au plus près des interrupteurs portés par le levier de manœuvre et celui-ci est relié à sa base fixe uniquement par trois fils correspondant aux lignes de tension, de mesure et de référence.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l'invention, la résistance de pied connectée directement à la ligne de référence et la résistance de tête, connectée directement à la ligne de tension sont placées à l'extérieur du levier de manœuvre et permettent de vérifier un bon fonctionnement du dispositif de codage. Dès lors, il suffit de deux fils de liaison entre le levier de manœuvre et une carte externe, par exemple faisant partie du dispositif de commande, portant la résistance de tête et la résistance de pied pour véhiculer les différentes informations d'état des interrupteurs. En outre, de cette façon, la résistance de tête permet de limiter le courant dans le cas où le fil de liaison entre la résistance de tête et le levier de manœuvre est en court-circuit à la masse ou bien lorsque la ligne de mesure est en court-circuit à la masse et qu'aucun interrupteur n'est actionné.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l'invention, chaque interrupteur comporte au moins deux paires de contacts, une première paire normalement fermée et une deuxième paire normalement ouverte, les différentes paires de contacts changeant d'état simultanément. Ceci permet au moyen d'un agencement complémentaire du dispositif de codage d'obtenir une redondance de l'information de codage fournie.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l'invention, le dispositif de codage comporte au moins un agencement complémentaire comprenant un réseau de résistances en série entre une deuxième ligne de tension reliée à une borne positive d'une source de tension et une pluralité de paires de contacts normalement ouverts, chaque paire de contacts comportant une borne amont et une borne aval, la borne amont de chaque paire de contacts étant connectée respectivement à un point de connexion entre deux résistances consécutives et la borne aval étant connectée à une deuxième ligne de référence reliée à une masse d'une source de tension. Grâce à ce(t)(s) agencement(s) complémentaire(s), il est possible d'obtenir une information redondante sur l'état des interrupteurs, en utilisant notamment un matériel distinct, et un dispositif de codage présentant une fiabilité améliorée.
En particulier, le réseau de résistances d'au moins un agencement complémentaire présente une première extrémité reliée à la deuxième ligne de tension et une deuxième extrémité reliée à la deuxième ligne de référence. En outre, ce réseau de résistances est connecté à une deuxième ligne de mesure. De préférence, la deuxième extrémité de ce réseau de résistances est connectée à la deuxième ligne de mesure.
Avantageusement, la borne aval de chaque paire de contacts normalement ouverts est connectée à une masse de la source de tension par l'intermédiaire d'une résistance, dite résistance de pied complémentaire. Néanmoins, rien n'empêche de connecter directement la borne aval de chaque paire de contacts normalement ouverts à une masse de la source de tension, la mesure de tension étant effectuée sur une deuxième ligne de mesure alternative connectée au nœud de priorité le plus proche de ladite deuxième ligne de tension de cet agencement complémentaire.
Plus particulièrement, dans certains de ces modes de réalisation, le dispositif de codage comporte au moins un agencement complémentaire comprenant un réseau de résistances en série entre une deuxième ligne de tension et une pluralité de paires de contacts normalement ouverts, chaque paire de contacts comportant une borne amont et une borne aval, la borne amont de chaque paire de contacts étant connectée respectivement à un point de connexion entre deux résistances consécutives et la borne aval étant connectée à une deuxième ligne de mesure. Ainsi, la borne aval de chaque paire de contacts est connectée à la deuxième ligne de mesure et à une masse de la source de tension.
En variante, la borne aval de chaque paire de contacts peut être connectée uniquement à une masse de la source de tension.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l'invention, l'agencement complémentaire comprend également une ligne de mesure alternative connectée à une borne aval d'une première résistance dudit réseau de résistances dont une borne amont est directement connectée à la deuxième ligne de tension. L'agencement complémentaire comprend donc ladite deuxième ligne de mesure et ladite ligne de mesure alternative. Il est ainsi possible d'avoir deux prises de mesure pour un même agencement.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l'invention, l'agencement complémentaire comporte une résistance supplémentaire connectée entre la borne amont de la paire de contacts de plus fort rang et la ligne de mesure. Grâce à cette résistance supplémentaire, il est possible de distinguer un état de fonctionnement normal, où aucun interrupteur n'est actionné, d'une panne due à la rupture d'un fil d'alimentation.
L'invention s'étend également à un levier de de manœuvre mobile par rapport à un bâti et relié à un dispositif de commande, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de codage présentant l'une quelconque des caractéristiques énoncées ci-dessus.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l'invention, le levier de manœuvre forme un manche de pilotage d'un aéronef, notamment d'un hélicoptère. Dans ce type de manche de pilotage, le dispositif selon l'invention permet, en cas d'appui simultané malencontreux sur plusieurs boutons, comme cela peut arriver en situation d'urgence, d'utiliser la hiérarchie des priorités entre boutons pour privilégier l'action la plus importante à exécuter.
L'invention concerne également un dispositif de codage et un levier de manœuvre caractérisés, en combinaison ou non, par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. Quelle que soit la présentation formelle qui en est donnée, sauf indication contraire explicite, les différentes caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après ne doivent pas être considérées comme étroitement ou inextricablement liées entre elles, l'invention pouvant concerner l'une seulement de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou une partie seulement de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou une partie seulement de l'une de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou encore tout groupement, combinaison ou juxtaposition de tout ou partie de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au vu de la description qui va suivre et des dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente un premier schéma d'un dispositif de codage selon l'invention, permettant de mettre en évidence une hiérarchie des priorités entre les interrupteurs ; - la figure 2 représente un schéma d'un dispositif de codage selon l'invention utilisant des interrupteurs comportant deux paires de contacts de type opposé (normalement ouverts et normalement fermés) et un agencement permettant la redondance des informations.
La figure 1 représente un schéma électrique d'un dispositif 1 de codage selon l'invention. Le dispositif 1 comprend une pluralité 6 d'interrupteurs normalement fermés PI à Pn agencés en série et reliés par une borne de l'interrupteur de rang le plus faible PI à une borne positive Vcc d'une source de tension par l'intermédiaire d'une résistance de tête Rt et une ligne de tension 3. Sur la figure 1, les interrupteurs ont été représentés symboliquement sous la forme de boutons poussoirs à contacts normalement fermés, c'est-à-dire que les bornes des interrupteurs sont en court-circuit tant que les interrupteurs ne sont pas actionnés et passent en circuit ouvert lorsque l'interrupteur est actionné.
Pour chaque interrupteur PI à Pn, une résistance RI à Rn est connectée par l'une de ses bornes à la borne amont (c'est-à-dire la borne la plus proche de la source de tension Vcc) de l'interrupteur. Chaque point de connexion entre une résistance et un interrupteur définit un nœud, dit nœud de priorité NI à Nn. La borne opposée de chaque résistance RI à Rn est reliée à une ligne de mesure 5, elle-même reliée à la masse de la source de tension par une résistance de pied Rp et une ligne de référence 4.
Dans un mode de réalisation préférentiel du dispositif de codage 1, la borne aval de l'interrupteur de rang le plus élevé Pn est également reliée à la ligne de mesure 5.
Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif 1 de codage est pour l'essentiel contenu dans un levier de manœuvre 2 représenté sur la figure 1 par un cadre en pointillés. Seules les résistances de tête Rt et de pied Rp peuvent être placé à l'extérieur du levier de manœuvre 2 à des fins de vérification du bon fonctionnement du dispositif de codage comme on le verra par la suite.
Le fonctionnement du dispositif de codage s'établit comme suit : lorsqu'aucun des interrupteurs n'est actionné, tous les interrupteurs sont en court-circuit. Dans un mode de fonctionnement non préférentiel du dispositif, si la résistance de tête Rt est absente ou de valeur nulle, et si la borne aval de l'interrupteur de plus fort rang Pn n'est pas reliée à la ligne de mesure 5, la tension présente à tous les nœuds de priorité NI à Nn est égale à la tension de la source de courant Vcc. Les résistances RI à Rn sont alors agencées en parallèle et la tension Vmes mesurée sur la ligne de mesure 5 lorsqu'aucun des interrupteurs n'est actionné est égale à :
Vmes = VCC X— —, où R(RlllRn) est la
R(Rl \\Rn)+Rp
résistance équivalente aux résistances RI à Rn en parallèle. Si la résistance Rt est présente et de valeur non nulle, sa valeur s'ajoute au dénominateur de l'équation précédente.
Avantageusement, dans un mode de réalisation préférentiel du dispositif de codage, la borne aval de l'interrupteur de plus fort rang est connectée à la ligne de mesure 5 ce qui permet de fixer son potentiel par rapport à la masse. Dès lors, si aucun interrupteur n'est actionné, la tension mesurée Vmes est égale à :
Rp
Vmes = Vcc x
Rt + Rp
Ainsi, en choisissant une résistance de tête Rt de valeur non nulle, il est possible de distinguer le cas où aucun interrupteur n'est actionné (ouvert) du cas où la ligne de mesure serait en court-circuit avec la source de tension. Le dispositif de codage est ainsi rendu plus fiable.
Lorsqu'un interrupteur Pi est actionné, le circuit d'alimentation des résistances Ri+1 à Rn est interrompu et seules les résistances RI à Ri sont alimentées. Dans ce cas, le circuit comprend la résistance de tête Rt en série avec une résistance équivalente aux résistances RI à Ri en parallèle, le point de mesure de la tension Vmes et la résistance de pied Rp à la masse.
Dès lors, l'équation générale de la valeur de tension mesurée s'écrit, pour un interrupteur Pi actionné :
Rp
Vmes = Vcc x
Rp + Rt + (∑;=1 ^) où (∑;=i est 1¾ résistance équivalente aux résistances
RI à Ri en parallèle.
On remarque également que lorsqu'un interrupteur Pi est ouvert, l'état des interrupteurs de rang supérieur c'est-à-dire des interrupteurs Pi+1 à Pn est indifférent et n'intervient pas sur la tension mesurée. En effet, dans ce cas, les nœuds de priorité à partir de Ni+1 ne sont plus alimentés, les résistances Ri+1 à Rn ne sont plus parcourues par du courant et ne contribuent donc plus à la tension mesurée Vmes.
On a ainsi défini un ordre de priorité : lorsque deux ou plus des interrupteurs sont actionnés simultanément, la tension mesurée correspond à l'interrupteur ouvert de rang le plus faible, celui-ci masquant l'état de tout interrupteur de rang supérieur.
À titre d'exemple, pour un dispositif de codage capable de coder huit interrupteurs, on utilise huit interrupteurs en série PI à P8 auxquels sont raccordées huit résistances RI à R8. Une résistance de tête Rt est placée entre la ligne de tension 3 et le nœud de priorité NI et une résistance de pied Rp est placée entre la ligne de mesure 5 et la ligne de référence 4. La borne aval de l'interrupteur P8 est également reliée à la ligne de mesure 5. Les valeurs de ces résistances sont calculées pour d'une part assurer un niveau de courant suffisant pour ne pas être perturbées par les différentes perturbations électromagnétiques pouvant intervenir dans un cockpit d'hélicoptère par exemple, et d'autre part pour fournir un niveau de discrimination suffisant entre les différents interrupteurs. En choisissant judicieusement les résistances, pour une tension Vcc de 10 V, une résistance de pied de 9 kQ. et une résistance de tête de 1 kQ., on obtient des mesures selon le tableau ci-après :
Résistances Valeur (kO)* Interrupteur ouvert Vmes/Vcc *
RI 80 PI 10%
R2 62 P2 20%
R3 47 P3 30%
R4 33 P4 40% R5 22 P5 50%
R6 13 P6 60%
R7 7 P7 70%
R8 2 P8 80%
Aucun 90%
* Valeur approchée arrondie
On peut ainsi constater que le rapport de la tension mesurée à la tension d'alimentation présente des pas de l'ordre de 10 % permettant de discriminer sans risque d'erreur quel est l'interrupteur actionné. En outre, la tension mesurée lorsqu'aucun interrupteur n'est actionné est suffisamment différente de la tension d'alimentation pour pouvoir discriminer des cas de panne telle que la rupture de la ligne de référence ou un court-circuit de la ligne d'alimentation à la ligne de mesure.
On se réfère maintenant à la figure 2 du dessin qui représente un agencement tirant parti d'une caractéristique avantageuse des interrupteurs utilisés. En effet, chaque interrupteur comprend au moins deux paires de contacts, une première paire dite normalement fermée dans laquelle les deux bornes sont connectées en court-circuit lorsque l'interrupteur ou le bouton-poussoir n'est pas actionné et une deuxième paire de contacts dite normalement ouverte dans laquelle les deux bornes sont en circuit ouvert tant que l'interrupteur ou le bouton-poussoir n'est pas actionné. À noter, la première et la deuxième paire de contacts changent d'état simultanément lorsque l'interrupteur ou le bouton-poussoir est actionné.
Sur la figure 2, chaque interrupteur est désigné par deux repères, un premier repère Pi représentant la paire de contacts normalement fermés de l'interrupteur de rang i et un deuxième repère P'i représentant la paire de contacts normalement ouverte de ce même interrupteur de rang i.
Comme on l'a vu en relation avec la figure 1, on retrouve sur la partie gauche de la figure 2 un agencement de contacts normalement fermés PI ...Pi...Pn montés en série entre une résistance de tête Rt connectée à une ligne de tension 3 et une ligne de mesure 5. Des résistances Rl ...Ri...Rn sont montées en parallèle entre un contact amont de l'interrupteur de même rang et la ligne de mesure 5. La ligne de mesure 5 est reliée à la ligne de référence 4 par une résistance de pied Rp. Le fonctionnement de cette partie de l'agencement est identique à celui décrit en relation avec la figure 1 : lorsqu'un interrupteur Pi est ouvert du courant passe par les résistances RI à Ri et par la résistance de pied Rp. La tension Vmes mesurée sur la ligne de mesure 5 est alors égale à :
Rp
Vmes = Vcc x
I V1
Rp + Rt + (∑}=1 j)
De même, lorsqu'un interrupteur Pi est ouvert, l'état des interrupteurs de rang supérieur c'est-à-dire des interrupteurs Pi+1 à Pn est indifférent et n'intervient pas dans la tension mesurée. En effet dans ce cas aucune des résistances de rang supérieur à Ri n'est alimentée.
Dans la partie droite de l'agencement représenté sur la figure
2, on trouve également une deuxième ligne de tension 3' et une deuxième ligne de référence 4' qui peuvent ou non être reliées au même potentiel que les lignes de tension 3 et de référence 4 desservant la partie gauche de l'agencement. Un réseau de résistances R'l ...R'i...R'n est agencé en série entre la ligne de tension 3' et la ligne de mesure 5'. La ligne de mesure 5' est reliée à la ligne de référence 4' par une résistance de pied R'p. Chaque point de connexion entre deux résistances consécutives est relié à la borne amont d'une paire de contacts P'l ...P'i...P'n normalement ouverts, la borne aval de cette paire de contacts étant reliée à la ligne de mesure 5'.
Le fonctionnement de la partie droite de l'agencement du dispositif de codage de la figure 2 s'établit comme suit. Lorsqu'une paire de contacts P'i est fermée, du courant passe par les résistances R'1 à R'i et par la résistance de pied R'p montées en série. Dès lors la tension Vmes mesurées sur la ligne de mesure 5' est alors égale à :
R'p
Vmes = V ce x — —
R'P +∑jl =1 R'j
Dans une variante avantageuse cette partie de l'agencement, il est possible de connecter une résistance R'n+l entre la borne amont de la paire de contacts P'n de plus fort rang et la ligne de mesure 5'. Grâce à cette résistance supplémentaire, un courant s'établit entre la ligne de tension 3' et la ligne de mesure 5' même lorsque toutes les paires de contacts sont ouvertes, ce qui permet de distinguer ce cas du cas où un fil de liaison est coupé (par exemple entre V'cc et R'1 ou entre la ligne de mesure et la masse) de manière à améliorer la fiabilité du dispositif. Ainsi, lorsqu'aucune des paires de contacts P'i n'est fermée, la tension V'mes mesurée sur la ligne de mesure 5' est égale à :
Figure imgf000015_0001
On remarque également que lorsqu'une paire de contacts P'i est fermée, l'état des paires de contacts de rang supérieur c'est-à-dire des paires de contacts P'i+1 à P'n est indifférent et n'intervient pas sur la tension mesurée. En effet, dans ce cas, toutes les résistances de rang supérieur à R'i sont court-circuitées par la ligne de mesure 5' et n'interviennent plus dans le calcul de la tension mesurée V'mes. Dès lors, la présence de la résistance supplémentaire R'n+1 n'influe pas sur le résultat de la mesure.
On a donc également défini un ordre de priorité entre les paires de contacts : lorsque deux paires de contacts ou plus sont fermées simultanément, la tension mesurée correspond à la paire de contacts fermés de rang le plus faible, celle-ci masquant l'état de toute paire de contacts de rang supérieur.
On peut remarquer que l'ordre de priorité des interrupteurs est le même, que la paire de contacts considérée soit normalement ouverte ou normalement fermée.
Ainsi, en couplant dans un même dispositif de codage deux agencements, l'un avec des contacts normalement ouverts et l'autre avec des contacts normalement fermés, chaque paire de contacts étant actionnée par un même bouton-poussoir, on conserve la même hiérarchie de priorité des boutons- poussoirs et les valeurs de la tension mesurée sur chaque agencement s'échelonnent de manière inverse l'une de l'autre.
On obtient ainsi un dispositif de codage redondant permettant d'augmenter la fiabilité des informations transmises. Bien entendu, il est également possible de réaliser un dispositif de codage comportant plusieurs combinaison d'agencement, par exemple deux agencements basés sur des interrupteurs comportant deux paires de contacts normalement ouverts, trois agencements avec des interrupteurs à trois paires de contacts comportant deux paires de contacts normalement fermés et une paire de contacts normalement ouverts ou vice versa, etc.
En variante, les lignes de mesure peuvent être raccordées, comme illustré par les lignes de mesure alternatives Vmes_alt et V'mes_alt en tirets sur la figure 2, à la borne aval de la résistance Rt (respectivement R'1) directement connectée à la ligne de tension. Il est ainsi possible d'obtenir deux mesures de tension pour chaque agencement afin d'obtenir une redondance sur cette mesure et d'augmenter la fiabilité du dispositif de codage.
Le dispositif de codage ci-dessus décrit peut être utilement intégré dans un levier de manœuvre d'un manche de pilotage d'hélicoptère en l'associant à un dispositif de commande tel qu'un calculateur de commande de vol, sans entraver le libre jeu de la rotule dudit manche par un faisceau de câbles reliant les interrupteurs au dispositif de commande.
L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes et applications autres que celles décrites ci-dessus. En particulier, il va de soi que sauf indication contraire les différentes caractéristiques structurelles et fonctionnelles de chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus ne doivent pas être considérées comme combinées et/ou étroitement et/ou inextricablement liées les unes aux autres, mais au contraire comme de simples juxtapositions. En outre, les caractéristiques structurelles et/ou fonctionnelles des différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent faire l'objet en tout ou partie de toute juxtaposition différente ou de toute combinaison différente. Par exemple, un dispositif de codage d'informations selon l'invention peut être appliqué à d'autres dispositifs de manœuvre comme un volant de direction d'un véhicule automobile ou un boîtier de commande de machines mobiles telles qu'un tracteur agricole ou un pont roulant ou encore un dispositif de télé manipulation.

Claims

REVENDICATIONS
1/ - Dispositif (1) de codage d'informations entre une pluralité d'interrupteurs (Pl ...Pn) normalement fermés placés sur un levier de manœuvre (2) et un dispositif (9) de commande, ledit dispositif comprenant :
- une ligne de tension (3) reliée à une borne positive d'une source de tension (Vcc),
- une ligne de référence (4) reliée à une masse de la source de tension,
- une ligne de mesure (5) reliée au dispositif de commande, - une pluralité d'interrupteurs (Pl ...Pn) connectés en série à la ligne de tension, chaque interrupteur (Pi) étant associé à une résistance (Ri) unique et connecté par une première borne à une première borne de ladite résistance en un point commun, dit nœud de priorité (Ni),
caractérisé en ce que :
- chaque nœud de priorité est placé sur la première borne de l'interrupteur la plus proche de la ligne de tension,
- chaque deuxième borne de la résistance est reliée à la ligne de mesure,
- la ligne de mesure est reliée à la ligne de référence par une résistance supplémentaire dite résistance de pied (Rp).
21 - Dispositif de codage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interrupteur (Pn) le plus éloigné de la ligne de tension (3) est connecté par une deuxième borne à la ligne de mesure (5).
3/ - Dispositif de codage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le nœud de priorité (NI) le plus proche de la ligne de tension (3) est connecté à celle-ci par l'intermédiaire d'une résistance additionnelle, dite résistance de tête (Rt).
4/ - Dispositif de codage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une ligne de mesure alternative (Vmes_alt) connectée au nœud de priorité (NI) le plus proche de la ligne de tension. 5/ - Dispositif de codage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est au moins partiellement agencé à l'intérieur du levier de manœuvre (12).
6/ - Dispositif de codage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résistance de pied (Rp) connectée directement à la ligne de référence (4) et la résistance de tête (Rt), connectée directement à la ligne de tension (3) sont placées à l'extérieur du levier de manœuvre (2) et permettent de vérifier un bon fonctionnement du dispositif de codage.
Il - Dispositif de codage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque interrupteur comporte au moins deux paires de contacts, une première paire (Pi) normalement fermée et une deuxième paire (P'i) normalement ouverte.
8/ - Dispositif de codage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un agencement complémentaire comprenant un réseau de résistances (R'1...R'n) en série entre une deuxième ligne de tension (3') et une pluralité de paires de contacts normalement ouverts (P'l ...P'i...P'n), chaque paire de contacts comportant une borne amont et une borne aval, la borne amont de chaque paire de contacts étant connectée respectivement à un point de connexion entre deux résistances consécutives et la borne aval étant connectée à une deuxième ligne de mesure (V'mes).
91 - Dispositif de codage selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'agencement complémentaire comprend également une ligne de mesure alternative (V'mes_alt) connectée à une borne aval d'une première résistance (R'1) dudit réseau de résistances dont une borne amont est directement connectée à la deuxième ligne de tension (3').
10/ - Dispositif de codage selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comporte une résistance (R'n+1) supplémentaire connectée entre la borne amont de la paire de contacts (P'n) de plus fort rang et la ligne de mesure 5'. 11/ - Levier de manœuvre (2) mobile par rapport à un bâti (11) et relié à un dispositif de commande (9), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de codage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
12/ - Levier de manœuvre (2) selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il fait partie d'un manche de pilotage (10) d'un aéronef, notamment d'un hélicoptère.
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