EP2179121B1 - Dispositif de detection d'obstacle, notamment chassis pour element d'ouvrant motorise pour vehicule automobile, et procede de detection d'obstacle - Google Patents

Dispositif de detection d'obstacle, notamment chassis pour element d'ouvrant motorise pour vehicule automobile, et procede de detection d'obstacle Download PDF

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EP2179121B1
EP2179121B1 EP08826624A EP08826624A EP2179121B1 EP 2179121 B1 EP2179121 B1 EP 2179121B1 EP 08826624 A EP08826624 A EP 08826624A EP 08826624 A EP08826624 A EP 08826624A EP 2179121 B1 EP2179121 B1 EP 2179121B1
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EP
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obstacle
flexible tube
dynamic pressure
signal
deformable tubular
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EP08826624A
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EP2179121A2 (fr
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Thierry Perrin
Michel Malnoë
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Sealynx Automotive Transieres SAS
Original Assignee
Sealynx Automotive Transieres SAS
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    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/40—Safety devices, e.g. detection of obstructions or end positions
    • E05F15/42—Detection using safety edges
    • E05F15/43—Detection using safety edges responsive to disruption of energy beams, e.g. light or sound
    • E05F15/431—Detection using safety edges responsive to disruption of energy beams, e.g. light or sound specially adapted for vehicle windows or roofs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
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    • E05F2015/432—Detection using safety edges responsive to disruption of energy beams, e.g. light or sound with acoustical sensors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2800/00—Details, accessories and auxiliary operations not otherwise provided for
    • E05Y2800/10—Additional functions
    • E05Y2800/12—Sealing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/55—Windows

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting an obstacle relative to a controlled element in motion and / or for controlling the movement of the element relative to the obstacle, and in particular a chassis for a motorized opening element, in particular for a vehicle. automobile, provided with an obstacle safety device on closing, and the opening element obtained.
  • the invention also relates to an obstacle detection method.
  • the invention is aimed in particular at an anti-pinch device for window or motor vehicle chassis with electric drive, but it also relates to an anti-pinch device for an opening element in various fields such as housing with gates or motorized shutters for example but also the general area of transport with motorized opening elements of public transport vehicles for example.
  • Knock-pinching devices are known, in particular for electrically-driven motor vehicle windows, which comprise means for detecting an excess of torque or of intensity of the driving current of the electric motor when the window is closed, or a means of detection (by Hall effect) of a variation of speed of the electric motor in front of an obstacle to the closing, and which control the reopening of the window, thus avoiding to trap the window on the obstacle, for example a finger with one hand and hurt her.
  • the effort exerted on the obstacle (a finger) is relatively important and can hurt the person concerned.
  • the device is dependent on external conditions: ambient temperature, wear, sliding friction of the window, etc. which can help to increase the closing force before reopening.
  • the stress can be very large in the shear zones and in the corners, with a significant risk of seriously injuring the person.
  • sheath there is also an elastomeric sheath system housing electrical contact elements which can be short-circuited during the collapse of the sheath and which thus provide the signal of reopening of the window. Nevertheless, the sheath is relatively rigid and difficult to deform and the system is therefore insensitive. In addition, the cost of manufacturing the system remains high, and limited in length and in shape.
  • An object of the invention is to provide a motorized opening element safety system that can be preferably associated with a seal of this opening element, which is simple, reliable and economical and not limited to length relative to known devices.
  • the capacitive type safety devices for motorized opening elements are expensive and sensitive to the electromagnetic field of the environment.
  • a sonic tubular displacement sensor which essentially involves a flexible tube for propagating an ultra sonic signal (from 20 to 500 KHz), disposed at least over part of its length over an area likely to be in contact with a obstacle, two sound transducers attached to the ends of the flexible tube, and processing means adapted to determine the change in the propagation of the ultrasonic signal and thus the pinching of the flexible tube by the obstacle.
  • Such a sensor detects the deformation of the tube on the obstacle, even small, but does not detect the contact shock of the tube on the obstacle before the deformation of the flexible tube.
  • a deformable sensor for motorized vehicle glass comprising an elongated element in the form, for example, of a flexible tube and able to propagate light-wave radiation, and to signal the presence of an obstacle to the deformation of the modifying tube the propagation of radiation.
  • a deformable sensor for motorized vehicle glass comprising an elongated element in the form, for example, of a flexible tube and able to propagate light-wave radiation, and to signal the presence of an obstacle to the deformation of the modifying tube the propagation of radiation.
  • only the deformation of the tube on the obstacle is detected and not the prior contact of the obstacle on the tube.
  • the docking shock is created by the contact of the obstacle against the deformable tubular means or flexible tube according to a differential speed of movement of these elements.
  • the obstacle detection device allows doubly secure obstacle detection, contact shock and deformation of the deformable tubular means, the detection of the shock prior to the deformation allowing the device to react faster than the only deformation of the sensor and to avoid the deformation thereof, which involves more risk of crushing the obstacle.
  • a third level of securing can be achieved by deformable tubular means having a reserve of compressibility, for example a deformable thickness of the tubular sensor, capable of easily crushing, so that in case of non-detection of shock ( slow approach speed) and the detection of complete crushing deformation of the tubular means deformable by the obstacle, which corresponds to a lack of dynamic transmitted pressure wave signal, the device is able to allow a control with a reserve of safety compression guaranteeing the response time until the movement of the element stops and possibly the reversal of the movement for the removal of the obstacle. An additional safety time is thus attributed to the response time of the control chain of the kinematics by said reserve of compressibility of the deformable tubular means.
  • the dynamic pressure wave signal may be in the sound or infrasonic spectrum, but it is advantageously less than 250Hz.
  • the impulse wave may be in the sound or infrasonic spectrum and is advantageously of frequency between 10 and 100 Hz.
  • Such signals run well, indeed, within the deformable tubular means or flexible tube and up to significant lengths thereof (several tens of meters).
  • Said emitter and receiver elements each advantageously comprise a transducer of small dimensions, piezoelectric transducer for example, vented by at least one hole through their chamber (front part) and / or rear part opposite to their connection with the end of the flexible tube.
  • transmitter and receiver elements are advantageously mounted in a flexible and sealed connection, each in a closed housing or together in the same closed housing so as to be isolated from noise and parasitic vibrations, moisture and dust from the environment.
  • the transducers are advantageously each integrated in a chamber adapted to dynamic pressure impedance (ratio of the pressure of the medium of the signal to the volumetric flow rate of the medium of the flexible tube) to the signal to be transmitted or received and to the flexible tube, and connected to the end of the latter, which chamber amplifies the transmission and transmission of the transmitted or received signal respectively, and decreases the influence of external noise.
  • dynamic pressure impedance ratio of the pressure of the medium of the signal to the volumetric flow rate of the medium of the flexible tube
  • the flexible tube may be of variable geometric section. It is advantageously of cylindrical or near section, of small outside diameter, of 4-6 mm for an inner section diameter of 2-3 mm and is of great length, several meters.
  • the small section and the long length of the flexible tube require a high dynamic pressure of the signal at low volume flow rate and therefore large diameter transducer chambers with respect to the diameter of the duct of the flexible tube with a shallow depth of the front chamber (towards the tube ) thus creating the conditions for a pressure amplification adapted to the tube, the chamber preferably being substantially flat.
  • Said at least one venting hole is also of small diameter (relative to the duct of the flexible tube) and long to allow reception at minimal loss of the impulse wave generated by the collision of approaching the obstacle, while forming low-pass filter parasitic components and equalization of atmospheric static pressure.
  • the emitter element may be connected to a plurality of flexible tubes connected in series or in parallel with one or more receiving elements forming an anti-pinch probe of moving parts to be secured of the same vehicle.
  • said transmitter and receiver elements can be grouped together in a single assembly or package to which said ends of the flexible tube are connected.
  • Said dynamic pressure wave signal emitted by the emitter element may comprise at least one regular alternating component of a single frequency, but preferably it comprises at least two near frequency components (frequency modulated signal) thus specifying the signal and its recognition by the receiving element.
  • Said flexible tube may be derived from extrusion or possibly molding in synthetic material, elastomer (rubber-based) for example, with the chassis frame seal.
  • This synthetic material, elastomer for example, allows the creation of a pulse wave of very low frequency essentially in the sound spectrum of about 10 to 100 Hz and short duration (Pulse of 10 to 100 ms) in the tube, shock berthing of the latter with the obstacle.
  • the elastomeric material furthermore makes it possible to isolate the interior of the flexible tube from the outside environment and the degree of sound insulation of the inside of the flexible tube can be adjusted with the thickness of the wall of the tube and the nature of the tube material.
  • the flexible tube may further comprise a more rigid internal wall surface, capable of better conducting the dynamic pressure wave signal and the dynamic pressure pulse wave and of amplifying the deformation of the tube (in length), and an insulating flexible outer wall of the external noise.
  • Said flexible tube may be disposed at right angles to the frame or along the periphery edge, on the inside and / or outside of the vehicle, of the movable element or of the frame. It is made in particular of elastomer synthetic material (rubber), which in contact with or external docking shock with the tube creates within it a pulse wave sound spectrum or infrasound, very low frequency (less than 100 Hz).
  • rubber elastomer synthetic material
  • Said movable element may be a motor vehicle door sliding window or a vehicle sunroof or a movable curtain, operated by a motor drive device (electric, hydraulic or pneumatic).
  • Said movable element may be a sliding door of a motor vehicle or public transport, operated by an electric motor drive device or the like, or a vehicle trunk lid operated by an electric or hydraulic or pneumatic drive device. It can also be a motorized gate, a shutter etc.
  • the flexible tube may be resiliently or resiliently connected to the chassis frame or movable member, thereby reducing the transmission of vehicle vibrations that may disturb the dynamic pressure wave signal. It can be mounted clipped on the rabbet of the frame or embedded in a flexible lip of the seal.
  • Said flexible tube may also be glued for example by an insulating flexible adhesive strip on the movable element or the frame frame.
  • Said flexible tube can be further coextruded with the profile or seal between the movable member and the frame.
  • the safety device of the closure can be provided, as means for verifying the proper functioning of the detection and the movement control of the means for processing the device (mentioned above), with a self-checking device for the non-presence an obstacle on the flexible tube, put into operation from the control of the movable element or from the start of operation of the vehicle and verifying that the transmission of the dynamic pressure wave signal from the transmitter element to the the receiving element is normally carried out without any obstacle before activating the device for regulating and controlling the motor means.
  • the contact or the collision shock of the obstacle on the flexible tube is able to create therein a dynamic low frequency pulse pressure wave signal of large amplitude according to a two pulsations sound or infrasound, which signal is detected by the receiving element and is immediately transmitted to the control device and control of the motor means to control the removal or reopening of the movable member.
  • the flexible tube is advantageously sealed and at least one of the transmitter or receiver elements or their assembly further comprises at least a small hole opening to the atmosphere, which allows to put the flexible tube in atmospheric balance whatever the variations in atmospheric pressure and not to influence the transmission of the dynamic pressure signal along the flexible tube.
  • Said device detection device advantageously comprises means for analyzing the pressure variation of the dynamic pressure wave signal and the dynamic pressure pulse wave transmitted from the transmitter element to the receiver element, capable of to process this information and to determine the presence first of a shock on the flexible tube or secondly of a partial or total pinch thereof and to adapt a stop command or withdrawal of the mobile element as soon as it is detected.
  • these analysis means include in their treatment component and sensor wear compensations by an automatic gain control loop and / or shock and pinch thresholds, making the system little or not sensitive to variations. climatic conditions (temperature, humidity, pressure) and possible attenuation changes of the channel of the flexible tube.
  • An advantage of these automatic corrections is to allow the adaptation of the device to various use cases of the device, this simplifying maintenance by decreasing the references in stock.
  • the door frame 1 with sliding window 3 of a motor vehicle represented essentially comprises an upper window 5, a lower solid part 6 corresponding to the bottom of the door and disposed under the window 5, a glazing element or window 3 slidably mounted in the window 5 of the door and adapted to open or close said window 5, a device 7 for sliding drive of the glazing element 3, a device for regulating and controlling the drive 9 of the glazing element 3 , and a safety device 11 for closing the glazing element 3.
  • the window 5 is delimited by an upper peripheral frame portion 13 of the door provided with an internal rebate 15, which receives in its inner U-shaped portion 17 ( figure 3 ) a profiled flexible joint 19 with outer cross lips 21 receiving the glazing element 3 on closing.
  • This seal 19 is arranged all around the inner edge of the frame 13 of the opening of the window, in said rebate 15. It has a substantially U-shaped section corresponding to that U of the rabbet 15 with two outer side wings 23 folded, in the fold of which it can receive pinch each of the branches of U 25 of the rabbet 15, and two opposite outer cross lips 21 at the top of the U flexively receiving and sealing the glazing element 3, substantially in the median plane of the U.
  • This seal 19 is derived from extrusion made of elastomeric synthetic material and comprises a flexible tube 31, preferably of cellular rubber, projecting on the lateral flange 23, on the inside of the vehicle, this tube being oriented toward the opening of the window 5 Door.
  • the flexible tube 31 is part of the safety device 11 of the closure of the aforementioned glazing element 3 and is adjacent to the lip 21 adjoining the corresponding support wing 23.
  • It comprises a substantially semicircular or circular regular section, extending on the inner periphery of the window opening 5, with the exception of the lower horizontal side of the window 5 where it returns in a loop in the lower part 6 of the door.
  • the dimensions of its external section vary from 4 to 8 mm and that of its internal section from 2 to 4 mm. Its length can be several meters. Its wall is waterproof or not and easily deformable. It has a small hole (not shown) for venting.
  • the glazing element 3 is a conventional glass plate geometrically shaped to the opening of the frame 13 of the window. This glass plate 3 slides vertically downwards or upwards, by the action of its driving device 7 to open or close the window 5 of the door.
  • the driving device 7 in sliding of the glazing element 3 is of the vertical rail type 33 and cable (not shown) connected to the glazing element 3 and the support of the glazing element.
  • This cable is towed in a loop on a pulley driven by an integrated electric motor 35. It is mounted in the lower part of the door.
  • the device for regulating and controlling the drive 9 comprises an electronic box 37 housed in the lower part 6 Door. It is connected to the motor 35 of the driving device and to said safety device 11 of the closing of the glazing element 3.
  • This housing is conventional and makes it possible to control the opening or closing of the door window by the glazing element in connection with an authorization of said closure security device 11 described hereinafter. If this authorization is deactivated during closing, it commands the instantaneous reopening of the glazing element 3.
  • the safety device 11 of the closure of the glazing element comprises the aforementioned flexible tube 31 and a housing 39 housing the transmitter elements 40a and 40b receiver of dynamic pressure waves of low frequency, less than 500 Hz, (sound or infrasonores for example) each connected to one end of the flexible tube 31.
  • transmitter and receiver elements each comprise ( figure 2 ) an acoustic transducer (piezoelectric for example), transmitter 41a of a dynamic pressure wave signal (reference signal) and receiver 41b of the dynamic pressure wave signal transmitted by the flexible tube, respectively, integrated in a suitable transmitting chamber 42a and receiver 42b, open to the atmosphere through a small hole in its chamber, 44'a, 44'b and its lower part, 44a, 44b, respectively and connected by its upper part to one end of flexible tube 31.
  • acoustic transducer piezoelectric for example
  • transmitter 41a of a dynamic pressure wave signal reference signal
  • receiver 41b of the dynamic pressure wave signal transmitted by the flexible tube respectively, integrated in a suitable transmitting chamber 42a and receiver 42b, open to the atmosphere through a small hole in its chamber, 44'a, 44'b and its lower part, 44a, 44b, respectively and connected by its upper part to one end of flexible tube 31.
  • the transducers may for example be each connected in a closed or common housing to the flexible tube by a flexible sleeve, sealed, and the integrated circuit board the signal processor closes the housing at its rear part, this plate can also be mounted flexibly on the housing and non-rigid electrical connection so as to be isolated from external vibrations.
  • the transmit rooms 42a or 42b reception are phonically isolated from each other and the external environment, within the housing.
  • they are identical to each other, relatively flat configuration and low volume. They are mounted in a flexible connection on the housing to the flexible tube by a seal 45 at the end of the flexible tube. They are connected to the atmosphere each by a lateral end hole 44a ', 44b' and a second lower end hole 44a and 44b at their rear part.
  • These chambers are thus adapted in dynamic pressure impedance for receiving and emitting a high dynamic pressure signal, because of the small section of the flexible tube.
  • the transmitter element 40a may emit a frequency modulated signal at two frequencies close to each other (for example at about 200 Hz and included in the sound spectrum).
  • the receiving element 40b receives the signal transmitted to the other end of the flexible tube 31 whose amplitude is slightly attenuated when the flexible tube is not clogged (pinched).
  • the received signal is transmitted to the control and control device of the drive 9, which processes it and analyzes it to determine whether the variation of the acoustic pressure of the sound signal transmitted from the emitter element corresponds to an obstacle in contact with the flexible tube (with collision shock and / or crushing) in order to deactivate the authorization to close the window 5 and to initiate reopening of the glazing element 3.
  • the verification of the non-presence of a obstacle is carried out as soon as the system is put into operation, therefore before each closing movement of the glazing unit or the chassis.
  • the signal processing for the detection of shocks within the analysis and processing means of the regulation and control device 9 may consist, for example, of filtering the output of the transmitted sound signal by analog low-pass filtering, to amplify it, to digitize it, to average it over a sliding period of time that is multiple of the transmission frequency (in order to cancel the average value of the reference signal) and to compare the results of this calculation with maximum threshold values authorized on the derivative and the absolute value of this shock average, set proportionally to the average amplitude of the received reference signal.
  • the signal processing for pinch detection consists of performing a Fourrier transform digital processing of the values of this signal.
  • the reference frequency (of the reference signal) is frequency-modulated so that the results of the average convolution are stable even if the external disturbances are strong.
  • This requires an integration of the calculations relative to the frequency modulation which can be for example linear, triangular, sinusoidal or other. Because of said integration, the pinch detection becomes less reactive with respect to a pinch but robust vis-à-vis the dreaded events that are, the non triggering in case of pinching in a disturbed environment and nuisance tripping in case of disturbances.
  • the said long-term filtered reception signal must itself be greater than a minimum threshold set according to the construction of the detection device in order to ensure a minimum dynamic and precision to the detection device.
  • Said modulation is essential for the robustness of the device. It justifies the need for shock detection to maintain excellent responsiveness, supported by pinch detection for flawless security.
  • the contact of an obstacle with the flexible tube generates a shock which is translated inside it by a low frequency sound pulse wave of about 10 to 100Hz (with one or two pulsations rapidly damped) for this type of flexible elastomeric rubber tube and this wave can be detected by the acoustic receiving element 40b upon detection of the contact shock to enable the closure to be deactivated very shortly after contact with the obstacle (a few ms corresponding to the time propagation and processing of the signal).
  • the deactivation of the closure is activated either when approaching the obstacle with the flexible tube (at the impact of contact with the obstacle without crushing the flexible tube) or at a partial crushing of the flexible tube if there has no shock such as if the pinch was performed before the system was put into operation
  • the attenuation of the dynamic pressure of the transmitted signal varies directly with the collapse of the flexible tube by the obstacle and it is possible to deactivate the closing of the movable element at a determined crushing level of the flexible tube, by example at 20-40% crushing it avoiding the crash of a finger of a person.
  • the glazing element 3 is controlled in closing and a finger 43 of a person ( Fig. 3 ) is accidentally applied to the window edge 5 of the door frame 1, for example to the upper level thereof.
  • the glazing element 3 under the control of the device for regulating and controlling the drive 9 and under the action of its drive device 7 will rise until it comes into contact with the finger 43, which will touch the tube 31.
  • the docking contact of the finger with the tube generates a shock wave that is detected by the acoustic receiver element 40b.
  • the signal is processed and is recognized after analysis as corresponding to a shock.
  • the control and control device 9 then deactivates the closure instantaneously and produces an immediate reopening control of the glazing element 3.
  • the finger will then flatten the flexible tube to its contact (broken line on the Fig. 3 ).
  • the deformation of the flexible tube 31 will generate a restriction inside thereof, which will reduce the transmission of the sound signal at its level and this variation of the dynamic pressure will be detected by the receiving element 40b and the latter will generate as aforesaid a dynamic pressure variation signal to the control device and control of the drive 9. This will then produce an immediate reopening control of the glazing element 3, thus without hurting the touched finger 43.
  • the flexible tube 31 ' is fixed either on the edge of the frame 1' receiving the movable member 3 ', but on the edge of the movable member 3', being turned towards the opposite edge of the frame frame facing (middle foot of the body).
  • the flexible tube 31 ' is thus bonded (by a double-sided adhesive for example) to the edge of the sliding door 3' facing the center pillar 1 'of the bodywork of the motor vehicle.
  • This flexible tube 31 ' is configured in a substantially rectilinear line (thick line on the figure 4 ) over the entire height of the outer vertical edge of the door 3 ', where an obstacle can be applied (for example a hand or fingers 43' of a person).
  • the dynamic pressure wave emitting element of the flexible tube may be disposed at one end of the flexible tube 31 ', for example at the lower end, while its upper end is connected to the acoustic receiving element. corresponding (not shown), thus covering a safety zone substantially corresponding to the length of the flexible tube.
  • the flexible tube 31 ' can also be looped (in phantom) returning to the inner side of the door to protect it also.
  • the flexible tube 31 "could also be arranged along the outer edge of the middle foot 1 '(in dashed line on the figure 5 ) and possibly looped.
  • the invention is not limited to the aforementioned embodiments but can be applied to any mobile element ( figure 7 ) equipped with a safety device according to the invention (in broken lines) relative to a chassis frame in an area where an obstacle can be interposed between the frame and the movable element, and for example to a hood or tailgate of vehicle trunk or vehicle sun roof etc., operated by a driving device, electric pneumatic or hydraulic (not shown).
  • the flexible tube 31 "' can be coextruded with a seal 46 between the movable member and the frame, being for example housed inside the seal (protected), in a space remote from the deformation the latter is closed (in broken lines) Only an obstacle deforms the flexible tube 31 "'.
  • the flexible tube 31 "" ( figure 6b ) can still be mounted on the seal 47 inserted into a flexible lip 49 thereof, which facilitates its mounting.
  • the flexible tube may comprise two adjacent channels, coextrusion for example, and each able to route one go of the signal and the other the return of the signal, the continuity of the signal from the go to return being performed by a suitable rider at the end of the tube.
  • the invention thus provides an obstacle safety device for a moving element frame, which ensures a soft closing contact without risk of injuring a person, independent of the wear and the driving forces of the movable element and the elements. shear zones or corners of the frame, and which is adaptable in the closure area to secure many mobile element chassis.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)

Description

  • L'invention concerne un dispositif de détection d'un obstacle relativement à un élément commandé en mouvement et/ou de commande du mouvement de l'élément relativement à l'obstacle, et notamment un châssis pour élément d'ouvrant motorisé, notamment pour véhicule automobile, pourvu d'un dispositif de sécurité d'obstacle à la fermeture, et l'élément d'ouvrant obtenu. L'invention concerne également un procédé de détection d'obstacle.
  • L'invention vise en particulier un dispositif anti-pincement pour vitre ou châssis de véhicule automobile à entraînement électrique mais elle concerne également un dispositif anti pincement pour élément d'ouvrant dans divers domaines tel que l'habitat avec les portails ou volets motorisés par exemple, mais également le domaine général du transport avec les éléments d'ouvrant motorisés des véhicules de transport en commun par exemple.
  • On connaît des dispositifs anti-pincement de doigts, notamment pour vitre de véhicule automobile entraînée électriquement, qui comportent un moyen de détection d'une dépassement de couple ou d'intensité du courant d'entraînement du moteur électrique à la fermeture de la vitre, ou un moyen de détection (par effet Hall) d'une variation de vitesse du moteur électrique devant un obstacle à la fermeture, et qui commandent la réouverture de la vitre, évitant ainsi de coincer la vitre sur l'obstacle, par exemple un doigt d'une main et de la blesser.
  • Néanmoins, ces dispositifs présentent certains inconvénients.
  • L'effort exercé sur l'obstacle (un doigt) est relativement important et peut blesser la personne concernée. En outre, le dispositif est dépendant de conditions extérieures : la température ambiante, l'usure, le frottement de coulissement de la vitre, etc. qui peuvent contribuer à augmenter l'effort de fermeture avant réouverture. En outre, l'effort peut être très grand dans les zones de cisaillement et dans les angles, avec un risque important de blesser gravement la personne.
  • Il existe également un système à gaine élastomère logeant des éléments de contact électrique susceptibles d'être court-circuités lors de l'écrasement de la gaine et qui fournissent ainsi le signal de réouverture de la vitre. Néanmoins, la gaine est relativement rigide et difficile à déformer et le système est donc peu sensible. De plus, le coût de fabrication du système reste élevé, et limité en longueur et dans sa forme.
  • Un objet de l'invention est de proposer un système de sécurité d'élément d'ouvrant motorisé qui puisse être associé de préférence à un joint d'étanchéité de cet élément d'ouvrant, qui soit simple, fiable et économique et non limité en longueur relativement aux dispositifs connus.
  • De plus, les dispositifs de sécurité de type capacitif pour éléments d'ouvrant motorisés sont onéreux et sensibles au champ électromagnétique de l'environnement.
  • On connaît par ailleurs par US 5 629 681 un capteur tubulaire sonique de déplacement, lequel fait intervenir essentiellement un tube souple de propagation d'un signal ultra sonore (de 20 à 500 KHz), disposé au moins sur une partie de sa longueur sur une zone susceptible d'être en contact avec un obstacle, deux transducteurs sonores fixés aux extrémités du tube souple, et des moyens de traitement aptes à déterminer la modification de la propagation du signal ultrasonore et donc le pincement du tube souple par l'obstacle. Un tel capteur détecte la déformation du tube sur l'obstacle, même petite, mais ne détecte pas le choc de contact du tube sur l'obstacle avant la déformation du tube souple.
  • On connaît de plus par GB 2 288 014 un capteur déformable pour vitre motorisée de véhicule, comprenant un élément allongé sous forme, par exemple, d'un tube souple et apte à propager un rayonnement d'ondes lumineuses, et à signaler la présence d'un obstacle à la déformation du tube modifiant la propagation du rayonnement. Ici aussi, seule la déformation du tube sur l'obstacle est détectée et non le contact préalable de l'obstacle sur le tube.
  • L'invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un dispositif de détection d'un obstacle relativement à un élément commandé en mouvement et/ou de commande du mouvement de l'élément relativement à l'obstacle, caractérisé en ce qu'il comporte :
    • des moyens tubulaires déformables ou tube souple de propagation d'ondes de pression dynamique de basse fréquence, inférieure à 500 Hz, ces moyens tubulaires déformables ou tube souple étant aptes en outre à créer et propager une onde impulsionnelle de pression dynamique de très basse fréquence, inférieure à 100 Hz, émise au choc d'accostage de l'élément en mouvement sur l'obstacle,
    • des moyens émetteur et récepteur desdites ondes de pression dynamique de basse fréquence, et récepteur de ladite onde impulsionnelle de pression dynamique de très basse fréquence, ces moyens émetteur et récepteur étant adaptés notamment en impédance de pression dynamique auxdits moyens tubulaires déformables ou tube souple ,
    • des moyens de traitement desdites ondes de pression dynamique et onde impulsionnelle de pression dynamique, adaptés pour :
    • vérifier en premier lieu le bon fonctionnement de la détection d'un obstacle et de la commande de mouvement par le dispositif, déterminer la détection de l'obstacle par l'élément en mouvement, choc d'accostage ou déformation desdits moyens tubulaires déformables ou tube souple, et permettre suivant cette détection une commande adaptée du mouvement de l'élément relativement à l'obstacle, arrêt, retrait ou réouverture de l'élément,
    • ces moyens de traitement étant aptes à détecter selon une procédure sécurisée d'abord le choc d'accostage de l'élément sur l'obstacle, évitant et anticipant ainsi la déformation desdits moyens tubulaires déformables ou tube souple, puis la déformation des moyens tubulaires déformables ou tube souple, au moins de façon partielle, si le choc d'accostage n'est pas détecté.
  • Naturellement, le choc d'accostage est créé par le contact de l'obstacle contre les moyens tubulaires déformables ou tube souple selon un différentiel de vitesse de mouvement de ces éléments.
  • Il résulte de cette disposition que relativement à la détection de la déformation des moyens tubulaires déformables ou du capteur tubulaire seule, le dispositif de détection d'obstacle selon l'invention permet une détection d'obstacle doublement sécurisée, du choc de contact et de la déformation des moyens tubulaires déformables, la détection du choc préalable à la déformation permettant au dispositif de réagir plus rapidement qu'à la seule déformation du capteur et d'éviter la déformation de celui-ci, laquelle comporte plus de risques d'écraser l'obstacle.
  • De plus, un troisième niveau de sécurisation peut être réalisé par des moyens tubulaires déformables comportant une réserve de compressibilité, par exemple une épaisseur déformable du capteur tubulaire, apte à s'écraser facilement, de sorte qu'en cas de non détection du choc (vitesse d' accostage lente) et de la détection de déformation à l'écrasement complet des moyens tubulaires déformables par l'obstacle, ce qui correspond à une absence de signal d'ondes de pression dynamiques transmises, le dispositif soit apte à permettre une commande avec une réserve de compression de sécurité garantissant le temps de réponse jusqu'à l'arrêt du mouvement de l'élément et éventuellement l'inversion du mouvement pour le retrait de l'obstacle. Un délai de sécurité supplémentaire est ainsi attribué au temps de réponse de la chaîne de commande de la cinématique par ladite réserve de compressibilité des moyens tubulaires déformables.
  • Le signal d'ondes de pression dynamique peut être dans le spectre sonore ou infrasonore, mais il est avantageusement de fréquence inférieure à 250Hz. En outre, l'onde impulsionnelle peut être dans le spectre sonore ou infrasonore et elle est avantageusement de fréquence comprise entre 10et 100Hz. De tels signaux cheminent bien, en effet, au sein des moyens tubulaires déformables ou tube souple et jusqu'à des longueurs importantes de ceux-ci (plusieurs dizaines de mètres).
  • Lesdits éléments émetteurs et récepteurs comportent avantageusement chacun un transducteur de petites dimensions, transducteur piézo-électriques par exemple, mis à l'atmosphère par au moins un trou par leur chambre (partie avant) et/ ou partie arrière opposée à leur liaison avec l'extrémité du tube souple.
  • Ces éléments émetteurs et récepteurs sont avantageusement montés en liaison souple et étanche, chacun dans un boîtier fermé ou ensemble dans un même boîtier fermé en sorte d'être isolés des bruits et vibrations parasites, de l'humidité et des poussières de l'environnement.
  • Les transducteurs sont avantageusement intégrés chacun dans une chambre adaptée en impédance de pression dynamique (rapport de la pression du milieu du signal au débit volumique du milieu du tube souple) au signal à transmettre ou à recevoir et au tube souple, et reliée à l'extrémité de ce dernier, laquelle chambre amplifie l'émission et la transmission du signal émis ou reçu respectivement, et diminue l'influence du bruit extérieur.
  • Le tube souple peut être de section géométrique variable. Il est avantageusement de section cylindrique ou proche, de petit diamètre extérieur, de 4-6 mm pour un diamètre de section intérieure de 2-3 mm et il est de grande longueur, plusieurs mètres. La petite section et la grande longueur du tube souple nécessitent une pression dynamique importante du signal à faible débit volumique et donc des chambres de transducteurs de grand diamètre par rapport au diamètre du conduit du tube souple avec une faible profondeur de chambre avant (vers le tube) créant ainsi les conditions d'une amplification de pression adaptée au tube, la chambre étant de préférence sensiblement plate. Ledit au moins un trou de mise à l'atmosphère est également de petit diamètre (relativement au conduit du tube souple) et long pour permettre la réception à perte minimale de l'onde impulsionnelle générée par le choc d'accostage de l'obstacle, tout en formant filtre passe-bas des composantes parasites et égalisation de la pression statique atmosphérique.
  • Naturellement, l'élément émetteur peut être relié à plusieurs tubes souples montés en série ou en parallèle avec un ou plusieurs éléments récepteurs formant palpeur anti-pincement de parties mobiles à sécuriser d'un même véhicule. En outre, lesdits éléments émetteurs et récepteurs peuvent être regroupés en un même ensemble ou boîtier auquel sont reliées lesdites extrémités du tube souple
  • Ledit signal d'ondes de pression dynamique émis par l'élément émetteur peut comporter au moins une composante alternative régulière d'une seule fréquence, mais de préférence il comporte au moins deux composantes de fréquences proches (signal à modulation de fréquence) spécifiant ainsi le signal et sa reconnaissance par l'élément récepteur.
  • Ledit tube souple peut être issu d'extrusion ou éventuellement de moulage en matière synthétique, élastomère (à base de caoutchouc) par exemple, avec le joint de cadre du châssis. Cette matière synthétique, élastomère par exemple, permet la création d'une onde impulsionnelle de très basse fréquence essentiellement dans le spectre sonore d'environ 10 à 100 Hz et de courte durée (Impulsion de 10 à 100 ms) dans le tube, au choc d'accostage de ce dernier avec l'obstacle. La matière élastomère permet d'isoler en outre phoniquement l'intérieur du tube souple de l'environnement extérieur et le degré d'isolation phonique de l'intérieur du tube souple peut être ajusté avec l'épaisseur de la paroi du tube et la nature du matériau du tube.
  • Le tube souple peut comporter en outre une surface de paroi interne plus rigide, à même de mieux conduire le signal d'ondes de pression dynamique et l'onde impulsionnelle de pression dynamique et d'amplifier la déformation du tube (en longueur), et une paroi externe souple isolante du bruit externe.
  • L'invention peut être appliquée à un châssis pour élément d'ouvrant motorisé comportant un dispositif de détection d'obstacle tel que défini précédemment. Dans ce cas, le châssis selon l'invention peut être un châssis pour élément d'ouvrant motorisé notamment de véhicule automobile, comportant un cadre de châssis et un élément mobile entraîné relativement audit cadre de châssis par un moyen moteur, par exemple en fermeture ou ouverture du cadre de châssis, et comportant un dispositif de sécurité de la fermeture apte à arrêter, rétracter ou ouvrir l'élément mobile dès la détection d'un obstacle entre le cadre de châssis et l'élément mobile à la manoeuvre d'entraînement de l'élément mobile, dans lequel le dispositif de sécurité de fermeture comporte :
    • des moyens tubulaires déformables à forme de tube souple disposé au moins le long divine zone à sécuriser relativement à un obstacle éventuel entre le cadre de châssis et l'élément mobile, par exemple le long d'au moins une partie du bord de périphérie de l'élément mobile ou du bord de périphérie du cadre dudit châssis, et formant saillie vers ladite zone à sécuriser,
    • un moyen émetteur d'ondes de pression dynamique de basse fréquence, inférieure à 500 Hz, disposé à une extrémité dudit tube souple et apte à émettre un signal d'ondes de pression dynamique de très basse fréquence, inférieure à 100 Hz, cheminant le long dudit tube souple,
    • un moyen récepteur d'ondes de pression dynamique et de ladite onde impulsionnelle de pression dynamique, relié audit tube souple à une autre extrémité de celui-ci et apte à détecter au moins une variation de pression dudit signal d'ondes et l'onde impulsionnelle, de pression dynamique transmis depuis le moyen émetteur et générée par un obstacle accostant ou déformant ledit tube souple respectivement, et,
    • un dispositif de régulation et commande du moyen moteur relié auxdits moyens émetteur et récepteur et au moyen moteur, apte à commander la manoeuvre d'arrêt, de retrait ou d'ouverture de l'élément mobile relativement au cadre de châssis dès la détection successivement de ladite onde impulsionnelle de choc et/ou d'une dite variation de pression d'ondes de pression dynamique par l'élément récepteur et correspondant à un obstacle en contact et/ou déformant ledit tube souple respectivement.
  • Ledit tube souple peut être disposé au droit du cadre ou le long du bord de périphérie, côté intérieur et/ou côté extérieur du véhicule, de l'élément mobile ou du cadre de châssis. Il est notamment constitué en matière synthétique élastomère (caoutchouc), laquelle au contact ou choc d'accostage extérieur avec le tube crée en son sein une onde impulsionnelle à spectre sonore ou infrasonore, de très basse fréquence (inférieure à 100 Hz).
  • Il résulte de cette disposition que le contact d'un obstacle lors de la manoeuvre d'approche de l'élément mobile crée un choc qui engendre une onde impulsionnelle de pression dynamique, et que, le début d'écrasement de cet obstacle entre le cadre de châssis et l'élément mobile crée une déformation du tube souple dans ladite zone à sécuriser et modifie la transmission du signal dans le tube souple. L'impulsion de pression créée par le choc, elle-même superposée à la variation de pression dynamique, créée par l'écrasement, sont détectées par l'élément récepteur. L'information est aussitôt transmise au dispositif de régulation et commande du moyen moteur pour commander l'arrêt, le retrait ou la réouverture de l'élément mobile, libérant ainsi l'obstacle interposé entre le cadre de châssis et l'élément mobile.
  • Ledit élément mobile peut être une vitre coulissante de porte de véhicule automobile ou un toit ouvrant de véhicule ou un rideau mobile, manoeuvré par un dispositif d'entraînement à moteur (électrique, hydraulique ou pneumatique).
  • Ledit élément mobile peut être une porte coulissante de véhicule automobile ou de transport en commun, manoeuvrée par un dispositif d'entraînement à moteur électrique ou autre, ou un capot de coffre de véhicule manoeuvré par un dispositif d'entraînement électrique ou hydraulique ou pneumatique. Il peut être également un portail motorisé, un volet roulant etc..
  • Ledit tube souple peut être monté en liaison élastique ou souple sur le cadre de châssis ou sur l'élément mobile, réduisant ainsi la transmission des vibrations du véhicule susceptibles de perturber le signal d'ondes de pression dynamique. Il peut être monté clippé sur la feuillure du cadre ou enchâssé dans une lèvre souple du joint d'étanchéité.
  • Ledit tube souple peut également être collé par exemple par une bande adhésive souple isolante sur l'élément mobile ou le cadre de châssis.
  • Ledit tube souple peut être encore coextrudé avec le profil ou joint d'étanchéité entre l'élément mobile et le châssis.
  • Le dispositif de sécurité de la fermeture peut être pourvu, en tant que moyen de vérification du bon fonctionnement de la détection et de la commande de mouvement des moyens de traitement du dispositif (précité), d'un dispositif d'autocontrôle de la non présence d'un obstacle sur le tube souple, mis en fonctionnement dès la commande de l'élément mobile ou dès la mise en fonctionnement du véhicule et vérifiant que la transmission du signal d'ondes de pression dynamique depuis l'élément émetteur jusqu'à l'élément récepteur s'effectue normalement et sans obstacle avant d'activer le dispositif de régulation et de commande du moyen moteur.
  • Par ailleurs, ainsi que précité, le contact ou le choc d'accostage de l'obstacle sur le tube souple est apte à créer dans celui-ci un signal d'onde impulsionnelle de pression dynamique de basse fréquence et de grande amplitude selon une à deux pulsations sonores ou infrasonores, lequel signal est détecté par l'élément récepteur et est aussitôt transmis au dispositif de régulation et commande du moyen moteur pour commander le retrait ou la réouverture de l'élément mobile.
  • Le tube souple est avantageusement étanche et l'un au moins des éléments émetteur ou récepteur ou leur ensemble comporte en outre au moins un petit trou d'ouverture à l'atmosphère, lequel permet de mettre le tube souple en équilibre atmosphérique quelles que soient les variations de pression atmosphérique et de ne pas influencer la transmission du signal de pression dynamique le long du tube souple.
  • Ledit dispositif de détection du dispositif comporte avantageusement des moyens d'analyse de la variation de pression du signal d'ondes de pression dynamique et de l'onde impulsionnelle de pression dynamique transmis depuis l'élément émetteur jusqu'à l'élément récepteur, aptes à traiter ces informations et à déterminer la présence en premier lieu d'un choc sur le tube souple ou en second lieu d'un pincement partiel ou total de celui-ci et d'adapter une commande d'arrêt ou de retrait de l'élément mobile dès sa détection.
  • En outre, ces moyens d'analyse intègrent dans leur traitement des compensations à l'usure des composants et des capteurs par une boucle automatique de régulation des gains et/ou des seuils de choc et pincement, rendant le système peu ou pas sensible aux variations climatiques (température, humidité, pression) et à des éventuelles évolutions d'atténuation du canal du tube souple.
  • Un avantage de ces corrections automatiques est de permettre l'adaptation du dispositif à divers cas d'emploi du dispositif, ceci simplifiant la maintenance en diminuant les références en stock.
  • L'invention est illustrée ci-après à l'aide d'exemples de réalisation et en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique partielle d'un châssis de porte à vitre coulissante de véhicule automobile selon l'invention,
    • la figure 2 est une vue schématique des éléments émetteur et récepteur d'ondes de pression dynamique,
    • la figure 3 montre selon une vue en coupe transversale partielle et selon la ligne III-III de la figure 1, le châssis en prise avec un obstacle interposé entre le cadre de châssis et la vitre de porte à une position proche de la fermeture,
    • la figure 4 montre une variante de réalisation de l'invention relative à une porte coulissante de véhicule automobile entraînée électriquement,
    • la figure 5 est une vue en coupe transversale partielle du châssis de la figure 4 en prise avec un obstacle interposé entre le cadre du châssis et la porte coulissante à une position proche de la fermeture,
    • les figures 6a et 6b montrent des variantes de réalisation du tube souple, coextrudé dans un joint d'étanchéité d'élément d'ouvrant et inséré dans une lèvre du joint d'étanchéité, respectivement, et
    • la figure 7 montre les diverses applications d'éléments d'ouvrant selon l'invention pour un véhicule automobile.
  • Avec référence aux dessins et en particulier aux figures 1 à 3, le châssis de porte 1 à vitre coulissante 3 de véhicule automobile représenté, comporte essentiellement une fenêtre supérieure 5, une partie inférieure pleine 6 correspondant au bas de la porte et disposée sous la fenêtre 5, un élément de vitrage ou vitre 3 monté coulissant dans la fenêtre 5 de la porte et apte à ouvrir ou fermer ladite fenêtre 5, un dispositif 7 d'entraînement en coulissement de l'élément de vitrage 3, un dispositif de régulation et commande 9 de l'entraînement de l'élément de vitrage 3, et un dispositif de sécurité 11 de la fermeture de l'élément de vitrage 3.
  • La fenêtre 5 est délimitée par une partie de cadre périphérique supérieure 13 de la porte munie d'une feuillure intérieure 15, laquelle reçoit dans sa partie en U intérieure 17 (figure 3) un joint souple profilé 19 à lèvres externes croisées 21 recevant l'élément de vitrage 3 à la fermeture.
  • Ce joint 19 est disposé sur tout le tour du bord intérieur du cadre 13 de l'ouverture de la fenêtre, dans ladite feuillure 15. Il a une section sensiblement en U correspondant à celle en U de la feuillure 15 avec deux ailes latérales externes 23 repliées, dans le pli desquelles il peut recevoir en pincement chacune des branches de U 25 de la feuillure 15, et deux lèvres externes croisées opposées 21 au sommet du U recevant en flexion et de façon étanche l'élément de vitrage 3, sensiblement dans le plan médian du U.
  • Il comporte en outre des éléments de crochet en saillie à la base du U 27 et aux extrémités du pli des ailes 29, coopérant respectivement avec des cavités de réception complémentaires de la feuillure 15, et grâce auxquels il peut être monté rapidement par encliquetage dans la feuillure 15.
  • Ce joint 19 est issu d'extrusion en matière synthétique élastomère et comporte un tube souple 31 de préférence en caoutchouc cellulaire disposé en saillie sur l'aile latérale 23, côté intérieur du véhicule, ce tube étant orienté vers l'ouverture de la fenêtre 5 de la porte.
  • Le tube souple 31 fait partie du dispositif de sécurité 11 de la fermeture de l'élément de vitrage 3 précité et est adjacent à la lèvre 21 attenante à l'aile support correspondante 23.
  • Il comporte une section régulière sensiblement demi-circulaire ou circulaire, s'étendant sur le pourtour intérieur de l'ouverture de fenêtre 5, à l'exception du côté horizontal inférieur de la fenêtre 5 où il revient en boucle dans la partie inférieure 6 de la porte. Les dimensions de sa section externe varient de 4 à 8 mm et celle de sa section interne de 2 à 4 mm. Sa longueur peut être de plusieurs mètres. Sa paroi est étanche ou non et facilement déformable. Il comporte un faible trou (non représenté) pour sa mise à l'atmosphère.
  • L'élément de vitrage 3 est une plaque en verre classique conformée géométriquement à l'ouverture du cadre 13 de la fenêtre. Cette plaque de verre 3 coulisse verticalement vers le bas ou le haut, par l'action de son dispositif d'entraînement 7 pour ouvrir ou fermer la fenêtre 5 de la porte.
  • Le dispositif d'entraînement 7 en coulissement de l'élément de vitrage 3 est du type à rail vertical 33 et câble (non représenté) relié à l'élément de vitrage 3 et au support de l'élément de vitrage. Ce câble est tracté en boucle sur une poulie entraînée par un moteur électrique intégré 35. Il est monté dans la partie inférieure de la porte.
  • Le dispositif de régulation et commande de l'entraînement 9 comprend un boîtier électronique 37 logé dans la partie inférieure 6 de la porte. Il est relié au moteur 35 du dispositif d'entraînement et audit dispositif de sécurité 11 de la fermeture de l'élément de vitrage 3. Ce boîtier est classique et permet de commander l'ouverture ou la fermeture de la fenêtre de la porte par l'élément de vitrage en liaison avec une autorisation dudit dispositif de sécurité 11 de la fermeture décrit ci-après. Si cette autorisation est désactivée en cours de fermeture, il commande la réouverture instantanée de l'élément de vitrage 3.
  • Le dispositif de sécurité 11 de la fermeture de l'élément de vitrage comprend le tube souple précité 31 et un boîtier 39 logeant les éléments émetteur 40a et récepteur 40b d'ondes de pression dynamique de basse fréquence, inférieure à 500 Hz, (sonores ou infrasonores par exemple) reliés chacun à une extrémité du tube souple 31. Ces éléments émetteur et récepteur comportent chacun (figure 2) un transducteur acoustique (piézo-électrique par exemple), émetteur 41a d'un signal d'ondes de pression dynamique (signal de référence) et récepteur 41b du signal d'ondes de pression dynamique transmis par le tube souple, respectivement, intégré dans une chambre adaptée, émettrice 42a et réceptrice 42b, ouverte à l'atmosphère par un petit trou sur sa chambre, 44'a, 44'b et sa partie inférieure, 44a, 44b, respectivement et reliée par sa partie supérieure à une extrémité du tube souple 31.
  • Il est à noter que les combinaisons de montage souple et isolé des éléments émetteur et récepteur sont multiples, les transducteurs pouvant par exemple être reliés chacun dans un boîtier fermé ou commun au tube souple par un manchon souple, étanche, et la plaque de circuit intégré de traitement du signal fermer le boîtier à sa partie arrière, cette plaque pouvant en outre être montée de façon souple sur le boîtier et en connexion électrique non rigide de façon à être isolée des vibrations externe.
  • Les chambres d'émission 42a ou réception 42b (sonore ou infrasonore) sont isolées phoniquement l'une de l'autre et de l'ambiance externe, au sein du boîtier. Dans l'exemple, elles sont identiques l'une à l'autre, de configuration relativement plate et de faible volume. Elles sont montées en liaison souple sur le boitier au tube souple par un joint d'étanchéité 45 à l'extrémité du tube souple. Elles sont reliées à l'atmosphère chacune par un trou fin latéral 44a', 44b' et un second trou fin inférieur 44a et 44b à leur partie arrière. Ces chambres sont ainsi adaptées en impédance de pression dynamique pour recevoir et émettre un signal à forte pression dynamique, en raison de la petite section du tube souple.
  • L'élément émetteur 40a peut émettre un signal à modulation de fréquence, à deux fréquences proches l'une de l'autre (par exemple à environ 200 Hz et comprises dans le spectre sonore). L'élément récepteur 40b reçoit le signal transmis à l'autre extrémité du tube souple 31 dont l'amplitude est légèrement atténuée lorsque le tube souple n'est pas bouché (pincé). Le signal reçu est transmis au dispositif de régulation et commande de l'entraînement 9, qui le traite et l'analyse afin de déterminer si la variation de la pression acoustique du signal sonore transmis depuis l'élément émetteur correspond ou non à un obstacle en contact avec le tube souple (avec choc d'accostage et/ou écrasement) en vue de désactiver l'autorisation de fermeture de la fenêtre 5 et initier une réouverture de l'élément de vitrage 3. La vérification de la non présence d'un obstacle est effectuée dès la mise en fonctionnement du système, donc avant chaque mouvement de fermeture du vitrage ou du châssis.
  • Le traitement du signal pour la détection des chocs au sein des moyens d'analyse et traitement du dispositif de régulation et commande 9 peut consister par exemple à filtrer par un filtrage analogique passe-bas la sortie du signal sonore transmis, à l'amplifier, à le numériser, à le moyenner sur une période de temps glissante multiple de la fréquence d'émission (afin d'annuler la valeur moyenne du signal de référence) et à comparer les résultats de ce calcul à des valeurs de seuils maximum autorisés sur la dérivée et la valeur absolue de cette moyenne de choc, établis de façon proportionnelle à l'amplitude moyenne du signal de référence reçue.
  • Le traitement du signal pour la détection des pincements consiste à effectuer un traitement numérique selon une transformée de Fourrier des valeurs de ce signal.
  • Afin de rendre ce traitement robuste vis-à-vis des possibles perturbations vibratoires et acoustiques extérieures au dispositif, la fréquence de référence (du signal de référence) est modulée en fréquence de façon à ce que les résultats de la convolution moyenne soient stables même si les perturbations extérieures sont fortes. Ceci nécessite une intégration des calculs relativement à la modulation de fréquence qui peut-être par exemple linéaire, triangulaire, sinusoïdale ou autre. Du fait de ladite intégration, la détection de pincement devient moins réactive relativement à un pincement mais robuste vis-à-vis des évènements redoutés qui sont, le non déclenchement en cas de pincement dans un milieu perturbé et le déclenchement intempestif en cas de perturbations.
  • De même que pour le choc le résultat de ces calculs de convolution du signal reçu avec le signal de référence modulé en fréquence et des moyennes à court et moyen terme du résultat sont comparés à des seuils établis de façon proportionnelle à l'amplitude moyenne du signal reçu filtré sur le long terme soient:
    • un seuil maximum autorisé sur la dérivée à court terme,
    • une valeur minimale relative de la moyenne de pincement à court terme par rapport à la moyenne à long terme.
  • Le dit signal de réception filtré sur le long terme doit être lui-même supérieur à un seuil minimal fixé suivant la construction du dispositif de détection afin d'assurer une dynamique et une précision minimale au dispositif de détection.
  • Ladite modulation est essentielle pour la robustesse du dispositif. Elle justifie la nécessité d'une détection de choc pour conserver une excellente réactivité, secondée par la détection de pincement pour une sécurité sans faille.
  • Le contact d'un obstacle avec le tube souple génère un choc qui se traduit à l'intérieur de celui-ci par une onde impulsionnelle sonore de basse fréquence d'environ 10 à 100Hz (à une ou deux pulsations rapidement amorties) pour ce type de tube souple en caoutchouc élastomère et cette onde peut être détectée par l'élément récepteur acoustique 40b dès la détection du choc de contact afin de permettre de désactiver la fermeture très peu de temps après le contact avec l'obstacle (quelques ms correspondant au temps de propagation et de traitement du signa). Ainsi la désactivation de la fermeture est activée soit à l'accostage de l'obstacle avec le tube souple (au choc de contact avec l'obstacle sans écrasement du tube souple) ou à un écrasement partiel du tube souple s'il n'y a pas de choc comme par exemple si le pincement a été effectué avant la mise en service du système
  • L'atténuation de la pression dynamique du signal transmise varie de façon directe avec l'écrasement du tube souple par l'obstacle et il est possible de désactiver la fermeture de l'élément mobile à un niveau d'écrasement déterminé du tube souple, par exemple à 20-40 % d'écrasement de celui-ci évitant ainsi l'écrasement du doigt d'une personne.
  • Le fonctionnement du châssis de porte 1 pour véhicule est à présent décrit. Il se déduit de la description précédente.
  • Supposons que l'élément de vitrage 3 soit commandé en fermeture et qu'un doigt 43 d'une personne (fig. 3) soit accidentellement appliqué sur le bord de fenêtre 5 du châssis 1 de porte, par exemple au niveau supérieur de celui-ci. L'élément de vitrage 3 sous la commande du dispositif de régulation et commande de l'entraînement 9 et sous l'action de son dispositif d'entraînement 7, va monter jusqu'à venir au contact du doigt 43, lequel va toucher le tube souple 31. Le contact d'accostage du doigt avec le tube génère une onde de choc sonore qui est détectée par l'élément récepteur acoustique 40b. Le signal est traité et il est reconnu après analyse comme correspondant à un choc. Le dispositif de régulation et commande 9 désactive alors instantanément la fermeture et produit une commande de réouverture immédiate de l'élément de vitrage 3. Si aucun choc n'est produit par le contact du doigt 43 sur l'élément de vitrage 3, le doigt va alors aplatir le tube souple à son contact (trait interrompu sur la fig. 3). La déformation du tube souple 31 va générer une restriction à l'intérieur de celui-ci, laquelle va réduire la transmission du signal sonore à son niveau et cette variation de la pression dynamique va être détectée par l'élément récepteur 40b et ce dernier va générer ainsi que précité un signal de variation de pression dynamique au dispositif de régulation et commande de l'entraînement 9. Celui-ci va alors produire une commande de réouverture immédiate de l'élément de vitrage 3, donc sans blesser le doigt touché 43.
  • Il est à noter que l'invention peut également être appliquée en tant que variante de réalisation (figures 4 et 5) à une porte coulissante de véhicule entraînée électriquement.
  • Dans ce cas, le tube souple 31' est fixé non plus sur le bord du cadre de châssis 1' recevant l'élément mobile 3', mais sur le bord de l'élément mobile 3', étant tourné vers le bord opposé du cadre de châssis en regard (pied milieu de la carrosserie).
  • Le tube souple 31' est ainsi collé (par un adhésif double face par exemple) sur le bord de la porte coulissante 3' tourné vers le pied milieu 1' de la carrosserie du véhicule automobile. Ce tube souple 31' est configuré selon une ligne sensiblement rectiligne (trait épais sur la figure 4) sur toute la hauteur du bord vertical externe de la porte 3', là où un obstacle peut être appliqué (par exemple une main ou des doigts 43' d'une personne).
  • L'élément émetteur d'ondes de pression dynamique du tube souple (non représenté) pourra être disposé à une extrémité du tube souple 31', par exemple à l'extrémité inférieure, tandis que son extrémité supérieure est reliée à l'élément récepteur acoustique correspondant (non représenté), couvrant ainsi une zone de sécurité correspondant sensiblement à la longueur du tube souple. Le tube souple 31' peut également être mis en boucle (en trait mixte) revenant sur le côté intérieur de la porte pour le protéger également.
  • Il est à noter que le tube souple 31" pourrait également être disposé le long du bord extérieur du pied milieu 1' (en trait mixte sur la figure 5) et éventuellement mis en boucle.
  • Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précités mais peut s'appliquer à tout élément mobile (figure 7) équipé d'un dispositif de sécurité selon l'invention (en trait interrompu) relativement à un cadre de châssis dans une zone où un obstacle peut être interposé entre le cadre et l'élément mobile, et par exemple à un capot ou hayon de coffre de véhicule ou un toit ouvrant de véhicule etc., manoeuvré par un dispositif d'entrainement, électrique pneumatique ou hydraulique (non représenté).
  • De plus, comme représenté à la figure 6a, le tube souple 31"' peut être coextrudé avec un joint d'étanchéité 46 entre l'élément mobile et le châssis, étant par exemple logé à l'intérieur du joint d'étanchéité (protégé), dans un espace éloigné de la déformation de fermeture étanche de celui-ci (en trait interrompu). Seul un obstacle déforme le tube souple 31 "'.
  • Le tube souple 31"" (figure 6b) peut encore être monté sur le joint d'étanchéité 47 inséré dans une lèvre souple 49 de celui-ci, ce qui facilite son montage.
  • On notera enfin que le tube souple peut comprendre deux canaux adjacents, issus de coextrusion par exemple, et aptes à acheminer chacun l'un l'aller du signal et l'autre le retour du signal, la continuité du signal de l'aller au retour étant réalisée par un cavalier adéquat en bout de tube.
  • L'invention apporte ainsi un dispositif de sécurité d'obstacle pour châssis à élément mobile, qui assure un contact de fermeture doux sans risque de blesser une personne, indépendant de l'usure et des efforts d'entraînement de l'élément mobile et des zones de cisaillement ou angles du cadre, et qui est adaptable dans la zone de fermeture à sécuriser de nombreux châssis à élément mobile.

Claims (15)

  1. Dispositif de détection d'un obstacle (43, 43') relativement à un élément (3, 3') commandé en mouvement et/ou de commande du mouvement de l'élément (3, 3') relativement à l'obstacle, (43, 43') caractérisé en ce qu'il comporte :
    - des moyens tubulaires déformables ou tube souple (31, 31', 31", 31"', 31"") de propagation d'ondes de pression dynamique de basse fréquence, inférieure à 500 Hz, ces moyens tubulaires déformables ou tube souple (31, 31', 31", 31"', 31"") étant aptes en outre à créer et propager une onde impulsionnelle de pression dynamique de très basse fréquence, inférieure à 100 Hz, émise au choc d'accostage de l'élément en mouvement (3, 3') sur l'obstacle (43, 43'),
    - des moyens émetteur (40a) et récepteur (40b) desdites ondes de pression dynamique de basse fréquence, et récepteur (40b) de ladite onde impulsionnelle de pression dynamique de très basse fréquence, ces moyens émetteur (40a) et récepteur (40b) étant adaptés notamment en impédance de pression dynamique auxdits moyens tubulaires déformables ou tube souple (31, 31',31",31"',31""),
    - des moyens de traitement (9) desdites ondes de pression dynamique et onde impulsionnelle de pression dynamique, adaptés pour :
    vérifier en premier lieu le bon fonctionnement de la détection d'un obstacle (43, 43') et de la commande de mouvement par le dispositif,
    - déterminer la détection de l'obstacle (43, 43') sur l'élément en mouvement (3, 3'), choc d'accostage ou déformation desdits moyens tubulaires déformables ou tube souple (31, 31', 31", 31"', 31""), et
    permettre suivant cette détection une commande adaptée du mouvement de l'élément (3, 3') relativement à l'obstacle (43, 43'), arrêt, retrait ou réouverture de l'élément (3, 3'),
    ces moyens de traitement (9) étant aptes à détecter selon une procédure sécurisée d'abord le choc d'accostage de l'élément (3, 3') sur l'obstacle (43, 43'), évitant et anticipant ainsi la déformation desdits moyens tubulaires déformables ou tube souple (31, 31', 31 ", 31"', 31""), puis la déformation des moyens tubulaires déformables ou tube souple (31, 31', 31", 31"', 31""), au moins de façon partielle, si le choc d'accostage n'est pas détecté.
  2. Dispositif de détection d'un obstacle selon la revendication 1 tel que les moyens tubulaires déformables ou tube souple (31, 31', 31", 31"', 31"") comportent une réserve de compressibilité, par exemple, une épaisseur déformable du capteur tubulaire (31, 31', 31", 31 "', 31""), apte à s'écraser facilement, une marge d'écrasement de l'obstacle étant obtenue par ladite réserve de compressibilité des moyens tubulaires déformables ou tube souple (31, 31', 31", 31"', 31"") .
  3. Dispositif de détection d'un obstacle selon la revendication 1 ou 2 tel que ledit tube souple (31, 31', 3 1 ", 31 "', 31"") est constitué en matière synthétique élastomère, laquelle au contact ou choc d'accostage extérieur avec le tube souple (31, 31', 31", 31"', 31"") crée en son sein une onde impulsionnelle à spectre sonore ou infrasonore, de très basse fréquence, inférieure à 100 Hz.
  4. Dispositif de détection d'un obstacle selon la revendication 1 -3 tel que le signal d'ondes de pression dynamique est dans le spectre sonore ou infrasonore, étant de fréquence inférieure à 250Hz.
  5. Dispositif de détection d'un obstacle selon la revendication 1 -4 tel que l'onde impulsionnelle est dans le spectre sonore ou infrasonore, étant de fréquence comprise entre 10 et 100 Hz.
  6. Dispositif de détection d'un obstacle selon la revendication 1-5 tel que lesdits éléments émetteurs (40a) et récepteurs (40b) comportent chacun un transducteur (41a,41b) de petites dimensions, transducteur piézo-électriques par exemple, mis à l'atmosphère par au moins un trou (44a,44a' ;44b,44b') par leur chambre (42a,42b) et/ou partie arrière opposée à leur liaison avec l'extrémité du tube souple(31, 31 ', 31 ", 31"', 31"") .
  7. Dispositif de détection d'un obstacle selon la revendication 1-6 tel que ledit signal d'ondes de pression dynamique émis par l'élément émetteur (40a) comporte au moins une composante alternative régulière d'une seule fréquence, par exemple deux composantes de fréquences proches d'un signal à modulation de fréquence, spécifiant ainsi le signal et sa reconnaissance par l'élément récepteur (40b).
  8. Dispositif de détection d'un obstacle selon la revendication 1-7 tel que le tube souple (31, 31', 31", 31"', 31"") comporte en outre une surface de paroi interne plus rigide, à même de mieux conduire le signal d'ondes de pression dynamique et l'onde impulsionnelle de pression dynamique et d'amplifier la déformation du tube en longueur, et une paroi externe souple isolante du bruit externe.
  9. Châssis (1, 1') pour élément d'ouvrant motorisé comportant un dispositif selon la revendication 1-8, notamment de véhicule automobile, comprenant un cadre de châssis (13) et un élément mobile (3, 3') entraîné relativement audit cadre de châssis (13) par un moyen moteur (35), par exemple en fermeture ou ouverture du cadre de châssis (13), et comportant un dispositif de sécurité de la fermeture apte à arrêter, rétracter ou ouvrir l'élément mobile (3, 3') dès la détection d'un obstacle (43, 43') entre le cadre de châssis et l'élément mobile (3, 3') à la manoeuvre d'entraînement de l'élément mobile (3, 3'), dans lequel le dispositif de sécurité de fermeture comporte :
    - les moyens tubulaires déformables (31, 31', 31 ", 31"', 31"") à forme de tube souple disposé au moins le long d'une zone à sécuriser relativement à un obstacle éventuel (43, 43') entre le cadre de châssis (13) et l'élément mobile (3, 3'), par exemple le long d'au moins une partie du bord de périphérie de l'élément mobile ou du bord de périphérie du cadre (13) dudit châssis, et formant saillie vers ladite zone à sécuriser,
    - le moyen émetteur (40a) d'ondes de pression dynamiques de basse fréquence, inférieure à 500 Hz, disposé à une extrémité dudit tube souple (31, 31', 31", 31 "', 31"") et apte à émettre un signal d'ondes de pression dynamique cheminant le long dudit tube souple (31, 31', 31 ", 31 "', 31""),
    - le moyen récepteur (40b) d'ondes de pression dynamique et de ladite onde impulsionnelle de pression dynamique, relié audit tube souple (31, 31', 31 ", 31"', 31"") à une autre extrémité de celui-ci et apte à détecter au moins une variation de pression dudit signal d'ondes et l'onde impulsionnelle, de pression dynamique transmis depuis le moyen émetteur (40a) et générée par un obstacle (43, 43') accostant ou déformant ledit tube souple (31, 31', 31", 31"', 31"") respectivement, et,
    - un dispositif de régulation et commande (9) du moyen moteur (35) relié auxdits moyens émetteur (40a) et récepteur (40b) et au moyen moteur (35), apte à commander la manoeuvre d'arrêt, de retrait ou d'ouverture de l'élément mobile (3, 3') relativement au cadre (13) de châssis dès la détection successivement de ladite onde impulsionnelle de choc et/ou d'une dite variation de pression d'ondes de pression dynamique par l'élément récepteur (40b) et correspondant à un obstacle (43, 43') en contact et/ou déformant ledit tube souple (31, 31 ', 3 1 ", 31"', 31 "") respectivement.
  10. Châssis (1,1') selon la revendication 9 tel que ledit tube souple peut être disposé au droit du cadre ou le long du bord de périphérie, côté intérieur et/ou côté extérieur du véhicule, de l'élément mobile ou du cadre de châssis.
  11. Châssis (1,1') selon la revendication 9-10 tel que ledit dispositif de détection d'obstacle comporte des moyens d'analyse de la variation de pression dynamique du signal d'ondes de pression dynamique et de l'onde impulsionnelle de pression dynamique transmis, aptes à traiter ces informations et à déterminer la présence en premier lieu d'un choc sur le tube souple (31, 31', 31 ", 31"', 31 "") et en second lieu d'un pincement partiel ou total de celui-ci, et d'adapter une commande d'arrêt ou de retrait de l'élément mobile (3,3') dès sa détection.
  12. Châssis (1,1') selon la revendication 9-11 tel que ledit tube souple (31, 31', 31", 31"', 31"") comprend deux canaux adjacents, issus de coextrusion par exemple, et aptes à acheminer chacun l'un l'aller du signal et l'autre le retour du signal, la continuité du signal de l'aller au retour étant réalisée par un cavalier adéquat en bout de tube.
  13. Procédé de détection d'obstacle relativement à un élément (3, 3') commandé en mouvement et/ou de commande du mouvement de l'élément (3, 3') relativement à l'obstacle, (43, 43'), notamment pour un véhicule, et utilisant le dispositif de détection d'un obstacle selon l'une des revendications 1 à 8, le procédé comprenant
    suite à la commande de l'élément mobile ou dès la mise en fonctionnement du véhicule, une étape d'auto-contrôle pour s'assurer de la non-présence d'un obstacle sur les moyens tubulaires déformables ou tube souple, en vérifiant que la transmission d'un signal d'onde de pression dynamique de basse fréquence, inférieure à 500 Hz, depuis un élément émetteur jusqu'à un élément récepteur s'effectue normalement et sans obstacle,
    une étape de détection
    du choc d'accostage de l'obstacle contre les moyens tubulaires déformables ou tube souple en mesurant une impulsion sonore ou infrasonore sous forme d'une onde de pression dynamique de très basse fréquence, inferieure à 100 Hz, émise dans lesdits moyens tubulaires déformables ou tube souple lors du choc d'accostage de l'obstacle contre lesdits moyens tubulaires déformables ou tube souple, et/ou
    du pincement ou de l'écrasement de l'obstacle sur lesdits moyens tubulaires déformables ou tube souple en mesurant la variation de la pression de l'air engendrée par le pincement ou l'écrasement et/ ou un signal sonore ou infrasonore (signal de référence), transmis au sein des moyens tubulaires déformables ou tube souple par l'élément émetteur,
    en cas de détection d'un choc ou d'un pincement ou écrasement, une étape de commande adaptée du mouvement de l'élément relativement à l'obstacle, arrêt, retrait ou réouverture dudit élément,
    dans lequel
    on prévoit une procédure sécurisée pour détecter d'abord le choc d'accostage de l'élément sur l'obstacle, afin d'éviter et d'anticiper ainsi la déformation desdits moyens tubulaires déformables ou tube souple, puis la déformation des moyens tubulaires déformables ou tube souple au moins de façon partielle si le choc d'accostage n'est pas détecté.
  14. Procédé selon la revendication 13 , comportant en outre une étape d'analyse en effectuant des compensations à l'usure des composants et des capteurs au moyen d'une boucle automatique de régulation des gains et/ou des seuils de choc et pincement, afin de rendre le dispositif peu ou pas sensible aux variations climatiques telles que température, humidité, pression et à des éventuelles évolutions d'atténuation du canal du tube souple.
  15. Procédé de détection d'obstacle selon la revendication 13 ou 14, dans lequel,
    pour la détection des chocs, on prévoit un filtrage analogique passe-bas de la sortie du signal sonore transmis, une amplification du signal filtré, une numérisation du signal amplifié, un moyennage du signal numérisé sur une période de temps glissante multiple de la fréquence d'émission (afin d'annuler la valeur moyenne du signal de référence) et une comparaison des résultats de ce calcul à des valeurs de seuils maximum autorisés sur la dérivée et la valeur absolue de cette moyenne de choc, établis de façon proportionnelle à l'amplitude moyenne du signal de référence reçue, et
    pour la détection des pincements, on prévoit un traitement numérique du signal afin que ce traitement soit rendu robuste vis-à-vis des possibles perturbations vibratoires et acoustiques extérieures au dispositif, la fréquence de ce signal étant modulée en fréquence de façon à ce que les résultats de la convolution moyenne soient stables même si les perturbations extérieures sont fortes, ceci nécessitant une intégration des calculs relativement à la modulation de fréquence qui peut-être par exemple linéaire, triangulaire, sinusoïdale ou autre et ladite intégration devenant moins réactive relativement à un pincement mais robuste vis-à-vis des évènements redoutés qui sont, le non déclenchement en cas de pincement dans un milieu perturbé et le déclenchement intempestif en cas de perturbations.
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