FR2522302A1 - TRIGGERING DEVICE FOR A PASSENGER PROTECTION DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif
de déclenchement pour un dispositif de protection
de passager, notamment pour des systèmes de retenue
en cas de collision dans des véhicules automobiles,
comportant en série un détecteur d'accélération,
un circuit d'intégration présentant des constantes de
temps de charge et de décharge différentes, un
contacteur à seuil et un organe de commutation
d'un élément de déclenchement.The present invention relates to a device
release for a protection device
passenger, especially for restraint systems
in the event of a collision in motor vehicles,
comprising in series an acceleration detector,
an integration circuit with constants of
different charge and discharge times, one
threshold contactor and a switching device
a trigger.
De tels dispositifs de déclenchement sont utilisés dans des systèmes de retenue tels que des dispositifs à sangles ou bien à vessies pneumatiques, mais également dans des systèmes de régulation anti-blocage. Such triggering devices are used in restraint systems such as straps or pneumatic bladder devices, but also in anti-blocking control systems.
D'après la demande de brevet allemand
DE-OS 2 044 045, on connatt un dispositif dans lequel des signaux, produits en fonction d'une accélération dans un détecteur d'accélération et qui dépassent une valeur de seuil, sont intégrés pour éliminer des signaux parasites et sont comparés à une valeur de seuil dont le dépassement provoque la génération de signaux servant à commander des organes d'actionnement. Ce dispositif est prévu pour une régulation de force de freinage, où le détecteur est monté dans le moyeu de la roue à régler et fournit des signaux sinusoidaux symétriques proportionnels à la vitesse de rotation de la roue et ayant une fréquence et une amplitude variables, ces signaux étant différenciés pour produire des signaux proportionnels a l'accélération.En cas de dépassement d'une accélération déterminée, il se produit un signal qui est intégré pour pouvoir différencier des signaux d'accélération purs de signaux parasites (par exemple un passage dans des nids de poule). Cela signifie un ralentissement de la génération de signaux dont on doit cependant tenir compte. According to the German patent application
DE-OS 2 044 045, there is a device in which signals, produced as a function of an acceleration in an acceleration detector and which exceed a threshold value, are integrated to eliminate spurious signals and are compared with a value threshold whose exceeding causes the generation of signals used to control actuators. This device is intended for braking force regulation, where the detector is mounted in the hub of the wheel to be adjusted and provides symmetrical sinusoidal signals proportional to the speed of rotation of the wheel and having a variable frequency and amplitude, these signals being differentiated to produce signals proportional to acceleration. If a determined acceleration is exceeded, a signal is produced which is integrated in order to be able to differentiate pure acceleration signals from parasitic signals (for example a passage through potholes). This means a slower generation of signals which must be taken into account.
La fin du signal doit être transmise cependant autant que possible sans retard. Les organes d'actionnement commandés par ces signaux d'accélération sont des électro-valves servant à commander la pression de freinage de roue. Dans le cas de systèmes de retenue de passagers, qui déclenchent un dispositif de protection à l'aide d'amorces pyrotechniques, on doit tenir compte d'autres particularités. Les signaux d'accélération engendrés, essentiellement les composantes négatives, c'està-dire des signaux de ralentissement qui sont produits lors d'un choc contre un obstacle avec un détecteur solidaire de la carrosserie, ont une autre allure que ceux d'un détecteur de roue.Les signaux parasites sont des signaux sinusoIdaux disposés essentiellement symétriquement par rapport à l'axe et qui s'amortissent de façon apériodique en moins d'environ 20 ms - comme ce qu'on appelle un effet de coup de marteau - tandis que des décélérations sous l'effet d'une collision ont un profil asymétrique et sont situées, avec des débordements de l'axe, principalement dans la zone négative d'accélération. Des déclenchements erronés peuvent avoir des conséquences très perturbatrices et d'autre part l'ensemble du dispositif de déclenchement ne doit pas être coûteux pour ne pas empêcher de nombreuses applications.The end of the signal should however be transmitted as soon as possible without delay. The actuators controlled by these acceleration signals are solenoid valves used to control the wheel brake pressure. In the case of passenger restraint systems, which trigger a protection device using pyrotechnic primers, other special features must be taken into account. The acceleration signals generated, essentially the negative components, that is to say the deceleration signals which are produced during an impact against an obstacle with a detector secured to the body, have a different appearance than those of a detector. Spurious signals are sinusoidal signals arranged essentially symmetrically with respect to the axis and which are damped aperiodically in less than about 20 ms - like what is called a hammer blow effect - while decelerations under the effect of a collision have an asymmetrical profile and are located, with overflows of the axis, mainly in the negative zone of acceleration. Erroneous trips can have very disruptive consequences and on the other hand the entire trip device must not be expensive so as not to prevent many applications.
L'invention a en conséquence pour but d'améliorer un dispositif de déclenchement d'un dispositif de protection de passagers de manière que, avec une réalisation simple et par conséquent peu coûteuse, il satisfasse aux conditions particulières des systèmes de retenue à amorçage pyrotechnique sans élimination de la sécurité nécessaire. The object of the invention is therefore to improve a device for triggering a passenger protection device so that, with a simple and therefore inexpensive embodiment, it satisfies the particular conditions of restraint systems with pyrotechnic ignition without elimination of security required.
Ce problème est résolu en ce que a) comme détecteur d'accélération, il est prévu un contacteur qui se ferme avec le minimum de retard possible au-dessus d'un seuil d'accélération déterminé et qui s'ouvre avec le minimum de retard possible en dessous de ce seuil, b) la constante de temps de décharge du circuit d'intégration est supérieure à la constante de temps de charge, c) il est prévu un contacteur à seuil à effet d'hystérésis qui est enclenché ou fermé pour une première valeur de seuil déterminée et qui est ouvert pour une seconde valeur de seuil déterminée et plus faible, d) il est prévu un contacteur d'accélération ayant un comportement d'inertie à la fermeture et à l'ouverture plus lent et un seuil d'accélération plus faible que celui du détecteur d'accélération, et e) le contacteur d'accélération est branché dans le circuit d'excitation de l'élément de déclenchement, cet élément de déclenchement étant disposé entre l'organe de commutation*et le contacteur d'accélération. This problem is solved in that a) as an acceleration detector, a contactor is provided which closes with the minimum possible delay above a determined acceleration threshold and which opens with the minimum delay possible below this threshold, b) the discharge time constant of the integration circuit is greater than the charging time constant, c) a hysteresis threshold contactor is provided which is switched on or off to a first determined threshold value which is open for a second determined and lower threshold value, d) there is an acceleration contactor having a slower closing and opening inertia behavior and a threshold acceleration lower than that of the acceleration detector, and e) the acceleration switch is connected to the excitation circuit of the tripping element, this tripping element being disposed between the switching member * and the acceleration switch.
Les avantages particuliers en ce qui concerne le prix de revient sont obtenus entre autres grâce à l'utilisation comme détecteur d'accélération d'un simple contacteur, qui est formé d'un contact fixe et d'un contact élastique présentant une tension élastique déterminée et de faible masse de manière à posséder l'insensibilité nécessaire à la décélération et qui est en mesure de suivre des aàcélérations et des décélérations alternées franchissant le seuil d'accé aération prédéterminé par la tension élastique à des intervalles de 1 à 2 mus, c'est-à-dire qui se ferme lors de décélérations au-dessus du seuil et qui s'ouvre lors de décélérations en dessous du seuil.En combinaison avec les constantes de temps de charge et de décharge déterminées du circuit d'intégration et du contacteur à seuil branché en aval, on obtient ainsi d'une part une meilleure possibilité de différencier si on a affaire à des signaux parasites ou à une collision et d'autre part on assure une génération plus rapide de signaux dans le cas d'une collision, ce qui est précisément important dans ce cas. The particular advantages as regards the cost price are obtained inter alia by the use as acceleration detector of a simple contactor, which is formed of a fixed contact and of an elastic contact having a determined elastic tension and of low mass so as to have the insensitivity necessary for deceleration and which is able to follow accelerations and alternating decelerations crossing the acceleration aeration threshold predetermined by the elastic tension at intervals of 1 to 2 mus, c that is to say which closes during decelerations above the threshold and which opens during decelerations below the threshold. In combination with the determined charge and discharge time constants of the integration circuit and threshold contactor connected downstream, we thus obtain on the one hand a better possibility of differentiating if we are dealing with spurious signals or a collision and on the other hand we ensure a faster generation of e signals in the event of a collision, which is precisely important in this case.
Cela sera expliqué de façon plus détaillée dans la suite. La relation entre la décharge plus lente du circuit d'intégration et les seuils, sélectionnés en correspondance, du contacteur à seuils permet d'obtenir un signal de commande ayant une durée suffisante pour le déclenchement de l'élément de déclenchement, par exemple une pastille d'amorçage d'un dispositif de sécurité à ceinture, et économise ainsi un générateur d'impulsions relié au contacteur à seuil, par exemple un étage basculant monostable.Enfin il est prévu dans le circuit d'excitation de l'élément de déclenchement un contacteur d'accélération qui peut avoir la même structure que le détecteur d'accélération mais qui peut cependant posséder un seuil d'accélération plus faible et une plus grande inertie de commande. I1 doit alors se fermet quand la comparaison entre le signal parasite et le signal de collision est terminée et lorsque le signal d'excitation de l'organe de commutation apparait à la sortie du contacteur à seuil. En ce qui concerne l'inertie de commande, aucune mesure particulière n'est nécessaire car, après le déclenchement de la pastille d'amorçage, le dispositif de déclenchement n'est plus en action.This will be explained in more detail later. The relationship between the slower discharge of the integration circuit and the thresholds, selected in correspondence, of the threshold contactor makes it possible to obtain a control signal having a duration sufficient for the tripping of the tripping element, for example a pad. of a safety belt device, and thus saves a pulse generator connected to the threshold contactor, for example a monostable tilting stage. Finally, there is provided in the excitation circuit of the triggering element acceleration contactor which may have the same structure as the acceleration detector but which may however have a lower acceleration threshold and greater control inertia. I1 must then close when the comparison between the spurious signal and the collision signal is complete and when the excitation signal of the switching member appears at the output of the threshold contactor. With regard to the control inertia, no particular measure is necessary because, after the triggering of the priming pad, the triggering device is no longer in action.
Grâce à la disposition de la pastille d'amorçage entre l'organe de commutation et le contacteur d'accélération, un court-circuit s'établissant entre une partie du dispositif de déclenchement et le ple positif ou bien le pdle négatif de la source de tension d'a limentation n'a plus aucun effet indésirable tant que le contacteur d'accélération n'est pas fermé et également un court-circuit dans la pastille d'amorçage, même par exemple en cas de travaux de réparation, reste sans conséquence dans ce cas.Thanks to the arrangement of the priming pad between the switching member and the acceleration contactor, a short circuit is established between a part of the tripping device and the positive or negative pole of the source of supply voltage no longer has any undesirable effects until the acceleration switch is closed and also a short circuit in the ignition pad, even for example in the event of repair work, remains of no consequence in that case.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en regard des dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente un schéma du circuit d'un dispositif de déclenchement conforme à l'invention,
- la figure 2a montre l'allure typique d'un signal parasite, et
- la figure 2b montre l'allure typique d'un signal d'accélération lors de la collision d'un véhicule avec un obstacle fixe.Other advantages and characteristics of the invention will be highlighted in the following description, given by way of nonlimiting example, and with reference to the appended drawings in which
FIG. 1 represents a diagram of the circuit of a triggering device according to the invention,
FIG. 2a shows the typical shape of a spurious signal, and
- Figure 2b shows the typical shape of an acceleration signal when a vehicle collides with a fixed obstacle.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement le schéma du circuit d'un dispositif de déclenchement conforme à l'invention pour un dispositif de sécurité à ceinture, qui bloque, en cas de collision, la ceinture de sécurité mise en place sur un passager du véhicule. Cela se produit, dans l'exemple de réalisation, à l'aide d'une charge pyrotechnique qui est amorcée électriquement. In Figure 1, there is schematically shown the circuit diagram of a trigger device according to the invention for a seat belt device, which locks, in the event of a collision, the seat belt fitted on a passenger of the vehicle. This occurs, in the embodiment, using a pyrotechnic charge which is electrically started.
Dans le circuit-série, il est prévu entre le pôle positif et le ple négatif de la source de tension d'alimentation un détecteur d'accélération 1 et un circuit d'intégration 2, se composant d'une manière connue d'une résistance de charge 2a, d'une bobine 2b, qui peut également être supprimée dans un cas particulier, d'un condensateur 2c et d'une ré sistance de décharge 3 branchée en parallèle de celui-ci.Le point de jonction entre la bobine 2b et le condensateur 2c est relié à l'entrée de comparaison d'un amplificateur opérationnel, servant de contacteur à seuil 4, par l'intermédiaire d'une résistance d'entrée 4a, la valeur de seuil etant réglable par l'intermédiaire d'une résistance variable 5 reliée à la source de tension d'alimentation et connectée à l'autre entrée de l'amplificateur opérationnel. In the series circuit, there is provided between the positive pole and the negative pole of the supply voltage source an acceleration detector 1 and an integration circuit 2, consisting in a known manner of a resistance 2a, a coil 2b, which can also be omitted in a particular case, of a capacitor 2c and a discharge resistor 3 connected in parallel with it. The junction point between the coil 2b and the capacitor 2c is connected to the comparison input of an operational amplifier, serving as a threshold contactor 4, by means of an input resistance 4a, the threshold value being adjustable by means of a variable resistor 5 connected to the supply voltage source and connected to the other input of the operational amplifier.
Par un couplage de réaction (résistance 4b) établi entre la sortie et l'entrée de comparaison de l'amplificateur opérationnel, on obtient un effet d'hysté résis, c'est-à-dire qu'il apparait à la sortie de l'amplificateur un signal lorsque la tension à l'entrée de comparaison dépasse la valeur de seuil réglée. Ce signal disparait ensuite lorsque la tension tembe en dessous d'une valeur inférieure au seuil et déterminée par la valeur de la résistance 4b de la dérivation de couplage de réaction A la sortie du contacteur à seuil 4, il est prévu un organe de commutation 6, se composant d'un transistor excité par le signal de sortie du contacteur à seuil et dont la voie collecteur-émetteur est branchée dans le circuit de courant d'amorçage de la pastille d'amorçage.Ce circuit de courant d'amorçage relie le pôle positif de la tension de bord UB, par l'intermédiaire de l'organe de commutation 6, de la pastille d'amorçage 9 et du contacteur d'accélération 7, dont le mode de fonctionnement est semblable à celui du détecteur d'accélération 1 mais qui a une plus grande inertie de commande et un seuil d'accélération plus petit, au pôle négatif de la tension de bord.By a reaction coupling (resistance 4b) established between the output and the comparison input of the operational amplifier, we obtain a hysteresis effect, that is to say that it appears at the output of the amplifier a signal when the voltage at the comparison input exceeds the set threshold value. This signal then disappears when the voltage tembe below a value below the threshold and determined by the value of the resistance 4b of the reaction coupling bypass. At the output of the threshold contactor 4, a switching member 6 is provided. , consisting of a transistor excited by the output signal of the threshold contactor and whose collector-emitter channel is connected in the ignition current circuit of the ignition pad. This ignition current circuit connects the positive pole of the on-board voltage UB, via the switching member 6, the ignition pad 9 and the acceleration switch 7, the operating mode of which is similar to that of the acceleration detector 1 but which has a greater control inertia and a smaller acceleration threshold, at the negative pole of the on-board voltage.
On va expliquer dans la suite le mode de fonctionnement du dispositif de déclenchement. Comme in diqué ci-dessus, le détecteur d'accélération 1 est réglé à une valeur de seuil déterminée, par exemple de manière à réagir à des décélérations de 4 g,
Pour des décélérations supérieures à cette valeur, le contacteur se ferme avec le minimum d'inertie possible et il s'ouvre en dessous de cette valeur.We will explain below the operating mode of the triggering device. As indicated above, the acceleration detector 1 is adjusted to a determined threshold value, for example so as to react to decelerations of 4 g,
For decelerations above this value, the contactor closes with the minimum possible inertia and opens below this value.
Lorsque le contacteur est fermé, le condensateur 2c est chargé, avec une constante de temps déterminée par la résistance de charge 2a et la bobine 2b, à partir de la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un circuit 8 de régulation de tension et éventuellement par l'intermédiaire d'une source de courant constant 10. Par l'intermédiaire de la résistance de décharge 3, le condensateur est déchargé, quand le contacteur est ouvert, avec une constante de décharge qui est supérieure à la constante de charge. Cela est obtenu par le fait que la valeur de la résistance de charge 2a est inférieure à la valeur de la résistance de décharge 3.Si on considère la figure 2a qui donne la courbe représentant l'accélération +b et la décélération -b pendant le temps t pour un signal parasite et ot la valeur de seuil, pour laquelle le contacteur est actionné, est indiquée par une droite en trait interrompu parallèle à l'axe des abscisses, on se rend compte que, pour un choix approprié.des constantes de temps, il ne se produit qu'une faible charge du condensateur, lorsque cela est nécessaire, cette charge ne fermant pas le contacteur à seuil branché en aval.Par contre en cas de collision, l'accélération prend, par rapport à la valeur de seuil représentée en trait interrompu sur la figure 2b, principalement des valeurs pour lesquelles le détecteur 1 est fermé et le condensateur 2c est ainsi chargé de sorte que la valeur de seuil réglée à l'aide de la résistance 5 est rapidement dépassée et que le contacteur à seuil produit à sa sortie un signal qui ouvre la voie collecteur-émetteur de l'organe de commutation 6 et qui enclenche ainsi la pastille d'amorçage 9. Du fait que le contacteur d'accélération 7 a été réglé à une valeur de seuil plus faible, par exemple de 2,5 g, et a une inertie plus grande, en se fermant ultérieurement mais lors de l'actionnement l'organe de commutation 6, du courant peut passer à ce moment dans la pastille d'amorçage 9. Pour assurer ce passage du courant suffisamment longtemps pour que la pastille d'amorçage soit également enclenchée en toute sécurité, c'est-à-dire approximativement pendant 1 à 2 ms, le contacteur à seuil fonctionne avec l'hystérésis décrite de manière que la décharge du condensateur ait une durée, depuis le seuil d'enclenchement jusqu'au seuil de coupure, en relation avec les constantes de temps de décharge, et au moins suffisamment longtemps pour que la pastille d'amor çage soit enclenchée en toute sécurité. When the contactor is closed, the capacitor 2c is charged, with a time constant determined by the load resistor 2a and the coil 2b, from the power source via a voltage regulation circuit 8 and possibly via a constant current source 10. Via the discharge resistor 3, the capacitor is discharged, when the contactor is open, with a discharge constant which is greater than the charge constant . This is obtained by the fact that the value of the load resistance 2a is less than the value of the discharge resistance 3. If we consider Figure 2a which gives the curve representing the acceleration + b and the deceleration -b during the time t for a parasitic signal and ot the threshold value, for which the contactor is actuated, is indicated by a dashed line parallel to the abscissa axis, we realize that, for an appropriate choice. time, only a small charge of the capacitor occurs, when necessary, this charge does not close the threshold contactor connected downstream. However in the event of a collision, the acceleration takes, compared to the value of threshold shown in broken lines in FIG. 2b, mainly values for which the detector 1 is closed and the capacitor 2c is thus charged so that the threshold value adjusted using the resistor 5 is quickly exceeded and the contactor r at threshold produces at its output a signal which opens the collector-emitter channel of the switching member 6 and which thus activates the priming pad 9. Because the acceleration switch 7 has been set to a value of lower threshold, for example 2.5 g, and has a higher inertia, by closing later but during actuation of the switching member 6, current can pass at this moment in the priming pad 9 To ensure this passage of the current long enough for the boot pad to be also safely engaged, that is to say approximately for 1 to 2 ms, the threshold contactor operates with the hysteresis described so that the discharge of the capacitor has a duration, from the switch-on threshold to the cut-off threshold, in relation to the discharge time constants, and at least long enough for the ignition pad to be switched on safely.
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