FR2796156A1 - Dispositif de detection d'acceleration horizontale d'un vehicule et un systeme de blocage d'une ceinture de securite comportant un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Dispositif de détection d'accélération horizontale (30) d'un véhicule automobile comprenant au moins un capteur qui fournit un signal électrique représentatif de l'accélération du véhicule, caractérisé en ce que le capteur détecte la position d'un organe mobile appartenant à un dispositif de blocage d'un enrouleur de sangle de ceinture de sécurité du véhicule.
Description
"Dispositif de détection d'accélération horizontale d'un véhicule et un système de blocage d'une ceinture de sécurité comportant un tel dispositif." L'invention concerne un dispositif de détection d'accélération horizontale d'un véhicule et un système de blocage d'une sangle de ceinture de sécurité comportant un tel dispositif.
Certains systèmes électroniques embarqués sur les véhicules automobiles doivent pouvoir être informés du roulage en situation de virage ou de forte décélération.
Par exemple, les commandes adaptatives de transmission automatique peuvent avantageusement réagir à certaines situations de virage ou de décélération en interdisant par exemple tout passage du rapport supérieur susceptible de détériorer la sécurité du véhicule, ainsi que l'agrément de conduite. Ce type de stratégie requiert donc une détection de virage.
L'état de la technique permet de déterminer les accélérations transversale et longitudinale auxquelles sont soumises le véhicule.
Ces accélérations peuvent être mesurées par un accéléromètre. Le document EP-B-0.816.855 propose un capteur fournissant un signal électrique continu. Le document JP-B-9.304.429 divulgue un capteur fournissant un signal électrique en tout ou rien. L'accélération transversale peut aussi être calculée à partir de vitesses de plusieurs roues du véhicule. Elle peut être estimée en utilisant un système de positionnement GPS associé à une cartographie numérique.
Le traitement des images fournies par une caméra embarquée, ou encore des informations données par des dispositifs liés à l'infrastructure routière comme des balises, peuvent aussi permettre de détecter et de qualifier une situation de virage ou de décélération par l'intermédiaire d'une information du rayon de courbure de la trajectoire du véhicule.
Les solutions apportées par l'état de la technique nécessitent des capteurs qui peuvent être des accéléromètres, qui fournissent un signal nécessitant un conditionnement relativement élaboré, ou des dispositifs complexes : balises, GPS ou encore des calculs informatiques. Le coût de ces solutions peut donc s'avérer trop élevé sur un véhicule de grande série par rapport aux utilisations que l'on souhaite faire de l'information recueillie.
De plus, certaines informations comme la commande de la boîte de vitesses automatique n'a pas nécessairement besoin d'une information aussi riche que celle que l'on peut obtenir grâce à ces solutions.
L'invention propose d'utiliser un dispositif de détection d'accélération horizontale d'un véhicule du type comprenant un capteur qui fournit un signal électrique représentatif de l'accélération du véhicule, caractérisé en ce que le capteur détecte la position d'un organe mobile appartenant à un dispositif de blocage d'un enrouleur de sangle de ceinture de sécurité du véhicule.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le dispositif de blocage d'enrouleur de ceinture de sécurité comporte un siège sur lequel repose une bille de commande d'un levier de commande.
- le levier de commande est monté pivotant autour d'un axe entre une position de repos lorsque l'accélération horizontale à laquelle est soumise la bille est inférieure à une valeur de seuil minimum, et une position de blocage lorsque l'accélération horizontale à laquelle est soumise la bille est supérieure ou égale à une valeur déterminée de blocage.
- il comporte un premier capteur électrique qui détecte la position d'un organe mobile tel que la bille ou le levier de commande. - le signal électrique fourni par le premier capteur électrique est un signal binaire.
- le signal électrique binaire fourni par le premier capteur électrique correspond à chaque position d'un organe mobile, respectivement de repos et de blocage.
- il comporte un second capteur qui détecte le déplacement d'un organe mobile tel que la bille ou le levier de commande.
- le second capteur fournit un signal électrique continu.
- le signal électrique fourni par le second capteur est proportionnel au déplacement de l'organe mobile dont le déplacement est détecté.
- ledit au moins un capteur électrique fournit un signal électrique représentant l'accélération horizontale du véhicule selon une direction transversale donnée en vue de l'identification d'une situation de virage.
- il comporte un dispositif de détection d'accélération selon l'une quelconque des revendications précédentes.
Les avantages de cette solution sont nombreux.
Le signai électrique fourni est un signal simple, il est aisément utilisable comme entrée d'un calculateur électronique, sans qu'un traitement électronique complexe ne soit nécessaire.
Le surcoût engendré par ce dispositif est très faible. En effet, il peut être intégré dans un ensemble présent sur tous les véhicules, c'est-à-dire le dispositif de blocage, ou bloqueur de ceinture de sécurité. L'ajout du dispositif de l'invention ne modifie pas le fonctionnement du bloqueur de ceinture de sécurité grâce à l'emploi de capteurs sans contact.
L'information ainsi fournie par le bloqueur de ceinture de sécurité est un niveau d'accélération longitudinale et transversale suffisamment élevé, c'est-à-dire supérieur à une valeur seuil pour mettre en jeu la sécurité du véhicule. II s'agit donc d'un signal représentatif, déjà en partie "traité" et ne nécessitant donc pas d'interprétation ultérieure.
L'invention propose aussi un système de blocage d'une sangle de ceinture de sécurité d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection d'accélération horizontale selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures en annexe dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un enrouleur de ceinture de sécurité en position de repos.
- la figure 2 est une représentation schématique d'un enrouleur de ceinture de sécurité en position de blocage.
- la figure 3 est une représentation éclatée de la commande, de la bille et du siège.
- la figure 4 est un diagramme qui représente un exemple de zone de détection de la situation de virage en fonction de la vitesse du véhicule et du rayon de courbure de la trajectoire du véhicule.
Les figures 1 et 2 représentent un système de blocage 10 d'une sangle de ceinture de sécurité d'un véhicule qui comprend un boîtier d'enrouleur de sangle de ceinture de sécurité 12, une roue à rochet 14 solidaire d'un tambour 16 sur lequel s'enroule un brin d'une sangle d'une ceinture de sécurité 18, et qui comprend un dispositif de détection d'accélération 30.
Un dispositif de blocage 20 comporte un siège 22 en forme de cuvette dans laquelle est placée une bille 24 et un levier de commande 26 (voir figure 3).
Une première extrémité 27 du levier de commande 26 est fixée au boîtier 12 par l'intermédiaire d'un axe 28. Le levier de commande 26 est libre de pivoter autour de l'axe 28 sur un secteur d'angle déterminé et limité par deux positions du levier de commande 26, l'une étant sa position de repos (voir figure 1) et l'autre sa position de blocage (voir figure 2).
Une seconde extrémité 29 du levier de commande 26 s'engage dans la roue à rochet 14 lorsque le levier de commande 26 est en position de blocage.
La forme du siège 22 transforme le mouvement horizontal de la bille 24, qu'il soit longitudinal ou transversal, en un mouvement vertical. La bille 24 soulève alors le levier de commande 26. La forme du siège 22 est définie de façon que, lorsque la bille 24 est soumise à une accélération dont la valeur atteint une valeur déterminée de blocage, la seconde extrémité 29 du levier de commande 26 s'engage dans la roue à rochet 14.
Avantageusement, la forme du siège 22 est tronconique ou en calotte sphérique.
Cela a pour effet de bloquer la roue à rochet 14 en rotation et par conséquent d'empêcher le déroulement de la sangle de la ceinture de sécurité 18. Le levier de commande 26 a aussi une fonction de cliquet.
Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de détection d'accélération 30 comprend un dispositif de blocage 20 et un premier capteur 34.
Le premier capteur 34 permet de fournir un signal électrique en tout ou rien traduisant la position de blocage du levier de commande 26.
Le premier capteur 34 est un dispositif émetteur- récepteur formant un détecteur à faisceau infrarouge.<B>Il</B> est placé au niveau du levier de commande 26 lorsque ce dernier est en position de blocage.
II fournit un signal électrique lorsque le faisceau infrarouge qu'il émet lui est réfléchi et aucun signal électrique lorsque le faisceau n'est pas réfléchi. Le signal électrique fourni par le premier capteur 34 est transmis à d'autres organes du véhicule par l'intermédiaire de fils 36.
Le fonctionnement du dispositif de détection d'accélération 30 est le suivant.
Lorsque le dispositif 30 subit une accélération globale horizontale du véhicule, c'est-à-dire une accélération qui a une composante longitudinale et une composante transversale, la bille 24 est soumise à une force inertielle. Lorsque l'accélération globale est supérieure à une valeur de seuil minimum, qui correspond à une force inertielle égale à la force résultant de la résistance au roulement de la bille sur le siège 20, la force inertielle attire la bille 24 vers l'extérieur du siège 22.
La bille 24 se déplace depuis sa position de repos qu'elle occupe lorsque la valeur de l'accélération est nulle, vers une position de blocage lorsque la valeur de l'accélération atteint une valeur déterminée de blocage.
La valeur déterminée de blocage de ce dispositif est par exemple égale à 0,45 G en accélération globale. Cette valeur correspond à une limite de sécurité et de confort au-delà de laquelle le corps du conducteur doit être maintenu. Cette valeur est également bien adaptée à une stratégie de gestion en virage de la transmission automatique.
Les hachures de la figure 4 représentent, dans un diagramme vitesse du véhicule en km/h-rayon de courbure en m, la zone de détection de la situation de virage, c'est-à-dire, lorsque l'accélération transversale est supérieure à la valeur de blocage. Dans la zone hachurée, le dispositif de détection d'accélération 30 doit bloquer la sangle de la ceinture de sécurité 18.
Lorsque le levier de commande 26 est interposé sur le trajet du faisceau infrarouge, le faisceau est réfléchi sur le levier de commande 26. Le premier capteur 34 fournit alors un signal électrique.
C'est un dispositif électrique (non représenté), compris dans le premier capteur 34, qui produit un signal électrique utilisable par des circuits électroniques d'analyse et de traitement. La valeur de ce signal électrique peut être égale à la valeur de la tension de la batterie lorsque le levier de commande 26 est en position de blocage, et nulle lorsque le levier de commande 26 est en position de repos, ou inversement.
Le signal électrique fourni par le premier capteur 34 est indépendant de la ceinture de sécurité 18. En effet, le premier capteur 34 fonctionne de la même façon, que le conducteur ait attaché sa ceinture ou non.
Le premier capteur 34 peut être intégré au dispositif de blocage 20 associé au système 10 de blocage de la ceinture de sécurité 18 du conducteur, ou de celles des passagers avant ou arrière.
Un système de contrôle de transmission automatique peut utiliser les dispositifs de détection d'accélération 30 pour détecter une situation de virage ou de forte décélération. La stratégie de contrôle qui lui est associée s'exerce de la façon suivante.
Lorsqu'un contrôleur électronique de transmission automatique reçoit l'information indiquant que le levier de commande 26 est en position de blocage, c'est-à-dire, par exemple que l'accélération globale est supérieure à 0,45 G, le passage d'un rapport supérieur est susceptible de nuire à l'agrément de conduite et à la sécurité du véhicule. Le passage de rapport est alors interdit tant que le blocage de la roue à rochet 14 persiste, c'est-à-dire tant que l'accélération demeure.
Lorsque le signal électrique fourni par le premier capteur 34 indique que le levier de commande 26 n'est plus en position de blocage, une temporisation est déclenchée. Si celle-ci se termine avant qu'une accélération globale supérieure à 0,45 G soit détectée, alors la stratégie de blocage du rapport est inhibée.
À titre de variantes, le détecteur infrarouge peut détecter la position de repos du levier de commande 26. II est aussi possible de mettre en oeuvre d'autres types de capteurs 34 tels que un rhéostat monté sur l'axe 28, un capteur inductif, un capteur capacitif, un capteur optique ou un capteur électrique alimentant un circuit, par exemple en position de blocage, ou tout autre capteur de position.
Si le capteur 34 est un rhéostat monté sur l'axe 28 d'articulation du levier de commande 26, il fournit un signal électrique lorsque sa position angulaire correspond à la position de blocage du levier de commande 26.
Inversement, il peut fournir un signal électrique lorsque sa position angulaire correspond à la position de repos du levier de commande 26.
Si le levier de commande 26 est métallique le premier capteur 34 est un capteur inductif. La présence du levier de commande 26 dans une position donnée, de repos ou de blocage, est détectée par la variation du champ magnétique délivré par le premier capteur 34. Un signal électrique correspondant est fourni.
Si le levier de commande 26 n'est pas métallique, le premier capteur 34 est un capteur capacitif. La présence du levier de commande 26 dans une position donnée, de repos ou de blocage, est détectée par la variation du champ électrique délivré par le premier capteur 34. Un signal électrique correspondant est fourni.
Si le premier capteur 34 est un capteur optique, il fournit un signal électrique lorsque le rayon lumineux qu'il émet est perturbé par la présence du levier de commande 26.
Inversement, un signal électrique est fourni si le rayon lumineux n'est pas perturbé par le levier de commande 26. Si le capteur 34 est un capteur électrique alimentant un circuit électrique, il fournit un signal électrique lorsque le levier de commande 26 est dans une position permettant de fermer un circuit électrique.
Si le premier capteur 34 fournit un signal électrique qui traduit la position du levier de commande 26, les éléments qui le composent doivent être conducteurs. Le premier capteur 34 fonctionne par exemple de la façon suivante.
La roue à rochet 14 est reliée à la masse du véhicule. Le levier de commande 26 est relié à une source de tension. Lorsque le dispositif de détection d'accélération 30 est soumis à une accélération dont la valeur atteint la valeur de détection de blocage, la seconde extrémité du levier de commande 26 vient s'engrener dans la roue à rochet 14 et ferme ainsi le circuit électrique. La fermeture de ce dernier fournit le signal traduisant la position de blocage du levier 26.
Selon d'autres variantes, le premier capteur 34 permet de fournir un signal électrique en tout ou rien traduisant la position de blocage de la bille 24.
Le capteur 34 mis en ceuvre est du type : capteur infrarouge, capteur optique, capteur inductif ou capteur capacitif. Leur fonctionnement est identique à celui décrit ci-dessus. Le capteur 34 peut aussi être un capteur électrique alimentant un circuit par exemple en position de blocage.
Dans ce cas, le capteur électrique fournit un signal électrique représentatif de la position de la bille 24. Deux pistes conductrices sont placées de façon concentrique sur la surface conique ou sphérique du siège 22, à la périphérie de celle-ci. L'une est reliée à la masse du véhicule, et l'autre à une source de tension. Ces deux pistes conductrices sont placées suffisamment proches l'une de l'autre pour que, lorsque la bille 24 se situe entre ces deux pistes, elle établisse un contact électrique. La distance entre ces deux pistes conductrices et la position de repos de la bille 24 est égale au déplacement de la bille 24 lorsqu'elle est soumise à une accélération dont la valeur atteint la valeur déterminée de blocage.
Dans les cas précédents, le premier capteur 34 est situé à l'endroit le plus adapté suivant la configuration des éléments du dispositif de détection d'accélération 30.
Selon un deuxième mode de réalisation, (non représenté), l'utilisation d'un second capteur de déplacement permet de fournir un signal électrique qui varie de façon continue et qui est représentatif de l'accélération globale du véhicule. Le second capteur de déplacement fournit un signal électrique qui dépend du déplacement d'un organe mobile tel que le levier de commande 26 ou la bille 24 par rapport à leur position de repos et qui est proportionnel à l'accélération du véhicule.
Avantageusement, la forme du siège 22 est conique dans ce cas, le signal électrique varie de façon continue et linéaire en fonction déplacement du levier de commande 26 ou de 1a bille 24.
Si l'organe dont le déplacement est mesuré est métallique, le second capteur est un capteur inductif. Le signal électrique varie avec le champ magnétique délivré par le second capteur.
Si l'organe dont le déplacement est mesuré n'est pas métallique, le second capteur est un capteur capacitif. Le signal électrique varie avec le champ électrique délivré par le second capteur.
Dans ces deux variantes, le signal électrique fourni est fonction de la distance qui sépare le capteur de l'organe dont le déplacement est mesuré.
Si c'est le déplacement du levier de commande 26 que l'on veut mesurer, le second capteur est un rhéostat. Le signal électrique qu'il fournit est fonction de l'angle parcouru depuis la position de repos du levier commande 26 jusqu'à sa position de blocage. Le second capteur de déplacement peut aussi fournir un signal électrique qui varie de façon discontinue et qui reflète l'accélération globale du véhicule.
C'est le cas d'un capteur du type de ceux utilisés comme premier capteur 34 pour détecter la position de la bille 24 et qui alimente un circuit électrique. Plusieurs capteurs de ce type peuvent être disposés sur le siège 22. Le déplacement de la bille 24, lorsqu'elle est soumise à une accélération va successivement fermer et ouvrir les différents circuits électriques. Chacun de ces circuits électriques fournit une tension dont la valeur correspond au déplacement de la bille 24.
Dans un troisième mode de réalisation (non représenté), deux dispositifs de détection d'accélération 30 sont couplés. Les dispositifs de détection d'accélération 30 ne prennent en compte l'accélération du véhicule que selon un axe, longitudinal ou transversal.
Les deux dispositifs de détection d'accélération 30 sont positionnés dans le véhicule pour que le premier fournisse un signal accélération longitudinale et que le second fournisse un signal d'accélération transversale. Ainsi, l'accélération du véhicule est analysée selon ces deux composantes.
Le signal électrique issu du second dispositif de détection d'accélération 30 est proportionnel à l'accélération transversale. II permet d'identifier une situation de virage lorsque la valeur de ce signal est supérieure à la valeur de seuil.
De plus un système électronique (non représenté) analyse ces données pour fournir un signal électrique proportionnel à l'accélération globale du véhicule.
Claims (11)
1. Dispositif de détection d'accélération (30) horizontale d'un véhicule automobile comprenant au moins un capteur qui fournit un signal électrique représentatif de l'accélération du véhicule, caractérisé en ce que le capteur détecte la position d'un organe mobile appartenant à un dispositif de blocage (20) d'un enrouleur de sangle de ceinture de sécurité du véhicule.
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (20) d'enrouleur de ceinture de sécurité comporte un siège (22) sur lequel repose une bille (24) de commande d'un levier de commande (26).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le levier de commande (26) est monté pivotant autour d'un axe (28) entre une position de repos lorsque l'accélération horizontale à laquelle est soumise la bille est inférieure à une valeur de seuil minimum, et une position de blocage lorsque l'accélération horizontale à laquelle est soumise la bille (24) est supérieure ou égale à une valeur déterminée de blocage.
4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un premier capteur électrique (34) qui détecte la position d'un organe mobile tel que la bille (24) ou le levier de commande (26).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisés en ce que le signal électrique fourni par le premier capteur électrique (34) est un signal binaire.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisés en ce que le signal électrique binaire fourni par le premier capteur électrique (34) correspond à chaque position d'un organe mobile, respectivement de repos et de blocage.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un second capteur qui détecte le déplacement d'un organe mobile tel que la bille (24) ou le levier de commande (26).
8. Dispositif un selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second capteur fournit un signal électrique continu.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le signal électrique fourni par le second capteur est proportionnel au déplacement de l'organe mobile dont le déplacement est détecté.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un capteur électrique fournit un signal électrique représentant l'accélération horizontale du véhicule selon une direction transversale donnée en vue de l'identification d'une situation de virage.
11. Système de blocage (10) d'une sangle de ceinture de sécurité d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection d'accélération (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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| FR2796156B1 (fr) | 2001-09-14 |
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