FR2937924A1 - Procede et dispositif de commande utilisant un capteur de vitesse de rotation - Google Patents
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Abstract
Procédé de commande d'une installation (2, 3) utilisant un capteur de vitesse de rotation (13), comportant les étapes suivantes : - saisie d'un premier signal de capteur (S1) par une première masse sismique (11) du capteur de vitesse de rotation (13), - saisie d'un second signal de capteur (S2) par une seconde masse sismique (12) du capteur de vitesse de rotation (13), - détermination d'une grandeur d'accélération fondée sur le premier signal de capteur (S1) et le second signal de capteur (S2), et - commande de l'installation (2, 3) en fonction de la grandeur de l'accélération.
Description
1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande d'une installation utilisant un capteur de vitesse de rotation.
Etat de la technique De tels procédés de commande d'une installation utilisant un capteur de vitesse de rotation permettent de déterminer une vitesse de rotation et de commander l'installation en fonction de cette vitesse de rotation, ainsi que d'une grandeur d'accélération mesurée par un capteur d'accélération. L'installation est par exemple une installation de sécurité telle qu'un coussin d'air frontal, un coussin d'air latéral ou un arceau de retournement, destinés à protéger le ou les passagers d'un véhicule en cas de retournement. La commande de l'installation détermine un signal de déclenchement qui gonfle les coussins gonflables latéraux ou déploie l'arceau de protection contre le retournement lorsque le véhicule fait un tonneau. Pour déclencher l'installation de sécurité, il faut la fiabilité maximale car le déclenchement de l'installation de sécurité peut lui-même provoquer un accident.
Un inconvénient de cette solution est que tous les signaux disponibles, c'est-à-dire la grandeur de la vitesse de rotation et la grandeur de l'accélération sont nécessaires au déclenchement. Si l'un des signaux est entaché d'une erreur, l'installation de sécurité peut ne pas se déclencher. Pour cette raison, on surveille le procédé en appliquant différentes mesures et on vérifie la plausibilité. Notamment, si les deux signaux étaient entachés d'erreur comme cela serait le cas d'un défaut lié à une cause commune, l'installation de sécurité risquerait de se déclencher sans que cela ne corresponde effectivement à un retournement. Le capteur d'accélération et le capteur de vitesse de rotation sont, pour cette raison, logés dans des boîtiers distincts avec chaque fois un circuit d'exploitation réalisé sous la forme d'un circuit ASIC, pour éviter des chemins défectueux communs liés à une cause ou à une perturbation externe dans les deux capteurs et cela en même temps. Mais cela augmente les coûts de fabrication.
2 But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de commande d'une installation ainsi qu'un dispositif de commande de l'installation permettant une réalisation particulièrement compacte du dispositif. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé de commande d'une installation du type défini ci-dessus, caractérisé par les étapes suivantes : - saisie d'un premier signal de capteur par une première masse sismique du capteur de vitesse de rotation, - saisie d'un second signal de capteur par une seconde masse sismique du capteur de vitesse de rotation, - détermination d'une grandeur d'accélération fondée sur le premier signal de capteur et le second signal de capteur, et - commande de l'installation en fonction de la grandeur de l'accélération. La présente invention concerne ainsi un procédé de commande d'une installation utilisant un capteur de vitesse de rotation et dans cette application, on procède par les étapes suivantes : D'abord on saisit un premier signal de capteur par une première masse sismique du capteur de vitesse de rotation. Ensuite, on saisit un second signal de capteur par la seconde masse sismique du capteur de vitesse de rotation; on détermine une grandeur d'accélération fondée sur le premier signal de capteur et sur le second signal de capteur, et on commande l'installation en fonction de cette grandeur d'accélération. De manière avantageuse, la grandeur d'accélération permet d'utiliser une autre grandeur pour commander l'installation. La grandeur d'accélération est une grandeur dépendant de manière injective de l'accélération dans la zone concernée; de préférence elle est proportionnelle à une accélération linéaire dans un système de référence. Selon un mode de réalisation préférentiel, le procédé comprend les autres étapes suivantes :
3 Détermination d'une grandeur de vitesse de rotation fondée sur le premier signal de capteur et le second signal de capteur puis commande de l'installation en fonction de cette grandeur de vitesse de rotation. La grandeur de vitesse de rotation est une grandeur dépendant de manière injective d'une vitesse de rotation dans une plage intéressante, de préférence en étant proportionnelle à cette vitesse de rotation. L'utilisation d'une grandeur d'accélération et d'une grandeur de vitesse de rotation s'est déjà confirmée en pratique comme critère pour déterminer un signal de déclenchement.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le procédé comprend l'autre étape suivante consistant à saisir d'une autre grandeur d'accélération et commande de l'installation en fonction de cette autre grandeur d'accélération. La grandeur d'accélération est utilisée comme grandeur de mesure redondante pour contrôler l'exactitude de l'autre grandeur de mesure et augmenter ainsi la fiabilité du procédé. Selon un développement du dernier mode de réalisation évoqué ci-dessus, on déclenche l'installation si la grandeur d'accélération dépasse une valeur de seuil et si l'autre grandeur d'accélération dépasse une autre valeur de seuil. Un tel critère s'applique d'une manière particulièrement simple. La présente invention concerne également un dispositif de commande d'une installation utilisant un capteur de vitesse de rotation comportant une première masse sismique et une seconde masse sismique, le dispositif étant conçu pour déterminer une grandeur d'accélération se fondant sur le premier signal de capteur et sur le second signal de capteur et déclenchant l'installation en fonction de la grandeur d'accélération. Selon un mode de réalisation préférentiel, le dispositif est en outre conçu pour déterminer une grandeur de vitesse de rotation fondée sur le premier signal de capteur et le second signal de capteur et commander l'installation en fonction de cette grandeur de vitesse de rotation. Le signal de capteur et le premier signal de déclenchement peuvent être identiques si l'installation n'est déclenchée que par un signal.
4 Selon un autre mode de réalisation préférentiel, le dispositif est conçu pour commander l'installation en fonction d'une autre grandeur d'accélération fournie par le capteur d'accélération. Le signal de déclenchement et l'autre signal de déclenchement peuvent être identiques si l'installation de sécurité ne doit être déclenchée que par un seul signal. Selon un autre mode de réalisation préférentiel, l'installation d'exploitation du capteur de vitesse de rotation, l'installation d'exploitation du capteur d'accélération et l'installation de contrôle de plausibilité, sont réalisées sous la forme d'un circuit intégré. Selon un autre développement de ce dernier mode de réalisation, le dispositif, le capteur d'accélération, le capteur de vitesse de rotation et le circuit intégré, sont placés sur une seule puce. La puce est emballée dans un boîtier. La hauteur globale des différents éléments peut être diminuée ce qui simplifie le procédé de fabrication. Il en résulte des économies. Il est également possible d'intégrer à la fois l'installation d'exploitation du capteur de vitesse de rotation et le capteur de vitesse de rotation sur une seule plaquette et/ou l'installation d'exploitation du capteur d'accélération et le capteur d'accélération sur une seule plaquette. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'un véhicule automobile incliné sur le côté, - la figure 2 est une vue schématique simplifiée d'un capteur de vitesse de rotation, - la figure 3 est une vue schématique du dispositif de commande de coussins gonflables.
Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue de face d'un véhicule automobile 1 incliné vers le côté. Le véhicule 1 comporte un habitacle équipé de deux coussins gonflables latéraux 2 et 3. Un dispositif 4 commandant les coussins gonflables 2, 3 vérifie tout d'abord l'état de la conduite, c'est-à-dire si par exemple le véhicule 1 dépasse une inclinaison latérale critique et qu'il y a une forte probabilité de renversement, pour commander en fonction de cela, le déclenchement des coussins gonflables 2, 3. Les coussins gonflables 2, 3 latéraux et le dispositif 4 de commande de ces coussins 2, 3 sont intégrés dans la carrosserie du 5 véhicule automobile 1 et sont représentés pour cette raison par des traits interrompus, donnant leur position. La rotation du véhicule automobile 5 qui se traduit par l'inclinaison vers le côté, est décrite par un vecteur de vitesse angulaire dirigé suivant l'axe x d'un système de coordonnées 5, fixe. Pour qu'en cas de renversement les coussins gonflables latéraux se déclenchent suffisamment à temps pour protéger le ou les passagers du véhicule, on utilise une valeur d'une vitesse de rotation du véhicule automobile en degré/s et une valeur d'une accélération dans la direction y ou z comme critère de déclenchement. En plus, on peut utiliser l'angle de rotation suivant lequel, l'axe y tourne par rapport à la direction horizontale. L'angle de rotation peut se calculer par intégration du vecteur angulaire de vitesse Co. La figure 2 montre une vue schématique simplifiée d'un capteur de vitesse de rotation 13. Le capteur de vitesse de rotation 13 est symétrique; il comprend une première masse sismique 6 de masse ml et une seconde masse sismique 7 de masse m2; ces deux masses sont de même poids du fait de la symétrie (m = ml = m2). Les masses sismiques 6, 7 sont couplées par un ressort 8 et sont reliées directement par d'autres ressorts (non représentés) ou indirectement par d'autres ressorts et d'autres éléments, à un substrat situé en dessous. Des masses sismiques 6, 7 ont un certain potentiel électrique. Les installations d'entraînement 9 mettent les masses sismiques 6, 7 dans des oscillations opposées, de fréquence D, en utilisant une tension alternative suivant l'axe y' d'un système de coordonnées 10 qui se déplace avec le capteur de vitesse de rotation 13. La première masse sismique 6 oscille alors à la vitesse ui = uo • sin (S2 • t). La seconde masse sismique 7 oscille alors à la vitesse û2 = ûo • sin (S2 • t + ir ) = -ûo • sin (S2 • t) . Les axes x', y' et z' coïncident avec les axes x, y et z lorsque le véhicule 1 n'est pas incliné. En dessous de la première masse sismique, il y a une première électrode 11 sur le substrat. Sous la
6 seconde masse sismique 7, il y a une seconde électrode 12 sur le substrat. Les deux masses sismiques 6, 7 sont respectivement isolées électriquement des électrodes. Lorsque le capteur des vitesses de rotation 13 tourne avec le système de coordonnées 5 et l'axe x, la première masse sismique 6 est soumise dans le système de coordonnées 10 d'axes x', y' et z', à une première force de Coriolis = 2m (i5 x = -2m • (ûo x • sin (S2 • t ). La seconde masse sismique 7 est soumise dans le système de coordonnées x', y', z', à une seconde force de Coriolis F , = 2m • (û2 x = -2m • (ûo x w) • sin (S2 • t) . En plus, chacune des masses sismiques 6, 7 peut subir une accélération linéaire identique Ph, . A la première électrode 11, on obtient un premier signal S1 proportionnel à une première force Fi = 2m • (ûo x é)'). sin (S2 • t ) + Fz . Sur la seconde électrode 12, on obtient un second signal S2 proportionnel à une seconde force F2 = _2m • (ûo x w) •sin (S2 • t )+ FZ . Par l'addition du premier signal S1 et du second signal S2, on obtient une grandeur d'accélération Sac oc Fi + F2 = 2Fz . Cette grandeur est proportionnelle à une accélération dans la direction z'. En retranchant le premier signal S1 du second signal S2, on obtient une grandeur de vitesse de rotation Srot oc 4m • (û0 x w). sin (S2 • t). Cette vitesse de rotation est proportionnelle à la rotation autour de l'axe x. Selon l'état de la technique, on connaît des capteurs de vitesse de rotation ayant différentes structures. Cela permet de déterminer des grandeurs d'accélération correspondant à une direction quelconque. La figure 3 est une vue schématique du dispositif 4 servant à commander les coussins gonflables 2, 3. Le dispositif comprend le capteur de vitesse de rotation 13, le capteur d'accélération 14 et le circuit intégré 15. Les deux signaux S1 et S2 du capteur de vitesse de rotation 13 et un signal S3 du capteur d'accélération 14 sont appliqués au circuit intégré 15. Le circuit intégré 15 est un circuit ASIC, comprenant un circuit d'exploitation des deux signaux S1 et S2 fournis par le capteur de vitesse de rotation 13, un circuit d'exploitation du signal S3 du capteur d'accélération 14 et une installation de contrôle de plausibilité. Le circuit d'exploitation des deux signaux S1 et S2 du
7 capteur d'accélération 13 détermine une grandeur d'accélération Sacc à partir des signaux S1 et S2. Cette grandeur est proportionnelle à une accélération dans la direction z' et à une grandeur de vitesse de rotation Srot. En fonction de la construction du capteur d'accélération 14, le signal S3 dépend d'une accélération dans la direction x', y' et/ou z'. Le circuit d'exploitation du signal S3 du capteur d'accélération 14 détermine une grandeur d'accélération à partir du signal S3. Cette grandeur est déterminée dans la direction x', y' et/ou z'. L'installation de contrôle de plausibilité vérifie alors si les grandeurs de vitesse de rotation et d'accélération ainsi obtenues sont plausibles, c'est-à-dire qu'elles indiquent sans équivoque une certaine situation de conduite telle que le retournement du véhicule ou non. Le dispositif 15 fournit alors un signal d'état de conduite Sout aux commandes de déclenchement 18, 19. Le signal d'état de conduite Sout indique que l'on est en présence d'une certaine situation de conduite. On vérifie si le véhicule se retourne en appliquant les critères suivants : i.) les amplitudes de la vitesse de rotation autour d'un axe de rotation dans la direction x' et de l'accélération dans la direction y', dépassent respectivement une valeur déterminée pendant une certaine durée, ii.) les amplitudes de la vitesse de rotation autour d'un axe de rotation dans la direction x' et de l'accélération dans la direction z', dépassent respectivement une certaine valeur pendant une certaine durée, iii.) les amplitudes de la vitesse de rotation autour d'un axe de rotation dans la direction x' et de l'accélération dans la direction y', dépassent respectivement une certaine valeur pour un certain angle d'inclinaison a, ou iv.) les amplitudes des vitesses de rotation autour d'un axe dans la direction x' et de l'accélération dans la direction z', dépassent respectivement une certaine valeur pour un certain angle d'inclinaison a. Les amplitudes de l'accélération dans la direction z' peuvent se déterminer sous la forme d'une combinaison linéaire des
8 deux valeurs d'accélération dans la direction z'. En variante, on peut également modifier les critères ii.) et iv.) en ce que l'amplitude de la valeur d'accélération qui a été obtenue à l'aide du capteur de vitesse de rotation et l'amplitude de la valeur d'accélération obtenue à l'aide du capteur d'accélération, doivent dépasser chacune une certaine valeur. Pour les capteurs connus de vitesse de rotation qui sont construits différemment ou alignés différemment, on peut également déterminer les accélérations dans la direction y' comme combinaisons linéaires de l'accélération dans la direction y' ou appliquer des critères modifiés. En fonction de l'état de conduite, existant, les commandes des installations de déclenchement 18, 19 agissent sur les installations de déclenchement 16, 17 pour déclencher les coussins gonflables 2, 3, latéraux dans le cas d'une forte probabilité de retournement ce qui se traduit par le gonflement des coussins gonflables latéraux 2, 3. Les commandes de déclenchement 18, 19 et les installations de déclenchement 16, 17, sont intégrées dans les coussins gonflables 2, 3, latéraux.20
Claims (1)
- REVENDICATIONS1 °) Procédé de commande d'une installation (2, 3) utilisant un capteur de vitesse de rotation (13), caractérisé par les étapes suivantes : - saisie d'un premier signal de capteur (S 1) par une première masse sismique (11) du capteur de vitesse de rotation (13), - saisie d'un second signal de capteur (S2) par une seconde masse sismique (12) du capteur de vitesse de rotation (13), - détermination d'une grandeur d'accélération fondée sur le premier signal de capteur (S 1) et le second signal de capteur (S2), et - commande de l'installation (2, 3) en fonction de la grandeur de l'accélération. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par les autres étapes suivantes : - détermination d'une grandeur de vitesse de rotation fondée sur le premier signal de capteur (S 1) et le second signal de capteur (S2), et - commande de l'installation (2, 3) en fonction de la grandeur de la vitesse de rotation. 3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par les autres étapes suivantes : - saisie d'une autre grandeur d'accélération (S3), et - commande de l'installation (2, 3) en fonction de cette autre grandeur d'accélération (S3). 4°) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on déclenche l'installation (2, 3) si la grandeur d'accélération dépasse une valeur de seuil et si l'autre grandeur d'accélération (S3), dépasse une autre valeur de seuil. 5°) Dispositif de commande d'une installation (2, 3) utilisant un capteur de vitesse de rotation (13), caractérisé en ce que 10 le dispositif est conçu pour déterminer une grandeur d'accélération fondée sur un premier signal de capteur (S 1) obtenu avec une première masse sismique (11) du capteur de vitesse de rotation (13), et un second signal de capteur (S2) obtenu par une seconde masse sismique (12) du capteur de vitesse de rotation (13), et commander l'installation (2, 3) en fonction de la grandeur d'accélération. 6°) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif est en outre conçu pour calculer une grandeur de vitesse de rotation à partir du premier signal de capteur (S 1) et du second signal de capteur (S2), et commander l'installation (2, 3) en fonction des grandeurs de vitesse de rotation. 7°) Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le dispositif est en outre conçu pour commander l'installation (2, 3) en fonction d'une autre grandeur d'accélération. 8°) Dispositif selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'installation d'exploitation du capteur de vitesse de rotation (13), l'installation d'exploitation du capteur d'accélération (14 et l'installation de contrôle de plausibilité, sont réalisées sous la forme d'un circuit intégré. 9°) Dispositif selon la revendication 8 dépendant de la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif, le capteur d'accélération, le capteur de vitesse de rotation (13) et le circuit intégré, sont prévus sur une plaquette.35
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