Brevet FR2281609A1 — publié le 19760305

La présente invention concerne un appareil de détection de vibrations, et notamment un dispositif antivol pour mettre en fonctionnement une alarme. Plus particulièrement, cet appareil est destiné à être monté en dispositif antivol sur des véhicules automobiles : les vibrations verticales du véhicule correspondant à l'effraction de celui-ci entraînent la mise en service d'une alarme sonore et/ou visuelle, par exemple l'avertisseur sonore et/ou l'éclairage du véhicule. On connaît des appareils déclenchant une alarme sonore sous l'effet de vibrations : ils sont constitués actuellement d'une lame entrant en résonance sous l'effet des vibrations du véhicule : quand l'amplitude de la lame est suffisante, elle touche un plot fixe et établit le contact de l'avertisseur sonore par exemple : ce dispositif presente l'inconvénient de nécessiter des mises en service et hors service (hors du véhicule) lorsqu'on quitte et lorsqu'on prend le véhicule ; de plus, le courant électrique traverse la lame et sous l'effet de l'intensité, il arrive fréquemment que celle-ci se colle au plot fixe, ce qui entraîne un fonctionnement intempestif de l'appareil ; de plus, le dispositif est sensible à l'inclinaison du véhicule. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs connus et se propose de créer un appareil de détection de vibrations, à seuil de sensibilité réglable, séparant les fonctions "captage des vibrations" et "commande d'alarme" ; de plus, l'appareil ne nécessite pas de mise en service à la descente du véhicule, ce qui présente un avantage d'utilisation et de sécurité très important vis-à-vis des dispositifs connus. A cet effet, l'invention concerne un appareil de détection de vibrations, caractérisé en ce qu'il se compose d'un capteur de vibrations, d'un dispositif d'inhibition, d'une électronique de mise en forme et de traitement de l'information provenant du capteur et du dispositif d'inhibition, et d'un actionneur commandant un avertisseur 'audio et/ou visuel, le capteur transformant les variations d'accélération correspondant aux vibrations en un signal électrique transmis à l'électronique, si le dispositif d'inhibition est passant, et entraînant l'actionneur puis l'aver tisseur si l'amplitude de ce signal dépasse un seuil de consigne prérégléO Selon une autre caractéristique, le capteur, sollicite' par les vibrations du support dont il est solidaire, transforme la variation d'accélération correspondant aux vibrations dont son support est le siège, en un signal électrique, à l'aide d'un dispositif électromagnétique, capacitif ou extensométriqueo Ainsi, d'une part, les différentes fonctions "captage de vibrations", "inhibition", "traitement de l'information111 "commande d'alarme" sont séparées et peuvent, en conséquence, être mises en oeuvre au moyen de dispositifs perfectionnés. Ainsi, le capteur transforme les vibrations mécaniques en impulsions électriques dont le traitement et l'utilisation sont facilités. Selon une autre caractéristique, le capteur ne prend en compte que les variations d'accélération ayant lieu selon un axe déterminé et notamment vertical. Ainsi, les vibrations verticales d'un véhicule sont seules prises en compte si l'appareil est convenablement disposé, vibrations qui correspondent à celles générées lors d'une effraction ; l'inclinaison, les mouvements latéraux du véhicule au parking, dûs par exemple au souffle d'un autre véhicule passant à proximité, au vent, etc ..., n'entraîneront pas de fonctionnement intempestif de l'alarme. Selon une autre caractéristique, le dispositif d'inhibition comporte au moins une commande d'inhibition sollicitée par une action extérieure automatique ou manuelle, pour empêcher le passage du signal électrique émis par le capteur. De plus, le dispositif d'inhibition a une action instantanée à l'enclenchement d'une des commandes d'inhibition et retardée au relâchement. Ainsi, l'une des commandes d'inhibition étant connectée au contacteur à clef-du véhicule "position marche", il est possible de sortir du véhicule sans déclencher l'alarme durant le-retard au relâchement et d'entrer dans le véhicule sans attendre après avoir actionné la commande d' inhibition La présente invention sera mieux comprise à la lecture de l'expose' ci-après et de la description des divers modes de réalisation représentés schématiquement sur les dessins, dans lesquels - la figure 1 est une vue perspective d'un dispositif antivol selon l'invention, - la figure 2 est un schéma synoptique de l'assemblage des fonctions constituant l'appareil, - la figure 3 est une vue schématique en coupe du capteur, - la figure 4 représente un autre mode de réalisation de ce même capteur, - la figure 5 représente un schéma synoptique des fonctions de la partie électronique de l'appareil, - la figure 6 représente un mode de réalisation de l'électronique de l'appareil, - la figure 7 représente diverses fonctions durant un cycle de fonctionnement de l'appareil. Une réalisation particulière du détecteur de vibrations est représentée à la figure i. il stagit d'un dispositif antivol, destiné notamment à être monté sur une automobile et à mettre en fonctionnement une alarme, sonore par exemple, en cas d'effraction du véhicule. Ce dispositif comprend un boîtier i de forme sensiblement parallélépipédique dont le couvercle il vient se fixer par pression sur la base 12. Compte-tenu que ce dispositif n'est sensible qu'à des vibrations unidirectionnelles, représentées par la flèche 2, et que, en cas d'effraction d'un véhicule, les vibrations les plus importantes sont verticales (au moment d'ailleurs de l'entrée du voleur dans le véhicule), il convient de fixer le boîtier (1) sous une partie horizontale (ou sensiblement) du véhicule, par exemple le capot du moteur. L'alimentation du dispositif antivol en courant continu 12 V s'effectue par les bornes (31-32), (31) étant la masse ; la borne (33) correspond au départ vers l'alarme (en général l'avertisseur sonore du véhicule).Les bornes (34-35-36) correspondent aux entrées du dispositif d'inhibition dont le rôle est de bloquer le fonctionnement du dispositif antivol dans certains cas, et en particulier lorsque le véhicule est en marche ; l'une des bornes (exemple 34), sera, par exemple,.reliée au contacteur à clef du véhicule, "position marche", l'autre (35) étant reliée à un contact de mise en service/blocage du dispositif antivol. Après avoir effectué les câblages nécessaires au montage du dispositif antivol sur le véhicule, il convient de régler la-sensibilité du dispositif à l'aide du bouton 4 disposé sur le boîtier ; ainsi, seules les vibrations d'une certaine amplitude correspondant à une personne s'asseyant avec précaution par exemple à la place du conducteur, déclencheront l'alarme : le réglage est nécessaire pour chaque véhicule, la réaction de celui-ci étant, bien entendu, fonction de sa suspension. L'intérêt de ce dispositif antivol réside dans son fonctionnement qui ne nécessite une intervention que lorsque le conducteur désire pénétrer dans le véhicule ; en effet, pour entrer, il convient d'inhiber l'alarme en agissant sur le contact 35 (blocage) ; l'alar e se trouve bloquée pendant une durée prédéterminée par exemple de 2 mn ; à l'expiration de ces 2 mn, elle se remet automatiquement en service sauf si le conducteur a mis, entreteaps, le contacteur à clef du véhicule en position "marche", ou a agit sur un contacteur d'inhibition permanente raccordE par exemple à la borne 36. De même, après avoir mis le contacteur à clef sur la position "garage" ou "arrêt", le dispositif antivol reste inhibé pendant la durée prédéterminée (2 mn), ce qui laisse au conducteur le temps de quitter ie véhicule. Les différentes fonctions mises en oeuvre lors du fonctionnement du dispositif. antivol sont représentées sur le schéma synoptique de la figure 2. Elles comprennent le- captage (i) des vibrations ou informations, la mise en forme et le traitement (3) des informations après contrôle de l'inhibition (2), la commande (4) et l'alarme (5). L'inhibition (2) est fonction d'actions extérieures (6) telles que blocage volontaire, marche du véhicule. -Le cadre (7) délimite les fonctions qui sont incluses à l'in-térieur du dispositif antivol, objet de l'invention, et qui sont mises en oeuvre à l'aide des organes suivants : le capteur (1'), le dispositif d'inhibition (2'), lsélectronique de mise en forme et de traitement de l'information (3'), l'actionneur (4') - La fonction alarme est généralement réalisée au moyen d'avertisseur (5') audio et/ou visuel disponibles sur le véhicule (exemple : avertisseur sonore, feux de route). Le rôle de ces différents organes ainsi que certains modes particuliers de réalisation sont décrits ci-après Le capteur est un dispositif qui, sollicité par une action physique extérieure, fournit un signal électrique, contenant les informations correspondant au phénomène physique qui en est à l'origine. Le capteur, inclus dans le dispositif antivol, détecte une présence étrangère par les vibrations du véhicule (ou variations d'accélération auxquelles le véhicule est soumis) sur lequel il est monté et plus spécialement la composante verticale de ces vibrations ; en effet, les vibrations horizontales auxquelles pourrait être soumis le véhicule, sous l'effet du passage d'une charge roulante à proximité, du souffle dû au passage d'un autre véhicule, du vent ou toute autre sollicitation ne correspondant pas à une effraction, ne doivent pas entraîner le déclenchement du dispositif antivol. La transformation des vibrations verticales en signaux électriques par le capteur peut s'effectuer au moyen de dispositifs capacitif, extensométrique ou élec tromagnétique. Un capteur capacitif se compose par exemple d'un condensateur à plaques dont ltécartement est modifié par les mouvements verticaux du véhicule, alors qu'un capteur extensométrique comporte une jauge de contrainte sensible aux mêmes mouvements. Un capteur électromagnétique est réalisable à partir de l'équipage mobile d'un galvanomètre en effet, une masse placée sur l'aiguille du galvonomètre, et équilibrée par le ressort de ce dernier enregistre les variations d'accélération verticale auxquelles est soumise la masse et les traduit en une différence de potentiel sensible aux bornes du galvanomètre. Un autre mode de réalisation d'un capteur électromagnétique est représenté à la figure 3. Sur cette figure, le capteur i', disposé sur la base 12 du boîtier 1, se compose d'une lame dé ressort 100, solidaire de la base 12 par son extrémité E2, et portant à son autre extrémité El une masse 101 et un aimant permanent 102 situé à l'intérieur d'un solénoide 103 fixé à la base 12. Une collerette autour de l'aimant est destinée a créer un frottement doux à l'intérieur de la carcasse du solénoide, afin d'amortir les mouvements de la lame de ressort. Les mouvements verticaux de la carrosserie du véhicule sont retransmis au boîtier 1 et entraînent le déplacement de l'aimant permanent dans l'axe de solénolde produisant une variation de flux magnétique qui induit une force électromotrice dans le bobinage. Les mouvements latéraux de la carrosserie produisent un balancement horizontal de faible amplitude en raison du guidage, ce qui ne modifie pas le flux de façon suffisante pour provoquer le fonctionnement du dispositif. La figure 4 représente une variante de réalisation du capteur électromagnétique. La lame de ressort est ici remplacée par deux ressorts spirale 100 et 101, disposés au-dessus et au-dessous de l'aimant 102, placé conie précédemsent à l'intérieur de la carcasse du solénoïde 103. Le mouvement de l'aimant induit une force aux bornes du solénolde sous l'effet de la variation de flux magnétique. Le mouvement est amorti à l'aide des ressorts, dont l'élasticité doit, bien sûr, être adaptée à la masse de l'aimant. Selon une variante, les ressorts sont remplacés par deux lames du même type que celles décrites à la figure 3, disposées de part et d'autre du solénoïde. Le dispositif d'inhibition, sollicité par une action extérieure, automatique ou manuelle, autorise ou n'autorise pas le passage du signal électrique émis par le capteur. I1 comporte plusieurs commandes d'inhibition montées en parallèle, et agissant indépendamment les unes des autres. il joue, en quelque sorte, le rôle d'interrupteur et permet au propriétaire (et conducteur du véhicule) d'entrer (ou sortir) du véhicule sans déclencher l'alarme. C'est l'organe sur lequel l'utilisateur agit pour inhiber le dispositif d'alarme. Il se matérialise par un contact caché, une clé ou un dispositif émetteur-récepteur accordé sur une fréquence déterminée, le propriétaire du véhicule étant possesseur de l'émetteur accroché à son trousseau de clefs par exemple. I1 a une action instantanée à l'enclen- chement et retardée au relâchement. En effet, lorsqu'on agit sur le dispositif d'inhibition, le signal du capteur n'est plus transmis à ;'électronique. Lorsque-l'action cesse 7 le dispositif continue d'inhiber pendant un temps prédéterminé par exemple 2 minutes, cette temporisation ayant pour but d'assurer un fonctionnement automatique du dispositif. L'éiectronique de mise en forme et de traitement de l'information agit dans le cas où le dispositif d'inhibition laisse passer l'information issue du capteur, analyse cette information et, après examen, commande ou ne commande pas l'actionneur. - La figure 5 représente les différentes fonctions imparties à l'électronique, qui comprend - l'exécution de l'inhibition (2) (ou non) suivant l'ordre donné à l'une des commandes du dispositif d'inhibition (8) entraînant le blocage (ou non) du signal (1) du capteur, - un amplificateur continu (3) avec réglage (6) de sensibilité, qui permet d'ajuster le niveau du signal à partir duquel le dispositif doit réagir : ainsi la sensibilité de l'appareil s'adapte à la suspension du véhicule par exemple, - un étage monostable (4) agissant sur le signal amplifié afin d'exciter l'actionneur (7) au moyen d'un signal d'une durée déterminée, - un étage de puissance (5) qui fournit la puissance nécessaire à la mise en mouvement de l'actionneur (7). Ces différentes fonctions qui forment l'électronique du dispositif antivol sont encadrées en traits mixtes (TM) sur la figure 5. Un mode particulier de réalisation de cette électronique est décrit à la figure 6 dans laquelle les fonctions décrites ci-dessus sont également entourées par un trait mixte noté (TM). L'actionneur est un organes intermédiaire, en général électromécanique, qui, sollicité par le signal électrique issu de l'électronique, commande l'avertisseur. L'actionneur est un relais ou tout autre dispositif permettant de mettre en service l'avertisseur. L'avertisseur se compose d'un dispositif de type audio et/ou visuel. Selon une forme préférentielle, il est constitué de l'avertisseur sonore du véhicule et/ou des feux de route. La figure 6 représente un mode de réalisation de l'électronique, mettant en oeuvre les différentes fonctions décrites ci-dessus. Ce circuit, selon un mode de réalisation préférentiel, est réalisé à partir d'un circuit intégré monolithique au silicium, normalement utilisé en régulateur de tension de précision. Bien entendu, d'autres modes de réalisation,à partir-de composants disponibles dans le commerce, sont possibles. Dans le circuit représenté à la figure 6, le capteur C délivre un signal au circuit Ci si le dispositif d'inhibition I n'est pas sollicité. Dans ce cas, le capteur fournit une tension telle que 2 devient plus négatif que 3. L'amplificateur amplifie cette'différence de potentiel, ce qui a pour résultat que 9 devient plus positif. Les transistors Q 14 et Q 15 deviennent conducteurs entraînant la circulation d'un courant a travers R6 et R7 et rendant conducteur le transistor Q 16. La bobine B du relais est excitée par une tension positive, et ses contacts collent. En même temps, le condensateur C2 se charge à travers la résistance.R9 et le courant de charge déséquilibre l'amplificateur en maintenant 3 plus positif que 2 pendant toute la durée de la charge du condensateur C2. Pendant la durée de charge de C2, la bobine B reste excitée ; lorsque le courant de charge devient insuffisant pour maintenir 3 plus positif que 2, la tension sur B décroît, ce qui donne une impulsion négative sur 3. Q14, Q15 et Q16 cessent alors d'être passants. C2 se décharge à travers R9, 3 reste plus négatif que 2, ce qui inhibe l'action du capteur pendant ce temps. La figure 7 représente les diagrammes en fonction du temps correspondant à cette situation pour les variables Ve, V3-V2, VB et 1C2 (repérées également sur la figure 5). Si l'une des entrées 11, 12, 13 est mise en contact avec le + batterie, le condensateur C4 se charge à travers R10 (le rôle de R10 est de limiter le courant de charge à travers le condensateur C4 uniquement) et une tension positive est appliquée sur la borne 2 à travers Ril. Ceci a pour effet de verrouiller Q14 et de bloquer le fonctionnement de l'étage de puissance. Si l'on relache toutes les bornes 11, 12 et 13, C4 se décharge à travers RI et tout le réseau qui lui est connecté. Tant que le courant de décharge est suffisant, 2 reste plus positif que 3 et l'action du capteur est inhibée. Cette action s'arrête en même temps que le courant dans Ril. Un réglage du seuil de déclenchement du dispositif d'alarme est prévu. Ce réglage s'effectue à l'aide du curseur du potentiomètre P qui règle la tension de repos V2 - V3. C'est la tension que doit fournir le capteur pour provoquer l'enclenchement du relais. La résistance R2 a pour but de limiter la sensibilité du dispositif. Dans le but d'éviter des dommages au dispositif d'alarme en fonctionnement ou lors d'erreurs de montage, un certain nombre de sécurités sont prévues ; la première sécurité comprend une diode D1 qui referme le circuit de la bobine lorsque Q16 coupe le courant d'alimenta- tion du relais et protège ainsi Q16 contre les claquages par surtension. La deuxième sécurité comprend la diode D2 qui protège le circuit en cas d'inversion de polarité au branchement. La troisième sécurité comprend le condensateur C3 qui sert à filtrer les parasites brefs qui pourraient-provoquer des déclenchements inopportuns. CI est un condensateur d'intégration qui réduit la sensibilité du système aux vibrations mécaniques ou aux parasites qui seraient captés par la bobine du capteur. D3 garantit contre le mauvais isolement de C4 qui pourrait provoquer des modifications de la polarisation de V2, ce qui aurait pour effet de faire varier dans le temps la sensibilité du système et, par conséquent, engendrer un fonctionnement aléatoire. Le pont R6, R7, R8 limite le courant que Q16 peut fournir. Ainsi, en cas de court-circuit sur la bobine du relais, le courant est limité, ce qui assure une protection de Q16. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Appareil de détection de vibrations et notamment dispositif antivol pour mettre en fonctionnement une alarme, caractérisé en ce qu'il se compose d'un capteur de vibrations, d'un dispositif d'inhibition, d'une électronique de mise en forme et de traitement de l'information provenant du capteur et du dispositif d'inhibition, et d'un actionneur commandant un avertisseur audio et/ou visuel, le capteur transformant les variations d'accélération correspondant aux vibrations en un signal électrique transmis à ltélec- tronique, si le dispositif d'inhibition est paissant, et entraînant l'actionneur puis l'avertisseur si l'amplitude de ce signal dépasse un seuil de consigne pré-réglé. 20) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur sollicité par les vibrations du support dont il est solidaire, transforme la variation d'accélération correspondant aux vibrations dont son support est le siège, en un signal électrique, à l'aide d'un dispositif électromagnétique, capacitif ou extensométrique. 30) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le capteur ne prend en compte que les variations d'accélération ayant lieu selon un axe déterminé et notamment vertical. 4 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le capteur se compose d'une bobine dans l'axe de laquelle se déplace un aimant permanent, entraînant une variation du flux électromagnétique et créant aux bornes de la bobine une force électromotrice. 50) Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant permanent produisant la variation du flux magnétique à l'intérieur de la bobine est disposé à l'une des extrémités d'un ressort à lame dont l'autre extrémité est solidaire du supportpe la bobine. 60) Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur se compose d'un condensateur å plaques, la distance interplaques étant variable en fonction de l'accélération appliquée au support. 70) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'inhibition comporte au moins une commande d'inhibition sollicitée par une action extérieure automatique ou manuelle, pour empêcher le passage du signal électrique émis par le capteur. 80) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 7, caractérisé en ce que le dispositif d'inhibition comporte plusieurs commandes d'inhibition connectées en parallèle à l'électronique qui bloque le passage du signal du capteur, en cas de sollicitation d'au moins une commande d'inhibition. 90) Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le dispositif d'inhibition a une action instantanée à l'enclenchement d'une des commandes d'inhibition et retardée au relâchement. 100) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électronique contrôle le signal d'entrée en fonction de l'information provenant du dispositif d'inhibition, amplifie le signal provenant du capteur si son amplitude dépasse la valeur de consigne, le transforme en signal de durée déterminée en créneau, qui agit sur l'étage de puissance commandant l'actionneur. 110) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur est un relais, électromécanique, commandant l'alarme pendant la durée du signal en créneau.