Brevet FR2383060A1 — publié le 19781006

La présente invention concerne un appareil d'alerte contre le basculement de véhicules, du type dans lequel la position du véhicule est surveillée par rapport à un horizon artificiel qui est déterminé par le niveau d'un liquide contenu dans un récipient fixé au véhicule, et dans- lequel un écart de la position du véhicule qui dépasse une certaine valeur l'horizon artificiel déclenche une alerte. Chaque véhicule qui se déplace sur un terrain qui n'est pas plat ou qui n'est pas horizontal est exposé au danger de basculement, avec les dangers d'accidents qui en résultent pour le conducteur et éventuellement pour les autres occupants du véhicule. Ceci est notamment le cas pour des véhicules utilisés dans l'exploitation agricole ou forestière ainsi que pour des véhicules militaires qui, lorsqu ils se déplacent sur des terrains accidentés,peuvent souvent assumer une position oblique qui est proche de celle qui peut conduire à un basculement. En fait, il est possible d'imaginer de munir de tels véhi- cules d'un horizon artificiel ou d'un dispositif indicateur optique correspondant dans la zone de vision du conducteur, comme cela se fait pour des avions. Mais un tel dispositif indicateur optique, bien qu'il ait fait ses preuves dans les avions à titre d'undicateur de position, est à peine aproprié comme dispositif d'alerte pour des véhicules, car d'une part le conducteur du véhicule peut à peine prêter une attention suff i- sante à un tel dispositif optique dans la plage de vision qui est la sierme, alors que par ailleurs un conducteur doit entre alerté non seulement pour un basculement latéral possible du véhicule mais aussi pour un basculement du véhicule vers 11 avant ou vers l'arrière. Le problème qui est à la base de l'invention consiste à proposer un appareil d'alerte contre un basculement pour des véhicules qui se caractérise par une cons titut ion simple et par une sécurité de fonctionnement élevée, et dont le seuil de sensibilité peut-être adapté au comportement d'un véhicule contre le basculement. Pour résoudre ce problème, le dispositif d'alerte contre le basculement est, selon l'invention, essentiellement caractérise par le fait que le réservoir est constitué par un cylindre creux transparent à la lumière et susceptible entre fermé hermétiquement et dont l'axe de syntétrie de rotation est au moins sensiblement perpendiculairs à la surface de base du véhi- cule, que l'espace intérieur du cylindre est rempli en partie dTun liquide visqueux au moins sensiblement opaque à la lumièxe, et que le niveau du liquide est surveille par au moins deux barxières lumineuses traversant l'espace du cylindre ereux dépourvu du liquide, décalées au moins uniformémant de lTune par rapport à l'autre et disposées au moins peu près perpendiculairement à l'axe de symétrie de rotation du cylindre ereux, en pouvant être déplacées en direction de cet axe. Le dispositif d'alerte contre le baseulement, conforme à l'invention, se distingue de façon particulière par une constitution très simple ainsi que par la possibilité de régler les barrières Lunineuses pour des angles d'inclinaison allant largement au delè de 100 % de l'inclinafon pour uns échelle linéaixe, suiivant une autre forme de réalisation de l'invention, ou prévoit une première doaille entourant le cylindre exeux et une seconde douille entourant la dite première douille, les barrières lumineuses étant réparties dans ces deux douilles, la dite première douille présentant pour le trajet lumineux de chaque barrière lumineuse de la seconde douille deux ouvertures opposées par rapport à l'axe de symétrie de rotation.De ce fait, les barrières lumineuses sont déplaçables indépendemment des domilles et peuvent de ce fait s'adspter individuellement à l'angle d'inclinaison longitudinal et à l'angle d'inclinsison transversel maximum admissible et qui sont souvent difféxent entre eux. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, chaque barrière lumineuse est constituée par une diode à Semicondueteurs disposée dans la surface latérale de la douille correspondante et émettant dans la douille mnelumière infrarouge, ainsi que par un récepteur à infra-rouge disposé dans la section opposée de la paroi lstérale et aligné sur la diode à semi-condne teuxs eorrespondante.Pax la mise en ceuvre de barrières à lumières infrs-rouge, l'appareil est pratiquement inseneible è la lumière parasite ; il peut de ce fait fonctionner même quand on enlève le carter ou l'euveloppe et peut êtte réglé et contrôlé de meilleux façon. Une autre variante de l'objet de l'invention est caractérisé par le fait que les douilles sont disposées de telles façons sur le cylindre creux que deux barrières lumineuses s'étendent dans dans une direction diagonnle alors que la troisième baxxière lumineuse s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule. Grace à cette réalisation, on peut controler 1' incli- naison latéral du véhicule avec une des barrières lumineuses et l'inclinaison du véhicule en direction diagonale à l'aide des deux autres barrières lumineuses, en sorte que l'appareil peut mieux être adapté, de façon simple, à l'angle d'inclinaison maximum admissible pour le véhicule. Un développement ultérieur de l'objet de l'invention est caractérisé par le fait qu'un organe de temporisation ou de retard de mise en service commun est monté en série avec les diodes à semi- conducteur émettant la lumière infra-rouge. Grace à cette réalisation, il est possible, lors de chaque mise en service du véhicule et par conséquent de l'appareil d'alerte contre le basculement, d'opérer rapidement un contre du bon fonctionnement de ce dernier grace au fait que les barrières lumineuses qui, lors de ce retard de la mise en service, ne sont pas encore en fonction nement, simulent une alerte dans le circuit de surveillance des barrières lumineuses qui sont déjà en fonctionnement. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé différentes formes de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une coupe longitudinale de l'appareil. Les figures 2a et 2b sont des sections transversales par un appareil à 2 et 3 barrières lumineuses. Les figures 3a et 3b sont des schémas de principe de circuits de surveillance des barrières lumineuses à 2 et 3 barrières lumineuses respectivement. La figure 4 est relative à une possibilité de régalage des barrières lumineuses pour des angles d'inclinaison d'importances différentes. La figure 1 montre en coupe longitudinale d'un cylindre creux 1 en un matériau transparent à la lumière et rempli à peu près à moitié à l'aide d'un liquide 2 visqueux, pratiquement imperméable à la lumière, lequel-cylindre creux est fermé herm6- hermétiquement au moyen d'un fond lb et d'un couvercle la. L'appa reil d'alerte contre le basculement est fixé de telle manière sur ou dans un véhicule que l'axe de rotation 4 du cylindre creux soit au moins à peu près perpendiculaire à la trajectoire du véhicule.Le niveau 3 du liquide est de ce fait toujours perpen dibulaire à la surface latérale du cylindre creux 1 lorsque le véhicule se trouve sur une surface horizontale. le niveau 3 du liquide est contrôlé par des barrières lumineuses qui passent par l'espace du cylindre creux 1 dépourvu de liquide et décalées entre elles chacune de ces barrières lumineuses s'étendant à peu près perpendiculairement par rapport à l'axe de symétrie de rotation 4 du cylindre creux. les barrières lumineuses sont montées dans une première douille 7 entourant le cylindre creux 1 et dans une seconde douille 8 entourant la première douille 7.La première douille présente, par rapport à lVe de symétrie de rotations des ouvertures opposées pour le passage des rayons lumineux des barrières lumineuses montées dans la seconde douille. La première douille 7 est montée sur le cylindre creux I de façon à pouvoir entre déplacée en direction de l'axe de symétrie de rotation, ce qui ne ressort pas en détail dans la figure 1, et elle est susceptible d'être eéplacée ou ajusté pax exemple à l'aide d'une tige filetée qui s'étend parallèlement à l'axe de symétrie de rotation 4 et qui est engagée dans la surface latérale de k douille 1.La seconde douille 8 est également montée de façon à pouvoir être déplacée ou être aujstée sur la première douille 7, en direction de l'axe de symétrie de totation (ce qui ne ressort pas en détail dans la figure et elle est déplaçable de la méme manière que la dite première douille 7 Chaque barrière lumineuse est constituée par une diode semi-conductrice 5 émettant une lumière infra-rouge et monté dans la surface latérale des la douille, et par un récepteur Infra rouge 6, par exemple un photo-transistor disposé sur la section opposée de la surface latérale de cette même douille est dirigée la lumière infra-rouge mise par la diode semi-conductrice associée 5. Bien enteudu, les douilles 7 et 8 sont empêchées de tourner par rapport au cylindre creux 1, ce qui peut-être obtenu en partie à l'aide des tiges filetées mentionnées ci-dessus et engagées dans la surface latérale des douilles et dans le carter ou dans l'enveloppe de l'appareil d'alerte contre le basculement. La figure 2a représente une coupe transversale du cylindre creux 1 et des douilles es 7 et 8 d'un appareil d'alerte contre le basculement à 2 barrières lumineuses A et B, et elle sert à illustrer la position des deux barrières lumineuses et les ouvertures 9 ménagées dans la douille intérieure et qui sont nécessaire pour la barrière alumineuse A. I1 est bien entendu que l'on peut prévoir dans les espaces situés entre les deux douilles 7 et 8 de meme que dans les espaces entre la douille intérieure 7 et le cylindre creux 1, des éléments de coulissement, par exemple en fente, facilitant le déplacement des douilles 7. et 8. Par opposition au cylindre creux 1, les douilles peuvent être réalisées à I'aide d'un matériau imperméable à la lumière ou à l'aide d'un matériau partiellement imperméable à la lumière. La figure 2 montre une section transversale du cylindre creux 1 et des douilles 7 et 8 d'un appareil d'alerte de basculement à 3 barrières lumineuses A, B et C, et elle sert à expliciter la position des trois barrières lumineuses et des ouvertures 9 ménagées dans la douille intérieure et qui sont nécessaire pour les barrières lumineuses B et C. Comme liquide de remplissage 2 pour le cylindre creux 1, on peut par exemple utiliser une huile de silicone pratiquement imperméable à la lumière. Ce liquide doit posséder, dans une plage de températures relativement large, par exemple moins 30 C à plus 500 C, d'une part une viscosité sensiblement constante et d'autre part un coefficient de dilatation faible.De terme, le matériau utilisé pour fabriquer le cylindre creux 1 et également pour réaliser les douilles 7 et 8, doit présenter, dans la plage de température sus-mentionnée un coéfficient d'allongement aussi faible que possible. Ces exigences posées aux matériaux utilisés sont nécessaire afin que, sur toute la plage des températures à l'intérieur de laquelle l'appareil d'alerte au basculement doit entre utilisé, des variations de distance entre le niveau 3 du liquide et les barrières lumineuses qui g8neraient la précision de l'appareil ne puissent pas intervenir.Dans le choix du liquide 1 il faut tenir compte du fait que plus ce dernier sera liquide, plus vite l'appareil d'alerte pourra répondre, étant toutefois noté que cela entraîne l'inconvénient qui réside dans le fait que le niveau 3 du liquide peut-être fortement influencé par l'accélération du véhicule. Si, par contre, en utilise un milieu épais comme liquide 2, l'appareil fonctionne avec une certaine hystérèse, et seule une inclinaison de longue durée de l'appareil conduire à une interruption d'une ou de plusieurs barrières lumineuses, et parconséquent à une alerte. La figure 3a montre la constitution de principe d'un appareil alerte cintre le basculement, du type à montage sur- veillant deux barrières lumineuses et la figure 3 montre l'élément de montage pour un appareil d'alerte contre le basscu- lement, à trois barrières lumineuses A, B et C. L'alimentation en courant de l'appareil peut provenir de la batterie normelement prévue sur un véhicule, mais également d'une batterie séparée, et cette alimentation de l'appareil s'opère par l'intermédiaixe d'un inténupteur de mise en service 11.L'interrupteur ll relie immédiatement à la source d'alimentation la partie du montage 12 ... 17 qui contrôle ou survoille les barrières lumineuses A,B et C, mais, par l'intermédiaire d'un organe à xetard de la mise en service,les sources lumineuses 5 De ce fait, on aimule, à chaque mise en service de l'sppareil d'alerte, une interruption des barrières lumineuses pour la partie du montzge 12 ...17, ce qui provoque une alerte d'essei de courte durée qui signale que l'appareil est prêt à service en tel organe à retard lo pour la mise en servce peut par exemple être constitué par un multivibrateur mono-stable, et présenter une durée de retard de quelques secondes.Après écoulement de ce retard de la mise on service,les barrières lumineuses aont eu gervice et peuvent, à moins que l'appareil soit d6connecté, etre intérrompues individuellement ou simultanément uniquement pour une poeition oblique déterminée du niveau 3 du liquide. Pour eurveillex chaque barrière lumineuse, c'est à dire la lumière émise par une source lumineuse 5, l'élément résepteur associé 6 qui peut par exemple ôtre un photo-transistor, est relié à l'entrée d'une porte 0 U 14, par l'intermédigre d'un amplificateur 12,13 Tant que le rayonnement Iumineux des berrières lumineuses u'est pas interrompu, la sortie négativée du circuit O U 14 présente une valeur logique "O", mais dès que le rayonnement lumineux de l'une ou de plusieurs barrières lumineuses est interrompu, un sigpal logique "L" apparait à la sorfie négstivée du circuit O U 14, en sorte qu'un oscillateur à fréquence sonore 15 qui est monté en aval du dit circuit O U 14, produit un son d'alarme qui est amplifié dans un amplificateur 16 aval et qui est appliqué à un transucteux électro-acoustique 17, par exemple à un haut parleur. A l'aide d'indicateurs electro-optique eupplémentaires, reliés au borbes de sortie des amplificaterrs 12,13, on pourrait obtenir une indiontion sur celle des barrières lumiueuses qui sont interrompues, ou, éutrement exprim6, si le véhicule se trouve dans une inclinaison dangereuse dans le sens transversal, longitudinal ou diagonal.De même, chacun des deux amplificateurs 12,13 peut-être relié,par l'interm6diaire d'un générateur de fréquence audible individuel 15, l'amplificateur suivant 16, une fréquence audible différente pouvant cotre utilisée pour chaque barrière lumineuse, en sorte qu'à l'aide de la hauteur snnore du signal d'alerte fourni par le transucteur 17 on puisse reconnaitre si le véhicule assume une inclinaison dangereuse dans le sens -transversal, longitudinal ou diagonal. Bien entendu, les deux amplificateurs 12,13, ne sont nécessaire que si les signaux fournis par les récepteurs infra-rouge 6 sont trop faibles pour commander le circuit 0 U 14 dans son état passant. Ia figure 4 montre l'échelle des inclinaisons croissant linéairement quant on utilise un cylindre creux 1, cette figure montrant que les barrières lumineuses A,B,C, données à titre d'exemples, devraient etre interrompues complètement pour une incli naison d'environ 40 %. Cette figure montre, de plus, que le rapport entre le diamètre intérieur et la longueur intérieure du cylindre creux 1, de mEme que le degré de remplissage de ce dernier déterminent la plage des inclinaisons contrOlées par le dispositif d'alerte contre le basculement.La hauteur du niveau 3 du liquide détermine, de plus, la position de la barrière lumineuse à régler pour une inclinaison maxima admiasible. I1 est avantageux de diriger deux barrières lumineuses diagonalement et de diriger la troisième barrière lumineuse perpendiculairement à la difection d'avancement du véhicule, afin que l'une des barrières lumineuses doive dtre réglée uniquement en fonction de l'inclinaison transversale maxima admissible et que les deux autres barrières lumineuses doivent entre réglées uniquement en fonction de l'in clinaison diagonale maxima admissible, donc sensiblement en direction de l'avancement du véhicule. Un appareil d'alerte contre le basculement de ce genre peut avantageusement entre utilisé dans des véhicules pour l'exploitation agricole et forfstière, ainsi que pour des véhicules à vocation militaire, à des blindés, et à des chenil lettes pour la préparation de pistgskiables, à des véhicules sur coussins d'air et à des transporteurs aériens ou à voies suspen dues, en vu de controler leur inclinaison. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif alerte contre le basculement de véhicules, du type dans lequel on surveille la position de véhicule par rapport à un horizon artifichl ou simule qui est déterminé par le niveau d'un liquide contenu dans un récipiont solidaire du véhicule, et dans lequel un écort de la position du véhicule par rapport à cet horizon, et dépassant une certaine valeur régliable, déclenche une elerte, caractérisé par le fait que le récipient est conztitué par un cylindre creux (1) trans parent à la lumière et sueceptible entre obturé de façon hermétique, lequel sylindre creur s'étend, par rapport à son axe de symetrie de rotation au moins S pou près perpendiculairement à la surface d'appui du véhicule, que l'espace intérieur du cylindre creux (l) est repli partiellement avec un liquide (2) visqueux et au moins à peu près imperméable à la lumièxe, et que le niveau (3) du liquide est controlé à l'aide d'au moins deux berrières lumineuses (A,B,...)qui traversent l'espace du cylindre creux (1) démuni de liquide, qui sont décalées au moins à peu près uniformément entre-elles, qui sont disposées perpendiculairement à l'axe de symétrie de rotation (4) du cylindre creux (1) et qui sont succeptibles entre déplacées ou décalées en direction de cet axe 2. Dispositif selon la revendication l, caractérisé par le fait qu'il comporte une première douille (7) entourant le cylindre creux (1) et une seconde douille (8) entourant la première douille (7), que les barrières lumineuses (A,B,C)sont réparties dans les deux douilles f7,8) et que la première douille g7) comporte, pour le faisceau lumineux de chaque barrière lumineuse de la seconde douille, deux ouvertures (9) opposées par rapport à l'are de symétrie de rotation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque barrière lumineuse (A,B...) est constituée par une diode à semi-conducteut (5) montée dans la la paroi latérals de la douille correspondente (6,8) et émettant de la lumière infrarouge dans l'espace intérieur des douilles ainsi que par un récepteur de lumière infra-rouge (6) dirigé vers la diode à semi conducteurs correspondante (5) et monté dans une section opposée de la paroi latérale. 4. Dispositif selon la revendication 2, à deux barrières lumineuses, caractérisé par le fait que les douilles (7,8) sont disposées de telle manière sur le cylindre creux (1) que l'une des barrières lumineuses (A) s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule alors quel'autre barrière lumineuse (8) s'étend parrallèlement à cet axe longitudinal. 5. Dispositif selon la revendication 2, à trois barrières lumineuses, caractérisé par le fait que les douilles (7,8) sont disposées de telle manière sur le cylindre creux (1) que l'une des barrières lumineuses (A) s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule alors que les deux autres barrières lumineuses (B,C) s'retendent diagonalement par rapport à cet axe longitudinal. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3,4 ou 5, caractérisé par le fait qu'un organe commen (10) retardant la mise en service est monté en série avec les diodes à semi-conducteurs(5) émettant la lumière infra-rouge.