Brevet FR2522302A1 — publié le 19830902

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. REVENDICATION Dispositif de déclenchement pour un dispositif de protection de passager, notamment pour des systèmes de retenue en cas de collisions 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, caractérisé par la combinaison des caractéristiques suivantes a) comme détecteur d'accélération (1), 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 (2) est supérieure à la constante de temps de charge, c) il est prévu un contacteur à seuil (4) à effet d'hystérésis qui est enclenché 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 (7) 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 (1), et e) le contacteur d'accélération (7) est branché dans le circuit d'excitation de l'élément de déclenchement (9), cet élément de déclenchement étant disposé entre l'organe de commutation (6) et le contacteur d 'accé- lération (7).