Brevet FR2597421A1 — publié le 19871023

La présente invention concerne un dispositif de protection spécialement conçu pour l'automobile à partir de modules de détection électronique compacts a' inertie controlée, chacun desdits modules se plaçant à l'intérieur d-une portière sur un organe de commande du bloc de serrure ou dans son voisinage et constituant ainsi les "satellites "d'une unité centrale gérant les informations reçues par courants porteurs. On connait dans l'art antérieur, des dispositifs de fermeture de portes de type mécanique appelé communément serrures" constitués en général de 3 parties: 1") le bloc comprenant le loquet de verrouillage 2") l'actionneur, le plus souvent appelé poignée", car il est sollicité par la main. 3 ) le barillet de la serrure, accessible de l'extérieur, qui au moyen d'une clef codée de façon mécanique, permet le verrouillage et le déverrouillage du mécanisme de commande par introduction de la clef. L' ensemble étant couplé solidairement par tringlerie mécanique. Ces dernières années, avec la recrudescence des vols, la fermeture des portières n'a plus été suffisante pour dissuader les voleurs. Il s'est dégagé deux orientations : une première voie portant sur les serrures elles-mêmes qui sont devenues électromagnétiques, télécommandées, et une deuxième voie, concernant les systèmes d'alarme, détecteurs d'infraction à Infra-rouges, hyper-fréquenceJ ou ultra-sons. Ces deux voies ayant tendance actuellement d etre combinés et activées simultanément. Une des caractéristiques principales de ces systèmes est que la plupart ont été développés, à l'origine, pour la surveillance et la protection des locaux professionnels et d'habitation. Leur application d l'automobile a entrainé des difficultés importantes mettant en cause principlement leur fiabilité. En effet, une voiture, contrairement à un local fixe est soumis à des variations de température importantes (de -300 C à +85 C) > à des vibrations, des chocs, des rayonnements ultra-violets, et enfin a l'action de liteau. Pour les fermetures centrallsées à distance, on a résolu aujourd'hui ces problèmes, grâce à l'élaboration de nouvelles serrures à moteur électrique restant opérationnelles en cas de déficience de la source de courant électrique, ce qui rend d'ailleurs les barillets de portes, superflus. Par contre, en ce qui concerne les alarmes pour voiture existant sur le marché, le problème ntest pas résolu. Hormis les défauts de fonctionnement liés à l'agressivité de l'environnement, on constate d'une façon générale, un manque de sélectivité de ces appareils qui n'arrivent pas à différencier un homme, d'un bourdon, d'un chien, d'un courant d'air ou même d'un ventilateur de turbo-compresseur. En conséquence, les déclenchements intempestifs des alarmes posent d'énormes problèmes de voisinage, et détruisent progressivement la crédibilité de ces concepts. Parallèlement, les modules accessoires d'alarme du type "détection d'asslette à mémoire présentent les memes insuffisances. Ils ont un seuil de déclenchement supérieur à 25 % d'inclinaison pour tecompte des contraintes générales d'utilisation : pentes et dévers, ce qui les rend totalement inefficaces en cas de vol d'une roue, l inclinaison résultante étant de l ordure de 5 à 8X selon les empattements des véhicules (Fig.6). La présente invention permet de pallier ces inconvénients. En outre, elle complète les nouveaux blocs de fermeture centralisée et permet accessoirement la suppression des barillets de portes, la centrale assurant dans ce cas le verrouillage et le déverrouillage des portes, lors de l'armement et du désarmement de l'alarme grâce a' une télécommande. a centrale traite ainsi les impulsions électriques émises par l'un des modules de détection électronique d inertie contrôlée, dans des cycles de temporisation basés sur le comportement humain (et notamment les habitudes), ce qui évite tous déclenchements intempestifs dûs à des étourderies et permet d'atteindre un taux de fiabilité et d'efficacité remarquable, l'alarme entrant en action avant la dégradation du véhicule avec des ripostes dissuasives graduées selon que l aggression est le fait d'un voleur amateur ou d'un professionnel. Au titre de la présente invention, il y a combinaison entre une centrale électronique avec au moins un module de détection électronique compact à Inertie controlée, répondant â au moins 3 excitations mécaniques: - 1") Mouvements non linéaires (manipulations des poignées de portes) - 2 ) Vibrations (onde de choc caractérisée : dans le cas qui nous intéresse, il s'agit d'un coup d'intensité moyenne n'entratnant pas la rupture de la surface vitrée (tentative de bris de glaces), etc... - 30) Accélérations provoquées par un changement brutal d'assiette (ex.: enlèvement d'une roue). le-dit module étant associé, par courant porteur d ladite centrale dont la fonction principale est de gérer au moins une impulsion électrique dans au moins un cycle de temporisation pré-déterminé pour déclencher au moins un dispositif sonore et/ou lumineux dans un cycle de temporisation déterminé, l'ensemble pouvant, dans une version de l'invention, etre integré à un dispositif compatible de fermeture et d'ouverture de portes. Ainsi réalisée, l'invention diminue considérablement les coûts de fabrication grâce à l'emploi d'une électronique simple et bien adaptée a l'automobile. En outre elle est un complément de la nouvelle génération de fermeture centralisée électronique comportant un verrouillage a trois crans dont le dernier, utilisé uniquement a' l'arrêt d'un véhicule et activé par télécommande désaccouple totalement toute la tringlerie de commande. Pour parvenir ô ce résultat, nous partons d'un montage original constitué par au moins un module de détection électronique compact a inertie controlée, dont la réalisation mécanique a été étudié en fonction des contraintes d'utilisation générale notamment i'inclinalson des pentes dont les plus fortes avoisinent 15 % par rapport a un plan horizontal, et le calcul de certains paramètres mis en évidence par la suite (Fig. 11). Ces paramètres délimitent des zones préférentielles de montage des modules, soumis à des d'accélérations de force variable par rapport ei des axes de référence. Le module de détection est constitué d'un équipage mobile guide' linéairement, susceptible de se déplacer le long de ce guide sous l'action des forces inertielles qui lui sont propres ou qui lui sont transmises par le système de guidage. Le système de guidage a, au repos, une position bien définie par rapport au véhicule auque! il est rattaché par une tige flexible qui est située dans le prolongement de l'axe principal du guide. Cette tige flexible transmet au guide l'intégralité des accélérations qui sont parallèles à son axe tandis qu' elle absorbe les accélérations qui lui sont perpendiculaires. Afin de mieux faire comprendre le fonctionnement du détecteur, nous allons décrire un équipage mobile et un guidage particuliers. Il samit d'iine ampoule de verre cylindrique (5) composé d'un tube (9) (Fig. 1), ferme å ses extrémités, contenant une goutte de mercure lui-meme relié en (4) au module (6) qui est fixé sur le véhicule d'une part, et d'autre part l'ampoule (5) est reliée a' l' électronique du module (6) par deux fils électriques souples isolés, fixés sur les électrodes de l'ampoule (5). Pour montrer comment réagit cet équipage, nous allons définir ci-dessous les perturbations auxquelles le capteur doit reagir ei d'abord préciser les paramètres du véhicule (Fig. 5). On définit un plan horizontal (12) sur lequel reposent au moins trois roues (13) du véhicule. Chaque roue est en contact avec le plan (12) suivant une surface. On appelle point de contact de la roue avec le plan (12) l'isobarycentre de cette surface. Ainsi (14) est le point de contact de ?a roue avant gauche, (15) celui de la roue avant droite, (16) celui de la roue arrière gauche et (l7) celui de la roue arrière droite. La diagonale (18) est la droite joignant les point (14) et (17), la diagonale (19) est la droite joignant les points (15) et (16). On appelle axe longitudinal (20) du véhicule, la droite du plan (12) passant par le milieu des segments joignant les points (14) et (15) dune part, et (16) et(17) vautre part. On appelle axe vertical (21) la perpendiculaire au plan (12) passant par le point de rencontre des diagonales (18) et (19). On appelle centre de gravité (22) de la caisse du véhicule, le centre de gravité de l'ensemble représenté par la carrosserie du véhicule avec son équipement, y compris le moteur, en excluant la suspension, les ponts et la partie de transmission qui en est solidaire. Nous décrivons ci-après les divers modes de réaction du système de détection. -1- Le module (6) contenant l'ampoule (5) est situé dans les portières du véhicule, sensiblement ô la même hauteur que le centre de gravité -2- Lorsque la poignée de la portière est ou repos, le module (6) doit avoir une position telle que l axe (11) de l'ampoule qu'vil contient fasse un angle (23) de 80 ô 88 (fig.2) par rapport à l'axe vertical (21) et un angle (24) de 55 à 65 par rapport à l'axe longitudinal (20) (Fig. 4). Dans ces conditions, l'axe de l'ampoule est sensiblement perpendiculaire à une des diagonales (18) ou (19) (Fig. 4). Supposons que ce soit la diagonale-(l9) et que ampoule (5) ait l'une des deux positions (25) et (26) indiquées sur la figure 6 Ces deux positions étant situées de part et d'autre d'un plan (27) parallèle au plan (12). Considérant le point d'attache (3) comme repère de position, on trace la droite Si l'on enlève la roue avant-gauche ayant le point de contact (14), la voiture pivote autour de la diagonale (19), ce qui transmet à l'ampoule (5) une accélération (30), perpendiculaire ô la droite (29). Cette accélération a une composante parallèle à l'axe (11), comprise entre 0,6 et 0,8 fois l'accélération (30) suivant que l'on a la position (26) ou (25). Cette accélération détermine un déplacement de l'ampoule (5) et par suite de la goutte de mercure (1) qui provoque suivant les ces, soit l'établissement d'un contact, soit sa coupure. Par contre, si on secoue la voiture en prenant appui sur la caisse (Fig. 8) voir par exemple un balancement latéral produit par" un vent de force 7", xe de rotation (31) autour duquel oscille la voiture passe au voisinage du centre de gravité (22) et il est sensiblement parallèle au plan (12); la droite (32) passant par le point d'attache (3) et perpendiculaire ô l'axe de rotation (31) est sensiblement horizontale ; l'accélération (33) provoquée par le balancement est sensiblement verticale.Sa composante suivant l'axe (1 1 ) est inférieure à 0,14 fois l'accélération (35). On constate d'une part que lorsque l'on balance la caisse, le bras de levier (32) est plus court que le bras de levier (29) de 30 à 40 %, donc, que globalement les accélérations transmises sont moins fortes et d'autre part leur composante longitudinale est très faible ; Le système est donc susceptible de déceler le vol d'une roue par la variation brutale d'assiette du véhicule tout en restant insensible au balancement de la caisse. Qu'elle que soit la position initiale (25) ou (26), on constate qu'on a une réaction analogue. Si l'on s'arrange pour avoir simultanément les deux positions sur le véhicule, par exemple la position (25) sur la portière gauche et la position (26) sur la droite, lorsque le véhicule sera stationné transversalement sur un plan incliné, on aura toujours au moins une ampoule voisine de la position optimale, meme pour des pentes de l'ordre de 13 S (Fig. 7). -3- Enfin, comme cela a été précisé plus haut, l'équipage mobile est relié au module (6) par une tige flexible. Cette tige présente une flexibilité dans des directions perpendiculaires à son axe principal. Comme nous lavons dit précédemment, notre détecteur qui est placé dans les portières doit pouvoir détecter un choc d'intenslté moyenne, sur une vitre et n'entratnant pas sa rupture. Un tel choc est caractérisé par des ondes de fréquences élevées et de forte amplitude, qui au cours de l'amortissement baissent àla fois en fréquence et en amplitude selon i'oscitlogramme (fig. 10). En cas de choc sur une vitre, l essentiel des vibrations se situe dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal (20) qui fait un angle de 25 à 350 avec l'axe (il) de l'smpoule. Les accélérations (34) que subit 1 ampoule (5), peuvent se décomposer en une composante (35) parallèle ô l axe (il) et une composante (36) perpendiculaire à cet axe. Seule la composante (35) nous intéresse, et nous constatons que la composante (36) perturbe le fonctionnement du détecteur, si elle n'est pas filtrée aux hautes fréquences. Dans le cas du contacteur à mercure, on peut constater1 par exemple, une séparation de la goutte de mercure en plusieurs gouttelettes. On a donc résolu le problème par une liaison flexible qui ne rentre en résonnance que lorsque la fréquence de vibration a baissé et donc que les accélérations transversales ont fortement diminué, tandis que les parallèles à l axe (I 1) ont déjà produit leur plein effet. La fiabilité du système de détection proposé est directement lié à la capacité de l'ensemble tige flexible (2) ampoule (5) ô absorber les vibrations transversales. Un des moyens pour y parvenir est de chercher à diminuer la fréquence propre de vibration transversale de ltensemble tige flexible(2) ampoule(5) fils électriques joignant le contact (10) de I'ampoule (5) au module (6).Pour cela il est aisé de faire varier expérimentalement trois paramètres principaux pour trouver leur valeur optimale. Ces trois paramètres sont d-une part le moment inertie de la section et la longueur de la tige (2) pour un matériau donné, et d'autre part le poids de I'ampoule (5).Ces trois paramètres seront optimisés au moment de la réalisation industrielle des pièces, car il y a variations importantes avec ce qui peut être réalisé en prototype, surtout si l'on fabrique la tige en plastique du type polyamide ou résine acétate. Une des manières de faire cette optimisation, consiste ô dégrossir les paramètres de la tige au niveau du prototype, en utilisant une ampoule lestée par un manchon fixe sur la partie cylindrique (9). Dans une deuxième phase, lorsque l'on a obtenu la tige flexible moulée définitive, il reste à ajuster la surcharge de l'ampoule en conséquence. Un dernier point plus traditionnel reste 3 examiner. C'est le cas de la variation lente d'assiette liée au levage du véhicule par une de ses extrémités. Si le levage se fait par l'avant, l'axe de rotation passe par points de contacts (16) et (17) des roues arrières. Dans ces conditions, on ne peut plus compter sur des accélérations brutales pour détecter la variation d'assiette lors du levage. L'ampoule (5) pivote du meme angle que le véhicule ; Pour qu'il puisse y avoir basculement de la goutte de mereure, il faut que l'extrémité de l'ampoule (S) la plus haute, soit la plus proche de l'axe de pivotement. Dans le cas qui nous intéresse, il faut que la partie la plus haute soit tournée vers l'arrière.Dans ces conditions, il y aura basculement pour un angle compris entre 4 et 19,4 suivant l'angle de l'ampoule avec l'axe vertical (21) compris entre 80 ô 88 . Comme on oe voit, la plage est large et les conditions ne seront pas toujours rempliF.s pour qu'il y ait basculement effectif. En contrepartie, le fait de ramener 1' ampoule près de 1' horizontale , augmentera sa sensibilité aux accélérations et décélérations longitudinales et rendra les détecteurs plus sensibles au choc. De ce qui précède, il découle que pour optimaliser l'efficacité de ce type de détecteur, il faut au moins deux détecteurs disposés sur les portes avant, tels que l'un soit sensiblement perpendiculaire a la diagonale (18) avec la partie haute (37) tournée vers lavant et l'autre sensiblemPi.it perpendiculaire à l'axe (19) avec la pertie haute i38) tournée vers l'arrière (Fig. 7). On surveille ainsi les principaux changements i'ssiette. tout zon s'assurant de la détection des tentatives d'intrusions au niveau des portières du véhicule. L équipage mobile ainsi orienté est environ au 2 fois moins sensit,le aux accélérations suivant l'axe (20) provoquées par des chocs de stationnement urbain et permet dans les memes proportions de diminuer le pourcentage d'inclinaison des pentes routières. Dans ce mode de réalisation proféré qui fait converger selectivement plusieurs phénomènes physiques sur un neume capteur électronique est en conséquence simplifié. Dans une application particulièrP, il est extrêment coûteux installer les détecteurs dans les portières d'avoir à @@@@ des @@@ électriques pour l'alimentation et le traitement de l'information qui devront passer au niveau des charnières de portes, sous 'es garnitures, etc... Etant donné que la plupart des voitures modernes, ni c--ont susceptibles d'utiliser ce systeme d'alarme possèdent soit des lèe-vitres électriques, une fermeture centralisée ou au minimum une commande de plafonnier, on aura intérêt d'une part à alimenter le détecteur à partir de cette source électrique qui lui sera propre, d'autre part à utiliser des courants porteurs passant par le circuit électrique de base de la voiture. Ces courants porteurs permettent de transmettre des informations codées à une centrale qui pourra etre située en n'importe quel endroit du véhicule dans la mesure où elle est reliée au faisceau électrique du constructeur. REVENDICATIONS 1) Le module de détection est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un équipage mobile (1) susceptible douvrir ou de fermer un contact électrique par son déplacement, le long d'un guide linéaire (9), sous l'action de forces inertielles qui lui sont propres ou qui lui sont transmises par le système de guidage qui les reçoit d'une tige flexible (2), située dans le prolongement de son axe principal (11) permettant de transmettre intégralement les accélérations qui sont parallèles a son axe principal (11) et d'amortir celles qui. lui sont perpendiculaires. 2) Le module de détection suivant la revendication 1 est caractérisé en ce qu'il est relié méceniquement a' une pièce mobile de la tringlerie reliant la poignée d'ouverture de la porte ô sa serrure, à hauteur du centre de gravité (22) de la caisse par rapport au plan (12), et en ce que l'axe principal (11) est orienté, au repos, de manière à faire un angle de 55 ô 65"avec l'axe longitudinal 20 et un angle de 80 à 660 avec l'axe vertical (21) du véhicule. 3) Le module de détection suivant l'une quelconque des revendications précédentes est caractérisé en ce que sa sensibilité est optimisée en fonction du matériau choisi pour réaliser la tige flexible par ajustement de la longueur et du moment d'inertie de la section de cette dernière, d'une part, et par l'ajustement du poids de l'ensemble constitué par le guide linéaire et l'équipage mobile, d'autre part. 4) Le module de détection suivant l'une quelconque des revendications précédentes est caractérisé en ce qu'il est constitué d'une ampoule au mercure cyllndrique (5) prolongée, suivant son axe (11), par une tige flexible (2) reliée à un module fixe (6). 5) Plus généralement, le module (fig. 7) est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit électronique (7) assurant le traitement des informations données par l'équipage mobile