Brevet FR2612027A1 — publié le 19880909

La présente invention concerne le domaine des capteurs à ultra-sons. La présente invention concerne un capteur à ultra-sons qui trouve tout particulièrement application dans le domaine automobile, notamment pour la détection d'un obstacle s'opposant à la fermeture d'une vitre de véhicule automobile. De nos jours, les véhicules automobiles comprennent le plus souvent des moyens motorisés aptes à assurer une fermeture automatique des vitres. I1 est alors nécessaire que ces moyens motorisés soient associés à des moyens de détection adaptés pour interrompre le fonctionnement des moyens motorisés si un obstacle quelconque, tel que le bras d'un passager, s'oppose à la fermeture normale de la vitre. On a proposé pour cela des moyens de détection sensibles au courant électrique traversant les moyens motorisés. En effet, la présence d'un obstacle sur le trajet de la vitre, s'opposant au fonctionnement normal des moyens motorisés conduit à une augmentation sensible du courant électrique. Un tel système apparaît séduisant en théorie. Cependant, dans la pratique, il s'avère que de nombreux facteurs parasites conduisent de façon aléatoire à une augmentation de courant consommé par le moteur. Parmi ces facteurs on peut citer un léger grippage de la liaison d'entraînement entre les moyens motorisés et la vitre, un mauvais guidage de la vitre... De ce fait, l'utilisation de moyens de détection sensibles au courant électrique con sommé par le moteur conduit à des interruptions intempestives de la fermeture automatique, tout-à-fait inacceptables. Pour cette raison, les moyens de détection sensibles au courant électrique sont quasi intégralement abandonnés par les constructeurs automobiles. On a également proposé, comme illustré sur la figure 1 annexée, qui illustre l'état de la technique, d'intégrer aux joints lèche-vitres J d'un véhicule, une bande de détection comprenant deux films souples 10, 11 métallisés sur leurs surfaces 12, 13 en regard. En position normale d'utilisation comme illustré sur la gauche de la figure 1 les surfaces 12, 13 des films 10, 11 sont séparées. Le cas échéant, une entretoise ajourée peut être intercalée entre les films 10, 11. Par contre, comme illustré sur la droite de la figure 1, dans le cas où un obstacle est interposé sur le trajet de déplacement de la vitre V, cet obstacle conduit à une déformation de l'un au moins des films souples 10, 11 pour porter en contact les surfaces métallisées électriquement conductrices 12, 13. Le contact ainsi établi peut aisément être détecté, les films 10, 11 fonctionnant à la manière d'un interrupteur, pour commander l'arrêt du moteur d'entraînement de la vitre V. La Demanderesse a cependant constaté que le dispositif de détection précité illustré sur la figure 1 annexée présente différents inconvénients. Tout d'abord on notera que le dispositif classique illustré sur la figure 1 est coûteux dans la mesure où il exige de fixer deux films souples métallisés:sur le joint lèche-vitres J. De plus, la disposition de films électriquement conducteurs, susceptibles de recevoir des intensités élevées, sur la périphérie des cadres de vitres laisse à désirer sur le plan de la sécurité. Enfin, les moyens de détection classique illustrés sur la figure 1 s'avèrent peu fiables dans la pratique,dans la mesure où les surfaces 12, 13 sont très sujettes à oxydation. La présente invention a pour but de proposer un nouveau capteur éliminant les inconvénients précités et propose à cet effet un capteur à ultra-sons qui comprend un Émetteur d'ultra-sons, un récepteur d'ultra-sons, un guide tubulaire d'ondes acoustiques placé entre l'émetteur et le récepteur d'ultra-sons,réalisé en un matériau déformable tel que la surface de la section droite du canal interne du guide varie lors de l'apparition d'un évènement à détecter pour modifier la transmission entre l'émetteur et le récepteur, et des moyens de traitement sensibles au signal délivré par le récepteur d 'ultra-sons. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le guide tubulaire est intégré au joint lèchewiftes d'un véhicule automobile. Le guide tubulaire peut être réalisé par exemple en caoutchouc ou en matériau élastomère. D'autres caractéristiques,buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels, la figure 1 qui illustre l'état de la technique ayant déjà été décrite - la figure 2 représente une vue schématique d'un capteur à ultra-sons conforme à la présente invention, - la figure 3 illustre schématiquement l'application d'un tel capteur à ultra-sons à la détection d'obstacle s'opposant à la fermeture d'une vitre de véhicules automobiles, la figure 3A représentant schématiquement une portière de véhicule automobile,tandis que les figures 3B et 3C représentent des vues en coupe transversale du joint lèche vitre correspondant, respectivement à l'état normal et en cas de détection d'un obstacle, - les figures 4A, 4B et 4C représentent schématiquement trois variantes de réalisation du capteur conforme à la présente invention, - la figure 5A représente schématiquement le signal délivré par le récepteur d'ultra-sons, tandis que - la figure 5B représente schématiquement l'enveloppe du signal délivré par le récepteur d'ultra sons. Comme illustré schématiquement sur la figure 2 annexée, le capteur à ultra-sons conforme à la présente invention comprend pour l'essentiel un émetteur d'ultra-sons 20, un récepteur d'ultra-sons 30, un guide tubulaire 40 et des moyens de traitement 50. Le guide tubulaire d'ondes acoustiques 40 est placé entre l'émetteur 20 et le récepteur d'ultrasons 30. Le guide tubulaire 40 est réalisé en un matériau déformable. A titre d'exemple trouvant notamment application dans la réalisation d'un joint lèche-vitres de véhicule automobile, le guide tubulaire 40 peut être réalisé en caoutchouc ou en matériau élastomère. Ainsi, lors de l'apparition d'un évène- ment à détecter-entrainant un écrasement local du guide tubulaire 40, la surface de la section droite du canal interne du guide 40 diminue entraînant une modification de la transmission entre l'metteur et le récepteur. Cette modification est détectée par les moyens de traitement 50 qui sont sensibles au signal délivré par le récepteur d'ultra-sons. L'émetteur 20 et le récepteur d'ultrasons 30 peuvent faire l'objet de nombreux modes de réalisation classiques en soi. De de fait, l'émetteur d'ultra-sons et le récepteur d'ultra-sons 30 ne seront pas décrits en détail par la suite. A titre d'exemple, l'émetteur et le récepteur d'ultra-sons 20, 30 peuvent être composés de cellules piézoélectriques. L'émetteur d'ultra-sons 20 est associé à une cellule d'excitation 21 comprenant un oscillateur. Le récepteur d'ultra-sons 30. est associé à une cellule de réception 31 comprenant par exemple des filtres et/ou des amplificateurs. La cellule de réception 31 est suivie par une cellule de détection 32. La cellule de détection 32 est avantageusement adaptée pour réaliser une détection d'enveloppe du signal issu du récepteur 30. On a illustré schématiquement sur la figure 5A un signal issu de la cellule de réception 31. Ce signal est formé d'oscillations dont la fréquence correspond à la fréquence des ondes acoustiques générées par l'émetteur 20. Cette fréquence peut être par exemple de l'ordre de 40 kHz. L'amplitude du signal issu de la cellule de réception 31, proportionnelle à l'amplitude des ondes acoustiques reçues sur le récepteur 30, dépend du régime de transmission défini par le guide tubulaire 40 entre l'émetteur 20 et le récepteur 30. Plus précisément encore on a illustré sur la figure 5A l'allure d'un signal électrique issu de la cellule de réception 31, dans un premier temps, lors d'un fonctionnement normal, sans perturbation de la section du canal interne du guide 40, suivi dans un second temps par une perturbation résultant d'une diminution de la section du guide tubulaire 40. On notera que, comme illustré sur la figure SA, l'apparition d'une telle perturbation conduisant à une réduction de la section du guide tubulaire 40, provoque une réduction de l'amplitude des ondes acoustiques reçues sur le récepteur 30. On a par ailleurs illustré sur la figure 5B annexée le signal issu de la cellule de détection 32. Ce signal correspond à l'enveloppe du signal obtenu en sortie de la cellule de réception 31. Les moyens de traitement logiques 50, pour identifier l'apparition d'un évènement perturbant la section du guide tubulaire 40 peuvent procéder par analyse de la pente du signal d'enveloppe issu de la cellule de détection 32. Les moyens de traitement 50 peuvent également détecter l'apparition d'un tel évènement en surveillant le passage de l'amplitude du signal délivré par le récepteur d'ultra-sons sous un seuil absolu déterminé. Les moyens de traitement 50 peuvent encore détecter l'apparition de lEvbnement en surveillant un seuil de variation de l'amplitude du signal délivré par le récepteur d'ultra-sons. Les moyens de traitement 50 peuvent alors procéder par détection relative. Comme indiqué précédemment et comme illustré sur la figure 3 annexée, de préférence, dans le cadre de la présente invention, le guide tubulaire est intégré au joint lecheyityes J d'un véhicule automo bile. Le canal tubulaire 40 peut être formé par moulage lors de la fabrication du joint lèche-vitres J. La canal tubulaire 40 peut également être rapporté sur le joint lèche-vitres J. On a illustré sur la figure 3 annexée une structure de joint lèche-vitresJ comprenant deux éléments symétriques 41, 42 placés respectivement de part et d'autre de la vitre V. Chacun des éléments 41, 42 comprend un canal tubulaire interne 40 formé par moulage ou extrusion et servant de guide tubulaire a d'on- des acoustiques. Ces canaux 40 s'étendent longitudinale ment selon la longueur du joint lèche-vitres J. L'homme de l'art comprendra aisément que, comme illustré sur la figure 3C, lorsqu'un obstacle O est intercalé entre la vitre V et le cadre portant le joint J, lors de la fermeture de la vitre VF les canaux 40, par exemple initialement cylindriques, sont déformés et leur section droite est réduite. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 3, chacun des éléments 41, 42 du joint lèche-vitres J est formé en combinaison d'une lèvre 43 et d'un bourrelet 44. La lèvre 43 destinée à être accolée contre la vitre V est portée par le cadre support. Le bourrelet 44 loge le canal 40 formant guide d'ondes acoustiques. La disposition de l'émetteur 20 et du récepteur 30 d'ultra-sons par rapport au guide tubulaire 40 peut faire l'objet de différents modes réalisation. Comme illustré sur la figure 4A, l'émetteur 20 et le récepteur 30 d'ultra-sons peuvent être placés respectivement aux deux extrémités du guide tubulaire 40. Comme illustré sur la figure 4B, l'émetteur 20 et le récepteur 30 d'ultra-sons peuvent être placés en position adjacente à une première extrémité du guide tubulaire 40, tandis qu'il est prévu un réflecteur 60 d'ultra-sons, à la seconde extrémité du guide 40. Selon encore une autre variante illustrée sur la figure 4C, le guide tubulaire 40 peut prendre la forme générale d'un U, l'émetteur 20 et le récepteur 30 d'ultra-sons étant placés respectivement aux extrémités du guide 40. Dans un tel cas, il est nécessaire de disposer d'un réflecteur d'ultra-sons au niveau du coude 45 du guide tubulaire 40 en forme de U. Si le matériau composant le guide tubulaire 40 ne peut remplir le rôle de réflecteur d'ultra-sons, un tel réflecteur doit être incorporé au guide 40. Les deux conduits élémentaires du guide tubulaire 40 en forme de U illustrés sur la figure 4C peuvent être prévus du même côté de la vitre V. Dans un tel cas, chaque bourrelet 44 des joints lèche-vitres J illustré sur la figure 3 dévrait comprendre deux conduits élémentaires. En variante, les deux conduits élémentaires du guide 40 en forme de U illustrés sur la figure 4c peuvent être placés respectivement de part et d'autre de la vitre V. Dans ce cas, les conduits élémentaires du conduit 40 en U sont intégrés respectivement au bourrelet 44 des éléments 41, 42 du joint lèche-vitres J illustré sur la figure 3. Dans le cas de l'application préférentielle à la détection d'obstacle s'opposant à la fermeture d'une vitre de véhicule automobile, les moyens de traitement 50, lors de la détection d'un obstacle entraînant une déformation du guide tubulaire 40, agissent sur une cellule logique de commande 51 associée au moteur 52 assurant le déplacement de la vitre V, pour interrompre le fonctionnement de ce moteur. De préférence la logique de commande 51 peut être adaptée pour entraîner en outre un léger retrait de la vitre V en cas de détection d'un tel obstacle en commandant temporairement le moteur 52 dans le sens de l'ouverture. Cette procure a pour but d'éviter de pincer l'obstacle O. De préférence les moyens de traitement 50 sont adaptés pour commander l'alimentationde la cellule d'émission 21,de l'émetteur 20, du récepteur 31 et de la cellule de détection 32 seulement en cas d'actionnement du moteur 52 dans le sens de la fermeture. Cette disposition permet de limiter la consommation du système. Comme indiqué précédemment, la présente invention trouve tout particulièrement application dans la détection d'un obstacle s'opposant à la fermeture d'une vitre de véhicule automobile. Cependant la présente inven tion n'est pas limitée b cette application. La présente invention peut trouver d'autres applications dans le domaine des véhicules automobiles, par exemple la détection d'un obstacle s'opposant à la fermeture de la malle du véhicule. La présente invention peut encore trouver de nombreuses autres applications, dès lors que l'événement à détecter est susceptible d'entraîner une déformation du guide tubulaire d'ondes acoustiques. Le capteur à ultra-sons décrit précédemment peut par exemple servir de capteur d'intrusion. il peut encore constituer un capteur de type analogique. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et aux applications précités mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Dans le cadre de la description qui précède et des revendications annexées, l'expression "ultra-sons n doit être comprise dans un sens large englo- bant préférentiellement les sons non audibles à l'oreille humaine, mais également les sons audibles pour autant que ceux-ci soient compatibles avec la présente invention. REVENDICATIONS 1. Capteur à ultra-sons, caractérisé par le fait qu'il comprend - un émetteur d 'ultra-sons 20), - un récepteur d'ultra-sons (30), - un guide tubulaire d'ondes acoustiques (40), placé entre l'émetteur (20) et le récepteur (30) d'ultra-sons, réalisé en un matériau déformable tel que la surface de la section droite du canal interne du guide varie lors de l'apparition d'un évènement à détecter pour modifier la transmission entre l'émetteur (20 > et le récepteur (30), et - des moyens de traitement (50) sensibles au signal délivré par le récepteur d'ultra-sons. 2. Capteur à ultra-sons selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le guide tubulaire (40) est intégré au joint (J) lèche-vitres d'un véhicule automobile. 3. Capteur à ultra-sons selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le guide tubulaire (40) est réalisé en caoutchouc ou en matériau élastomère. 4. Capteur à ultra-sons selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'émet- teur (20) et le récepteur (30) d'ultra-sons sont placés respectivement aux deux extrémités du guide tubulaire (40). 5. Capteur à ultra-sons selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'émetteur (20) et le récepteur (30) d'ultra-sons sont placés en position adjacente à une première extrémité du guide tubulaire (40), tandis qu'il est prévu un réflecteur d'ultra-sons (60) à la seconde extrémité du guide (40). 6. Capteur * utra-sons selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le guide tubulaire (40) a la forme générale d'un "U" et que l'émetteur (20) et le récepteur (30) sont placés respectivement aux extrémités du guide. 7. Capteur à ultra-sons selon l'une des revendications là 6, caractérisé par le fait que les moyens de traitement (50) sont sensibles à la pente de l'enveloppe du signal délivré par le récepteur d'ultra-sons (30). 8. Capteur à ultra-sons selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les moyens de traitement (50) détectent le passage de l'amplitude du signal délivré par le récepteur d'ultrasons (30), sous un seuil absolu déterminé. 9. Capteur à ultra-sons selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les moyens de traitement (50) détectent un seuil de variation de l'amplitude du signal délivré par le récepteur (30) dl.ultra-sons. 10. Application du capteur à ultra-sons conforme à l'une des revendications 1 à 9 à la détection d'un obstacle s'opposant à la fermeture d'une vitre (V) de véhicule automobile.