Brevet FR2713383A1 — publié le 19950609

i La présente invention concerne les avertisseurs sonores pour véhicules à moteur. Comme on le sait, les avertisseurs sonores des véhicules routiers fonctionnent selon le principe de la sonnette. C'est-à-dire que lorsque l'avertisseur est alimenté, une bobine attire un noyau plongeur solidaire d'une membrane. Cet équipage mobile vient, lors de son déplacement, ouvrir un rupteur qui interrompt le passage du courant électrique dans la bobine. La force d'attraction se trouve ainsi interrompue et, sous l'effet de l'élasticité de la membrane, l'équipage mobile tend à regagner sa position de repos en rétablissant au passage le courant dans la bobine. L'équipage mobile est ainsi mis en vibration et la membrane émet un son dont la fréquence correspond à la période de son déplacement. Alimenté par la batterie du véhicule, un tel dispositif émet un son unique dont la fréquence est déterminée par ses différents constituants: masse de l'équipage mobile, élasticité de la membrane, entrefer m du rupteur etc.... Les avertisseurs standard de véhicule consomment un courant moyen élevé, de 4 à 7 ampères suivant les marques, les modèles et le niveau sonore émis. Toutefois le courant de crète est plus élevé encore, typiquement de 10 à 16 ampères. La commutation d'un tel courant nécessite généralement l'utilisation d'un relais car la disposition des commandes et l'ergonomie du poste de conduite des véhicules automobiles ne permettraient pas d'utiliser une commande directe. Outre l'avertisseur sonore réglementaire destiné aux autres usagers de la route, il s'est avéré nécessaire d'attirer l'attention du conducteur même du 3 véhicule dans certaines circonstances, par exemple lorsqu'il quitte son véhicule en laissant l'éclairage allumé. A cet effet la signalisation sonore s'est avérée la mieux adaptée car elle attire l'attention quelle que 2 2713383 soit la direction du regard. Bien entendu, le son émis est différent et le niveau sonore considérablement plus faible par rapport à l'avertisseur sonore réglementaire. Cette fonction est à l'heure actuelle remplie par des générateurs sonores séparés ou "bruiteurs". De plus, comme il est connu, l'avertisseur sonore réglementaire peut être lui-même utilisé comme signal sonore d'alerte, en étant couplé à des dispositifs d'alarme antivol montés sur le véhicule. Dans ce cas, l'avertisseur est actionné de manière intermittente à une fréquence de i à 2 Hz et un rapport cyclique de 50% environ. La présente invention a pour objet de simplifier et de rendre moins onéreux l'équipement sonore de véhicule mentionné ci-dessus, en permettant d'utiliser l'avertisseur sonore standard du véhicule non seulement pour les fonctions d'avertisseur normal et d'alarme, mais aussi pour la fonction de bruiteur en supprimant la nécessité d'un générateur sonore séparé 2 pour exercer cette fonction. La déposante a en effet découvert que, de façon surprenante, lorsqu'un avertisseur sonore standard est alimenté par des impulsions de courant suffisamment brèves, le rupteur de l'avertisseur n'a pas le temps de 2 s'ouvrir et la membrane vibre alors à la fréquence des impulsions. L'énergie sonore ainsi produite est considérablement plus faible que celle de l'avertisseur normal, mais cela ne constitue pas un inconvénient pour la fonction de bruiteur. Ainsi la déposante a produit un son de bruiteur de qualité acceptable en alimentant des avertisseurs sonores de sa fabrication par des impulsions électriques d'amplitude 12 V dont la durée n'excède pas 500 microsecondes et la fréquence est 3 supérieure à 650 Hz. Les meilleurs résultats ont été obtenus pour des fréquences harmoniques entières ou partielles de la fréquence de résonance mécanique des 3 2713383 avertisseurs utilisés. Cette fréquence de résonance est peu différente de la fréquence à laquelle sonnent les avertisseurs lorsqu'on les alimente par une batterie. A cet effet, la présente invention propose de remplacer le relais de commande conventionnel de l'avertisseur sonore par un module électronique à composant semi- conducteur, et de relier ce module électronique d'une part à une source d'impulsions électriques fines pour fournir la fonction de bruiteur et d'autre part à une alimentation continue pour fournir la fonction d'avertisseur. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, on adjoint au dit module électronique un circuit de cadencement du fonctionnement pour réaliser 15 la fonction alarme. La société déposante a toutefois constaté que le fonctionnement de l'avertisseur sonore en bruiteur, au moyen du module électronique de commande mentionné ci-dessus, provoque à chaque mise sous tension un claquement désagréable précédant le son du bruiteur. Ce phénomène provient du fait que la position de repos de la membrane est distincte de sa position moyenne lors d'un fonctionnement en bruiteur. Le fonctionnement de l'équipage mobile des avertisseurs2 est en effet asymétrique: du fait de l'absence d'un champ magnétique permanent, le noyau de l'équipage mobile ne peut être qu'attiré et en aucun cas repoussé par la bobine. Il en résulte que la position de repos mécanique (absence de courant dans la bobine) de30 l'équipage mobile se situe vers l'extrémité de sa course la plus éloignée de la bobine alors que sa position neutre (position médiane) en fonctionnement se situe plus près de la bobine-d'autant plus près que le temps de conduction augmente. L'effet de claquement est dû au5 brusque déplacement supplémentaire de la membrane nécessaire pour passer de son point de repos mécanique au point neutre de son mouvement. Le claquement est d'autant plus désagréable que la vitesse de ce 4 2713383 déplacement est grande. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, pour éviter ce claquement, il est proposé d'amener la membrane d'une manière prograssive au point,5 neutre de son déplacement. A cet effet, à la mise en route de la fonction de bruiteur, on fait croître progressivement la largeur des impulsions de commande de zéro à sa valeur maximale (500 microsecondes environ) ce qui permet alors d'obtenir un son de bruiteur d'une10 qualité acoustique irréprochable. La déposante a aussi remarqué que le claquement qui se produit lors de la mise sous tension se produit également lors de la mise hors tension, c'est-à-dire à la fin du son émis. Il est toutefois moins perceptible car amalgamé dans le son en cours d'émission et, de plus, son intensité est aléatoire. Ce claquement est alors dû au retour plus ou moins brusque de la membrane de la position qu'elle occupe au moment de la coupure du courant à son point de repos mécanique. L'intensité sonore aléatoire observée dépend de la position et de l'énergie cinétique de la membrane au moment o va se produire la coupure. Selon une autre caractéristique supplémentaire de l'invention il est proposé, pour éliminer le claquement se produisant lors de la mise hors tension, d'agir comme pour éliminer le claquement constaté lors de la mise sous tension, en réalisant une décroissance progressive de la largeur des impulsions de commande pour assurer de façon suffisamment progressive30 le retour de la membrane à son point de repos mécanique. Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme d'exécution préférée en référence au dessin schématique3 annexé dans lequel: la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif selon l'invention permettant d'obtenir, à partir d'un avertisseur sonore standard les fonctions 2713383 d'avertisseur, de bruiteur et d'alarme; les figures 2 à 4 représentent les formes d'onde des impulsions appliquées au commutateur de l'avertisseur sonore pour réaliser respectivement les5 fonctions d'avertisseur, d'alarme et de bruiteur; la figure 5 est un schéma du circuit électronique constituant le dispositif selon l'invention; et la figure 6 représente les signaux rectangulaire et trapézoidal reçus à l'entrée du comparateur. En référence à la figure 1, on a représenté schématiquement les éléments de l'appareil selon l'invention comprenant un commutateur de puissance 115 dont la sortie est reliée à un avertisseur sonore standard 2. L'entrée du commutateur de puissance 1 reçoit, d'un premier circuit de mise en forme 3 lors de l'actionnement de la commande d'avertisseur, une alimentation continue dont la forme d'onde est2 représentée à la figure 2, pour assurer un fonctionnement conventionnel de l'avertisseur sonore 2. L'entrée du commutateur de puissance 1 reçoit aussi, lors du déclenchement d'une commande d'alarme, d'un second dispositif de mise en forme 42 relié à un cadenceur 5 un signal d'alimentation continu cadencé dont la forme d'onde est représentée à la figure 3. L'avertisseur 2 peut ainsi être actionné à une fréquence de 1 à 2 Hz et un rapport cyclique de 50% environ pour produire un signal sonore d'alarme. 30 L'entrée du commutateur de puissance 1 est également reliée à la sortie d'un générateur d'impulsions 6 dont l'entrée est reliée par l'intermédiaire d'un dispositif de modulation de durée au circuit de démarrage 7 de la commande du bruiteur. Le3 circuit de démarrage 7 est aussi relié au cadenceur 5. Comme on le voit à la figure 4, l'entrée du commutateur de puissance 1 reçoit du générateur 6 de brefs trains d'impulsions cadencés par le cadenceur 5 pour fournir au 6 2713383 niveau de l'avertisseur 2 un signal sonore de bruiteur. Dans l'exemple représenté l'amplitude des impulsions électriques est de 12 V et leur durée est un peu inférieure à 500 microsecondes, alors que la fréquence est légèrement supérieure à 650 Hz. Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, la largeur des impulsions de commande est modulée pour croître de zéro à 500 microsecondes environ au début de chaque train d'impulsions (ce qui a pour effet d'amener0 de façon progressive la membrane de l'avertisseur 2 au point neutre de son déplacement), et pour décroître de 500 microsecondes environ à zéro à la fin de chaque train d'impulsions (en ramenant de façon progressive la membrane à son point de repos mécanique). Ceci a pour15 effet de supprimer les claquements désagréables qui se produiraient sinon au début et à la fin de chaque émission sonore. Sur le schéma de réalisation du dispositif donné à titre d'exemple sur la figure 5, la commande de l'avertisseur s'effectue par un transistor MOS T2, lequel est attaqué par un étage adaptateur d'impédance T1 rendu nécessaire par la trop forte impédance de sortie des circuits U5 et U6. La présence d'une tension positive, voisine 2 de la tension d'alimentation, au point commun A entre les résistances R15 et R22 provoque la mise en conduction de T1 et T2 et, partant, l'alimentation de la bobine de l'avertisseur. Cette tension positive peut être appliquée au point A de trois manières différentes, correspondant chacune à l'un des modes de fonctionnement de l'appareil (avertisseur, alarme, bruiteur), via l'une des trois diodes D6, D3 et D7. Lorsque, d'abord, la borne S3 est alimentée 3 par une tension positive (+12V), cette tension est directement transmise à la résistance R15 et provoque la mise en conduction de T1 et T2 d'une manière permanente pendant tout le temps que cette tension sera appliquée. 7 2713383 L'ensemble fonctionne comme un simple relais et il s'agit là du mode de fonctionnement conventionnel de l'avertisseur. Le circuit U6 et les composants qui l'entourent (résistances R17, R18, R19, R20, R21 et condensateur C7) forment un oscillateur basse fréquence conventionnel. Lorsque la borne S1 est reliée au + de l'alimentation, la tension de sortie du circuit U6 oscille entre une valeur proche de zéro et une valeur10 proche de la tension d'alimentation, le rythme de cette oscillation étant fixé par la valeur des résistances R17 et R21 et du condensateur C7. On peut avantageusement obtenir une fréquence de 1,5Hz environ. La tension carrée ainsi obtenue à la sortie du circuit U6 est15 appliquée au point A à travers la diode D3 et provoque la mise en conduction intermittente de T1 et T2 à la fréquence de 0,5Hz. L'avertisseur fonctionne ainsi en mode alarme. Pour le mode de fonctionnement en bruiteur, ) les impulsions fines nécessaires sont fournies par le circuit US, à travers la diode D7, lorsque la borne S2 est reliée au + de l'alimentation. Dans ces conditions le circuit U5 fonctionne comme un comparateur recevant sur son entrée inverseuse (-) un signal triangulaire aZ dont la fréquence correspond à celle du bruiteur (tonalité des "bips" émis) et sur son entrée non inverseuse (+) un signal trapézoidal b dont la période correspond à la période de récurrence du son du bruiteur (espacement des "bips"). Ce fonctionnement est illustré à la figure 6. Le signal triangulaire a appliqué à l'entrée (-) du circuit U5 est obtenu par les circuit U3 et U4 montés en générateur de dent de scie selon un schéma conventionnel. Le signal trapézoïdal b appliqué à l'entrée (+) du circuit U5 est obtenu en partant d'un signal rectangulaire c fourni par le circuit U1 monté de façon 8 2713383 conventionnelle. Ce signal carré est envoyé à l'étage U2 monté en intégrateur qui a pour effet de transformer les fronts raides de montée et de descente du signal carré en pentes douces. L'inclinaison des pentes obtenuesS dépend de la constante de temps R24C4: plus celle- ci est élevée, plus les pentes sont inclinées et plus le temps de montée et de descente du signal est long. On a constaté expérimentalement qu'une suppression efficace des claquements nécessite que les temps de montée et de10 descente du signal ne soient pas inférieurs à 10 milisencondes. On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. 9 2713383 REVENDICATIONS 1. Module de commande à fonctions multiples pour les avertisseurs sonores de véhicules à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un composant à5 semi-conducteur (1) dont la sortie est reliée à l'avertisseur sonore (2) et dont l'entrée est reliée d'une part à une alimentation continue pour un fonctionnement en avertisseur et d'autre part à un générateur d'impulsions brèves (6) pour un fonctionnement en bruiteur. 10" 2. Module de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée du composant à semi-conducteur (1) est reliée de plus à une alimentation continue par l'intermédiaire d'un circuit de cadencement (5) pour un fonctionnement d'alarme. 15i 3. Module de commande selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions (6) est relié à un circuit de modulation de la durée des impulsions de façon que les impulsions appliquées à l'entrée du composant à semi-conducteur (1) soient de largeur croissante et/ou décroissante. 4. Module de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que la croissance et/ou la décroissance de la largeur des impulsions de commande s'effectue entre zéro et 500 microsecondes environ. 5. Module de commande selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le circuit de cadencement (5) est relié à l'entrée du générateur d'impulsions (6).