Brevet FR2736316A1 — publié le 19970110

L'invention concerne un capteur d'impact pour des véhicules pour la détection de chocs lors des accidents, avec une alimentation en courant, de préférence par la batterie du véhicule, avec un allumeur électrique constitué d'un élément de résistance pour une charge de propulsion d'un générateur à gaz d'un dispositif de sécurité et avec un condensateur pouvant être chargé à partir de l'alimentation en courant pour stocker l'énergie d'allumage requise pour l'allumeur électrique, et lors d'une détection de chocs, par au moins un premier élément de commutation un circuit électrique contenant le condensateur chargé et l'allumeur électrique est fermé. Des capteurs d'impact sont utilisés dans des véhicules pour déclencher dans le cas d'un accident des dispositifs de sécurité actifs pour protéger les passagers. De tels dispositifs de sécurité peuvent être, par exemple, des coussins gonflables de sécurité ou des systèmes rétracteurs de ceinture. Un capteur d'impact générique est connu, par exemple, par la demande de brevet EP-O 684 163 A2. Le déclenchement du dispositif de sécurité a lieu par un allumeur électrique qui allume la charge propulsive pyrotechnique d'un générateur à gaz. L'énergie d'allumage requise pour un ou plusieurs allumeurs électriques est stockée par un condensateur. Pendant la conduite normale il est assuré dans ce cas par un dispositif de charge que la tension au condensateur ne descende pas en dessous d'une tension minimale exigée. Lorsque, lors d'un accident, un choc est détecté par le capteur d'impact, des éléments de commutation appropriés produisent un court-circuit entre le condensateur et les allumeurs électriques respectifs. De ce fait, le condensateur est déchargé par les allumeurs électriques raccordés, et l'énergie stockée dans le condensateur est transformée en chaleur dans les allumeurs électriques. Il en résulte qu'au moins un allumeur électrique allume au moins une charge explosive ou propulsive, et la charge propulsive à gaz 2 2736316 libérée active le dispositif de sécurité concerné en l'espace de millisecondes. Le capteur d'impact est habituellement disposé au centre du véhicule pour éviter un endommagement pendant un choc. Les dispositifs de sécurité avec les allumeurs électriques sont par contre répartis dans le véhicule. Il est donc nécessaire de relier électriquement les allumeurs électriques présents dans le véhicule avec le capteur d'impact par des conducteurs de liaison. Cependant, une telle disposition présente l'inconvénient que lors d'un court-circuit des conducteurs de liaison un dispositif de sécurité raccordé au capteur d'impact peut être déclenché sans que cela soit voulu ou bien il n'est pas déclenché pendant un accident. De tels court- circuits peuvent se produirent notamment pendant un accident du fait de l'endommagement des conducteurs de liaison lorsque la carrosserie du véhicule est écrasée et déformée fortement et que, de ce fait, l'isolation d'un conducteur de liaison est endommagée. Cependant, on ne peut pas non plus exclure complètement des court-circuits dans les conducteurs de liaison en fonctionnement normal et ceux-ci peuvent se produire également, par exemple, par des réparations non conformes au véhicule ou par suite d'un accident. L'invention a donc pour objet la configuration d'un capteur d'impact du type indiqué au début avec une plus grande sécurité de fonctionnement. Conformément à l'invention, cet objet est atteint en ce que deux autres éléments de commutation sont prévus par lesquels, au moins pendant la détection d'impact, les potentiels respectifs du condensateur chargé sont séparés par une valeur ohmique élevée des potentiels de l'alimentation en courant. L'invention repose sur la reconnaissance que, sur une seule liaison entre les pôles de deux sources de tension, il n'y a pas de compensation de charge tant que les deux sources de tension, avant leur liaison étaient séparées en étant sans potentiel. Des capteurs d'impact classiques ne présentent pas cette caractéristique étant donné que le 3 2736316 potentiel V2 du condensateur est fixé habituellement à la masse et par conséquent au potentiel V- de la batterie du véhicule. L'invention présente l'avantage que lors d'une séparation sans potentiel du condensateur de la batterie du véhicule, un court-circuit d'un seul conducteur de liaison entre le capteur d'impact et l'allumeur électrique avec un pôle de la batterie du véhicule n'a pas d'effet sur la fonction du dispositif de sécurité raccordé tant qu'il existe une liaison électriquement conductrice entre le capteur d'impact et l'allumeur électrique. Ainsi, par rapport à des capteurs d'impact classiques, la fiabilité du système de sécurité peut être considérablement augmentée. Par rapport à cela, on peut certes imaginer des défauts sur les conducteurs de liaison qui ne peuvent pas être éliminés par le capteur d'impact conforme à l'invention. En font partie, par exemple, des défauts o un conducteur de liaison est complètement séparé ou bien o un court-circuit se produit sur les conducteurs. Cependant la probabilité pour de tels défauts est bien plus réduite que les défauts pouvant être supprimés par le capteur d'impact conforme à l'invention. Les cas les plus fréquents pour un court-circuit sur les conducteurs de liaison sont donc éliminés par le capteur d'impact conforme à l'invention. Généralement on peut réaliser une séparation entre les potentiels de la batterie du véhicule et les potentiels du condensateur par des éléments de commutation appropriés. Par éléments de commutation, il faut dans ce cas comprendre tous les éléments de construction qui peuvent être commutés entre un état de valeur ohmique élevée et de valeur ohmique basse. A l'état de valeur ohmique basse a lieu la charge du condensateur tandis qu'à l'état de valeur ohmique élevée on obtient une séparation des potentiels. De préférence, les éléments de commutation peuvent être commandés par une unité de commande. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un élément de commutation est constitué d'un dispositif de 4 2736316 charge et sépare le potentiel Vl du potentiel V+. Un deuxième élément de commutation sépare le potentiel V2 du potentiel V- et est constitué de préférence d'un commutateur semi- conducteur. Les états du dispositif de charge ainsi que du commutateur semi-conducteur peuvent être commandés par une unité de commande. Le dispositif de charge qui comporte le cas échéant un convertisseur continu-continu, assure en fonctionnement de conduite normale une charge suffisante du condensateur et transmet, à des intervalles, des impulsions de charge au condensateur. Lorsqu'aucune impulsion de charge n'est transmise au condensateur, le dispositif de charge se trouve à l'état de valeur ohmique élevée. De préférence, dans cet état, le commutateur semi-conducteur est commuté par une unité de commande pour atteindre également l'état de valeur ohmique élevée. Par contre, lors de l'émission d'une impulsion de charge, le commutateur semi-conducteur doit également être fermé. Lors de la détection d'un choc, l'unité de commande assure que des impulsions de charge ne soient pas transmises au condensateur et que le dispositif de charge ainsi que le commutateur semi-conducteur se trouvent à l'état de valeur ohmique élevée. Selon une réalisation avantageuse de l'invention il est prévu que deux éléments de commutation soient montés en série entre l'allumeur électrique et le condensateur et que lors de la détection d'un choc, les deux éléments de commutation soient fermés. Selon encore une autre réalisation de l'invention, les éléments de commutation supplémentaires sont ouverts lorsque les premiers éléments de commutation sont fermés. Selon encore une autre réalisation, les éléments de commutation supplémentaires sont ouverts lorsqu'au moins l'un des premiers éléments de commutation est fermé. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de commutation supplémentaires sont fermés pour charger le condensateur et, autrement, au moins l'un des deux éléments de commutation est ouvert. 2736316 Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'un des éléments de commutation supplémentaire comporte un dispositif de charge avec un convertisseur continu-continu qui transmet les impulsions de charge au condensateur de façon que la tension de condensateur ne descende pas en dessous d'une valeur de consigne. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les éléments de commutation sont constitués de commutateurs semi-conducteurs. Selon encore encore une autre caractéristique de l'invention, la détection de chocs a lieu par une unité de commande qui exploite le signal d'un capteur d'accélération. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de commande comporte un microprocesseur et un ASIC (circuit intégré à application spécifique). Enfin, selon une dernière caractéristique de l'invention tous les éléments de commutation peuvent être commandés par l'unité de commande. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexes donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de principe d'un capteur d'impact classique; - la figure 2 est un schéma de principe d'un capteur d'impact conforme à l'invention; et - la figure 3 est un schéma de principe d'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 montre la constitution de base d'un détecteur d'impact usuel 4 avec un dispositif d'allumage activant un dispositif de sécurité. L'alimentation en courant a lieu par la batterie du véhicule, le pôle moins V- de la batterie du véhicule étant relié au châssis et/ou à la carrosserie du véhicule. La détection d'impact a lieu à 6 2736316 l'aide d'un capteur d'accélération 1. Le signal de départ du capteur d'accélération est évalué par l'unité de commande 2. Celle-ci comporte un ASIC (circuit intégré à application spécifique), pour la préparation du signal d'accélération ainsi qu'un microprocesseur dans lequel est programmé la logique de commande du capteur d'impact. Par cette logique de commande sont commandés les éléments de commutation S1, S2 et S3. L'élément de commutation S3 sert à charger le condensateur C et est raccordé périodiquement pour des courtes périodes pour maintenir une tension minimale au condensateur. Les éléments de commutation S1 et S2 sont destinés à l'allumage de l'allumeur électrique constitué d'un élément de résistance R qui est relié électriquement par les conducteurs W1 et W2 au capteur d'impact. Habituellement, plusieurs allumeurs électriques sont allumés par un capteur d'impact, mais pour plus de simplicité on a représenté sur les dessin un seul allumeur électrique. L'élément de commutation Sl est fermé dès que le signal d'accélération dépasse une valeur seuil relativement basse. L'élément de commutation S2 est fermé lorsque l'intégrale du signal d'accélération, sur une période prédéfine, atteint une valeur seuil de signal relativement élevée. Un allumage de l'installation activant le dispositif de sécurité (coussin gonflable de sécurité, rétracteur de ceinture) a donc lieu seulement lorsque les deux éléments de commutation S1 et S2 sont fermés. Dans ce cas, le condensateur se décharge par la résistance R de l'allumeur électrique qui est relié par les conducteurs W1 et W2 au capteur d'impact 4. Les incidents suivants qui peuvent se produire dans le capteur d'impact connu, peuvent être évités avec l'invention à condition que les conducteurs W1 et W2 ne soient pas interrompus: (El-): Il y a courtcircuit entre le conducteur W1 et le potentiel V- 7 2736316 (E2+): Il y a court-circuit entre le conducteur W2 et le potentiel V+ (El+): Il y a court-circuit entre le conducteur W1 et le potentiel V+ (E2-): Il y a court-circuit entre le conducteur W2 et le potentiel V-. L'allumeur électrique ne s'allume pas lors d'une détection d'impact bien que les éléments de commutation S1 et S2 soient fermés lorsque l'incident (El-) ou l'incident (E2+) se produit. Dans ces cas, la charge du condensateur C passe exclusivement par le court-circuit et non par la résistance R de l'allumeur électrique de façon que l'allumeur électrique ne puisse pas être allumé. Par contre, l'allumeur électrique allume à un moment non approprié lorsque le commutateur S1 seulement est fermé et que l'incident (E2-) se produit. La même chose s'applique lorsque le commutateur S2 seulement est fermé et que l'incident (E1+) se produit. Dans ces cas la tension de la batterie du véhicule s'applique directement à la résistance R de l'allumeur électrique de façon que celui-ci soit allumé. Comme cela est représenté sur la figure 2, les défauts précités sont évités dans le capteur d'impact conforme à l'invention en insérant un élément de commutation S4 additionnel entre le potentiel V- et le potentiel V2. De manière appropriée, les éléments de commutation S3 et S4 disposés entre les potentiels V+ et V- et les potentiels Vl et V2 sont ouverts par l'unité de commande 2 lorsqu'au moins l'un des éléments de commutation Sl et S2 est fermé. Dès que les éléments de commutation S3 et S4 sont ouverts, le condensateur chargé C constitue par rapport à la batterie du véhicule une source de tension exempte de potentiel. Un court-circuit entre les potentiels Vl ou V2 et les potentiels V+ ou Vn'entraîne donc pas de fonctionnement erroné du capteur d'impact. Dans des périodes o le condensateur n'est pas chargé, on peut donc supprimer les défauts précités par une mesure 8 2736316 simple de technique de commutation ce qui permet d'augmenter la fiabilité du capteur d'impact. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation de l'invention o les éléments de commutation Sl, S2 et S4 sont remplacés par des commutateurs semi-conducteurs et l'élément de commutation S3 par un dispositif de charge. Le dispositif de charge comporte un convertisseur continu-continu qui convertit la tension de la batterie du véhicule habituellement de 12 volts en 20 à 30 volts. Des impulsions de charge avec cette tension sous forme cadencée sont transmises au condensateur C de façon que la tension du condensateur ne descende pas en dessous d'une valeur seuil. Si au moins l'un des commutateurs semi-conducteurs T1 et T2 est fermé, le dispositif de charge 3 est bloqué par l'unité de commande 2. Dans ce cas, le dispositif de charge a une résistance tellement élevée qu'il existe une séparation de potentiel de valeur ohmique élevée entre le potentiel Vl et le potentiel V+. De plus, le commutateur semi-conducteur T4 n'est fermé que lorsque le dispositif de charge transmet une impulsion de charge au condensateur. L'unité de commande 2 commute l'unité de charge 3 et le commutateur semiconducteur T4 dans l'état de valeur ohmique élevée et empêche ainsi une charge du condensateur dès qu'au moins l'une des conditions précitées est remplie pour fermer les commutateurs semi-conducteurs T1 et T2. On assure ainsi que le condensateur soit séparé, en étant sans potentiel, de la batterie du véhicule également lorsque seulement l'un des commutateurs semi-conducteurs T1 et T2 est fermé. Lorsqu'un impact est détecté, les deux commutateurs semi-conducteurs T1 et T2 sont fermés par l'unité de commande 2 de façon que le condensateur C puisse se décharger par la résistance R de l'allumeur électrique. 9 2736316 REVENDICATIONS 1. Capteur d'impact pour des véhicules pour détecter des chocs lors des accidents, avec une alimentation en courant, de préférence par la batterie du véhicule, avec un allumeur électrique constitué d'un élément de résistance pour une charge de propulsion d'un générateur à gaz d'un dispositif de sécurité et avec un condensateur pouvant être chargé par l'alimentation en courant pour stocker l'énergie d'allumage nécessaire à l'allumeur électrique, et lors de la détection d'un choc, un circuit électrique contenant le condensateur chargé et l'allumeur électrique est fermé par un premier élément de commutation (Sl; S2), caractérisé en ce que deux autres éléments de commutation (S3; S4) sont prévus par lesquels, au moins lors de la détection d'un choc, respectivement les potentiels (Vl et V2) du condensateur chargé sont séparés par une valeur ohmique élevée des potentiels (V+ et V-) de l'alimentation en courant. 2. Capteur d'impact selon la revendication 1, caractérisé en ce que, entre l'allumeur électrique (R) et le condensateur (C), deux éléments de commutation (Sl et S2) sont montés en série et que lors d'une détection de chocs, les deux éléments de commutation (Sl; S2) sont fermés. 3. Capteur d'impact selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de commutation additionnels (S3 et S4) sont ouverts lorsque les premiers éléments de commutation (Sl et S2) sont fermés. 4. Capteur d'impact selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de commutation additionnels (S3 et S4) sont ouverts lorsqu'au moins l'un des premiers éléments de commutation (Sl et S2) est fermé. 5. Capteur d'impact selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de commutation (S3 et S4) sont fermés pour charger le condensateur et qu'autrement au moins l'un des deux éléments de commutation est ouvert. 2736316 6. Capteur d'impact selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que l'un des éléments de commutation additionnels (S3) comporte un dispositif de charge (3) avec un convertisseur continucontinu qui transmet les impulsions de charge au condensateur (C) de façon que la tension de condensateur ne descende pas en dessous d'une valeur de consigne. 7. Capteur d'impact selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments de commutation (S1; S2; S3; S4) sont constitués de commutateurs semi- conducteurs. 8. Capteur d'impact selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la détection d'impact a lieu par une unité de commande (2) qui exploite le signal d'un capteur d'accélération (1). 9. Capteur d'impact selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité de commande (2) comporte un microprocesseur et un ASIC (circuit intégré à application spécifique). 10. Capteur d'impact selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que tous les éléments de commutation (S1; S2; S3; S4) peuvent être commandés par l'unité de commande (2).