Brevet FR2776767A1 — publié le 19991001

Pour différents systèmes de régulation de véhicules - par exemple la régulation de la dynamique de conduite - on utilise en tant que grandeur de commande parmi plusieurs grandeurs de commande l'angle de braquage des roues avant, qui peut être dérivé de l'angle de rotation du volant. Par conséquent il est nécessaire de prévoir des dispositifs qui détectent l'angle de rotation du volant. D'après EP 0 477 653 A2 on connaît par exemple un transmetteur de l'angle de rotation du volant, qui est constitué de deux potentiomètres et de deux ressorts frotteurs pouvant être entraînés par un arbre commun et comportant des pistes résistives. Un tel transmetteur mécanique d'angles de rotation est très compliqué et n'est pas exempt d'usure. De même un autre dispositif connu d'après EP 0 377 097 Bl et servant à déterminer l'angle de rotation d'un volant est également compliqué. Dans ce dispositif, un code à bandes de forme annulaire est exploré par plusieurs capteurs optiques. L'invention a pour but d'indiquer un dispositif pour détecter les vitesses de rotation d'un volant, qui peut être réalisé avec une dépense aussi faible que possible et en étant entièrement exempt d'usure. Le problème indiqué est résolu grâce au fait que plusieurs émetteurs, qui réfléchissent ou produisent eux- mêmes un rayonnement infrarouge ou un rayonnement électromagnétique, sont disposés sur le volant, qu'il est prévu une unité de réception qui reçoit le rayonnement provenant des émetteurs, et qu'un processeur de signaux détecte à partir de séquences d'images, reçues successivement, des émetteurs la modification locale de ces séquences et détermine à partir de là le sens de rotation, l'angle de rotation ou la vitesse de rotation du volant. Etant donné que des systèmes d'identification d'images par exemple pour l'identification de positions de sièges de passagers, une commande intelligente du coussin d'air gonflable (également connu sous l'appellation "airbag") dans des véhicules seront présents dans le futur, on peut utiliser avantageusement ces systèmes également pour la détection conforme à l'invention de rotations du volant. La détection de changements de position des émetteurs par le processeur de signaux est facilitée par le fait que les éléments produisent des rayonnements ayant des contours différents identifiables par l'unité de réception, ou que les émetteurs sont répartis d'une manière dissymétrique sur la périphérie du volant ou que les émetteurs émettent avec des intensités différentes ou bien qu'ils émettent un rayonnement modulé avec des fréquences différentes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une partie du véhicule, avec une vue en élévation latérale du volant et d'un dispositif pour détecter les rotations du volant; - la figure 2 représente la vue en plan d'un volant comportant plusieurs émetteurs; - la figure 3 représente un schéma-bloc du dispositif servant à détecter les rotations du volant; - la figure 4 représente une unité de détection avec une image des rayonnements émis enregistrés; et - la figure 5 représente un organigramme pour la détermination de l'angle de rotation du volant. Sur la figure 1, on a représenté une partie d'un véhicule avec une vue du volant 1. Sur le côté supérieur du volant 1 sont montés des émetteurs, à partir desquels des rayonnements infrarouges ou électromagnétiques 2 sont envoyés a une unité de réception 3 qui est montée par exemple dans le plafond du véhicule. Les émetteurs peuvent être des moyens, qui eux-mêmes émettent un rayonnement, ou des éléments qui réfléchissent le rayonnement produit par un autre dispositif et les dévient en direction de l'unité de réception 3. Avec ce dispositif on peut détecter des rotations du volant, notamment le sens de rotation ou l'angle de rotation ou la vitesse de rotation du volant. En réalité l'angle de rotation du volant est nécessaire en tant que grandeur de commande, pour certains systèmes de régulation du véhicule, par exemple pour une régulation de la dynamique de conduite. Des rotations très rapides du volant ou une inversion du sens de rotation exécuté de manière hectique peuvent indiquer une situation d'accident imminent. Une telle information pourrait par exemple être utilisée en tant que critère prédictif de déclenchement de dispositifs de retenue (par exemple rétracteur de ceinture, airbags). Sur la figure 2 on a représenté une vue d'un volant 1. Ici par exemple quatre émetteurs 4, 5, 6 et 7 peuvent être montés dans ce volant 1. D'une manière générale les émetteurs 4, 5, 6, 7 sont disposés sans symétrie de révolution, ce qui, comme cela sera encore expliqué plus loin, facilite la détection du changement de position des différents émetteurs lors d'une rotation du volant. Comme le montre la figure 3, il est prévu pour la détection de rotations du volant, une unité de réception 3, qui reçoit les rayonnements 2 émis par les émetteurs 4, 5, 6, 7 situés sur le volant 1, et un processeur de signaux 8, qui exploite l'image, enregistrée par l'unité de réception, des rayonnements émis et détermine, à partir de là, le sens de rotation ou l'angle de rotation ou la vitesse de rotation du volant ou même l'ensemble de ces trois grandeurs. L'unité de réception 3 est un réseau formé de plusieurs capteurs infrarouge ou un réseau CCD (sigle désignant un dispositif à couplage de charges). L'image enregistrée par cette unité de réception 3 est constituée par conséquent, de la manière indiquée sur la figure 3, par plusieurs segments d'image agencés sous une forme matricielle. La partie d'image sur la figure 4 représente les contours des rayonnements délivrés par quatre émetteurs et enregistrés par l'unité de réception 3. Pour pouvoir différencier les uns des autres les différents émetteurs, chacun d'eux possède un contour de rayonnement différent. Un premier émetteur possède un contour de rayonnement ovale, un second émetteur possède un contour de rayonnement carré, un troisième émetteur possède un contour de rayonnement circulaire et un quatrième émetteur possède un contour de rayonnement triangulaire. On a représenté deux séquences d'images enregistrées successivement et l'on voit qu'à l'instant i (contours de rayonnement représentés par des lignes en trait plein) les émetteurs se sont déplacés vers la gauche à l'instant i+l (contours de rayonnement représentés par une ligne formée de tirets) sous l'effet d'une rotation du volant. Le processeur de signaux 8 détecte la position des différents contours de rayonnement sur les différents segments d'image dans les séquences d'images successives. A partir de là il peut identifier le sens de rotation. La vitesse de rotation est obtenue par le fait que le décalage des contours de rayonnement d'un segment d'image à un autre est associé au nombre des séquences d'images qui se sont déroulées entre- temps. Plus la fréquence de la séquence d'images est élevée, plus la vitesse de rotation du volant peut être déterminée de façon précise. L'organigramme de la figure 5 montre comment l'angle de rotation du volant est calculé. Etant donné que pour un braquage complet du volant vers la gauche ou vers la droite, il faut exécuter plusieurs rotations du volant, on peut obtenir un calcul sans ambiguïté de l'angle en définissant un angle de départ SW, qui est communiqué au processeur de signaux 8. L'angle de départ SW est de façon appropriée l'angle 0 degré, pour lequel le volant est réglé dans la position de déplacement en ligne droite. Par conséquent comme cela est indiqué par le bloc 9 sur la figure 5, une identification SW de l'angle de départ est tout d'abord exécutée. I1 peut s'agir de façon très simple d'un commutateur qui délivre une impulsion SW au processeur de signaux 8 lorsque le volant passe par la position 0 degré. Une interrogation 10 fournit l'information indiquant si la position d'angle 0 degré a été atteinte (oui) ou n'a pas été atteinte (non). Tant qu'aucune position à 0 degré du volant n'est signalée, lors d'un calcul d'angle dans le bloc 11 les variations d'angle des contours de rayonnement, qui sont fixées d'une séquence d'images à la suivante, sont additionnées lorsque le volant tourne par exemple vers la droite, et sont soustraites lorsqu'on fait tourner le volant vers la gauche. Si une information concernant la position à 0 degré du volant apparaît alors, une remise à zéro du calcul de l'angle est déclenchée par le bloc 12 de sorte que le calcul de l'angle commence à nouveau avec l'angle 0 degré. Par conséquent on obtient toujours, au moyen du calcul d'angle décrit, l'angle actuel du volant, même si on a fait tourner le volant sur plus de 360 degrés. Les différents contours de rayonnement pour les différents émetteurs permettent de distinguer ces émetteurs les uns des autres pour le système de traitement d'images. Si les émetteurs ne pouvaient pas être distingués les uns des autres parce que le processeur de signaux ne peut plus associer d'une manière univoque un contour de rayonnement dans un segment d'image à un emetteur déterminé, on ne pourrait déterminer aucune variation univoque de l'angle. En effet le processeur de signaux ne peut alors pas distinguer de quel émetteur provient le contour de rayonnement dans un segment d'image. Ce problème de suppression d'ambiguïté ne se poserait pas si un seul émetteur était prévu. Cependant il faut prévoir plusieurs émetteurs étant donné que le conducteur peut masquer avec ses mains un ou plusieurs émetteurs. De même lorsque le conducteur serre le volant, un ou plusieurs émetteurs ne sont alors pas encore visibles en permanence. La différenciation des émetteurs peut être également obtenue par le fait que chaque émetteur émet avec une autre intensité de rayonnement ou que les autres émetteurs émettent des rayonnements modulés avec des fréquences différentes. De même comme le montre la figure 2 une distance dissymétrique entre les différents émetteurs permet une différenciation. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour détecter les rotations d'un volant, caractérisé en ce que plusieurs émetteurs (4, 5, 6, 7), qui réfléchissent ou produisent eux-mêmes un rayonnement infrarouge ou un rayonnement électromagnétique (2), sont disposés sur le volant (1), qu'il est prévu une unité de réception (3) qui reçoit le rayonnement (2) provenant des émetteurs (4, 5, 6, 7), et qu'un processeur de signaux (8) détecte à partir de séquences d'images, reçues successivement, des émetteurs (4, 5, 6, 7) la modification locale de ces séquences et détermine à partir de là le sens de rotation, l'angle de rotation ou la vitesse de rotation du volant (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les émetteurs produisent des rayonnements ayant des contours différents, pouvant être identifiés par l'unité de réception (3). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les émetteurs (4, 5, 6, 7) sont répartis d'une manière dissymétrique sur la périphérie du volant (1). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les émetteurs émettent avec des intensités différentes. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les émetteurs émettent des rayonnements modulés avec des fréquences différentes.