Brevet FR2861672A1 — publié le 20050506

L'invention concerne un procédé de pilotage sensible aux mouvements d'un véhicule, d'un mécanisme de blocage d'un enrouleur de ceinture de sécurité dans un véhicule, au moyen d'un signal de pilotage qui est engendré par une unité de commande équipée d'un micro-contrôleur. Dans les enrouleurs de ceinture de sécurité, le mécanisme de blocage doit être activé selon des critères de déclenchement prédéterminés qui sont définis par le fabricant automobile ou par des prescriptions officielles. Les critères de déclenchement sensibles aux mouvements d'un véhicule sont le dépassement d'une décélération déterminée ou d'un angle d'inclinaison déterminé du véhicule. Dans le cas de véhicules modernes, la condition du véhicule est détectée par un capteur central ou par plusieurs capteurs répartis dans le véhicule, dont les signaux de mesure sont amenés à l'unité de commande de l'enrouleur de ceinture de sécurité par l'intermédiaire d'un bus. Le critère de déclenchement pour le mécanisme de blocage est formé par l'unité de commande par l'évaluation des signaux de mesure. Parmi les capteurs agencés dans le véhicule, on compte, en dehors des capteurs d'inertie, en particulier les capteurs du système ABS, qui sont aussi utilisés pour la régulation du patinage, mais aussi des commutateurs sur les serrures de ceinture et des détecteurs d'angle de rotation sur les enrouleurs de ceinture. Chaque opération de blocage implique le mouvement d'un composant mécanique, en particulier d'un cliquet de déclenchement qui s'enclenche dans une denture extérieure d'un disque de commande de l'enrouleur de ceinture de sécurité. En principe, chaque mouvement d'un composant mécanique provoque de l'usure. L'enclenchement d'un cliquet de déclenchement est accompagné d'un bruit d'actionnement qui paraît gênant dans certains cas, en particulier dans le cas d'enrouleurs de ceinture de sécurité qui sont intégrés dans le siège et sont donc agencés à proximité de la tête des occupants. L'invention permet de réaliser un procédé de pilotage d'un mécanisme de blocage pour un enrouleur de ceinture de sécurité dans un véhicule, grâce auquel la fréquence de l'activation du mécanisme de blocage est considérablement réduite. Selon une première proposition de l'invention dans laquelle on suppose que la condition du véhicule est détectée par plusieurs capteurs répartis dans le véhicule, la formation du critère de déclenchement du mécanisme de blocage a lieu par évaluation des signaux de mesure. Le signal de pilotage est toutefois supprimé lorsque le critère de déclenchement est certes rempli, mais les signaux de mesure signalisent un des états suivants: - la ceinture de sécurité n'est pas utilisée; - le véhicule est à l'arrêt; - la vitesse du véhicule ne dépasse pas une valeur seuil déterminée, - seule l'accélération du véhicule mesurée en direction verticale dépasse une valeur seuil de déclenchement déterminée. Dans tous ces cas, l'activation du mécanisme de blocage n'est effectivement pas nécessaire et est donc supprimée. Ceci entraîne le ménagement souhaité des composants mécaniques du mécanisme de blocage et permet d'éviter des bruits d'actionnement inutiles. Dans le mode de réalisation préféré de cette proposition de l'invention, les valeurs d'accélération de véhicule sont détectées le long de trois axes orthogonaux au moyen d'une unité de capteur centrale, et les valeurs mesurées correspondantes sont réparties par l'intermédiaire d'un bus aux enrouleurs de ceintures de sécurité installés dans le véhicule. En évitant une multiplication des capteurs, cette mesure produit une bonne corrélation des fonctions de tous les enrouleurs de ceintures de sécurité installés dans le véhicule. Selon une deuxième proposition de l'invention, dans laquelle on suppose que la décélération du véhicule et l'angle d'inclinaison du véhicule sont détectés par un capteur d'inertie central et qu'il y a dans le véhicule d'autres capteurs de détection de la condition du véhicule, le signal de déclenchement est amené par le capteur d'inertie central par l'intermédiaire d'un bus à l'unité de commande de l'enrouleur de ceinture de sécurité, lorsqu'une valeur d'accélération prédéterminée ou un angle d'inclinaison prédéterminé du véhicule est dépassé. L'unité de commande reçoit en outre des signaux de mesure d'autres capteurs par l'intermédiaire du bus et combine le signal de déclenchement avec les signaux de mesure de telle sorte qu'une suppression du signal de pilotage a lieu lorsque le critère de déclenchement est certes rempli, mais les signaux de mesure signalisent cependant un des états suivants. la ceinture de sécurité n'est pas utilisée; - le véhicule est à l'arrêt; la vitesse du véhicule ne dépasse pas une valeur seuil déterminée, - seule l'accélération du véhicule mesurée en direction verticale dépasse une valeur seuil de déclenchement déterminée. Dans tous ces cas, l'activation du mécanisme de blocage n'est effectivement pas nécessaire et est donc supprimée. Ceci entraîne le ménagement souhaité des composants mécaniques du mécanisme de blocage et permet d'éviter des bruits d'actionnement inutiles. Particulièrement avantageuse est l'utilisation d'un capteur d'accélération capacitif qui détecte tant une accélération dynamique qu'une accélération statique du véhicule dans au moins deux directions perpendiculaires l'une à l'autre et qui émet pour chaque axe un signal modulé par temps d'impulsion. A partir de ces signaux, on peut aussi déterminer avec un micro-contrôleur peu performant les valeurs d'accélération et l'angle d'inclinaison du véhicule dans les trois axes du système de coordonnées dans l'espace. Les procédés selon l'invention se prêtent particulièrement à être utilisés pour des enrouleurs de ceintures de sécurité dont le mécanisme de blocage présente un disque de commande à denture extérieure, avec rotation limitée sur l'arbre d'enrouleur, et un cliquet de déclenchement coopérant avec le disque, lequel est sollicité par un ressort en engagement avec la denture extérieure du disque de commande et maintenu hors d'engagement avec la denture extérieure du disque de commande par un solénoïde pendant l'excitation de ce dernier. Dans un tel mécanisme de blocage, le bruit d'actionnement qui accompagne chaque excitation et chaque désexcitation du solénoïde peut paraître gênant. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortent de la description qui suit de différents modes de réalisation en rapport avec les dessins qui montrent: figure 1 une représentation schématique d'un mécanisme de blocage pour un enrouleur de ceinture de sécurité, pour lequel le procédé selon l'invention se prête particulièrement; figure 2 un schéma fonctionnel pour le pilotage du mécanisme de blocage d'un enrouleur de ceinture de sécurité ; figure 3 un schéma fonctionnel d'un mode de réalisation avec plusieurs unités de commande et les signaux de capteurs pour plusieurs enrouleurs de ceintures de sécurité ; figure 4 un schéma fonctionnel d'un autre mode de réalisation; et figure 5 des diagrammes en fonction du temps de signaux de capteurs, de déclenchement et de pilotage. A la figure 1 est montré un mécanisme de blocage pour un enrouleur de ceinture de sécurité avec un commutateur 1, un solénoïde 2, un disque de commande 3 à denture extérieure et un cliquet d'arrêt 4. L'interruption de courant provoquée par l'ouverture du commutateur interrompt l'excitation du solénoïde 2, et une force de ressort presse le cliquet d'arrêt 4 sur la denture extérieure du disque de commande 3. La figure 2 montre une structure appropriée pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, comportant un capteur mécanique 5, une unité de commande 6 et un commutateur 1. Un signal de pilotage nécessité pour ouvrir le commutateur 1 est émis à la sortie O de l'unité de commande 6. L'unité de commande 6, qui contient un micro- contrôleur, reçoit à son entrée 17 le signal électrique du capteur mécanique 5, par exemple un capteur à bille, comme il est déjà utilisé dans des systèmes classiques pour déclencher un blocage de ceinture. Aux entrées Il à 16 sont appliqués les signaux de sortie 7 d'autres capteurs répartis dans le véhicule. A l'entrée Il est appliqué le signal du capteur d'impact. A l'entrée I2, un signal est appliqué par un commutateur de serrure de ceinture. A l'entrée I3, un signal est appliqué par un capteur de capotage. A l'entrée I4 est appliqué le signal d'un capteur d'ABS. A l'entrée I5 peut être appliqué le signal d'un capteur de patinage. A l'entrée I6 est appliqué le signal d'un capteur sensible aux mouvements du véhicule. Il est possible de remplacer certains des signaux de capteur 7 indiqués par d'autres signaux de capteurs disponibles dans le véhicule ou de prévoir plus/moins de signaux d'entrée à plus/moins d'entrées. Dans l'unité de commande 6, les signaux d'entrée sont traités par deux algorithmes différents. Un algorithme de déclenchement détecte si le critère de déclenchement est rempli pour un blocage de la ceinture de sécurité. Le critère de déclenchement est déterminé par des prescriptions légales et/ou par des cahiers de charge. En cas de dépassement d'angle d'inclinaison déterminé ou une accélération déterminée, un signal de pilotage est généré. Un algorithme de suppression détecte à partir des signaux de mesure si l'on dispose d'un des états suivants: la ceinture de sécurité n'est pas utilisée, ce qui est reconnu par exemple par le signal du commutateur de serrure de ceinture; le véhicule ne bouge pas; la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur seuil déterminée ou seulement l'accélération du véhicule mesurée en direction verticale dépasse une valeur seuil de déclenchement déterminée. Si un de ces états est constaté, le signal de pilotage généré par l'algorithme de déclenchement est supprimé et ne parvient pas à la sortie 0 de l'unité de commande. Lorsque le siège du passager n'est pas utilisé, il n'y a pas de blocage de ceinture de passager à déclencher. L'algorithme de suppression supprime le signal de pilotage. Si le véhicule est garé sur une rue en pente, un signal de pilotage est généré par l'algorithme de déclenchement. Par le signal de mesure d'un capteur sensible aux mouvements du véhicule à l'entrée 16, qui signalise un arrêt du véhicule, l'émission du signal de pilotage à la sortie 0 est empêché par l'intermédiaire de l'algorithme de suppression. Il est ainsi assuré que la ceinture puisse être attachée. Dans le cas de roulement très lent et de freinage brusque, comme ceci est possible dans des conditions d'embouteillage, l'algorithme de déclenchement peut également générer un signal de pilotage qui, en cas de réaction du mécanisme de blocage, entraînerait des bruits gênants. Ici aussi, l'algorithme de suppression reconnaît par l'évaluation des signaux de mesure que la vitesse est inférieure à une valeur minimum définie et supprime l'émission du signal de pilotage. Un capteur à bille en tant que capteur 5 mécanique ne fait pas de distinction entre une accélération verticale et une accélération horizontale, de sorte que lorsque le véhicule roule sur des routes cahoteuses, un signal de pilotage est généré. Par l'intermédiaire des signaux du capteur sensible aux mouvements du véhicule, du capteur d'ABS et/ou du capteur d'impact, l'algorithme de suppression peut reconnaître s'il n'y pas d'accélération horizontale et bloquer de manière correspondante le signal de pilotage. La figure 3 montre un exemple de réalisation comportant plusieurs unités de commande 6 pour plusieurs commutateurs 1 avec un bus 8 et une unité de capteur centrale 9. Les signaux de mesure de l'unité de capteur centrale 9 sont répartis par l'intermédiaire du bus 8 à plusieurs enrouleurs de ceinture de sécurité répartis dans le véhicule. Dans l'unité de capteur centrale 9, les valeurs d'accélération du véhicule sont détectées le long de trois axes orthogonaux. Les unités de commande 6 ont déjà été décrites en rapport avec la figure 2. Un signal émis à la sortie respective O sur base de l'évaluation des signaux de mesure ouvre le commutateur 1 respectif, comme décrit, et déclenche le mécanisme de blocage. Dans l'exemple de réalisation de la figure 4, il y plusieurs capteurs 11 à 16 répartis dans le véhicule, un capteur d'inertie central 18, plusieurs unités de commande 17 avec plusieurs commutateurs 1 et un bus 10. Le capteur d'inertie central 18 génère un signal de déclenchement lorsqu'une valeur d'accélération prédéterminée ou un angle d'inclinaison prédéterminé du véhicule est dépassé. Ce signal de déclenchement est amené par l'intermédiaire du bus 10 à une ou, au choix, plusieurs unités de commande 17 équipées d'un micro-contrôleur. Dans ces bus sont en outre amenés les signaux de mesure des capteurs 11 à 16. Les capteurs sont des capteurs répartis dans le véhicule, comme par exemple un capteur d'impact, un commutateur de serrure de ceinture, un capteur de capotage, un capteur d'ABS, un capteur de patinage ou un capteur sensible aux mouvements du véhicule. Il est possible de remplacer certaines des capteurs indiqués par d'autres ou d'amener dans le bus plus/moins de signaux de mesure. Dans l'unité de commande 17, le signal de déclenchement et les signaux de mesure sont combinés de telle sorte que le signal de pilotage est supprimé lorsque la ceinture de sécurité n'est pas utilisée. Lorsque le véhicule est à l'arrêt, il n'est pas non plus émis de signal de pilotage. Une activation du mécanisme de blocage n'est pas judicieuse non plus lorsque la vitesse du véhicule ne dépasse pas une valeur seuil déterminée ou lorsque seule la vitesse du véhicule mesurée en direction verticale, provoquée par exemple par des nids de poule, dépasse une valeur seuil de déclenchement déterminée. Dans ces cas aussi, la combinaison du signal de déclenchement et des différents signaux de mesure suscite une suppression du signal de pilotage. Les explications concernant la figure 2 valent de manière correspondante. Pour les capteurs d'accélération 5, 9, 18 nécessités dans les exemples de réalisation précédents, on utilise ici de préférence un capteur d'accélération capacitif central. Celui-ci détecte tant l'accélération dynamique que l'accélération statique du véhicule dans au moins deux directions perpendiculaires l'une à l'autre et émet pour chaque axe un signal modulé en durée d'impulsions. A l'état de repos, le rapport cyclique est de 1:1. Un écart angulaire du capteur en provenance de la direction sensible produit un signal à rapport cyclique variable. Les périodes partielles sont divisées en positions équidistantes en relation du temps, et au moyen d'un dispositif de comptage, le rapport cyclique est évalué par le micro-contrôleur. Ce capteur permet de déterminer tant l'angle d'inclinaison que l'accélération. Un exemple d'un tel capteur est le ADXL 202 de Analog Devices, Inc. Le traitement dans le microcontrôleur a lieu avec un algorithme statique pour évaluer l'angle d'inclinaison et un algorithme dynamique pour évaluer les valeurs d'accélération. Grâce au traitement avec différents algorithmes, il est possible de pondérer de façon différente l'angle d'inclinaison et l'accélération et de définir ainsi dans des limites étroites et en fonction du véhicule les critères de déclenchement pour l'angle d'inclinaison et pour l'accélération. La figure 5 montre à titre d'exemple le déroulement du procédé selon l'invention à l'aide de 4 diagrammes en fonction du temps. La courbe 19 représente un signal de capteur qui donne une indication sur la vitesse actuelle, la ligne en tirets 20 montre un seuil de vitesse présélectionné. La courbe 21 montre le déroulement dans le temps du signal de déclenchement, la courbe 22 l'émission de l'algorithme de suppression, et la courbe 23 le signal de pilotage émis à la sorte de l'unité de commande. La courbe 19 montre que le véhicule réduit lentement sa vitesse. A l'instant A, la vitesse tombe en-dessous de la valeur de vitesse préréglée qui est indiquée par la ligne en tirets 20, et de cette façon, l'algorithme de suppression émet un signal de suppression 22. A l'instant B, le véhicule est brusquement freiné, ce qui entraîne une réaction du capteur mécanique, c'est-à-dire que le critère de déclenchement est rempli, et un signal de pilotage est généré. En raison du signal de suppression existant depuis l'instant A, il n'est pas émis de signal de pilotage 23 à la sortie O de l'unité de commande. Le mécanisme de blocage ne répond pas puisque ceci n'est pas nécessaire en raison de la fable vitesse du véhicule. REVENDICATIONS 1. Procédé de pilotage sensible aux mouvements d'un véhicule, d'un mécanisme de blocage pour un enrouleur de ceinture de sécurité dans un véhicule au moyen d'un signal de pilotage qui est engendré par une unité de commande équipée d'un micro-contrôleur, à laquelle des signaux de mesure sont amenés par plusieurs capteurs détectant la condition du véhicule, un critère de déclenchement pour le mécanisme de blocage étant formé par évaluation des signaux de pilotage et le signal de pilotage étant supprimé lorsque le critère de déclenchement est rempli et les signaux de mesure signalisent un des états suivants: - la ceinture de sécurité n'est pas utilisée; - le véhicule est à l'arrêt; - la vitesse du véhicule ne dépasse pas une valeur seuil déterminée, seule l'accélération du véhicule mesurée en direction verticale dépasse une valeur seuil de déclenchement déterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les valeurs d'accélération du véhicule détecte trois axes orthogonaux au moyen d'une unité de capteur centrale, et les valeurs mesurées correspondantes sont réparties à plusieurs enrouleurs de ceinture de sécurité par l'intermédiaire d'un bus. 3. Procédé de pilotage sensible aux mouvements d'un véhicule, d'un mécanisme de blocage pour un enrouleur de ceinture de sécurité dans un véhicule au moyen d'un signal de pilotage qui est engendré par une unité de commande équipée d'un micro-contrôleur, à laquelle un signal de déclenchement est amené depuis un capteur d'inertie central par l'intermédiaire d'un bus lorsqu'une valeur d'accélération prédéterminée ou un angle d'inclinaison prédéterminé du véhicule est dépassé, l'unité de commande recevant en outre des signaux de mesure d'autres capteurs par l'intermédiaire du bus, et le signal de déclenchement étant combiné aux signaux de mesure de telle sorte que le signal de pilotage est supprimé lorsque les signaux de mesure signalisent un des états suivants: - la ceinture de sécurité n'est pas utilisée; 5 - le véhicule est à l'arrêt; la vitesse du véhicule ne dépasse pas une valeur seuil déterminée, seule l'accélération du véhicule mesurée en direction verticale dépasse une valeur seuil de déclenchement 10 déterminée. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise un capteur d'accélération capacitif qui détecte tant une accélération dynamique qu'une accélération statique du véhicule en au moins deux directions perpendiculaires l'une à l'autre et qui émet pour chaque axe un signal modulé par temps d'impulsion. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme de blocage de l'enrouleur de ceinture de sécurité présente un disque de commande à denture extérieure, avec rotation limitée sur l'arbre de l'enrouleur, et un cliquet de déclenchement coopérant avec le disque, lequel est sollicité par un ressort en engagement avec la denture extérieure du disque de commande et maintenu hors d'engagement avec la denture extérieure du disque de commande par un solénoïde pendant l'excitation de ce dernier.