Brevet FR2899172A1 — publié le 20071005

Dispositif de commande d'un actionneur d'un véhicule pouvant fonctionner notamment en mode vibratoire lors d'une situation de conduite anormale du véhicule. La présente invention concerne d'une manière générale la commande d'actionneurs embarqués dans un véhicule pour avertir le conducteur ou les passagers du véhicule d'une situation dangereuse pour le conducteur, comme une situation anormale de conduite ou un fonctionnement anormal d'équipements de ce véhicule associés aux actionneurs. Elle s'applique en particulier mais de manière non limitative aux systèmes d'alerte de franchissement involontaire de ligne, communément appelé AFIL, permettant de provoquer une vibration dans l'assise du siège du conducteur du véhicule lorsque ce véhicule traverse une bande blanche continue de la route. A cet effet, un actionneur électrique vibrant spécifique est associé à l'assise du siège du conducteur en plus de l'actionneur électrique destiné à commander le déplacement longitudinal du siège à une position de réglage souhaitée. Cette solution connue a pour inconvénient d'être coûteuse puisqu'elle nécessite un actionneur spécifique et se traduit par une augmentation du poids du véhicule. Cet inconvénient s'applique également à d'autres actionneurs spécifiques présents dans le véhicule pour d'autres applications de signalisation de situations dangereuses pour le conducteur, comme des situations anormales de conduite ou de fonctionnement anormale de l'équipement associé du véhicule. De surcroît, l'activation de ces différents actionneurs nécessite une mise en place de différents organes, tels que des organes de détection, des organes de commande et des organes de mémoire, coopérant pour la mise en oeuvre de ces différentes applications. Ceci complique l'intégration de ces organes et des actionneurs spécifiques et pose un problème d'occupation d'espace disponible actuellement de plus en plus restreint dans le véhicule. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de commande d'actionneurs qui, pour avertir d'une situation dangereuse pour le conducteur telle qu'une situation anormale notamment de conduite d'un véhicule, présente un encombrement moindre que celui des dispositifs connus et soit moins coûteux. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande d'un actionneur habituellement présent dans un véhicule pour accomplir une fonction particulière de commande ou de contrôle d'un équipement associé, comprenant une unité de commande apte à fournir à l'actionneur un signal électrique de commande lui permettant d'accomplir sa fonction particulière dans le véhicule, caractérisé en ce que l'unité de commande est également apte à appliquer à l'actionneur, en réponse à une information qu'elle reçoit liée à une situation anormale de conduite du véhicule ou de fonctionnement anormal de l'équipement associé à l'actionneur, un signal électrique déterminé, amenant l'actionneur à vibrer et/ou émettre un son permettant de corriger ou remédier à cette situation anormale. L'avantage de l'invention est d'intégrer un nombre croissant de fonctions dans le dispositif de commande d'actionneurs afin de permettre aux actionneurs d'accomplir ces fonctions sans réduction d'espace dans le véhicule. Avantageusement, l'actionneur selon l'invention présente une fonction de transfert qui lui est propre lui permettant d'entrer ou non en mode vibratoire et/ou acoustique ou de fonctionnement normal suivant la fréquence du signal de commande que l'actionneur reçoit. Par fonctionne signal de égale à 200 Autre fonctionneexemple, l'actionneur selon l'invention en mode vibratoire en étant alimenté par un commande ayant une fréquence inférieure ou Hertz. exemple, l'actionneur selon l'invention en mode acoustique en étant alimenté par un signal de commande ayant une fréquence située dans une bande de fréquence audible entre 20 et 20000 Hertz. En outre, l'actionneur peut être un actionneur électrique, tel qu'un moteur à courant continu, alimenté par le signal de commande dont le spectre de fréquences détermine le mode de fonctionnement vibratoire et/ou acoustique de ce moteur. Par ailleurs, le signal de commande de l'actionneur 15 selon l'invention peut être un signal de modulation par largeur d'impulsions PWM ou MLI. Selon un premier mode de réalisation, l'actionneur électrique est celui qui est destiné à permettre le réglage en position longitudinale d'un siège du véhicule 20 constituant l'équipement associé à l'actionneur, l'unité de commande étant apte à lui appliquer un signal électrique déterminé l'amenant à faire vibrer l'assise du siège ou à émettre un son d'avertissement lorsqu'un capteur embarqué sur le véhicule détecte une situation 25 dangereuse pour le conducteur, comme un changement de trajectoire involontaire du véhicule. Selon un deuxième mode de réalisation, l'actionneur électrique est celui qui est destiné à la direction assistée du véhicule constituant l'équipement associé au 30 moteur, l'unité de commande étant apte à lui appliquer un signal électrique déterminé l'amenant à faire vibrer la colonne et le volant de direction du véhicule ou à émettre un son d'avertissement lorsqu'un capteur embarqué sur le véhicule détecte une situation dangereuse pour le 35 conducteur, comme un changement de trajectoire involontaire du véhicule. Selon un troisième mode de réalisation, l'actionneur électrique est celui qui est destiné à l'abaissement ou la levée d'une vitre d'une portière d'un véhicule automobile constituant l'équipement associé au moteur, l'unité de commande étant apte à lui appliquer un signal électrique déterminé l'amenant à faire vibrer la porte du véhicule ou à émettre un son d'avertissement lorsqu'un oubli de l'usager du véhicule est détecté, comme les feux du véhicule restés allumés en sortant du véhicule. L'invention a également pour objet un véhicule automobile équipé de plusieurs dispositifs de commande d'actionneurs, chaque dispositif étant conforme à l'une quelconque des revendications de la présente invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui en est faite ci-après, en référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique de 20 principe de fonctionnement d'un dispositif de commande d'actionneurs selon l'invention ; - la figure 2 est un diagramme synoptique représentant un ensemble de fonctions de transferts d'un actionneur selon l'invention ; 25 - la figure 3 représente un graphe comportant une gamme de fréquences participant à un fonctionnement en mode acoustique et/ou mode vibratoire de ce dispositif ; - la figure 4 est une représentation d'un signal de modulation par largeur d'impulsions en fonction du temps 30 et pouvant être utilisé pour commander un actionneur de l'invention. L'invention va être décrite dans le cadre d'une application spécifique qui est le système d'Alerte de Franchissement Involontaire de Ligne lors d'une conduite 35 d'un véhicule automobile, communément appelé AFIL, mais il est bien entendu qu'elle peut être utilisée pour d'autres applications comme on le verra ultérieurement. L'AFIL est un système d'aide à la conduite détectant un changement de voie non intentionnel par un conducteur. La réalisation de ce système nécessite l'utilisation d'un dispositif 1 de commande d'actionneurs montré en figure 1 en représentation schématique. Ce dispositif 1 comporte une unité de commande 2 reliée par des moyens de connexion 3, tels que fils ou câbles électriques, à un ou plusieurs capteurs 4 de détection de franchissement d'une bande blanche continue de la route. L'unité de commande 2 est également reliée, par des moyens de connexion 3, à un actionneur 5 habituellement présent dans le véhicule. L'actionneur 5 est relié pour sa part à un équipement 9 du véhicule tel que assise de siège, vitres, essuie-glaces de celui-ci. Dans l'exemple de l'AFIL, l'actionneur 5 est un moteur électrique à courant continu qui est destiné à permettre le réglage en position longitudinale d'un siège représentant l'équipement 9 du véhicule. En fonctionnement normal, le moteur électrique 5 reçoit de l'unité de commande 2 un signal électrique de commande 6 permettant au moteur 5 de lui faire accomplir sa fonction normale de réglage en position longitudinale du siège du véhicule. Lorsqu'une bande blanche continue sur une route est franchie involontairement du conducteur, le capteur 4 détectant ce franchissement envoie une information correspondante 7 à l'unité de commande 2 par la liaison 3 et qui à partir de cette information 7 produit en sortie un signal de commande déterminé 8 au moteur 5, forçant ce dernier à vibrer ou à émettre un son, afin d'alerter le conducteur du franchissement de la bande blanche continue. Pour ce faire, le moteur à courant continu 5 est considéré comme une boîte noire 11, comme visible sur la figure 2, effectuant un transfert d'informations entre l'entrée 11a de la boîte 11 et sa sortie 11b reliée à un organe du véhicule, en l'occurrence le siège du conducteur non représenté. Cette opération se traduit par l'application de fonctions de transfert 12 à 15 aux signaux de commande déterminés 6, 8 avec comme résultat un fonctionnement normal, un fonctionnement en mode vibratoire ou en mode acoustique du moteur 5. Les entrées 11a, reliées à l'unité de commande 2 par les fils électriques 3, sont disposées de manière parallèle l'une par rapport à l'autre de façon que les signaux de commande déterminés 6, 8 provenant de l'unité de commande 2 alimentent respectivement les fonctions de transfert 12 à 15 simultanément. Les sorties parallèles 11b symbolisent l'état de fonctionnement du moteur 5 en mode fonctionnement normal W, C en mode vibratoire Vb ou en mode acoustique Ac du moteur 5. Plus précisément, la fonction de transfert 12 transforme un des signaux de commande déterminés 6 en une composante de vitesse W du moteur 5 exprimée en radian par seconde pour une vitesse angulaire, ou en mètre par seconde pour une vitesse linéaire. Parallèlement, la fonction de transfert 13 transforme le signal 6 en une composante de couple C du moteur 5 exprimée en Newton. Les composantes W et C correspondent au fonctionnement normal du moteur à courant continu 5 de façon que le signal de commande déterminé 6 permette au moteur d'accomplir sa fonction normale d'utilisation de réglage de position longitudinale du siège. Par ailleurs, la fonction de transfert 14 transforme le signal déterminé 8 en une résultante vibratoire Vb amenant le moteur 5 à entrer en mode vibratoire. De même, la fonction de transfert 15 transforme le signal 8 en une résultante acoustique Ac amenant le moteur 5 à entrer en mode acoustique. Ces résultantes vibratoire et acoustique Vb et Ac permettent de signaler au conducteur quand son véhicule 5 franchit une bande blanche continue. La fonction de transfert 12 exprime la vitesse du moteur 5 en fonction d'une tension d'alimentation U du moteur 5 exprimée en Volt ou d'une pression d'alimentation du moteur 5 exprimée en Pascal dans le cas 10 où le moteur 5 est hydraulique, d'une inertie mécanique, de frottements inhérents au moteur 5 et d'autres paramètres pouvant être pris en compte. La fonction de transfert 13 exprime le couple du moteur 5 en fonction de l'intensité du courant I appliqué 15 au moteur 5 exprimée en Ampère ou d'un débit exprimé en mètre cube par heure dans le cas où le moteur 5 est un moteur hydraulique, de l'inertie mécanique J, des frottements inhérents au moteur 5 et d'autres paramètres pouvant être pris en compte. 20 En outre, les fonctions de transfert 14 et 15 expriment respectivement le mode vibratoire et mode acoustique du moteur 5 en fonction de la tension d'alimentation U et de l'intensité du courant I, cette tension d'alimentation U et cette intensité de courant I 25 étant les deux grandeurs fournies à l'entrée 11a du moteur 5 par l'intermédiaire de l'unité de commande 2. Ce qui signifie que les résultantes vibratoire Vb et acoustique Ac dépendent principalement du signal déterminé 8, en particulier d'une fréquence de travail de 30 ce signal. Ces résultantes Vb et Ac peuvent coexister en même temps que les composantes W et C lorsque la fréquence du signal déterminé 6 balaie une plage de fréquences allant de quelques Hertz à quelques Mégahertz, comme c'est 35 visible sur la figure 3. En effet, en générant le signal déterminé 8 approprié, l'unité de commande 2, tout en alimentant le moteur 5 pour son fonctionnement normal, permet à ce moteur d'entrer ou non en mode vibratoire et/ou mode acoustique de façon plus ou moins liée. C'est le cas en particulier, lorsque la bande de fréquences perceptible pour le mode vibratoire est inférieure ou égale à 200 Hertz se chevauche avec la bande de fréquence du fonctionnement normal du moteur 5 ayant un intervalle de fonctionnement large allant de quelques Hertz à quelques Mégahertz et/ou se chevauche avec la bande de fréquences audible pour le mode acoustique située entre 20 hertz et 20 kilohertz. Plus spécifiquement, le moteur 5 alimenté par le signal déterminé ayant une fréquence d'utilisation de l'ordre de zéro Hertz, plus communément appelé signal de courant ou de tension continu, entre en mode de fonctionnement normal accompagné d'un comportement en mode vibratoire légèrement perceptible et un comportement en mode acoustique nul. Plus on désire obtenir un comportement important en 20 mode vibratoire ou en mode acoustique, plus la fréquence d'utilisation doit être relativement grande. Dans la pratique, un signal de commande déterminé 8 ayant une fréquence de travail de 10 Hertz engendre un effet vibratoire très important pour le moteur 5, 25 cependant le comportement en mode acoustique reste quasi nul car à cette fréquence le son obtenu est un infrason non audible. Plus on veut avoir un effet acoustique important, plus la fréquence de travail du signal 8 doit être élevée 30 de manière à se rapprocher vers les sons aigus. A cette fréquence, le comportement normal d'utilisation du moteur 5 ainsi que le comportement en mode vibratoire seront moins perceptibles que le comportement en mode acoustique. 35 Selon la figure 4, le signal de commande déterminé 8 est un signal de modulation par largeur d'impulsions PWM. Ce signal est un signal périodique connu qui se caractérise par ses trois paramètres, à savoir son profil rectangulaire, sa période T qui est inversement proportionnelle à sa fréquence, ainsi que son rapport cyclique tO variable, qui représente le temps à l'état haut du signal déterminé 6, 8 divisé par la période T de ce signal. La répartition du signal déterminé 8 en fonction de la fréquence représente ce signal en fonction du temps par la suite de moyens de conversion connus. Cette répartition est fonction également de ces trois paramètres à savoir le profil, la période T et le rapport cyclique tO, et a des effets acoustiques et vibratoires sur le moteur 5. Pour le moteur à courant continu 5 utilisé dans le système AFIL comme actionneur de puissance de 100 Watts, un signal PWM de fréquence 100 Hertz est appliqué. Les paramètres de ce signal PWM sont ajustés de manière à ne reproduire qu'un fonctionnement normal du moteur 5 sans effets acoustiques ou vibratoires notables. Pour obtenir un effet vibratoire, un signal PWM de fréquence de 10 à 14 Hertz est appliqué au moteur 5. La mécanique du moteur à courant continu 5 ne filtrent plus suffisamment le signal PWM ce qui a pour effet de provoquer des vibrations largement perceptibles pour un usager. Pour obtenir un effet acoustique, un signal PWM de fréquences allant de 80 à 200 Hertz est appliqué au moteur 5. De la même manière que l'effet vibratoire, la mécanique du moteur 5 ne filtrent plus le signal PWM ce qui engendre un effet sonore qui tend vers les sons aigus quand la fréquence de travail est grande. Il est également possible de commander le moteur à courant continu 5 par un signal de courant continu afin d'amener le moteur 5 dans son fonctionnement normal d'utilisation. Dans ce cas là, aucun effet acoustique et/ou vibratoire n'est possible. Egalement, un signal analogique peut être utilisé pour commander le moteur 5 et amener ce dernier à fonctionner en mode vibratoire et/ou acoustique. L'invention n'est pas limitée aux actionneurs utilisés pour le système de l'AFIL. Elle est applicable à tout actionneur habituellement présent dans le véhicule et pouvant remplacer tout actionneur spécifique qui était lié à une situation dangereuse pour le conducteur, comme une situation anormale de conduite ou un fonctionnement anormal de l'équipement associé de véhicule. Par exemple, l'invention peut s'appliquer à un moteur électrique à courant continu 5 destiné à la direction assistée du véhicule qui peut être piloté par le signal de commande 8 afin d'amener le moteur 5 à faire vibrer la colonne de direction et le volant de direction du véhicule ou à émettre un son d'avertissement lorsqu'un capteur embarqué sur le véhicule détecte une situation dangereuse, comme un changement de trajectoire involontaire de la part du conducteur du véhicule. L'invention peut également s'appliquer au moteur électrique à courant continu 5 destiné à l'abaissement ou la levée, par l'intermédiaire d'un mécanisme classique, d'une vitre de porte du véhicule et qui peut être piloté par le signal de commande 8 pour l'amener à faire vibrer la porte ou à émettre un son d'avertissement lorsque est détectée la situation d'oubli par l'usager selon laquelle les feux du véhicule sont restés allumés en sortant du véhicule. L'invention est aussi applicable dans le cas de 30 décolmatage de vitres ou des essuie-glaces bloqués à cause du gel extérieur en période hivernale. Ainsi, dans le cas des essuie-glaces, le moteur électrique d'entraînement de ceux-ci est piloté par le signal de commande 8 pour le faire vibrer de manière à 35 décoller les essuie-glaces du pare-brise du véhicule. Dans le cas du blocage d'une vitre latérale du véhicule, le moteur de la levée et abaissement de vitres REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande (1) d'un actionneur (5) habituellement présent dans un véhicule pour accomplir une fonction particulière de commande ou de contrôle d'un équipement associé (9), comprenant une unité de commande (2) apte à fournir à l'actionneur (5) un signal électrique de commande (6) lui permettant d'accomplir sa fonction particulière dans le véhicule, caractérisé en ce que l'unité de commande (2) est également apte à appliquer à l'actionneur (5), en réponse à une information (7) qu'elle reçoit liée à une situation anormale de conduite du véhicule ou de fonctionnement anormal de l'équipement associé (9) à l'actionneur (5), un signal électrique déterminé (8), amenant l'actionneur (5) à vibrer et/ou émettre un son permettant de corriger ou remédier à cette situation anormale. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (5) présente une fonction de transfert (12, 13, 14, 15) qui lui est propre lui permettant d'entrer ou non en mode vibratoire et/ou acoustique ou de fonctionnement normal suivant la fréquence du signal de commande (8) que l'actionneur (5) reçoit. 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'actionneur (5) fonctionne en mode vibratoire en étant alimenté par un signal de commande (8) ayant une fréquence inférieure ou égale à 200 Hertz. 4. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'actionneur (5) fonctionne en mode acoustique en étant alimenté par un signal de commande (8) ayant une fréquence située dans une bande de fréquence audible entre 20 et 20000 Hertz. 5. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'actionneur (5) est un actionneur électrique, tel qu'un moteur àcourant continu, alimenté par le signal de commande (8) dont le spectre de fréquences détermine le mode de fonctionnement vibratoire et/ou acoustique de ce moteur. 6. Dispositif (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le signal de commande (8) peut être un signal de modulation par largeur d'impulsions PWM. 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'actionneur électrique à courant continu (5) est destiné à permettre le réglage en position longitudinale d'un siège du véhicule constituant l'équipement associé (9) à l'actionneur (5) et peut être piloté par le signal de commande (8) pour l'amener à faire vibrer l'assise du siège ou à émettre un son d'avertissement lorsqu'un capteur (4) embarqué sur le véhicule détecte une situation dangereuse pour le conducteur, comme un changement de trajectoire involontaire du véhicule. 8. Dispositif (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'actionneur électrique à courant continu (5) est destiné à la direction assistée du véhicule constituant l'équipement associé (9) au moteur (5) et peut être piloté par le signal de commande (8) pour l'amener à faire vibrer la colonne et le volant de direction du véhicule ou à émettre un son d'avertissement lorsqu'un capteur embarqué sur le véhicule détecte une situation dangereuse pour le conducteur, comme un changement de trajectoire involontaire du véhicule. 9. Dispositif (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le moteur électrique à courant continu (5) est destiné à l'abaissement ou la levée d'une vitre d'une portière d'un véhicule automobile constituant l'équipement associé (9) au moteur (5) et peut être piloté par le signal de commande (8) pour l'amener à faire vibrer la porte du véhicule ou à émettre un son d'avertissement lorsqu' un oubli de l'usager duvéhicule est détecté, comme les feux du véhicule restés allumés en sortant du véhicule. 10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est équipé de plusieurs dispositifs de commande (1) d'actionneurs (5), chaque dispositif (1) étant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.