WO1996030231A1 - Dispositif de securite d'un vehicule - Google Patents

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WO1996030231A1
WO1996030231A1 PCT/FR1996/000491 FR9600491W WO9630231A1 WO 1996030231 A1 WO1996030231 A1 WO 1996030231A1 FR 9600491 W FR9600491 W FR 9600491W WO 9630231 A1 WO9630231 A1 WO 9630231A1
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WO
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systems
security
safety device
processing unit
safety
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PCT/FR1996/000491
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English (en)
Inventor
Claude Pathe
Raphaël TROUSSELE
Original Assignee
Davey Bickford
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Priority to CA002217398A priority patent/CA2217398C/fr
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Priority to EP96911013A priority patent/EP0814976B1/fr
Priority to DE0814976T priority patent/DE814976T1/de
Priority to JP52903096A priority patent/JP3776934B2/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B77/00—Vehicle locks characterised by special functions or purposes
    • E05B77/02—Vehicle locks characterised by special functions or purposes for accident situations
    • E05B77/12—Automatic locking or unlocking at the moment of collision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/14—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to accident or emergency, e.g. deceleration, tilt of vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B51/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by other non-mechanical means
    • E05B51/02—Operating or controlling locks or other fastening devices by other non-mechanical means by pneumatic or hydraulic means
    • E05B51/023—Operating or controlling locks or other fastening devices by other non-mechanical means by pneumatic or hydraulic means actuated in response to external pressure, blast or explosion

Definitions

  • the invention relates to a safety device applicable to a vehicle, and more particularly to a motor vehicle.
  • Pyrotechnic safety devices used in automobiles usually consist of safety circuits composed of an electrical power source delivering a certain voltage across a pyrotechnic initiator connected in series with one or more acceleration sensors.
  • the initiator having a fixed internal resistance, the sensors are generally shunted by a resistance having a nominal value higher than that of the internal resistance of the initiator. In this way, the initiator is traversed by a current of low value, insufficient to cause its triggering.
  • the mechanism is then ignited, activating a mechanism associated with it.
  • the mechanism typically consists of an airbag.
  • a major drawback of these safety devices is that they are designed to collect information from acceleration sensors only. Other important parameters, such as vehicle speed or braking level, are not taken into account.
  • the correct functioning of elements of the device is checked by ensuring electrical continuity.
  • This method which can be used for resistive elements, is not suitable for the presence of semiconductor elements. It is therefore not possible to integrate pyrotechnic initiators built around semiconductor bridges.
  • Another drawback appears when one of the sensors associated with an initiator fails. Usually, coherent information from two acceleration sensors detecting a significant deceleration of the vehicle causes the initiator to fire. If one of the two sensors closes and the other does not, the safety device is deactivated. In this way, if a passenger remains sheltered from premature or untimely triggering of security systems, his security is no longer guaranteed in the event of an impact.
  • the existing devices require to freeze at the outset the elements included therein.
  • the sensors and initiators present in the device must be predetermined in type and number. It is therefore difficult to integrate them into different vehicles corresponding to separate measurement means and safety mechanisms.
  • Another drawback appears in the presence of one or more initiators built around semiconductor bridges. Indeed, it is essential to be able to periodically check their functionality. However, this is usually done indirectly. A veil, typically made of tungsten, is placed on the semiconductor bridge, and the condition is checked. This indirect process is both impractical and moderately reliable.
  • the object of the invention is to remedy these various drawbacks.
  • the subject of the invention is a security device with a modular architecture, making it possible to simply modify its elements.
  • Another object of the invention is to store information on conditions of a journey, so as to act as a black box and a diagnostic box.
  • the object of the invention is also to be able to integrate pyrotechnic initiators built around semiconductor bridges, while periodically monitoring the operating condition thereof in a simple manner and with great reliability.
  • Another objective of the invention is to be able to precisely sequence successive trips of several security systems.
  • the invention also relates to a systematic validation of an order to activate a security mechanism.
  • a vehicle security device comprising:
  • detection systems giving information on conditions of a journey of the vehicle, these detection systems having a first state, corresponding to normal conditions of the journey, and a second state, corresponding to a risk for at least one passenger of the vehicle,
  • the security device comprises a processing unit connected to the detection and security systems by a communication interface.
  • the processing unit analyzes information signals from the detection systems and generates control signals towards the security systems.
  • the processing unit comprises a non-volatile memory. This makes it possible to periodically record information on the functionality of elements of the security device.
  • the integrated non-volatile memory makes it possible to store information obtained during previous functionality checks of the device. Since this information can be recovered in the event of a breakdown or accident, the non-volatile memory therefore acts as a black box and diagnostic box.
  • the device according to the invention comprises a micro-generator of pulses making it possible to generate in the circuit electrical pulses precisely calibrated in time and in amplitude. These pulses make it possible to verify the functionality of the pyrotechnic initiators.
  • At least one of the initiators advantageously comprises a semiconductor bridge.
  • the bridge is insulating when an applied voltage is less than a passing value and conductive if the voltage is greater than this value.
  • the initiator is triggered when it receives energy having a value greater than an operating threshold.
  • the micro-pulse generator sends voltage pulses to the initiator having an amplitude at least equal to the pass value, and a duration corresponding to an energy below the operating threshold.
  • the current or voltage pulses delivered by the micro-generator in fact allow measurements both for initiators using a resistive wire or a resistive bridge with thin layer as for others using a semiconductor bridge.
  • the mechanisms of the safety device according to the invention preferably belong to a set comprising front and side airbags, seat belt pretensioners, capable of causing the seat belts to be pulled, door locking and unlocking devices of the vehicle, a battery switch, and a fire extinguisher.
  • the detection systems of the security device according to the invention preferably belong to a set comprising accelerometers, a speedometer, tactile sensors, braking indicators, fire detectors and sensors indicating the presence of passengers.
  • the security device comprises a redundant acceleration sensor with the detection systems.
  • This acceleration sensor is connected to the processing unit and can confirm a risk detected by at least one of the detection systems.
  • This acceleration sensor is advantageously three-way.
  • the integrated acceleration sensor confirms signals from other vehicle acceleration sensors. An order to trigger a mechanism is thus validated by two sources.
  • the device according to the invention advantageously comprises means making it possible to detect frontal and lateral impacts.
  • the processing unit prefferably includes an internal clock, making it possible to periodically check the conditions of the journey and to sequence successive trips by the security systems.
  • This means is particularly suitable for the modular architecture of the security device according to the invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a security device according to the invention.
  • the safety device according to the invention comprises an energy source 2 supplying a circuit 35 extending throughout the device.
  • the energy source 2 is typically a battery of a motor vehicle. It is associated in parallel with an energy reservoir 3 intended to compensate for a failure of this battery 2 in the event of an impact.
  • the security device also includes a management module 1 making it possible to analyze information on trip conditions and ordering safety mechanisms.
  • the energy source 2 is separated from the management module 1 by a contact switch 4, which makes it possible to switch the device on or off.
  • the management module 1 is preferably included in an integrated circuit.
  • the management module 1 is composed of a power supply module 5, a processing unit 6, a pulse micro-generator 9, an integrated acceleration sensor 7 and an interface for communication 8.
  • the power supply module 5 is intended to supply a DC voltage to the rest of the device, from a voltage delivered by the energy source 2. It is associated with a regulator (not shown).
  • the processing unit 6 is built around a non-volatile memory and a microprocessor. It makes it possible to receive and analyze signals representative of the conditions of a journey, and to send control signals intended to activate safety mechanisms. Thanks to its non-volatile memory, the logic unit 6 also has the function of storing information relating to the journey.
  • the processing unit 6 also includes an internal clock, which makes it possible to periodically check the conditions of the journey. The internal clock also ensures a timed succession of trips by security systems operating mechanisms.
  • the integrated acceleration sensor 7 is constructed for example around a piezoelectric element providing the logic unit 6 with a signal in connection with an acceleration of the vehicle.
  • This sensor 7 is three-way, so as to be able to confirm a detection of a frontal or lateral collision by another acceleration sensor.
  • the sensor 7 has a trigger threshold slightly higher than that of the other sensors. Although a bidirectional sensor is likely to be sufficient to detect frontal and lateral shocks, the use of the three-way sensor 7 provides greater reliability.
  • the micro-pulse generator 9 makes it possible to generate electrical pulses precisely calibrated in time and in amplitude, serving to measure resistances of conductive or semiconductor circuits integrated in pyrotechnic initiators of the safety device.
  • the communication interface 8 allows the management module 1 to receive any information relating to conditions of the journey, and to transmit commands to security mechanisms.
  • the communication interface 8 also makes it possible to deliver information intended for a user.
  • An information subset 10 brings together all the sources of information necessary for an operation of the management module 1.
  • the circuit 35 connects the elements of the information subset 10 to the communication interface 8.
  • the sub-assembly 10 includes a speedometer 11, a brake indicator 12, a sensor 13 intended to detect the presence of a passenger, an accelerometer 15 intended to detect a frontal impact and a touch sensor 17 capable of detect a side collision.
  • Resistors 14, 16 and 18 are mounted in parallel respectively on the sensors 13, 15 and 17.
  • the sensors 13, 15 and 17 have an open position and a closed position. In the open position, a current flows through the resistors 14, 16 and 18. In the closed position, the sensors 13, 15 and 17 have a significantly lower resistance. Their closure therefore causes a significant increase in a current flowing in the circuit 35. This closure is produced automatically in the presence of a front passenger for the sensor 13, of a frontal impact for the accelerator 15, and of a lateral collision for the touch sensor 17.
  • the information subset 10 thus constitutes an input interface for the management module 1.
  • the sub-assembly 20 also includes a device 24 for unlocking the vehicle doors.
  • the initiators 21, 22, 23 and the device 24 constitute security systems connected to the circuit 35 by transistors 25, 26, 27 and 28 respectively. These transistors 25, 26, 27, 28 can be in the open or closed position.
  • a current flowing in the circuit 35 does not reach the elements s21, 22, 23, 24.
  • the current flows there and is capable of triggering them.
  • the closing of the transistors 25, 26, 27, 28 is controlled by the processing unit 6 via the communication interface 8.
  • the initiators 21, 22, 23, and the device 24 are also connected to the micro- pulse generator 9, which periodically checks their functionality.
  • the security device also comprises an interface sub-assembly 30 communicating information to a user.
  • This interface sub-assembly 30 is connected to the communication interface 8 of the management module 1 by connections of the circuit 35. It comprises a warning lamp 31 arranged on the dashboard of the vehicle and a reading interface 32 intended to read information stored in memory in the processing unit 6.
  • the function of the indicator lamp 31 is to signal a failure of one of the sensors.
  • the interface 32 makes it possible to carry out expertise in the event of an accident or for a control intervention, thus fulfilling a black box or diagnostic function.
  • the processing unit 6 Before implantation of the management module 1 in a vehicle, the processing unit 6 is programmed in the factory according to the configuration of this vehicle. It then contains various parameters necessary for its operation. These different parameters can be, for example, sensor closing threshold values. 13, 15 and 17, resistance values of the initiators 21, 22, 23 and of the device 24, values of electrical pulses necessary for operating tests of the latter, or again values of reference voltages at different points of circuit measurement 35.
  • the contact switch 4 In normal operation, the contact switch 4 is closed when the vehicle is started, putting the safety device on. The presence of one or more front passengers causes the sensor 13 to close, which causes an increase in a current flowing in the circuit 35. The management module 1 detects and interprets this increase in current, depending on the value of the resistance 14.
  • the management module 1 Periodically, the management module 1 tests the state of the initiators 21, 22, 23 and of the device 24, using the micro-pulse generator 9. Depending on whether it checks the functionality of a resistive or semiconductor element, the management module 1 proceeds differently.
  • a control of a resistive element is carried out by applying to its terminals a voltage calibrated by the micro-generator 9, so that an intensity passing through this resistive element remains lower than its non-operating value.
  • the measurement of the intensity generated makes it possible to deduce therefrom the resistance of the resistive element, which is compared with its reference value stored in the memory of the processing unit 6.
  • the micro-generator 9 sends a voltage pulse of a value equal to or greater than the pass value of the semiconductor element, having a duration short enough for the operating threshold of the semi-element driver is not reached.
  • the management module 1 deduces therefrom the resistance of this element, which it compares with a reference value.
  • the duration of a pulse depending on the nature of the semiconductor element, is typically of the order of a few tens of nanoseconds.
  • This last measurement method makes it possible to effectively test semiconductors, without risking inadvertently triggering a security system. This avoids firing a pyrotechnic initiator built around a semiconductor bridge, while checking its good condition.
  • the latest results of the checks are stored in the non-volatile memory of the processing unit 6.
  • Several tens of test moments can for example be kept, the first records being erased as new ones are made.
  • the management module also periodically records the measured vehicle speed by the speedometer 11, and the braking state measured by the braking indicator 12.
  • the processing unit 6 permanently contains conditions for the progress of the journey during the last moments. Following a frontal impact or a sharp deceleration, the accelerator 15 closes. The management module 1 then detects a significant increase in the current flowing in the circuit 35. However, this is only interpreted as representing a frontal collision if the integrated acceleration sensor 7 is closed in turn. In the event of a sensor 7 failure, the management module 1 is able to analyze the information coming from the speedometer 11 to calculate a deceleration representative of a collision. If the closure of the accelerometer 15 is not confirmed by the information coming from the sensor 7 or from the speedometer 11, it is interpreted as a failure of the sensor 15. The management module 1 then lights the indicator lamp 31. The tests stored in the processing unit 6 can then be consulted using the reading interface 32, in order to establish a diagnosis.
  • the management module 1 immediately orders the closing of the transistors 25 and 26, respectively triggering a fire of the pyrotechnic initiators 21 and 22.
  • This triggering of the initiators 21 and 22 causes a seat belt traction and the opening of front airbags.
  • the transistor 28 is closed in turn, triggering an unlocking of the doors.
  • the closing of the sensor 17, symptomatic of a lateral collision must be confirmed by the acceleration sensor 7. If this is the case, the management module 1 commands the closing of the transistors 25 and 27. This the latter causes the side airbags to inflate.
  • the transistor 28 is closed a short instant later, as for a frontal impact.
  • the information recorded in the non-volatile memory of the processing unit 6 can be read using the interface 32.
  • the management module 1 thus plays the role of a black box.
  • this information can be coded, so as to limit its access to authorized persons.
  • the modularity and the great flexibility of use of the safety device make it possible to envisage, without difficulty, the use of other sensors.
  • sensors 13 can for example individually indicate the presence of passengers in the vehicle.
  • Other types of sensors can also be added to the previous ones, such as a fire detector.
  • Mechanisms of the same type as those described can be added to individualize their effects.
  • several initiators can be provided for separate front airbags.
  • Other security mechanisms may be useful.
  • a battery switch, a fire extinguisher, or a device for locking the vehicle doors can be integrated into the actuating sub-assembly 20.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de sécurité d'un véhicule, comprenant des systèmes de détection (11, 12, 13, 15, 17), des mécanismes et des systèmes de sécurité (21, 22, 23, 24), certains au moins des systèmes de sécurité (21, 22, 23) comportant des initiateurs pyrotechniques. Lorsque certains des systèmes de détection décèlent un risque pour un passager, ils déclenchent les systèmes de sécurité qui activent les mécanismes. Selon l'invention, le dispositif de sécurité comprend une unité de traitement (6) reliée aux systèmes de détection et de sécurité par une interface de communication (8). L'unité de traitement (6) analyse des signaux d'information en provenance des systèmes de détection et génère des signaux de commande en direction des systèmes de sécurité. Application aux automobiles.

Description

Dispositif de sécurité d'un véhicule L'invention concerne un dispositif de sécurité applicable à un véhicule, et plus particulièrement à un véhicule automobile. Les dispositifs de sécurité pyrotechniques utilisés dans des automobiles consistent habituellement en des circuits de sécurité composés d'une source d'alimentation électrique délivrant une certaine tension aux bornes d'un initiateur pyrotechnique connecté en série avec un ou plusieurs capteurs d'accélération. L'initiateur ayant une résistance interne fixée, les capteurs sont généralement shuntés par une résistance ayant une valeur nominale supérieure à celle de la résistance interne de l'initiateur. De cette façon, l'initiateur est parcouru par un courant de faible valeur, insuffisant pour provoquer son déclenchement. Lorsqu'une collision ou une décélération importante du véhicule est détectée/ un ou plusieurs capteurs se ferment successivement, entraînant une forte augmentation du courant passant dans l'initiateur. Le mécanisme est alors mis à feu, activant un mécanisme qui lui est associé. Le mécanisme consiste typiquement en un coussin gonflable de sécurité.
Un inconvénient majeur de ces dispositifs de sécurité est qu'ils sont conçus pour recueillir des informations de capteurs d'accélération seulement. D'autres paramètres importants, tels que la vitesse du véhicule ou le niveau de freinage, ne sont pas pris en compte.
Un autre inconvénient de ces dispositifs est qu'ils ne mémorisent pas d'informations relatives à des conditions de déroulement d'un trajet. Ils ne peuvent donc pas faire office de boîte noire en cas d'accident, ni diagnostiquer avec précision l'origine d'une panne.
De plus, ces dispositifs imposent un déclenchement simultané de l'ensemble des systèmes de sécurité prévus dans un véhicule.
D'autre part, le fonctionnement correct d'éléments du dispositif est vérifié en s'assurant d'une continuité électrique. Cette méthode, utilisable pour des éléments résistifs, n'est pas appropriée à la présence d'éléments semi-conducteurs. Il n'est donc pas possible d'intégrer des initiateurs pyrotechniques bâtis autour de ponts semi-conducteurs. Un autre inconvénient apparaît lors d'une défaillance d'un des capteurs associé à un initiateur. Habituellement, des informations cohérentes de deux capteurs d'accélération détectant une décélération importante du véhicule provoquent une mise à feu de l'initiateur. Si l'un des deux capteurs se ferme et pas l'autre, le dispositif de sécurité est désactivé. De cette façon, si un passager reste à l'abri d'un déclenchement prématuré ou intempestif de systèmes de sécurité, sa sécurité n'est plus garantie en cas de choc.
Egalement, les dispositifs existants nécessitent de figer au départ les éléments qui y sont inclus. Les capteurs et les initiateurs présents dans le dispositif doivent être prédéterminés en type et en nombre. Il est donc difficile de les intégrer dans des véhicules différents correspondant à des moyens de mesure et à des mécanismes de sécurité distincts. Un autre inconvénient apparaît en présence d'un ou de plusieurs initiateurs bâtis autour de ponts semi-conducteurs. En effet, il est essentiel de pouvoir vérifier périodiquement leur fonctionnalité. Or, ceci est habituellement effectué d'une façon indirecte. Un voile, typiquement en tungstène, est déposé sur le pont semi-conducteur, et on en contrôle l'état. Ce procédé indirect s'avère à la fois peu pratique et moyennement fiable.
Le but de l'invention est de remédier à ces différents inconvénients.
En particulier, l'invention a pour objet un dispositif de sécurité avec une architecture modulaire, permettant de modifier simplement ses éléments.
Un autre objet de l'invention est de conserver des informations sur des conditions d'un trajet, de façon à faire office de boîte noire et de boîte de diagnostic.
L'invention a également pour but de pouvoir intégrer des initiateurs pyrotechniques bâtis autour de ponts semi-conducteurs, tout en en contrôlant périodiquement l'état de marche de façon simple et avec une grande fiabilité.
Un autre objectif de l'invention est de pouvoir séquencer précisément des déclenchements successifs de plusieurs systèmes de sécurité.
L'invention vise également une validation systématique d'un ordre de mise en action d'un mécanisme de sécurité.
A cette fin, l'invention propose un dispositif de sécurité d'un véhicule, comprenant:
- des systèmes de détection, donnant des informations sur des conditions d'un trajet du véhicule, ces systèmes de détection présentant un premier état, correspondant à des conditions normales du trajet, et un second état, correspondant à un risque pour au moins un passager du véhicule,
- des mécanismes pouvant être activés pour assurer la sécurité de ce passager,
- des systèmes de sécurité capables d'activer ces mécanismes, certains au moins de ces systèmes de sécurité comportant des initiateurs pyrotechniques,
- une source d'alimentation électrique, et
- un circuit électrique alimenté par la source et relié aux systèmes de détection et de sécurité.
Lorsque certains des systèmes de détection passent du premier au second état, ils déclenchent les systèmes de sécurité. Ces derniers activent alors les mécanismes. Selon l'invention, le dispositif de sécurité comprend une unité de traitement reliée aux systèmes de détection et de sécurité par une interface de communication. L'unité de traitement analyse des signaux d'informations en provenance des systèmes de détection et génère des signaux de commande en direction des systèmes de sécurité.
Cette configuration permet une grande souplesse de conception et d'utilisation. Un même dispositif de sécurité peut ainsi faire l'objet de programmations distinctes, pour être intégré dans des véhicules équipés différemment. Des interventions isolées sur certains éléments sont particulièrement simples. D'autre part, il est aisé de faire évoluer le contenu du dispositif. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'unité de traitement comporte une mémoire non volatile. Celle-ci permet d'enregistrer périodiquement des informations sur la fonctionnalité d'éléments du dispositif de sécurité.
La mémoire non volatile intégrée permet de stocker des informations obtenues lors de précédents contrôle de fonctionnalité du dispositif. Ces informations étant récupérables en cas de panne ou d'accident, la mémoire non volatile fait donc office de boîte noire et de boîte de diagnostic.
De façon avantageuse, le dispositif selon l'invention comprend un micro-générateur d'impulsions permettant de générer dans le circuit des impulsions électriques précisément calibrées en temps et en amplitude. Ces impulsions permettent de vérifier la fonctionnalité des initiateurs pyrotechniques.
En présence du micro-générateur d'impulsions, l'un au moins des initiateurs comprend avantageusement un pont semi-conducteur. Le pont est isolant lorsqu'une tension appliquée est inférieure à une valeur passante et conducteur si la tension est supérieure à cette valeur. D'autre part, l'initiateur est déclenché lorsqu'il reçoit une énergie ayant une valeur supérieure à un seuil de fonctionnement. Le micro-générateur d'impulsions envoie dans l'initiateur des impulsions en tension ayant une amplitude au moins égale à la valeur passante, et une durée correspondant à une énergie inférieure au seuil de fonctionnement. De cette manière, le dispositif de sécurité selon l'invention permet de vérifier plusieurs types d'initiateur fonctionnant avec des technologies très différentes. Les impulsions de courant ou de tension délivrées par le micro¬ générateur permettent en effet des mesures tant pour des initiateurs utilisant un fil résistif ou un pont résistif avec couche mince que pour d'autres utilisant un pont semi-conducteur. Les mécanismes du dispositif de sécurité selon l'invention appartiennent de préférence à un ensemble comprenant des coussins gonflables de sécurité frontaux et latéraux, des prétensionneurs de ceinture de sécurité, capables de provoquer une traction des ceintures, des dispositifs de verrouillage et de déverrouillage de portes du véhicule, un coupe-batterie, et un extincteur.
Les systèmes de détection du dispositif de sécurité selon l'invention appartiennent de préférence à un ensemble comprenant des accéléromètres, un compteur de vitesse, des capteurs tactiles, des indicateurs de freinage, des détecteurs d'incendie et des capteurs indiquant la présence de passagers.
Dans un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif de sécurité comprend un capteur d'accélération redondant avec les systèmes de détection. Ce capteur d'accélération est relié à l'unité de traitement et peut confirmer un risque décelé par un au moins des systèmes de détection.
Ce capteur d'accélération est avantageusement tridirectionnel. Le capteur d'accélération intégré confirme des signaux provenant d'autres capteurs d'accélération du véhicule. Un ordre de déclenchement d'un mécanisme est ainsi validé par deux sources.
Le dispositif selon l'invention comprend avantageusement des moyens permettant de détecter des chocs frontaux et latéraux.
Il est judicieux que l'unité de traitement comprenne une horloge interne, permettant de vérifier périodiquement les conditions du trajet et de séquencer des déclenchements successifs des systèmes de sécurité.
Ce moyen est particulièrement approprié à l'architecture modulaire du dispositif de sécurité selon l'invention.
D'autres avantages ressortiront de l'invention, qui sera mieux comprise à l'aide de la description donnée ci-dessous d'un exemple particulier de réalisation, décrit à titre non limitatif en référence au dessin annexé, sur lequel:
La Figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention. Dans l'exemple de réalisation décrit, le dispositif de sécurité selon l'invention comprend une source d'énergie 2 alimentant un circuit 35 s 'étendant dans l'ensemble du dispositif. La source d'énergie 2 est typiquement une batterie d'un véhicule automobile. Elle est associée en parallèle avec un réservoir d'énergie 3 destiné à pallier une défaillance de cette batterie 2 en cas de choc.
Le dispositif de sécurité comprend également un module de gestion 1 permettant d'analyser des informations sur des conditions d'un trajet et de commander des mécanismes de sécurité. La source d'énergie 2 est séparée du module de gestion 1 par un interrupteur de contact 4, qui permet de mettre le dispositif sous tension, ou hors tension. Le module de gestion 1 est de préférence inclus dans un circuit intégré.
Le module de gestion 1 est composé d'un module d'alimentation 5, d'une unité de traitement 6, d'un micro-générateur d'impulsions 9, d'un capteur d'accélération 7 intégré et d'une interface de communication 8.
Le module d'alimentation 5 est destiné à fournir une tension continue au reste du dispositif, à partir d'une tension délivrée par la source d'énergie 2. Il est associé à un régulateur (non représenté) .
L'unité de traitement 6 est quant à elle bâtie autour d'une mémoire non volatile et d'un micro-processeur. Elle permet de recevoir et d'analyser des signaux représentatifs des conditions d'un trajet, et d'envoyer des signaux de commande destinés à activer des mécanismes de sécurité. Grâce à sa mémoire non volatile, l'unité logique 6 a également pour fonction de stocker des informations relatives au trajet. L'unité de traitement 6 comporte également une horloge interne, qui permet de vérifier périodiquement les conditions du trajet. L'horloge interne assure également une succession chronométrée des déclenchements de systèmes de sécurité actionnant des mécanismes.
Le capteur d'accélération intégré 7 est construit par exemple autour d'un élément piézo- électrique fournissant à l'unité logique 6 un signal en relation avec une accélération du véhicule. Ce capteur 7 est tridirectionnel, de façon à pouvoir confirmer une détection d'une collision frontale ou latérale par un autre capteur d'accélération. A cet effet, le capteur 7 a un seuil de déclenchement légèrement supérieur à celui des autres capteurs. Bien qu'un capteur bidirectionnel soit susceptible de suffire pour détecter des chocs frontaux et latéraux, l'utilisation du capteur 7 tridirectionnel apporte une plus grande fiabilité.
Le micro-générateur d'impulsions 9 permet de générer des impulsions électriques précisément calibrées en temps et en amplitude, servant à mesurer des résistances de circuits conducteurs ou semi-conducteurs intégrés dans des initiateurs pyrotechniques du dispositif de sécurité.
L'interface de communication 8 permet au module de gestion 1 de recevoir toute information relative à des conditions du trajet, et de transmettre des commandes à des mécanismes de sécurité. L'interface de communication 8 permet également de délivrer des informations à destination d'un utilisateur. Un sous-ensemble d'information 10 rassemble toutes sources d'information nécessaires à un fonctionnement du module de gestion 1. Le circuit 35 relie les éléments du sous-ensemble d'information 10 à l'interface de communication 8.
Le sous-ensemble 10 comprend un compteur de vitesse 11, un indicateur de freinage 12, un capteur 13 destiné à détecter la présence d'un passager, un accéléromètre 15 destiné à détecter un choc frontal et un capteur tactile 17 apte à détecter une collision latérale. Des résistances 14, 16 et 18 sont montées en parallèle respectivement sur les capteurs 13, 15 et 17. Les capteurs 13, 15 et 17 ont une position ouverte et une position fermée. En position ouverte, un courant y circule par les résistances 14, 16 et 18. En position fermée, les capteurs 13, 15 et 17 présentent une résistance sensiblement moindre. Leur fermeture provoque donc une augmentation sensible d'un courant circulant dans le circuit 35. Cette fermeture est produite automatiquement en présence d'un passager avant pour le capteur 13, d'un choc frontal pour l'accéléro ètre 15, et d'une collision latérale pour le capteur tactile 17.
Le sous-ensemble d'information 10 constitue ainsi une interface d'entrée du module de gestion 1.
Un sous-ensemble d'actionnement 20 rassemblant tous éléments destinés à être actionnés par le module de gestion 1, en fonction de signaux envoyés par le sous-ensemble d'information 10, constitue une interface de sortie du module de gestion 1. Il comprend trois initiateurs pyrotechniques 21, 22 et 23 associés respectivement à des prétensionneurs de ceinture de sécurité, des coussins gonflables frontaux et des coussins gonflables latéraux. Ces initiateurs 21, 22, 23 sont bâtis autour de ponts résistifs ou semi-conducteurs. Le sous-ensemble 20 comporte également un dispositif 24 de déverrouillage de portes du véhicule. Les initiateurs 21, 22, 23 et le dispositif 24 constituent des systèmes de sécurité reliés au circuit 35 par respectivement des transistors 25, 26, 27 et 28. Ces transistors 25, 26, 27, 28 peuvent être en position ouverte ou fermée. En position ouverte, un courant circulant dans le circuit 35 ne parvient pas aux éléments s21, 22, 23, 24. En position fermée, le courant y circule et est apte à les déclencher. La fermeture des transistors 25, 26, 27, 28 est commandée par l'unité de traitement 6 par l'intermédiaire de l'interface de communication 8. Les initiateurs 21, 22, 23, et le dispositif 24 sont également reliés au micro-générateur d'impulsions 9, qui contrôle périodiquement leur fonctionnalité.
Le dispositif de sécurité comprend également un sous-ensemble d'interface 30 communiquant des informations à un utilisateur. Ce sous-ensemble d'interface 30 est relié à l'interface de communication 8 du module de gestion 1 par des connexions du circuit 35. Il comprend une lampe- témoin 31 disposée sur le tableau de bord du véhicule et une interface de lecture 32 destinée à lire des informations stockées en mémoire dans l'unité de traitement 6. La lampe-témoin 31 a pour fonction de signaler une défaillance d'un des capteurs. L'interface 32 rend possible une expertise en cas d'accident ou pour une intervention de contrôle, remplissant ainsi une fonction de boîte noire ou de diagnostic.
Avant une implantation du module de gestion 1 dans un véhicule, l'unité de traitement 6 est programmée en usine selon la configuration de ce véhicule. Elle contient alors différents paramètres nécessaires à son fonctionnement. Ces différents paramètres peuvent être par exemple des valeurs de seuil de fermeture des capteurs 13, 15 et 17, des valeurs de résistance des initiateurs 21, 22, 23 et du dispositif 24, des valeurs d'impulsions électriques nécessaires à des tests de fonctionnement de ces derniers, ou encore des valeurs de tensions de référence en différents points de mesure du circuit 35.
En fonctionnement normal, l'interrupteur de contact 4 est fermé au moment d'une mise en marche du véhicule, mettant le dispositif de sécurité sous tension. La présence d'un ou plusieurs passagers avant provoque la fermeture du capteur 13, qui entraîne une augmentation d'un courant circulant dans le circuit 35. Le module de gestion 1 détecte et interprète cette augmentation de courant, dépendant de la valeur de la résistance 14.
Périodiquement, le module de gestion 1 teste l'état des initiateurs 21, 22, 23 et du dispositif 24, grâce au micro-générateur d'impulsions 9. Selon qu'il vérifie la fonctionnalité d'un élément résistif ou semi¬ conducteur, le module de gestion 1 procède différemment.
Un contrôle d'un élément résistif, ayant une valeur fixée de non-fonctionnement, est effectué en appliquant à ses bornes une tension calibrée par le micro-générateur 9, de façon à ce qu'une intensité traversant cet élément résistif reste inférieure à sa valeur de non-fonctionnement. La mesure de l'intensité générée permet d'en déduire la résistance de l'élément résistif, qui est comparée avec sa valeur de référence stockée dans la mémoire de l'unité de traitement 6.
Dans le cas d'un élément semi-conducteur, celui-ci est isolant lorsqu'une tension appliquée est inférieure à une valeur passante, et conducteur si la tension est supérieure à cette valeur. D'autre part, le déclenchement d'un système de sécurité associé à cet élément semi- conducteur est provoqué par la réception d'une énergie ayant une valeur supérieure à un seuil de fonctionnement fixé. Lors de contrôles, le micro¬ générateur 9 envoie une impulsion en tension d'une valeur égale ou supérieure à la valeur passante de l'élément semi-conducteur, ayant une durée suffisamment faible pour que le seuil de fonctionnement de l'élément semi-conducteur ne soit pas atteint. Le module de gestion 1 en déduit la résistance de cet élément, qu'il compare avec une valeur de référence. La durée d'une impulsion, dépendant de la nature de l'élément semi-conducteur, est typiquement de l'ordre de quelques dizaines de nanosecondes.
Ce dernier procédé de mesure permet de tester de façon efficace des semi-conducteurs, sans risquer de déclencher de façon intempestive un système de sécurité. On évite ainsi une mise à feu d'un initiateur pyrotechnique bâti autour d'un pont semi-conducteur, tout en en vérifiant le bon état.
Des contrôles sont typiquement effectués toute les 100 millisecondes.
Les derniers résultats des contrôles sont stockés dans la mémoire non volatile de l'unité de traitement 6. Plusieurs dizaines d'instants de tests peuvent par exemple être conservés, les premiers enregistrements étant effacés à mesure que de nouveaux sont effectués.
Le module de gestion enregistre également de façon périodique la vitesse du véhicule mesurée par le compteur de vitesse 11, et l'état de freinage mesuré par l'indicateur de freinage 12.
De cette manière, l'unité de traitement 6 contient en permanence des conditions de déroulement du trajet lors des derniers instants. A la suite d'un choc frontal ou d'une forte décélération, l'accéléro ètre 15 se ferme. Le module de gestion 1 détecte alors une augmentation sensible du courant circulant dans le circuit 35. Celle-ci n'est cependant interprétée comme représentative d'une collision frontale que si le capteur d'accélération intégré 7 se ferme à son tour. En cas de défaillance du capteur 7, le module de gestion 1 est apte à analyser les informations provenant du compteur de vitesse 11 pour calculer une décélération représentative d'une collision. Si la fermeture de l'accéléromètre 15 n'est pas confirmée par les informations provenant du capteur 7 ou du compteur de vitesse 11, elle est interprétée comme une défaillance du capteur 15. Le module de gestion 1 allume alors la lampe-témoin 31. Les tests stockés dans l'unité de traitement 6 peuvent ensuite être consultés grâce à l'interface de lecture 32, afin d'établir un diagnostic.
En revanche, si les informations provenant de 1 'accéléromètre 15 sont confirmées par le capteur 7 ou le compteur de vitesse 11, le module de gestion 1 commande aussitôt la fermeture des transistors 25 et 26, provoquant respectivement une mise à feu des initiateurs pyrotechniques 21 et 22. Ce déclenchement des initiateurs 21 et 22 entraîne une traction de ceinture de sécurité et l'ouverture de coussins gonflables frontaux. Un court instant plus tard, déterminé par l'horloge interne de l'unité de traitement 6, le transistor 28 est fermé à son tour, déclenchant un déverrouillage des portes. De façon similaire, la fermeture du capteur 17, sy ptomatique d'une collision latérale, doit être confirmée par le capteur d'accélération 7. Si tel est le cas, le module de gestion 1 commande la fermeture des transistors 25 et 27. Ce dernier provoque le gonflement de coussins gonflables latéraux. Le transistor 28 est fermé un court instant plus tard, comme pour un choc frontal.
A la suite d'un accident, les informations enregistrées dans la mémoire non volatile de l'unité de traitement 6 peuvent être lues grâce à l'interface 32. Le module de gestion 1 joue ainsi un rôle de boîte noire. Eventuellement, ces informations peuvent être codées, de façon à limiter leur accès à des personnes autorisées.
La modularité et la grande souplesse d'utilisation du dispositif de sécurité permettent d'envisager, sans difficulté, l'utilisation d'autres capteurs. Ainsi, il est possible de rajouter aux capteurs 13, 15 et 17 d'autres capteurs du même type. Plusieurs capteurs 13 peuvent par exemple indiquer individuellement la présence de passagers dans le véhicule. D'autres types de capteurs peuvent également être rajoutés aux précédents, tels qu'un détecteur d'incendie.
De même, il est possible de prévoir d'autres mécanismes que ceux décrits précédemment à titre d'exemple. Des mécanismes de même types que ceux décrits peuvent être rajoutés pour individualiser leurs effets. Par exemple, plusieurs initiateurs peuvent être prévus pour des coussins gonflables frontaux distincts. D'autres mécanismes de sécurité peuvent s'avérer judicieux. En particulier, un coupe-batterie, un extincteur, ou un dispositif de verrouillage des portes du véhicule peuvent être intégrés au sous-ensemble d'actionnement 20.
Par ailleurs, il est concevable qu'un déclenchement des mécanismes soit provoqué non par une augmentation, mais par une diminution de courant. D'autres procédés de transmission de signaux sont envisageables, tels que des procédés optiques. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée.

Claims

REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité d'un véhicule, comprenant:
- des systèmes de détection (11, 12, 13, 15, 17), donnant des informations sur des conditions d'un trajet du véhicule, lesdits systèmes de détection (11, 12, 13, 15, 17) présentant un premier état, correspondant à des conditions normales du trajet, et un second état, correspondant à un risque pour au moins un passager du véhicule,
- des mécanismes pouvant être activés pour assurer la sécurité dudit passager,
- des systèmes de sécurité (21, 22, 23, 24) capables d'activer lesdits mécanismes, certains au moins desdits systèmes de sécurité (21, 22, 23) comportant des initiateurs pyrotechniques,
- une source (2) d'alimentation électrique, et - - un circuit électrique (35) alimenté par la source (2) et relié aux systèmes de détection (11, 12, 13, 15, 17) et de sécurité (21, 22, 23, 24), tels que lorsque certains des systèmes de détection (11, 12, 13, 15, 17) passent du premier au second état, ils déclenchent les systèmes de sécurité (21, 22, 23, 24), lesdits systèmes de sécurité (21, 22, 23, 24) activant lesdits mécanismes, caractérisé en ce que le dispositif de sécurité comprend une unité de traitement (6) reliée aux systèmes de détection (11, 12, 13, 15, 17) et de sécurité (21, 22, 23, 24) par une interface de communication (8), l'unité de traitement (6) analysant des signaux d'informations en provenance des systèmes de détection (11, 12, 13, 15, 17) et générant des signaux de commande en direction des systèmes de sécurité (21, 22, 23, 24).
2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de traitement (6) comporte une mémoire non volatile, permettant d'enregistrer périodiquement des informations sur la fonctionnalité d'éléments du dispositif de sécurité.
3. Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un micro-générateur d'impulsions (9) permettant de générer dans ledit circuit (35) des impulsions électriques précisément calibrées en temps et en amplitude, lesdites impulsions permettant de vérifier la fonctionnalité des initiateurs pyrotechniques.
4. Dispositif de sécurité selon la - revendication 3, caractérisé en ce que l'un au moins des initiateurs comprend un pont semi¬ conducteur, ledit pont étant isolant lorsqu'une tension appliquée est inférieure à une valeur passante et conducteur si la tension est supérieure à ladite valeur, et ledit initiateur étant déclenché lorsqu'il reçoit une énergie ayant une valeur supérieure à un seul de fonctionnement, le micro-générateur d'impulsions (9) envoie dans ledit initiateur des impulsions en tension ayant une amplitude au moins égale à la valeur passante, et une durée correspondant à une énergie inférieure au seuil de fonctionnement.
5. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits mécanismes appartiennent à un ensemble comprenant des coussins gonflables de sécurité frontaux et latéraux, des prétensionneurs de ceinture de sécurité, capables de provoquer une traction des ceintures, des dispositifs de verrouillage et de déverrouillage de portes du véhicule, un coupe- batterie, et un extincteur.
6. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits systèmes de détection (11, 12, 13, 15, 17) appartiennent à un ensemble comprenant des accéléromètres (15), un compteur de vitesse (11), des capteurs tactiles (17), des indicateurs de freinage (12), des détecteurs d'incendie et des capteurs indiquant la présence de passagers .
7. Dispositif de sécui ité selon l'une quelconque des revendications précédentes, - caractérisé en ce qu'il comprend un capteur d'accélération (7) redondant avec lesdits systèmes de détection (11, 15, 17), ledit capteur d'accélération (7) étant relié à l'unité de traitement (6) et pouvant confirmer un risque décelé par un au moins desdits systèmes de détection (11, 15, 17).
8. Dispositif de sécurité selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit capteur d'accélération (7) est tridirectionnel.
9. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (7, 11, 15, 17) permettant de détecter des chocs frontaux et latéraux.
10. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement (6) comprend une horloge interne, permettant de vérifier périodiquement les conditions du trajet et de séquencer des déclenchements successifs desdits systèmes de sécurité (21, 22, 23, 24).
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