Brevet FR2652905A1 — publié le 19910412

La présente invention concerne un détecteur de changement de vitesse ou accéléromètre utilisé dans des véhicules à moteur pour détecter des changements de vitesse soudains et pour actionner en réponse un dispositif de retenue de passager, tel qu'un coussin pneumatique. De façon plus particulière, ce dispositif comporte un élément qui se déplace à une position prédéterminée en réponse à une sou- daine décélération pour venir toucher une paire de lames de contact, ce dispositif comportant également un élément de retenue des contacts pour positionner d'une manière présélectionnée les lames de contact. Les études effectuées indiquent que les blessures occasion- nées par des accidents de véhiculesà moteur, notamment à grande vitesse, peuvent être notablement réduites, voire éliminées, par l'utilisation de systèmesde retenue de passa- ger (le terme "passager" est utilisé pour couvrir également le conducteur du véhicule). Ces systèmes comportent un ballon gonflable, habituellement appelé coussin pneumatique, qui est normalement stocké dans le tableau de bord ou dans le volant de direction. Lorsque le véhicule à moteur est soumis à une soudaine décélération, le coussin pneumatique est gonflé et se déploie automatiquement en une condition qui amortit les passagers, limite leur déplacement et empêche tout contact entre eux et l'intérieur de l'automobile, par exemple le pare-brise, le volant de direction, le tableau de bord,etc.. Bien entendu, l'élément crucial de tous ces systèmes estle détecteur de changement de vitesse ou accélé- romètre qui déclenche le gonflage et le déploiement des coussins pneumatiques. Le déplacement du véhicule à moteur doit être contrôlé de façon soigneuse et précise de façon que les coussins pneumatiques puissent se déployer très rapide- ment avant que les passagers risquent d'être blessés. Le brevet US n 4 329 549, délivré à la présente demande- resse, décrit un détecteur de changement de vitesse. Ce détecteur comporte une gaine tubulaire entourant un bottier métallique, une bille métallique et un aimant rappelant la bille en direction d'une première extrémité du bottier. Une paire de lames de contact électrique se trouvent à la deuxième extrémité du bottier. Le détecteur est disposé dans le véhicule à moteur en étant orienté de telle sorte que, lorsque le véhicule subit une décélération excédant une valeur prédéterminée, la bille se déplace de la première extrémité vers la deuxième extrémité, entrant ainsi en contact avec les deux lames. Du fait que les lames et la bille sont en un matériau conducteur de l'électricité, lorsque la bille entre en contact avec les lames, un trajet électrique est établi entre les deux lames. Ce trajet élec- trique est utilisé pour déclencher un signal pour le dé- ploiement des coussins pneumatiques. La précision du détecteur décrit dans ce brevet dépend dans une large mesure de l'alignement correct des deux lames de contact électrique, de façon à assurer qu'elles entreront en contact avec la bille simultanément. Lorsque les deux lames ne sont pas correctement alignées, elles sont disposées à des distances différentes d'une extrémité du bottier. En conséquence, lors de la décélération du véhicule, lorsque la bille se déplace en direction de la deuxième extrémité du bottier, elle vient toucher d'abord l'une des lames. Ce contact ralentit la bille, de telle sorte qu'un temps précieux est gaspillé avant que la bille ne vienne toucher la deuxième lame de contact pour établir le trajet électrique. I1 est toutefois essentiel que l'inter- valle de temps entre le moment o le véhicule à moteur commence à décélérer et le déploiement du coussin pneumatique soit maintenu à un minimum absolu et à une valeur constante. Si cet intervalle est trop important, le coussin pneumatique ne peut pas assurer la protection des passagers. Les lames de contact sont, de façon caractéristique, en un matériau relativement mince, tel que du cuivre ou un alliage similairequi est flexible et facile à courber. Du fait de ces caractéristiques, on a constaté qu'il était très difficile de fabriquer et d'assembler toujours ces lames de façon qu'elles soient alignées correctement pour que la bille vienne en contact en même temps avec les deux lames. Pour maintenir un temps de réaction prévisible du détecteur, il est également essentiel que la distance entre la position de repos de la bille et le point de contact soit constante. L'élément de retenue des contacts permet également d'atteindre ce but. En outre, si les lames de contact sont parfaitement alignées initialement, elles sont fréquemment courbées lors de l'assemblage et de l'ins- tallation du détecteur et, de ce fait, ne sont plus parfai- tement alignées. Compte tenu des inconvénients précités de la technique antérieure, c'est un but de la présente invention de procurer un système de retenue dans lequel le temps de réaction, c'est-à-dire l'intervalle de temps entre le début de la décélération du véhicule et le déploiement des coussins pneumatiques, est à tout moment prévisible. Un autre but est de procurer un système de retenue avec un détecteur de vitesse dans lequel un élément mobile vient toucher deux lames de contact électrique pratiquement simul- tanément. Un autre but est de procurer un détecteur qui soit facile et peu coûteux à fabriquer et dans lequel des éléments critiques, tels que les contacts électriques, restent alignés pendant l'assemblage. En conséquence, selon un premier aspect de l'invention, il est procuré un accéléromètre pour détecter des changements de vitesse comprenant un boîtier avec une première extrémité et une deuxième extrémité opposée à la première extrémité, deux moyens de contact disposés au niveau de la première extrémité, un élément de retenue disposé dans le boîtier pour maintenir ces moyens de contact dans une position présélectionnée, un élément détecteur disposé, mobile, dans le boîtier et des moyens de rappel pour exercer une force de rappel sur cet élément détecteur pour le rappeler vers une première position, cet élément détecteur étant réalisé et disposé pour se déplacer en direction d'une deuxième position éloignée de la première position, en réponse à une force de décélération excédant cette force de rappel, pour venir en contact avec les moyens de contact dans cette position présélectionnée. Les moyens de contact et l'élément détecteur sont en un matériau conducteur de l'électricité pour établir un trajet électrique lorsque l'élément de détection vient en contact avec les moyens de contact. En outre, l'élément de retenue maintient les moyens de contact dans cette position présélectionnée pour que l'élément de détection vienne simultanément en contact avec les deux élé- ments de contact. Les moyens de rappel comprennent un aimant permanent. Selon un deuxième aspect de l'invention, il est procuré un système de retenue de passager pour un véhicule à moteur comprenant un coussin pneumatique disposé dans le véhicule, une unité de commande pour déployer sélectivement ce coussin pneumatique dans le véhicule pour protéger un passager en cas de collision et un accéléromètre pour détec- ter un changement de vitesse du véhicule, couplé à l'unité de commande et comprenant un boîtier disposé dans le véhicule à moteur, deux lames de contact disposées dans le boîtier, des moyens de fermeture des contacts disposés dans le boîtier pour établlir un contact électrique avec les lames de contact lorsque le véhicule décélère à un niveau excédant un niveau de seuil et un élément de retenue des contacts disposé dans le boîtierpour placer les lames de contact dans une position présélectionnée lorsque les moyens de fermeture des contacts viennent en contact avec ces lames de contact pratiquement simultanément. En conséquence, un accéléromètre, réalisé selon l'invention, comporte un boîtier avec des lames de contact et un élément de contact qui établit un trajet électrique entre les lames lorsqu'il est détecté une décélération supérieure à un niveau de seuil. Un élément de retenue dans le boîtier assure que l'élément de contact vient simultanément en contact avec les lames. Ensuite, un signal électrique est envoyé à une unité de commande qui déploie le coussin pneuma- tique à l'intérieur du véhicule. De ce fait, le temps de réaction de l'accéléromètre est avantageusement réduit et assure que le coussin pneumatique est déployé suffisamment tôt pour empêcher les passagers d'être blesses. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée de l'invention, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un accélé- romètre réalisé selon la présente invention et disposé dans un boîtier; - la figure 2 est une vue en coupe latérale de l'accéléro- mètre de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe transversale de l'accélé- romètre de la figure 2, prise selon la ligne 3-3; - la figure 4 est une vue explosée de l'accéléromètre de la figure 2. - la figure 5 est une vue en coupe latérale de l'accélé- romètre de la figure 2, la bille touchant juste les contacts électriques; - la figure 6 est une vue en coupe latérale de l'accélé- romètre de la figure 2, la bille se trouvant dans sa position la plus à gauche; et - la figure 7 est une coupe transversale de l'accéléromètre de la figure 2, la bille revenant à sa position de repos. En considérant maintenant les figures, un accéléromètre ou détecteur de changement de vitesse 10, réalisé selon cette invention, est habituellement disposé dans un boútier 12 monté sur le véhicule à moteur (non représenté). Le détecteur est raccordé par un câble 14, comprenant au moins deux conducteurs 16,18, à un dispositif de commande pour le déploiement du coussin pneumatique. Le détecteur 10 a un corps tubulaire 20 se terminant à une extrémité par une paroi terminale 22 avec un prolongement extérieur creux 24. A l'opposé de la paroi 22, le corps comporte une couronne de plus grand diamètre 26 pour former un siège pour une garniture en caoutchouc 28. Le corps 20 est de préférence en matière plastique. Le corps 20 a une paroi cylindrique intérieure 30. Un manchon métal- lique 32 est fixé sur cette paroi 30. La paroi terminale 22 comporte une cavité sphérique 34 pour recevoir une bille métallique 36. Le diamètre de la bille 36 est légèrement inférieur au diamètre du manchon 32. La couronne 26 maintient un capuchon plastique 38 ayant deux tétons métalliques 40, 42 supportant chacun une lame de contact correspondante 44, 46. Un disque de retenue en matière plastique 48 est également fixé sur les parois latérales du capuchon 38, par exemple par montage à force, par collage, par soudure ultrasonique ou par tout autre moyen bien connu. Le disque a un trou intérieur 50 dimen- sionné pour venir en contact et retenir dans une position prédéterminée les lames 44 et 46. Comme on peut le voir plus clairement sur la vue explosée de la figure 4, avant installation du disque de retenue, les lames 44, 46 se trouvent dans une position ouverte quelque peu relaxée. Après installation du disque de retenue 48, celui-ci entre en contact avec les lames et les repousse vers l'intérieur dans une position indiquée par les lignes en tirets en direction de l'axe longitudinal du détecteur. La force de rappel est procurée par la flexibilité des lames. Comme on peut le voir sur la figure 4, tandis que, dans la position ouverte indiquée par les lignes en trait plein, les lames 44, 46 sont disposées à une distance relativement arbitraire du corps principal du capuchon et sont, en conséquence, relativement difficiles à positionner correctement, le disque de retenue positionne les lames de façon précise à une distance prédéterminée du capuchon. En outre, le disque de retenue maintient les lames dans leurs positions présélectionnées et les empêche d'être déformées lors de l'assemblage du détecteur. Comme on le voit sur la figure 3, les lames de contact 44 et 46 sont montées en série dans un circuit électrique comprenant une batterie 52 et un mécanisme d'actionnement 54. Le mécanisme d'actionnement 54 commande et déploie un ou plusieurs coussins pneumatiques 56. Un aimant permanent torique 58 est disposé sur le prolon- gement 24. L'aimant crée un champ magnétique qui rappelle la bille 36 en direction de la paroi terminale 22 dans la position représentée sur la figure 2. Le boîtier 12 est orienté à l'intérieur du véhicule à moteur, de telle sorte que le capuchon 38 se trouve vers l'avant du véhicule, tandis que la paroi terminale 22 est orientée vers l'arrière du véhicule. Sur la figure 2, la direction normale de dépla- cement du véhicule est indiqu(épar la flèche a. Lorsque le véhicule heurte un obstacle, il est décéléré dans la direction b. Si la force de décélération est supérieure à la force de rappel prédéterminée de l'élément 58, la bille 36 surmonte la force exercée par l'aimant 58 et se déplace dans la direction du capuchon 38. Du fait que le disque de retenue 48 maintient correctement les lames de contact, la bille, lorsqu'elle se déplace, entre simulta- nément en contact avec les lames 44, 46 (figure 5). La bille continue ensuite son mouvement dans la direction du capuchon jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par les lames et le disque de retenue 48 (figure 6). Lorsque la décélé- ration est terminée, la bille 36 retourne vers sa position de repos représentée sur la figure 7. Dans ce temps, le contact entre la bille 36 et les lames 44, 46 permet à un courant de circuler de la batterie 52 au dispositif d'actionnement 54 qui, en réponse, déploie le(s) coussin(s) pneumatique(s) 56. Comme précédemment mentionné, s'il n'y avait pas le disque de retenue 48, les lames pourraient être disposées de façon incorrecte et, lorsqu'elle se déplace dans la direction a, la bille pourrait ne contacter qu'une seule des lames. Le mouvement de la bille serait alors ralenti par la première lame, de telle sorte qu'elle n'entrerait en contact avec la deu- xième lame que quelques millisecondes plus tard, retardant ainsi l'actionnement du coussin pneumatique. Comme on le voit sur la figure 7, le disque de retenue 48 peut être éliminé si le corps tubulaire 28 comporte un épaulement intérieur 68. L'épaulement est réalisé et positionné pour assujettir les lames 44, 46 comme il est représenté. Bien entendu, on peut apporter de nombreuses modifications à l'invention, sans s'écarter de sa portée, comme définie par les revendications jointes. Revendications 1. - Accéléromètre (10) pour détecter des changements de vitesse, caractérisé en ce qu'il comprend: - un boîtier (12) avec une première extrémité et une deuxième extrémité (22) opposée à la première extrémité, - deux moyens - de contact (44,46) disposés au niveau de la première extrémité, - un élément de retenue (48) disposé dans le boîtier pour maintenir les moyens de contact dans une position présélec- tionnée, - un élément de détection (36) disposé, mobile, dans le boîtier (12) et des moyens de rappel (58) pour exercer une force de rappel sur l'élément de détection et le rappeler vers une première position, l'élément de détection étant réalisé et disposé pour se déplacer vers une deuxième posi- tion éloignée de la première position, en réponse à une force de décélération excédant la force de rappel, pour venir en contact avec les moyens de contact dans cette position présélectionnée. 2. - Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contact (44,46) et l'élément de détection (36) sont en un matériau conducteur de l'élec- tricité pour établir un trajet électrique lorsque l'élément de détection vient en contact avec les moyens de contact. 3. - Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de retenue maintient les moyens de contact (44,46) dans cette position présélectionnée pour que l'élément de détection vienne en contact simultanément l avec les deux éléments de contact. 4. - Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de rappel comportent un aimant permanent (58). 5. - Système de retenue de passager pour un véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un coussin pneumatique (56) disposé dans le véhicule à moteur, - une unité de commande (54) pour déployer sélectivement le coussin pneumatique dans le véhicule à moteur pour pro- téger un passager en cas de collision, et - un accéléromètre (10) pour détecter un changement de vitesse du véhicule, couplé à l'unité de commande (54) et comprenant un boîtier (12) disposé dans le véhicule à moteur, - deux lames de contact (44,46) disposées dans le boîtier, - des moyens de fermeture des contacts disposés dans le boîtier pour établir un contact électrique avec les lames de contact lorsque le véhicule à moteur déc4lère à un niveau excédant un niveau de seuil, et - un élément de retenue des contacts (48) disposé dans le boîtier pour placerces lames de contact dans une position présélectionnée lorsque les moyens de fermeture des contacts viennent en contact pratiquement simultanément avec ces lames de contact. 6. - Système de retenue de passager selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens de fermeture des contacts comprennent un élément de contact (36) disposé, mobile, dans le boîtier et des moyens de rappel pour rappeler cet élément de contact. 7. - Système de retenue de passager selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de rappel rappellent l'élément de contact vers une première position (34) éloignée des lames de contact. 8. - Système de retenue de passager selon la revendication 7, caractérisé en ce que le boîtier est disposé dans une position dans laquelle l'élément de contact (36) est déplacé en direction des lames de contact (44,46) lorsque le véhicule à moteur décélère. 9. - Système de retenue de passager selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de rappel comprennent un aimant permanent (58) pour exercer une force magnétique sur l'élément de contact (36). 10. - Système de retenue de passager selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de rappel comprennent en outre un manchon conducteur (32) disposé à l'intérieur du boîtier pour exercer cette force magnétique sur l'élément de contact. 11. 6 Système de retenue de passager selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de contact est une bille (36) en un matériau conducteur de l'électricité.