Brevet FR2652908A1 — publié le 19910412

La présente invention concerne un détecteur de changement de vitesse ou accéléromètre, utilisé dans des véhicules à moteur pour détecter de soudains changements de vitesse et pour actionner en réponse un dispositif de retenue de passagers, 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 décélé- ration soudaine pour fermer une paire de lames de contact, ce dispositif ayant également un ressort pour rappeler l'élément. Les études effectuées indiquent que les blessures résultant d'accidents de véhicules à moteur, notamment à grande vitesse, peuvent être notablement réduites ou éliminées par l'utilisa- tion de systèmes de retenue de passagers (le terme "passager" couvre ici 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 décélération soudaine, le coussin pneumatique pneumatique est gonflé et se déploie automati- quement en une condition qui amortit les passagers, limite leur mouvement et empêche tout contact entre eux et l'inté- rieur de l'automobile, tel que pare-brise, volant de direc- tion, tableau de bord, etc. Bien entendu, un élément crucial de tous ces systèmes est le détecteur de changement de vitesse ou accéléromètre 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 rapidement, avant que les passagers risquent d'être blesses. Le brevet US n 4 329 549 décrit un détecteur de changement de vitesse, délivré à la présente Demanderesse. Ce détecteur comporte une gaine tubulaire entourant un boîtier métallique, une bille métallique et un aimant rappelant la bille en direction d'une première extrémité du boîtier. Deux lames de contact électrique sont disposées au niveau de la deuxième extrémité du boîtier. Le détecteur est disposé dans le véhicule à moteur en étant orienté de telle sorte que, lorsque le véhicule subit une décélération dépassant un niveau prédéterminé, la bille se déplace de la première extrémité vers la deuxième extrémité, établissant un contact avec les deux lames. Du fait que les lames et la bille sont en un matériau conducteur de l'électricité, lorsque la bille vient en contact avec les lames, il s'établit un trajet électrique entre les deux lames. Ce trajet électri- que est utilisé pour déclencher un signal pour le déploiement des coussins pneumatiques. Du fait que les contacts doivent avoir une certaine flexi- bilité intrinsèque, ils sont normalement en acier, cuivre ou alliage de ces métaux, tandis que la bille est habituel- lement plaquéeor pour assurer un bon contact électrique entre la bille et les lames de contact. Du fait de la diffé- rence d'activité électro-chimique entre ces matériaux, il peut survenir une corrosion due à l'électrolyse, laquelle peut former une couche isolante sur la bille et/ou les lames de contact,entrainant ainsi un mauvais fonctionnement du détecteur. Ce problème est en outre aggravé si la chambre contenant la bille et les contacts n'est pas isolée de l'atmosphère à cause des fumées et autres contaminants en provenance du moteur de l'automobile. Un autre problème rencontré dans le détecteur antérieur est que la force de rappel sur la bille est produite par un aimant permanent. Du fait que l'aimant doit produire un champ magnétique relativement intense, il est grand et gaspille de l'espace. Compte tenu des inconvénients précités de la technique antérieure, c'est un but de la présente invention de produire un système de retenue de passagers dans lequel un élément inertiel est rappelé en direction d'une position présélec- tionnée par un ressort, ce qui élimine la nécessité d'un aimant permanent. Un autre but est de procurer un système de retenue de passa- gers avec un détecteur dans lequel l'élément inertiel ne fait pas partie du circuit électrique utilisé pour actionner le coussin pneumatique, ce qui élimine la nécessité d'un revêtement coûteux sur l'élément. Un autre but est de produire un système de retenue de passa- gers avec un accéléromètre petit et peu coûteux. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de l'invention. Sous un premier aspect, l'invention procure un accéléromètre utilisé dans un système de retenue de passagers dans un véhicule à moteur, comprenant un boîtier, un élément iner- tiel, un trajet défini dans le boîtier pour l'élément iner- tiel et un ressort pour rappeler cet élément inertiel en direction d'une position présélectionnée sur le trajet, le trajet étant réalisé de façon à permettre à l'élément inertiel de s'éloigner de cette position présélectionnée en la présence d'une décélération du véhicule à moteur. Lors d'une collision, la décélération fait que l'élément inertiel se déplace le long de ce trajet et provoque une modification de l'état d'une paire de contacts électriques couplés à un circuit d'actionnement pour actionner un dispo- sitif de retenue tel qu'un coussin pneumatique. De préfé- rence, le ressort fait partie de l'un des contacts, ce qui élimine la nécessité d'un ressort séparé. Sous un deuxième aspect, l'invention propose un système de retenue de passagers pour un véhicule à moteur comprenant un coussin pneumatique disposé pour retenir un passager lorsque le véhicule subit une décélération supérieure à un niveau prédéterminé, des moyens de gonflage du coussin pneumatique pour gonfler ce coussin et un accéléromètre pour détecter la décélération et actionner les moyens de gonflage du coussin pneumatique, cet accéléromètre étant tel qu'il a été défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations de l'invention, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: - la figure 1 est une vue en plan d'un détecteur pour un système de retenue de passagers selon l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation latérale du détecteur de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe partielle et en élévation latérale du détecteur de la figure 3, l'élément inertiel étant dans une position intermédiaire; - la figure 4 montre le détecteur de la figure 3 avec l'élé- ment inertiel dans une position terminale; - la figure 5 est une vue en coupe latérale partielle d'une autre réalisation de l'invention, avec la bille dans une première position ou position de repos; et - la figure 6 montre le détecteur de la figure 5 avec la bille dans sa position finale. Dans ce qui suit, les termes tels que haut, bas, au-dessus, en-dessous, vertical, horizontal, etc, sont utilisés simple- ment pour faciliter la description de l'invention. En se reportant maintenant aux figures, un accéléromètre ou détec- teur de changement de vitesse 10 réalisé selon l'invention est habituellement disposé dans un logement monté sur le véhicule à moteur (non représenté). Le détecteur est raccordé par un câble 12, -avec au moins deux conducteurs 14,16,à un dispositif de commande pour le déploiement du coussin pneumatique, décrit plus en détail ci-après. Le détecteur a un carter généralement tubulaire 18 en un matériau non-conducteur, tel qu'une matière plastique moula- ble et a une paroi latérale cylindrique 20. A l'intérieur du carter se trouvent deux lames de contact 22,24 ayant des prolongements généralement perpendiculaires à la paroi latérale 26. La lame 22 comporte un premier prolongement 28 et un deuxième prolongement 30 décalé du premier prolonge- ment par une section incurvée 32. Les lames 22 et 24 sont fixées sur le fond 36 du boîtier par des tétons respectifs 38,38. - Le boîtier 18 a également une paroi supérieure 40. Une multiplicité de nervures 42 s'étendent vers le bas depuis la paroi 40. A leurs extrémités inférieures, les nervures comportent des portions incurvées 44. Un élément inertiel sous la forme de, par exemple une bille sphérique 46 en acier ou en tout autre matériau relativement dense, est disposé entre les nervures 42. Les nervures sont agencées et réalisées de façon à former un trajet tubulaire vertical (vu sur les figures 3 et 4) pour la bille 46. Les lames 22,24 sont en un matériau conducteur flexible, par exemple acier, cuivre ou alliages de ces métaux. Comme on le voit sur la figure 2, la lame 28 est agencée de telle sorte que, en condition normale, elle exerce une force de rappel vers le haut sur la bille 46 de façon à la main- tenir dans une position de repos. Le détecteur est disposé en étant orienté de telle sorte que, lorsque le véhicule est impliqué dans une collision qui entraîne une décélération excédant un niveau prédéterminé, la bille 46 surmonte la force de rappel de la lame 22 et commence à se déplacer vers le bas le long du trajet défini par les nervures 42. Lorsque la bille se déplace vers le bas, elle courbe la lame 22 jusqu'à ce que celle-ci vienne en contact électrique avec la lame 24, comme on le voit sur la figure 3. Les lames font partie d'un circuit élec- trique ou d'autres moyens de déclenchement du déploiement du coussin. Par exemple, la lame 22 peut être couplée à une batterie 140 par l'intermédiaire du conducteur 14, tandis que la lame 24 peut être couplée à un mécanisme d'actionnement 142 par l'intermédiaire du conducteur 16. Lorsque les deux lames 22 et 24 se touchent, un courant circule de la batterie 140 au mécanisme 142 pour déployer le coussin pneumatique 144 (voir figure 3). Après que les deux lames sont venues en contact électrique, si la décélération du véhicule est suffisamment importante,- la bille continue son mouvement vers le bas en courbant les deux lames 22, 24 jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par les sections de nervure incurvées 44, comme on le voit sur la figure 4. La force combinée des lames 22,24 ralentit la bille dans son dernier mouvement, ce qui réduit l'impact entre la bille 46 et le boitier 18. Dès que la décélération a disparu, la bille est ramenée à sa position de repos de la figure 2 par les lames. Si le détecteur est disposé dans un environnement relative- ment propre, comme par exemple le compartiment passagers du véhicule, il n'est pas nécessaire que l'intérieur du boîtier 18 soit isolé de façon hermétique. En conséquence, le détecteur des figures 1 à 4 peut être fabriqué facilement et à bon marché par des techniques de moulage standard. Une variante de l'invention est représentée sur les figures et 6. Le détecteur de changement de vitesse 110, représenté sur ces figures, comporte deux lames 122,124 et une bille 146, réalisées et-disposées comme les lames 22,24 et la bille 46, respectivement, des figures 1 à 4. Toutefois, dans cette réalisation, la bille 146 est disposée dans une chambre tubulaire close 148 avec une étroite fente latérale 150. Les lames 122,124 pénètrent dans la chambre 148 par cette fente 150. Le diamètre en coupe transversale de la chambre 148 est sensiblement égal ou légèrement supé- rieur au diamètre de la bille 146. En conséquence, dans cette réalisation, outre l'action des lames, le mouvement de la bille est également affecté par l'air disposé dans la chambre 148 qui agit en tant qu'amortisseur. Lorsque le détecteur 110 est disposé dans une automobile, et notam- ment dans la zone d'écrasement de celle-ci, en présence d'une soudaine décélération, la bille 146 se déplace vers le bas depuis la position de repos représentée sur la figure , jusqu'à une position intermédiaire dans laquelle la lame 122 touche la lame 124 et enfin dans une position finale représentée sur la figure 6. Toutes les autres condi- tions étant identiques, l'intervalle de temps depuis le moment o la bille 146 commence à se déplacer jusqu'au moment o les lames 122,124 se touchent est légèrement plus long que pour un détecteur réalisé selon les figures 1 à 4, d'o il résulte un détecteur légèrement plus précis et dépourvu d'erreur. De nombreuses modifications peuvent évidemment être apportées à l'invention sans s'écarter de sa portée comme définie dans les revendications jointes. Revendications 1. - Accéléromètre (10), utilisé dans un système de retenue de passagers pour un véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un boîtier (18), - un élément inertiel (46), - des moyens de trajet disposés dans le boîtier pour définir un trajet pour l'élément inertiel, et - des moyens de ressort pour rappeler l'élément inertiel en direction d'une position présélectionnée sur le trajet, ce trajet étant agencé et réalisé de façon à permettre à l'élément inertiel de se déplacer en s'éloignant de la position présélectionnée en la présence d'une décélération du véhicule à moteur. 2. - Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens d'indication disposés dans le boîtier (18) pour indiquer la position de l'élément inertiel (46) dans ce trajet. 3. - Accéléromètre selon la revendication 2, caractérisé en ce que ces moyens d'indication comportent deux contacts électriques ayant une position de contact ouvert et une position de contact fermé, ces positions de contact étant définies par la position de l'élément inertiel. 4. - Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de trajet comportent une chambre close (148) pour loger l'élément inertiel. 5. - Accéléromètre selon la revendication 4, caractérisé en ce que cette chambre comporte en outre un gaz pour amortir le mouvement de l'élément inertiel (146). 6. - Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens de ressort comportent une lame (22) et un moyen de contact (24), la première lame étant agencée et disposée pour repousser la bille vers sa position de repos et pivotant sous l'action du déplacement de l'élément inertiel sous l'effet de la décélération pour venir en contact avec le moyen de contact (24). 7. - Accéléromètre pour un système de retenue de passagers dans un véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (18), - - un élément inertiel (46) disposé à l'intérieur de ce boîtier, - des moyens de trajet pour définir un trajet de mouvement de l'élément inertiel, et - des moyens de ressort disposés à l'intérieur du boîtier pour rappeler l'élément inertiel vers une première position sur le trajet, cet élément inertiel se déplaçant en s'éloi- gnant de sa première position lorsque le véhicule à moteur subit une accélération. 8. - Accéléromètre selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'indication pour indiquer la position de l'élément inertiel à l'intérieur du boîtier. 9. - Accéléromètre selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de ressort comportent une lame flexible (22) agencée pour rappeler l'élément inertiel (46) vers une position de repos et un moyen de contact (24), cette lame entrant en contact avec le moyen de contact lorsque l'élément inertiel se déplace d'une distance présélectionnée en s'éloignant de la première position. 10. - Accéléromètre selon la revendication 9, caractérisé 1l en ce que le moyen de contact est constitué par une deuxième lame (24). 11. - Accéléromètre selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première lame et la deuxième lame coopèrent pour ralentir l'élément inertiel après que le contact a été établi entre la première lame et la deuxième. 12. - Accéléromètre selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de trajet comportent une chambre tubu- laire (148) contenant l'élément inertiel (146) et un gaz pour amortir le mouvement de l'élément inertiel. 13. - Système de retenue de passagers pour un véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un coussin pneumatique agencé.et disposé pour retenir un passager lorsque le véhicule à moteur subit une décéléra- tion, (b) des moyens de gonflage du coussin pneumatique pour gonfler le coussin pneumatique; et (c) un accéléromètre (10) pour détecter cette décélération et actionner les moyens de gonflage du coussin pneumatique, cet accéléromètre comprenant: (i) un boîtier (18), (ii) un élément inertiel (46) disposé dans le boîtier, (iii) des moyens de trajet pour définir un trajet de mouve- ment de l'élément inertiel à l'intérieur du boîtier, et (iv) des moyens de ressort disposés dans le boîtier pour rappeler l'élément inertiel en direction d'une première position en l'absence de cette décélération. 14. - Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de ressort comprennent une première lame (22) disposée dans le boîtier et s'étendant dans le trajet. 15. - Système selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de contact disposé à l'intérieur du boîtier pour entrer en contact avec la première lame lorsque l'élément inertiel se déplace depuis la première position jusqu'à une deuxième position le long de ce trajet. 16. - Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que le moyen de contact est constitué par une deuxième lame (24). 17. - Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de trajet sont constitués par une multi- plicité de nervures (42) s'étendant à l'intérieur du boîtier. 18. - Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de trajet comprennent une chambre close (148) pour loger l'élément inertiel et un gaz pour amortir le mouvement de l'élément inertiel (146). 19. - Système selon la revendication 18, caractérisé en ce que la chambre a une fente latérale (150) et en ce que les moyens de ressort s'étendent dans cette chambre à travers la fente.