Brevet FR2652907A1 — 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 passagers, par exemple un coussin pneumatique. De façon plus particulière, ce dispositif emploie un élément qui est rappelé dans une première position par un aimant et qui se déplace dans une deuxième position en réponse à une décélération soudaine pour établir un contact électrique. Un élément est prévu pour former et concentrer le champ magnétique produit par l'aimant. Des études effectuées indiquent que les blessures provoquées par des accidents de véhicules à moteur, notamment à grande vitesse peuvent être notablement réduites ou éliminées par l'utilisation de systèmes de retenue de passagers. Ces systèmes comprennent un ballon gonflable, habituellement dénommé "coussin pneumatique", qui est normalement stocké dans le tableau de bord ou le volant de direction. Lorsque le véhicule est soumis à une décélération soudaine, le coussin pneumatique est gonflé et se déploie automatiquement dans une condition qui amortit les passagers, limite leur dépla- cement et empêche tout contact entre eux et l'intérieur de l'automobile, par exemple pare-brise, volant de direction, 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 mouvement du véhicule à moteur doit être contrôlé de façon soigneuse et précise pour que les coussins pneumatiques puissent se déployer très rapide- ment, avant que les passagers risquent d'être blessés. Le Brevet US No 4 329 549, délivré à la présente Demanderesse, décrit un détecteur de changement de vitesse. Ce détecteur comporte une gaine tubulaire entourant un boîtier métallique magnétiquement perméable, 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 qui excède un niveau prédéterminé, la bille se déplace de la première extrémité en direction de 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 entre en contact avec les lames, il s'établit un trajet électrique entre les deux lames. Ce trajet électrique est utilisé pour déclencher le déploiement des coussins pneumatiques. Un problème avec ce type de dispositif concerne le champ produit par l'aimant. Si le détecteur est disposé dans une enceinte métallique, les parois latérales de l'enceinte concentrent et forment habituellement le champ de façon qu'il soit confiné dans une région proche du manchon métallique. Toutefois, si on utilise une enceinte qui n'a aucun effet sur un champ magné- tique, par exemple une enceinte ayant une faible permittivité magnétique, par exemple une enceinte non métallique, le champ diverge généralement en s'éloignant du boîtier. En conséquence, l'intensité du champ magnétique au niveau du manchon est plus faible lorsque le détecteur est disposé dans une enceinte non métallique par rapport au cas o il est disposé dans une enceinte métallique. Un champ magnétique plus faible détériore la performance du détecteur. En consé- quence, on a constaté qu'on pouvait réaliser des systèmes de détecteurs d'accélération très sensibles et ayant une bonne résolution en montant deux détecteurs dans un bo tier commun. Toutefois, si ces détecteurs sont trop proches l'un de l'autre, les champs en provenance des deux aimants inter- fèrent et produisent des réponses indésirables. Compte tenu des inconvénients mentionnés ci-dessus de la technique antérieure, c'est un but de la présente invention de procurer un accéléromètre qui fonctionne de façon fiable, indépendamment du type de boîtier prévu pour monter le dé- tecteur ou de toute partie métallique présente au voisinage du détecteur. Un autre but est de procurer un système de retenue de passa- gers avec un détecteur de changement de vitesse avec plu- sieurs éléments magnétiques, dans lequel on élimine l'in- terférence entre les champs des éléments. Selon un premier aspect de l'invention, il est procuré un accéléromètre pour détecter des changements de vitesse dans un véhicule à moteur comprenant:- - un boîtier, des moyens de contact disposés dans le boîtier, un élément de détection disposé, mobile dans le boîtier, et des moyens de rappel pour exercer une force de rappel sur l'élément de détection pour rappeler cet élément de détection en direction d'une première position, cet élément de détection 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 supérieure a la force de rappel pour établir un contact avec les moyens de contact, ces moyens de rappel comprenant un aimant perma- nent pour produire un champ magnétique et un élément limiteur magnétique pour confiner le champ magnétique. Les moyens de contact et l'élément détecteur sont un maté- riau conducteur de l'éledtricité de façon à.établir un trajet électrique lorsque l'élément de détection entre en contact avec les moyens de contact. Par ailleurs, l'aimant permanent est disposé sur le boîtier et l'élément limiteur magnétique entoure l'aimant permanent. Selon un deuxième aspect de l'invention, il est procuré un système de retenue de passagers 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 détecter un change- ment de vitesse du véhicule couplé à l'unité de commande et comprenant un détecteur avec un boîtier disposé dans le véhicule, des moyens de contact disposés dans le boîtier, des moyens de fermeture des contacts disposés dans le bottier pour établir un contact avec les lames de contact lorsque le véhicule décélère à un niveau excédant un niveau de seuil et des moyens de rappel pour rappeler les moyens de fermeture des contacts en les éloignant de ces moyens de contact et comprenant un aimant permanent couplé au boîtier pour produire un champ magnétique et un élément limiteur magnétique pour limiter le champ autour du boîtier. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante. En résumé, un accélé- romètre réalisé selon l'invention comprend un boîtier avec des lames de contact et un élément de contact établissant un trajet magnétique entre les lames lorsqu'il est détecté une décélération supérieure à un niveau de seuil. Le contact entre les lames est établi par un élément de contact. Normale- ment, cet élément de contact est rappelé vers une première position éloignée des lames de contact par un champ magnétique produit par un aimant disposé à l'extérieur du boîtier. Lorsqu'a lieu une décélération, l'élément de contact est poussé vers une deuxième position et ferme un trajet électrique avec les lames de contact. Ensuite, un signal électrique est envoyé à une unité de commande qui déploie le coussin pneumatique à l'intérieur du véhicule. Un élément limiteur de champ magnétique est disposé autour de l'aimant et forme et confine le champ au voisinage du boîtier, de telle sorte que le champ magnétique rappelant l'élément de contact est maintenu à une valeur constante indépendamment de l'enceinte du boîtier et que ce champ est concentré pour lui permettre de rappeler l'élément de contact dans sa première position dès que cesse la décélération. En outre, le limiteur de champ élimine toute interférence entre les champs magnétiques de détecteurs adjacents disposés dans une enceinte commune. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de réalisations préférées de l'invention, en liaison avec le dessin joint sur lequel: - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un accélé- romètre avec un seul détecteur réalisé selon l'invention et disposé dans une enceinte; - 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 latérale de l'accéléromètre de la figure 2; - la figure 5 est une vue en élévation latérale d'un accélé- romètre similaire à la figure 1, mais ayant deux détecteurs; et - la figure 6 est une autre réalisation de l'invention. En considérant maintenant les figures, un accéléromètre ou détecteur de changement de vitesse 10 réalisé selon cette invention est habituellement disposé dans un bottier 12 monté dans le véhicule à moteur (non représenté). Le détecteur est raccordé par un câble 14, comprenant au moins deux conduc- teurs 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 latérale 22 avec un prolongement extérieur creux 24. Au niveau de l'extrémité opposée à la paroi 22, le corps 20 a une couronne de plus grand diamètre 26 formant un siège pour une garniture en caoutchouc 28. Le corps 20 est de préférence en matière plastique. Le corps a une paroi cylindrique intérieure 30. Un manchon métallique 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 tient un capuchon plastique 38 ayant deux tétons métalliques 40,42, supportant chacun une lame de contact correspondante 44,46. 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 48, et un mécanisme d'actionnement 50. Le mécanisme d'actionnement commande et déploie un ou plusieurs coussins pneumatiques 52. Un aimant permanent torique 54 est monté sur le prolongement 24. L'aimant produit un champ magnétique qui rappelle la bille 36 en direction de la paroi terminale 22 dans la posi- tion représentée sur la figure 2. La forme du champ magnétique est déterminée par un limiteur 56 comprenant un élément en forme de U en un matériau magnétiquement perméable. Le limiteur 56 comporte deux bras généralement parallèles 58,60 s'étendant de l'aimant jusqu'à un épaulement formé par la couronne 26. Le limiteur a également une base 62 reliant les deux bras 58,60. La base du limiteur a un trou 64 pour recevoir l'extrémité du prolongement 24. De cette manière, le limiteur 56 peut être disposé adjacent à l'aimant perma- nent 54 de façon à limiter le champ magnétique dans la direc- tion axiale. Les deux bras 58,60 limitent le champ magnétique au voisinage du boîtier et accroissent sa force à l'intérieur du bo tier, au niveau du manchon 32. Comme on le voit sur la figure 4, la base 62 comporte des découpures 66 qui faci- litent le montage du détecteur à l'intérieur du bottier 12. Le boîtier 12 est orienté à l'intérieur du véhicule à moteur, de telle sorte que le capuchon 38 se trouve orienté vers l'avant du véhicule,tandis que la paroi terminale 22 est disposée vers l'arrière du véhicule. Sur la figure 2, le sens normal de déplacement du véhicule est indiqué par une flèche a. Lorsque le véhicule heurte un obstacle, il est décéléré dans la direction b. Si la force de la décélération est supérieure à la force de rappel prédéterminée de l'aimant 54, la bille 36 surmonte la force exercée par l'aimant 56 et se déplace dans la direction a en direction du capuchon 38 jusqu'à venir heurter les lames de contact 44,46. La bille continue ensuite son mouvement dans la direction a jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par les lames ou le capu- chon 38. Pendant ce temps, le contact entre la bille 36 et les lames 44,46 permet à un courant de circuler de la batterie 48 au dispositif d'actionnement 50 qui, en réponse, déploie le(s) coussin(s) pneumatique(s) 52. Comme précédemment mention- né, si le limiteur 56 n'existait pas, l'intensité du champ magnétique produit par l'aimant permanent 54 et en conséquence le temps de réaction et le déplacement de la bille 36 dépen- draient de la nature du boîtier 12. En conséquence, le limi- teur confine le champ dans le boîtier de telle sorte que celui-ci devient immatériel. Dans une autre réalisation de l'invention, deux détecteurs 108,110, ayant la structure représentée sur les figures 2 à 4, sont montés dans un seul boîtier 112, comme on le voit sur la figure 5. Les deux détecteurs peuvent avoir des dimensions différentes ou des aimants de dimensions différentes pour procurer des réponses différentes. En va- riante, les détecteurs peuvent être montés dans des orienta- tions relatives différentes. Cette disposition procure un accéléromètre très sensible, qui peut faire la différence entre des collisions réelles et des changements apparents de vitesse produits par des irrégularités de la route ou des nids de poule. Chaque détecteur est équipé d'un limiteur pour confiner le champ magnétique des aimants correspondants et éliminer toute interférence magnétique entre eux. La figure 6 montre un limiteur différent 156 ayant une base agrandie 162. Bien entendu, on peut apporter de nombreuses modifications à l'invention, sans s'écarter de sa portée telle que définie dans les revendications jointes. 9. Revendications 1.- Accéléromètre (10) pour détecter des changements de vitesse, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (20), des moyens de contact (44,46) disposés dans le boîtier, un élément de détection (36) disposé, mobile, dans le boîtier, et des moyens de rappel pour exercer une force de rappel sur l'élément de détection et rappeler celui-ci en direction d'une première position (34), cet élément de détection étant réalisé et agencé pour se déplacer vers une deuxième position éloignée de la première position en réponse à une force de décélération dépassant la force de rappel afin d'établir un contact avec les moyens de contact, les moyens de rappel comprenant un aimant permanent (54) pour produire un champ magnétique et un élément limiteur magnétique (56) pour confiner ce champ magnétique. 2.- Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contact et l'élément de détection sont en un matériau conducteur de l'électricité pour établir un trajet magnétique lorsque l'élément de détection (36) vient en contact avec les moyens de contact (44,46). 3.- Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant permanent est disposé sur le boîtier (20) et que l'élément limiteur magnétique (56) entoure l'ai- mant permanent (54). 4.- Système de retenue de passagers pour un véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un coussin pneumatique (52) disposé dans le véhicule à moteur, une unité de commande (50) pour déployer- sélectivement le coussin pneumatique dans le véhicule afin de protéger un passager en cas de collision, et un accéléromètre (10) pour détecter un change- ment de vitesse du véhiculeé couplé à l'unité de commande et comprenant un détecteur avec un boîtier (20) disposé dans le véhicule à moteur, des moyens de contact disposés dans le boîtier, des moyens de fermeture des contacts disposés dans le boîtier pour établir un contact électrique avec les lames de contact (44,46) lorsque le véhicule à moteur décélère à un niveau excédant un niveau de seuil, et des moyens de rappel pour rappeler les moyens de fermeture des contacts en les éloignant des moyens de contact et comprenant un aimant permanent (54) couplé au boîtier (20) pour produire un champ magnétique et un élément limiteur magnétique (56) pour limiter le champ autour du boîtier. 5.- Système de retenue de passagers selon la revendication 4, caractérisé en ce que le boîtier comporte un prolongement de boîtier (24) et en ce que l'aimant permanent (54) est disposé sur ce prolongement, adjacent aux moyens de fermeture des contacts. 6.- Système de retenue de passagers selon la revendication , caractérisé en ce que l'élément limiteur magnétique à l'aimant permanent (54). 7.- Système de retenue de passagers selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément limiteur magnétique com- porte un élément en forme d'U ayant une base (62) et deux bras parallèles (58,60) s'étendant le long du boîtier. 8.- Système de retenue de passagers selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément en forme d'U est en un matériau magnétiquement perméable. 9.- Système de retenue de passagers pour un véhicule à moteur caractérisé en ce qu'il comprend un coussin pneumatique (52) disposé dans le véhicule, une unité de commande (50) pour déployer sélectivement le coussin pneumatique dans le véhicule afin de protéger un passager en cas de collision, et un accéléromètre pour détecter un changement de vitesse du véhicule à moteur couplé à l'unité de commande et comprenant une enceinte (112) disposée dans le véhicule, un premier détecteur (108) disposé dans cette enceinte et 1l comportant des premiers moyens de contact, des premiers moyens de fermeture de contacts magnétiques pour fermer sélectivement ces premiers moyens de contact en réponse à un changement dans l'accélération du véhicule à moteur, ces premiers moyens de fermeture magnétiques comprenant un premier générateur magnétique pour produire un premier champ magnétique et un premier élément limiteur magnétique pour limiter ce premier champ magnétique, et un deuxième détecteur (110) disposé dans cette enceinte et comprenant des deuxièmes moyens de contact, des deuxièmes moyens de fermeture de contacts magnétiques pour fermer sélectivement les deuxièmes moyens de contact en réponse à un changement dans l'accélé- ration du véhicule à moteur, les deuxièmes moyens de ferme- ture magnétiques comprenant un deuxième générateur magnétique pour produire un deuxième champ magnétique et un deuxième élément limiteur magnétique pour limiter le deuxième champ magnétique, le premier limiteur magnétique et le deuxième limiteur magnétique coopérant pour réduire l' interférence entre le premier champ magnétique et le deuxième. 10.- Appareil pour détecter un changement de vitesse dans un véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier, un premier détecteur d'accélération et un deuxième détecteur d'accélération disposés dans le boîtier pour détec- ter un changement de vitesse, le premier détecteur d'accélé- ration et le deuxième détecteur d'accélération comprenant des moyens magnétiques respectifs pour produire des champs magnétiques et des moyens limiteurs magnétiques disposés dans le boîtier pour limiter l'interférence entre ces champs magnétiques.