Brevet FR2681695A1 — publié le 19930326

L'invention concerne un détecteur de variation de vitesse ou accéléromètre monté sur des véhicules à moteur pour détecter les variations brusques de vitesse ou pour actionner en réponse un système de retenue des passagers tel qu'un système à sac d'air Plus particulièrement, l'invention concerne un détecteur de sécurité qui comprend un élément se déplaçant jusqu'à une position déterminée d'avance en réponse à une décélération brusque afin d'activer une paire de lames de contact. Des études ont été faites qui ont montré que les blessures au cours des accidents avec les véhicules à moteur, en particulier à des vitesses élevées, peuvent être sensiblement réduites ou supprimées grâce à l'emploi de système de retenue des passagers (Le terme "passager" s'applique également au chauffeur du véhicule) Ces systèmes comprennent un ballon gonflable habituellement appelé sac d'air qui est normalement rangé loin dans le tableau de bord ou dans le volant du véhicule Lorsque le véhicule à moteur est soumis à une brusque décélération, le sac d'air est gonflé et déployé automatiquement dans une position o il sert de coussin aux passagers, en empêchant leurs mouvements et en évitant qu'ils viennent en contact avec l'intérieur de l'automobile, par exemple avec le pare- brise, le volant, le tableau de bord entre autres. Naturellement, un élément primordial des systèmes de ce type est le détecteur de variation de vitesse ou accéléromètre qui déclenche le gonflage et le déploiement des sacs d'air Le mouvement du véhicule à moteur doit être surveillé soigneusement et précisément afin que les sacs d'air puissent être déployés très rapidement avant que les passagers subissent de quelconques blessures graves. Un détecteur de variation de vitesse est décrit dans US- A 4 329 549 Ce détecteur comprend un boîtier tubulaire entourant une enveloppe métallique, une bille métallique et un aimant sollicitant la bille en direction d'un première extrémité de l'enveloppe A la seconde extrémité de l'enveloppe se trouve une paire de lames de contact électriques Le détecteur est placé dans le véhicule à moteur avec une orientation telle qu'au moment o le véhicule à moteur subit une décélaration qui dépasse un niveau déterminé d'avance, la bille se déplace à partir de la première extrémité en direction de la seconde, en venant en contact avec les deux lames Comme les lames et la bille sont fabriquées en un matériau conducteur de l'électricité, lorsque la bille vient en contact avec les lames, un circuit électrique est établi entre les deux lames Ce circuit électrique sert à former un signal de déploiement des sacs d'air. Dans la technique antérieure un problème était posé au sujet de la sécurité du système Alors que le déploiement d'un sac d'air pendant un accident est critique pour garantir la protection du passager, prévenir un faux déploiement est également critique Une fois déployé, le sac d'air gêne considérablement le mouvement du chauffeur. Par conséquent, si un sac d'air est déclenché à tort, c'est-à-dire pendant que le véhicule se déplace et n'est pas impliqué dans un accident grave, au lieu de protéger le chauffeur, le sac d'air peut véritablement l'empêcher de conduire convenablement le véhicule. Etant donné les inconvénients cités ci-dessus de la technique antérieure, l'invention a pour objet de proposer un système de retenue équipé d'un détecteur de sécurité peu coûteux qui introduit une redondance dans le fonctionnement du système de retenue. Un autre objet consiste à proposer un système de retenue avec un détecteur de sécurité dans lequel un élément mobile par inertie provoque le contact entre deux lames de contact électriques sensiblement, simultanément. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront d'après la description suivante Un accéléromètre réalisé selon l'invention comprend un boîtier avec au moins une paire de lames de contact, et un élément à inertie se déplaçant sur une trajectoire prédéterminée en réponse à une variation de la vitesse du véhicule à moteur Les deux lames de contact sont placées sur la trajectoire de l'élément mobile par inertie de manière qu'un circuit électrique direct soit établi par le contact avec l'élément Dans une première forme de réalisation, un accident est détecté lorsqu'un contact électrique est établi au moyen de l'élément à inertie Dans une autre forme de réalisation, un contact est coudé sous l'effet de l'élément à inertie pour venir toucher un autre contact Il est important que le mouvement de l'élément à inertie ne soit pas amorti pour garantir un fonctionnement rapide du détecteur. La figure 1 représente un schéma de principe d'un système de retenue construit selon l'invention; la figure 2 est une vue latérale en élévation d'un accéléromètre construit selon l'invention; la figure 3 représente le détecteur de la figure 2 avec ses contacts fermés; la figure 4 représente une vue de dessus d'une autre forme de réalisation; la figure 5 représente une vue latérale en élévation de la forme de réalisation de la figure 4; la figure 6 représente une vue de dessous de la forme de réalisation de la figure 5; la figure 7 représente une vue latérale en élévation semblable à la figure 5 avec la masse à inertie déplacée en réponse à une décélération; et la figure 8 représente une vue latérale partielle en élévation d'un détecteur de sécurité monté sur une carte de circuit imprimé. Pour illustrer plus précisément le fonctionnement d'un détecteur de sécurité, on va maintenant faire référence à la figure 1 qui représente un schéma de principe d'un système de retenue de passager 10, ledit système de retenue comprenant un détecteur de sécurité 12 accouplé à un détecteur primaire ou discriminateur 14 Le détecteur primaire 14 déclenche à son tour un dispositif gonfleur 16 pour gonfler un sac d'air 18 Le détecteur primaire 14 peut être un détecteur amorti construit et agencé pour faire une discrimination entre des accidents, et plus particulièrement pour faire une différence entre des accidents à faible vitesse et à grande vitesse. En considérant maintenant les autres figures, un détecteur de sécurité 12 selon l'invention est habituellement monté sur le véhicule à moteur (non représenté). Le détecteur comprend une partie tubulaire 20 se terminant par une extrémité évasée 22 et par une extrémité ouverte 24 fermée par un matériau d'enrobage Ou encore, la jonction entre un bouchon 28 et 1 ' extrémité 24 peut être fermée par d'autres moyens Un bouchon 28 est placé à côté du produit d'enrobage 26 comme représenté, avec un creux sphérique 30 La partie tubulaire 20 est de préférence fabriquée en une matière plastique, et retient un élément à inertie tel qu'une bille métallique 34. L'extrémité évasée 22 porte un rebord périphérique 32, et se trouve recouverte par une fixation 44 disposée axiallement La fixation 44 peut être attachée à la partie par l'un quelconque des moyens bien connus, par exemple par de la colle ou par sertissage Sur la fixation 44 sont montées quatre lames 46, 48, 50 et 52 Pour des questions de commodité, les lames 46 et 48 seront désignées sous le nom de lames inférieures tandis que les lames 50 et 52 seront désignées sous le nom de lames supérieures Chacune de ces lames comporte une partie rectiligne qui traverse un orifice 56 de la fixation 44 Chaque lame est maintenue en place par des manchons isolants tels que des manchons 54, et est fabriquée en un matériau conducteur relativement mince et plat tel que du cuivre Les lames inférieures 46 et 48 se terminent dans leur partie supérieure par des parties respectives cintrées 58 et 60 comme indiqué sur la figure 2 Les lames supérieures 50, 52 font saillie radialement vers l'intérieur dans les passages 40 de la partie tubulaire 20 et leurs extrémités 62, 64 sont de préférence enduites d'un matériau isolant, tel qu'une matière plastique En outre, ou en variante, la bille 34 peut être recouverte d'un matériau isolant. A l'intérieur de la partie 20, sont disposés des épaulements 66, 68 destinés à pré-positionner les lames 46, 48 dans les positions représentées sur la figure 2. Un passage 40 est délimité par plusieurs nervures telles que 70 formées et agencées pour guider la bille 34 entre elles sans amortissement aérodynamique important Sur la fixation 44 est montée une butée 72 ayant une surface intérieure sphérique 74 placée face à la surface 30 Les surfaces 74 et 30 ont des rayons de courbure égaux aux rayons de la bille 34. Sur le rebord 32, est fixée une capsule extérieure 80 qui délimite une chambre 82 avec le rebord 32 et la fixation intérieure 44 A l'intérieur de la chambre 82 peut se trouver une carte de circuit imprimé 84 sur laquelle sont fixés divers éléments de circuit tels que des résistances 86 Les lames 46, 48, 50, 52 s'étendent jusqu'à la carte 84 comme indiqué sur la figure La capsule 80 comprend une languette de montage 88 pour l'installation d'un détecteur sur la paroi pare-feu 90 d'un véhicule à moteur, à travers un bloc isolant 92. Une fiche 94 reliée à la capsule 80 sert à relier la carte 84 au détecteur 12 et également à appliquer l'énergie d'alimentation. Le détecteur 12 fonctionne de la manière suivante Le détecteur de sécurité 12 peut être monté, par exemple, sur la paroi pare-feu ou dans le compartiment des passagers d'un véhicule, tandis que le détecteur primaire 14 peut être monté soit dans le compartiment des passagers, soit dans la zone de choc Les lames supérieures 50, 52 sont agencées et construites de manière à solliciter la bille 34 contre la paroi 30 comme l'indique la figure 2 Le détecteur 12 est placé avec une orientation telle que, si le véhicule subit une décélération, la bille 34 soit sollicitée dans la direction indiquée par la flèche A sur la figure 2 Si cette décélération est supérieure à un niveau de seuil sélectionné d'avance (déterminé par la force de sollicitation des lames 50, 52), la force de décélération l'emporte sur la force de sollicitation et la bille 34 est projetée dans la direction A le long du passage 40 A l'origine, la bille 34 est en contact avec les pointes des lames supérieures 50, 52 Quand la bille se déplace dans la direction A, elle incurve les lames 50, 52 dans la même direction jusqu'à ce que ces lames viennent en contact avec les parties cintrées 58, 60, comme indiqué sur la figure 3 Un circuit électrique est alors constitué entre les lames 48, 50 et un autre circuit électrique entre les lames 46 et 52 Ces circuits électriques peuvent servir à former des signaux électriques qui peuvent être envoyés, par exemple, à partir des conducteurs de la fiche 94 jusqu'au détecteur 12 comme indiqué ci-dessus. Les figures 4 & 8 représentent une forme de réalisation différente du détecteur de sécurité qui est sollicité magnétiquement plutôt que mécaniquement Plus précisément, un détecteur de sécurité 100 comprend un boîtier 102 fabriqué en deux parties: une partie tubulaire allongée 104 et une partie de base 106 La partie de base peut être arrondie dans les angles comme par exemple en 108 (figure 4) Le boîtier 102 est fabriqué en matière plastique ou en un matériau métallique non magnétique La base 106 se termine à une extrémité par une fixation 110 fabriquée en un matériau similaire à celui du boîtier 102. A l'intérieur, la partie du boîtier 104 est subdivisée en deux chambres coaxiales 112, 114 par une paroi 113 La chambre 112 loge un aimant permanent 115 La chambre 114 définit une trajectoire de mouvement pour un élément à inertie en forme de bille 116 La bille est de préférence fabriquée en un matériau susceptible d'être aimanté et sa surface est électriquement conductrice La chambre 114 porte aussi plusieurs nervures longitudinales 118 qui définissent une trajectoire pour le mouvement de la bille 116 Les nervures sont disposées de façon à permettre une circulation d'air autour de la bille 116 quand la bille traverse le boîtier de façon & s'assurer que le mouvement de la bille n'est pratiquement pas amorti Autour de la partie de boîtier 104, se trouve un élément 120 Comme l'indique la figure 56, l'élément 120 s'étend seulement le long d'une partie du boîtier 104 afin de ne pas empiéter sur la partie de boîtier 106 Cet élément 120 est fabriqué en un matériau susceptible d'être aimanté et sert à concentrer le champ magnétique créé par l'aimant 112 vers la chambre 114 De cette manière, la dimension de l'aimant, et par conséquent la dimension du détecteur, peut être réduite au minimum L'élément 120 peut être maintenu en place sur la partie du boîtier 104 par des languettes 122. La partie de boîtier 106 délimite une autre chambre 124. A l'intérieur de cette chambre 124 se trouvent deux lames de contact 126, 128 Les lames 126, 128 sont fabriquées en un matériau électriquement conducteur, souple Chaque lame est maintenue sur la fixation 110 par des parties rectilignes 130, 132 La chambre 124 est en communication avec la chambre 114 comme l'indique la figure A l'interface entre ces deux chambres, se trouve un épaulement cylindrique 134 Les lames 126, 128 sont configurées de manière à être normalement sollicitées contre l'épaulement 134 Egalement à l'intérieur de la chambre 124, sur une capsule 110, est montée une butée 138 qui définit l'extrémité de la course de la bille 116. Comme indiqué avec davantage de détails sur les figures 5, 6 et 8, les lames 126, 128 traversent la fixation 110 et sont reliées à leurs extrémités extérieures 130, 132 à des fils 140, 142 disposés, par exemple, perpendiculairement aux lames En outre, le boîtier 102 porte aussi une patte de montage 144 s'étendant parallèlement aux fils 140, 142. Comme indiqué sur la figure 8, ces éléments servent à fixer le détecteur 100 sur une carte à circuit imprimé 146 Les fils 140, 142 sont de préférence connectés à des conducteurs (non représentés) sur la carte 146, tandis que la patte 144 sert à porter le détecteur sur la carte 146. La carte 146 porte d'autres composants électroniques servant à commander le dispositif gonfleur 16 et le sac d'air 18 En outre, le détecteur primaire ou détecteur discriminateur 14 peut également être monté sur la carte 146. En fonctionnement, la masse à inertie ou bille 116 est normalement sollicitée contre la paroi 113 par l'aimant Lorsque le véhicule à moteur est impliqué dans un accident, la bille 116 s'éloigne de la paroi 113 en direction de la butée 138 Lorsque la bille touche les extrémités des lames de contact 130, 132, un circuit électrique est établi & partir d'une première lame en passant par la bille jusqu'à la seconde lame, signalant ainsi qu'un accident s'est produit Par cette action, un signal est appliqué au détecteur discriminateur, lequel détermine si le système de retenue des passagers doit être déployé. De nombreuses modifications peuvent, évidemment, être apportées & l'invention sans sortir du cadre de l'invention tel qu'il est défini ici. REVENDICATIONS 1 Accéléromètre pour détecter des variations de vitesse sur un véhicule à moteur caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: des moyens formant boîtier ( 44,20, 26) avec une partie de boîtier ( 20) ayant une première extrémité ( 24) et une seconde extrémité ( 22) opposée à ladite première extrémité ( 24) pour délimiter un passage ( 40); un élément à inertie ( 34) placé dans lesdits moyens formant boîtier ( 44, 20, 26) et dimensionné pour se déplacer dans ledit passage ( 40) sans amortissement notable; et des premiers ( 50, 52) et des seconds ( 46, 48) moyens de contact placés dans lesdits moyens formant boîtier ( 44, 20, 26), lesdits premiers moyens de contact ( 50, 52) étant flexibles pour solliciter ledit élément à inertie ( 34) vers ladite première extrémité ( 24), ledit élément à inertie ( 34) se déplaçant sans amortissement notable dans ledit passage ( 40) en réponse à une décélération afin de cintrer lesdits premiers moyens ( 50, 52) de contact vers lesdits seconds moyens ( 46, 48) de contact. 2 Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers ( 50, 52) et seconds moyens ( 46, 48) de contact incluent chacun une paire de lames de contact. 3 Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un parmi ledit élément à inertie ( 34) et lesdits moyens de contact ( 50, 52) porte un revêtement isolant pour empêcher la création d'un circuit électrique passant par ledit élément à inertie ( 34). 4 Système de retenue des passagers ( 10) pour un véhicule à moteur caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: un sac d'air ( 18) disposé dans le véhicule à moteur; une unité de commande pour déployer sélectivement ledit sac d'air ( 18) dans ledit véhicule à moteur afin de protéger un passager au cours d'un accident; un détecteur primaire ( 14) pour détecter une variation de vitesse dudit véhicule à moteur couplé à ladite unité de commande; et un détecteur de sécurité ( 12) comprenant: un boîtier ( 44, 20, 26; 104, 106, 110) monté dans ledit véhicule à moteur et délimitant un passage ( 40; 114); une paire de lames de contact ( 46, 48; 126, 128) disposées dans une direction axiale à l'intérieur dudit boîtier ( 44, 20, 26; 104, 106, 110); un élément à inertie ( 34; 116) placé dans ledit passage ( 40; 114), ledit élément à inertie ( 34; 116) étant dimensionné pour traverser ledit passage ( 40; 114) sans amortissement; et des moyens de sollicitation ( 50, 52; 115, 120) pour solliciter ledit élément à inertie ( 34; 116) jusqu'à une position déterminée d'avance. Système de retenue des passagers selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de sollicitation ( 115, 120) comprennent des moyens de sollicitation magnétiques ( 115, 120) pour solliciter ledit élément à inertie ( 116). 6 Système de retenue des passagers selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de sollicitation ( 50, 52; 115, 120) forcent ledit élément à inertie ( 34; 116) vers une première position éloignée desdites lames de contact ( 46, 48; 126, 128). 7 Système de retenue des passagers selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit boîtier ( 44, , 26; 104, 106, 110) est placé dans une position o ledit élément à inertie ( 34; 116) est sollicité vers il lesdites lames de contact ( 46, 48; 126, 128) quand ledit véhicule à moteur décélère. 8 Système de retenue des passagers selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de sollicitation ( 115, 120) comportent en outre un élément conducteur ( 120) placé & l'extérieur dudit boîtier ( 104, 106, 110) pour exercer ladite force magnétique sur ledit élément à inertie ( 116). 9 Système de retenue des passagers selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément à inertie ( 116) est constitué par une bille ( 116). Système de retenue des passagers selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites lames de contact ( 46, 48; 126, 128) portent un revêtement isolé pour isoler lesdites lames ( 46, 48; 126, 128) de ladite bille ( 34, 116). 11 Système de retenue des passagers selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une première paire de lames ( 50, 52) disposées dans la trajectoire dudit élément à inertie ( 34) et une seconde paire de lames ( 46, 48) éloignées de ladite première paire de lames ( 50, 52) voisinant ledit élément à inertie ( 34) pour former deux circuits électriques passant par ladite seconde paire de lames ( 46, 48). 12 Système de retenue des passagers selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité de commande comprend une carte à circuit imprimé ( 84, 146) et en ce que ledit détecteur de sécurité ( 12) comprend des moyens de montage ( 46, 48; 50, 52; 144) pour monter ledit détecteur de sécurité ( 12) sur ladite carte à circuit imprimé ( 84, 146). 13 Ensemble détecteur d'accident de sécurité pour un véhicule & moteur caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: un bottier ( 44, 20, 26; 104, 106, 110) contenant une paire de contacts ( 46, 48; 126, 128) un élément à inertie ( 34; 116) placé dans ledit bottier, ledit bottier définissant une trajectoire de mouvement ( 40; 114) non amortie pour ledit élément à inertie ( 34; 116) en cas de variation de vitesse; des moyens de sollicitation ( 50, 52; 115, 120) disposés dans ledit bottier ( 44, 20, 26; 104, 106, 110) pour solliciter ledit élément à inertie ( 34; 116) vers une première position le long de ladite trajectoire ( 40; 114), ledit élément à inertie ( 34; 116) s'éloignant de ladite première position en réponse à ladite variation de vitesse afin d'établir un circuit électrique entre les contacts de ladite paire de contacts ( 46, 48; 126, 128) une carte à circuit imprimé ( 84, 146); et des moyens de montage ( 46, 48, 50, 52; 144) pour monter ledit bottier ( 44, 20, 26; 104, 106, 110) sur ladite carte à circuit imprimé ( 84, 146). 14 Ensemble détecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens de sollicitation ( 115, ) comprennent un aimant ( 115) et que ledit élément à inertie ( 116) est fabriqué en un matériau magnétique. Ensemble détecteur selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits contacts ( 126, 128) traversent ledit bottier ( 104, 106, 110) pour être montés sur ladite carte à circuit imprimé ( 146).