Brevet FR2741572A1 — publié le 19970530

La présente invention concerne un siège auto pour bébé ou enfant en bas age muni d'un système de retenue et de protection déclenché automatiquement en cas d'accident. Au cours de ces dernières années, des systèmes ont été conçus de façon à améliorer la sécurité automobile dite "intérieure" qui englobe les dispositifs destinés à limiter les décélérations et les forces considérables imposées aux occupants d'un véhicule au cours d'un accident ou d'un choc violent. Parmi les systèmes de retenue de passagers, on peut citer principalement les coussins d'air (ou airbags) et les prétensionneurs de ceintures de sécurité. Ces dispositifs illustrés figure 1 répondent à plusieurs exigences. Ils doivent principalement - être. déclenchés le plus tôt possible pour assurer une protection optimale. Le tendeur de sangle ou prétensionneur (1) doit intervenir avant que le passager n'effectue un mouvement sensible vers l'avant. Le coussin d'air (2) doit être complètement gonflé avant que la passager ne le heurte après un déplacement vers l'avant. I1 est gonflé en 30 millisecondes environ par un générateur de gaz pyrotechnique monté dans le moyeu du volant et empêche toute collision dangereuse de la tête et du buste avec le volant. Les deux systèmes sont déclenchés par les impulsions électriques d'un capteur de décélération (3). Pour obtenir des temps de réponse très courts, ce capteur doit être logé à l'avant du véhicule (près du point d'impact en cas de choc frontal). Le capteur nécessaire au déclenchement des systèmes de retenue automatiques doit réagir à coup sur en cas d'accident dont la vitesse de collision atteint une valeur donnée. Par contre, ils ne doivent pas réagir aux chocs survenant en conduite normale, même sur chaussée accidentée, pas plus qu'aux légers accrochages ou aux martèlements en atelier. La chaîne de commande commune aux dispositifs de sécurité cités plus haut (airbag et prétensionneurs) est composée du capteur de décélération (3) déjà mentionné et d'un relais de commande (4). Les sytèmes de retenue adoptés sur les sièges auto pour bébé ou enfant en bas âge utilisent des ceintures ou un système de harnais. Ces dispositifs se révèlent notoirement insuffisants et très mal adaptés en cas de décélération brutale ou de choc violent. En effet, ils garantissent en général un maintien plus ou moins efficace du corps mais ne peuvent assurer la retenue du buste et de la tête. Cette lacune se révèle très critique et fort préjudiciable dans le cas d'un enfant en bas age chez lequel la répartition des masses corporelles est très différente de celle de l'adulte: le poids de la tête représentant un pourcentage du poids global nettement plus élevé chez l'enfant que chez l'adulte. La figure 2 représente une illustration du mouvement de décélération encaissé par un enfant assis sur un siège conventionnel lors d'un crash-test. Quelques fractions de secondes après l'impact, la tête est très violemment et très lourdement projetée vers l'avant. Les conséquences médicales sont très sérieuses et se traduisent généralement par des lésions cervicales ou cérébrales parfois irréversibles pouvant conduire à des incapacités permanentes. L'objet de la présente invention est de proposer une solution technique réaliste et viable visant à pallier les insuffisances des sièges auto actuels. Le système décrit ci-après ne se substitue pas aux dispositifs de retenue existants sur les sièges auto (ceinture ou harnais) mais a pour objet de les compléter en permettant une protection plus efficace des parties supérieures du corps (buste, tête et cou). La présente invention consiste en un siège auto pour bébé ou enfant en bas âge (extérieurement globalement comparable aux sièges auto actuels) muni d'un dispositif de déploiement automatique d'un système de retenue et d'amortissement de décélération déclenché automatiquement en cas de choc violent. Un générateur de gaz pyrotechnique intégré à l'habillage du siège enfant sert à fournir l'énergie nécessaire au déploiement rapide du système. Compte-tenu de la généralisation progressive des systèmes de sécurité, tels airbags et prétensionneurs de ceinture, un des objets de la présente invention consiste à utiliser le capteur de décélération de l'airbag conducteur ou des prétensionneurs de ceinture et la chaîne de commande associée existants sur le véhicule pour piloter le déclenchement du système de sécurité du siège auto. Deux raisons viennent justifier ce choix. La première est d'ordre technique : la nécessité d'obtenir des temps de réponse très courts impose à ce capteur d'être logé impérativement à l'avant du véhicule. Le capteur ne peut donc pas être intégré au siège enfant qui doit pouvoir être installé sur la banquette arrière. La deuxième raison vise à ne pas développer une chaîne de commande spécifique à l'application concernée et à utiliser ce qui existe déjà sur le véhicule et qui a fait la preuve de son efficacité et de sa fiabilité. Ce choix permet de garantir une utilisation optimale des équipements existants sur le véhicule, d'éviter les redondances et constitue un facteur significatif de réduction des coûts de développement du système et donc du prix de vente du siège auto. L'utilisation et la mise en oeuvre de la présente invention nécessite donc une connexion électrique entre la chaîne de commande de l'airbag (ou des prétensionneurs) et le générateur de gaz pyrotechnique intégré au siège enfant. Cette exigence peut être facilement et rapidement satisfaite en installant ou en prévoyant une sortie électrique du capteur ou du relais de commande de l'airbag au niveau de la banquette arrière. Lors de la mise en place du siège, il suffit de brancher, via une connexion électrique, le siège auto à la sortie éléctrique précitée. Le siège auto est donc relié électriquement à la chaîne de commande commune aux différents dispositifs de sécurité (airbag, prétensionneurs et siège auto). Un schéma électrique simplifié est présenté figure 3. Il comprend le siège auto (5), la connexion électrique (6), la capteur (3) et le relais de commande (4). Les flèches représentent les sorties électriques vers l'airbag (2) et les prétensionneurs de ceinture (1). Le fonctionnement de la présente invention est basé sur l'utilisation d'un générateur de gaz pyrotechnique intégré à l'habillage du siège auto (5) et servant à fournir l'énergie nécessaire au gonflage et au déploiement d'un système de retenue. Le dispositif présenté figure 4 après déclenchement du système de gonflage par générateur de gaz pyrotechnique est constitué de deux arceaux gonflables et déployables (7) sur lesquels est fixé et assujetti un ensemble de sangles de largeur et d'élasticité adaptées formant en position déployée une sorte de filet de retenue (8). Ce filet de retenue ou de protection, destiné à retenir le buste et les parties supérieures du corps en amortissant les effets d'une forte décélération est fixé en plusieurs points sur la moitié supérieure des arceaux. Sa longueur est déterminée de façon à pouvoir remplir sa fonction de retenue de la tête et du cou et à satisfaire, lors du déploiement, aux exigences des phases d'enveloppement et de tension des arceaux décrites plus loin. A titre indicatif, il occupe environ la demi hauteur supérieure des arceaux. Les arceaux sont fixés en partie supérieure au "ch ssis" du siège auto par une liaison (9) présentant deux caractéristiques essentielles - elle est réliée au générateur de gaz pyrotechnique et sert de conduit d'alimentation des arceaux en gaz comprimé pour assurer leur gonflage et leur déploiement. - elle autorise un degré de liberté en rotation des points d'ancrage supérieurs des arceaux gonflables. La partie inférieure de chacun des arceaux est reliée à chacune des parois latérales du siège par une liaison de type "glissière" (10) permettant une translation des points d'ancrage inférieurs en cours de gonflage. Cette glissière occupe environ la moitié inférieure d'une gouttière s'étendant sur toute la hauteur du dossier du siège et servant de logement aux arceaux une fois gonflés et en position de retenue. En partie inférieure des glissières (10), un système de verrouillage des arceaux (7) peut éventuellement être envisagé. En utilisation normale, les arceaux (7) et le filet de retenue (8) sont repliés dans les logements aménagés en partie haute du dossier du siège (figure 5). Une protection, amovible lors du déploiement, recouvre les arceaux (7) et le filet de retenue (8). Extérieurement, le siège auto, objet de la présente invention, ressemble en tout point à un siège auto conventionnel. La seule différence réside dans la présence d'une prise électrique (6) destinée à assurer une connexion électrique entre la chaîne de commande du déclenchement des différents systèmes de sécurité du véhicule et le générateur de gaz pyrotechnique du siège auto. Sur la figure 5 sont représentés en pointillés le générateur de gaz pyrotechnique (11) intégré à l'habillage du siège auto (5) et les conduits d'alimentation (12) des arceaux (7) en gaz comprimé. Lors d'un impact violent, la chaîne de commande commune aux différents dispositifs de sécurité (airbag, prétensionneurs et système de retenue du siège auto, objet de la présente invention), déclenche leur mise en service. Le générateur de gaz pyrotechnique, intégré à l'habillage du dossier du siège enfant, reçoit les impulsions électriques du capteur de décélération, se déclenche et alimente les arceaux gonflables en gaz comprimé. Le gonflage des arceaux et le déploiement du filet de protection sont suffisamment rapides et interviennent avant que l'enfant n'ait effectué un mouvement sensible vers l'avant. Le déploiement du système s'effectue selon deux phases successives - phase d'enveloppement Les figures 6 et 7 montrent la cinématique du système en début de déploiement. Le gonglage des arceaux (7) s'effectue gr ce au générateur de gaz pyrotechnique (11) alimentant les conduits (12) puis les arceaux (7) par l'intermédiaire de la liaison (9). A ce stade du déploiement, les arceaux (7) sont partiellement gonflés, le filet (8) en partie déployé et les extrémités inférieures des arceaux n'ont pas encore effectué de mouvement de translation vers le bas le long de la glissière (10). Cette phase est appelée phase d'enveloppement. Elle a pour objet d'assurer que le filet de retenue enveloppe correctement et sans risque le buste de l'enfant quelle que soit la position de ce dernier au moment du déclenchement. - phase de tension et de retenue La forme des arceaux gonflables induit lors du gonflage une force de rappel qui tend fortement à déplier les arceaux (7) présentés sur la figure 8 au cours de la phase d'enveloppement et donc à augmenter l'angle y pour rendre les arceaux (7) rectilignes. L'action de cette force se traduit par un mouvement de translation vers le bas des extrémités inférieures et un mouvement de rotation des extrémités supérieures (figure 9). Ces mouvements de translation et de rotation respectivement des points d'ancrage inférieurs et supérieurs permettent d'appliquer le système de retenue (filet de protection) et d'en assurer une tension suffisante pour qu'il puisse remplir sa fonction. A l'issue de ces deux phases, le système est en position de sécurité et permet un amortissement efficace de la décélération encaissée par la tête et le cou de l'enfant (figure 4). REVENDICATIONS 1) Siège auto pour bébé ou enfant en bas âge muni d'un système de retenue et de protection des parties supérieures du corps (buste, tête et cou) déclenché automatiquement en cas d'accident (décélération brutale) caractérisé en ce qu'il comporte deux arceaux gonflables et déployables (7) sur lesquels est fixé et assujetti un ensemble de sangles de largeur et de caractéristiques élastiques adaptées formant en position déployée une sorte de filet de retenue (8). 2) Siège auto pour bébé ou enfant en bas âge selon la revendication 1 caractérisé en ce que le déclenchement du système de retenue est commandé par la chaîne de commande (capteur de décélération (3), relais de commande (4)) de l'airbag (2) et/ou des prétensionneurs de ceinture (1). 3) Siège auto pour bébé ou enfant en bas âge selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'énergie nécessaire au gonflage et au déploiement du système est fournie par un générateur de gaz pyrotechnique (11) intégré à l'habillage du siège auto (5). 4) Siège auto pour bébé ou enfant en bas âge selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les arceaux gonflables (7) sont fixés en partie supérieure au "châssis" du siège auto (5) par une liaison (9) reliée au générateur de gaz pyrotechnique (11) et autorisant un degré de liberté en rotation et en partie inférieure par une liaison de type "glissière" (10) permettant une translation du point d'ancrage inférieur au cours du déploiement. 5) Siège auto pour bébé ou enfant en bas âge selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le déploiement du système de retenue s'effectue selon une phase d'enveloppement en début de gonflage des arceaux (7) et une phase de tension utilisant la force de rappel qui tend à déployer les arceaux. L'action de cette force se traduit par une rotation des liaisons supérieures des arceaux et une translation vers le bas des points d'ancrage inférieurs. 6) Siège auto pour bébé ou enfant en bas âge selon les revendications 1, 4 et 5 caractérisé en ce qu'un système de verrouillage en position déployée peut être aménagé au niveau des points d'ancrage inférieurs. 7) Siège auto pour bébé ou enfant en bas âge selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par la présence d'une prise électrique (6) destinée à assurer une connexion électrique entre la chaîne de commande commune aux divers systèmes de sécurité du véhicule et le générateur de gaz pyrotechnique (11) intégré au siège auto (5).