Brevet FR2791015A1 — publié le 20000922

La présente invention concerne un dispositif pour siège de véhicule adapté pour empêcher un occupant du véhicule de glisser vers l'avant sous la ceinture de sécurité en cas de choc, lors d'une collision, par exemple. Une ceinture de sécurité est généralement utilisée pour retenir un passager ou un conducteur de véhicule afin de l'empêcher d'être projeté vers l'avant en cas de choc, lors d'une collision, par exemple, et de heurter le tableau de bord ou le volant. Toutefois, une retenue excessive par la ceinture de sécurité est susceptible d'exercer une pression indésirable sur la poitrine de l'occupant ou même de faire subir à ce dernier le coup du lapin. On a donc l'habitude de régler la course d'absorption d'énergie en ajustant l'allongement de la ceinture de sécurité, à l'aide d'une ceinture de sécurité à absorption d'énergie ou d'un enrouleur équipé d'un mécanisme d'absorption d'énergie permettant un léger déroulement de la ceinture de sécurité, afin de maintenir une tension constante de celle-ci lorsqu'une tension excessive est détectée. Cependant, lorsque la vitesse du choc est élevée, ces mesures risquent de ne pas permettre d'absorber suffisamment l'énergie du choc pour éviter des lésions résultant de la pression exercée sur la poitrine et la tête de l'occupant du véhicule. Un autre problème réside dans le phénomène dit du sous-marin ou le glissement vers l'avant de l'occupant du véhicule sous la ceinture de sécurité, dû au fait que la ceinture pectorale ne retient pas le bassin de l'occupant. La ceinture de sécurité du type mentionné ci- dessous n'est pas efficace pour empêcher ce phénomène et peut même accroître le risque de glissement vers l'avant lorsqu'elle doit s'allonger pour s'adapter à la course d'absorption d'énergie. C'est la raison pour laquelle il a été proposé antérieurement de soulever l'extrémité avant du siège uniquement en cas de choc. Ces propositions comprennent des systèmes faisant appel à un coussin gonflable (demandes de brevet japonais publiées sous les numéros (kokai) 5-229378, 7-81466 et 3-227745), des systèmes comportant un soulèvement mécanique de l'extrémité avant du siège (demandes de certificat d'utilisé japonais publiées sous les numéros (kokai) 2- 149328, 3-121947 et 4-93222), et des systèmes comportant un organe d'actionnement pyrotechnique pour soulever mécaniquement l'extrémité avant du siège (demande de certificat d'utilité japonais publiée sous le numéro (kokai) 3-61446). Ces dispositifs peuvent prévenir le phénomène du sous-marin dans une certaine mesure, mais sont incapables d'empêcher les lésions de la poitrine et de la tête du passager ou du conducteur du véhicule, dues à la partie de l'énergie du choc que la ceinture de sécurité ne peut absorber. En se livrant à une étude approfondie, les inventeurs de la présente invention ont découvert que la résistance mécanique de la poitrine de l'occupant d'un véhicule est suffisamment élevée pour résister avec une certaine marge à la force de propulsion vers l'avant engendrée lors d'un choc, et qu'il est possible de réduire la charge maximale exercée sur la poitrine et la tête de l'occupant en sélectionnant de manière appropriée la force de retenue, ou le degré et le moment de retenue, du bassin et des parties adjacentes de celui-ci, telles que les cuisses et les hanches. Compte tenu de ces problèmes de l'art antérieur et de la découverte des inventeurs, la présente invention a pour but principal de proposer un dispositif pour siège de véhicule qui permette d'empêcher un glissement vers l'avant d'un occupant du véhicule sous la ceinture de sécurité en cas de choc, lors d'une collision, par exemple, en réduisant la charge exercée sur la poitrine et la tête de l'occupant. La présente invention a pour autre but de proposer un dispositif pour siège de véhicule de ce type qui soit de structure simple. Pour atteindre les buts ci-dessus et selon un premier aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif pour siège de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur destiné à détecter un choc; un organe de retenue d'occupant relativement passif; un organe de retenue d'occupant actif, mobile entre une position de repos et une position déployée; un organe d'actionnement destiné à déplacer l'organe de retenue actif de la position de repos à la position déployée; un mécanisme de verrouillage destiné à maintenir l'organe de retenue actif sensiblement au niveau de la position déployée, une fois que celui-ci a été déployé; et une unité de commande destinée à activer sélectivement l'organe d'actionnement en fonction d'un résultat de détection du détecteur de choc; l'unité de commande étant adaptée pour activer l'organe d'actionnement à un moment tel que le bassin de l'occupant soit soumis à un niveau maximum d'accélération avant la tête et la poitrine de ce dernier. Etant donné que la charge agissant sur l'occupant du véhicule est ainsi davantage répartie, la charge maximale exercée sur les parties critiques du corps humain, telles que la poitrine et la tête, peut être réduite. En particulier, le bassin ou la taille, et leurs parties adjacentes, ont une résistance mécanique relativement élevée comparativement à d'autres parties de la structure osseuse du corps humain, et sont relativement exempts de charge au moment d'un choc si l'occupant du véhicule est assis, de sorte qu'une augmentation de la charge exercée sur ces parties n'est pas susceptible de créer des problèmes importants. Conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention l'organe de retenue passif comprend une ceinture de sécurité et l'organe de retenue actif comprend un organe antiglissement adapté pour soulever l'extrémité avant d'un siège. L'organe d'actionnement utilisé pour ce dispositif peut être sélectionné parmi tous les organes d'actionnement connus, capables d'un actionnement rapide; toutefois, un ensemble à piston/cylindre actionné par une matière pyrotechnique est particulièrement adapté à cet effet. De préférence, l'organe d'actionnement comprend un cylindre, un piston reçu dans ce dernier, et un moyen de propulsion logé dans le cylindre pour augmenter rapidement la pression interne de celui-ci, afin de créer une poussée capable d'expulser rapidement le piston hors du cylindre. Selon un second aspect de l'invention, il est proposé un dispositif pour siège de véhicule destiné à empêcher un glissement vers l'avant d'un occupant du véhicule sous la ceinture de sécurité en cas de choc, lors d'une collision, par exemple, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur destiné à détecter un choc; une ceinture de sécurité prévue en association avec un siège du véhicule; une organe antiglissement mobile entre une position de repos et une position déployée pour soulever une extrémité avant du siège; un organe d'actionnement destiné à déplacer l'organe antiglissement de la position de repos à la position déployée; un mécanisme de verrouillage destiné à maintenir l'organe antiglissement sensiblement au niveau de la position déployée, une fois que ce dernier a été déployé; et une unité de commande destinée à activer sélectivement l'organe d'actionnement en fonction d'un résultat de détection du détecteur de choc; l'unité de commande étant adaptée pour activer l'organe d'actionnement sensiblement avant que la ceinture de sécurité ne commence à retenir la tête et la poitrine de l'occupant du véhicule. Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortira plus clairement de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un dispositif pour siège de véhicule selon la présente invention; la figure 2 est une vue latérale schématique, fragmentaire et avec arrachement partiel, du dispositif pour siège de véhicule; la figure 3 est une vue en coupe montrant la structure d'un organe d'actionnement du dispositif; et les figures 4a à 4c sont des graphiques montrant la relation entre l'accélération de différentes parties du corps d'un occupant d'un véhicule et le temps, afin d'illustrer le principe du dispositif pour siège de véhicule selon l'invention. En référence aux dessins et en particulier aux figures 1 et 2, des glissières de siège 1 fixées à la caisse d'un véhicule supportent une armature de siège 2 afin que celle-ci puisse coulisser dans le sens longitudinal du véhicule, un mécanisme de réglage de position de siège, non représenté sur les dessins, permettant d'immobiliser l'armature de siège 2 au niveau d'une position souhaitée. L'armature de siège 2 supporte de manière pivotante deux éléments de liaison 3 et 4 disposés de chaque côté d'elle. L'élément de liaison gauche 3 comprend un bras long 3a et un bras court 3b qui s'étendent perpendiculairement l'un par rapport à l'autre, et est fixé de manière pivotante à l'armature de siège par l'intermédiaire d'un axe 5, au niveau de son point intermédiaire. L'élément de liaison droit 4 est composé uniquement d'un bras long et est fixé de manière pivotante à l'armature de siège 2 au niveau de son extrémité de base par l'intermédiaire d'un axe non représenté sur les dessins. Les extrémités libres des bras longs de ces éléments de liaison 3 et 4 sont reliées l'une à l'autre par une barre 6 qui s'étend transversalement au siège. L'extrémité libre du bras court 3b de l'élément de liaison 3 est reliée à une extrémité libre lOa d'un piston 10 d'un organe d'actionnement 8 qui sera décrit ci-après. L'axe de pivotement 5 est équipé d'un mécanisme de verrouillage unidirectionnel 7 qui, par exemple, peut consister en un embrayage unidirectionnel du type à bille connu en soi. Ce mécanisme permet un mouvement de rotation libre dans le sens des aiguilles d'une montre de l'élément de liaison 3, lorsqu'on le considère sur la figure 2, ou un mouvement vers le haut de la barre 6, mais empêche un mouvement de rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre de l'élément de liaison 3, lorsqu'on le considère sur la figure 2, ou un mouvement vers le bas de la barre 6, afin de maintenir la barre 6 en position, une fois que cette barre 6, qui sert d'organe destiné à empêcher le phénomène du sous-marin ou d'organe antiglissement, est déployée. En référence à la figure 3, l'organe d'actionnement 8 comprend un cylindre 9 assujetti de manière fixe à l'armature de siège 2, un piston 10 reçu de manière coulissante dans le cylindre 9, et un générateur de gaz 11 logé dans le cylindre 9, du côté de l'extrémité de base lob du piston 10. L'extrémité de base lob du piston 10 vient en contact avec la surface de l'alésage intérieur du cylindre 9 par l'intermédiaire d'un joint torique. Par conséquent, sous l'effet d'une augmentation rapide de la pression interne du cylindre 9, due à l'inflammation d'une matière pyrotechnique du générateur de gaz 11, l'extrémité libre du piston 10 peut être projetée hors du cylindre 9 à une grande vitesse. En référence à nouveau à la figure 2, le générateur de gaz 11 de l'organe d'actionnement 8 est relié à une unité de commande 12 comprenant un circuit de commande pour l'organe d'actionnement 8. Cette unité de commande 12 est régalement reliée à un détecteur de choc 13 qui peut consister en un détecteur d'accélération, afin que le générateur de gaz 11 puisse être allumé et que l'organe d'actionnement 8 puisse être activé en fonction d'un résultat de détection du détecteur de choc 13 pour obliger la barre 6 à soulever une partie avant d'un coussin du siège. L'unité de commande 12 comprend une unité centrale de traitement (CPU)-et est adaptée pour déterminer le moment de l'allumage du générateur de gaz 11 après réception d'un signal de sortie du détecteur de choc 13. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'organe d'actionnement 8 n'est prévu que d'un côté du siège, mais il peut évidement être prévu de chaque côté de celui-ci pour permettre une meilleure fiabilité, une répartition favorable des organes et/ou une diminution de la taille et du coût de l'organe d'actionnement. Dans ce cas, le dispositif associé à l'élément de liaison droit 4 peut être conçu de manière identique à celui associé à l'élément de liaison gauche 3. Le fonctionnement de ce mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit. Tout d'abord, lorsqu'un choc, tel qu'un choc dû à une collision, est détecté par le détecteur de choc 13, le générateur de gaz ll est allumé et le gaz résultant augmente rapidement la pression interne du cylindre 9, ce qui a pour effet de projeter rapidement l'extrémité libre du piston 10 hors du cylindre 9. Ceci a à son tour pour effet d'obliger l'élément de liaison 3 fixé à l'extrémité libre lOa du piston 10 à pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre, de sorte que le bras long 3a relié à l'organe d'actionnement 8 par l'intermédiaire du bras court 3b se déplace vers le haut en même temps que la barre 6, et que la partie avant du siège se bombe ou se renfle pour supporter les cuisses, les hanches et la taille de l'occupant du véhicule depuis l'extrémité avant. Le moment de l'allumage du générateur de gaz 11 pour provoquer le bombement ou le renflement du siège est choisi de telle façon que le bassin de l'occupant du véhicule subisse une accélération maximale avant la tête et la poitrine de ce dernier. Les figures 4a à 4c montrent, par des lignes en trait plein, la relation entre l'accélération des différentes parties du corps de l'occupant du véhicule avec le temps, en cas de choc, lorsque l'occupant du véhicule est assis dans un siège équipé du dispositif de la présente invention. Un mannequin d'homme de 50e percentile HYBRID-III a été assis dans un siège conventionnel d'un véhicule automobile compact, véhicule qui a été soumis à une collision frontale, sensiblement sans mou dans la ceinture de sécurité. Comme l'indiquent les lignes en trait discontinu des graphiques des figures 4a à 4c, l'accélération maximale s'est produite sensiblement simultanément, soit approximativement dans les 40 à ms après le choc, au niveau de la poitrine et de la taille, l'accélération maximale au niveau de la tête s'étant produite un peu après, soit environ 10 ms plus tard (lignes en trait discontinu). Un test similaire a été réalisé à l'aide d'un siège équipé du dispositif selon la présente invention. L'organe d'actionnement a été activé à un moment relativement précoce après la détection d'un choc. L'activation de l'organe d'actionnement était complète dans les 20 à 30 ms après le choc. Par conséquent, lorsque l'organe d'actionnement a été activé, l'occupant du véhicule avait à peine commencé à être projeté vers l'avant. L'organe antiglissement ou la barre 6 se trouvait dans une partie du siège adjacente aux cuisses de l'occupant du véhicule (150 à 250 mm en avant des hanches). Lorsque l'occupant du véhicule a commencé à être projeté vers l'avant, sa taille ou son bassin a été retenu(e) relativement immédiatement et la déformation de l'organe antiglissement a absorbé une certaine partie de l'énergie de choc de l'occupant du véhicule (environ 30 à 40 ms après le choc). Sous l'effet du mouvement consécutif vers l'avant de l'occupant du véhicule, la tension de la ceinture de sécurité a atteint son niveau maximal, c'est-à-dire que le bassin de l'occupant a été complètement retenu et a subi le niveau d'accélération maximal (40 à 50 ms après le choc). Le niveau d'accélération maximal sur la tête a été atteint ensuite (50 à 60 ms après le choc). Comme cela a été expliqué précédemment, étant donné que conformément au dispositif pour siège de véhicule de la présente invention, le pic du niveau d'accélération appliqué au bassin et aux parties adjacentes de celui-ci apparaît plus tôt que celui appliqué aux autres parties (voir figure 3), l'énergie appliquée à la tête et à la poitrine (zones A et B) est réduite de l'énergie représentée par la surface de zone C. Autrement dit, la charge maximale appliquée au bassin peut augmenter légèrement, mais les charges maximales exercées sur la poitrine et la tête sont considérablement réduites. Même après la fin de la production de gaz par le générateur de gaz et la perte de la force d'entraînement fournie par l'organe d'actionnement 8, le mécanisme de verrouillage unidirectionnel 7 empêche la barre 6 soulevée de redescendre, et l'action antiglissement se poursuit. L'organe de retenue, ou la barre 6, est soulevé par un mouvement de rotation dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, mais il peut également se déplacer linéairement vers le haut. L'organe de retenue n'est pas limité à un élément en forme de barre, et la charge exercée sur l'occupant du véhicule peut être réduite encore davantage si l'organe de retenue est formé d'un matériau capable d'absorber une énergie. Ainsi, des matériaux tels que fer, aluminium et matière plastique, et des organes tels que des courroies et des tissus métalliques, ainsi que des coussins gonflables adaptés pour permettre une absorption d'énergie maîtrisée à l'aide d'un orifice ou d'un autre moyen permettant de contrôler un débit, peuvent être utilisés. Comme cela ressortira de la description ci-dessus, conformément à un aspect particulier de la présente invention, l'organe d'actionnement est activé pour Il soulever une partie d'un coussin de siège à l'aide d'un organe de retenue et pour retenir le bassin ou la taille, et leurs parties adjacentes, de l'occupant du véhicule afin que ces parties soient soumises à la charge maximale avant que la poitrine et la tête ne le soient, pour ainsi répartir sur d'autres parties la charge qui, sinon, serait appliquée à la poitrine et à la tête de l'occupant. Par conséquent, la charge maximale appliquée aux parties critiques du corps humain, telles que la poitrine et la tête, peut être réduite pour éviter des lésions de ces parties et le phénomène de glissement. De plus, le soulèvement des cuisses du conducteur ou du passager avant que le véhicule ne subisse un choc frontal assure une meilleure protection des genoux et des jambes de l'occupant du véhicule. Bien que la description précédente ait porté sur des modes de réalisation préférés de la présente invention, celle-ci n'est évidemment pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés ici et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour siège de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: un détecteur (13) destiné à détecter un choc; un organe de retenue d'occupant relativement passif; un organe de retenue d'occupant actif (6) mobile entre une position de repos et une position déployée; un organe d'actionnement (8) destiné à déplacer l'organe de retenue actif (6) de la position de repos à la position déployée; un mécanisme de verrouillage (7) destiné à maintenir l'organe de retenue actif sensiblement au niveau de la position déployée, une fois que ce dernier a été déployé; et une unité de commande (12) destinée à activer sélectivement l'organe d'actionnement (8) en fonction d'un résultat de détection du détecteur de choc (13); l'unité de commande étant adaptée pour activer l'organe d'actionnement (8) à un moment tel que le bassin de l'occupant soit soumis à un niveau maximal d'accélération avant la tête et la poitrine de ce dernier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de retenue passif comprend un ceinture de sécurité, et en ce que l'organe de retenue actif comprend un organe antiglissement (6) adapté pour soulever une extrémité avant d'un siège. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement (8) comprend un cylindre (9), un piston (10) reçu dans ce dernier, et un moyen de propulsion logé dans le cylindre (9) pour augmenter rapidement la pression interne de celui-ci, afin de créer une poussée capable d'expulser rapidement le piston (10) hors du cylindre (9). 4. Dispositif pour siège de véhicule destiné à empêcher un glissement vers l'avant d'un occupant du véhicule sous la ceinture de sécurité en cas de choc, lors d'une collision, par exemple, caractérisé en ce qu'il comprend: un détecteur (13) destiné à détecter un choc; o une ceinture de sécurité prévue en association avec un siège du véhicule; une organe antiglissement (6) mobile entre une position de repos et une position déployée pour soulever une extrémité avant du siège; un organe d'actionnement (8) destiné à déplacer l'organe antiglissement (6) de la position de repos à la position déployée; un mécanisme de verrouillage (7) destiné à maintenir l'organe antiglissement (6) sensiblement au niveau de la position déployée, une fois que ce dernier a été déployé; et une unité de commande (12) destinée à activer sélectivement l'organe d'actionnement (8) en fonction d'un résultat de détection du détecteur de choc (13); l'unité de commande étant adaptée pour activer l'organe d'actionnement (8) sensiblement avant que la ceinture de sécurité ne commence à retenir la tête et la poitrine de l'occupant du véhicule. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement (8) comprend un cylindre (9), un piston (10) reçu dans ce dernier, et un moyen de propulsion logé dans le cylindre (9) pour augmenter rapidement une pression interne du cylindre (9), afin de créer une poussée capable d'expulser rapidement le piston (10) hors du cylindre (9).