Brevet FR2870179A1 — publié le 20051118

La présente invention est relative à un procédé et un système de protection des passagers d'un véhicule, lors d'une collision dudit véhicule. Dans l'univers automobile, afin d'assurer une protection optimale des passagers durant le déplacement et lors d'accidents de la circulation, la prolifération de moyens est de mise, sous des dispositifs qualifiés de sécurité active et passive. En regard des milliers de morts annuels par accidents automobiles (40.000 actuellement en Europe), des études très approfondies sont développées par les constructeurs automobiles, leurs équipementiers et autres centres de recherche privés et publics autour du thème de l'accidentologie, afin de rendre plus sûr le véhicule, son environnement et les infrastructures routières. Malheureusement, le bilan est toujours trop lourd, et les études et statistiques ont conduit au constat, que, les accidents par chocs frontaux provoquent 47% des morts et 69% des blessés graves. Pour la protection des passagers, la sécurité passive automobile se caractérise par des équipements embarqués tels que sièges équipés d'appuis-tête, ceintures de sécurité, et une prolifération de coussins gonflables frontaux, rideaux latéraux, coussins pour éviter le sous marinage résultant du glissement du passager sous la ceinture ventrale, etc... Les équipements de retenue des passagers deviennent de leur côté de plus en plus performants, avec des ceintures équipées de prétensionneurs, systèmes de retenue programmée, et autres coussins gonflables à volumes variables et déclenchements programmés. La technicité est encore accrue par l'apparition de ceintures de sécurité à attaches croisées sur le thorax et ventrale, à prétensionneurs pyrotechniques qui se resserrent automatiquement et instantanément en cas de forte décélération, dans le but de rendre le passager quasiment solidaire du siège, afin d'optimiser la distance comprise entre le siège et la planche de bord et réduire les effets de cette décélération brutale. De son côté, le constructeur automobile Renault, grâce à système de retenue programmé (SRP), assure durant la collision, un couplage ceinturecoussin gonflable proportionnel à la violence du choc, réduisant de 60 à 70% les efforts appliqués sur le thorax des occupants. Tous ces équipements reposent sur le constat de la collision en cours, collision détectée par divers capteurs électroniques embarqués dans le véhicule, qui pilotent dans des temps extrêmement brefs (quelques millisecondes) la mise en action des systèmes prétensionneurs de ceinture de sécurité et le gonflement des coussins gonflables afin de protéger les passagers de la violence des chocs imminents. Les efforts portent aussi et notamment sur la conception de véhicules considérés comme des absorbeurs d'énergie. Ainsi, les structures de véhicules sont optimisées pour qu'elles dissipent aux mieux l'énergie cinétique dégagée en quelques centièmes de seconde lors de la décélération du véhicule, et protéger ses occupants des conséquences néfastes sur le corps humain. Malgré tous les efforts apportés à la qualité et l'efficacité de ces équipements embarqués, aux dispositifs de protections implantés sur l'infrastructure routière, aux mesures et dispositions légales arrêtées, le constat demeure en une quantité de morts toujours préoccupantes, en des handicaps toujours trop lourds, en des traumatismes brisant la qualité de vie pour les victimes et leurs proches. Ainsi, nous constatons que les équipements embarqués ont pour but essentiel d'absorber l'énergie emmagasinée par la vitesse du véhicule, afin de préserver l'intégrité de son(ses) occupant(s) transformé(s) en projectile(s) en cas de choc. Le but de l'invention est d'apporter une autre réponse pour la protection des passagers contre les effets néfastes induits par la vitesse d'un véhicule entrant en collision. L'objet de l'invention, consisterait en un procédé et un système d'équipement de sécurité passive embarqué, destiné à assurer une diminution de la vitesse emmagasinée de façon induite par l'être humain siégeant dans l'habitacle d'un véhicule en mouvement, et destiné à accroître de fait, la distance entre un passager et les équipements installés à l'origine par le constructeur automobile, durant le déroulement d'un accident par choc frontal. Ainsi, la moindre diminution de cette vitesse qui intervient, rappelonsle pour une valeur égale à son carré dans le calcul de l'énergie emmagasinée par un corps animée d'une vitesse initiale Vo, provoquerait des résultats sensibles et performants sur les conséquences pour l'homme, en cas d'accident. Ainsi, le moindre mouvement de recul provoqué sur le passager diminuera sa vitesse absolue emmagasinée, et engendrera de fait un accroissement de la distance entre le corps du passager et les éléments du véhicule, accroissement de distance appréciable pour tous les éléments statiques et/ou dynamiques embarqués dans le véhicule. Procédé L'invention concerne un procédé de protection des passagers d'un véhicule. Le procédé comprend l'étape de compenser l'inertie desdits passagers et de disposer d'un espace accru entre le passager et les divers équipements embarqués devant ledit passager dans ledit véhicule, lors d'une collision avec un obstacle, notamment un autre véhicule, en appliquant auxdits passagers un mouvement de recul par basculement arrière par rapport à la collision imminente et/ou en cours. Pour appliquer auxdits passagers un mouvement de recul par basculement par rapport à la collision imminente et/ou en cours, et accroître, de fait, la distance entre les dits passagers et les équipements embarqués devant lui dans ledit véhicule, le procédé comprend en outre les étapes suivantes: q - l'étape de détecter une collision imminente [ayant un caractère inéluctable] et/ou en phase initiale, et de produire des données relatives à ladite collision, notamment relatives à la dynamique du véhicule, desdits passagers et dudit obstacle, - l'étape de traiter lesdits données ainsi produites et de piloter, en fonction des données traitées, via des moyens de commande, des actuateurs produisant ledit mouvement de recul par basculement, Lesdits passagers étant installés sur des sièges dont les dossiers sont rendus susceptibles 20 de basculer dans un mouvement de rotation arrière, sous l'action desdits actuateurs, par rapport à l'assise du siège. ledit procédé comprend en outre les étapes suivantes: - l'étape de retenir et de solidariser, selon un cycle piloté par lesdits moyens de commande, lesdits passagers sur lesdits dossiers de sièges et les dites assises de sièges 25 où ils sont installés, - l'étape de guider le mouvement relatif de recul et de basculement desdits passagers et desdits dossiers de sièges par rapport à ladite assise du siège, sous l'action desdits actuateurs, en fonction d'une loi de mouvement pilotée par lesdits moyens de commande. Ledit procédé comprend en outre des moyens de protection complémentaires de certaines parties des corps des passagers, notamment la tête desdits passagers; lesdits moyens de protection complémentaires étant pilotés par lesdits moyens de commande. Système L'invention concerne également un système de protection des passagers d'un véhicule. Ledit système comprend des moyens de compensation pour compenser l'inertie desdits passagers lors d'une collision avec un obstacle, notamment un autre véhicule, tout en accroissant l'espace entre les passagers et les divers équipements embarqués devant eux dans ledit véhicule, en appliquant auxdits passagers un mouvement de recul par basculement par rapport à la collision imminente et/ou en cours. Pour appliquer auxdits passagers un mouvement de recul par basculement par rapport à 10 la collision imminente et/ou en cours, ledit système comprend en outre: - des moyens de détection de l'imminence d'une collision et/ou de la phase initiale d'une collision; lesdits moyens de détection produisent des données relatives à ladite collision, notamment relatives à la dynamique du véhicule, desdits passagers et dudit obstacle; ledit système comprend en outre; - des moyens électroniques pour traiter lesdites données ainsi produites et pour piloter, en fonction des données traitées, via des moyens de commande, des actuateurs produisant ledit mouvement de recul par basculement. Lesdits passagers étant installés sur des sièges dont les dossiers sont rendus susceptibles 20 d'un basculement arrière, sous l'action desdits actuateurs, par rapport à ladite assise. Ledit système comprend en outre des moyens pour retenir et rendre solidaire, par l'intermédiaire de systèmes de retenue, selon un cycle piloté par lesdits moyens électroniques, lesdits passagers sur lesdits sièges et lesdits dossiers où ils sont installés; - des moyens de guidage pour guider le mouvement de recul par basculement relatif desdits passagers et desdits dossiers de sièges par rapport à ladite assise des sièges, sous l'action desdits actuateurs, en fonction d'une loi de mouvement pilotée par lesdits moyens de commande. Lesdits moyens de guidage comportent des paliers, des axes de rotation, des liaisons mécaniques de transmission des forces générées par lesdits actuateurs. Ledit système comprend en outre des moyens de protection complémentaires de certaines parties des corps des passagers, notamment des éléments gonflables entourant la tête desdits passagers, lesdits moyens de protection complémentaires étant pilotés par lesdits moyens électroniques en fonction de données morphologiques et/ou positionnelles relatives auxdits passagers et détectées par des capteurs. Dans leur fonctionnement, les mécanismes actionneurs pourraient obéir à des lois de mouvements programmés initialement en fonction notamment, des paramètres de vitesses, de violence de chocs analysés, d'énergie embarquée, de données morphologiques... Pour exemple de réalisation, afin de libérer instantanément, ou suivant une loi mathématique programmée, l'énergie pour la mise en oeuvre des mécanismes divers, il pourrait être fait appel à des générateurs d'énergie du type, actuateurs pyrotechniques, générateurs de gaz, ressorts spirales, etc... avec ou sans mécanismes démultiplicateurs d'efforts du types leviers et renvois articulés, parallélogrammes, transmission courroie crantée-roue dentée, cames... La mise en action des ces accumulateurs et pourvoyeurs d'énergie sera bien entendu pilotée, via une électronique embarquée, soit par les capteurs de chocs équipant le véhicule, soit par d'autres détecteurs, de type radar ou autres détecteurs de proximité installés sur le véhicule. La planche de croquis PLI illustre le fonctionnement et l'architecture générale suivant 20 l'invention concernée. La figure 1, PL 1, image en Rep.l le profil d'un véhicule, en Rep.2 la structure du véhicule, en Rep.3 l'assise des sièges, en Rep.4 le dossier des sièges articulés en Rep.5 par rapport à l'assise des sièges. Les sièges sont dotés de leur appui-tête respectif Rep.6. Ces sièges sont reliés à la structure du véhicule Rep.2, par des mécanismes et moyens connus de glissières et systèmes éventuels de réglage de sièges motorisés ou non Rep.7. Des capteurs de chocs et/ou de proximité avant Rep.8 illustrent avec le boîtier électronique Rep.9 une chaîne de pilotage, lequel boîtier Rep.9 serait implanté de préférence, dans l'habitacle, afin de minimiser les risques de détérioration durant le choc. Cette chaîne de pilotage se matérialise par l'intégration dans le boîtier Rep.9 des circuits électroniques, calculateurs et autres processeurs notamment, dont la programmation initiale s'attacherait à interpréter les signaux transmis par les détecteurs de type Rep.8, ainsi que tout autre préexistant dans le véhicule, en vue du déclenchement des actuateurs pyrotechniques et/ou autres générateurs d'énergie Rep.10, initiant le mouvement de basculement du dossier Rep.4 qui générera la rotation et le recul de la partie supérieure du corps du passager rendu solidaire du dossier Rep.4 par les équipements de retenue Rep.13. Le basculement arrière du dossier du siège Rep.4 sera induit par une possibilité de rotation commandée dudit dossier Rep.4, et pour exemple un angle de 10 à 15 , par rapport à son assise Rep.3, rotation autour d'un mécanisme palier et axe Rep.5, par exemple. La description qui va suivre s'illustre au travers des figures 1 et 2, PL 1. Ainsi, le fonctionnement envisagé se déroulerait comme suit: - le véhicule Rep.1, est nanti d'une vitesse initiale Vo, dans le sens de circulation, le pilote et éventuellement autres passagers, étant assis sur leur siège respectif Rep.3 et adossé au Rep.4. les circonstances de la circulation provoquent un choc frontal du véhicule. les occupants du véhicule, ceinturés à leur siège, sont alors, par la mise en action des prétensionneurs de ceinture, et autres équipements à retenue programmée, rendus quasiment solidaires de leur siège. les détecteurs du type Rep.8 et l'équipement électronique associé et embarqué dans le véhicule Rep.9, détectent l'imminence ou la survenance d'un choc et génèrent préventivement et/ou simultanément, et éventuellement selon une loi physique programmée dans un calculateur et autre processeur situé dans le boîtier Rep.9, une information de mise en action du générateur d'énergie Rep.10. Cette loi physique peut se concevoir comme étant une valeur proportionnelle à l'intensité du choc en cours, et à son déroulement dans le temps. à réception de cette information de commande et de pilotage éventuellement programmé, le générateur Rep.10, de type pyrotechnique par exemple, délivre son énergie, afin de solliciter le mécanisme actionneur Rep.11, dans le but de provoquer la rotation dans le sens ci), et de fait, le basculement arrière du dossier Rep.4, en accord avec le signal de régulation délivré par l'électronique de pilotage situé dans le boîtier Rep.9. ces actionneurs Rep.10, solidaires de l'assise et/ou de l'architecture du véhicule Rep.2, délivrent ainsi au dossier du siège Rep.4 et au passager considéré comme solidaire de celui-ci, un basculement dudit dossier Rep.4 par rapports à l'assise dudit siège Rep.2, basculement autour du point de rotation et/ou articulation Rep.5. - ces efforts sur le dossier du siège passager, traduits en rotation angulaire arrière dudit dossier de siège, par rapport à l'assise, procurent de fait et au moins, un amoindrissement des effets néfastes sur les passagers, par soustraction des énergies positives (vitesse Vo dans le sens de déplacement du véhicule et masse du passager), et des énergies négatives (masse du passager animé d'une vitesse inverse au sens de déplacement du véhicule), tout en provoquant de fait un accroissement de la distance entre le corps du passager et les équipements embarqués dans le véhicule. Dans un processus de fonctionnement, il est envisageable, à l'issue de la séquence de 15 recul par basculement du dossier passager, de piloter un mouvement de retour à la position d'origine de ce même dossier. Il est à noter, qu'en variante de construction, on peut concevoir diverses formes de réalisation conjuguées et/ou mixées avec les solutions présentées, dans la demande de brevet N 0404874. On peut par ailleurs concevoir que, dans un souci d'optimisation de moyens et de loi de mouvement à appliquer au couple dossier de siège - passager , il est envisageable de doter chaque siège, de jauge(s) de contrainte Rep.12 appréciant le poids supporté par le siège, jauge(s) dont les informations seront exploitées par l'électronique et le processeur embarqué Rep.9, soit pour adapter l'énergie à transmettre en fonction de la masse embarquée sur le(s) siège(s), soit pour interdire la mise en action du système de basculement du dossier en cas d'interprétation d'absence de passager sur un(des) siège(s). On peut encore concevoir que, dans tout véhicule actuel et/ou à venir, et en référence à la FIG.1, dans un souci de protection optimale des passagers, outre le fait d'équiper les ceintures de sécurité Rep.13 de coussins gonflables Rep.14 destinés à amortir et répartir la pression s'exerçant sur le corps des passagers, il est possible: d'équiper les appuis-tête de coussins gonflables enveloppant la nuque et les parties latérales de la tête des passagers Rep.15. de doter le pavillon supérieur du véhicule Rep.16, de coussins gonflables Rep.17 se déployant autour de la tête du passager suivant une géométrie analogue à un casque gonflable, afin de la maintenir durant le choc. La mise en action de ces coussins gonflables de tête, étant conjuguée à une détection de présence d'un passager (jauge Rep.12 dans l'assise du siège) et une évaluation de sa position de conduite et de sa taille par un ou des système(s) de détection Rep.18 fixé(s) pour exemple sur le pavillon, et/ou autre caméra éventuellement. Ce pseudo casque gonflable, pourrait être constitué par exemple de multiples ballons jointifs, chacun de ces ballons étant pilotés en volume et intensité, par ledit système de détection éventuellement spécifique à chacun d'eux, renseignant ainsi le système électronique de pilotage Rep.9, sur la position de la tête du(des) passager(s) considéré(s), dans les trois axes du véhicule (X, Y et Z). Ces multiples coussins gonflables pourraient être enveloppés dans une jupe Rep.19, en matière élastique par exemple. - d'équiper le soubassement de la planche de bord et/ou siège(s) arrières) de coussins gonflables, sous forme de rideau(x) vertical(aux) par exemple, coussins susceptibles de maintenir les jambes du(des) passager(s) près du siège, tout en les protégeant des déformations de l'habitacle et autres déformations et pénétrations de masses provenant des équipements sous capot véhicule par exemple, dans le cas des passagers avant. Par ce procédé et/ou système de sécurité passive embarqué dans un moyen de transport, visant au renforcement de la protection des passagers dans ledit moyen de transport, on peut contribuer à la diminution des lésions et autres conséquences plus dramatiques pour les passagers lors d'accidents de la circulation. Des systèmes de sécurité passive du type coulissement et/ou basculement, sont susceptibles de s'intégrer dans toute structure dynamique ou statique susceptible de subir des chocs, en vue d'amoindrir leurs conséquences aggravantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection des passagers d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de compenser l'inertie desdits passagers et de disposer d'un espace accru entre le passager et les divers équipements embarqués devant ledit passager dans ledit véhicule, lors d'une collision avec un obstacle, notamment un autre véhicule, en appliquant auxdits passagers un mouvement de recul par un basculement arrière par rapport à ladite collision imminente et/ou en cours. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes: - l'étape de détecter une collision imminente [ayant un caractère inéluctable] 10 et/ou en phase initiale, et de produire des données relatives à ladite collision, notamment relatives à la dynamique du véhicule, desdits passagers et dudit obstacle, - l'étape de traiter lesdits données ainsi produites et de piloter, en fonction des données traitées, via des moyens de commande, des actuateurs produisant ledit mouvement de recul par basculement 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits passagers sont installés sur des sièges dont les dossiers sont susceptibles de basculer dans un mouvement de rotation arrière, sous l'action desdits actuateurs, par rapport à l'assise desdits sièges; ledit procédé comprend en outre les étapes suivantes: l'étape de retenir et de solidariser, selon un cycle piloté par lesdits moyens de 20 commande, lesdits passagers sur lesdits dossiers de sièges et assises sièges où ils sont installés, - l'étape de guider le mouvement relatif de recul et de basculement desdits passagers et desdits dossiers de sièges par rapport à ladite assise de sièges, sous l'action des dits actuateurs, en fonction d'une loi de mouvement pilotée par lesdits moyens de commande. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de protection complémentaires de certaines parties des corps des passagers, notamment la tête desdits passagers; lesdits moyens de protection complémentaires sont pilotés par lesdits moyens de commande. 5. Système de protection des passagers d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de compensation pour compenser l'inertie desdits passagers lors d'une collision avec un obstacle, notamment un autre véhicule, tout en accroissant l'espace - 10 entre les passagers et les divers équipements embarqués devant eux dans ledit véhicule, en appliquant un mouvement de recul par basculement auxdits passagers, par rapport à la collision imminente et/ou en cours. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: - des moyens de détection (8) de l'imminence d'une collision et/ou de la phase initiale d'une collision; lesdits moyens de détection produisant des données relatives à ladite collision, notamment relatives à la dynamique du véhicule, desdits passagers et dudit obstacle; - des moyens électroniques (9) pour traiter lesdites données ainsi produites et 10 pour piloter, en fonction des données traitées, via des moyens de commande, des actuateurs (10) produisant ledit mouvement de recul par basculement, 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits passagers sont installés contre des dossiers de sièges (4) susceptibles de basculer, sous l'action desdits actuateurs (10), par rapport aux assises de sièges (3) dudit véhicule; lesdits dossiers de sièges sont montés capables de rotation par rapport aux assises de sièges; ledit système comprend en outre: - des moyens pour retenir et rendre solidaire, par l'intermédiaire de systèmes de retenue de type (13) par exemple, selon un cycle piloté par lesdits moyens électroniques (9), lesdits passagers sur lesdits dossiers de sièges et assises de sièges où ils sont installés; - des moyens de guidage (5) pour guider la rotation relative desdits dossiers de sièges passagers par rapport aux dites assises de sièges dudit véhicule, sous l'action desdits actuateurs, en fonction d'une loi de mouvement pilotée par lesdits moyens de commande. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage comportent des paliers et axes de rotation (5) et des liaisons mécaniques (11) de transmission des forces générées par lesdits actuateurs (10). 9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de protection complémentaires de certaines parties des corps des passagers (17), notamment des éléments gonflables entourant la tête desdits passagers; lesdits moyens de protection complémentaires sont pilotés par lesdits moyens électroniques (9) en fonction de données morphologiques et/ou positionnelles générées par lesdits actuateurs (10). 9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8; ledit système comprenant en outre des moyens de protection complémentaires de certaines parties des corps des passagers (17), notamment des éléments gonflables entourant la tête desdits passagers; lesdits moyens de protection complémentaires étant pilotés par lesdits moyens électroniques (9) en fonction de données morphologiques et/ou positionnelles relatives auxdits passagers et détectées par des capteurs (18).