Brevet FR2930744A1 — publié le 20091106

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation pour la protection des personnes dans un véhicule pour éviter les blessures dans les situations de danger, notamment en cas d'accident ou de me- nace d'accident. L'invention concerne également un procédé de protection des personnes dans un véhicule dans le cas de situations dangereuses. Etat de la technique Pour éviter les blessures en cas d'accident ou de menace d'accident, on a récemment mis l'accent sur les développements de protection du conducteur et des passagers d'un véhicule. On a notamment mis en avant des moyens pour qu'en cas de menace d'accident la per-sonne soit dans une position qui lui permet en cas d'accident effectif, d'être aussi peu blessé que possible. Pour cela, on a développé par exemple des systèmes de tendeur de ceinture et des systèmes de réglage du siège qui le placent dans une position aussi redressée que possible. Les systèmes de réglage du siège dans une position aussi peu dangereuse que possible utilisent des moteurs électriques qui réalisent la position assise appropriée. L'actionnement de ces moteurs électriques qui servent habituellement à régler le confort en position assise nécessitent néanmoins un temps relativement long qui est généralement de plu-sieurs secondes. C'est pourquoi de tels systèmes ne sont efficaces que si l'on dispose d'un temps suffisant avant l'éventuel accident. Le document DE 103 21 871 Al a proposé d'utiliser des moteurs électriques fonctionnant selon une première vitesse lente pour le réglage du confort et une seconde vitesse, plus rapide, pour leur application comme système de protection des passagers. Mais cela nécessite une commande relativement complexe des moteurs électriques. Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne une installation pour la protection des personnes dans un véhicule en cas de situation de danger, notamment d'un accident ou d'une menace d'accident, comprenant : - un siège ayant au moins un rembourrage gazeux, pouvant être gon- flé et dégonflé, - une installation pour modifier la pression du rembourrage gazeux, - un appareil de commande pour commander la pression du rembourrage gazeux, et - au moins un capteur pour saisir la situation de risque, un signal du capteur étant appliqué à l'appareil de commande et cet appareil de commande est conçu pour commander le niveau de pres- sion du rembourrage gazeux en fonction du signal. L'installation selon l'invention pour la protection des per-sonnes dans les véhicules en cas de situation de danger présente l'avantage, vis-à-vis de l'état de la technique, d'être d'une construction simple légère et économique. Cela est très avantageux relativement aux tentatives de réduction de la consommation de carburant des véhicules. De plus, l'installation selon l'invention pour la protection des personnes permet une adaptation très rapide du siège ce qui assure une meilleure sécurité si l'on ne dispose que d'un intervalle de temps relativement fai- ble entre la détection d'une situation de risque et l'accident effectif car le réglage du siège vers la position de sécurité se fait très rapidement. Selon l'invention, ce résultat est obtenu par l'utilisation d'actionneurs pneumatiques. Ce qui se traduit par une économie significative de matière et de poids. Notamment les moteurs électriques utilisés jusqu'alors selon l'état de la technique avec leurs appareils de commande compliqués et les câblages pourront être remplacés par des composants pneumatique. De façon particulièrement avantageuse, les composants pneumatiques sont en outre utilisés comme des installations de confort équipant le siège, par exemple pour assurer une meilleure tenue latérale, assurer une fonction de massage et/ou une adaptation optimale du siège à chaque personne. Lorsque se présente une situation de ris-que, le système de confort pneumatique deviendra alors un système de sécurité pneumatique. L'installation selon l'invention pour la protection des per-sonnes comprend ainsi un siège ayant au moins un rembourrage gazeux, une installation pour en modifier la pression, un appareil pour commander la pression du rembourrage ainsi qu'un capteur pour saisir la situation de risque. La valeur saisie par le capteur permet de déduire la probabilité d'accident transmise à l'appareil de commande ; ce der- nier commande la pression dans le rembourrage (encore appelé "rem-bourrage d'air") en fonction de ces considérations. Cela permet de commander le rembourrage d'air dans le siège, notamment en fonction de la direction prévisible de la collision. L'appareil de commande est de préférence un appareil de commande de siège installé dans ou sur le siège. En variante il peut être un appareil central qui commande d'autres systèmes de sécurité du véhicule, tels que par exemple les systèmes ABS, ESP, les tendeurs de ceinture, les coussins gonflables, les systèmes de dynamique de rou- lage, etc.... L'avantage de l'appareil central de commande est de pouvoir adapter les différents systèmes de sécurité, de manière optimale les uns par rapport aux autres pour que les occupants ne subissent, si possible, aucune blessure ou seulement des blessures réduites. De façon préférentielle, il s'agit d'un capteur assurant la surveillance de l'environnement correspondant à la zone devant le véhicule et/ou derrière celui-ci et/ou à côté du véhicule. Cela peut se faire par exemple à l'aide d'une installation comportant une caméra. De façon préférentielle on fournit également à l'appareil de commande des valeurs provenant d'autres capteurs (vitesse de rotation des roues, force de freinage, vitesse de lacet, vitesse linéaire du véhicule, angle de braquage et autres) pour obtenir des informations supplémentaires concernant l'état de risque. Un état de risque décrit également la situation inhabituelle dans laquelle peut se trouver un véhicule par exemple lors d'un mouvement latéral contraire provoqué par un dérapage. Pour pouvoir modifier aussi rapidement que possible la pression dans le rembourrage gazeux, l'installation modifiant la pression comporte de préférence un compresseur notamment un compresseur à pistons. De façon préférentielle en plus ou en variante il est prévu un accumulateur de pression dans lequel règne une pression su- périeure à la pression atmosphérique. La pression nécessaire au rem-bourrage gazeux peut ainsi être prélevée directement dans l'accumulateur de pression sans avoir à utiliser pour cela un compresseur ou autre moyen. Selon un autre développement préférentiel de l'invention, l'installation pour modifier la pression comporte en outre un accumula- teur à dépression dans lequel règne une pression inférieure à la pression atmosphérique. Une liaison reliant le rembourrage gazeux avec l'accumulateur à dépression permet de le vider rapidement. En particulier une combinaison de l'accumulateur de pression et de l'accumulateur de dépression permet d'assurer une réaction rapide en cas de risque menaçant. De manière particulièrement préférentielle, l'accumulateur à dépression et l'accumulateur à pression sont installés dans un boîtier commun ce qui donne une construction très compacte. De façon préférentielle, l'installation pour la protection des personnes comporte en outre un dispositif pneumatique de réglage de siège. Le dispositif de réglage pneumatique de siège est commandé par l'appareil de commande pour régler différentes positions de parties du siège telles que l'inclinaison du dossier, la hauteur de l'assise, la position d'assise dans la direction longitudinale du véhicule et autres. Ce- la permet d'assurer pneumatiquement selon l'invention, les réglages du siège qui se font selon l'état de la technique à la main ou par des actionneurs électriques. En particulier cela permet de réaliser un siège très léger intégrant des composants pneumatiques pour la protection des personnes et son réglage. On peut envisager une combinaison des deux systèmes commandés à la fois par les moyens pneumatiques et par un moteur électrique pour permettre une combinaison des mouvements. De manière préférentielle le siège comporte en outre un appui-tête équipé d'au moins un coussin à air. Un coussin à air de l'appui-tête est commandé par le même appareil de commande que le coussin à air du siège lorsqu'un état de risque est détecté. La présente invention concerne en outre un procédé de protection des personnes dans un véhicule dans une situation ou état de risque selon lequel au moins un rembourrage gazeux équipant le siège sera gonflé ou dégonflé en fonction de l'état de risque prévisible. Selon l'invention on utilise ainsi les coussins à gaz (encore appelés coussins à air) intégrés dans le siège comme une installation de sécurité dans des situations à risque. De manière préférentielle, en mode de fonctionnement normal on utilise le coussin à air pour une seconde fonction, par exemple comme installation de massage. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un siège de véhicule équipé d'une installation de protection de la personne selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un schéma pneumatique de l'installation de protection d'une personne de la figure 1. Description d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention Figures 1 et 2 on décrit ci-après une installation 1 pour la protection des personnes dans un véhicule, selon un exemple de réalisation de l'invention. Il est à remarquer que la présente description utilise indifféremment les expressions, � coussin à gaz � ou � coussin à air � ou encore � rembourrage gazeux � ou � rembourrage à air �, pour désigner des poches gonflables avec un gaz, en général de l'air. Selon la figure 1, l'installation de protection 1 comporte plusieurs coussins à air 21-27 installés dans un siège 2. Le siège 2 comporte un dossier 2a et une assise 2b ; les coussins à air ou coussins à gaz 21-27 équipent à la fois le dossier 2a et l'assise 2b. Le dossier 2a comporte notamment un rembourrage latéral gauche et droit 21, 22 ainsi qu'un appui-dos 25. L'assise 2b comporte un rembourrage latéral gauche et droit 23, 24, un rembourrage central 26 et un rembourrage avant 27. Le rembourrage avant 27 est prévu aussi loin que possible dans une position avancée de l'assise 2b et sur une largeur aussi grande que possible. Ce rembourrage à air, avant, 27, lorsqu'il est gonflé, et aussi le rembourrage d'assise centrale 26, à l'état dégonflé évitent que le bas du dos d'une personne ne glisse vers l'avant. Cela permet d'éviter que la personne ne glisse sous un coussin à air, une fois gonflé. Comme le montre en outre la figure 1, le siège 2 comporte un moyen de réglage en hauteur de l'assise (flèche A) par un réglage pneumatique de la position de l'assise (flèche B) et un réglage de l'inclinaison du dossier 2a (flèche C). Le siège 2 comporte en outre un appui-tête 3 réglable en hauteur, de manière pneumatique (flèche D). 5 L'appui-tête 3 est également équipé de plusieurs rembourrages à air 31-35. Sur le schéma pneumatique de la figure 2, l'installation de protection 1 comporte un accumulateur de pression 5 et un accumu- lateur de dépression 6. Ces deux accumulateurs sont logés dans un boîtier commun 4. L'accumulateur de pression 5 est rempli par un compresseur à pistons 7 ; la pression dans l'accumulateur de pression 5 porte la référence P1. Cette pression est supérieure à la pression atmosphérique. Le niveau de pression dans l'accumulateur de pression 5 est de préférence de 1,5 x 105 Pa. Une dépression P1 inférieure à la pression atmosphérique, de préférence de l'ordre de 0,5 x 105 Pa, règne dans l'accumulateur de dépression 6. Le compresseur à pistons 7 peut générer non seulement la pression de l'accumulateur de pression 5 mais également la dépression de l'accumulateur de dépression 6. L'accumulateur de pression 5 ou l'accumulateur de dépression 6 sont reliés par différentes conduites et vannes de commutation V 1-V7 aux rembourrages de flancs, latéraux gauche et droit 21, 22. Les vannes de commutation V5 et V7 permettent en outre de relier un branchement 13 ou 14 avec l'atmosphère. Pour des raisons de simplification les autres liaisons par des conduites pneumatiques vers les autres coussins d'air dans le siège ou dans l'appui-tête ne sont pas représentées. L'installation de protection 1 comporte un appareil de commande 8 relié à un grand nombre de capteurs 9, 10, 11. La figure 2 ne montre que trois capteurs 9, 10, 11 qui représentent les capteurs d'environnement. Le capteur 9 surveille la zone à l'avant du véhicule ; le capteur 10 surveille la zone à l'arrière du véhicule et le capteur 11 sur-veille la zone latérale du véhicule. L'appareil de commande 8 peut également être relié à d'autres capteurs tels que des capteurs pour saisir une vitesse de rotation de roue, des capteurs de vitesse, des capteurs de vitesse de lacet et autres. L'appareil de commande 8 est en outre relié au compresseur 7 ainsi qu'aux vannes de commutation V 1-V7 ; les liai-sons avec les vannes de commutation V1 et V7 ne sont pas représentées à la figure 2 pour des raisons de simplification. En outre la conduite entre les accumulateurs de pression 5, 6 et les coussins d'air 21, 22 7 sont équipés d'une installation de mesure de pression 12 également reliée à l'appareil de commande 8 (non représenté). En commutant de manière appropriée des vannes de commutation V 1-V7 on peut remplir ou vider les rembourrages de flancs latéraux 21, 22. De la même manière on peut également relier les autres rembourrages aux coussins d'air 23 à 27 du siège ou les rem-bourrages à air 31 à 35 de l'appui-tête aux accumulateurs de pression 5, 6. L'appareil de commande 8 définit ainsi le niveau de pression de tous les rembourrages à air ou à gaz du siège 2 et de l'appui-tête 3. En fonctionnement normal, l'appareil de commande 8 est conçu pour assurer les fonctions de confort de sorte que les rembourrages à air assurent par exemple une fonction de massage ou qu'en cas de déplacement en courbe ils assurent une meilleure tenue latérale par le gonflement du rembourrage à air situé du côté extérieur de la courbe et le dégonflage du rembourrage à air situé du côté intérieur de la courbe. En outre l'appareil de commande 8 assure le réglage de siège par des actionneurs pneumatiques. Ainsi en mode de fonctionnement normal l'appareil de commande 8 assure les fonctions de confort du siège 2. Si une situation ou un état de risque tels que par exem- ple une collision ou un dérapage du véhicule se produisent, les capteurs 9, 10, 11 et le cas échéant d'autres capteurs fournissent des signaux à l'appareil de commande centrale 8. L'appareil de commande centrale 8 est conçu pour qu'en fonction des signaux reçus par les capteurs ils dé-finissent la situation de risque (ou situation de danger) et qu'en fonction de la situation de danger ainsi saisie, il commande les coussins à air ainsi que les installations de réglage pneumatique du siège 2. Si par exemple on détecte un risque de collision latérale, l'appareil central de commande 8 permet de gonfler les coussins à air situés du côté de la collision prévue et il pourra dégonfler les coussins à air situés à l'opposé. Les occupants sont ainsi repositionnés davantage vers l'intérieur du véhicule par la commande des coussins à air ce qui réduit le risque de blessure liée à la collision latérale. On peut régler une stratégie de gonflement ou de dégonflement différente sur le côté du véhicule autre que celui de la collision car par exemple pour une collision du côté du conducteur, l'accompagnateur ne devra pas nécessairement être déplacé vers l'intérieur de l'habitacle. En outre en même temps que les variations de pression des rembourrages à air dans le siège on met également le siège dans une position aussi optimale que possible en fonction de la situation de risque prévisible, pour réaliser un effet aussi bon que possible des autres systèmes de sécurité tels que les coussins gonflables, les tendeurs de ceinture ou autre. L'utilisation de l'accumulateur 4 qui comprend l'accumulateur de pression 5 et l'accumulateur de dépression 6 permet également d'assurer un gonfle-ment ou un dégonflement rapide des rembourrages d'air. L'utilisation de l'accumulateur 4 et la simple commutation des vannes de commutation V 1-V7 on produit une variation immédiate de la pression dans les rembourrages à air. Par comparaison avec des systèmes classiques, cela se traduit par une avance considérable de sorte que l'installation de protection sera activée même dans le cas d'un accident qui se produit à très court terme. Dans le cas d'une menace de collision frontale, l'appareil central de commande 8 positionne les occupants pour remplir les rem-bourrages d'air, latéraux, gauche et droit pour positionner l'occupant au milieu du siège 2. En outre le rembourrage d'air avant 27 sera gonflé et les coussins d'air 25, 26 seront dégonflés pour éviter que l'occupant ne glisse sous un coussin gonflable jusque dans l'espace des pieds dans le véhicule. On peut régler une autre stratégie de gonflement si l'on dis-pose d'informations supplémentaires concernant les occupants. Par exemple pour des personnes de taille particulièrement grande on pourra dégonfler tous les coussins d'assise ou pour des personnes de taille particulièrement petite on pourra gonfler tous les coussins de façon que ces personnes occupent une position adaptée à la position de sortie par rapport à un coussin d'air, en fonction de la taille des personnes. On remarque que les vannes de commutation V 1-V7 ainsi que d'autres vannes de commutation non représentées pour les autres rembourrages d'air sont intégrées de préférence dans un bloc de vannes commun pour permettre une fabrication très compacte. En outre le compresseur à pistons 7 est de préférence également intégré dans le siège 2. Enfin en variante, à la place d'un appareil central de commande 8, on peut également utiliser un appareil de commande distinct intégré dans le siège 2. Cet appareil de commande intégré dans le siège peut être relié soit directement aux capteurs soit être relié par l'intermédiaire d'un appareil central de commande. L'appareil de commande de siège, intégré, a l'avantage de pouvoir réaliser le siège sous la forme d'un module compact et qu'après le montage il suffit de le relier à l'appareil central de commande ou aux capteurs. Selon l'invention on utilise le système pneumatique de siège réalisant habituellement les fonctions de confort, dans ce cas comme installation de protection pour une situation de risque, pour positionner les occupants de manière aussi optimale que possible dans le siège en fonction de la situation de risque, prévue. A côté des capteurs dirigés vers l'avant tels que les caméras, les capteurs à ultrasons, les radars, on peut également utiliser les autres capteurs équipant déjà le véhicule et servant à d'autres systèmes de sécurité tels que les systèmes ESP, ABS, etc. En outre le compresseur à pistons 7 et l'accumulateur 4 peuvent également être choisis non pas pour un unique siège mais à deux sièges. Cela permet de réduire le nombre de pièces composant l'installation de protection pour plusieurs sièges. L'installation de protection 1 selon l'invention permet également de réduire le risque de blessure entre deux passagers qui pourraient se blesser réciproquement par leur déplacement.25 REVENDICATIONS1 °) Installation pour la protection des personnes dans un véhicule en cas de situation de danger, notamment d'un accident ou d'une menace d'accident, comprenant : s - un siège (2) ayant au moins un rembourrage gazeux (21 à 27) pouvant être gonflé et dégonflé, - une installation (5, 6, 7) pour modifier la pression du rembourrage gazeux, - un appareil de commande (8) pour commander la pression du rem-10 bourrage gazeux, et - au moins un capteur (9, 10, 11) pour saisir la situation de risque, un signal du capteur (9, 10, 11) étant appliqué à l'appareil de commande (8) et cet appareil de commande (8) est conçu pour commander le niveau de pression du rembourrage gazeux (21-27) en fonction du 15 signal. 2°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'appareil de commande (8) est un appareil de commande de siège ins- 20 tallé dans ou sur le siège ou encore l'appareil de commande (8) est un appareil central de commande d'autres systèmes de sécurité du véhicule, notamment les systèmes ABS, ESP, les tendeurs de ceinture ou les coussins gonflables. 25 3°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le capteur (9, 10, 11) est un capteur d'environnement qui surveille une zone à l'avant du véhicule et/ou une zone à l'arrière du véhicule et/ou des zones latérales du véhicule. 30 4°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation pour modifier la pression dans le rembourrage gazeux est un compresseur (7), notamment un compresseur à pistons. 35 °) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation pour modifier la pression du rembourrage gazeux comporte un accumulateur de pression (5) dans lequel règne une pression supés rieure à la pression atmosphérique. 6°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation pour modifier la pression du rembourrage gazeux comporte 10 un accumulateur de dépression (6) dans lequel règne une pression inférieure à la pression atmosphérique. 7°) Installation selon les revendications 5 et 6, caractérisée en ce que 15 l'accumulateur de pression (5) et l'accumulateur de dépression (6) sont logés dans un boîtier (4), commun. 8°) Installation selon la revendication 1, comprenant en outre 20 un dispositif pneumatique de réglage de siège qui règle de manière pneumatique la position du siège (2), l'appareil de commande (8) étant conçu afin que, dans une situation de risque, il commande le dispositif de réglage de siège en fonction du signal du capteur (9, 10, 11). 25 9°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le siège (2) comporte un appuie-tête (3) ayant au moins un rembourrage gazeux (31 à 35) et l'appareil de commande (8) permet de commander 30 les rembourrages de gaz (31 à 35) des appuie-têtes. 10°) Procédé de protection des personnes dans un véhicule pour des situations de risque, notamment en cas d'accident ou de menace d'accident, qui permet de modifier la pression d'au moins un rembour- 35 rage gazeux (21 à 27) associé à un siège (2) en fonction des signaux decapteurs qui donnent notamment une indication concernant la direction de la situation de risque prévisible, en gonflant ou dégonflant.5