Brevet FR3032666A1 — publié le 20160819

CAPTEUR DE DETECTION DU NIVEAU DE TENSION D'UNE SANGLE D'UN HARNAIS POUR SIEGE POUR ENFANT La présente invention concerne un capteur destiné à déterminer si une sangle de maintien d'un enfant sur un siège, notamment un siège-auto ou un siège-enfant, est suffisamment tendue pour assurer un maintien satisfaisant de l'enfant. On a proposé divers système qui permettent de contrôler la bonne mise en oeuvre des dispositifs destinés à assurer, au moyen d'un harnais, le maintien d'un enfant sur un siège-auto. On connaît par exemple des systèmes qui, pour contrôler le fait qu'un enfant soit bien attaché sur son siège, vérifient que les sangles de maintien sont bien enclenchées lors de la fermeture, dans la boucle de verrouillage. De tels systèmes se révèlent inopérants pour contrôler un bon maintien de l'enfant sur le siège tout au long d'un trajet, puisqu'ils ne sont pas en mesure de signaler un dysfonctionnement si, par exemple, l'une des sangles du harnais, pour une raison ou une autre, venait à se relâcher. On connaît également des systèmes qui sont en mesure de détecter la présence d'un enfant sur un siège au moyen d'un palpeur disposé sur celui-ci et qui, par ailleurs, sont en mesure de contrôler la bonne fermeture de la boucle de verrouillage du harnais par la mesure de l'angle formé par une sangle d'entre-jambe avec le boîtier de la boucle de verrouillage. Ainsi que le précédent, de tels systèmes ne sont pas en mesure de détecter tout dysfonctionnement ayant pour effet de relâcher la tension des sangles de maintien en cours d'utilisation. 3032666 2 On connaît également par la demande WO 2007/115301 des systèmes qui contrôlent la bonne mise en oeuvre des dispositifs assurant le maintien d'un enfant sur un siège-auto en contrôlant, à l'installation de l'enfant sur ce 5 dernier, la pression exercée par la boucle de verrouillage contre le siège. De tels dispositifs ne sont pas non plus en mesure de détecter les dysfonctionnements relatifs à un défaut de tension des sangles de maintien en cours de trajet. 10 La présente invention a pour but de proposer un capteur permettant de contrôler en permanence, pendant toute la période pendant laquelle l'enfant occupe un siège-auto, la tension d'une sangle destinée à assurer son maintien sur celui-ci. 15 Par ailleurs, dans une variante de mise en oeuvre du capteur suivant l'invention, ce dernier est en mesure de transmettre, dans le cas où la tension de la sangle viendrait à prendre une valeur montrant que le maintien de l'enfant n'est plus assuré, un avertissement à des système 20 récepteurs annexes qui sont à la portée des utilisateurs, tels que par exemple des porte-clefs ou des « smartphones » ou dans le cas où le siège est un siège-auto, aux instruments de contrôle de navigation du véhicule. La présente invention a ainsi pour objet un capteur de 25 contrôle du bon état de tension d'une sangle de sécurité pour siège d'enfant, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens aptes à détecter le niveau de flexion de cette sangle en une zone de celle-ci. Ce capteur pourra comporter un élément allongé flexible 30 et élastique apte à être solidarisé de la sangle en la zone déterminée de celle-ci et des moyens de mesure aptes à mesurer la flexion dudit élément. 3032666 3 Ces moyens de mesure pourront comprendre deux inclinomètres disposés sensiblement aux deux extrémités de l'élément allongé et des moyens aptes à calculer la différence existant entre les valeurs délivrées par ces 5 derniers. Au moins l'un de ces deux inclinomètres pourra être constitué d'un accéléromètre. L'élément flexible et élastique pourra comporter à l'une de ses extrémités une cible dont une zone est apte à s'écarter d'une zone de référence lorsqu'il est soumis à 10 une flexion, des moyens de mesure étant prévus pour mesurer la distance entre la cible et ladite zone de référence. Les moyens de mesure pourront comporter un dispositif à diode laser. Dans un autre mode de mise en oeuvre la cible et la zone 15 de référence seront pourvues de deux électrodes constituant avec l'air qui les sépare en tant que diélectrique une capacité, et de moyens de mesure de la valeur de cette capacité. Dans un autre mode de mise en oeuvre l'élément flexible 20 et allongé sera recouvert d'un revêtement tel que sa résistance électrique varie lorsqu'on le soumet à une courbure. Un tel revêtement peut être formé de particules conductrices qui lui confèrent, lorsqu'il est sensiblement rectiligne, une résistance donnée et lorsqu'il est courbé, 25 une résistance d'une valeur différente et notamment supérieure. Par ailleurs le capteur comportera des moyens de mesure de la valeur de la dite résistance, notamment au moyen d'un pont diviseur Enfin le capteur pourra comporter des moyens de 30 communication à distance, notamment de type bluetooth, avec des moyens récepteurs. 3032666 4 On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, des formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue en perspective d'un siège-auto 5 pour enfant qui est équipé d'un capteur de flexion suivant l'invention, le siège-auto étant représenté avant le verrouillage de son harnais de maintien, - la figure 2 est une vue arrière du siège-auto représenté sur la figure 1, 10 - la figure 3 est une vue de côté du siège-auto représenté sur les figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue du siège-auto représenté sur la figure 3 sur lequel un enfant a pris position une fois les sangles passées sur les épaules de celui-ci, 15 - la figure 5 est une vue du siège-auto représenté sur la figure 4 une fois les sangles de maintien de l'enfant serrées, - les figures 6 et 8 sont des vues en coupe transversale d'un premier mode de mise en oeuvre d'un capteur de flexion 20 suivant l'invention, respectivement avant et après flexion de la sangle de maintien sur laquelle il est disposé, - la figure 7 est une vue de dessus du capteur de flexion représenté sur les figures 6 et 8, - les figures 9 et 10 sont des vues de détail 25 schématiques d'une variante du mode de mesure représenté sur les figures 6 à 8, - les figures 11 et 13 sont des vues en coupe transversale d'un second mode de mise en oeuvre d'un capteur de flexion suivant l'invention respectivement avant et 30 après flexion de la sangle de maintien sur laquelle il est disposé, - la figure 12 est une vue de dessus du capteur de flexion représenté sur les figures 11 et 13, 3032666 5 - les figures 14 et 16 sont des vues en coupe transversale d'un troisième mode de mise en oeuvre d'un capteur de flexion suivant l'invention respectivement avant et après flexion de la sangle de maintien sur laquelle il 5 est disposé, - la figure 15 est une vue de dessus du capteur de flexion représenté sur les figures 14 et 16, - la figure 17 est une vue schématique d'un exemple de mesure de la flexion fournie par le capteur. 10 On a représenté sur les figures 1 à 8 un premier mode de mise en oeuvre d'un capteur de flexion suivant la présente invention, qui est monté sur un siège-auto 1 pour enfant, qui est principalement constitué d'une coque comprenant une assise la, et un dossier lb. La coque est pourvue d'un 15 harnais qui comprend principalement une première sangle centrale d'entre-jambe 3 qui est fixée par l'une de ses extrémités sur l'assise la et qui comporte, à son autre extrémité, une boucle de verrouillage 5, ainsi que deux sangles latérales de maintien 7 et 9 qui sont disposées 20 symétriquement par rapport à la coque. Les premières extrémités de chacune de ces sangles 7, 9 se rejoignent sur un crochet 11 apte à coopérer avec des moyens complémentaires de la boucle de verrouillage 5, de façon à pouvoir venir se verrouiller dans celle-ci en position 25 d'immobilisation d'un enfant sur le siège 1. Les autres extrémités respectives de ces deux sangles 7 et 9 traversent des orifices 12a,12b situés en partie supérieure de la coque pour se rejoindre au verso de celle-ci sur un organe de liaison 13 sur lequel vient se fixer 30 une sangle de traction 15 qui traverse la coque pour ressortir de celle-ci au travers de moyens de blocage 17. Le capteur de flexion 18 suivant l'invention est fixé sur l'une des sangles de maintien, à savoir la sangle 7 3032666 6 dans le présent mode de mise en oeuvre, dans une zone proche de l'orifice 12a par lequel elle traverse le dossier lb. Ce capteur de flexion comprend un boîtier 19 qui se prolonge sur la sangle 7 par un détecteur de la flexion de celle-ci 5 21. Le boîtier 19 et le détecteur 21 qui lui est associé peuvent être fixés sur la sangle 7 par tous moyens, notamment par des clips, par collage, par coincement ou par clou inamovible traversant le manchon de protection de harnais pour se fixer dans le boitier 19 etc ... 10 Ce dernier, qui est représenté de façon schématique sur les figures 6 à 8, renferme un circuit électronique comprenant un microcontrôleur 26 pourvu de moyens d'alimentation, par exemple constitués d'une pile au lithium 20. 15 Le détecteur 21 qui prolonge le boîtier 19 forme un fourreau réalisé en une matière déformable et élastique, telle que par exemple un composé de polyamide, de polyéther, de polyester, d'isocyanate, etc. Ce fourreau possède cependant une rigidité suffisante pour que, en 20 l'absence de sollicitation, il soit en mesure de reprendre sa forme rectiligne ainsi que représenté sur la figure 6. Le fourreau comprend une paroi inférieure 21a en contact avec la sangle 7 et une paroi supérieure 21b. La face interne de la paroi inférieure 21a reçoit des écarteurs 25 25 qui ont pour fonction de maintenir écartées les deux parois inférieure 21a et supérieure 21b. Le détecteur dispose de moyens permettant de mesurer la distance existant entre une cible 27, disposée à son extrémité proche du boîtier 19 et une partie fixe de ce 30 dernier, ainsi que représenté sur les figures 6 à 8. Ces moyens sont par exemple constitués d'une diode laser 28 disposée dans le boîtier 19 de façon que l'axe uu' de son faisceau soit sensiblement perpendiculaire à la cible 27 3032666 7 lorsque le détecteur n'est que peu courbé. La diode laser 28 est reliée à des moyens électroniques associés 29 reliés au microcontrôleur 26 qui sont en mesure de déterminer la distance d existant entre elle et la cible 27. 5 Dans ces conditions on comprend que lorsque l'on exerce un effort de flexion F sur la sangle 7, le détecteur 21 dont la face inférieure 21a est solidaire de celle-ci se déforme, ainsi que représenté sur la figure 8, et que l'écartement existant entre la diode laser 28 et la cible 10 27 augmente pour prendre une valeur d'. Le microcontrôleur 26 qui reçoit cette information, est ainsi en mesure de déterminer la déformation angulaire fi, f2, fn subie par la sangle 7 au cours de sa déformation. Les moyens de mesure de la distance d pourraient 15 également être constitués par deux électrodes 30. L'une de ces électrodes forme la cible et est disposée sur l'extrémité du fourreau proche du boîtier 19, et l'autre électrode est disposée sur ce dernier. Ces deux électrodes 30 constituent avec l'air qui les sépare en tant que 20 diélectrique une capacité dont la valeur est fonction de leur écartement d. Comme précédemment toute torsion de la sangle 7 entraîne la torsion du détecteur 21 et en conséquence l'augmentation de la distance séparant les deux électrodes 30. Dans ces conditions la valeur de la capacité 25 existant entre les deux éléments 30 est envoyée au microcontrôleur 26 qui est en mesure d'en déduire la flexion prise par la sangle 7. Par ailleurs, le boîtier 19 peut être pourvu suivant l'invention, de moyens de transmission 31, notamment de 30 type « bluetooth », qui sont en mesure de transmettre vers des récepteurs extérieurs, tels que notamment des appareils de type « smartphone », ou des récepteurs intégrés au tableau de bord du véhicule, les paramètres collectés ou 3032666 8 des informations résultant de l'analyse de ces derniers qui sont gérées par le microcontrôleur 26. Ces appareils récepteurs pourront disposer à cet effet d'une application logicielle spécifique apte à gérer les informations 5 transmises par les moyens électroniques de transmission 31 du boîtier 19. Lorsque, ainsi que représenté sur la figure 3, l'enfant n'est pas sur le siège, la sangle 7 ne subit pas de courbure et le détecteur 21 se trouve sensiblement dans la 10 position représentée sur la figure 6 et la distance d existant entre la cible 27 et la diode laser 28 est envoyée au microcontrôleur 26. Lorsque, ainsi que représenté sur la figure 4 un enfant est en place sur le siège et que l'on passe par dessus son 15 épaule la sangle de maintien 7 on comprend que cette dernière est davantage pliée, et le détecteur de flexion 21 mesure une nouvelle distance qu'il envoie au microcontrôleur 26. Enfin, ainsi que représenté sur la figure 5, si on 20 boucle la sangle de maintien 7 et que l'on serre celle-ci de façon que l'enfant soit maintenu correctement sur siège, la flexion appliquée à la sangle au niveau capteur de flexion 18 est supérieure à la précédente et détecteur de flexion 21 mesure une nouvelle distance le du le d' au 25 supérieure à la précédente qui est communiquée microcontrôleur 26. Ce dernier compare cette valeur à une valeur de seuil ds et si la valeur mesurée d' est supérieure à la valeur de seuil, le microcontrôleur 26 en déduit que l'enfant est correctement sanglé. 30 Si tel n'est pas le cas le microcontrôleur 26 génère un avertissement, par exemple au moyen d'un buzzer, ou communiquer celui-ci via la liaison bluetooth à des moyens récepteurs distants en possession d'un utilisateur, tels 3032666 9 que notamment un « smartphone ». Dans l'hypothèse où, en cours d'un cycle de fonctionnement, tel que par exemple un transport, la boucle de serrage 5 du harnais viendrait à se détacher, le 5 détecteur 21 reprendrait alors, en raison de sa raideur propre, une forme non courbée voisine de celle représentée sur la figure 6 et la valeur de la distance existant entre la diode laser 28 et la cible 27 reprendrait une valeur d inférieure à la valeur de seuil ds amenant ainsi le 10 microcontrôleur 26 à générer une alerte. On pourrait bien entendu faire appel à un détecteur utilisant des moyens de mesure différents de celui décrit précédemment. Ainsi, on a représenté sur les figures 11 à 13 un 15 détecteur 21 qui, ainsi que précédemment, se situe dans le prolongement du boîtier 19 et comporte une languette souple et déformable 33, par exemple en un composé de polyamide, polyéther, polyester, isocyanate, etc. Cette languette possède cependant une rigidité suffisante pour que, en 20 l'absence de sollicitation elle soit en mesure de reprendre sa forme rectiligne ainsi que représenté sur la figure 10. Le boîtier 19 et le détecteur 21 comportent deux accéléromètres 35a et 35b qui sont pourvus, de façon connue, d'une fonction inclinomètre que l'on va utiliser 25 dans le cas présent. Le premier inclinomètre 35a est disposé dans le boîtier 19 et est relié au microcontrôleur 26. Le second inclinomètre 35b est disposé quant à lui à l'extrémité libre de la languette 33 et est relié au microcontrôleur 26 par une liaison filaire 37. Ainsi le 30 microcontrôleur 26 est en mesure de déterminer facilement la valeur f de la flexion du détecteur, et donc celle de la sangle 7, par la simple différence des valeurs des deux inclinomètres. Suivant un mode opératoire de même type que 3032666 10 le précédent, le microcontrôleur 26 compare cette valeur f à une valeur de seuil fs et si elle est supérieure il en déduit que la courbure est suffisante pour que l'enfant soit bien sanglé et, à l'inverse, si elle est inférieure il 5 en déduit que l'enfant est détaché et émet un signal avertisseur à l'attention de l'utilisateur. On a représenté sur les figures 14 à 17 un troisième mode de mise en oeuvre du capteur de flexion suivant l'invention. 10 Ce capteur comprend un boîtier 19 associé à un détecteur 21 qui est constitué d'une languette souple et déformable 33, par exemple en un composé de polyamide, polyéther, polyester, isocyanate, etc. Cette languette 33 possède cependant une rigidité suffisante pour que, en 15 l'absence de sollicitation, elle soit en mesure de reprendre sa forme rectiligne ainsi que représenté sur la figure 14. La languette 33 reçoit sur toute sa longueur une empreinte 38 réalisée en une encre polymère spécifique dans laquelle sont noyées des particules conductrices qui lui 20 confèrent lorsqu'elle est sensiblement rectiligne, ainsi que représenté sur la figure 14, une résistance de valeur R et lorsqu'elle est courbée, ainsi que représenté sur la figure 16, une résistance d'une valeur supérieure R'. Ainsi, suivant l'invention, il suffit de mesurer la valeur 25 de la résistance R de l'empreinte 38 pour être en mesure de déterminer si la courbure de la languette 33, et donc celle de la sangle 7, atteint ou non une valeur de seuil de flexion fs. Cette mesure pourra être faite par tout moyen et notamment, ainsi que représenté sur la figure 17, au 30 moyen d'un pont diviseur 39 en mesure, de façon connue, d'appliquer à une entrée 26a du microcontrôleur 26 une tension v qui est fonction de la résistance R de l'empreinte 38 et donc de la flexion de la sangle 7. 3032666 11 De façon intéressante le capteur de flexion suivant l'invention peut comporter des moyens permettant d'enregistrer, notamment dans le microcontrôleur 26, les paramètres de flexion de seuil fsl, fs2, ... fsn de 5 différents sièges d'enfant. Le capteur de flexion suivant l'invention peut également comporter des moyens permettant de prendre en compte, de façon automatique l'influence de la corpulence de l'enfant sur la valeur de seuil de la flexion fs lorsque, ainsi que 10 représenté sur la figure 5, celui-ci est en position sur le siège et est complètement sanglé. Suivant l'invention le récepteur distant pourra, outre le « smartphone » mentionné précédemment, être constitué par tout objet en possession de l'utilisateur et pourra 15 notamment être constitué par un porte-clefs de ce dernier. Dans un mode de mise en oeuvre simplifié de l'invention le microcontrôleur 26 ne sera pas en communication avec un récepteur distant tel qu'un « smartphone » mais sera en mesure d'émettre lui-même les informations à destination de 20 l'utilisateur, notamment par voie sonore. Ces avertissements pourront être constitués par des sons de différentes natures générés par un ou plusieurs « buzzer ou par des messages vocaux émis par un synthétiseur vocal associé au microcontrôleur 26. 25 Bien entendu, suivant l'invention, les moyens de traitement du signal peuvent comporter des éléments électroniques aptes à transmettre à distance le signal d'alarme, par exemple via une liaison Bluetooth sur le smartphone de l'utilisateur au travers d'une application 30 dédiée de celui-ci. Les moyens de traitement du signal pourraient également transmettre le signal d'alarme à un porte-clefs de l'utilisateur notamment au moyen d'une liaison de type radio fréquence. Ils pourraient également 3032666 12 transmettre le signal d'alarme à des éléments récepteurs solidaires du tableau de bord de l'automobile. La présente invention est particulièrement intéressante en ce que le présent capteur de flexion peut être disposé 5 sur un siège enfant quelconque, quelque soit le type et la marque de celui-ci, sans qu'il soit nécessaire, à l'inverse des dispositifs de l'état antérieur de la technique, de réaliser une adaptation technique si minime soit-elle sur le siège. Une telle disposition permet ainsi aux fabricants 10 de sièges pour enfant de disposer le dispositif de contrôle sur les différents modèles de leur gamme de sièges existants sans modification de ces derniers, et permet de plus à l'utilisateur de pouvoir mettre en oeuvre le dispositif de contrôle sur divers sièges en sa possession 15 sans adaptation aucune. Le capteur de flexion suivant l'invention se révèle particulièrement facile d'installation puisqu'il suffit pour le mettre oeuvre de le fixer par exemple en partie supérieure de l'une des sangles, c'est-à-dire dans une zone 20 voisine de celle 12a où la dite sangle traverse le dossier du siège. Bien que le dispositif de contrôle suivant la présente invention se révèle particulièrement intéressant pour contrôler le bon état de fonctionnement et de tension d'un 25 harnais de siège-auto pour enfant, il pourrait également être utilisé dans d'autres domaines où il est nécessaire de maintenir un enfant sur un siège dans de bonnes conditions de sécurité, par exemple dans le cas d'une chaise haute pour enfant. 30 REVENDICATIONS1.- Capteur de contrôle du bon état de tension d'une sangle de sécurité (7) pour siège d'enfant (1), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens aptes à détecter le niveau de flexion de cette sangle (7) en une zone de celle-ci. 2.- Capteur suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un élément allongé flexible et élastique (21) apte à être solidarisé de la sangle (7) en la zone déterminée de celle-ci et des moyens de mesure aptes à mesurer la flexion dudit élément. 3.- Capteur suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent deux inclinomètres (35a,35b) disposés sensiblement aux deux extrémités de l'élément allongé (21) et des moyens (26) aptes à calculer la différence existant entre les valeurs délivrées par ces derniers. 4.- Capteur suivant la revendication 3 caractérisé en ce que au moins l'un des deux inclinomètres (35a,35b) est constitué d'un accéléromètre. 5.- Capteur suivant la revendication 2 caractérisé en ce que l'élément flexible et élastique (21) comporte à l'une de ses extrémités une cible (27) dont une zone est apte à s'écarter d'une zone de référence lorsqu'il est soumis à une flexion, des moyens de mesure (28) étant prévus pour mesurer la distance (d) entre la cible (27) et ladite zone de référence. 6.- Capteur suivant la revendication 5 caractérisé en ce que les moyens de mesure comportent un dispositif à diode laser (28). 7.- Capteur suivant la revendication 5 caractérisé en ce que la cible (27) et la zone de référence sont pourvues de deux électrodes (30) constituant avec l'air qui les 3032666 14 sépare en tant que diélectrique une capacité, et de moyens de mesure (26) de la valeur de cette capacité. 8.- Capteur suivant la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément flexible et allongé (33') est recouvert 5 d'un revêtement (38) tel que sa résistance électrique (R) varie lorsqu'on le soumet à une courbure. 9.- Capteur suivant la revendication 8 caractérisé en ce que l'élément flexible et allongé (33') est recouvert d'un revêtement (38) dans lequel sont noyées des particules 10 conductrices qui lui confèrent, lorsqu'il est sensiblement rectiligne, une résistance donnée (R) et lorsqu'il est courbé, une résistance (R') d'une valeur différente. 10.- Capteur suivant l'une des revendications 8 ou 9 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure 15 (39,26) de la valeur de la dite résistance (R). 11.- Capteur suivant la revendication 10 caractérisé en ce que les moyens de mesure de ladite résistance sont constitués d'un pont diviseur (39). 12.- Capteur suivant l'une des revendications 20 précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de communication à distance (31), notamment de type bluetooth, avec des moyens récepteurs (40). 25 30