Brevet FR3051166A1 — publié le 20171117

CAPOT DE VEHICULE AUTOMOBILE UTILISE COMME « BOUCLIER » EN CAS DE CHOC FRONTAL La présente invention se situe dans le domaine de la sécurité routière, plus particulièrement la sécurité des passagers des véhicules automobiles, dans les cas de collisions frontales avec des obstacles fixes ou mobiles. Actuellement, les principaux éléments de la sécurité automobile passive et active sont : - Des dispositifs tels que la ceinture de sécurité (2 points, 3 points, harnais, à prétensionneur). - La déformation de la structure conçue pour absorber un maximum d'énergie lors de l'impact : pare-chocs, châssis, carrosserie, capot. - Les airbags (ou coussins gonflables de sécurité) interviennent également afin de minimiser les dommages dus au choc subis par les passagers à l'intérieur du véhicule. Ils sont parfois utilisés en combinaison avec les ceintures à prétensionneur. Celles-ci commencent par plaquer le passager sur son siège, puis relâchent progressivement leur tension afin d'accompagner le ralentissement du buste et de la tête. Le but étant d'obtenir une décélération la moins brutale possible pour le corps. - Dispositif de retenue pour enfant (DRE) : ces équipements sont spécifiques aux enfants. - Le pare-brise avant et les vitres en Triplex participent à la sécurité durant un choc, en évitant les projections à l'intérieur ou l'éjection des passagers. - L'appuie-tête permet de préserver les passagers du « coup du lapin ». - Les barres de protection latérales dans les portières évitent au véhicule de trop se déformer en 25 cas de choc latéral. - L'arceau de sécurité sur les cabriolets protège en cas de tonneau. - La direction en essieu brisé évite en cas de collision frontale que la colonne unique remonte dans l'habitacle et vienne blesser le conducteur. Elle se plie au niveau des transmissions de ses essieux. 30 - Le barreaudage situé à la périphérie des poids lourds, dans leur partie basse, empêche les véhicules plus légers de s'encastrer entre les essieux. Tenant compte de tous les éléments préalablement exprimés, l'auteur de la présente invention a imaginé une protection supplémentaire de l'habitacle et des passagers. 35 Le dispositif de la présente invention, se caractérise, lors d'une collision frontale d'un véhicule automobile (V) avec un obstacle (Ob) fixe ou mobile, par l'utilisation du capot comme « bouclier » afin de protéger l'habitacle et ses occupants. Plus précisément, il se caractérise par une conception particulière du capot (Cp) qui, juste avant que le choc ne se produise ou au 40 tout début du choc, est déplacé très rapidement pour venir se positionner entre l'obstacle (Ob) et le pare-brise (Pb) du véhicule (V) et se transformer ainsi en « bouclier ». Un des avantages réside dans le fait que tous les véhicules automobiles disposent d'un capot ; seule leur adaptation est nécessaire. 45 Selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, le dispositif comprend plusieurs éléments fonctionnels coopérant entre eux : a) - Des moyens de détection des obstacles, embarqués ou non, dits « détecteur d'obstacle » (Dt), pour relever les caractéristiques des obstacles pouvant se trouver sur la voie devant le véhicule (V). La zone examinée par le « détecteur d'obstacle » (Dt) est dite « zone de 50 détection » (Zd) et les informations recueillies sont transmises à « analyseur » (An), (Voir Figures 1 et 2). 3051166 2 b) - Des moyens d'analyse et de calcul embarqués, dits « analyseur » (An), pour traiter les informations fournies par le « détecteur d'obstacle » (Dt) et par les autres capteurs (S), déterminer les caractéristiques de positionnement et de situation du véhicule (V) et de l'obstacle (Ob), déterminer si une collision entre le véhicule (V) et l'obstacle (Ob) est 5 inévitable, transformer ces informations en directives et transférer ces directives à « actionneur » (Act). c) - Des moyens d'application embarqués, dits « actionneur » (Act) pour déclencher le dispositif de protection active: transfert rapide du capot devant le pare-brise. 10 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « détecteur d'obstacle » (Dt) est constitué préférablement par un ou plusieurs LIDAR (Light Detection And Ranging) utilisant plus particulièrement la technologie du laser, et/ou par un ou plusieurs RADAR (Radio Detection And Ranging) utilisant un équipement à ondes électromagnétiques, et/ou par tout autre dispositif capable d'assurer la télédétection et le positionnement d'obstacles, par exemple 15 la localisation par satellites. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « détecteur d'obstacle » (Dt) embarqué est placé à l'avant du véhicule et orienté vers la zone de détection (Zd) ; il est fixe ou orientable, mécaniquement ou électroniquement, verticalement et horizontalement, de manière à balayer la « zone de détection » (Zd) située devant le véhicule. en permanence la portion de 20 route et ses à-côtés, dite « zone de détection » (Zd) située devant le véhicule (V), afin de détecter la présence d'obstacles (Ob) pouvant se trouver devant le véhicule (V). (Voir Fig. 1 et 2). Il transmet instantanément et en continu, par réseau filaire ou télétransmission, les données signalétiques et géographiques ainsi relevées à l' « analyseur » (An). Ces données concernant les obstacles (Ob) éventuels sont : leur position par rapport au véhicule (V), l'importance de leur masse, le type de matériau : métallique ou non métallique. L' « analyseur » (An) en déduit, en utilisant également les données transmises par les autres capteurs (S) ainsi que son horloge, les vitesses du véhicule (V) et des obstacles (Ob), leurs accélérations, leurs trajectoires prévisibles dans un futur proche et leur dangerosité. Selon le mode de réalisation de l'invention, le « détecteur » peut être un simple « détecteur de choc» (Dc), assisté ou non assisté par un « Analyseur » (An). Lors d'un choc important, le « détecteur de choc » (Dc) ou l'« analyseur » (An) transmettent à l' « actionneur » (Act) l'ordre de relever le capot. Selon le mode de réalisation de l'invention, « l'analyseur » (An) est constitué par un ou 35 plusieurs calculateurs informatiques et/ou dispositifs électroniques embarqués. Selon le mode de réalisation de l'invention, l' « analyseur » (An) est capable d'effectuer simultanément plusieurs fonctions, notamment : - La réception, l'enregistrement et le traitement de certaines ou de toutes les données suivantes, 40 regroupées ici en 2 catégories a) et b): a) : Données servant à déterminer les trajectoires prévisibles du véhicule (V) et de l'obstacle (Ob) et déterminer si une collision est inévitable : * Les données signalétiques et géographiques des obstacles se trouvant dans la «zone de 45 détection » (Zd), fournies par le «détecteur d'obstacle » (Dt) ou par un système de localisation par satellites ; ces dispositifs existent actuellement, bien qu'ils ne soient pas encore commercialisés. * Les données fournies par le compteur de vitesse (Cv) du véhicule (V). * Les données fournies par l'accéléromètre (Ac) qui indique les accélérations et décélérations 50 longitudinales et/ou verticales et/ou transversales du véhicule (V). * Les données fournies par le capteur d'angle du volant (Ca) du véhicule (V). * Les données fournies par le gyroscope (Gy) embarqué. 3051166 3 b) Données ayant pour but de valider ou non la mise en oeuvre du dispositif de protection active * Les données fournies par le manomètre (Mm) placé sur le circuit de freinage, ou par le 5 capteur de position de la pédale de freins (Fr) ou par l'accéléromètre du véhicule (V). * L'information émanant du dispositif de validation (Bp) dont dispose le conducteur du véhicule (V). Cette donnée n'est reçue et traitée par l'analyseur (An) que si le conducteur a validé la mise en oeuvre du dispositif de protection active. 10 - L'analyseur recoupe l'ensemble de ces données dans le but de déterminer si une collision est inévitable et s'il doit donner l'ordre à l' « actionneur » (Act) de mettre en oeuvre le dispositif de protection active. Selon le mode de réalisation de l'invention, lorsque l'analyseur a déterminé qu'une collision était inévitable, il provoque l'envoi d'un signal sonore et/ou lumineux au conducteur afin que 15 celui-ci valide ou ne valide pas, au moyen de la commande (Bp), la mise en oeuvre du dispositif de protection : le déplacement du capot devant le pare-brise. Si le conducteur a validé la mise en oeuvre du dispositif de protection, l' « analyseur » (An) détermine les données directives à communiquer à « actionneur » (Act) et les lui transmet au moyen d'une transmission filaire ou d'une télétransmission. 20 Selon le mode de réalisation de l'invention, l' « actionneur » (Act) comprend principalement un dispositif (Dv) permettant de dévenouiller le capot et un « moteur » (M) dont la fonction est de propulser rapidement le capot entre l'obstacle (Ob) et le pare-brise (Pb) du véhicule (V), soit en le faisant pivoter autour de ses charnières (Cn), de l'avant vers l'arrière (Voir Fig. 3), ou 25 de l'arrière vers l'avant (Voir Fig. 4), soit par un mouvement de translation (Voir Fig. 5 et 6) pour le placer devant le pare-brise. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, pour éviter la mise en oeuvre intempestive de « actionneur » (Act), celui-ci n'est actionné que si le conducteur freine énergiquement. 30 Un manomètre (Mm) placé sur le circuit du liquide de freins ou un capteur de position de la pédale de frein (Fr) ou la décélération importante constatée par l'accéléromètre (Ac) ont pour objet de s'assurer que le conducteur freine énergiquement, ce qui confirme qu'il a conscience du risque de collision. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, « l'actionneur » (Act) provoque le déplacement du capot si l'« analyseur » (An) a déterminé que la collision est inévitable et /ou si le conducteur a actionné énergiquement la pédale de frein et/ou a validé, au moyen de la commande (Bp) l'ordre de relever le capot. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, (Voir Fig. 9), 1' « actionneur » (Act) met en oeuvre un dispositif (Dv) permettant de déverrouiller le capot (Cp) et un « Moteur » (M) dont la fonction est de propulser le capot « Cp) entre l'obstacle (Ob) et le pare-brise (Pb) en faisant pivoter le capot sur ses charnières. Suivant la conception du véhicule (V), le capot pivote de l'avant vers l'arrière (Voir Fig. 3) ou de l'arrière vers l'avant (Voir Fig. 4). Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, l' « actionneur » met en oeuvre, un dispositif (Dv) permettant de déverrouiller le capot et un « moteur » (M) dont la fonction est de le propulser entre l'obstacle (Ob) et le pare-brise du véhicule (V) par un mouvement de translation suivant le profil avant supérieur du véhicule (V) ; (Voir Fig. 5, position au repos, et Fig. 6, après propulsion du capot devant le pare-brise), combinaison d'un mouvement de l'avant vers l'arrière et de bas en haut, guidé en cela par des glissières fixes, (Gd) et (Gg). (Voir Fig. 5 et 6), parallèles, situées sur la carrosserie et/ou sur le châssis, à droite et à gauche du capot (Cp) et du pare-brise (Pb). Le capot est pourvu d'au moins 2 tétons (Tt) sur chacun de ses 3051166 4 côtés : (Voir Fig. 7). Ces tétons coulissent dans les glissières (Gd) et (Gg) sans pouvoir en sortir pendant la translation. (Voir Fig. 8 : En haut (1) : Téton dans sa glissière, vue en coupe. Au milieu (2) : position au repos, vue de dessus. En bas (3): position pendant la translation, vue de dessus.). 5 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le « moteur » (M) peut être constitué par un ou plusieurs des dispositifs techniques suivants : - Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le « moteur » (M) peut être constitué par 10 un ou plusieurs airbags (Ab), situés entre le bloc moteur du véhicule (V) (ou le coffre) et le capot (Cp). En se gonflant, les airbags (Ab) relèvent le capot et le placent devant le pare-brise, en le faisant pivoter autour de ses charnières (Voir Fig. 3 et 4). La course du capot peut être complète ou être arrêtée avant, par exemple à la verticale, ou dans une position intermédiaire, de façon à ce que le choc de l'obstacle (Ob) contre le capot se produise avant que l'obstacle 15 (Ob) n'arrive contre le pare-brise. - Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le « moteur » (M) peut être constitué par un ou plusieurs ressorts (Rs) reliant la carrosserie (Cr) et/ou le châssis (Ch) au capot (Cp), et disposés de telle sorte que, lorsqu'ils se détendent ou se contractent, ils relèvent le capot et le placent devant le pare-brise, en le faisant pivoter autour de ses charnières (Voir Fig. 9) ou en 20 lui faisant effectuer un mouvement de translation guidé par les glissières (Gd) et (Gg). (Voir Fig. 10). - Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le « moteur » (M) peut être constitué par un ou plusieurs moteurs linéaires électromagnétiques (Em), comme par exemple ceux utilisés par les suspensions BOSE, reliant le capot à la carrosserie et/ou au châssis. 25 - Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le « moteur » (M) peut être constitué par un ou plusieurs moteurs pas à pas (Pp) reliant le capot à la carrosserie et/ou au châssis. - Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le « moteur » (M) peut être constitué par un ou plusieurs dispositifs hydrauliques, pneumatiques ou hydropneumatiques (Hy) reliant le capot à la carrosserie etJou au châssis. 30 - Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le « moteur » (M) peut être constitué par un ou plusieurs dispositifs pyrotechniques (Py) reliant le capot à la carrosserie et/ou au châssis. -Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le « moteur » (M) peut être constitué par tout moyen existant permettant de mouvoir rapidement le capot pour l'amener devant le pare-35 brise. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, et afin de ne pas créer des interférences avec d'autres « détecteurs d'obstacles » équipant d'autres véhicules disposant de la présente invention, les fréquences des ondes électromagnétiques du SONAR, ou lumineuses du LIDAR, 40 sont différentes pour tous les véhicules. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, et en fonction des informations transmises par le « détecteur d'obstacles » (Dt), « analyseur » (An) peut faire la distinction entre un petit obstacle, par exemple un piéton, un animal ou un cycliste, et un gros obstacle, par 45 exemple un autre véhicule automobile. Il appartiendra au concepteur du véhicule (V) équipé de la présente invention de déterminer dans quelles conditions la mise en oeuvre de l'invention sera déclenchée, de façon à éviter de la déclencher si cela n'est pas nécessaire, par exemple si l'obstacle est un animal, un piéton ou un cycliste. 50 3051166 5 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES: - Figure 1 : Situation de veille. 5 - Figure 2 : Vue de dessus de la zone (Zd) examinée par le détecteur d'obstacle (Dt). - Figure 3 : Capot se relevant de l'avant vers l'arrière, poussé par des airbags. - Figure 4 : Capot se relevant de l'arrière vers l'avant, poussé par des airbags. - Figure 5 : Capot se relevant de l'avant vers l'arrière et de bas en haut par un mouvement de translation. Ici, capot non relevé. Vue de dessus des glissières (Gd) et (Gg). 10 - Figure 6 : Capot se relevant de l'avant vers l'arrière et de bas en haut par un mouvement de translation. Ici, capot relevé. Vue de dessus des glissières (Gd) et (Gg). - Figure 7 : Vue de dessous des tétons (Tt) fixés sous capot (Cp). - Figure 8: Vues d'un téton (Tt) coulissant dans une glissière (Gd) ou (Gg). En haut (1): coupe montrant un téton dans une glissière. Au milieu (2): téton au repos dans une glissière. En bas 15 (3) : téton en train de coulisser dans une glissière. - Figure 9 : « Moteur» (M) actionnant un capot pivotant de l'avant vers l'arrière. - Figure 10: « Moteur» (M) actionnant un capot translaté. - Figure 11: Organigramme fonctionnel. 20 ABRÉVIATIONS, dans l'ordre alphabétique : - Ab : Airbags. - Ac : Accéléromètre. - Act : Actionneur. 25 - An : «Analyseur » embarqué (calculateurs) - Bp : Dispositif de validation de mise en oeuvre de la protection active dont dispose le conducteur. Par extension, commande dont dispose le conducteur. - Ca : Capteur angle volant. - Ch : Châssis. 30 - Cn : Charnières. - Cp : Capot. - Cr : Carrosserie. - Cv : Compteur de vitesse. - Dc : Détecteur de choc. 35 - Dt : Détecteur d'obstacle : (RADAR, LIDAR, Satellites...). - Dv : Dispositif de déverrouillage du capot. - Em : Moteur linéaire électromagnétique. - Fr : Capteur position pédale de freins. - Gd et Gg : Glissières de droite et de gauche (sur carrosserie ou sur châssis). 40 - Gy : Gyroscope. - Hy : Dispositif hydraulique, pneumatique ou hydropneumatique utilisé pour relever le capot. - M : Dispositif moteur utilisé pour relever le capot. - Mm : Manomètre. - Ob : Obstacle. 45 - Pb : Pare-brise. - Pp : Moteur pas à pas. - Py : Dispositif pyrotechnique utilisé pour déplacer le capot. - Rs : Ressorts. - S : Capteurs. 50 - Tt : Tétons fixés sous le capot, coulissant dans les glissières (Gd) et (Gg). - V : Véhicule équipé de l'invention. - Zd : Zone de détection surveillée par le détecteur d'obstacles. REVENDICATIONS1 - Dispositif de protection des passagers des véhicules automobiles (V), en cas de 5 collision frontale, caractérisé en ce qu'il est constitué : a) - D'un « détecteur d'obstacle » (Dt), Radar ou Lydar, dont la fonction est d'examiner la portion de route se trouvant devant le véhicule (V) et les à-côtés de la route ou d'un service de géolocalisation par satellites, et de transmettre à « analyseur » (An) ces informations. b) - D'un « analyseur » (An) embarqué ayant pour fonction, grâce aux informations reçues du 10 « détecteur d'obstacle » (Dt) et des autres capteurs (S), d'évaluer le risque de collision frontale avec d'éventuels obstacles (Ob) et, éventuellement, d'ordonner à l'actionneur (Act) la mise oeuvre du dispositif de protection active. c) - D'un « actionneur » (Act) ayant pour fonctions, sur ordre de l' « analyseur » (An), de mettre en oeuvre le dispositif de protection active : déverrouiller et déplacer rapidement le 15 capot pour l'amener devant le pare-brise. 2 - Dispositif de protection des passagers des véhicules automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le « détecteur d'obstacle » (Dt) est constitué d'un ou plusieurs RADAR, et/ou d'un ou plusieurs LYDAR et/ou d'un dispositif de géolocalisation par 20 satellites, et/ou tout dispositif de télédétection. Le détecteur d'obstacle (Dt) examine en permanence la zone de la route que doit emprunter le véhicule dans le futur proche ainsi que les à-côtés de cette route. Cette zone est dite « Zone de détection », (Zd). Le détecteur d'obstacle a pour fonction de détecter les obstacles éventuels, de les situer précisément dans l'espace par rapport au véhicule (V), de déterminer approximativement leur masse, de 25 déterminer s'ils sont en métal, et de transmettre ces informations à « analyseur » (An). 3 - Dispositif de protection des passagers des véhicules automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que des informations provenant de un ou plusieurs des capteurs suivants (S) peuvent être fournies à r« analyseur » (An). Le compteur de vitesse (Cv), 30 un accéléromètre (Ac), un gyroscope (Gy), un capteur d'angle du volant (Ca), un manomètre (Mm), un capteur de position de la pédale de freins (Fr), des données de géolocalisation par satellites, ainsi que le dispositif de validation (Bp) de mise en oeuvre de la protection active dont dispose le conducteur du véhicule. 35 4 - Dispositif de protection des passagers des véhicules automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un « détecteur de chocs » (Dt) qui peut être mécanique, électromécanique, électronique ou une combinaison des trois , assisté ou non par un « analyseur » (An) peut donner l'ordre à « actionneur » (Act) de relever le capot dans le cas où une collision frontale avec un obstacle est amorcée. 40 - Dispositif de protection des passagers des véhicules automobiles selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que un ou plusieurs calculateurs, dits « analyseur » (An) traitent en permanence les informations reçues du « détecteur d'obstacle » (Dt) ou du « détecteur de choc » (Dc), ainsi que de certains autres capteurs (S) afin de déterminer les 45 trajectoires dans un futur immédiat, des éventuels obstacles (Ob) et du véhicule (V). L' « analyseur » détermine, en fonction de ces informations, si une collision avec un obstacle est inévitable, il s'assure que l'obstacle (Ob) présente un danger de par sa masse. Il peut également s'assurer que le conducteur freine énergiquement et que celui-ci a validé la mise en oeuvre du dispositif de protection. 50 6 - Dispositif de protection des passagers des véhicules automobiles selon les revendications 1 à 5, selon lequel l'analyseur (An) envoie un signal au conducteur du 3051166 7 véhicule (V) pour l'informer qu'une collision est inévitable. Le conducteur peut valider ou ne pas valider la mise en oeuvre du dispositif de protection active. Dans le cas où le conducteur a validé cette mise en oeuvre au moyen de la commande (Bp), « analyseur » (An) envoie à « actionneur » (Act) les directives ayant pour but de déclencher la protection active 5 imaginée par la présente invention : le déverrouillage et le relèvement rapide du capot afin de le positionner devant le pare-brise. 7 - Dispositif de protection des passagers des véhicules automobiles, selon les revendications 1, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que la conclusion, par l'« analyseur » (An), qu'une collision est inévitable ou la détection d'un choc important par le « détecteur de choc» (Dc), ainsi que la validation, par le conducteur au moyen du dispositif (Bp), provoque le déverrouillage du capot au moyen du dispositif de déverrouillage (Dv), et le relèvement du capot par le « moteur » (M), soit en le faisant pivoter autour de ses charnières, soit en le faisant coulisser pour l'amener devant le pare-brise grâce à des tétons (Tt) fixées sur le capot qui coulissent dans des rainures (Gd et Gg) fixes, solidaires de la carrosserie et/ou du châssis. 8 - Dispositif de protection des passagers des véhicules automobiles selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que le moteur (M) est constitué d'un ou plusieurs des dispositifs suivants : un ou plusieurs airbags (Ab), un ou plusieurs ressorts (Rs), un ou plusieurs moteurs linéaires électromagnétiques (Em), un ou plusieurs moteurs pas à pas (Pp), un ou plusieurs dispositifs hydrauliques, pneumatiques ou hydropneumatiques (Hy), un ou plusieurs dispositifs pyrotechniques (Py) ou tout autre moyen permettant de propulser rapidement le capot devant le pare-brise. 30 35 40 45 50