Brevet FR3099439A1 — publié le 20210205

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF DE PRÉ-TENSIONNEMENT À DÉCLENCHEURS ÉLECTROMÉCANIQUE ET PYRO- TECHNIQUE, POUR UNE CEINTURE DE SÉCURITÉ À TROIS POINTS D'UN VÉHICULE Domaine technique de l'invention [0001] L'invention concerne les ceintures de sécurité à trois points qui équipent certains véhicules, et plus précisément les dispositifs de pré-tensionnement que comprennent certaines de ces ceintures de sécurité. Etat de la technique [0002] De nombreux véhicules, généralement de type automobile, comprennent un habitacle dans lequel est installé au moins un siège destiné à accueillir au moins un passager et associé à au moins une ceinture de sécurité à trois points. [0003] 11 est rappelé qu'une ceinture de sécurité à trois points comprend trois dispositifs d'ancrage qui définissent trois points de fixation (ou d'ancrage) sur des éléments ou équipements d'un véhicule. Un premier dispositif d'ancrage, souvent appelé « boucle de retour de sangle », est solidarisé fixement à une partie inférieure du véhicule, par exemple au plancher ou au bas d'un montant, et sert de moyen de solidarisation à rotation pour une extrémité de la sangle. Un deuxième dispositif d'ancrage, souvent appelé « brin de boucle de ceinture », est solidarisé fixement à une autre partie inférieure du véhicule, par exemple au plancher ou au siège associé. Il sert de point de verrouillage temporaire pour un pêne de verrouillage extractible qui est couplé à la sangle. Un troisième dispositif d'ancrage comprend un dispositif de renvoi de sangle, solidarisé fixement à une partie supérieure du véhicule (par exemple au dossier du siège correspondant ou à la partie supérieure d'un montant), et un enrouleur de sangle. [0004] Afin de limiter autant que possible les déplacements du corps d'un passager par rapport au siège, certaines ceintures de sécurité à trois points comprennent aussi au moins un dispositif de pré-tensionnement chargé d' induire un pré-tensionnement de la sangle au niveau d'un dispositif d'ancrage. Généralement, un dispositif de prétensionnement comprend un piston qui est couplé à un élément (ou dispositif d'ancrage) et qui est propre à se translater pour tirer cet élément, et un déclencheur pyrotechnique qui provoque, en cas de réception d'un signal d'alerte, une translation du piston pour induire un pré-tensionnement de la sangle. [0005] Dans une ceinture de sécurité à simple pré-tension, l'unique dispositif de pré- tensionnement est couplé soit à l'enrouleur, soit au brin de boucle de ceinture, soit 2 encore à la boucle de retour de sangle. Dans une ceinture de sécurité à double pré-tension, cieux dispositifs de pré-tensionnement sont couplés à deux des trois éléments que sont l'enrouleur, le brin de boucle de ceinture et la boucle de retour de sangle. Dans une ceinture de sécurité à triple pré-tension, trois dispositifs de prétensionnement sont respectivement couplés à l'enrouleur, au brin de boucle de ceinture et à la boucle de retour de sangle. [0006] Une ceinture de sécurité à simple pré-tension n'offre pas un résultat optimal, notamment du fait que le pré-tensionnement de la sangle est généralement réalisé au niveau de l'enrouleur. Une ceinture de sécurité à double pré-tension offre une bonne retenue du bassin (qui est l'une des parties les plus résistantes du buste), mais s'avère plus onéreuse qu'une ceinture de sécurité à simple pré-tension. Une ceinture de sécurité à triple pré-tension offre une très bonne retenue du bassin, mais s'avère encore plus onéreuse qu'une ceinture de sécurité à double pré-tension, et de surcroît plus pénalisante en termes de surpoids, d'encombrement et de raccordement filaire (pour l'alimentation électrique et la mise à feu pyrotechnique). En outre, dans certains véhicules il peut s'avérer impossible d'installer un dispositif de pré-tensionncment à proximité d'un élément (ou dispositif d'ancrage) par manque de place. [0007] L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Présentation de l'invention [0008] Elle propose notamment à cet effet un dispositif de pré-tensionnement, destiné à être couplé à un élément auquel est couplée une sangle d'une ceinture de sécurité d'un véhicule, et comprenant un piston couplé à cet élément et propre à se translater pour tirer cet élément, et un déclencheur pyrotechnique provoquant, en cas de réception d'un premier signal d'alerte, une première translation de cc piston pour induire un premier pré-tensionnement de la sangle. [0009] Cc dispositif de pré-tensionnement se caractérise par le fait qu'il comprend aussi un déclencheur électromécanique couplé au piston afin de provoquer, en cas de réception d'un second signal d'alerte décalé temporellement par rapport au premier signal d'alerte, une seconde translation du piston pour induire un second pré-tensionnement de la sangle. [0010] Ainsi, le dispositif de pré-tensionnement assure une double pré-tension d'une même portion de la sangle qui offre une très bonne retenue par cette portion de la partie du corps du passager concerné, pour un encombrement local relativement peu important et un raccordement filaire regroupé localement. [0011] Le dispositif de pré-tensionnement selon l'invention peut comporter d'autres caracté- ristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : [0012] - il peut comprendre un boîtier logeant à translation le piston et destiné à être monté 3 en translation dans le véhicule. Dans ce cas, son déclencheur électromécanique peut comprendre un moteur électrique agissant sur un mécanisme de couplage couplé au boîtier pour provoquer la seconde translation de ce dernier et du piston ; [0013] - le mécanisme de couplage peut comprendre une crémaillère solidarisée fixement au boîtier, et un pignon engrenant cette crémaillère et entraîné en rotation par le moteur électrique ; [0014] - son piston peut être couplé à l'élément via un câble qui est non extensible ; [0015] - il peut comprendre au moins une pièce de renvoi destinée à être installée fixement dans le véhicule, par rapport à laquelle se translate le câble, et définissant un point de renvoi de ce dernier ; [0016] - dans un premier mode de réalisation son déclencheur électromécanique peut fonctionner avant son déclencheur pyrotechnique afin que la seconde translation soit antérieure à la première translation ; [0017] - le second signal d'alerte peut être généré en cas de décision d'une mise en sécurité d'un passager utilisant la ceinture de sécurité ; [0018] - dans un second mode de réalisation son déclencheur électromécanique peut fonctionner après son déclencheur pyrotechnique afin que la seconde translation soit postérieure à la première translation. [0019] L'invention propose également une ceinture de sécurité propre à équiper un véhicule, et comprenant trois éléments auxquels sont couplés une sangle et un dispositif de prétensionnement du type de celui présenté ci-avant. [0020] Par exemple, le dispositif de pré-tensionnement peut être couplé à un élément qui constitue une boucle dite de retour de sangle. [0021] L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un habitacle comportant au moins un siège destiné à accueillir au moins un passager, et au moins une ceinture de sécurité du type de celle présentée ci-avant et associée à ce siège. Brève description des figures [0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : [0023] [fig.1] illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de ceinture de sécurité à trois points comportant un exemple de dispositif de prétensionnement selon l'invention, [0024] [fig.2] illustre schématiquement, dans une vue en coupe, un exemple de boucle de retour de sangle d'une ceinture de sécurité à trois points couplée à un exemple de réalisation d'un dispositif de pré-tensionnement selon l'invention, avant qu'il n'induise un pré-tensionnement, 100251 Ifie.31 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, la boucle de retour de sangle de la figure 2 après une translation provoquée par le dispositif de prétensionnement associé, et [0026] [fig.4] illustre schématiquement, dans une vue en coupe, la boucle de retour de sangle de la figure 2 après une autre translation provoquée par le dispositif de prétensionncmcnt associé. Description détaillée de l'invention [0027] L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de pré-tensionnement 1 destiné à faire partie d'une ceinture de sécurité à trois points 2, elle-même destinée à être associée à un siège installé dans un habitacle d'un véhicule. [0028] Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que la ceinture dc sécurité à trois points 2 est destinée à équiper un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à cc type de véhicule. En effet, un dispositif dcpré-tensionncmcnt 1 peut équiper n'importe quel véhicule comprenant un habitacle dans lequel est installé au moins un siège, pouvant accueillir au moins un passager et auquel peut être associée au moins une ceinture de sécurité à trois points. [0029] On a schématiquement représenté sur la figure 1 un exemple de ceinture de sécurité à trois points 2 comportant un exemple dc dispositif de pré-tensionnement 1 selon l'invention et destinée à être associée à un siège installé dans un habitacle d'un véhicule (ici automobile). [0030] Comme illustré la ceinture de sécurité (à trois points) 2 comprend une sangle 3 et des premier 4, deuxième 5 et troisième 6 dispositifs d'ancrage qui définissent respectivement trois points dc fixation (ou d'ancrage) sur des éléments ou équipements du véhicule. [0031] Lc premier dispositif d'ancrage (ou boucle de retour de sangle) 4 est destiné à être solidarisé fixement à une partie inférieure du véhicule, par exemple au plancher ou au bas d'un montant Il sert de moyen de sol idarisation à rotation pour une extrémité de la sangle 3. [0032] Lc deuxième dispositif d'ancrage (ou brin de boucle de ceinture) 5 est destiné à être solidarisé fixement à une autre partie inférieure du véhicule, par exemple au plancher ou au siège associé. Il sert de point de verrouillage temporaire pour un pêne de verrouillage 7 extractible qui est couplé à la sangle 3. [0033] Le troisième dispositif d'ancrage 6 comprend un dispositif de renvoi de sangle 8, destiné à être solidarisé fixement à une partie supérieure du véhicule (par exemple au dossier du siège correspondant ou à la partie supérieure d'un montant), et un enrouleur de sangle 9. [0034] Comme illustré sur les figures 1 à 4, un dispositif de pré-tensionnement 1, selon l'invention, est destiné à être couplé à un élément de la ceinture de sécurité 2 auquel est couplée la sangle 3. [0035] Dans l'exemple illustré non limitativement sur les figures 1 à 4, l'élément auquel est couplé le dispositif de pré-tensionnement 1 est la boucle de renvoi de sangle 4. Cela est avantageux car cela permet de provoquer des pré-tensionnements de la portion de la sangle 3 qui entoure partiellement le bassin du passager assis sur le siège associé à la ceinture de sécurité 2. Mais cet élément pourrait aussi être le brin de boucle de ceinture 5, par exemple. Ce qui est important c'est que l'on agisse principalement sur un retour de sangle pour éviter de dégrader la déflexion du thorax du passager. [0036] Un dispositif de pré-tensionnement 1, selon l'invention, comprend au moins un piston 10, un déclencheur pyrotechnique 11 et un déclencheur électromécanique 12. [0037] Le piston 10 est couplé à l'élément 4 et est propre à se translater pour tirer cet élément 4. [0038] Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 4, le piston 10 peut être couplé à l'élément 4 via un câble 13 qui est non extensible. Par exemple, ce câble 13 peut être en métal. [0039] On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 4, que le piston 10 est de préférence logé et monté en translation dans un boîtier 14, qui est lui-même monté en translation, par exemple dans un autre boîtier 15 ou des glissières solidarisé(es) fixement à un élément ou équipement du véhicule. [0040] Le déclencheur pyrotechnique 11 est agencé de manière à provoquer une première translation du piston 10 (ici vers la droite des figures 2 à 4) pour induire un premier pré-tensionnement de la sangle 3 (via l'élément 4), lorsqu'il reçoit un premier signal d'alerte. On comprendra que la première translation du piston 10 provoque une même première translation de l'élément 4 et donc un premier pré-tensionnement de la sangle 3 (du fait qu'elle est couplée à ce dernier (4)). [0041] Il est rappelé qu'un déclencheur (ou allumeur) pyrotechnique 11 est un dispositif qui est chargé de transformer un signal électrique de commande (généralement une impulsion), qui définit le premier signal d'alerte, en une explosion destinée à provoquer quasi instantanément une translation du piston 10. A cet effet, le déclencheur pyrotechnique 11 peut comprendre un circuit électronique 16 couplé à une petite charge explosive 17 logée entre une paroi d'extrémité du boîtier 14 et le piston 10. [0042] Le signal électrique de commande (ou premier signal d'alerte) est généré par des moyens de contrôle, connectés par voie filaire aux équipements de sécurité, lorsque certaines conditions sont présentes, et plus précisément lorsqu'au moins un signal de mesure, délivré par au moins un capteur (par exemple de position ou d'accélération ou 6 de pression), présente certaines valeurs (par exemple supérieures ou inférieures à un seuil), généralement consécutivement à un freinage brutal ou à un choc ou à un déclenchement d'une phase de « pré-crash ». [0043] Le déclencheur électromécanique 12 est couplé au piston 10 afin de provoquer une seconde translation du piston 10 (ici vers la droite des figures 2 à 4) propre à induire un second pré-tensionnement de la sangle 3 (via l'élément 4), lorsqu'il reçoit un second signal d'alerte décalé temporellement par rapport au premier signal d'alerte. Le décalage temporel permet, par exemple, d'avoir un premier pré-tensionnement pour rattraper les jeux dans la ceinture vis-à-vis du passager et optimiser le couplage ceinture/passager, et un second pré-tensionnemcnt après un intervalle de temps (par exemple d'environ 30 ms) pour attendre la meilleure position relative bassin/barre ou haquet anti-sous-marinage sur le siège, afin de bloquer le déplacement du bassin. [0044] On comprendra que la seconde translation du piston 10 provoque une même seconde translation de l'élément 4 et donc un second pré-tensionnement de la sangle 3 (du fait qu'elle est couplée à ce dernier (4)). [0045] On dispose ainsi d'un dispositif de pré-tensionnement 1 qui assure une double pré- tension de la même portion de la sangle 3, offrant (ici) une très bonne retenue du bassin pour un encombrement local relativement peu important et un raccordement filaire regroupé localement (pour l'alimentation électrique et le contrôle) et donc facilitant l'implantation dans un véhicule. Par ailleurs, l'utilisation d'un déclencheur électromécanique 12 peut éventuellement permettre de contrôler la longueur de la seconde translation pour contrôler le second pré-tensionnement de la sangle 3 en fonction de la situation rencontrée, ce qui n'est pas possible avec un déclencheur pyrotechnique. [0046] On notera que la ceinture de sécurité 2 pourrait aussi comprendre au moins un autre dispositif de pré-tensionnement couplé à au moins un autre de ses éléments (par exemple le brin de boucle de ceinture 5). Chaque autre dispositif de pré-tensionnement peut être identique à, ou différent de, celui (1) faisant l'objet de l'invention. [0047] Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 4, le dé- clencheur électromécanique 11 peut comprendre un moteur électrique 21 (voir figure 1) agencé de manière à agir sur un mécanisme de couplage 16 couplé au boîtier 14 pour provoquer la seconde translation de ce dernier (14) et du piston 10. [0048] En présence de cette dernière option, le mécanisme de couplage 16 peut comprendre une crémaillère 18 solidarisée fixement au boîtier 14, et un pignon 19 engrenant cette crémaillère 18 et entraîné en rotation par le moteur électrique 21. A cet effet, le moteur électrique 21 peut, par exemple, comprendre un axe qu'il entraîne en rotation et comprenant une extrémité à laquelle est solidarisé fixement le pignon 19. On comprendra que lorsque le moteur électrique 21 entraîne en rotation le pignon 19, cela 7 provoque (par engrènement) la translation de la crémaillère 18 et donc aussi du piston 10 logé dans le boîtier 14, cc qui induit le second pré-tensionnement de la sangle 3. [0049] On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 3, que le dé- clencheur électromécanique 12 peut fonctionner avant le déclencheur pyrotechnique 11, afin que la seconde translation soit antérieure à la première translation. Cc mode de réalisation peut notamment permettre de contrôler le début du pré-tensionnement de la sangle 3 en fonction de la situation détectée, comme expliqué plus haut. En outre, ce mode de réalisation peut notamment permettre la mise en sécurité au moins partielle du passager qui utilise la ceinture de sécurité 2 lorsque le véhicule dispose d'une fonction (parfois appelée « pre-crash ») qui le permet. Il est rappelé que cette fonction pro-crash permet de mettre en sécurité le véhicule et/ou au moins un passager en cas de détection d'une situation potentiellement dangereuse pour le véhicule (éventuellement un accident inévitable). En présence d'une telle option le second signal d'alerte est généré en cas de décision de mise en sécurité d'un passager utilisant la ceinture de sécurité 2. Puis, le premier signal d'alerte est généré si cela s'avère nécessaire, ou bien il est généré automatiquement X ms après le second signal d'alerte (la mise à feu pyrotechnique n'est faite que lorsqu'un choc ou un freinage brutal est détecté, mais pas en pré-crash). [0050] Mais dans un autre mode de réalisation, le déclencheur électromécanique 12 pourrait fonctionner après le déclencheur pyrotechnique 11, afin que la seconde translation soit postérieure à la première translation. Dans ce cas, le premier signal d'alerte est généré, puis le second signal d'alerte est généré X ms après le premier signal d'alerte, éventuellement automatiquement. [0051] On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 4, que le dispositif de pré-tensionnement 1 peut aussi comprendre au moins une pièce de renvoi 20 destinée à être installée fixement dans le véhicule, par rapport à laquelle se translate le câble 13, et définissant un point de renvoi de ce dernier (13). Cela permet de réduire l'encombrement occasionné par le dispositif (le pré-tensionnement 1 dans l'axe de l'élément 4 en le déplaçant en un autre endroit du véhicule moins encombré (ou mieux adapté). 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] REVENDICATIONSDispositif de pré-tensionnement (1) pour un élément (4) auquel est couplée une sangle (3) d'une ceinture de sécurité (2) d'un véhicule, ledit dispositif (1) comprenant un piston (10) couplé audit élément (4) et propre à se translater pour tirer ledit élément (4) et un déclencheur pyrotechnique (11) provoquant, en cas de réception d'un premier signal d'alerte, une première translation dudit piston (10) pour induire un premier pré-tensionnement de ladite sangle (3), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un déclencheur électromécanique (12) couplé audit piston (10) afin de provoquer, en cas de réception d'un second signal d'alerte décalé temporellement par rapport audit premier signal d'alerte, une seconde translation dudit piston (10) pour induire un second prétensionnement de ladite sangle (3). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (14) logeant à translation ledit piston (10) et destiné à être monté en translation dans ledit véhicule, et en ce que ledit déclencheur électromécanique (12) comprend un moteur électrique (21) agissant sur un mécanisme de couplage (16) couplé audit boîtier (14) pour provoquer ladite seconde translation de ce dernier (14) et dudit piston (10). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme de couplage (16) comprend une crémaillère (18) solidarisée fixement audit boîtier (14), et un pignon (19) engrenant ladite crémaillère (18) et entraîné en rotation par ledit moteur électrique (21). Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit piston (10) est couplé audit élément (4) via un câble (13) non extensible. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit déclencheur électromécanique (12) fonctionne avant ledit déclencheur pyrotechnique (11) afin que ladite seconde translation soit antérieure à ladite première translation. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit second sienal d'alerte est eénéré en cas de décision d'une mise en sécurité d'un passager utilisant ladite ceinture de sécurité. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit déclencheur électromécanique (12) fonctionne après ledit déclencheur pyrotechnique (11) afin que ladite seconde translation soit postérieure à ladite première translation. 9 [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] Ceinture de sécurité (2) propre à équiper un véhicule et comprenant trois éléments (4, 5. 6) auxquels sont couplés une sangle (3), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif de pré-tensionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, couplé à l'un (4) desdits éléments. Ceinture de sécurité selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit dispositif de pré-tensionnement (1) est couplé à un élément (4) constituant une boucle dite de retour de sangle. Véhicule comprenant un habitacle comportant au moins un siège destiné à accueillir au moins un passager, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une ceinture de sécurité (2) selon la revendication 8 ou 9, associée audit siège.