FR3078047A1 - Vehicule comprenant au moins un deviateur associe a un absorbeur pour repondre a un choc frontal de faible recouvrement - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un véhicule présentant une structure avant (1) comprenant une poutre (3) de pare-chocs reliant transversalement des absorbeurs (5) principaux, lesdits absorbeurs (5) principaux étant fixés sur les extrémités de brancards avant (7) par l'intermédiaire de platines (9), le véhicule étant remarquable en ce qu'il comprend en outre au moins un déviateur (11) monté sur la face latérale extérieure (13) d'un des brancards avant (7) et agencé pour être aligné selon la direction longitudinale du véhicule avec un absorbeur (5, 15).

Description

VEHICULE COMPRENANT AU MOINS UN DEVIATEUR ASSOCIE A UN ABSORBEUR POUR REPONDRE A UN CHOC FRONTAL DE FAIBLE RECOUVREMENT

L’invention se situe dans le domaine automobile et concerne les dispositifs d’absorption de chocs avant de véhicules automobiles, et les véhicules comprenant de tels dispositifs.

De nos jours, les véhicules automobiles doivent satisfaire de plus en plus d’exigences en matière de sécurité, notamment de sécurité passive. Les moyens mis en oeuvre doivent permettre de protéger les occupants d’un véhicule en toutes circonstances, et notamment lors d’un choc frontal à faible recouvrement, également appelé « small overlap >>.

Les protocoles de tests d’un véhicule dans le contexte d’un choc frontal à faible recouvrement consistent à générer une collision entre un véhicule lancé à 64 km/h contre un butoir rigide avec seulement 25 % de recouvrement de la face avant du véhicule. C’est le protocole de choc frontal le plus sévère à l’heure actuelle.

La majorité des véhicules actuels répondent à un tel impact en restant aligné avec le butoir. Le butoir s’incruste alors dans le véhicule, et glisse le long d’un des brancards avant jusqu’à s’encastrer dans le pied avant. Dans une minorité de cas, le véhicule est dévié selon sa direction transversale (c’est-à-dire en Y). Le véhicule échappe alors à l’obstacle et l’énergie à absorber est réduite de 20 % environ.

Il serait intéressant de trouver un moyen simple et efficace permettant de favoriser un scénario de collision dans lequel le véhicule va dévier obliquement et échapper au butoir. Il serait également intéressant de trouver un système pouvant se décliner sur différentes silhouettes de véhicules sans avoir à modifier de manière significative l’architecture des véhicules existants.

Le document US2014/0008936 propose une structure avant de véhicule comprenant, de chaque côté, un double absorbeur (également appelé « crash-box >>) relié à la traverse avant. Le brancard présente, au niveau de son extrémité avant, une forme particulière en S lui permettant d’atteindre l’absorbeur le plus excentré tout en ayant son corps en regard de l’autre absorbeur. Un élément de reprise d’effort relie l’absorbeur le moins excentré au brancard. Cette solution a l’inconvénient de demander des modifications importantes au niveau de la caisse du véhicule, si bien qu’elle ne peut pas être adaptée facilement aux véhicules actuels.

Le document US9233714 propose un élément de renforcement triangulaire fixé au longeron derrière la platine de fixation de la traverse avant afin de transmettre l’énergie d’un choc à faible recouvrement au longeron. Cette solution est intéressante, mais mérite d’être encore améliorée.

L’invention a pour objectif de répondre à au moins un des inconvénients de l’art antérieur, en particulier elle propose un nouveau véhicule favorisant un scénario de collision dans lequel il est dévié obliquement en cas de choc frontal à faible recouvrement ; la solution pouvant être adapté aux architectures existantes de véhicule.

A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention a pour objet un véhicule présentant une structure avant comprenant une poutre de pare-chocs reliant transversalement des absorbeurs principaux, lesdits absorbeurs principaux étant fixés sur les extrémités de brancards avant par l’intermédiaire de platines, le véhicule étant remarquable en ce qu’il comprend en outre au moins un déviateur monté sur la face latérale extérieure d’un des brancards avant et agencé pour être aligné selon la direction longitudinale du véhicule avec un absorbeur.

Comme on l’aura compris à la lecture de la définition qui vient d’en être donnée, l’invention est remarquable en ce qu’elle va associer un déviateur et un absorbeur en les alignant l’un avec l’autre. Le déviateur se présente sous forme d’une butée qui va recevoir sur sa face avant un effort selon la direction longitudinale du véhicule en provenance d’un absorbeur, et transmettre cet effort au brancard avant sur un de ses côtés longitudinaux. Cette transmission d’effort va générer une déviation du véhicule selon sa direction transversale, lui permettant d’échapper au butoir et réduisant ainsi de 20 % environ l’énergie à absorber. La présence d’un absorbeur en alignement avec le déviateur permet de commencer à transmettre les efforts dès le début de la collision. Il ralentit la cinématique de la collision et permet, en outre, à la roue avant de s’échapper.

Préférentiellement, au moins un déviateur se présente sous forme d’une butée montrant une base disposée en appui sur la face latérale extérieure d’un des brancards avant, une face avant destinée à recevoir les efforts en provenance de l’absorbeur et une face inclinée d’avant en arrière selon la direction longitudinale du véhicule en direction de l’axe médian longitudinal du véhicule de sorte que sa face avant présente une largeur supérieure à la largeur de sa face arrière. La largeur du déviateur est sa dimension selon l’axe transversal du véhicule. De préférence, le déviateur est réalisé en matériau métallique.

Selon un premier mode de réalisation de l’invention, le véhicule comprend au moins un absorbeur secondaire disposé excentré par rapport aux absorbeurs principaux, et au moins un déviateur est aligné selon la direction longitudinale du véhicule avec un absorbeur secondaire, de telle sorte à ce que les efforts reçus par l’absorbeur secondaire soient transmis au brancard avant par l’intermédiaire dudit déviateur. Eventuellement, l’absorbeur secondaire est relié à une prolonge de poutre.

Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, le déviateur comprenant une face avant, le véhicule est remarquable en ce que les absorbeurs principaux présentent une largeur supérieure à la largeur de l’extrémité d’un brancard avant, lesdits absorbeurs étant agencés pour être alignés, selon la direction longitudinale du véhicule, à la fois avec l’extrémité d’un brancard avant et la face avant d’un déviateur, afin que les efforts reçus par l’absorbeur soient transmis au brancard avant de manière directe et également par l’intermédiaire dudit déviateur. De préférence, lesdits absorbeurs présentent une largeur au moins égale à la largeur cumulée de l’extrémité d’un brancard avant et de la face avant du déviateur.

Eventuellement, au moins un absorbeur principal est disposé partiellement sous la poutre de pare-chocs et présente ou est relié à une prolonge de poutre sur sa partie non-disposée sous ladite poutre.

Avantageusement, une platine est agencée entre un absorbeur et la face avant d’un déviateur. Préférentiellement :

- ladite platine est une platine montrant une largeur suffisante pour s’étendre en regard à la fois de la face avant du déviateur et de l’extrémité avant d’un brancard avant ; ou

- ladite platine est une platine additionnelle, de préférence fixée à la platine agencée entre un absorbeur principal et l’extrémité avant d’un brancard avant.

De manière alternative, un absorbeur est relié directement à la face avant d’un déviateur.

Selon une mise en oeuvre de l’invention, le déviateur est fixé sur le brancard avant et/ou sur une platine. De préférence, la fixation se fait par vissage.

Idéalement, la base du déviateur est configurée pour épouser la forme de la face latérale du brancard avant disposée en regard.

L’invention sera bien comprise et d’autres aspects et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles :

La figure 1 est une représentation d’un premier mode de réalisation de l’invention. La figure 2 est une représentation d’un deuxième mode de réalisation de l’invention.

Les figures 3 et 4 illustrent la cinématique d’une collision avec faible recouvrement pour un véhicule selon l’invention.

Dans la description qui suit, le terme « comprendre >> est synonyme de « inclure >> et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments dans le véhicule auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre >> inclut les termes « consister en >>. Les termes « inférieur >>, « supérieur >>, « avant >> et « arrière >> s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule. « Inférieur >> désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur >> selon l’axe vertical. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

On se référera en premier lieu à la figure 1 montrant une vue partielle en perspective d’une structure avant d’un véhicule selon l’invention. Sur la figure 1, un seul côté du véhicule est représenté. La structure avant 1 comprend une poutre 3 de pare-chocs reliant transversalement des absorbeurs 5. Les absorbeurs sont fixés sur les extrémités de brancards avant 7 longitudinaux par l’intermédiaire de platines 9. Selon l’invention, le véhicule comprend en outre au moins un déviateur 11 monté sur la face latérale extérieure 13 d’un des brancards avant 7 et agencé pour être aligné selon la direction longitudinale du véhicule avec un absorbeur 15.

De préférence, le déviateur 11 se présente sous forme d’une butée montrant une base disposée en appui sur la face latérale extérieure 13 d’un des brancards avant, une face avant 17 destinée à recevoir les efforts en provenance de l’absorbeur 15 et une face inclinée 19 d’avant en arrière selon la direction longitudinale du véhicule en direction de l’axe médian longitudinal dudit véhicule de sorte que sa face avant 17 présente une largeur supérieure à sa face arrière. En d’autres termes, les faces supérieure et inférieure du déviateur 11 ont une forme sensiblement triangulaire. Cette configuration permet de dévier le véhicule selon son axe transversal lorsqu’un effort est reçu par le déviateur 11, puisque l’effort reçu selon l’axe longitudinal du véhicule est transmis au brancard avant 7 selon l’axe transversal du véhicule. Il est entendu que le déviateur 11 est agencé au niveau de l’extrémité avant du brancard avant

7. La transmission des efforts par le déviateur 11 au brancard avant 7 va générer une déformation dudit brancard 7 (comme nous le verrons plus loin). Le brancard, par sa raideur et la résistance apportée à la déformation, va amorcer un mouvement de déviation du véhicule selon son axe transversal.

L’homme du métier aura avantage à ce que le ou les déviateurs présentent une résistance suffisante pour répondre à leur fonction de transmission d’efforts reçus sans s’écraser. A cet effet, au moins un déviateur 11 peut être réalisé en un matériau métallique. De préférence, au moins un déviateur 11 est en acier ou en aluminium. Lorsqu’il est en un matériau métallique, un déviateur 11 peut éventuellement présenter des trous d’allègement. De préférence, le déviateur 11 montre un corps plein.

Selon un premier mode de réalisation illustré en figure 1, l’absorbeur 15 agencé pour être aligné selon la direction longitudinale du véhicule avec le déviateur 11 est un absorbeur secondaire 15. Le véhicule comprend alors, au niveau de sa structure avant 1, deux paires d’absorbeurs (5, 15). Les deux absorbeurs principaux 5 sont disposés intercalés entre les absorbeurs secondaires 15. Les absorbeurs principaux 5 ont donc une position centrale par rapport aux absorbeurs secondaires 15 qui sont disposés excentrés par rapport à eux. Cette configuration est particulièrement avantageuse lorsqu’il est choisi de ne pas modifier la structure avant 1 du véhicule afin de le rendre déclinable entre une version avec des moyens passifs renforçant la protection contre les chocs à faible recouvrement et une version dépourvue desdits moyens de protection, en fonction des exigences des différents marchés.

Néanmoins, la présence d’absorbeurs secondaires 15 n’est pas indispensable. En effet, selon un deuxième mode de réalisation illustré en figure 2, il est possible que les absorbeurs principaux 5 assurent eux-mêmes la fonction de transmission des efforts reçus au déviateur

11. A cet effet, l’homme du métier aura avantage à utiliser des absorbeurs principaux 5 élargis montrant une largeur (telle que prise selon la direction transversale du véhicule) qui soit supérieure à la largeur de l’extrémité avant d’un brancard avant 7. De préférence, lesdits absorbeurs 5 présentent une largeur au moins égale à la largeur cumulée de l’extrémité d’un brancard avant 7 et de la face avant 17 du déviateur 11. La présence d’un absorbeur unique, élargi, permet de limiter le nombre d’opérations de montage du véhicule.

Quel que soit le mode de réalisation choisi, il peut arriver que la poutre 3 de pare-chocs ne s’étende pas au-delà, selon la direction transversale du véhicule, des brancards avant 7. Dans un tel cas, l’homme du métier trouvera un intérêt à doter l’absorbeur secondaire 15 d’une prolonge de poutre qui va étendre la longueur la poutre 3 de pare-chocs selon la direction transversale du véhicule, jusqu’à recouvrir le déviateur 11. Une telle configuration est également envisageable dans le cas de l’utilisation d’absorbeurs principaux 5 élargis. Ces derniers ne seront alors que partiellement recouverts par la poutre 3 de pare-chocs. La partie non recouverte sera alors avantageusement dotée d’une prolonge 21 de poutre 3. Dans les deux cas, la prolonge 21 de poutre 3 peut être venue de matière avec l’absorbeur (5, 15) en question (secondaire ou élargi)

Comme vu plus haut, des platines 9 sont agencées entre les extrémités avant des brancards avant 7 et les absorbeurs principaux 5. Selon un mode de réalisation de l’invention, une platine est également agencée entre les absorbeurs (5, 15) et les déviateurs 11. La platine peut se présenter sous plusieurs formes. Par exemple, il peut s’agir d’une platine unique (non représentée) montrant une largeur suffisante pour s’étendre en regard à la fois de la face avant 17 du déviateur 11 et de l’extrémité avant d’un brancard avant 7. Une telle platine unique sera reliée, selon les cas, à une paire d’absorbeurs (5,15), à savoir à la fois à un absorbeur principal 5 et à un absorbeur secondaire 15 ; ou à un absorbeur principal 5 élargi.

Selon un autre mode de réalisation, illustré en figure 2, le véhicule comprend une platine additionnelle 23, de préférence fixée à la platine 9 agencée entre un absorbeur 5 principal et l’extrémité avant d’un brancard avant 7. Selon encore un autre mode de réalisation, aucune platine n’est insérée entre la face avant d’un déviateur 11 et d’un absorbeur 15. Ladite face avant du déviateur est alors dimensionnée et configurée pour faire office de platine de fixation.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le déviateur 11 est fixé sur la face latérale 13 extérieure d’un brancard avant 7 et/ou sur une platine (9, 23). La fixation peut se faire par soudage ou par vissage. De préférence, elle se fait par vissage afin de montrer une résistance mécanique nécessaire à sa fonction.

Par ailleurs, dans les cas où la face latérale extérieure du brancard avant 7 devait montrer une forme particulière (non plane) comme illustrée en figure 2, l’homme du métier aura avantage à ce que le déviateur 11 soit configuré pour que sa base épouse la forme du brancard avant en regard, en présentant une forme complémentaire.

On se référera à présent aux figures 3 et 4 illustrant un scénario de collision entre un véhicule selon l’invention et un butoir 25 selon un faible recouvrement de la face avant du véhicule. Dès le début de la cinématique de choc, le butoir 25 va entrer en contact avec l’absorbeur secondaire 15 (ou avec l’absorbeur élargi selon le cas). L’absorbeur se déforme et le déviateur 11 est chargé à son tour. Sur la figure 3 on voit que le déviateur est plaqué contre la face latérale extérieure du brancard avant 7 et y injecte un effort oblique (avec une composante selon l’axe transversal du véhicule (c-à-d. selon l’axe Y). Le déviateur 11 charge donc le brancard avant 7 et ce dernier, du fait de sa raideur, commence à faire dévier le véhicule. Comme illustré en figure 4, une fois la déviation amorcée, le butoir 25 glisse le long du véhicule. La déviation s’accélère et le véhicule échappe entièrement à l’obstacle formé par le butoir. Le chargement final de la structure est diminué.

On comprend que la cinématique de la collision est ralentie par la présence d’un absorbeur supplémentaire. L’orientation du véhicule ayant changée du fait de la présence d’un déviateur, et du fait de la cinématique de ralentie, le butoir 25 ne va pas venir écraser la roue 27, comme dans l’art antérieur, mais va la décrocher. La roue 27 est soumise à une force d’impact plus faible ce qui lui permet d’amorcer spontanément un mouvement d’échappement. La roue a en effet le temps de tourner et de glisser pour enfin être arrachée. Cet aspect de l’invention est particulièrement intéressant, car l’absence de roue laisse un vide et donc une zone supplémentaire de déformation de la structure sans intrusion dans l’habitacle.

Claims (10)

1. Véhicule présentant une structure avant (1) comprenant une poutre (3) de pare-chocs reliant transversalement des absorbeurs (5) principaux, lesdits absorbeurs (5) principaux étant fixés sur les extrémités de brancards avant (7) par l’intermédiaire de platines (9), le véhicule étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un déviateur (11 ) monté sur la face latérale extérieure (13) d’un des brancards avant (7) et agencé pour être aligné selon la direction longitudinale du véhicule avec un absorbeur (5, 15).

2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins un déviateur (11) se présente sous forme d’une butée montrant une base disposée en appui sur la face latérale extérieure (13) d’un des brancards avant (7), une face avant (17) destinée à recevoir les efforts en provenance de l’absorbeur (5, 15) et une face inclinée (19) d’avant en arrière selon la direction longitudinale du véhicule en direction de l’axe médian longitudinal du véhicule de sorte que sa face avant (17) présente une largeur supérieure à la largeur de sa face arrière ; de préférence le déviateur (11) est réalisé en matériau métallique.

3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un absorbeur secondaire (15) disposé excentré par rapport aux absorbeurs principaux (5), et en ce qu’au moins un déviateur (11 ) est aligné selon la direction longitudinale du véhicule avec un absorbeur secondaire (15), de telle sorte à ce que les efforts reçus par l’absorbeur secondaire (15) soient transmis au brancard avant (5) par l’intermédiaire dudit déviateur (11).

4. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’absorbeur secondaire (15) est relié à une prolonge (21) de poutre.

5. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, le déviateur comprenant une face avant (17), le véhicule est caractérisé en ce que les absorbeurs principaux (5) présentent une largeur supérieure à la largeur de l’extrémité d’un brancard avant (7), lesdits absorbeurs (5) étant agencés pour être alignés, selon la direction longitudinale du véhicule, à la fois avec l’extrémité d’un brancard avant (7) et la face avant (17) d’un déviateur (11) afin que les efforts reçus par l’absorbeur (5) soient transmis au brancard avant de manière directe et également par l’intermédiaire dudit déviateur (11) ; de préférence lesdits absorbeurs présentent une largeur au moins égale à la largeur cumulée de l’extrémité d’un brancard avant (7) et de la face avant (17) du déviateur (11).

6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’au moins un absorbeur principal (5) est disposé partiellement sous la poutre (3) de pare-chocs et présente ou est relié à une prolonge (21) de poutre sur sa partie non-disposée sous ladite poutre (3).

7. Véhicule selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’une platine est agencée entre un absorbeur (5,15) et la face avant (17) d’un déviateur (11 ), de préférence

- ladite platine est une platine montrant une largeur suffisante pour s’étendre en regard à la fois de la face avant (17) du déviateur (11) et de l’extrémité avant d’un brancard avant(7); ou

- ladite platine (23) est une platine additionnelle, de préférence fixée à la platine (9) agencée entre un absorbeur principal (5) et l’extrémité avant d’un brancard avant (7)

8. Véhicule selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’un absorbeur (5, 15) est relié directement à la face avant (17) d’un déviateur (11).

9. Véhicule selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en que le déviateur (11 ) est fixé sur le brancard avant (7) et/ou sur une platine (23), de préférence la fixation se fait par vissage.

10. Véhicule selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la base du déviateur (11) est configurée pour épouser la forme de la face latérale (13) du brancard avant (7) disposée en regard.