FR3106313A1 - Véhicule automobile disposant d’un moyen de dégagement de la roue avant en cas de choc frontal - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un véhicule automobile comprenant une roue avant composée d’une jante montrant un flanc intérieur et une structure de soubassement composée d’un brancard avant (1), d’un pied avant (3) et d’une pièce de liaison (5) entre ledit brancard avant (1) et ledit pied avant (3), la pièce de liaison (5) étant située à l’arrière de la roue avant. Le véhicule est remarquable en ce que la pièce de liaison (5) montre un élément d’appui (7) avec un relief (9) faisant saillie en direction de l’avant du véhicule, ledit relief (9) s’étendant selon la direction transversale du véhicule. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

Véhicule automobile disposant d’un moyen de dégagement de la roue avant en cas de choc frontal

La présente invention a trait à un véhicule automobile, plus particulièrement à un véhicule automobile renforcé pour protéger les utilisateurs en cas de choc frontal.

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 une barrière 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.

Dans un choc frontal, les efforts sont transmis à la structure du véhicule en vue de leur absorption selon trois voies principales d’efforts, à savoir : la voie haute passant par les brancards avant, la voie basse passant par les prolonges de berceau et la troisième voie d’effort formée par une glissière latérale qui assure la transmission des efforts depuis l’appui de façade en direction du pied avant.

Dans le cas où la troisième voie d’effort est sollicitée, la roue se trouve rapidement entretoisée entre la barrière de test et le pied avant et peut suivre un scénario dit d’écrasement sur le pied avant (dans lequel la roue s’encastre dans le pied avant) ou un scénario dit d’évitement (dans lequel la roue est dégagée vers l’extérieur du véhicule). Dans les deux cas, des développements ont été réalisés afin d’assurer la sécurité des utilisateurs du véhicule.

Ainsi, le document FR 3058110 décrit un véhicule automobile disposant d’un renfort fixé au pied avant et au passage de roue. Ce renfort permet de limiter l’intrusion de la roue avant dans l’habitacle en cas de collision frontale en interférant avec la roue avant. L’arrière de la roue avant vient appuyer sur le renfort fixé sur le pied et en fonction de la puissance du choc, le renfort permet d’empêcher une ouverture de la feuillure du pied avant. Dans le cadre de l’amélioration de la résistance des véhicules dans un scénario de type écrasement, ce renfort est donc utile.

Par ailleurs, le document FR 2994138 décrit un agencement pour un véhicule automobile comprenant une roue et un système de sécurité, composé d’un écran de passage de roue intercalé entre la zone à protéger et la roue. Le système de sécurité est configuré pour varier entre un état actif et un état inactif dans lesquels le système de sécurité respectivement s’oppose et ne s’oppose pas à un mouvement de la roue en direction de l’habitacle.

Néanmoins, il est préférable d’éviter que la roue avant ne rentre en contact avec le pied avant, ce qui nécessite à trouver une solution afin que la roue avant puisse se dégager complètement en cas de collision frontale. L’échappement de la roue avant vers l’extérieur du véhicule est en effet primordial pour soulager le chargement trop important du pied avant et du longeron lors de l’impact.

En effet, un fort chargement du pied avant et/ou du longeron peut générer des intrusions importantes dans l’habitacle entraînant ainsi la mise en danger des occupants du véhicule. L’entrée d’effort sur le pied avant se fait via la troisième voie d’effort. L’entrée d’effort se fait également via la roue avant par contact direct suite à un entretoisement entre la jante de ladite roue et le pied avant dans le cas d’un recul de la roue avec éclatement du pneu sous l’effet des efforts subis. Il existe un risque que la roue tourne vers l’intérieur du véhicule ou que le pied avant s’incruste entre les flancs interne et externe de la jante de la roue, bloquant les possibilités de dégagement de la roue vers l’extérieur du véhicule.

Une libération de la roue, lui permettant de s’échapper vers l’extérieur du véhicule, permettrait de limiter ce chargement et donc de préserver l’intégrité de la caisse et limiter les risques d’intrusions dans l’habitacle.

Dans cette optique, le document FR 2892087 décrit une structure avant d’un véhicule automobile adaptée pour empêcher l’intrusion d’une roue dans l’habitacle en cas de choc frontal. Dans cette structure particulière, les longerons ont été conçus pour pouvoir se plier lors d’une collision, ce qui permet de décaler la roue avant de l’habitacle. Cependant, cette solution ne permet pas d’assurer complètement la sécurité de l’habitacle car le pliement des longerons va forcément avoir une influence sur l’intégrité de celui-ci.

Une autre manière consiste à faire en sorte que la roue avant dégage du passage de roue lors d’une collision. Ainsi, le document FR 2892691 décrit une structure avant d’un véhicule automobile avec une crémaillère de direction qui a été dotée de moyens de guidage permettant en cas de choc d’agir sur les biellettes reliant la roue et la crémaillère dans le but d’orienter l’arrière de la roue avant vers l’extérieur. Lors d’une collision, ces moyens de guidage, qui sont en fait des évidements de la traverse dans une direction oblique dans chacun desquels est engagé un élément de fixation de la crémaillère, vont guider le déplacement de la crémaillère pour que la biellette entraînée dans ce déplacement fasse pivoter la roue avant de sorte à ce que l’arrière de celle-ci se dégage totalement du passage de roue. Néanmoins, ces moyens de guidage limitent le déplacement de la crémaillère dans une direction prédéfinie par la direction des évidements. Aussi, la structure décrite ne permet que de dégager la roue avant qui se trouve du même côté que l’arbre de direction. Ainsi, lors d’un véhicule adapté au roulage à droite, et donc avec le volant de direction à gauche, ce type de moyen de guidage ne résout le problème que pour la roue avant gauche.

La présente invention a donc pour objectif de proposer un véhicule automobile apportant une solution aux problèmes rencontrés dans l’art antérieur. En particulier, l’invention a pour objectif de proposer un véhicule conçu pour favoriser un dégagement de la ou des roues avant du passage de roue lors d’une collision frontale, par exemple de type à faible recouvrement.

A cet effet, l’invention a pour objet un véhicule automobile comprenant une roue avant dotée d’une jante montrant un flanc intérieur, et une structure de soubassement comprenant un brancard avant, un pied avant et une pièce de liaison entre ledit brancard avant et ledit pied avant, la pièce de liaison étant située à l’arrière de la roue avant, le véhicule étant remarquable en ce que la pièce de liaison montre un élément d’appui avec un relief faisant saillie en direction de l’avant du véhicule, ledit relief s’étendant selon la direction transversale du véhicule

Comme on l’aura compris à la lecture de la définition qui vient d’en être donnée, l’invention propose un véhicule doté de moyens passifs favorisant un dégagement de la roue avant vers l’extérieur en cas de choc frontal violent, par exemple en cas de choc frontal à faible recouvrement. Pour ce faire, l’invention propose d’ajouter un volume (au moyen d’un relief) au niveau de la pièce de liaison entre le brancard avant et le pied avant. Ce relief (ou volume) est configuré (par sa forme, son emplacement et ses dimensions) pour ne pas gêner la roue dans son débattement dans les conditions normales de roulage. Dans le cadre d’une cinématique de recul de la roue suite aux efforts dû au choc, le relief est configuré (par sa forme, son emplacement et ses dimensions) pour entrer en contact avec la tranche du flanc intérieur avant (c’est-à-dire, préalablement à) que le pied avant ne s’engage entre les deux flancs intérieur et extérieur de la jante de la roue. En effet, il a été constaté que l’engagement du pied avant entre les flancs de la jante empêchait le dégagement ultérieur de la roue vers l’extérieur en bloquant le mouvement de pivotement de cette dernière. La réponse apportée est de permettre au flanc interne d’entrer en contact avec la structure du véhicule avant que le pied avant ne pénètre dans l’entrefer formé par les deux flancs de la jante. Le recul de la roue avant en direction du pied avant est ainsi limité par la présence dudit relief ou volume, et la roue avant est donc libre d’effectuer le mouvement de pivotement nécessaire à son dégagement vers l’extérieur du véhicule.

De manière préférentielle, ledit relief présente une forme allongée entre une première extrémité située du côté du brancard avant et une seconde extrémité située du côté du pied avant, la largeur du relief étant plus importante au niveau de la seconde extrémité qu’au niveau de la première.

Selon un mode de réalisation, la pièce de liaison montrant une forme incurvée, le relief suit la forme incurvée de ladite pièce de liaison. La forme incurvée du relief va guider le pivotement de la roue en direction de l’extérieur du véhicule

Avantageusement, ledit relief fait saillie en direction de l’avant du véhicule à raison de 1 mm à 4 mm par rapport à la surface de la pièce de liaison, plus préférentiellement entre 1,5 mm et 3,5 mm, encore plus préférentiellement entre 2 mm et 3 mm.

De préférence, ledit relief fait saillie en direction de l’avant du véhicule de manière constante sur toute la longueur dudit relief.

De préférence, ledit élément d’appui s’étend sur au moins 80% de la longueur de ladite pièce de liaison, plus préférentiellement sur au moins 85% de la longueur, ou sur au moins 90% de la longueur, ou sur au moins 95% de la longueur, ou sur 100% de la longueur.

Selon un premier mode de réalisation, l’élément d’appui est venu de matière avec la pièce de liaison; de préférence, le relief montré par l’élément d’appui est formé par emboutissage de la pièce de liaison.

Selon un deuxième mode de réalisation, l’élément d’appui est une pièce rapportée à ladite pièce de liaison; de préférence, ledit élément d’appui est fixé sur la pièce de liaison par au moins une vis, au moins un cordon de soudure et/ou au moins un point de soudure. Dans ce cas, au moins l’une des caractéristiques suivantes peut être utilisée pour définir l’élément d’appui:

• L’élément d’appui comprend au moins une nervure de rigidification; de préférence, l’élément d’appui comprend au moins une patte de fixation et la ou les nervures de rigidification sont disposées sur la ou les pattes de fixation.
• L’élément d’appui est un profilé; de préférence, un profilé avec une section en U ou en oméga majuscule.
• L’élément d’appui est en acier à très haute limite élastique ou en acier à haute limite élastique; ou l’élément d’appui est en plastique et/ou en aluminium.

Selon un autre mode de réalisation, complémentaire aux deux premiers, le véhicule comprend en outre un tablier adjacent au pied avant et délimitant l’habitacle du véhicule, ledit véhicule étant remarquable en ce qu’une pièce de renfort est fixée au moins au pied avant et au tablier; de préférence, la pièce de renfort a un rebord.

L’invention sera bien comprise et d’autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels:

La figure 1 est une vue du passage de roue du véhicule selon l’invention.

La figure 2 est une vue de l’élément d’appui 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. Il est entendu que le terme «comprendre» inclut les termes «consister en». De même, les termes « avant », « arrière », « longitudinal » et « transversal » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule tel que pris selon son sens normal de marche. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

La figure 1 montre un passage de roue avant du véhicule, vu depuis l’avant vers l’arrière du véhicule. A des fins de clarté, la roue avant n’a pas été représentée, ce qui permet de voir la structure de soubassement du véhicule composée d’un brancard avant 1, d’un pied avant 3 et d’une pièce de liaison 5 entre le brancard avant 1 et le pied avant 3. La pièce de liaison 5 est située à l’arrière de la roue avant. De manière à favoriser les scénarios de dégagement la roue avant vers l’extérieur du véhicule lors d’une collision frontale, la pièce de liaison 5 montre un élément d’appui 7 avec un relief 9 faisant saillie vers l’avant du véhicule et s’étendant selon la direction transversale du véhicule. L’élément d’appui 7 est donc configuré pour que lors d’un recul de la roue avant en direction du pied avant, le flanc intérieur de la jante de la roue avant se place en appui sur le relief 9 empêchant le pied avant de s’insérer entre les deux flancs intérieur et extérieur de la roue avant.

Un avantage certain d’une telle configuration est que l’élément d’appui peut être intégré tant sur le côté gauche que sur le côté droit du véhicule. Ainsi, les deux roues avant du véhicule disposent du même système de dégagement de la roue en cas de collision frontale à recouvrement partiel. Un autre avantage est qu’il s’agit d’un système de sécurité passif, peu onéreux, facile à implémenter même sur des véhicules existants et léger.

La figure 2 montre l’élément d’appui 7, depuis l’arrière du véhicule. Sur cette figure 2, le relief 9 paraît donc s’enfoncer. La forme du relief 7 est allongée entre une première extrémité 11 située du côté du brancard avant 1 (visible en figure 1) et une seconde extrémité 13 située du côté du pied avant 13 (visible en figure 1). De sorte à ce que l’arrière de la jante ne rentre pas en contact avec le pied avant 13 (visible en figure 1), la largeur de la seconde extrémité 13 est plus large que la largeur de la première extrémité 11, ce qui fait que lors de l’échappement de la roue, la jante de celle-ci vient taper sur cette seconde extrémité 13 et est déviée vers l’extérieur. Avantageusement, la pièce de liaison 5 a une forme incurvée et la forme du relief 7 présente également une courbure de manière à suivre la forme de la pièce de liaison 5.

Par rapport à la surface de la pièce de liaison 5 sur laquelle est fixé l’élément d’appui, le relief 9 montré par l’élément d’appui 7 peut être distant de 1 mm à 4 mm, plus préférentiellement de 2 mm à 3 mm. Le volume ainsi créé par le relief permet de faire dévier la roue vers l’extérieur. De manière générale, la surface d’appui qui va rentrer en contact avec la roue avant sur le relief est disposée à une distance constante le long de la surface de la pièce de liaison 5.

L’élément d’appui peut s’étendre sur au moins 80% de la longueur de ladite pièce de liaison 5, ou sur au moins 90% de la longueur, ou sur 100% de la longueur.

Une première façon d’incorporer ce dispositif sur le véhicule est de l’intégrer à la pièce de liaison 5 directement, par exemple en créant le relief par emboutissage. Ce mode de réalisation présente l’avantage de ne pas avoir à rajouter de pièce sur la structure du soubassement du véhicule et peut être utilisé lors de la fabrication d’un véhicule neuf. Ce mode de réalisation n’ajoute pas de poids au véhicule.

Alternativement, l’élément d’appui 7 peut être une pièce rapportée à ladite pièce de liaison 5, préférablement fixée par au moins une vis, au moins un cordon de soudure et/ou au moins un point de soudure. Il est ainsi possible d’équiper de ce système sécuritaire les véhicules déjà sur le marché. L’élément d’appui 7 peut comprendre au moins une nervure de rigidification 15, préférentiellement disposé sur la ou les pattes de fixation 17 de l’élément d’appui. Dans l’optique d’alléger le poids du véhicule, l’élément d’appui peut être un profilé, notamment un profilé avec une section en forme de U ou en forme d’oméga majuscule. Le profilé est agencé pour que sa section soit ouverte en direction de la pièce de liaison.

L’élément d’appui 7 est en acier, l’acier est préférentiellement sélectionné parmi les aciers à haute limite élastique (HLE), les aciers à très haute limite élastique (THLE) ou les aciers à ultra haute limite élastique (UHLE). Ces aciers possèdent une structure à grains fins et présentent d’excellentes caractéristiques mécaniques (limite d’élasticité, résistance à la fatigue et résilience) ainsi qu’une bonne aptitude à la mise en forme.

Pour mémoire, les aciers doux montrent une limite d’élasticité allant de 300 à 350 MPa, les aciers à haute limite élastique (HLE) montrent une limite d’élasticité allant de 400 à 700 MPa, les aciers à très haute limite élastique (THLE) montrent une limite d’élasticité allant de 800 à 1000 MPa et les aciers à ultra haute limite élastique (UHLE) montrent une limite d’élasticité de 1100 à 1500 MPa. La limite d’élasticité est mesurée selon la norme ISO 6892-1:2016.

Alternativement, l’élément d’appui 7 est en plastique et/ou en aluminium, préférentiellement en un matériau composite à base de plastique et d’aluminium. La présence d’au moins une nervure de rigidification 15 est particulièrement recommandée lorsque l’élément d’appui 7 est en plastique et/ou en aluminium. La légèreté de ces matériaux (plastique et/ou aluminium) comparé à l’utilisation d’acier rigide est une propriété intéressante dans la conception de véhicule automobile, notamment au point de vue écologique. Un exemple de plastique utilisé est une mousse en polypropylène dense.

De manière générale, la présence de l’élément d’appui 7 a prouvé son utilité lorsqu’un test de sécurité impliquant une collision frontale à faible recouvrement a été effectuée à une vitesse de 64 km/h.

De sorte à renforcer la structure de soubassement et de prévoir l’éventualité où le choc frontal résulterait en un scénario d’écrasement de la roue avant sur le pied avant, il est envisageable d’installer une pièce de renfort 21, par exemple en acier DP450, ou en mousse de polypropylène dense, au moins au niveau du pied avant 3 et du tablier 19 du véhicule. Plus de détails au sujet de cette pièce de renfort 21 sont disponibles dans le document FR 3058110.

Préférentiellement, la pièce de renfort 21 comprend un rebord 23 qui permet d’engager la roue avant lors de la collision frontale. Lorsque le relief 9 montré par l’élément d’appui 7 s’étend vers l’avant du véhicule sur une distance équivalente à la distance atteinte par l’extension du rebord 23 vers l’avant du véhicule, le rebord 23 et le relief 9 montré par l’élément d’appui 7 peuvent participer tous deux au dégagement de la roue avant lors d’une collision frontale à recouvrement partiel. En effet, dans ce cas, le volume d’appui formé par la présence du relief 9 sur la pièce de liaison 5 est étendu par le rebord 23 de la pièce de renfort 21.

Claims (10)

1. Véhicule automobile comprenant une roue avant dotée d’une jante montrant un flanc intérieur, et une structure de soubassement comprenant un brancard avant (1), un pied avant (3) et une pièce de liaison (5) entre ledit brancard avant (1) et ledit pied avant (3), la pièce de liaison (5) étant située à l’arrière de la roue avant, le véhicule étantcaractérisé en ce quela pièce de liaison (5) montre un élément d’appui (7) avec un relief (9) faisant saillie en direction de l’avant du véhicule, ledit relief (9) s’étendant selon la direction transversale du véhicule.
2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de liaison (5) montrant une forme incurvée, le relief (9) suit la forme incurvée de ladite pièce de liaison (5) et/ou en ce que ledit relief (9) présente une forme allongée entre une première extrémité (11) située du côté du brancard avant (1) et une seconde extrémité (13) située du côté du pied avant (13), la largeur du relief (9) étant plus importante au niveau de la seconde extrémité (13) qu’au niveau de la première extrémité (11).
3. Véhicule automobile selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit relief (9) fait saillie en direction de l’avant du véhicule à raison de 1 mm à 4 mmpar rapport à la surface de la pièce de liaison (5); et/ou ledit relief (9) fait saillie en direction de l’avant du véhicule de manière constante sur toute la longueur dudit relief (9).
4. Véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’élément d’appui (7) est venu de matière avec la pièce de liaison (5); de préférence, le relief (9) montré par l’élément d’appui (7) est formé par emboutissage de la pièce de liaison (5).
5. Véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément d’appui (7) est une pièce rapportée à ladite pièce de liaison (5); de préférence, ledit élément d’appui (7) est fixé sur la pièce de liaison (5)par au moins une vis, au moins un cordon de soudure et/ou au moins un point de soudure.
6. Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’élément d’appui (7) comprend au moins une nervure de rigidification (15); de préférence, l’élément d’appui (7) comprend au moins une patte de fixation (17) et la ou les nervures de rigidification (15) sont disposées sur la ou les pattes de fixation (17).
7. Véhicule automobile selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l’élément d’appui (7) est un profilé; de préférence, un profilé avec une section en U ou en oméga majuscule.
8. Véhicule automobile selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l’élément d’appui (7) est en acier à très haute limite élastique ou en acier à haute limite élastique ou l’élément d’appui (7) est en plastique et/ou en aluminium.
9. Véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’élément d’appui (7) s’étend sur au moins 80% de la longueur de ladite pièce de liaison (5).
10. Véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le véhicule comprend en outre un tablier (19) adjacent au pied avant (3) et délimitant l’habitacle du véhicule, ledit véhicule étant caractérisé en ce qu’une pièce de renfort (21) est fixée au moins au pied avant (3) et au tablier (19); de préférence, la pièce de renfort (21) a un rebord (23).