WO2023057698A1 - Structure avant de véhicule automobile avec reprise en choc frontal d'effort latéral par le groupe motopropulseur - Google Patents

Structure avant de véhicule automobile avec reprise en choc frontal d'effort latéral par le groupe motopropulseur Download PDF

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WO2023057698A1
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WO
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motor vehicle
powertrain
force
longitudinal beam
structural longitudinal
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/051692
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Vincent BOISGARD
Marc Peru
Richard Zeitouni
Christophe PICQUET
Sylvain MARCILLE
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Psa Automobiles Sa
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Publication date
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
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    • B62D21/11—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted with resilient means for suspension, e.g. of wheels or engine; sub-frames for mounting engine or suspensions
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    • B62D21/152—Front or rear frames
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
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    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/082—Engine compartments

Definitions

  • the invention relates to the field of motor vehicles, more particularly to the field of passive safety of motor vehicles.
  • the aim of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the aforementioned state of the art. More particularly, the aim of the invention is to improve the behavior of a motor vehicle with low recovery frontal impact test protocols.
  • the subject of the invention is a motor vehicle comprising a passenger compartment; two structural longitudinal beams each extending forward from the passenger compartment; a powertrain disposed between the two structural longitudinal beams; remarkable in that said motor vehicle further comprises a force take-up part, arranged between a front end of at least one of the two structural longitudinal beams and the powertrain, and configured to transmit to the powertrain a force of interior horizontal bending of said structural longitudinal beam.
  • the two structural longitudinal beams are commonly referred to as stretchers.
  • the powertrain is of the electric type, more advantageously exclusively of the electric type.
  • the at least one force-absorbing part has a main force-absorbing direction which is inclined, with respect to a direction perpendicular to a longitudinal axis of the motor vehicle, by a angle between 20° and 50°.
  • the at least one force-absorbing part is located at the front of the powertrain.
  • the at least one force-absorbing part is a rigid impactor with a first end rigidly fixed only to one of the structural longitudinal beam and of the powertrain.
  • the first end is rigidly fixed to the powertrain.
  • the at least one force-absorbing part comprises a second end facing each other, with a clearance, on the other side of the structural longitudinal beam and of the powertrain.
  • the second end is fixed facing, with clearance, the structural longitudinal beam.
  • the first end is a flange fixed to the powertrain and the second end has a front surface of L-section matching the structural longitudinal beam.
  • the at least one force-absorbing part comprises a first end fixed to the powertrain, a second end fixed to the structural longitudinal beam and a connection with pivot(s) and/or ball joint (s) between said first end and said second end.
  • the at least one force-absorbing part also comprises a sliding and rotating connection at the first end.
  • the second end has a front surface of L-section matching and fixed to the longitudinal structural beam
  • the invention also relates to a force-absorbing part for a motor vehicle, intended to be placed between a front end of a front structural longitudinal beam and a powertrain adjacent to said structural longitudinal beam, configured to transmit to the powertrain an interior horizontal bending force of said structural longitudinal beam.
  • the force-absorbing part of the invention has all the characteristics described in relation to the motor vehicle of the invention.
  • the measures of the invention are advantageous in that they profile the powertrain, in particular when the latter is of the electric type and thus of reduced size compared to a powertrain of the thermal type.
  • the force-absorbing part(s) can be added in production to an existing vehicle model, in particular on motor vehicles intended for certain markets.
  • the force recovery part(s) can also be pooled on several types of vehicles.
  • the invention thus also has advantages of modularity.
  • FIG 1 is a schematic representation of an underrun scenario and an avoidance scenario in the event of a frontal impact with low overlap
  • FIG 2 is a view from above of the deformation of a motor vehicle front structure in the event of a frontal impact with low overlap, leading to an underrun scenario;
  • FIG 3 is a perspective view of a force-absorbing part arranged between one of the two structural longitudinal beams and the powertrain, according to a first embodiment of the invention
  • FIG 4 is a front view of the load-bearing part, the structural longitudinal beam and the power unit of Figure 3;
  • FIG 5 is a perspective view of the force-absorbing part, alone, of Figures 3 and 4;
  • FIG 6 is a perspective view of a force-absorbing part arranged between one of the two structural longitudinal beams and the powertrain, according to a second embodiment of the invention.
  • FIG 7 is a perspective view of the force-absorbing part of Figures 6;
  • FIG 8 is a perspective view of a variant of the force-absorbing part of Figures 6;
  • FIG 9 is a view from above of the deformation of a motor vehicle front structure according to the invention, in the event of a frontal impact with low overlap, leading to an avoidance scenario.
  • Figure 1 is an illustration of two possible scenarios in the event of a frontal collision according to the low overlap frontal collision protocol, detailed above in the Prior Technique part.
  • the two illustrations at the top show a first scenario where the vehicle crashes into the obstacle, leading to strong deformations, strong decelerations and even a pivoting of the vehicle around the obstacle, illustrated by the circular arrow.
  • This scenario is unfavorable in that the obstacle, which is rounded with a radius of curvature of 150mm, avoids the structural longitudinal beam, commonly called a stretcher, and collides with the front wheel to then crash into and deform the front apron. .
  • the two illustrations at the bottom show a second scenario where the vehicle avoids the obstacle, by moving with a lateral component, this combined movement being illustrated by the straight arrow.
  • This avoidance is advantageous in that not only the decelerations of the vehicle are lower but also the deformations of the passenger compartment are reduced.
  • FIG. 2 is a top view of the front part of a motor vehicle in frontal collision with an obstacle following the low overlap frontal impact protocol mentioned above and in the process of undergoing an underrun scenario as illustrated to the top two illustrations in Figure 1 .
  • the front structure of the motor vehicle 2 comprises a passenger compartment 4 delimited at the front by a front apron, two structural longitudinal beams 6, commonly referred to as stretchers, extending from the passenger compartment forwards, a front bumper crossmember 8 fixed to the front ends 6.1 of the two structural longitudinal beams 6 via the deformable boxes 10, commonly referred to by the English term “crashboxes".
  • a powertrain 12 in this case of the electric type, is arranged between the two longitudinal structural beams 6 and fixed thereto by two engine mounts with an elastically deformable elastomer connection, more commonly referred to by the English expression "silent". -block ".
  • the obstacle located in this case on the left side, is partially opposite the structural longitudinal beam 6 and, when it comes into contact with the front bumper crossmember 8, deforms in bending a front part of the structural longitudinal beam 6 in question.
  • This bending deformation has the effect that the obstacle will run along the longitudinal structural beam 6 and then fit into the front apron.
  • the bending deformation of the front part of the structural longitudinal beam 6 takes place despite the presence of the engine mounts 14 of the powertrain 12 essentially due to their flexibility and intrinsic deformability. They are in fact designed to absorb forces located mainly in a vertical plane.
  • the present invention provides for the addition of a force take-up part, between the front end of at least one of the two structural longitudinal beams and the powertrain, and configured to transmit to the powertrain an interior horizontal bending force of said structural longitudinal beam during a low overlap frontal impact.
  • Figures 3 to 5 illustrate such a force-absorbing part, according to a first embodiment of the invention.
  • the reference numbers in Figure 2 are used in Figures 3 to 5 to designate identical or corresponding elements, these numbers being increased by 100. Reference is also made to the description of these elements in relation to Figure 2.
  • the front structure of the motor vehicle 102 comprises a force-absorbing part 116, arranged between the right-hand structural longitudinal beam 106 and the powertrain 112, close to and below the engine support 114 located on the same coast.
  • the force-absorbing part 116 comprises a first end 116.1 rigidly fixed to the powertrain 112. In this case, the latter has the shape of a flange or fixing lug, it being extended that other forms of fixing are possible.
  • the force-absorbing part 116 comprises a second end 116.2, opposite the first end 116.1, arranged opposite the structural longitudinal beam 106, more precisely the inner side face of the structural longitudinal beam 106 in question.
  • the second end 116.2 has a clearance with the structural longitudinal beam 106 and is therefore not fixed there.
  • the play can be between 1 and 10mm.
  • the force-absorbing part 116 thus forms an impactor in that it only intervenes in the event of deformation of the longitudinal structural beam 106, laterally inwards, when said beam contacts the second end 116.2 of the part 116.
  • the connection 116.3 between the first end 116.1 and the second end 116.2 is rigid, so as to ensure optimum transmission of force to the powertrain 112.
  • first end 116.1 is located behind the second end 116.2, which gives the part force take-up 116 a main direction, illustrated by the center line, which is generally horizontal and inclined forwards from the first end 116.1 towards the second end 116.2.
  • This inclination, relative to a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction of the motor vehicle 102, is advantageously between 20° and 50°.
  • FIG. 4 is a front view of the force-absorbing part, of the structural longitudinal beam and of the power unit of FIG. 3. It can be observed that the second end 116.2 has a front face with an L-section matching, with clearance, a lower and inner side part of the structural longitudinal beam 6. More specifically, the L-shaped profile forms between the two facets of the L an angle greater than 90°.
  • the lower and inner side part of the structural longitudinal beam 106 facing the second end 116.2 comprises, from top to bottom, a vertical part corresponding to the inner side wall of the structural longitudinal beam 106, a predominantly horizontal part corresponding to a lower wall of the structural longitudinal beam 6, and a lower junction rabbet between two stampings forming the structural longitudinal beam 106, the lower junction rabbet being essentially vertical.
  • FIG 5 is a perspective view of the load-bearing part, alone, of Figures 3 and 4. It can be seen that the load-bearing part 116 is a rigid part in its entirety, that is to say ie from the first end 116.1 to the second end 116.2 via the link 116.3.
  • the force-absorbing part 116 is advantageously in one piece. It can be made of aluminum.
  • the connection 116.3 may have one or more openings or cavities, allowing a gain in weight and material without losing efficiency given the large section of the connection 116.3.
  • front face of the second end 116.2 comprises an upper horizontal facet intended to contact the inner side wall of the structural longitudinal beam and a horizontal facet lower surface, advantageously of smaller surface, intended to contact the lower junction rabbet, as mentioned above in relation to Figure 4.
  • Figures 6 to 8 illustrate such a force-absorbing part, according to a second embodiment of the invention.
  • the reference numbers of the first embodiment in FIGS. 3 to 5 are used in FIGS. 6 to 8 to designate identical or corresponding elements, these numbers being increased by 100. Reference is also made to the description of these elements in relation with figures 3 to 5 as well as figure 2.
  • the front structure of the motor vehicle 202 comprises a force-absorbing part 216, arranged between the structural longitudinal beam 206 on the left and the powertrain 212, close to and below the engine support 214 located on the same side.
  • the force absorption part 216 differs from that of the first embodiment in Figures 3 to 5 essentially in that not only the first 216.1 is fixed to the powertrain 212 but also the second end 216.2 is fixed to the structural longitudinal beam 206, and in that it comprises at least one connection with pivot(s) and/or ball joint(s) 216.3 between said first end 216.1 and said second end 216.2.
  • This connection with pivot(s) and/or ball joint(s) 216.3 provides a certain freedom of movement to the powertrain 212 while ensuring a transmission of force to said powertrain 212 in the event of deformation of the structural longitudinal beam 206, laterally towards inside.
  • the second end 216.2 has a front face of L-section matching the structural longitudinal beam 206, more precisely its interior vertical side face and its interior lower face, adjacent to the interior vertical side face.
  • the second end 216.2 is advantageously fixed by welding to the structural longitudinal beam 206, as shown by the two circles under the inner underside of said structural longitudinal beam 206.
  • the first end 216.1 is located behind the second end 216.2, which gives the force-absorbing part 216 a main direction, illustrated by the center line, which is generally horizontal and inclined forward, from the first end 216.1 to the second end 216.2.
  • This inclination, with respect to a direction transverse perpendicular to the longitudinal direction of the motor vehicle 202, is advantageously between 20° and 50°.
  • FIG. 7 is a perspective view of the force-absorbing part 216 of FIG. 6.
  • a rotation P1 and a translation M at the first end 216.1 produced by a sliding and rotating sleeve, a rotation P2 and a rotation P3 at both ends of the pivot connection 216.3 connecting the first and second ends 216.1 and 216.2 of the part recovery effort 216.
  • FIG. 8 is a perspective view of a variant 216' of the force-absorbing part 216 of FIGS. 6 and 7.
  • This variant 216' differs from the force-absorbing part 216 of FIG. 7 in that that the degree of freedom in rotation P2 is replaced by a degree of freedom of the ball joint type R.
  • the degree of freedom in rotation P1 at the level of the sliding and rotating sleeve may be absent, in which case the sleeve may be sliding uniquely.
  • FIG. 9 is a view from the top of a motor vehicle front structure according to the invention, undergoing a frontal impact with low overlap, leading to an avoidance scenario as illustrated in the two bottom images of FIG. Figure 9 is to be compared with figure 2 illustrating an embedding scenario.
  • This limited flexion or absence of the front part of the structural longitudinal beam 106 or 206 has the effect, at the start of the impact, of laterally deflecting the motor vehicle 102 or 202.
  • This lateral displacement of the motor vehicle is particularly favorable to the beginning of the shock, because the motor vehicle, as it advances relative to the obstacle, will naturally tend to avoid the obstacle.
  • the direction of vehicle movement after lateral displacement is illustrated by the arrow presenting an inclination with respect to the horizontal corresponding to the initial direction before the impact.
  • the motor vehicle may comprise a force take-up part on only one of the two left and right sides, advantageously on the driver's side, or even on each of the two sides.
  • the force-absorbing parts can be identical, by symmetry, or different, as for example according to the first and the second embodiment described above.

Landscapes

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Abstract

L'invention a pour objet un véhicule automobile (102; 202) comprenant un habitacle (104; 204); deux poutres longitudinales structurelles (106; 206) s'étendant chacune vers l'avant depuis l'habitacle (104; 204); un groupe motopropulseur (112; 212) disposé entre les deux poutres longitudinales structurelles (106; 206); et une pièce de reprise d'effort (116; 216), disposée entre une extrémité avant d'au moins une des deux poutres longitudinales structurelles (106; 206) et le groupe motopropulseur (112; 212), et configurée pour transmettre au groupe motopropulseur (112; 212) un effort de flexion horizontale intérieure de ladite poutre longitudinale structurelle (106; 206).

Description

DESCRIPTION
TITRE : STRUCTURE AVANT DE VÉHICULE AUTOMOBILE AVEC REPRISE EN CHOC FRONTAL D’EFFORT LATÉRAL PAR LE GROUPE MOTOPROPULSEUR
Domaine technique
La présente invention revendique la priorité de la demande française 2110527 déposée le 5 octobre 2021 , dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement au domaine de la sécurité passive de véhicules automobiles.
Technique antérieure
Il existe depuis de nombreuses années différents protocoles de test de collision pour les véhicules automobiles, simulant des situations réelles courantes et défavorables. Parmi ces protocoles, on compte le protocole de collision frontale à faible recouvrement. Dans ce protocole, le véhicule est déplacé à une vitesse de l’ordre de 64 km/h contre un obstacle fixe situé du côté conducteur et présentant un recouvrement latéral de 25% seulement. Ce faible recouvrement et la vitesse élevée font que ce test est particulièrement éprouvant pour les véhicules automobiles. En particulier, le faible recouvrement a pour effet que les éléments structurels comme le brancard et le caisson déformable, couramment désigné par le terme anglais « crashbox », travaillent peu, la barrière fixe rencontrant et déformant alors la roue avant et sa suspension, pouvant conduire à une désolidarisation de la roue et une intrusion importante de l’obstacle dans la partie avant de l’habitacle, au niveau du tablier avant. Il est à noter que ce protocole existe également pour le côté passager, avec le même taux de recouvrement.
Il est donc souhaitable pour un véhicule automobile de présenter des notes favorables tant au niveau intégrité de l’habitacle qu’au niveau des valeurs de décélération subies par le conducteur et/ou passage, à l’occasion de ce test.
Le document de brevet publié FR 3 081 421 A1 aborde cette problématique et propose comme solution de prévoir un impacteur sur le berceau, en face du triangle de suspension de la roue avant, de manière à ce que lors d’un choc frontal à faible recouvrement, l’obstacle désolidarise la roue avant et empêche l’encastrement de l’obstacle dans l’habitacle au niveau du tablier avant. Cette solution est intéressante mais des progrès restent à faire.
Exposé de l'invention
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif d’améliorer le comportement d’un véhicule automobile aux protocoles de test en choc frontal à faible recouvrement.
L’invention a pour objet un véhicule automobile comprenant un habitacle ; deux poutres longitudinales structurelles s’étendant chacune vers l’avant depuis l’habitacle ; un groupe motopropulseur disposé entre les deux poutres longitudinales structurelles ; remarquable en ce que ledit véhicule automobile comprend, en outre, une pièce de reprise d’effort, disposée entre une extrémité avant d’au moins une des deux poutres longitudinales structurelles et le groupe motopropulseur, et configurée pour transmettre au groupe motopropulseur un effort de flexion horizontale intérieure de ladite poutre longitudinale structurelle.
Les deux poutres longitudinales structurelles sont couramment appelées brancards.
Avantageusement, le groupe motopropulseur est du type électrique, plus avantageusement exclusivement du type électrique.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’au moins une pièce de reprise d’effort présente une direction principale de reprise d’effort qui est inclinée, par rapport à une direction perpendiculaire à un axe longitudinal du véhicule automobile, d’un angle compris entre 20° et 50°.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’au moins une pièce de reprise d’effort est située à l’avant du groupe motopropulseur.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’au moins une pièce de reprise d’effort est un impacteur rigide avec une première extrémité rigidement fixée uniquement à l’un de la poutre longitudinale structurelle et du groupe motopropulseur.
Avantageusement, la première extrémité est fixée rigidement au groupe motopropulseur. Selon un mode avantageux de l’invention, l’au moins une pièce de reprise d’effort comprend une deuxième extrémité en vis-à-vis, avec un jeu, de l’autre de la poutre longitudinale structurelle et du groupe motopropulseur.
Avantageusement, la deuxième extrémité est fixée est en vis-à-vis, avec le jeu, de la poutre longitudinale structurelle.
Selon un mode avantageux de l’invention, la première extrémité est une bride fixée au groupe motopropulseur et la deuxième extrémité présente une surface frontale de section en L épousant la poutre longitudinale structurelle.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’au moins une pièce de reprise d’effort comprend une première extrémité fixée au groupe motopropulseur, une deuxième extrémité fixée à la poutre longitudinale structurelle et une liaison à pivot(s) et/ou rotule(s) entre ladite première extrémité et ladite deuxième extrémité.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’au moins une pièce de reprise d’effort comprend, en outre, une liaison coulissante et tournante à la première extrémité.
Selon un mode avantageux de l’invention, la deuxième extrémité présente une surface frontale de section en L épousant et fixée à la poutre longitudinale structurelle
L’invention a également pour objet une pièce de reprise d’effort pour véhicule automobile, destinée à être disposée entre une extrémité avant d’une poutre longitudinale structurelle avant et un groupe motopropulseur adjacent à ladite poutre longitudinale structurelle, configurée pour transmettre au groupe motopropulseur un effort de flexion horizontale intérieure de ladite poutre longitudinale structurelle.
La pièce de reprise d’effort de l’invention présente toutes les caractéristiques décrites en relation avec le véhicule automobile de l’invention.
Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce qu’elles mettent à profil le groupe motopropulseur, en particulier lorsque celui-ci est du type électrique et ainsi de taille réduite par rapport à un groupe motopropulseur du type thermique. La ou les pièces de reprise d’effort peuvent être ajoutées en production à un modèle de véhicule existant, notamment sur les véhicules automobiles destinés à certains marchés. La ou pièces de reprise d’effort peuvent aussi être mutualisées sur plusieurs types de véhicules. L’invention présente ainsi également des avantages de modularité.
Brève description des dessins
[Fig 1] est une représentation schématique d’un scénario d’encastrement et d’un scénario d’évitement en cas de choc frontal avec un faible recouvrement ;
[Fig 2] est une vue du haut de la déformation d’une structure avant de véhicule automobile en cas de choc frontal avec un faible recouvrement, conduisant à un scénario d’encastrement ;
[Fig 3] est une vue en perspective d’une pièce de reprise d’effort disposée entre une des deux poutres longitudinales structurelles et le groupe motopropulseur, selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 4] est une vue de face de la pièce de reprise d’effort, de la poutre longitudinale structurelle et du groupe motopropulseur de la figure 3 ;
[Fig 5] est une vue en perspective de la pièce de reprise d’effort, seule, des figures 3 et 4 ;
[Fig 6] est une vue en perspective d’une pièce de reprise d’effort disposée entre une des deux poutres longitudinales structurelles et le groupe motopropulseur, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 7] est une vue en perspective de la pièce de reprise d’effort de la figures 6 ;
[Fig 8] est une vue en perspective d’une variante de la pièce de reprise d’effort de la figures 6 ;
[Fig 9] est une vue du haut de la déformation d’une structure avant de véhicule automobile selon l’invention, en cas de choc frontal avec un faible recouvrement, conduisant à un scénario d’évitement.
Description détaillée
La figure 1 est une illustration de deux scénarios possibles en cas de collision frontale selon le protocole de choc frontal à faible recouvrement, détaillé ci-avant dans la partie Technique antérieure.
Les deux illustrations du haut montrent un premier scénario où le véhicule s’encastre sur l’obstacle, conduisant à des fortes déformations, des fortes décélérations et même un pivotement du véhicule autour de l’obstacle, illustré par la flèche circulaire. Ce scénario est défavorable en ce que l’obstacle, qui est arrondi avec un rayon de courbure de 150mm, évite la poutre longitudinale structurelle, couramment appelée brancard, et entre en collision avec la roue avant pour ensuite s’encastrer et déformer le tablier avant.
Les deux illustrations du bas montrent un deuxième scénario où le véhicule évite l’obstacle, en se déplaçant avec une composante latérale, ce déplacement combiné étant illustré par la flèche rectiligne. Cet évitement est avantageux en ce que non seulement les décélérations du véhicule sont plus faibles mais également les déformations de l’habitacle sont réduites.
La figure 2 est une vue du haut de la partie avant d’un véhicule automobile en collision frontale avec un obstacle suivant le protocole de choc frontal à faible recouvrement évoqué ci-avant et en voie de subir un scénario d’encastrement tel qu’illustré aux deux illustrations du haut de la figure 1 .
La structure avant du véhicule automobile 2 comprend un habitacle 4 délimité à l’avant par un tablier avant, deux poutres longitudinales structurelles 6, couramment désignées brancards, s’étendant depuis l’habitacle vers l’avant, une traverse de pare-chocs avant 8 fixées aux extrémités avant 6.1 des deux poutres longitudinales structurelles 6 via les caissons déformables 10, couramment désignés par le terme anglais « crashboxes ». Il s’agit là d’une architecture classique et en soi bien connue de l’homme de métier. Un groupe motopropulseur 12, en l’occurrence du type électrique, est disposé entre les deux poutres longitudinales structurelles 6 et fixé à celles-ci par deux supports moteur avec une liaison à élastomère déformable élastiquement, plus couramment désignée par l’expression anglaise « silent-bloc ».
On peut observer que l’obstacle, situé en l’occurrence du côté gauche, est partiellement en face de la poutre longitudinale structurelle 6 et, lors de son contact avec la traverse de pare-chocs avant 8, déforme en flexion une partie avant de la poutre longitudinale structurelle 6 en question. Cette déformation en flexion a pour effet que l’obstacle va longer la poutre longitudinale structurelle 6 pour ensuite s’encastrer dans le tablier avant. La déformation en flexion de la partie avant de la poutre longitudinale structurelle 6 a lieu malgré la présence des supports moteur 14 du groupe motopropulseur 12 essentiellement en raison de leur souplesse et déformabilité intrinsèques. Ils sont en effet conçus pour reprendre des efforts situés majoritairement dans un plan vertical.
La présente invention prévoit l’ajout d’une pièce de reprise d’effort, entre l’extrémité avant d’au moins une des deux poutres longitudinales structurelles et le groupe motopropulseur, et configurée pour transmettre au groupe motopropulseur un effort de flexion horizontale intérieure de ladite poutre longitudinale structurelle lors d’un choc frontal à faible recouvrement.
Les figures 3 à 5 illustrent une telle pièce de reprise d’effort, selon un premier mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence de la figure 2 sont utilisés aux figures 3 à 5 pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec la figure 2.
A la figure 3, la structure avant du véhicule automobile 102 comprend une pièce de reprise d’effort 116, disposée entre la poutre longitudinale structurelle 106 de droite et le groupe motopropulseur 112, à proximité et en-dessous du support moteur 114 situé du même côté. La pièce de reprise d’effort 116 comprend une première extrémité 116.1 rigidement fixée au groupe motopropulseur 112. Celle-ci présente en l’occurrence la forme d’une bride ou patte de fixation, étant étendu que d’autres formes de fixation sont envisageables. La pièce de reprise d’effort 116 comprend une deuxième extrémité 116.2, à l’opposé de la première extrémité 116.1 , disposée en vis-à-vis de la poutre longitudinale structurelle 106, plus précisément de la face latérale intérieure de la poutre longitudinale structurelle 106 en question. La deuxième extrémité 116.2 présente un jeu avec la poutre longitudinale structurelle 106 et n’y donc pas fixée. Le jeu peut être compris entre 1 et 10mm. La pièce de reprise d’effort 116 forme ainsi un impacteur en ce qu’il n’intervient qu’en cas de déformation de la poutre longitudinale structurelle 106, latéralement vers l’intérieur, lorsque ladite poutre contacte la deuxième extrémité 116.2 de la pièce de reprise d’effort 116. La liaison 116.3 entre la première extrémité 116.1 et la deuxième extrémité 116.2 est rigide, de manière à assurer une transmission optimale d’effort au groupe motopropulseur 112.
Toujours à la figure 3, on peut observer que la première extrémité 116.1 est située en arrière par rapport à la deuxième extrémité 116.2, ce qui confère à la pièce de reprise d’effort 116 une direction principale, illustrée par le trait d’axe, qui est généralement horizontale et inclinée vers l’avant de la première extrémité 116.1 vers la deuxième extrémité 116.2. Cette inclinaison, par rapport à une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale du véhicule automobile 102, est avantageusement comprise entre 20° et 50°.
La figure 4 est vue de face de la pièce de reprise d’effort, de la poutre longitudinale structurelle et du groupe motopropulseur de la figure 3. On peut observer que la deuxième extrémité 116.2 présente une face frontale avec une section en L épousant, avec jeu, une partie inférieure et latérale intérieure de la poutre longitudinale structurelle 6. Plus précisément, le profil en L forme entre les deux facettes du L un angle supérieur à 90°. La partie inférieure et latérale intérieure de la poutre longitudinale structurelle 106 en vis-à-vis de la deuxième extrémité 116.2 comprend, de haut en bas, une partie verticale correspondant à la paroi latérale intérieure de la poutre longitudinale structurelle 106, une partie majoritairement horizontale correspondant à une paroi inférieure de la poutre longitudinale structurelle 6, et une feuillure de jonction inférieure entre deux emboutis formant la poutre longitudinale structurelle 106, la feuillure de jonction inférieure étant essentiellement verticale. La partie verticale en question et la feuillure de jonction inférieure forment ainsi des faces de contact et de pression avec la deuxième extrémité 116.2 et la pièce de reprise d’effort 116 en cas de choc frontal à faible recouvrement tendant à déformer la poutre longitudinale structurelle 106 en question en flexion vers l’intérieur, tel qu’illustré à la figure 2.
La figure 5 est une vue en perspective de la pièce de reprise d’effort, seule, des figures 3 et 4. On peut observer que la pièce de reprise d’effort 116 est une pièce rigide dans sa totalité, c’est-à-dire de la première extrémité 116.1 à la deuxième extrémité 116.2 en passant par la liaison 116.3. La pièce de reprise d’effort 116 est avantageusement d’un seul tenant. Elle peut être réalisée en aluminium. La liaison 116.3 peut présenter un ou plusieurs ajours ou cavités, permettant un gain de poids et de matière sans perdre en efficacité compte tenu de la section importante de la liaison 116.3.
Toujours à la figure 5, on peut observer la face frontale de la deuxième extrémité 116.2, comprend une facette horizontale supérieure destinée à contacter la paroi latérale intérieure de la poutre longitudinale structurelle et une facette horizontale inférieure, avantageusement de plus petite surface, destinée à contacter la feuillure de jonction inférieure, tel qu’évoqué ci-avant en relation avec la figure 4.
Les figures 6 à 8 illustrent une telle pièce de reprise d’effort, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation aux figures 3 à 5 sont utilisés aux figures 6 à 8 pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec les figures 3 à 5 ainsi que la figure 2.
En référence à la figure 6, la structure avant du véhicule automobile 202 comprend une pièce de reprise d’effort 216, disposée entre la poutre longitudinale structurelle 206 de gauche et le groupe motopropulseur 212, à proximité et en-dessous du support moteur 214 situé du même côté. La pièce de reprise d’effort 216 se distingue de celle du premier mode de réalisation aux figures 3 à 5 essentiellement en ce que non seulement la première 216.1 est fixée au groupe motopropulseur 212 mais également la deuxième extrémité 216.2 est fixée à la poutre longitudinale structurelle 206, et en ce qu’elle comprend au moins une liaison à pivot(s) et/ou rotule(s) 216.3 entre ladite première extrémité 216.1 et ladite deuxième extrémité 216.2. Cette liaison à pivot(s) et/ou rotule(s) 216.3 procure une certaine liberté de mouvement au groupe motopropulseur 212 tout en assurant une transmission d’effort audit groupe motopropulseur 212 en cas de déformation de la poutre longitudinale structurelle 206, latéralement vers l’intérieur.
La deuxième extrémité 216.2 présente une face frontale de section en L épousant la poutre longitudinale structurelle 206, plus précisément sa face latérale verticale intérieure et sa face inférieure intérieure, adjacente à la face latérale verticale intérieure. La deuxième extrémité 216.2 est avantageusement fixée par soudure à la poutre longitudinale structurelle 206, comme cela est illustré par les deux cercles sous la face inférieure intérieure de ladite poutre longitudinal structurelle 206.
Similairement au premier mode de réalisation, la première extrémité 216.1 est située en arrière par rapport à la deuxième extrémité 216.2, ce qui confère à la pièce de reprise d’effort 216 une direction principale, illustrée par le trait d’axe, qui est généralement horizontale et inclinée vers l’avant, de la première extrémité 216.1 vers la deuxième extrémité 216.2. Cette inclinaison, par rapport à une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale du véhicule automobile 202, est avantageusement comprise entre 20° et 50°.
La figure 7 est une vue en perspective de la pièce de reprise d’effort 216 de la figures 6. On peut y observer les différents degrés de liberté de la chaîne des liaisons 216.3 entre les première et deuxième extrémités 216.1 et 216.2, à savoir une rotation P1 et une translation M au niveau de la première extrémité 216.1 , réalisées par un manchon coulissant et tournant, une rotation P2 et une rotation P3 aux deux extrémités de la liaison à pivots 216.3 reliant les première et deuxième extrémités 216.1 et 216.2 de la pièce de reprise d’effort 216.
La figure 8 est une vue en perspective d’une variante 216’ de la pièce de reprise d’effort 216 des figures 6 et 7. Cette variante 216’ se distingue de la pièce de reprise d’effort 216 de la figure 7 en ce que le degré de liberté en rotation P2 est replacé par un degré de liberté du type rotule R. De ce fait, le degré de liberté en rotation P1 au niveau du manchon coulissant et tournant, peut être absent, auquel cas le manchon peut être coulissant uniquement.
Il est entendu que d’autres configurations de liaisons à pivot(s) et/ou rotule(s) peuvent être prévues, notamment en fonction des degrés de liberté nécessaires au groupe motopropulseur.
La figure 9 est vue du haut d’une structure avant de véhicule automobile selon l’invention, subissant un choc frontal à faible recouvrement, conduisant à un scénario d’évitement tel qu’illustré aux deux images du bas de la figure 1 . La figure 9 est à comparer à la figure 2 illustrant un scénario d’encastrement. On peut observer la faible flexion subie par la partie avant de la poutre longitudinale structurelle 106 ou 206, en raison de la présence de la pièce de reprise d’effort 116 ou 216 disposée entre cette poutre longitudinale structurelle 106 ou 206 et le groupe motopropulseur 112 ou 212. Cette flexion limitée ou absence de la partie avant de la poutre longitudinale structurelle 106 ou 206, a pour effet, au début du choc, de dévier latéralement le véhicule automobile 102 ou 202. Ce déplacement latéral du véhicule automobile est particulièrement favorable au début du choc, car le véhicule automobile, au fur et à mesure de son avancement par rapport à l’obstacle, va naturellement tendre à éviter l’obstacle. La direction de déplacement du véhicule après déplacement latéral est illustrée par la flèche présentant une inclinaison par rapport à l’horizontale correspondant à la direction initiale avant le choc.
De manière générale, il est entendu que ce qui est décrit en relation avec le côté gauche du véhicule est applicable au côté droit par symétrie et vice versa. Il est aussi entendu que le véhicule automobile peut comprendre une pièce de reprise d’effort à un seul des deux côtés gauche et droit, avantageusement du côté conducteur, ou encore à chacun des deux côtés. Dans ce cas, les pièces de reprise d’effort peuvent être identiques, par symétrie, ou différentes, comme par exemple suivant le premier et le deuxième mode de réalisation décrits ci-avant.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1 .] Véhicule automobile (102 ; 202) comprenant :
- un habitacle (104 ; 204) ;
- deux poutres longitudinales structurelles (106 ; 206) s’étendant chacune vers l’avant depuis l’habitacle (104 ; 204) ;
- un groupe motopropulseur (112 ; 212) disposé entre les deux poutres longitudinales structurelles (106 ; 206) ; caractérisé en ce que ledit véhicule automobile comprend, en outre :
- une pièce de reprise d’effort (116 ; 216), disposée entre une extrémité avant d’au moins une des deux poutres longitudinales structurelles (106 ; 206) et le groupe motopropulseur (112 ; 212), et configurée pour transmettre au groupe motopropulseur (112 ; 212) un effort de flexion horizontale intérieure de ladite poutre longitudinale structurelle (106 ; 206).
[Revendication 2.] Véhicule automobile (102 ; 202) selon la revendication 1 , dans lequel l’au moins une pièce de reprise d’effort (116 ; 216) présente une direction principale de reprise d’effort qui est inclinée, par rapport à une direction perpendiculaire à une direction longitudinale du véhicule automobile, d’un angle compris entre 20° et 50°.
[Revendication 3.] Véhicule automobile (102 ; 202) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel l’au moins une pièce de reprise d’effort (116 ; 216) est située à l’avant du groupe motopropulseur (112 ; 212).
[Revendication 4.] Véhicule automobile (102) selon l’une des revendications
1 à 3, dans lequel l’au moins une pièce de reprise d’effort (116) est un impacteur rigide avec une première extrémité (116.1 ) rigidement fixée uniquement à l’un de la poutre longitudinale structurelle (106) et du groupe motopropulseur (112).
[Revendication 5.] Véhicule automobile (102) selon la revendication 4, dans lequel l’au moins une pièce de reprise d’effort (116) comprend une deuxième extrémité (116.2) en vis-à-vis, avec un jeu, de l’autre de la poutre longitudinale structurelle (106) et du groupe motopropulseur (112).
[Revendication 6.] Véhicule automobile (102) selon la revendication 5, dans lequel la première extrémité (116.1 ) est une bride fixée au groupe motopropulseur (112) et la deuxième extrémité (116.2) présente une surface frontale de section en L épousant la poutre longitudinale structurelle (106).
[Revendication 7.] Véhicule automobile (202) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’au moins une pièce de reprise d’effort (216) comprend une première extrémité (216.1 ) fixée au groupe motopropulseur (212), une deuxième extrémité (216.2) fixée à la poutre longitudinale structurelle (206) et une liaison à pivot(s) et/ou rotule(s) (216.3) entre ladite première extrémité (216.1 ) et ladite deuxième extrémité (216.2).
[Revendication 8.] Véhicule automobile (202) selon la revendication 7, dans lequel l’au moins une pièce de reprise d’effort (216) comprend, en outre, une liaison coulissante et tournante à l’une de la première extrémité (216.1 ) et la deuxième extrémité (216.2).
[Revendication 9.] Véhicule automobile (202) selon l’une des revendications 7 et 8, dans lequel la deuxième extrémité (216.2) présente une surface frontale de section en L épousant et fixée à la poutre longitudinale structurelle (206).
[Revendication 10.] Pièce de reprise d’effort (116 ; 216) pour véhicule automobile (102 ; 202), destinée à être disposée entre une extrémité avant d’une poutre longitudinale structurelle (106 ; 206) à l’avant dudit véhicule automobile (102 ; 202) et un groupe motopropulseur (112 ; 212) adjacent à ladite poutre longitudinale structurelle (106 ; 206), configurée pour transmettre au groupe motopropulseur (112 ; 212) un effort de flexion horizontale intérieure de ladite poutre longitudinale structurelle avant (106 ; 206).
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