Brevet FR2684624A1 — publié le 19930611

La présente invention a pour objet un absorbeur d'énergie destiné à amortir un choc frontal dans un véhicule électrique. Comme on le sait, dans un véhicule électrique la structure avant est occupée en majeure partie par la ou les batteries mais laisse libre un espace relativement important entre le pare-choc et la batterie. En cas de choc frontal du véhicule contre un obstacle, la décélération est de l'ordre de 15G si le choc se produit à 56Km/h. L'invention a pour but de réaliser un système absorbeur d'énergie capable d'amortir un tel choc frontal, pour une meilleure sécurité du conducteur et afin de limiter les dégâts causés au véhicule. Suivant l'invention, l'absorbeur d'énergie comprend une enveloppe gonflée pneumatiquement à une pression déterminée, équipée d'un clapet et de moyens de commande de I'ouverture du clapet et de dégonflage de l'enveloppe à partir d'un seuil de pression déterminé dans l'enveloppe lors d'un choc contre un obstacle. Dans un premier mode de réalisation possible, les moyens précités sont agencés pour déclencher l'ou- verture du clapet à partir d'un seuil de pression correspondant à un seuil de décélération, et comprennent à cet effet un décéléromètre qui commande l'ouverture par inertie, comme connu en soi. Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, lesdits moyens sont agencés pour déclencher l'ouverture du clapet à partir d'un seuil résultant de la somme d'une mesure de la décélération et d'une mesure de la vitesse du véhicule au moment du choc. Suivant une caractéristique complementaire de l'invention, l'absorbeur comporte un système électroni que capable de piloter, suivant une loi préétablie, la vitesse de diminution de la pression dans l'enveloppe à partir du déclenchement de l'ouverture du clapet. L'enveloppe étant prêgonflée à l'air comprimé à une pression appropriée, par exemple entre 1 bar et 4 bars, le clapet s'ouvre quelles que soient les consignes électroniques si lors du choc la pression dans l'enveloppe dépasse une valeur maximum déterminée, par exemple 4 bars. Par contre, tant que la pression reste comprise entre la pression de gonflage normale et cette valeur maximum, il est possible de programmer le système électronique suivant une loi d'ouverture quelconque, en fonction par exemple de la vitesse du véhicule, de a décélération, de sa masse etc..., loi qui va piloter le dégonflage de l'enveloppe. D'autres particularités et avantages de 1 'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue de dessus en plan schematique partielle d'un véhicule électrique dans la structure avant duquel est disposé un absorbeur d'énergie conformément à l'invention. La figure 2 est une vue en élévation latérale schématique du véhicule de la Fiv.1 La figure 3 est un schéma d'une forme de réalisation de l'enveloppe prégonflée et de ses moyens de commande d'ouverture de son clapet en cas de choc. La figure 4 est un diagramme représentant une loi possible de variation du seuil de déclenchement du dégonflage de l'enveloppe en fonction de la vitesse. On voit aux Fig.1 et 2 un véhicule automobile 1 dans la structure avant duquel est placée une batterie 2 pour sa propulsion électrique. Entre cette batterie 2 et l'extrémité avant est disposé un absorbeur d'énergie 3 destiné à amortir un choc frontal du véhicule 1 contre un obstacle tel que par exemple un mur 4. L'absorbeur 3 comprend une enveloppe 5 gonflée pneumatiquement à une pression déterminée, équipée d'un clapet et de moyens de commande de l'ouverture de ce clapet pour dégonfler l'enveloppe, à partir d'un seuil de décélération déterminé. Dans une forme de réalisation avantageuse, représentée à la Fig.3, le clapet 6, qui communique avec l'enveloppe 5 par un conduit 7, est du type différentiel et comporte une soupape 8 ainsi qu'une pièce 9 de plus petit diamètre que celui de la soupape 8. Cette dernière est reliée à la pièce 9 par une tige 8b de solidarisation. La pièce 9 est fixée à l'extrémité d'un soufflet élastique 11 s'ouvrant dans la paroi du clapet 6, et prend une position fonction de la force qui lui est appliquée et qui résulte de la pression à l'intérieur du clapet 6. D'autre part la tige 8a de la soupape 8 est entourée par un ressort hélicoïdal 12 et traverse une plaque 10 d'appui du ressort 12. Ce dernier est convenu blement taré pour exercer sur la soupape 8 une force équilibrant la force opposée exercée sur la soupape 8 par le gaz comprimé, résultant de la pression différentielle sur les pièces 8 et 9, et qui tend à ouvrir la soupape 8. Le ressort 12 est associé à un électro-aimant 13 dont le solénoïde 14 exerce sur le noyau 15 une force fonction de l'intensité du courant. Le noyau 15 peut alors se déplacer et venir e appui sur la plaque 10 et le ressort 12, en déterminant par conséquent un seuil d'ouverture reglable du clapet 6 en fonction de l'effort exercé par le ressort 12 sur la soupape 8. Le dispositif de commande est complété par un système électronique 16 pouvant être programmé, de façon connue en soi, pour pouvoir piloter, suivant une loi préétablie mise en mémoire, la vitesse de diminution de la pression dans l'enveloppe 5 à partir de l'ouverture du clapet 6. L'intensité du courant dans le solénoïde 14 déterminant la force de fermeture du ressort 12 pousse par le noyau 15, le seuil d'ouverture du clapet 6 peut être fonction notamment de la vitesse V du véhicule conformément au diagramme de la Fig.4. On voit ainsi qu'à partir d'une valeur minimum a SO, correspondant à une vitesse nulle (véhicule à l'arrêt heurté de front par un autre vehicule) le seuil S, c'est-à-dire la force néces- saire au déclenchement de l'ouverture du clapet 6, augmente rapidement avec la vitesse V (courbe A). Il peut être avantageux de prévoir un seuil supplémentaire de déclenchement effectif, correspondant à la courbe B, légèrement supérieur au seuil défini par la courbe A. Ce seuil peut être défini par un signal obtenu dans le système électronique et resultant de la somme d'une mesure de la vitesse et de la décélération du véhicule, de manière connue en soi. Par ailleurs, l'en- veloppe 5 étant gonflee à une pression effective déterminée, par exemple 1 bar, le système électronique 16 de commande peut être programmé en fonction de divers paramètres (vitesse, masse du véhicule, décélération par exemple), pour définir une loi d'ouverture du clapet 6 dès que la pression dans l'enveloppe 5 augmente, consécutivement à un choc, tout en demeurant inférieure à une pression maximum déterminée, par exemple 4 bars. Le fonctionnement de l'absorbeur d'énergie est alors le suivant. Lorsque le véhicule 1 subit un choc frontal suffisamment important pour enfoncer une plaque de protection de l'enveloppe 5, prévue à l'avant du véhicule et entraîner une augmentation de pression dans l'enve- loppe 5, restant toutefois inférieure à la valeur maximum de consigne, le seuil de déclenchement est franchi. La force exercée par le gaz comprimé sur la soupape 8 ouvre celle-ci contre la force antagoniste du ressort 12. Puis le système électronique 16 pilote la vitesse de diminution de la pression dans l'enveloppe 5 suivant la loi préétablie mise en mémoire. Si le choc est suffisamment violent pour provoquer une augmentation de pression supérieure à la limite ci-dessus, par exemple 4 bars, le clapet 6 s'ouvre immédiatement, indépendamment des consignes électroniques programmées dans le système 16, et l'enveloppe 5 se dégonfle. En fin de dégonflage elle se présente sous la forme aplatie référencée 5a. Dans un second mode de réalisation possible, non représenté, le clapet est un clapet de sécurité classique, couplé à un décéléromètre, connu en soi. Ce dernier mesure la décélération lors du choc et déclenche l'ouverture du clapet de sécurité à partir d'un seuil de décélération predétermine, correspondant à l'augmentation de la pression dans l'enveloppe 5 lors du choc. On notera que l'absorbeur d'énergie selon l'invention peut être gonflé en air comprimé au moyen des systèmes de gonflage mis à la disposition des automobilistes dans les stations-services, grâce à sa faible pression de gonflage, qui peut être de l'ordre de 1 bar. Bien entendu l'absorbeur selon l'invention peut être regonflé et réutilisé après un choc si celui-ci ne l'a pas mis hors d'usage. L'invention est susceptible de recevoir diverses variantes d'exécution. Ainsi le clapet différentiel 6 peut être remplacé par un clapet simple, dépourvu de la pièce 9. Dans ce cas, le ressort 12 doit être taré à une force très supérieure à celle qu'il suffit de développer dans un clapet différentiel pour assurer la fermeture de la soupape 8. REVENDICATIONS 1. Absorbeur d'énergie (3) destiné à amortir un choc frontal dans un véhicule électrique (1), caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe (5) gonflée pneumatiquement à une pression déterminée, équipée d'un clapet (6) et de moyens (16, 13, 15, 12) de commande de l'ouverture du clapet et de dégonflage de l'enveloppe à partir d'un seuil de pression déterminé dans l'envelop- pe, lors d'un choc contre un obstacle (4). 2. Absorbeur d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (16, 13, 15, 12) sont agencés pour déclencher l'ouverture du clapet (6) à partir d'un seuil résultant de la somme d'une mesure de la décélération et d'une mesure de la vitesse (V) du véhicule (1) au moment du choc. 3. Absorbeur d'énergie selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un système électronique (16) capable de piloter suivant une loi préétablie, la vitesse de diminution de la pression (p) dans l'enve- loppe (5) à partir du déclenchement de l'ouverture du clapet (6). 4. Absorbeur d'énergie selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet (6) comporte une soupape (8) soumise à l'action d'un ressort (12) de fermeture associé à un électroaimant (13) pouvant exercer sur ce ressort une force fonction de l'intensité du courant et qui détermine un seuil d'ouverture du clapet, cette intensité du courant et donc la valeur dudit seuil augmentant avec la vitesse du véhicule de manière préprogrammée par ledit système électronique (16). 5. Absorbeur d'énergie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens sont agencés pour déclencher l'ouverture du clapet à partir d'un seuil de pression correspondant à un seuil de décélération, et comprennent un decéléromètre. 6. Application de l'absorbeur d'énergie (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 à un véhicule (1) équipé d'une batterie (2) de propulsion électrique, dans laquelle l'absorbeur (3) est disposé entre l'extrémité avant du véhicule et la batterie (2).