Brevet FR2846290A1 — publié le 20040430

Dispositif et procédé de freinage d'urgence pour un véhicule automobile L'invention concerne un dispositif et un procédé de freinage d'urgence pour un véhicule automobile. Il existe des situations o un freinage en extrême urgence 10 s'impose pour éviter un accident. Les véhicules actuels, avec les dispositifs de freinage classique, ont des capacités de décélération limitées de l'ordre de 1 G. Cette limite technique des systèmes de freinage conventionnels, imposée par la liaison entre le pneumatique et la route, entraîne des distances de freinage considérables. On connaît des systèmes de freinage d'urgence consistant à appliquer sur le sol un sabot de freinage ou une plaque de freinage supplémentaire dont la descente est déclenchée à l'imminence d'un accident. Ces plaques peuvent être de simples plaques de friction, comme connu par le document US 4 325 465, ou comporter des moyens de dépression comme 20 connu par les documents US 3 116 897, US 3 167 154, US 4 317 507, US 4 896 749, WO 00/44599. Tous ces dispositifs demandent des moyens spéciaux pour créer cette dépression, généralement une pompe à vide, et la plupart demandent aussi des dispositifs spéciaux pour appliquer la dépression et garantir l'étanchéité de l'application grâce à des lèvres souples 25 ou analogue. Ces dispositifs présentent de nombreux inconvénients. Ils sont souvent encombrants et posent un problème de stockage sous le véhicule. Il est souvent difficile de rendre étanche la cavité d'aspiration. La consommation de puissance de la pompe à vide est excessive, mais surtout la mise en route de la pompe à vide demande beaucoup trop de temps pour 30 pourvoir être utilisée efficacement dans le cadre d'un freinage d'urgence. Dans un contexte différent, on a aussi déjà proposé d'utiliser la dépression dans une jupe disposée sous un véhicule pour créer un appui vertical sur le véhicule et améliorer son adhérence sur la route, comme par exemple selon les documents US 1 698 482, US 3 209 849, US 3 232 633, 35 US 3 628 625. Cette jupe peut être en partie escamotable, par exemple grâce à des moyens de gonflage, comme montré dans le document US 3 894 609. On a également proposé d'améliorer l'adhérence des véhicules, notamment des voitures de course, en utilisant l'effet aérodynamique de 5 Venturi permettant de créer une dépression sous le véhicule. Par exemple, le document US 3 776 587 montre une plaque fixée en dessous de la caisse à l'avant de la voiture permettant de créer un venturi aidant à maintenir la voiture au sol, notamment dans les virages. Le document GB 2 269 142 montre la combinaison de l'effet Venturi et de divers ailerons pour 10 améliorer la stabilité au sol. Le document US 4 386 801 fait connaître un fond profilé disposé sous la caisse du véhicule et dont la forme est étudiée pour entraîner par effet Venturi un appui vertical permanent. Des jupes latérales complètent le confinement de l'air sous la caisse. Le fond est attaché à hauteur fixe aux essieux du véhicule. On connaît d'autres moyens de freinage d'urgence, tels qu'un ancrage au sol (par exemple par le document CN 1075683) ou un freinage par rétrofusée, mais ces systèmes présentent des inconvénients, comme celui de dégrader la route pour le premier et de n'être pas écologique pour le second. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients des systèmes de freinage d'urgence traditionnels et de proposer un nouveau système de freinage d'urgence qui permette d'engendrer très vite une décélération du véhicule efficace, sans nuire à l'environnement. L'invention atteint son but en proposant un dispositif de freinage 25 d'urgence pour un véhicule du type comprenant un fond profilé disposé sous la caisse du véhicule et dont la forme est de nature à entraîner par effet Venturi un appui vertical, caractérisé en ce que le fond est disposé à une première hauteur et susceptible de venir rapidement, en réponse à un signal de déclenchement, occuper une seconde hauteur inférieure à la première, 30 ladite seconde hauteur et la forme du fond profilé lorsqu'il est à cette seconde hauteur étant de nature à entraîner par effet Venturi un appui vertical supplémentaire s'exerçant soudainement sur le véhicule. Ainsi, contrairement à l'art antérieur représenté par le document US 4 386 801 qui utilise l'effet Venturi de façon permanente (et d'ailleurs 35 dans le cadre essentiellement de la compétition automobile), l'invention vise à utiliser l'effet Venturi uniquement lors d'une situation de freinage d'urgence. Dans un premier mode de réalisation, le fond profilé est en place en permanence sous la caisse du véhicule, à distance fixe de celle-ci ou 5 même confondu avec le fond de caisse, et des moyens de déclenchement agissant en réponse au signal de déclenchement permettent de jouer sur la suspension pour provoquer un abaissement rapide de la caisse du véhicule par rapport au sol. Ces moyens agissant sur la suspension peuvent être ou bien des moyens agissant sur une commande de suspension ou bien des 10 moyens destructifs réduisant instantanément la hauteur de suspension. Dans un second mode de réalisation, le fond profilé sous la caisse est mobile par rapport à la caisse et maintenu par des moyens de montage qui permettent d'éloigner ledit fond de la caisse lors du déclenchement du freinage d'urgence. Le fond escamoté peut conserver sa 15 forme profilée ou être dans une forme modifiée lors de l'escamotage, la forme du fond étant alors différente en position haute (la forme y étant de préférence plate pour faciliter l'escamotage) et en position basse. Le fond est avantageusement constitué par des sections de plaques articulées susceptibles de prendre, en position déployée, une forme convergente. L'augmentation immédiate de l'appui vertical du véhicule lors du déclenchement conforme à l'invention entraîne une meilleure adhérence des pneumatiques sur le sol et donc un meilleur freinage. On peut encore augmenter ce freinage en prévoyant des patins de freinage liés à la caisse du véhicule ou au fond profilé et venant se mettre en 25 contact avec le sol lors du déclenchement du freinage d'urgence. Dans tous les modes de réalisation, il est avantageux de prévoir des jupes latérales de confinement de l'écoulement, et de préférence des jupes escamotables quand le fond est en position haute. Ces jupes associées au fond profilé peuvent recevoir les patins de freinage également associés 30 au fond. L'invention concerne aussi un procédé de freinage d'urgence pour un véhicule du type comprenant un fond profilé disposé sous la caisse du véhicule et dont la forme est de nature à entraîner par effet Venturi un appui vertical, caractérisé en ce qu'on fait passer rapidement, en réponse à 35 un signal de déclenchement, le fond d'une première hauteur à une seconde hauteur inférieure à la première, ladite seconde hauteur et la forme du fond profilé lorsqu'il est à cette seconde hauteur étant de nature à entraîner par effet Venturi un appui vertical supplémentaire s'exerçant soudainement sur le véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels: -la figure 1 est une vue schématique de côté de la caisse d'un véhicule équipé d'un soubassement profilé fixe, conformément à un premier mode de 1o réalisation de l'invention, -la figure 2 est une vue schématique de côté de la caisse d'un véhicule équipé d'un soubassement profilé mobile, conformément à un second mode de réalisation de l'invention, -la figure 3 est une vue en perspective d'une variante du soubassement 15 profilé mobile conforme au second mode de réalisation. La figure 1 montre la caisse 1 d'un véhicule reposant en position normale sur les suspensions avant 2 et arrière 3 des roues 4 et 5. La caisse 1 a un fond plat 10 ou est doublée par un tel fond plat 10 constituant le fond profilé de l'invention, et comportant notamment une partie inclinée 20 convergente 11 à l'avant, correspondant ici au passage d'essieu avant. Dans cette position, le fond 10 est à une distance importante du sol 6 et l'effet Venturi est à un premier niveau, généralement relativement faible et négligeable, voire nul. Le fond plat 10 permet néanmoins de réduire les frottements aérodynamiques en sous-caisse et va donc dans le sens d'une 25 réduction de la consommation de carburant. Lorsque les conditions de freinage d'urgence sont détectées, par le conducteur ou par un dispositif de détection incorporé au véhicule, des moyens 7 permettent d'abaisser instantanément les suspensions 2 et 3, de sorte que la caisse 1 se retrouve dans la position basse repérée 1', dans 30 laquelle le fond profilé 10, en position 10', est très près du sol 6. Dans cette position, l'effet Venturi est à second niveau, nettement supérieur au premier, et devient donc très sensible et efficace. Les moyens 7 d'abaissement de la suspension peuvent être réalisés sous plusieurs fonnes: -avec des suspensions pilotées, l'actionnement se faisant par des vérins hydrauliques ou électriques, -avec une rupture soudaine d'un élément de la suspension, tels que ressort, coupelle de ressort, etc. -avec une cartouche pyrotechnique qui propulse le véhicule sur les butées. Simultanément à l'abaissement de la suspension, des jupes latérales verticales 8 ont été déployées; ces jupes latérales étaient en position haute de la caisse maintenues repliées horizontalement sous le fond io 10. Ces jupes latérales 8 ont pour but de fermer latéralement le dessous de caisse et former avec le sol 6 et ledit fond 10' un conduit à section rectangulaire aplatie dans lequel l'effet Venturi va s'appliquer, grâce au convergent d'entrée 11 en position 11'. Les jupes 8, frottant sur la route 6, sont constituées d'un matériau résistant à l'usure. Elles assurent l'étanchéité 15 de l'écoulement. L'ensemble du système permet une réduction très sensible de la distance de freinage. Par exemple, pour une distance normale de 75 mètres lorsque le véhicule roule à 130 km/h sur route sèche, la distance de freinage avec l'invention peut passer à 35 m avec une décélération de l'ordre de 4 G. 20 Les figures 2 et 3 illustrent un autre mode de réalisation de l'invention. Le système est constitué essentiellement par une plaque 20 profilée mobile sous la caisse 1 entre une position escamotée o elle est rangée sous la caisse 1 (position non représentée) et une position déployée représentée sur les figures 2 et 3 o elle descend près du sol 6. La plaque 20 est supportée à la caisse 1 par des liaisons à glissière 21 représentées schématiquement sur la figure 2, qui permettent à la plaque de descendre verticalement et, une fois en contact avec le sol, la plaque 20 peut rester sensiblement parallèle au sol indépendamment du tangage du véhicule (tangage notamment lié au freinage soudain). Comme le montre la figure 2, la plaque 20 comporte une majeure partie presque horizontale 24, légèrement convergente. Cette partie 24 est précédée d'une partie fortement convergente 22, 23. D'autre part, la plaque 20 est bordée latéralement par des jupes verticales 25 qui peuvent être de nature différente selon les sections 22, 23, 24 de la plaque. Ces jupes 25 35 sont escamotées quand la plaque est en position relevée. D'autre part, il est prévu des patins de freinage 26 constitués par exemple par le dessous des jupes 25, réalisées, sur toute leur longueur ou seulement sur une partie de celle-ci, en matériau à fort coefficient de frottement. La plaque 20 et ses jupes 25 forment un conduit de section diminuant rapidement et entraînant, par effet Venturi, la création d'un appui vertical qui se transforme, grâce aux liaisons glissières 21 en une composante horizontale 27 de traînée de freinage. La figure 3 détaille une variante de réalisation de la plaque 20, 10 constituée d'une section principale 24 bordée par des patins de caoutchouc 28 constituant pour cette section à la fois la jupe de confinement et les patins de freinage. Ces patins 28 peuvent être éventuellement équipés d'inserts métalliques et rainurés ou dotés de reliefs divers destinés à améliorer leur adhérence et leur effet de barrière transversale pour 15 l'écoulement. A l'avant de la section 24 sont articulées deux sections de convergent 22 et 23, formant l'entrée du conduit de confinement de l'écoulement. Ces deux sections sont bordées par des brins résistants 29 parallèles organisés comme un balai et constituant la jupe de confinement pour ces sections. Ces brins peuvent d'ailleurs s'étendre en avant même de 20 la plaque d'entrée 23, comme représenté. Des tirants 30 et de tirants télescopiques 31 sont prévus pour attacher de manière articulée la plaque 20 à la caisse. Des roues 32 peuvent être prévues pour aider la plaque à se mettre correctement en position sur la route lors de son déploiement au moment du freinage d'urgence. Dans un mode de réalisation, la hauteur des 25 jupes 28 en sortie du conduit de confinement d'écoulement est de 20 mm alors que la hauteur des jupes 29 à l'entrée est de 170 mm. La section d'écoulement, d'environ 0,17 m2 à l'entrée 33 n'est plus que de 0,016 m2 en sortie 34, ce qui crée un puissant appui vertical par effet Venturi et donc un freinage important au niveau de la plaque 20. Une trappe 35 peut être prévue dans la section 24 de la plaque 20. Il est possible de réaliser une autre liaison de la plaque et de la caisse que les liaisons glissières 21. On peut utiliser des câbles tendus, la plaque étant en permanence sur le sol, ou bien des bras munis de rotules au deux bouts pour piloter la descente de la plaque. La plaque peut être constituée de sections articulées comme représenté destinées à prendre leurs positions relatives après déploiement * grâce à un système de tirants ad hoc ou analogue. En alternative, la plaque peut être réalisée en un matériau à mémoire de forme qui peut être stocké 5 aplati sous la caisse mais retrouve sa forme profilée lorsque la plaque est descendue en cas de freinage d'urgence. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage d'urgence pour un véhicule du type comprenant un fond profilé (10, 20) disposé sous la caisse (1) du véhicule et dont la 5 forme est de nature à entraîner par effet Venturi un appui vertical, caractérisé en ce que le fond profilé (10, 20) est disposé sous la caisse du véhicule à une première hauteur et susceptible de venir rapidement, en réponse à un signal de déclenchement, occuper une seconde hauteur inférieure à la première, ladite seconde hauteur et la forme du fond 10 profilé (10, 20) lorsqu'il est à cette seconde hauteur étant de nature à entraîner par effet Venturi un appui vertical supplémentaire s'exerçant soudainement sur le véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond profilé 15 (10) est en place en permanence sous la caisse du véhicule, à distance fixe de celle-ci et des moyens de déclenchement (7) agissant en réponse au signal de déclenchement permettent de provoquer un abaissement rapide de la caisse (1) du véhicule par rapport au sol. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (7) pour abaisser la caisse (1) du véhicule sont choisis parmi des moyens de commande de hauteur de suspension et des moyens de destruction réduisant la hauteur de suspension. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond profilé (20) est mobile par rapport à la caisse (1) et maintenu par des moyens de montage (21,30) qui permettent d'éloigner ledit fond (20) de la caisse lors du déclenchement du freinage d'urgence. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fond (20) prend une forme différente dans sa position haute et dans sa position basse. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fond (20) est constitué par des sections (24, 22, 23) de plaque articulées et prenant une forme convergente en position déployée. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des jupes latérales (8, 29) sont associées au fond profilé (10, ). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les jupes (8, 10 29) latérales sont escamotables quand le fond est en position haute. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des patins de freinage (28) sont associés au fond profilé. 10. Procédé de freinage d'urgence pour un véhicule du type comprenant un fond profilé (10, 20) disposé sous la caisse (1) du véhicule et dont la forme est de nature à entraîner par effet Venturi un appui vertical, caractérisé en ce qu'on fait passer rapidement, en réponse à un signal de déclenchement, le fond (10, 20) d'une première hauteur à une seconde 20 hauteur inférieure à la première, ladite seconde hauteur et la forme du fond profilé lorsqu'il est à cette seconde hauteur étant de nature à entraîner par effet Venturi un appui vertical supplémentaire s'exerçant soudainement sur le véhicule.