Brevet FR2885160A1 — publié le 20061103

VEHICULE AVEC UN HAYON La présente invention concerne un véhicule avec un hayon. Un véhicule muni d'un hayon peut comporter deux vérins assurant la compensation de poids du hayon. Les vérins assistent l'utilisateur dans le déplacement du hayon de la position fermée à la position ouverte, et permettent d'immobiliser le hayon en position pleine ouverture. La manipulation du hayon n'est pas toujours facile d'un point de vue ergonomique. De plus lorsque l'utilisateur arrive les bras chargés de bagages il est souhaitable de pouvoir commander à distance l'ouverture du hayon. Il y a un besoin pour un hayon qui soit d'ouverture plus facile. Pour cela l'invention propose un véhicule avec - une caisse, - un hayon articulé à la caisse par une articulation, le hayon étant mobile entre une position fermée et une position ouverte, - deux vérins de sollicitation du hayon par rapport à la caisse, l'un des vérins étant activé par un organe d'entraînement, le bras de levier du vérin activé par l'organe d'entraînement par rapport à l'articulation est supérieur au bras de levier de l'autre vérin par rapport à l'articulation, dans la position fermée du hayon. Selon un mode de réalisation, en position fermée du hayon, le vérin activé par l'organe d'entraînement est adapté à exercer un couple sollicitant le hayon vers sa position d'ouverture. Selon un mode de réalisation, en position fermée du hayon, les vérins sont adaptés à exercer chacun un couple autour de l'articulation, les couples étant de sens opposés. Selon un mode de réalisation, en position ouverte du hayon, les vérins sont adaptés à exercer chacun un couple autour de l'articulation, les couples étant de même sens. Selon un mode de réalisation, en position fermée du hayon, les vérins sont adaptés à exercer un couple moyen sollicitant le hayon vers sa position d'ouverture. Selon un mode de réalisation, l'organe d'entraînement comprend un câble actionné par un moteur, le vérin activé par l'organe d'entraînement étant adapté à être déployé ou rétracté par le câble. Selon un mode de réalisation, le vérin activé par l'organe d'entraînement comporte un piston et un cylindre, le piston ayant un filetage coopérant avec un taraudage du cylindre, l'entraînement en rotation du piston par l'organe d'entraînement entraînant le cylindre en translation. R-ABrevets123400123415 05arm0104. doc - 28'04/05 - 09 04 - 1/11 Selon un mode de réalisation, l'organe d'entraînement comprend un moteur, et une électronique de contrôle associée au moteur, l'électronique étant munie d'une fonction d'anti-pincement et/ou d'anti-collision pour les mouvements du hayon. Selon un mode de réalisation, les vérins sont articulés à la caisse et au hayon. Selon un mode de réalisation, le véhicule comprend un flasque relié au hayon, les vérins étant articulés au flasque en des points qui ne sont pas symétriques par rapport au plan longitudinal de symétrie du véhicule. Selon un mode de réalisation, le véhicule comprend un flasque relié à la caisse, les vérins étant articulés au flasque en des points qui ne sont pas symétriques par rapport au plan longitudinal de symétrie du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent: - figure 1, une représentation schématique en coupe d'un véhicule selon l'invention; - figure 2, la représentation du véhicule de la figure 1 avec une position ouverte du hayon; - figures 3 et 4, des représentations schématiques d'un vérin activé par un moteur. L'invention propose un véhicule comportant un hayon déplacé en rotation par rapport à une articulation de la caisse du véhicule à l'aide de deux vérins de sollicitation du hayon. L'un des vérins est activé par un organe d'entraînement, le bras de levier du vérin activé par l'organe d'entraînement par rapport à l'axe d'articulation est supérieur au bras de levier de l'autre vérin par rapport à l'articulation, en position fermée du hayon. Pour un effort de poussée donné, ceci permet au vérin activé par l'organe d'entraînement de développer un couple plus important par rapport à la charnière, pour ouvrir le hayon. Ceci permet de minimiser l'effort demandé à l'organe d'entraînement pour amorcer l'ouverture du hayon, et donc de faciliter l'ouverture du hayon. La figure 1 montre une représentation schématique en coupe d'un véhicule 10 selon l'invention. Le véhicule 10 comporte une caisse 12 et un hayon 14 articulé à la caisse 12 par une articulation 16. Le hayon 14 est mobile entre une position fermée représentée sur la figure 1 et une position ouverte représenté sur la figure 2. Dans l'exemple de la figure 1, le hayon 14 est articulé à son extrémité supérieure, le hayon 14 étant passé vers la position ouverte en subissant un mouvement de rotation selon la flèche 30 autour de l'articulation 16 dans le sens inverse de rotation des aiguilles d'une montre. R \Brevets\23400A23415 05arm0104doc - 28/04/05 - 0904 2/11 Le véhicule 10 comporte aussi des vérins 18, 20 dont seules les lignes d'action sont représentées sur la figure 1. Les vérins sollicitent le hayon en ce sens que les vérins permettent le déplacement du hayon 14 par rapport à la caisse 12, en rotation autour de l'articulation 16, pour l'ouverture du hayon et en ce sens que les vérins permettent de freiner le déplacement du hayon par rapport à la caisse 12, en rotation autour de l'articulation 16, pour la fermeture du hayon. Le hayon peut être manipulé manuellement, ou bien de manière automatisée par l'activation d'une commande sur le véhicule ou d'une télécommande. En mode manuel, les vérins facilitent la manoeuvre d'ouverture du hayon 14 par l'utilisateur, une fois que ce dernier a déclenché l'ouverture du hayon 14. Les vérins facilitent le soulèvement du hayon 14; lorsque le hayon a atteint sa position ouverte, les vérins immobilisent le hayon 14 dans cette position ouverte et l'empêchent de retourner de manière incontrôlée vers sa position fermée. En mode automatique, l'un des vérins est activé par un organe d'entraînement; ceci permet de faciliter la manipulation du hayon par l'utilisateur, puisque ce dernier n'a plus à manipuler lui-même l'ouverture du hayon 14. Par exemple, l'utilisateur peut déclencher l'activation du vérin par l'organe d'entraînement par une télécommande; la télécommande envoie un signal déclenchant l'ouverture de la serrure qui maintenait le hayon en position fermée. Une fois la serrure ouverte, l'organe d'entraînement active l'un des vérins ce qui provoque le déplacement du hayon de la position fermée à la position ouverte. Le véhicule peut comporter deux vérins activés par un organe d'entraînement; de préférence, et pour des raisons de coûts, un seul des vérins est activé par un organe d'entraînement. Le fonctionnement du vérin entraîné par l'organe d'entraînement sera décrit plus en détail en relation avec les figures 3 et 4. Les vérins 18 et 20 sont d'une part reliés au hayon 14, par exemple par l'intermédiaire d'un flasque 26 et d'autre part reliés à la caisse 12, par exemple par l'intermédiaire d'un flasque 28. Ainsi, les vérins 18, 20 prennent appui sur la caisse 12 par l'intermédiaire du flasque 28 et sollicitent le hayon 14 par l'intermédiaire du flasque 26, ce qui soulève le hayon selon la flèche 30. Dans l'exemple de la figure 1, et dans la description qui suit, le flasque 28 est plus bas que le flasque 26. Sur la figure 1 sont représentées les lignes d'action des vérins. On voit que les vérins ont chacun une Iigne d'action 18 et 20 développant respectivement un couple avec un bras de levier, respectivement 22 et 24, différent par rapport à l'articulation 16. En effet, le vérin 18 a un bras de levier 22 supérieur au bras de levier 24 développé par le vérin 20. Les vérins 18, 20 ne sont donc pas disposés de manière symétrique par rapport au plan longitudinal de symétrie du véhicule. Ceci est en particulier le cas lorsque le hayon 14 est en position fermée du hayon. R:ABrevets \23400A23415 05arm0104. doc - 28/04/05 - 09.04 - 3/11 La figure 2 montre une représentation du véhicule de la figure 1 avec une position ouverte du hayon 14. Entre la figure 1 et la figure 2, le hayon a été ouvert selon la flèche 30. On voit que les vérins ont des lignes d'action 18 et 20 qui ont une orientation respective différente. Les vérins 18, 20 sont articulés à l'un des flasques en des points qui ne sont pas symétriques par rapport au plan longitudinal de symétrie du véhicule (plan qui comprend l'axe longitudinal du véhicule et qui est perpendiculaire au plan d'avancement du véhicule) ; ceci permet d'obtenir des bras de levier différents selon les vérins. Les vérins 18, 20 peuvent aussi être articulés au deux flasques en des points qui ne sont pas symétriques par rapport au plan longitudinal de symétrie du véhicule. Ceci permet d'ajuster plus facilement les bras de levier des vérins. De préférence, le vérin 18, qui a un bras de levier 22 par rapport à l'articulation 16 supérieur au bras de levier 24 du vérin 20, est le vérin 18 activé par l'organe d'entraînement. Ceci permet de réduire la force développée par l'organe d'entraînement pour activer le vérin. Ceci permet donc de réduire la puissance de l'organe d'entraînement. Sur les figures 1 et 2, la ligne 18 passe par les points 34 et 36 des flasques 26 et 28. Le vérin 18 prend donc appui sur le point 36 et sollicite en rotation le point 34 autour de l'articulation 16; on voit que la rotation du point 34 autour de l'articulation dans le sens inverse de rotation des aiguilles d'une montre permet de développer un couple pour ouvrir le hayon selon la flèche 30. Plus le point 34 tourne autour de l'axe 16, plus le hayon 14 s'ouvre. Le couple développé par le vérin 18 est maximum lorsque le point 34 passe par une ligne horizontale passant par le point 16. En position ouverte du hayon (figure 2), les vérins le maintiennent ouvert en butée. Par la suite ce couple développé par le vérin 18 pour passer le hayon de sa position fermée à sa position ouverte sera défini comme positif. La ligne d'action 20 correspondant à l'autre vérin passe par les points 38 et 40 des flasques 26 et 28. Le vérin 20 prend donc appui sur le point 40 et sollicite en rotation le point 38 autour de l'articulation 16. Toutefois, dans la position fermée du hayon 14 de la figure 1, le vérin 20 développe un couple négatif. Dans cette position du hayon, les vérins sont adaptés à exercer un couple autour de l'articulation 16 de sens opposés; sur la position de la figure 1, le couple du vérin 20 s'oppose donc au couple du vérin 18. Mais, le bras de levier 24 du vérin 20 étant inférieur au bras de levier 22 du vérin 18, les vérins 18 et 20 développent un couple positif moyen selon une troisième ligne d'action 32, avec un bras de levier 42. Cette ligne d'action 32 correspond en définitive à une ligne d'action de vérins classiquement positionnés sur le véhicule. On voit que dans cette position classique des vérins, le bras de levier 42 est faible et que le couple développé par les vérins est légèrement positif. Ainsi, si une défaillance de l'organe d'entraînement du vérin survient et que l'utilisateur R:ABrevets\23400\3415 05armO104. doc - 28/04/05 - 09.04 4/11 actionne manuellement le hayon (ou en mode manuel de manière générale), l'utilisateur doit alors développer une force similaire pour ouvrir le hayon selon l'invention qu'un hayon équipé de vérins montés de manière classique. L'utilisateur retrouve alors les mêmes sensations lorsqu'il ouvre manuellement le hayon, sans assistance de l'organe d'entraînement défaillant. Par ailleurs, lorsque l'organe d'entraînement fonctionne normalement, le couple moyen développé selon la ligne 32 permet au hayon de quitter la position fermée selon une vitesse classique; un utilisateur positionné devant le hayon 14 ne serait alors pas pris par surprise par une ouverture brusque du hayon 14. Le couple moyen développé pour solliciter le hayon est de façon optimisée pour une manoeuvre manuelle. Par ailleurs, en position fermée du hayon 14, les vérins 18 et 20 exercent un couple tendant à ouvrir le hayon 14; mais ce couple étant exercé selon la ligne moyenne 32, le couple moyen est de même intensité qu'un couple dans un montage classique des vérins. Sur la figure 1, la ligne d'action 18 passe par les points 34 et 36, la ligne d'action 20 passe par les points 38 et 40 et la ligne d'action 32 passe par les points 39 et 41. La ligne d'action 18 forme avec l'horizontale un angle aigu le plus grand, alors que la ligne d'action 20 forme avec l'horizontale un angle aigu plus petit. Entre ces lignes 18 et 20 s'étend la ligne d'action 32 moyenne. Les lignes 18 et 32 passent audessus de l'articulation 16, ce qui se traduit par un couple positif en position fermée du hayon; la ligne 20 passe au-dessous de l'articulation 16, ce qui se traduit par un couple négatif en position fermée du hayon. Le flasque 26 s'étend depuis le hayon 14 vers l'intérieur du véhicule, le point 34 étant le plus proche du hayon 14 et le point 38 le plus éloigné du hayon 14; le point 39 est entre les points 34 et 38. Le flasque 28 s'étend depuis la caisse 12 vers le hayon 14, le point 36 étant le plus proche de la caisse 12 et le point 40 étant le plus éloigné de la caisse 12; le point 41 est entre les points 36 et 40. La disposition des points montre alors que les lignes 18, 20 et 32 sont sécantes. Le vérin 18 activé par l'organe d'entraînement est articulé au flasque 26 au point 34 plus proche du hayon que l'autre vérin 20. Le vérin 18 activé par l'organe d'entraînement est articulé au flasque 28 en un point 36 plus proche de la caisse 12 que l'autre vérin 20. La disposition des points montre alors que les lignes 18, 20 et 32 sont sécantes. Sur la figure 2, on voit que les lignes d'action 18, 20, 32 sont du même côté par rapport à l'articulation 16; les couples développés selon ces lignes sont alors tous 35 positifs. Le fonctionnement du hayon 14 est maintenant expliqué en liaison avec les figures 1 et 2. Dans la position fermée du hayon, les vérins 18 et 20 développent des couples opposés lors du déclenchement de l'ouverture du hayon 14; mais, en R \Brevets\23400\23415 05arm0104. doc -28/04/05 - 09. 04 - 5/11 position fermée du hayon, le vérin 18 activé par l'organe d'entraînement est adapté à exercer un couple sollicitant le hayon vers la position d'ouverture avec un bras de levier 22 plus important que le bras de levier 24 du vérin 20. Ainsi, lorsque l'utilisateur déclenche l'ouverture du hayon, ce dernier peut quitter sa position fermée vers sa position ouverte uniquement par l'action de l'organe d'entraînement; l'utilisateur n'a alors pas à ouvrir manuellement le hayon. Le couple moyen étant positif, le hayon peut quitter sa position fermée. Le point 38 est entraîné en rotation autour de l'articulation 16 dans le sens inverse de rotation des aiguilles d'une montre. Le couple du vérin 20 tend à diminuer en valeur absolue, jusqu'à s'annuler lorsque la ligne d'action 20 coupe l'articulation 16. Mais le hayon 14 poursuit son mouvement d'ouverture grâce au vérin 18 dont le bras de levier 22 a encore augmenté ce qui permet au point 38 de continuer son mouvement de rotation autour de l'articulation 16; le couple du vérin 20 devient alors positif, et s'ajoute à celui du couple du vérin 18, comme cela est le cas sur la figure 2. Le hayon 14 est accéléré dans son mouvement d'ouverture jusqu'à parvenir à sa position ouverte. En position ouverte du hayon sur la figure 2, les vérins 18 et 20 sont adaptés à exercer chacun un couple autour de l'articulation 16, les couples étant de même sens. Ceci assure le maintien du hayon dans cette position. Les vérins sont activés par un organe d'entraînement qui est maintenant décrit. Les figures 3 et 4 montrent des représentations schématiques du vérin 18 activé par l'organe d'entraînement. Les figures 3 et 4 montrent un exemple de l'organe d'entraînement. Selon la figure 3, le vérin 18 implémenté dans le véhicule 10 est par exemple du type à câble. Le vérin 18 est fixé par le point 34 au hayon 14 et par le point 36 à la caisse 12. Le vérin 18 comprend un cylindre 46 dans lequel coulisse un piston et une tige 48. Une extrémité du cylindre 46 est reliée en rotation au hayon 14 au point 34 et une extrémité de la tige 48 est reliée en rotation à la caisse 12 au point 36. Le cylindre 46 est lui-même compris dans une enveloppe 50. L'organe d'entraînement comprend un câble 54 et un moteur 52. Le câble 54 est fixé à une extrémité du cylindre, le câble étant actionné par le moteur en étant tiré ou poussé selon le sens de rotation de ce dernier. L'enveloppe 50 permet de cacher et protéger la fixation du câble 54 au cylindre 46. Bien entendu, le vérin peut être inversé et le câble peut être fixé à la tige. L'extension ou la rétractation du vérin est complétée par un gaz en compression. La figure 4 montre l'activation du vérin 18 par le moteur 52 de l'organe d'entraînement. Grâce au moteur 52 sollicitant le câble 54 selon la flèche 56, le cylindre 46 est déplacé par rapport à l'enveloppe 50; en particulier, le cylindre 46 est translaté hors de l'enveloppe 50 selon la flèche 58, éloignant le point 34 du point 36. Par cet éloignement, le point 34 subit un mouvement de rotation sur la figure 1 R V13revets\23400 23,115 050104 doc - 28/04/05 - 09:04 - 6/11 autour de l'articulation 16, ce qui permet au hayon 14 de quitter sa position fermée vers sa position ouverte. Le câble 54, dont la construction est adaptée au travail en traction et en compression, est choisi suffisamment rigide pour pouvoir pousser le cylindre 46 hors de l'enveloppe 50. L'enveloppe 50 comporte un moyen de guidage (tel que des gaines) pour éviter le flambement du câble lors de son utilisation. Pour passer le hayon 14 de la position ouverte à la position fermée, le moteur 52 est activé en sens inverse, tirant le câble 54; le câble 54 entraîne le cylindre 46 vers l'intérieur de l'enveloppe en rapprochant les points 34 et 36. Le point 34 subit alors un mouvement de rotation en sens inverse sur la figure 1, entraînant le hayon vers sa position fermée. Grâce au bras de levier 22 du vérin rendu plus important et supérieur au bras de levier 24, la contrainte exercée par le moteur sur le câble 54 est diminuée. En effet, le bras de levier 22 étant augmenté, la force développée par le vérin 18, et donc par le câble 54, peut être diminuée. Ceci permet d'allonger la durée de vie du câble 54 et donc du vérin 18. En comparaison avec un vérin activé par un moteur et monté classiquement selon la ligne d'action 32, la force à développer par le vérin classique doit être plus importante car le bras de levier 42 par rapport à l'articulation 16 est inférieur. Dans ces conditions, le moteur subit des sollicitations plus importantes; dans l'exemple d'un vérin activé par un moteur par l'intermédiaire d'un câble, les contraintes dans le câble sont alors plus importante et la durée de vie de ce dernier moindre. Selon un autre mode de réalisation de l'organe d'entraînement, le vérin 18 comporte un piston ayant un filetage et un cylindre comportant un taraudage sur sa paroi interne. Le filetage du piston coopère avec le taraudage du cylindre. Le piston est entraîné en rotation par l'organe d'entraînement, par l'intermédiaire d'une tige du piston. Le cylindre est bloqué en rotation; la rotation du piston par l'organe d'entraînement entraîne le cylindre en translation, ce qui permet l'extension et la rétractation du vérin. L'organe d'entraînement est par exemple un moteur relié au piston par un câble rotatif et un cardan. L'extension ou la rétractation du vérin est complétée par un gaz en compression. Le moteur d'entraînement peut être associé à une électronique de contrôle munie d'une fonction d'anti-pincement et/ou d'anti-collision pour les mouvements du hayon. Cette fonction peut comporter un algorithme classique consistant à mesurer des paramètres du moteur et en particulier le courant traversant le moteur et la position angulaire de l'arbre rotor du moteur. Par exemple, lorsque la valeur de courant, combinée avec une position moteur, dépasse une valeur seuil prédéterminée, l'électronique de contrôle interprète cela comme une présence d'obstacle sur la course du hayon et commande l'arrêt, voir le renversement du sens de rotation du moteur. R: \Brevets\23400\2341505ann0104. doc - 28/04/05 - 09:04 - 7/11 Cette fonction peut comporter des moyens de détection connus de l'art, tels que des joints sensibles en périphérie de l'ouvrant, ou des moyens optiques sans contact, ou des combinaisons de ces moyens. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple. En particulier, la position relative des flasques 26, 28 peut être inversée. La description du fonctionnement du hayon doit alors être adaptée, notamment en ce qui concerne le sens des couples exercés par les vérins, puisque le flasque immobile sur la caisse deviendrait plus haut que le flasque mobile sur le hayon. R_ABrevets\23400A23415 05arm0104_doc - 28/04/05 - 09.04 - 8/11 9 REVENDICATIONS 1. Un véhicule (10) avec - une caisse (12), - un hayon (14) articulé à la caisse par une articulation (16), le hayon étant mobile entre une position fermée et une position ouverte, - deux vérins (18, 20) de sollicitation du hayon par rapport à la caisse (12), l'un des vérins étant activé par un organe d'entraînement, le bras de levier (22) du vérin (18) activé par l'organe d'entraînement par rapport à l'articulation (16) est supérieur au bras de levier (24) de l'autre vérin (20) par rapport à l'articulation (16), dans la position fermée du hayon (14). 2. Le véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en position fermée du hayon, le vérin (18) activé par l'organe d'entraînement est adapté à exercer un couple sollicitant le hayon (14) vers sa position d'ouverture. 3. Le véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en position fermée du hayon, les vérins (18, 20) sont adaptés à exercer chacun un couple autour de l'articulation (16), les couples étant de sens opposés. 4. Le véhicule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en position ouverte du hayon, les vérins (18, 20) sont adaptés à exercer chacun un couple autour de l'articulation (16), les couples étant de même sens. 5. Le véhicule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'en position fermée du hayon, les vérins (18, 20) sont adaptés à exercer un couple moyen sollicitant le hayon vers sa position d'ouverture. 6. Le véhicule selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement comprend un câble (54) actionné par un moteur (52), le vérin (18) activé par l'organe d'entraînement étant adapté à être déployé ou rétracté par le câble (54). 7. Le véhicule selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le vérin (18) activé par l'organe d'entraînement comporte un piston et un cylindre, le piston ayant un filetage coopérant avec un taraudage du cylindre, l'entraînement en rotation du piston par l'organe d'entraînement entraînant le cylindre en translation. R:ABrevets\23400A23415 05arrn0104_doc - 28/04/05 - 09:04 - 9/11 8. Le véhicule selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement comprend - un moteur, et - une électronique de contrôle associée au moteur, l'électronique étant munie d'une fonction d'anti-pincement et/ou d'anti-collision pour les mouvements du hayon. 9. Le véhicule selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les vérins (18, 20) sont articulés à la caisse (12) et au hayon (14). 10. Le véhicule selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le véhicule comprend un flasque (26) relié au hayon (14), les vérins (18, 20) étant articulés au flasque (26) en des points qui ne sont pas symétriques par rapport au plan longitudinal de symétrie du véhicule. 11. Le véhicule selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le véhicule comprend un flasque (28) relié à la caisse (12), les vérins (18, 20) étant articulés au flasque (28) en des points qui ne sont pas symétriques par rapport au plan longitudinal de symétrie du véhicule. R:\111revets\23400\23415_05arrn0104.doc - 12/07/05 - 11:07 -10/11