Brevet FR2942177A1 — publié le 20100820

VEHICULE COMPORTANT UN ANNEAU DE RIGIDIFICATION FORME PAR UN OUVRANT. [0001] La présente invention concerne un véhicule comportant un anneau de rigidification formé par un ouvrant. [0002] L'invention concerne plus particulièrement un véhicule comprenant une caisse délimitant au moins un encadrement d'un ouvrant, l'ouvrant étant monté mobile sur la caisse par l'intermédiaire d'un moyen de liaison, l'ouvrant étant rendu solidaire à la caisse par ledit moyen de liaison et par au moins un organe de verrouillage. [0003] Les véhicules, notamment les véhicules automobiles, comprennent une structure de caisse qui en partie supérieure un pavillon, des côtés d'habitacle et en partie inférieure un plancher. De par leur agencement des uns avec les autres, la structure de caisse délimite un anneau de rigidification qui s'oppose aux mouvements de torsion de la caisse par rapport à un axe longitudinal à celle-ci. Afin d'augmenter encore plus la tenue de la caisse en dynamique, il est connu de rapporter sur ces éléments de caisse, des pièces de renfort spécifiques qui alourdissent d'autant le poids du véhicule, ce qui est contraire à la réduction de la consommation de celui-ci. [0004] C'est ainsi que le compromis entre poids et confort vibratoire prend toute son importance. En effet, le recours à des renforts de moindre rigidité et de légèreté accrue engendre d'autant une détérioration de la prestation acoustique qui se traduit, pour les occupants du véhicule, par le ressenti de bruits de roulement, de percussion et de bruits parasites qui sont issus de la déformation de la caisse lors du fonctionnement du véhicule. [0005] En outre, la conception d'un nouveau véhicule demande à ce que soit étudiée et proposée une solution qui lui est propre et qui répondent positivement au problème de torsion dynamique de la caisse de celui-ci, ce qui demande un temps et des coûts d'études et de conception élevés. [0006] Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. [0007] A cette fin, le véhicule selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un élément d'immobilisation de l'ouvrant à la caisse qui est apte à passer d'un état inactif d'autorisation du déplacement de l'ouvrant par rapport à la caisse à un état actif de liaison surfacique de l'ouvrant à la caisse, sous l'effet d'un courant électrique. [0008] Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - dans l'état actif de l'élément d'immobilisation de l'ouvrant à la caisse, l'ouvrant délimite un anneau de rigidification rapporté sur la caisse, et en ce que dans l'état inactif de l'élément d'immobilisation, un tel anneau de rigidification est apte à se mouvoir autour de la caisse. L'anneau de rigidification n'est plus supporté par la caisse qui reçoit à cet effet des moyens dédiés de rigidification par renforts rapportés, qui alourdissent le poids de la caisse, l'anneau de rigidification étant le hayon qui se meut de façon traditionnelle autour du véhicule. - chaque élément d'immobilisation comprend un électro-aimant associé à une platine à aimantation permanente, l'un d'entre l'électro-aimant et la platine étant disposé le long de tout ou partie de l'encadrement de porte, l'autre d'entre l'électro-aimant et la platine étant disposé au droit de l'électro-aimant sur tout ou partie de l'ouvrant. L'intégration de l'élément d'immobilisation s'en trouve facilité puisque l'encadrement de porte et l'ouvrant disposent respectivement de zones dépourvues d'élément fonctionnel. - l'encadrement de porte comprend une ouverture au travers de laquelle s'étend l'électro-aimant de sorte que le circuit magnétique de celui-ci est affleurant de l'encadrement de porte, l'électro-aimant étant disposé à l'intérieur de la caisse. L'intégration de l'élément d'immobilisation est remarquable en ce qu'elle permet de confondre tout ou partie formant l'élément d'immobilisation à la caisse ou à l'ouvrant. - la platine est disposée au droit du circuit magnétique lorsque l'ouvrant est en position de fermeture, l'organe de verrouillage de l'ouvrant à la caisse étant en partie lié à la caisse et/ou à l'ouvrant de façon réglable de sorte qu'il est destiné au réglage d'un espace séparant le circuit magnétique et la platine associée selon un entrefer prédéterminé en l'état inactif dudit élément d'immobilisation. L'utilisation de l'organe de verrouillage comme moyen de réglage de l'entrefer séparant la platine de l'électroaimant, permet un réglage rapide en ligne de montage, ce qui n'impacte que peu le temps de fabrication du véhicule de l'invention, en comparaison d'un véhicule de l'état de la technique dépourvu d'un tel élément. - la platine est montée mobile en translation sur l'ouvrant, le long d'un axe parallèle à la normale de la platine, de sorte que l'entrefer entre la platine et l'électro-aimant est nul dans l'état actif de l'élément d'immobilisation. La liberté de déplacement de la platine sur l'ouvrant confère un jeu d'assemblage exploité pour ne pas engendrer de bruit complémentaire lors de la fermeture de l'ouvrant. - il comprend un moyen de retenu de la platine contre l'ouvrant qui est du type d'un ressort de rappel, ce qui permet une mise en oeuvre facilité parce que de conception simple. - l'élément d'immobilisation est relié à une unité de commande apte à recevoir en entrée un signal électrique traduisant la vitesse de déplacement du véhicule, ladite unité de commande comprenant un module de comparaison à une consigne de vitesse préenregistrée, de sorte que lorsque la vitesse de déplacement du véhicule est supérieure à la consigne alors l'unité de commande rend actif l'élément d'immobilisation. Cela préserve la consommation d'énergie électrique emmagasinée dans une batterie du véhicule, à la seule utilisation de l'élément d'immobilisation lors du déplacement du véhicule. - l'élément d'immobilisation est relié à une unité de commande qui est apte à recevoir en entrée un signal électrique traduisant le passage d'un état verrouillé à un état déverrouillé de l'ouvrant à la caisse, de sorte que lorsque ladite unité de commande reçoit un tel signal électrique alors elle rend inactif l'élément d'immobilisation. Une telle loi de commande permet audit élément d'immobilisation de l'anneau de rigidification contre la caisse de suppléer l'organe de verrouillage et les charnières d'articulation pour lier l'ouvrant à la caisse. - en l'état actif de l'élément d'immobilisation, l'ouvrant est lié à la caisse par au moins une charnière d'articulation, un organe de verrouillage, et un élément d'immobilisation, ce qui permet un répartition homogène des efforts issus de la torsion en dynamique du véhicule sur l'ensemble formé de l'ouvrant et de la caisse du véhicule. [0009] D'autres avantages et particularités de l'invention ressortent de la description de modes de réalisation faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : [0010] La figure 1 est une représentation schématique d'une caisse d'un véhicule, vu depuis l'arrière selon une position d'élévation, comportant notamment un élément d'immobilisation d'un ouvrant à la caisse, selon l'invention ; [0011] La figure 2 est une représentation schématique d'un ouvrant, vu de par son côté intérieur, destiné à être monté sur la caisse du véhicule de la figure 1. [0012] En se reportant à la figure 1, il est représenté un véhicule de type d'une automobile comportant en partie arrière un ouvrant représenté à la figure 2, qui porte la référence générale 4. [0013] Pour un tel véhicule 1, le confort des occupants en termes de prestations acoustique et vibratoire est obtenu par une caisse rigide en torsion par rapport à un axe s'étendant parallèlement à un axe longitudinal s'étendant d'avant vers l'arrière du véhicule. Etant donné que les pièces participant au renfort de la caisse contre la torsion de celle-ci lors du fonctionnement du véhicule, sont réalisées en acier, la masse du véhicule est donc directement impacté par le compromis entre le confort des occupants et le poids du véhicule. [0014] Le véhicule de la présente invention vise à être le plus respectueux possible de l'environnement et se doit d'être plus léger qu'un véhicule traditionnel de même catégorie. L'anneau de rigidification de la caisse, habituellement constitué par un renfort de traverse arrière de pavillon, un plancher arrière de coffre et par des renforts latéraux s'étendant par superposition aux côtés d'habitacle qui relient entre eux le pavillon au plancher, est formé dans le véhicule de l'invention d'un hayon arrière relié à la caisse au moyen d'un élément d'immobilisation spécifique qui sera décrit plus en détail dans ce qui suit. [0015] C'est ainsi qu'en s'affranchissant du renfort de traverse arrière de pavillon et des renforts latéraux de côté d'habitacle, la caisse du véhicule de l'invention a une masse moindre par rapport à la caisse d'un véhicule de conception traditionnelle. [0016] Toutefois la tenue de caisse à la déformation par torsion n'est pas dégradée parce que les pièces contribuant à la rigidité de la caisse contre sa torsion en mode dynamique, comprennent l'encadrement 3 de porte et l'ouvrant 4 destiné à obturer l'ouverture délimité par l'encadrement de porte. [0017] Pour parfaire la rigidité de la caisse, il convient toutefois de lier de façon hyperstatique l'ouvrant 4 sur la caisse 2. Pour se faire, le véhicule de l'invention comprend un moyen d'immobilisation de l'ouvrant 4 à la caisse 2, qui vient en complément de moyens de liaison formé par les charnières d'articulation 5 et l'organe 6 de verrouillage. Un tel organe de verrouillage est de préférence une serrure muni d'un pêne fixe lié à la caisse, notamment au plancher 10 de coffre, et d'une gâche mobile liée de façon solidaire à l'ouvrant 4. [oo1s] Ledit moyen d'immobilisation de l'ouvrant 4 à la caisse 2 comprend de préférence une plaque en matériau ferromagnétique appelé circuit magnétique, qui sous l'effet d'un champ magnétique issu d'un courant circulant au travers d'une bobine associée confère à cette plaque une polarité magnétique. Dans ce qui suit, une telle plaque est qualifiée d'électroaimant, et porte la référence générale 8 sur les figures annexées. [0019] Selon un premier mode de réalisation, l'électroaimant s'étend le long de tout ou partie de l'encadrement 3 de porte, et est rapporté sur la caisse du véhicule depuis l'intérieure de celle-ci. [0020] Dans un souci de facilité de conception, compte tenu de l'intégration de l'électroaimant à l'intérieur de la caisse, celui-ci est disposé au niveau de la gouttière de l'encadrement de porte, plus particulièrement situé verticalement au droit de l'optique arrière, afin de rendre d'autant plus facile la connexion électrique de la bobine à une unité de commande. [0021] Un tel électroaimant 8 est dans un mode de réalisation préféré, agencé dans 30 une ouverture de forme complémentaire ménagée dans l'encadrement 3 de porte, plus particulièrement au niveau des gouttières qui s'étendent de chaque côté de l'ouverture délimitée par l'encadrement 3 de porte, comme cela est rendu visible sur la figure 1. [0022] Afin de ne pas faire obstacle à la circulation de l'eau le long de chacune des glissières latérales, l'électroaimant 8 est de préférence monté affleurant à la glissière. [0023] Quant bien même les moyens de liaison de l'ouvrant à la caisse traditionnelle définissent un trièdre de liaison du type d'un triangle inversé dont la base est formée par une ligne passant au travers de chaque charnière 5 d'articulation de l'ouvrant 4 à la caisse 2, et un sommet formé par l'organe 6 de verrouillage, le trièdre de liaison du véhicule de l'invention définit un polygone régulier comportant au moins cinq côtés. C'est ainsi que le polygone susmentionné détermine une surface de liaison plus importante que celle déterminée par le triangle d'une caisse connue de l'état de la technique, ce qui traduit d'une augmentation des zones de transmission du couple de torsion de la caisse 2 à l'ouvrant 4. [0024] Selon une variante de réalisation, l'intégralité de l'encadrement 3 de porte comprend une rainure au travers de laquelle la face externe d'un électroaimant 8 est apte à s'étendre. [0025] Dans le but d'immobiliser l'ouvrant 4 sur la caisse 2, l'ouvrant 4 comprend une platine 9 à aimantation permanente selon une polarisation permettant une attraction de l'électroaimant 8, lorsque celui-ci est rendu actif sous l'effet d'un courant électrique. Le maintien de l'ouvrant 4 formant un anneau de rigidification s'opposant à la torsion en dynamique du véhicule autour d'un axe longitudinal médian, sur la caisse 2 est ainsi opéré par des liaisons surfaciques. C'est ainsi que l'effort de maintien de l'ouvrant 4 sur la caisse 2 est compris entre 10 et 20 N, en fonction de la valeur du courant circulant au travers de l'électroaimant. [0026] En complément des autres moyens de liaison de l'ouvrant à la caisse, le recours à au moins un élément d'immobilisation de l'ouvrant à la caisse procure un hyperstatisme recherché pour répartir au mieux et de manière plus homogène les efforts de torsion en mode dynamique de la caisse à l'ouvrant. [0027] La figure 2 montre une telle platine 9 aimantée qui est la pièce associée à l'électroaimant 8 pour former un élément d'immobilisation 7. La platine 9 est disposée sur l'ouvrant 4, de préférence à l'intérieur de celui-ci, de sorte qu'une fois l'ouvrant 4 en position de fermeture, la platine 9 est disposée en vis-à-vis de l'électroaimant. [0028] Chaque platine 9 est montée sur l'ouvrant 4 de telle manière qu'une fois l'ouvrant 4 en position de fermeture, chaque platine 9 est distante de l'électroaimant associé, ce qui évite de générer de nouveaux bruits issus d'un choc lors du passage de l'état d'ouverture à celui de fermeture de l'ouvrant 4. Pour se faire, chaque platine 9 est liée à l'ouvrant 4 par l'intermédiaire de guides coulisses qui rendent apte leur déplacement selon une faible amplitude, lors du passage de l'état inactif à l'état actif de l'élément d'immobilisation 7, afin de combler l'entrefer séparant la platine 9 de l'électroaimant 8 associé. [0029] Chaque platine 9 est en outre maintenue plaquée contre la face intérieure de l'ouvrant 4 par l'intermédiaire de ressorts de rappel non représentés, dont l'effort de maintien de chaque platine 9 contre l'ouvrant 4 est inférieur à celui d'attraction fourni par l'alimentation de l'électroaimant 8, visant à rapprocher et mettre en contact chaque platine 9 contre un électroaimant 8. De tels ressorts de rappel s'étendent par exemple autour de chaque guide coulisse assurant la liaison de la platine 9 à l'ouvrant 4. [0030] Chaque électroaimant 8 est relié à une unité de commande non représentée, qui permet, selon certains paramètres de fonctionnement du véhicule, de l'alimenter en électricité afin de passer l'élément d'immobilisation d'un état inactif à un état actif. [0031] Dans ce qui suit va être décrit le principe de fonctionnement de l'élément d'immobilisation 7 de l'ouvrant 4 à la caisse 2. [0032] L'unité de commande comprend pour se faire une mémoire destinée à recevoir une valeur de consigne de vitesse et un comparateur de la valeur de cette mémoire à une valeur traduisant la vitesse réelle de déplacement du véhicule. [0033] De préférence, la mémoire comprend une consigne de vitesse préenregistrée qui est équivalente à une vitesse de 10 kilomètre par heure. [0034] Le comparateur entre la vitesse de déplacement du véhicule et la valeur mémorisée, commande lorsque la différence est positive, une sortie de l'unité de commande, laquelle envoie un signal électrique alimentant chaque électroaimant, afin de rendre actif ledit élément d'immobilisation 7. [0035] Dans l'état actif de l'élément d'immobilisation 7, l'ouvrant 4 est lié à la caisse 2 par au moins une charnière d'articulation 5, un organe de verrouillage 6, et un élément d'immobilisation 7. De préférence un ensemble de deux charnières d'articulation fixées au pavillon relie la partie supérieure de l'ouvrant 4 à la caisse, l'organe de verrouillage 6 étant disposé au niveau de la partie inférieure de l'ouvrant. [0036] Au vu de l'agencement des platines 9 à aimantation permanente sur les bords de l'ouvrant 4, les pièces précédemment mentionnées qui oeuvrent à la liaison de l'ouvrant 4 à la caisse 2 permettent de rapporter un anneau de rigidification formé par l'ouvrant 4 sur une caisse alors dépourvue des renforts habituels participant à la rigidification de la caisse contre sa torsion en mode dynamique. [0037] L'unité de commande pilote le maintien de l'élément d'immobilisation 7 jusqu'à ce qu'un évènement de déverrouillage de l'ouvrant se produise. Cela se traduit par le fait qu'une autre entrée de l'unité de commande est apte à recevoir un signal émanant d'un contrôleur d'état de l'organe de verrouillage, de sorte que lorsque l'unité de commande reçoit en entrée un signal électrique traduisant le passage d'un état verrouillé à un état déverrouillé de l'ouvrant 4 à la caisse 2, elle rend inactif l'élément d'immobilisation 7. Un capteur de position de la gâche mobile de l'organe de verrouillage oeuvre par conséquent à cet effet. [0038] Un tel véhicule est remarquable en ce qu'il est d'une mis en oeuvre facile pour tout type de véhicule comportant en tant qu'ouvrant, un hayon arrière. De par sa conception, le hayon fabriqué en acier est largement calibré pour résister aux efforts de torsion de la caisse et former par conséquent l'anneau de rigidification, de sorte qu'il n'est pas utile de recourir à l'ajout d'autres éléments de renforts pour cette fonction. [0039] Une telle conception permet en outre d'alléger le poids de la caisse, et d'abaisser par conséquent substantiellement la consommation du véhicule, étant donné qu'aucun élément de renfort dédié n'est disposé sur la caisse pour s'opposer à la torsion dynamique. [0040] L'ouvrant assure cette fonction sans ajouter d'autres pièces de renforts, la conception même de celui-ci lui conférant la résistance nécessaire. Seule l'implantation desdits moyens d'immobilisation de l'ouvrant à la caisse, associés à l'unité de commande est à opérer, ce qui réduit le temps de conception d'un tel moyen d'augmentation de la rigidité d'une caisse contre la déformation par torsion en mode dynamique. [0041] Il devient par conséquent relativement aisé de fabriquer un véhicule comportant un anneau de rigidification rapporté. Il est en outre possible d'améliorer le confort des occupants du véhicule, dans le cas où la torsion en mode dynamique de la caisse n'est pas suffisante, en ajoutant au moins un élément d'immobilisation de l'ouvrant à la caisse et une unité de commande associée, sur un véhicule déjà existant. Revendications1. Véhicule (1) comprenant une caisse (2) délimitant au moins un encadrement (3) d'un ouvrant (4), l'ouvrant étant monté mobile sur la caisse par l'intermédiaire d'un moyen de liaison (5), l'ouvrant étant rendu solidaire à la caisse par ledit moyen de liaison et par au moins un organe de verrouillage (6), caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un élément d'immobilisation (7) de l'ouvrant à la caisse qui est apte à passer d'un état inactif d'autorisation du déplacement de l'ouvrant (4) par rapport à la caisse (2) à un état actif de liaison surfacique de l'ouvrant à la caisse, sous l'effet d'un courant électrique. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'état actif de l'élément d'immobilisation (7) de l'ouvrant (4) à la caisse (2), l'ouvrant délimite un anneau de rigidification rapporté sur la caisse, et en ce que dans l'état inactif de l'élément d'immobilisation, un tel anneau de rigidification est apte à se mouvoir autour de la caisse. 3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément d'immobilisation (7) comprend un électro-aimant (8) associé à une platine (9) à aimantation permanente, l'un d'entre l'électro-aimant et la platine étant disposé le long de tout ou partie de l'encadrement de porte, l'autre d'entre l'électro-aimant et la platine étant disposé au droit de l'électro-aimant sur tout ou partie de l'ouvrant. 4. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'encadrement (3) de porte comprend une ouverture au travers de laquelle s'étend l'électro-aimant (8) de sorte que le circuit magnétique de celui-ci est affleurant de l'encadrement de porte, l'électro-aimant étant disposé à l'intérieur de la caisse (2). 5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que la platine (9) est disposée au droit du circuit magnétique lorsque l'ouvrant (4) est en position de fermeture, l'organe de verrouillage (6) de l'ouvrant (4) à la caisse (2) étant en partie lié à la caisse et/ou à l'ouvrant de façon réglable de sorte qu'il est destiné au réglage d'un espace séparant le circuit magnétique et la platine associée selon un entrefer prédéterminé en l'état inactif dudit élément d'immobilisation (7). 6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que la platine (9) est montée mobile en translation sur l'ouvrant (4), le long d'un axe parallèle à la normale de la platine, de sorte que l'entrefer entre la platine (9) et l'électro-aimant (8) est nul dans l'état actif de l'élément d'immobilisation (7). 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de retenu de la platine (9) contre l'ouvrant (4) qui est du type d'un ressort de rappel. 8. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément d'immobilisation (7) est relié à une unité de commande apte à recevoir en entrée un signal électrique traduisant la vitesse de déplacement du véhicule, ladite unité de commande comprenant un module de comparaison à une consigne de vitesse préenregistrée, de sorte que lorsque la vitesse de déplacement du véhicule est supérieure à la consigne alors l'unité de commande rend actif l'élément d'immobilisation (7). 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément d'immobilisation (7) est relié à une unité de commande qui est apte à recevoir en entrée un signal électrique traduisant le passage d'un état verrouillé à un état déverrouillé de l'ouvrant (4) à la caisse (2), de sorte que lorsque ladite unité de commande reçoit un tel signal électrique alors elle rend inactif l'élément d'immobilisation (7). 1O.Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'en l'état actif de l'élément d'immobilisation (7), l'ouvrant (4) est lié à la caisse (2) par au moins une charnière d'articulation (5), un organe de verrouillage (6), et un élément d'immobilisation (7).