Brevet FR2945777A1 — publié le 20101126

Absorbeur de chocs de véhicule automobile La présente invention concerne un absorbeur de chocs de véhicule automobile ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel absorbeur de chocs. L'invention concerne en particulier les absorbeurs destinés à la protection des jambes et des hanches des piétons. Aujourd'hui, pour respecter les différentes normes et réglementations, en particulier les directives européennes, sur la sécurité passive, les constructeurs automobiles se doivent de limiter l'accélération, la rotation, le cisaillement, la force à l'impact et le moment de flexion appliqués, en cas de choc, par un véhicule sur la jambe ou la hanche d'un piéton, par exemple. Dans cette perspective, les constructeurs automobiles multiplient sur les véhicules les absorbeurs de chocs et augmentent leurs surfaces d'absorption de chocs. Cependant, en particulier en face avant d'un véhicule, le volume disponible pour les absorbeurs de chocs sous la peau de pare-choc est limité. En effet, les absorbeurs de chocs sont disposés dans le volume du porte-à-faux avant du véhicule et ce volume est réduit. En outre, on tend à réduire de plus en plus ce volume pour répondre à des exigences esthétiques relatives aux proportions des véhicules et pour optimiser le rendement d'architecture, qui est le rapport de la longueur utile pour l'utilisateur d'un véhicule sur la longueur du véhicule hors tout. Face à cette contrainte sur le volume du porte-à-faux avant, les constructeurs automobiles cherchent à étendre verticalement les absorbeurs de chocs dans ce volume. Or, ils sont limités par la présence, en face avant, d'entrées d'air de la calandre et du bouclier du véhicule qui permettent de prélever l'air nécessaire au refroidissement du moteur et à la climatisation du véhicule; l'air prélevé est guidé vers des échangeurs thermiques (notamment un condenseur ou un radiateur) qui sont logés dans la partie avant du véhicule, derrière le porte-à-faux avant. Le flux d'air de refroidissement fait par ailleurs l'objet d'une attention toute particulière. En effet, la régulation de ce flux d'air en fonction des besoins effectifs du moteur permet d'adapter ce flux aux régimes du moteur (par exemple, en ne refroidissant pas le moteur lors de son démarrage) mais aussi d'optimiser l'impact sur l'aérodynamisme du véhicule du prélèvement d'air en face avant, en évitant de prélever plus d'air que nécessaire. C'est un objet de la présente invention que de réaliser un absorbeur de chocs susceptible d'être monté dans le porte-à-faux avant du véhicule, devant un échangeur thermique (par exemple un condenseur ou un radiateur), et permettant d'absorber efficacement l'énergie d'un choc du véhicule sans pour autant gêner l'écoulement, le guidage et la régulation du flux d'air nécessaire au refroidissement du moteur et à la climatisation. L'invention s'applique particulièrement bien à un absorbeur en face avant, mais il va de soi que la Demanderesse n'entend pas limiter la portée de ses droits à cette seule application, l'invention s'appliquant plus généralement à tout absorbeur de chocs d'un véhicule automobile. C'est ainsi que l'invention concerne un absorbeur de chocs de véhicule automobile comprenant au moins un passage d'air vers un échangeur de chaleur, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de réglage du débit d'air dans le passage. Ainsi, grâce à l'invention, le passage d'air est directement agencé dans l'absorbeur de chocs qui comporte par ailleurs des moyens de réglage du débit d'air, ce qui permet de réguler le flux d'air s'écoulant vers les échangeurs de chaleur. Il s'ensuit une grande compacité de l'ensemble sans pour autant nuire, ni à la fonction d'absorption de chocs de l'absorbeur, ni à la régulation du débit d'air destiné aux échangeurs. Ces avantages sont procurés du fait que l'absorbeur remplit une double fonction, d'absorption de choc d'une part, de régulation du débit d'air d'autre part. Le passage peut par exemple être de section circulaire, elliptique ou hexagonale. Si plusieurs passages sont prévus, ils peuvent être de formes identiques et/ou différentes. De préférence, les moyens de réglage du débit d'air sont situés dans le passage d'air; ils comprennent avantageusement des moyens de réglage d'une section du35 passage d'air. Par section du passage d'air, on comprend ici la section utile permettant à l'air de passer. De préférence, les moyens de réglage comportent au moins un volet mobile de réglage de la section du passage d'air. Selon une forme de réalisation, le volet est fixé sur un axe rotatif, de préférence entraîné de sorte à permettre d'assurer un réglage continument variable du débit d'air. Avantageusement, l'absorbeur comporte une pluralité de passages d'air, la 10 section d'au moins un passage étant réglable par au moins un volet. Avantageusement, l'absorbeur comporte une pluralité de volets logés dans une pluralité de passages d'air, lesdits volets étant fixés sur un même axe rotatif de préférence relié à et entraîné par un moteur. L'absorbeur de chocs peut comporter au moins un passage d'air de section constante et non réglable, en particulier ne comprenant pas de volet, ce qui permet de délivrer un débit d'air permanent aux échangeurs thermiques par ce ou ces passage(s) et un débit d'air réglable par les autres passages. De préférence, l'absorbeur de chocs comprend au moins un bloc déformable sous l'action d'un choc et le passage d'air est ménagé dans ledit bloc déformable. De préférence toujours, au moins un passage d'air est un canal traversant du bloc 25 déformable. Avantageusement, le bloc déformable présente une structure alvéolaire d'absorption de chocs, les passages d'air étant formés par des alvéoles de la structure alvéolaire. Ainsi, on fait remplir aux alvéoles d'absorption de choc une 30 deuxième fonction, de guidage du débit d'air, de manière réglable. De préférence, le bloc déformable comporte deux rangées de passages d'air de section réglable et une rangée de passages d'air de section constante s'étendant entre les deux rangées de passages d'air de section réglable. Selon une forme de réalisation préférée, l'absorbeur de chocs comporte un matériau plastique. 15 20 35 L'absorbeur de chocs est de préférence conformé pour amortir l'énergie d'un choc de façon à protéger les jambes et/ou la hanche d'un piéton, en particulier en face avant. Bien entendu, l'absorbeur de chocs pourrait être agencé à un autre emplacement sur le véhicule pour remplir la même fonction ou une fonction voisine; par exemple, pour un véhicule avec un moteur en position arrière, l'absorbeur de l'invention pourrait être prévu en position latérale sur le véhicule, au niveau d'entrées d'air latérales, pour notamment remplir une fonction d'absorbeur de chocs poteaux. L'invention concerne également un véhicule automobile comportant l'absorbeur de chocs décrit ci-dessus. En particulier, le véhicule comportant une partie avant avec un échangeur de chaleur, un pare-choc avec une peau de pare-choc dans laquelle est ménagée au moins une entrée d'air vers l'échangeur de chaleur, l'absorbeur de chocs est monté entre l'ouverture et l'échangeur de chaleur pour guider et régler le débit d'air vers l'échangeur de chaleur. Dans ce cas, bien entendu, le passage d'air de l'absorbeur est en communication fluidique avec l'entrée d'air de la peau de pare-choc. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante des formes de réalisation préférées de l'absorbeur de chocs de l'invention, en référence au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 représente une vue partielle en perspective éclatée d'un module de 25 face avant de véhicule automobile avec un absorbeur de chocs selon une première forme de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe, suivant la ligne II-II de la figure 1, du module de face avant et de l'absorbeur de chocs de la figure 1, en position montée; 30 - les figures 3 et 4 représentent des vues partiellement écorchées et légèrement en perspective de la face avant d'un véhicule avec l'absorbeur de la figure 1 disposé de deux manières différentes dans le module de face avant et - les figures 5 et 6 représentent une vue en perspective de l'absorbeur de chocs de la figure 1, avec les volets en position fermée sur la figure 5 et les volets en 35 position ouverte sur la figure 6. En référence à la figure 1, un module M de face avant de véhicule automobile comprend un support 1 de module de face avant, formant la pièce structurelle du module et destiné à être fixé au châssis (non représenté). Le module de face avant M comporte par ailleurs des dispositifs 2, 3, 9, 10 d'absorption des chocs destinés à être fixés sur le module de face avant M. Plus précisément, le support 1 du module de face avant M comporte deux montants latéraux verticaux 4, 4' reliés par une traverse horizontale inférieure 5 et une traverse horizontale supérieure 6 de support, cette dernière comportant un évidement 6A. Les directions verticale et horizontale sont utilisées par convention pour simplifier la description et correspondent sensiblement aux directions verticale et horizontale des pièces une fois montées sur un véhicule à l'arrêt sur un plan horizontal. Sur les deux montants verticaux latéraux 4, 4' est fixé horizontalement un ensemble 2 de poutres, comportant en l'espèce deux traverses horizontales 7A, 7B formant respectivement une poutre supérieure 7A dite "poutre pare-chocs" 7A et une poutre inférieure 7B dite "poutre piéton" 7B, reliées à leurs extrémités par des poutres ou jambages verticaux 7C, 7C' pour former l'ensemble de poutres 2, qui est monobloc. L'ensemble de poutres 2 permet d'amortir les chocs avec un piéton ou un obstacle, tel qu'une voiture, à différentes vitesses, et de transmettre les efforts à la structure du véhicule. De manière connue, la poutre pare-chocs 7A a plus spécifiquement pour fonction de reprendre les efforts appliqués sur le véhicule par un choc important pour les transmettre à des longerons latéraux du véhicule, tandis que la poutre piéton 7B a plus spécifiquement pour fonction de faire basculer un piéton û avec lequel le véhicule entrerait en contact û sur le capot du véhicule. Sur l'ensemble de poutres 2 est fixé un dispositif 3 d'absorption des chocs comportant une structure d'absorption de chocs en nid d'abeilles formée de cellules se présentant sous la forme de canaux, les canaux étant en l'espèce de section hexagonale. La fixation à l'ensemble de poutres 2 peut par exemple être obtenue par clipsage ou par des colliers plastique de liaison. On note que la structure en nid d'abeilles n'a pas été représentée sur la figure 1 mais est représentée sur les figures 3 et 4. Un tel absorbeur 3 est particulièrement bien adapté (et en l'espèce dédié) à la protection des jambes des piétons en cas de choc avec le véhicule. L'absorbeur 3 comprend en l'espèce deux blocs d'absorption transversaux horizontaux 8A, 8B, parallèles l'un à l'autre et agencés pour respectivement recouvrir la poutre pare-choc supérieure 7A et la poutre piéton inférieure 7B. Les extrémités du bloc d'absorption supérieur 8A sont reliées aux extrémités du bloc d'absorption inférieur 8B par des blocs d'absorption verticaux 8C, 8C'. Les blocs d'absorption horizontaux 8A, 8B et verticaux 8C, 8C' ménagent entre eux un orifice 8E de passage d'air; en l'espèce, ils forment un ensemble monobloc. Le module de face avant M comporte par ailleurs, en particulier au niveau des longerons du véhicule, de petits absorbeurs de chocs 9 communément désignés par l'homme du métier sous leur dénomination anglaise "crash box" 9. Ces absorbeurs 9 sont formés dans un matériau d'absorption de chocs et sont particulièrement bien adaptés (et en l'espèce dédiés) aux chocs en parking ou à petite vitesse; ils sont montés dans des logements non représentés. Sur la traverse horizontale supérieure 6 du support 1 vient s'emboîter une pièce 10 de support d'un absorbeur de chocs 11. La pièce 10 de support de l'absorbeur 11 est de forme complémentaire à la forme de la traverse supérieure 6 du support 1, agencée dans la forme de réalisation de la figure 1 pour orienter l'absorbeur 11 légèrement vers le haut, en biais. La pièce de support 10 est fixée à la traverse 6 par tout moyen approprié, par exemple par des vis ou des colliers plastiques. L'absorbeur de chocs 11 est destiné à amortir les chocs notamment lors d'une collision du véhicule automobile avec un piéton, pour protéger la hanche de ce dernier. Il comporte un bloc déformable 12 (en l'espèce, il est constitué par ce bloc déformable 12) qui comporte un matériau optimisé pour l'amortissement des chocs. L'absorbeur de chocs 11 comprend des passages d'air 13, en l'espèce répartis et alignés suivant trois rangées A, B, C, comme représenté sur la figure 1. Ces passages d'air 13 sont munis de moyens de réglage du débit d'air passant par eux; ces moyens de réglage comprennent en l'espèce des volets qui seront décrits plus bas. La fonction des passages 13 est de guider l'air vers un échangeur de chaleur 19 (en l'occurrence un condenseur 19, mais il pourrait également s'agir d'un autre échangeur de chaleur comme un radiateur), de manière réglable pour pouvoir réguler l'air admis dans le condenseur 19. En l'espèce, les passages 13 sont destinés à déboucher à proximité de l'évidement 6A de la traverse horizontale supérieure 6 du support 1, le condenseur étant logé derrière cet évidement 6A. Les passages d'air 13 sont en l'espèce des canaux traversants qui sont ménagés à l'intérieur du bloc déformable 12 formant l'absorbeur de chocs 11, et dont la section et la forme peuvent être divers. Par exemple, ils peuvent présenter une section sensiblement elliptique, hexagonale ou circulaire. En l'espèce, ils sont de section circulaire. On note ici que les fonctions de guidage de l'air et de réglage du débit d'air auraient également ou alternativement pu être remplies par l'absorbeur de chocs 3 situé en partie inférieure du module de face avant M pour la protection des jambes des piétons. Le cas échéant, au moins certaines des alvéoles du nid d'abeilles de cet absorbeur 3 auraient pu former des passages d'air, des moyens de réglage du débit d'air étant le cas échéant prévus, par exemple dans lesdits passages. L'absorbeur de chocs 11 sera décrit plus en détails par la suite en référence aux figures 5 et 6. Comme représenté schématiquement sur la figure 2, une partie avant 17 de véhicule automobile comprend un moteur 18, le condenseur 19, un capot 20 et un 25 pare-choc comprenant une peau de pare-choc 21. L'espace situé entre la peau de pare-choc 21 et le condenseur 19 correspond au porte-à-faux avant 22 et comprend le module de face avant M sur lequel sont fixés l'ensemble de poutres 2, l'absorbeur 3 de protection de jambes, les 30 absorbeurs 9 de type "crash-box" et l'absorbeur 11 de protection de hanches. La peau de pare-choc 21 présente une entrée d'air supérieure 23 et une entrée d'air inférieure 24, représentées en pointillés sur la figure 2. Ces entrées d'air 23 et 24 forment la calandre du véhicule et permettent de prélever à l'extérieur le 35 flux d'air nécessaire au refroidissement du condenseur 19, du moteur 18 et d'éventuels autres échangeurs thermiques non représentés et disposés sous le capot du véhicule, derrière le condenseur 19. Les entrées d'air 23, 24 sont séparées par une bande 21' de la peau de pare-choc 21 servant de support à une plaque minéralogique. Le bloc déformable 12 de l'absorbeur de chocs 11, non représenté sur la figure 2, est en l'espèce disposé dans une zone 25 du porte-à-faux avant 22 située entre l'entrée d'air supérieure 23 et le condenseur 19, dans la trajectoire du flux d'air qui est guidé et dont le débit est régulé par les passages d'air 13 du bloc 12. D'autres blocs déformables peut être prévus; par exemple, de manière connue et non représentée, des blocs peuvent être disposés de part et d'autre du bloc déformable 12 pour l'absorption de chocs latéraux au niveau des phares du véhicule. On note que le bloc déformable 12 peut être monté de différentes manières dans la zone 25 qui lui a été dédiée. Dans la forme de réalisation de la figure 3, il est monté en position droite et verticale, c'est-à-dire avec ses passages 13 s'étendant sensiblement selon une direction horizontale. Dans la forme de réalisation de la figure 4, il est monté en position légèrement inclinée; cette forme de réalisation peut être mise en oeuvre grâce à l'inclinaison du support 1 de module de face avant M des figures 1 et 2. Une telle inclinaison est imposée par des contraintes d'absorption de chocs liées notamment à la forme extérieure du véhicule, en particulier à la forme de son capot. La structure et le fonctionnement du bloc déformable 12 vont être décrits plus en détails en référence aux figures 5 et 6. Le bloc déformable 12 comporte en l'espèce deux rangées périphériques A, B de six passages 13 chacune, parallèles l'une à l'autre. Une rangée centrale C de cinq passages d'air 13 s'étend entre les deux rangées périphériques A, B. 30 Des moyens de réglage 27, l'occurrence des volets mobiles 27, sont montés à proximité de la face avant 15 du bloc déformable 12, dans les passages 13 des deux rangées périphériques A, B; ils permettent de régler la section efficace ou utile de passage de l'air et donc de régler le débit d'air dans les passages 13. En l'espèce, l'entraînement des volets 27 est tel que ce réglage peut être fait de façon 35 continue entre l'ouverture et la fermeture des volets; autrement dit, les volets 27 sont continûment réglables entre leur position d'ouverture et de fermeture et peuvent prendre une pluralité de positions intermédiaires entre ces deux25 positions. Selon une autre forme de réalisation, les volets 27 peuvent n'être mobiles qu'entre deux positions, l'une ouverte, l'autre fermée, le débit d'air pouvant alors être réglé par paliers correspondant à l'ouverture ou à la fermeture d'un ou plusieurs volets 27 ou groupes de volets 27. Les volets 27 permettent de participer à la régulation de l'admission d'air de refroidissement de manière adaptée à la demande en air du moteur, du condenseur et/ou des échangeurs thermiques. Les volets 27 d'une même rangée périphérique A, B sont en l'espèce tous fixés sur un même axe rotatif 28 relié à un actionneur 29. En l'espèce, l'actionneur 29 est un moteur 29, de préférence un moteur pas à pas, qui peut entraîner l'axe 28 en une rotation d'amplitude par exemple égale à 90 degrés. Selon une autre forme de réalisation, l'actionneur 29 peut être un actionneur pneumatique entraînant les volets entre deux positions. Dans la forme de réalisation présentée, les passages 13 de la rangée centrale C ne comprennent pas de volets 27; la section utile de passage pour l'air 13 y est donc non réglable c'est-à-dire constante; le débit d'air qui traverse ces passages 13 n'est donc pas réglable. Ainsi, les passages 13 de la rangée centrale C permettent d'assurer des flux d'air permanents à débit constant (sous réserve de variations d'autres paramètres comme la vitesse du véhicule) et les passages 13 des deux rangées périphériques A, B permettent d'ajouter des composantes de flux d'air à débit continûment réglable. Une variante de réalisation comprenant uniquement des rangées périphériques à débit réglable est également possible. La position des volets 27 dans les rangées périphériques A, B est asservie par exemple à la vitesse du véhicule, à la vitesse du vent, à la température extérieure, à la température du moteur, aux besoins en climatisation du véhicule, etc. Cela permet de réguler le débit d'air admis dans le condenseur 19 et plus généralement dans les échangeurs thermiques du moteur, pour adapter le débit d'air de refroidissement aux besoins effectifs du moteur. Ainsi, par exemple, les volets 27 sont fermés en phase de démarrage du moteur pour ne pas refroidir les fluides du moteur (eau, gaz d'échappement, huile, etc.) et permettre leur montée rapide en température. A pleine vitesse du véhicule à température extérieure élevée, les volets 27 sont tous complètement ouverts pour refroidir au maximum les différents fluides. En l'espèce, l'absorbeur 11 est de structure alvéolaire, c'est-à-dire qu'il comporte des alvéoles (évidements) destinés à participer à sa fonction d'amortissement de chocs; les passages d'air 13 sont ici formés (au moins pour certains) directement par des alvéoles, qui remplissent ainsi une double fonction, d'amortissement et de guidage de l'air, dont le débit est réglable grâce aux volets. D'autres formes de réalisation sont envisageables pour les volets 27. En particulier, des variantes avec un nombre différent de passages 13, avec une autre répartition des passages à section constante ou réglable, avec autant d'axes d'entraînement que de volets pour leur entraînement individualisé, avec des volets 27 mobiles en translation (par exemple coulissants), etc., sont envisageables. Les volets 27 et les axes rotatifs 28 peuvent être disposés à une certaine distance de la face avant 15 à l'intérieur du bloc déformable 12 ou sur la face arrière 16 du bloc déformable 12, cette dernière forme de réalisation permettant de limiter leur contact avec un piéton lors d'un choc et donc d'éviter l'existence de "points durs". Par ailleurs, les moteurs d'entraînement des volets peuvent être protégés par de petits éléments d'absorption de chocs dédiés, pour éviter qu'ils ne deviennent des points durs en cas de choc du véhicule avec un piéton. Dans une autre forme de réalisation non représentée, l'absorbeur de chocs comporte une structure déformable avec au moins deux blocs déformables séparés par un espace ménageant un passage d'air et comprenant des moyens de réglage du débit d'air dans le passage. Dans un tel cas, les volets pourront, par exemple, être disposés dans l'espace ménagé pour le passage d'air entre les deux blocs déformables. Un mode de réalisation particulier propose que les deux blocs déformables soient les deux blocs d'absorption transversaux horizontaux 8A, 8B, parallèles l'un à l'autre et agencés pour respectivement recouvrir la poutre pare-choc supérieure 7A et la poutre piéton inférieure 7B. Dans encore une autre forme de réalisation non représentée, l'absorbeur comportant un passage de dimensions relativement importantes dans sa section transversale à la direction principale du débit d'air de refroidissement, des volets à lamelles sont montés dans le passage d'air; ainsi, une pluralité de volets sont montés dans un même passage; ils permettent de régler la section utile du passage d'air et donc le débit du flux d'air le traversant. Finalement, l'absorbeur de chocs remplit une fonction d'absorption au moins partielle de l'énergie due à un choc, tout en assurant une fonction de guidage du flux d'air vers un échangeur thermiques (et plus particulièrement le condenseur) et plus généralement vers des éléments du moteur situés dans la partie avant du véhicule, par un ou plusieurs passages, ainsi qu'une fonction de réglage du débit du flux d'air passant par ces passages, grâce aux moyens de réglage. En fonction des besoins en air des échangeurs thermiques, le débit d'air est ajusté par réglage de la position des volets résultant de la position des axes rotatifs pilotés par les moteurs. En outre, avantageusement, la positon de fermeture des volets assure une meilleure aérodynamique du véhicule automobile. Revendications1. Absorbeur de chocs de véhicule automobile comprenant au moins un passage d'air (13) vers un échangeur de chaleur, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (27) de réglage du débit d'air dans le passage. 10 2. Absorbeur de chocs selon la revendication 1, dans lequel les moyens (27) de réglage du débit d'air sont situés dans le passage d'air. 3. Absorbeur selon la revendication 2, dans lequel les moyens (27) de réglage du débit d'air comprennent des moyens de réglage d'une section du 15 passage d'air (13). 4. Absorbeur de chocs selon la revendication 3, dans lequel les moyens de réglage (27) comportent au moins un volet mobile (27) de réglage de la section du passage d'air (13). 5. Absorbeur de chocs selon l'une des revendications 1 à 4 comportant une pluralité de passages d'air (13), la section d'au moins un passage d'air (13) étant réglable par au moins un volet (27). 25 6. Absorbeur de chocs selon la revendication 5, dans lequel l'absorbeur comportant une pluralité de volets (27) logés dans une pluralité de passages d'air (13), lesdits volets (27) sont fixés sur un même axe rotatif (28). 7. Absorbeur de chocs selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel 30 au moins un passage d'air (13) est de section constante et non réglable. 8. Absorbeur de chocs selon l'une des revendications 1 à 7 comprenant au moins un bloc (12) déformable sous l'action d'un choc, dans lequel le passage d'air (13) est ménagé dans ledit bloc déformable (12). 9. Absorbeur de chocs selon la revendication 8, dans lequel au moins un passage d'air (13) est un canal traversant du bloc déformable (12). 20 35 10. Absorbeur de chocs selon l'une des revendications 8 et 9, dans lequel le bloc déformable (12) présente une structure alvéolaire d'absorption de chocs, les passages d'air étant formés par des alvéoles de la structure alvéolaire. 11. Absorbeur de chocs selon la revendication 10 comportant deux rangées (A, B) de passages d'air (13) de section réglable et une rangée (C) de passages d'air (13) de section constante s'étendant entre les deux rangées (A, B) de passages d'air (13) de section réglable. 12. Absorbeur de chocs selon l'une des revendications 1 à 11 comportant un matériau plastique. 13. Absorbeur de chocs selon l'une des revendications 1 à 12, dans 15 lequel le bloc déformable (12, 31A, 31B) est destiné à la protection des jambes et/ou de la hanche d'un piéton. 10