Brevet FR2957582A1 — publié le 20110923

Véhicule équipé d'un élément aérodynamique mobile piloté selon des états de fonctionnement d'autres équipements embarqués. [000li La présente invention concerne un véhicule équipé d'un élément aérodynamique mobile piloté selon des états de fonctionnement d'autres 5 équipements embarqués. [0002] La présente invention concerne plus particulièrement un véhicule, notamment du type d'une automobile, comprenant au moins un élément aérodynamique mobile dont la position sur la caisse du véhicule définit la portance et la traînée de ce dernier, et au moins un dispositif d'obturation d'un passage d'air principal apte à 10 basculer d'un état d'ouverture à un état de fermeture dudit passage d'air principal. [0003] Il est connu que le comportement dynamique d'un véhicule est fonction de la portance et de la traînée dont les grandeurs varient selon la vitesse de déplacement du véhicule. Pour garantir un degré d'excellence dans le domaine du comportement routier de leurs véhicules, les constructeurs ajoutent parfois des éléments 15 aérodynamiques sur la carrosserie des véhicules. Il est, à titre d'exemple, connu l'effet d'un déflecteur arrière d'air, tel un becquet ou un aileron disposé sur l'extrémité arrière du pavillon. [0004] Le brevet US4810022 décrit un véhicule automobile comprenant des équipements modifiant l'aérodynamique, les équipements étant un spoiler disposé à 20 l'arrière et/ou à l'avant du véhicule. Le spoiler avant est destiné à protéger des éléments du soubassement du véhicule ce qui diminue la traînée du véhicule. Cependant, l'équilibre des portances avant et arrière du véhicule s'en trouve modifié en défaveur de l'arrière, dégradant de ce fait la stabilité du véhicule en courbe et au freinage. 25 [0005] Or, il est connu que la consommation du véhicule est dépendante de sa traînée et par conséquent que la réduction de la consommation va de paire avec une réduction de sa traînée. Pour ce faire, une solution consiste à obturer le passage d'air destiné au refroidissement du groupe motopropulseur parce que le flux d'air qui s'engouffre dans le compartiment moteur du véhicule s'oppose à son déplacement. [0006] Il est connu de disposer un dispositif d'obturation comportant par exemple un ensemble de volets articulés, de type persienne par exemple, entre une position d'ouverture dans laquelle ils laissent librement s'écouler l'air de l'extérieur vers l'intérieur du compartiment moteur et une position de fermeture dans laquelle le flux d'air extérieur est dévié au dessus et au dessous du véhicule, et sur les côtés, en suivant son profil général. [0007] La Demanderesse a constaté que selon l'état d'ouverture ou de fermeture des volets, le becquet arrière n'est plus dans son état optimal de fonctionnement, ce qui engendre une modification substantielle de la portance et la traînée du véhicule, dégradant par la même fortement son comportement dynamique et par voie de conséquence sa tenue de route. [0008] Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. [0009] 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 un dispositif de commande du déplacement de l'élément aérodynamique destiné à piloter l'élément aérodynamique selon le changement d'état d'un équipement embarqué sur le véhicule ayant une incidence sur sa portance et sa traînée, ce qui permet au garantir un niveau optimisé de la tenue de route tout en s'affranchissant du changement d'état dudit équipement embarqué sur le véhicule. [0010] Par ailleurs, le véhicule de l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises séparément ou en combinaison entre elles. [0011] De préférence, l'équipement embarqué est un dispositif d'obturation apte à basculer d'un état d'ouverture à un état de fermeture d'un passage d'alimentation en air de refroidissement d'un compartiment moteur, un tel dispositif améliorant dans son état de fermeture le coefficient de traînée du véhicule et par voie de conséquence diminuant ses rejets de 002. [0012] De préférence, le dispositif d'obturation du passage d'air principal comprend au moins un volet basculant par rapport à la caisse du véhicule, entre des positions parallèle et perpendiculaire au flux d'air circulant dans le passage, chaque volet étant destiné à réduire en tout ou partie la circulation de l'air au travers du passage dans son état de fermeture totale ou partielle. [0013] De préférence, l'élément aérodynamique comprend au moins un aileron et un support associé, l'aileron étant monté mobile à rotation sur le support entre une position initiale et une position pivotée vers le haut, par l'intermédiaire d'un actionneur dédié du dispositif de commande. [0014] Une telle architecture permet de créer un module aérodynamique comprenant un aileron, un support et un actionneur de déplacement angulaire, ce qui en facilite son montage sur la caisse du véhicule. [0015] De préférence, ledit dispositif de commande comprend une unité de pilotage destinée à transmettre à l'actionneur, un signal de consigne du déplacement angulaire de l'élément aérodynamique autour de la caisse, ledit signal de consigne étant prédéfini selon un signal d'entrée issu d'un moyen de détection de la position d'au moins un volet du dispositif d'obturation du passage. [0016] De préférence, ledit dispositif de commande comprend une unité de pilotage destinée à transmettre à l'actionneur, un signal de consigne du déplacement angulaire de l'élément aérodynamique autour de la caisse, ledit signal de consigne étant en outre prédéfini selon un signal d'entrée issu d'un moyen de détection de la vitesse de déplacement du véhicule. [0017] Il est ainsi rendu possible selon chaque type de véhicule de paramétrer l'angle de l'aileron par rapport à la caisse en associant des bases de données dédies qui déterminent l'angle prédéterminé que doit prendre l'aileron arrière selon l'état de l'équipement embarqué, ici de préférence un dispositif d'obturation d'un passage comprenant des volets dont l'angle d'ouverture/fermeture détermine la position de l'aileron arrière. [0018] De préférence, l'élément aérodynamique comprend au moins un aileron et un support associé, le support étant monté mobile à translation sur la caisse entre une position initiale et une position déployée vers l'arrière du véhicule, par l'intermédiaire du dispositif de commande lequel comprend au moins un actionneur, disposé entre ledit support et un élément de la caisse du véhicule, et d'un moyen de guidage. [0019] Un tel assemblage de l'élément aérodynamique sur la caisse confère au véhicule, une propriété d'amélioration du comportement dynamique, le coulissement de l'élément aérodynamique étant obtenu par des moyens de guidage robustes et facilement intégrables sur la caisse du véhicule. [0020] De préférence, ledit dispositif de commande comprend une unité de pilotage destinée à transmettre à l'actionneur, un signal de consigne du déplacement longitudinal de l'élément aérodynamique sur un élément de caisse, ledit signal de consigne étant prédéfini selon un signal d'entrée issu d'un moyen de détection de la position d'au moins un volet du dispositif d'obturation du passage. [0021] Il devient ainsi possible selon la typologie du véhicule, et par conséquent selon l'incidence du changement d'état dudit dispositif d'obturation du passage d'air de refroidissement du compartiment moteur sur son comportement dynamique, de régler la position longitudinale de l'élément aérodynamique par rapport à la caisse du véhicule. [0022] De préférence, ledit dispositif de commande comprend une unité de pilotage destinée à transmettre à l'actionneur, un signal de consigne du déplacement longitudinal de l'élément aérodynamique sur un élément de caisse, ledit signal de consigne étant prédéfini selon un signal d'entrée issu d'un moyen de détection de la vitesse de déplacement du véhicule. [0023] C'est ainsi que le paramètre de déplacement du véhicule est pris en considération pour piloter de manière précise le déplacement de l'élément aérodynamique. [0024] De préférence, le dispositif de commande transmet de manière simultanée les signaux de consigne des déplacements angulaire et longitudinal aux actionneurs de déplacement de l'élément aérodynamique, ce qui permet de déplacer en concomitance l'élément aérodynamique tant en rotation qu'en coulissement afin d'obtenir sa position optimale sur la caisse en termes de maintien d'une tenue de route de qualité quelle que soit la vitesse et/ou l'état du dispositif d'obturation du passage d'air de refroidissement du véhicule. [0025] Un tel véhicule comprend ainsi un moyen de réduction de la traînée, constitué notamment par le dispositif d'obturation du passage d'air de refroidissement du compartiment moteur, complété par un élément aérodynamique à position variable sur la caisse du véhicule dont l'un des rôles est de maintenir ou améliorer la portance aérodynamique de ce dernier. [0026] 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 : - la figure 1 est une représentation schématique selon une coupe partielle d'un véhicule comportant un élément aérodynamique arrière dans sa position initiale et un dispositif d'obturation d'un passage d'air situé à l'avant du véhicule, dans son état d'ouverture dudit passage, selon l'invention, - la figure 2 représente le véhicule de la figure 1 dans lequel le dispositif d'obturation d'un passage d'air est dans un état de fermeture et l'élément aérodynamique dans une position pivotée vers le haut, selon l'invention ; - la figure 3 représenté le véhicule de la figure 1 et des moyens de déplacement longitudinal de l'élément aérodynamique arrière, selon l'invention ; - la figure 4 représente le véhicule de la figure 3 dans lequel le dispositif d'obturation d'un passage d'air est dans un état de fermeture et l'élément aérodynamique dans une position déployée vers l'arrière, selon l'invention ; - la figure 5 est une représentation schématique du dispositif de commande du déplacement de l'élément aérodynamique, selon l'invention ; [0027] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés. [0028] Le véhicule de la figure 1 est représenté de côté gauche et comprend un compartiment moteur situé à l'avant du véhicule. Le compartiment moteur est alimenté en air par le biais de deux passages 5 et 15 d'air, l'un principal au travers duquel circule le flux F1 d'air, l'un secondaire au travers duquel circule le flux d'air F2. Le passage 5 d'air est de dimension et de section supérieure au passage d'air secondaire, de sorte que le flux d'air F1 est supérieur au flux d'air F2 lors du déplacement du véhicule. [0029] Bien entendu, d'autres conception de l'avant du véhicule sont envisageables, comme par exemple un véhicule comprend un unique passage d'air de refroidissement du compartiment moteur, voire un véhicule comprenant plusieurs passage d'air de refroidissement du compartiment moteur. [0030] Chacun des passages d'air 5 et 15 est destiné à l'alimentation en air du compartiment moteur, afin de refroidir ce dernier. [0031] Le véhicule comprend un élément aérodynamique 2, situé à l'extrémité arrière du pavillon, dans l'exemple de réalisation des figures annexées. L'implantation de l'élément aérodynamique est selon un autre mode de réalisation de l'invention, situé sur un ouvrant arrière, tel qu'un couvercle de fermeture d'un compartiment à bagages. Bien entendu, on entend par la caisse du véhicule, tout élément de structure et/ou de carrosserie monté fixe ou à rotation sur le véhicule. [0032] L'élément aérodynamique 2 est défini selon des paramètres géométriques du véhicule qu'il équipe et ceux afin de lui procurer une tenue de route optimale. Afin de s'affranchir des variations de comportement dynamique du véhicule selon l'état d'ouverture ou de fermeture d'un dispositif 4 d'obturation d'au moins l'un des passages d'air, ici du passage 5 principal d'air, l'élément aérodynamique 2 est monté sur la caisse du véhicule de façon mobile. [0033] Compte tenu que la portance et la traînée du véhicule varient selon l'état du dispositif d'obturation 4 du passage 5, lequel comprend de préférence plusieurs volets qui sont aptes à basculer d'un état d'ouverture (voir figures 1 et 3) à un état de fermeture (voir figures 2 et 4) du passage 5 d'air, l'élément aérodynamique 2 est piloté selon l'état du dispositif 4 par l'intermédiaire d'un dispositif de commande approprié qui sera détaillé par la suite. [0034] Les volets 7 sont aptes à basculer d'une position sensiblement parallèle au flux F1 d'air dans laquelle ils ne s'opposent pas à la circulation d'air venant de l'extérieur pour alimenter en air de refroidissement le compartiment moteur, à une position sensiblement perpendiculaire au flux F1 d'air dans laquelle ils ferment le passage 5 principal d'air. [0035] Pour ce faire, le dispositif de commande du déplacement de l'élément 2 aérodynamique comprend un moyen 10 de détection de la position relative d'au moins un des volets 7 du dispositif 4 d'obturation, et une unité 6 de pilotage reliée audit moyen 10 de détection. Ledit moyen 10 de détection transmet à l'unité 6, un signal PV représentatif de la position des volets 7. [0036] Selon la valeur du signal PV transmis à l'unité 6 de pilotage, un signal R de consigne est transmis à l'actionneur 11 par l'unité 6. Pour ce faire, l'unité 6 sélectionne dans une base de données le signal R de consigne prédéterminé selon la valeur du signal PV. [0037] Le flux d'air de refroidissement du compartiment moteur varie ainsi d'une somme des flux principal F1 et secondaire F2, à seulement le flux secondaire F2. Le véhicule comprend deux passages 5 et 15 d'alimentation en air du compartiment moteur disposés l'un au dessus de l'autre. Le passage 5 dans lequel est situé le dispositif 4 d'obturation est disposé au dessus du passage 15 secondaire, ce qui permet au flux principal F1 de contourner le véhicule en suivant son profilé définit par le capot de fermeture du compartiment moteur, le pare-brise et le pavillon du véhicule, lorsque le dispositif 4 d'obturation est dans son état de fermeture. [0038] Le véhicule est conçu de telle sorte qu'en l'état d'ouverture maximale du passage d'air 5, l'élément 2 aérodynamique est dans sa une position initiale, représentée sur la figure 1. [0039] Lorsque le dispositif 4 d'obturation est dans l'état de fermeture du passage 5 d'air, l'élément aérodynamique est dans une position maximale de rotation d'angle a, représentée sur la figure 2. [0040] L'angle a est ici d'environ 45°, mais sa valeur dépend de la typologie du véhicule et de la tenue de route souhaitée lorsque le dispositif 4 d'obturation est en l'état de fermeture du passage 5. [0041] L'élément 2 aérodynamique est un aileron 8 ou spoiler arrière rendu mobile en rotation sur un support 9 par l'intermédiaire d'un axe de rotation dont la normale s'étend sensiblement parallèlement à l'axe transversale Y du véhicule. [0042] Le déplacement R1 de l'aileron 8 entre sa position initiale de la figure 1 et sa position finale de la figure 2 est rendue possible par un actionneur 11, de préférence du type d'un vérin, disposé entre l'aileron 8 et le support 9. [0043] Le corps du vérin est monté sur le support 9 tandis que l'extrémité libre de la tige du vérin est montée sur l'aileron 8. [0044] Le dispositif de commande de l'élément aérodynamique permet avantageusement de positionner l'aileron 8 dans une position R1 qui est dépendante de la position des volets 7 dans une position R2. [0045] Selon une variante de ce premier mode de réalisation, le dispositif de commande comprend un moyen 13 de mesure de la vitesse de déplacement du véhicule, qui est relié à l'unité 6 de pilotage de l'élément 2 aérodynamique afin de lui transmettre un signal V proportionnel à la vitesse de déplacement du véhicule. Par conséquent, l'unité 6 sélectionne un signal R de consigne de déplacement angulaire selon à la fois l'état du dispositif 4 et la vitesse de déplacement du véhicule. [0046] Selon un second mode de réalisation, le dispositif de commande de l'élément 2 aérodynamique comprend des moyens 14 de guidage en translation en lieu et place du moyen de rotation de l'aileron 8 sur le support 9. Cela permet de déplacer l'élément 2 aérodynamique entre des positions initiale et déployée longitudinalement vers l'arrière du véhicule. Pour ce faire, le support 9 de l'élément aérodynamique est monté mobile à translation sur la caisse 3 du véhicule entre une position initiale et une position déployée vers l'arrière. du véhicule. L'écart 0 entre ces deux positions est dépendant de l'état du dispositif 4 d'obturation de sorte que la position initiale est déterminée lorsque le dispositif 4 est dans son état d'ouverture. [0047] Pour rendre possible le déplacement en translation de l'aileron 8 par rapport à la caisse 3 du véhicule, cette dernière comprend de chaque côté des rails 14 de guidage dans lesquels les extrémités libres du support 9 sont montées à coulissement. [0048] Un actionneur 12 du type d'un vérin est disposé entre le support 9 et la caisse 3 de sorte que sous l'effet d'un signal L de consigne de déplacement longitudinal de l'élément aérodynamique, ce dernier prend une position longitudinale prédéfinie. [0049] Le corps du vérin est monté sur la caisse 3 tandis que l'extrémité libre de la tige du vérin est reliée au support 9, ce qui permet une précision dans le 10 déplacement en X du support 9, donc de l'élément 2 aérodynamique. [0050] Pour ce faire, le dispositif de commande du déplacement de l'élément 2 aérodynamique comprend un moyen 10 de détection de la position relative d'au moins un des volets 7 du dispositif 4 d'obturation, et une unité 6 de pilotage reliée audit moyen 10 de détection. Ledit moyen 10 de détection transmet à l'unité 6, un 15 signal PV représentatif de la position des volets 7. [0051] Selon la valeur du signal PV transmis à l'unité 6 de pilotage, un signal L de consigne est transmis à l'actionneur 12 par l'unité 6. Pour ce faire, l'unité 6 sélectionne dans une base de données le signal L de consigne prédéterminé selon la valeur du signal PV, ce qui engendre un recul vers l'arrière de l'élément 20 aérodynamique selon un écart 0 par rapport à sa position initiale après basculement des volets 7 de leur état d'ouverture à leur état de fermeture totale ou partielle du passage 5 d'air d'alimentation en air du compartiment moteur. [0052] Le véhicule est conçu de telle sorte qu'en l'état d'ouverture maximale du passage d'air 5, l'élément 2 aérodynamique est dans sa une position initiale, 25 représentée sur la figure 3. [0053] Selon une variante du second mode de réalisation, le dispositif de commande comprend un moyen 13 de mesure de la vitesse de déplacement du véhicule, qui est relié à l'unité 6 de pilotage de l'élément 2 aérodynamique afin de lui transmettre un signal V proportionnel à la vitesse de déplacement du véhicule. Par conséquent, l'unité 6 sélectionne un signal L de consigne de déplacement longitudinal selon à la fois l'état du dispositif 4 et la vitesse de déplacement du véhicule. [0054] Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, dont une représentation schématique est donnée sur la figure 3, le dispositif de commande du déplacement de l'élément 2 aérodynamique comprend à la fois lesdits moyens de commande des déplacements angulaire et longitudinal, l'élément 2 aérodynamique étant alors déplaçable tant en rotation qu'en translation. Le dispositif de commande de l'élément 2 aérodynamique reprenant ainsi les éléments constitutifs des dispositifs de commande des différents modes de réalisation susmentionnés, seules les caractéristiques techniques différentes vont à présent à être détaillées. [0055] L'unité 6 de pilotage reçoit un signal PV dudit moyen 10 de détection de la position angulaire des volets 7, et transmets en simultané les signaux de consigne R et L respectivement aux actionneurs 11 et 12 dédiés au déplacement angulaire et longitudinal de l'élément 2 aérodynamique. [0056] Selon une variante du troisième mode de réalisation, le dispositif de commande comprend en outre un moyen 13 de mesure de la vitesse de déplacement du véhicule, qui est relié à l'unité 6 de pilotage de l'élément 2 aérodynamique afin de lui transmettre un signal V proportionnel à la vitesse de déplacement du véhicule. Par conséquent, l'unité 6 sélectionne parmi plusieurs signaux prédéterminés, un signal R de consigne de déplacement angulaire et un signal L de consigne de déplacement longitudinal, selon à la fois l'état du dispositif 4 et la vitesse de déplacement du véhicule. L'élément aérodynamique est ainsi apte à prendre une position R1 angulaire et une position L1 longitudinal par rapport à la caisse 3 du véhicule. [0057] Le dispositif de commande tenant ainsi compte de la position R2 des volets 7 pour la commande du déplacement angulaire et/ou longitudinal de l'aileron arrière, ce dernier reste toujours dans son état optimal de fonctionnement aérodynamique, ce qui évite toute dégradation du comportement dynamique du véhicule et par voie de conséquence sa tenue de route. Revendications1. Véhicule (1), notamment du type d'une automobile, comprenant au moins un élément aérodynamique (2) mobile dont la position sur la caisse (3) du véhicule définit la portance et la traînée de ce dernier, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande (6, 10, 11, 12, 13, 14) du déplacement de l'élément aérodynamique (2) destiné à piloter l'élément aérodynamique (2) selon le changement d'état d'un équipement embarqué sur le véhicule ayant une incidence sur sa portance et sa traînée. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipement embarqué est un dispositif (4) d'obturation apte à basculer d'un état d'ouverture à un état de fermeture d'un passage (5) d'alimentation en air de refroidissement d'un compartiment moteur. 3. Véhicule (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'obturation (4) du passage (5) comprend au moins un volet (7) basculant par rapport à la caisse (3) du véhicule, entre des positions parallèle et perpendiculaire au flux (F1) d'air circulant dans le passage (5), chaque volet (7) étant destiné à réduire en tout ou partie la circulation de l'air au travers du passage (5) dans son état de fermeture totale ou partielle. 4. Véhicule (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément aérodynamique (2) comprend au moins un aileron (8) et un support (9) associé, l'aileron (8) étant monté mobile à rotation (R1) sur le support entre une position initiale et une position pivotée vers le haut, par l'intermédiaire d'un actionneur (11) dédié du dispositif de commande. 5. Véhicule (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande (6, 10, 11, 12, 13, 14) comprend une unité de pilotage (6) destinée à transmettre à l'actionneur (11), un signal (R) de consigne du déplacement angulaire de l'élément aérodynamique (2) autour de la caisse (3), ledit signal de consigne étant prédéfini selon un signal d'entrée issu d'un moyen (10) de détection de la position d'au moins un volet (7) du dispositif d'obturation (4) du passage (5). 6. Véhicule (1) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande (6, 10, 11, 12, 13, 14) comprend une unité de pilotage (6) destinée à transmettre à l'actionneur (11), un signal (R) de consigne du déplacement angulaire de l'élément aérodynamique autour de la caisse (3), ledit signal de consigne étant en outre prédéfini selon un signal d'entrée issu d'un moyen (13) de détection de la vitesse de déplacement du véhicule. 7. Véhicule (1) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'élément aérodynamique (2) comprend au moins un aileron (8) et un support (9) associé, le support (9) étant monté mobile à translation sur la caisse (3) entre une position initiale et une position déployée vers l'arrière du véhicule, par l'intermédiaire du dispositif de commande (6, 10, 11, 12, 13, 14) lequel comprend au moins un actionneur (12), disposé entre ledit support (9) et un élément de la caisse (3) du véhicule, et d'un moyen (14) de guidage. 8. Véhicule (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande (6, 10, 11, 12, 13, 14) comprend une unité (6) de pilotage destinée à transmettre à l'actionneur (12), un signal (L) de consigne du déplacement longitudinal de l'élément aérodynamique (2) sur un élément de caisse (3), ledit signal de consigne étant prédéfini selon un signal d'entrée issu d'un moyen (10) de détection de la position d'au moins un volet (7) du dispositif d'obturation (4) du passage (5). 9. Véhicule (1) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande (6, 10, 11, 12, 13, 14) comprend une unité (6) de pilotage destinée à transmettre à l'actionneur (12), un signal (L) de consigne du déplacement longitudinal de l'élément aérodynamique (2) sur un élément de caisse (3), ledit signal de consigne étant prédéfini selon un signal d'entrée issu d'un moyen (13) de détection de la vitesse de déplacement du véhicule. 10. Véhicule (1) selon les revendications 5 et 8 ou 6 et 9, caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) transmet de manière simultanée les signaux (R, L) de consigne des déplacements angulaire et longitudinal aux actionneurs (11, 12) de déplacement de l'élément aérodynamique (2).