Brevet FR3021616A1 — publié le 20151204

"STRUCTURE AVANT D'UN VEHICULE AUTOMOBILE A MOYENS PYROTECHNIQUES D'EJECTION, EN CAS DE CHOC FRONTAL, D'UN BOITIER ELECTRONIQUE DE PILOTAGE DE LA BOITE DE VITESSES DU VEHICULE" [0001] La présente invention concerne d'une manière générale une structure avant d'un véhicule notamment automobile. [0002] Une telle structure avant comprend essentiellement, solidaires de la caisse du véhicule, une façade avant de refroidissement et un groupe motopropulseur à boîte de vitesses situé dans le compartiment moteur du véhicule en arrière de la façade avant de 10 refroidissement. [0003] Un boîtier électronique de pilotage de la boîte de vitesses, qui peut être une boîte de vitesse manuelle pilotée ou une boîte de vitesses automatique, est implanté dans le compartiment moteur du véhicule. [0004] Traditionnellement, un tel boîtier de pilotage est fixé sur la face supérieure du 15 carter de la boîte de vitesses du véhicule. [0005] Cependant, une telle implantation n'est possible que pour des boîtiers électroniques de pilotage de petites dimensions. [0006] Or, les boîtiers à calculateurs intégrés de pilotage de boîtes de vitesses prennent des dimensions de plus en plus importantes justifiées par le pilotage de nombreux 20 actionneurs électriques de la boîte de vitesses de sorte que l'implantation de ces boîtiers sur la face supérieure du carter de la boîte de vitesses devient extrêmement difficile, voire même impossible. [0007] Il a été envisagé d'implanter le boîtier électronique de pilotage notamment en face avant du carter de la boîte de vitesses, mais une telle implantation ne répond pas aux 25 exigences d'homologation du véhicule en cas de choc frontal du véhicule pouvant conduire à la détérioration du boîtier. Il est possible de remédier à cet inconvénient en redimensionnant la structure avant du véhicule et prévoyant des moyens de renfort supplémentaires, mais cette solution augmente la masse du véhicule et les coûts de fabrication de celui-ci. 3021616 2 [0008] La présente invention a pour but de palier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur. [0009] A cet effet, selon l'invention, la structure avant d'un véhicule notamment automobile, comprenant une façade avant de refroidissement et un groupe 5 motopropulseur solidaires de la caisse du véhicule et un boîtier électronique de pilotage de la boîte de vitesses du groupe motopropulseur, est caractérisée en ce que le boîtier électronique de pilotage est fixé à la face avant du carter de la boîte de vitesses, en regard de la façade avant de refroidissement, par l'intermédiaire de moyens de liaison sécables, la structure avant comprenant en outre des moyens d'actionnement pyrotechnique qui sont déclenchés, lors d'un choc frontal du véhicule, pour provoquer la rupture des moyens de liaison sécables et l'éjection vers le bas du boîtier électronique de pilotage hors de l'espace entre la façade avant de refroidissement et la boîte de vitesses du groupe motopropulseur [0010] Selon un premier mode de réalisation, les moyens de liaison sécables comportent les moyens d'actionnement pyrotechnique qui, lorsque déclenchés lors du choc frontal, ont pour effet de rompre les moyens de liaison suivant un plan de rupture sensiblement vertical. [0011] Avantageusement, les moyens d'actionnement pyrotechnique sont formés par au moins deux vis pyrotechniques parallèles de liaison du boîtier électronique de pilotage au carter de la boîte de vitesses. [0012] Selon un autre mode de réalisation, les moyens de liaison sécables comprennent au moins deux tiges parallèles à amorces de rupture, un bras monté pivotant à l'une de ses extrémités sous le carter de la boîte de vitesses et a son extrémité opposée accrochée au boîtier électronique de pilotage et les moyens d'actionnement pyrotechnique comprennent une charge pyrotechnique logée entre le bras pivotant et le carter de la boîte de vitesses et qui est déclenchée lors du choc frontal pour provoquer le basculement vers le bas du bras pivotant, la rupture des tiges de liaison et l'éjection concomitante vers le bas du boîtier électronique de pilotage. [0013] La structure avant comprend également un détecteur de choc frontal du véhicule permettant de déclencher les moyens d'actionnement pyrotechnique en début du choc frontal. 3021616 3 [0014] De préférence, le détecteur est un accéléromètre permettant de détecter une décélération importante du véhicule en début du choc frontal. [0015] Avantageusement, le détecteur de choc frontal est fixé à une poutre avant transversale du véhicule. 5 [0016] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation de la structure avant d'un véhicule automobile 10 et comportant un boîtier de pilotage implanté conformément à l'invention à la face avant de la boîte de vitesses du véhicule ; - la figure 2 est une vue de côté suivant la flèche Il de la structure avant de la figure 1 , - la figure 3 est une vue de côté semblable à celle de la figure 2 et représentant 15 l'ensemble à boîte de vitesses et boîtier électronique de pilotage fixé à celle-ci par des moyens de fixation à rupture pyrotechnique ; - la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 3 et représentant le déclenchement des moyens de fixation à rupture pyrotechnique lors d'un choc frontal du véhicule ; 20 - la figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 4 et représentant le boîtier électronique de pilotage éjecté en direction du sol après désolidarisation de ce boîtier de la boîte de vitesses du véhicule ; - la figure 6 est une vue de côté semblable à celle de la figure 2 et représentant un second mode de réalisation de fixation du boîtier électronique de pilotage à la face 25 avant de la boîte de vitesses du véhicule ; - la figure 7 est une vue de côté semblable à celle de la figure 6 et représentant le déclenchement de la charge pyrotechnique de ce second mode de réalisation ; et - la figure 8 est une vue semblable à celle de la figure 7 et représentant l'éjection vers le bas du boîtier de pilotage après déclenchement de la charge pyrotechnique. 3021616 4 [0017] En se reportant aux figures 1 et 2, la référence 1 désigne une structure avant d'un véhicule automobile. [0018] La structure avant 1 comprend essentiellement un brancard 2, un berceau 3, un groupe motopropulseur 4 fixé au berceau 3 et dont seule la boîte de vitesses 5 est 5 représentée en détail. [0019] Le brancard 2 comprend deux longerons 6 disposés sur les côtés droit et gauche du véhicule symétriquement par rapport à un plan longitudinal médian du véhicule et une poutre transversale 7 reliant les extrémités avant respectives des longerons 6 du brancard 2. 10 [0020] Le berceau 3 comprend un structure transversale 8, des prolonges 9 disposées sur les côtés droit et gauche du véhicule symétriquement par rapport au plan longitudinal médian du véhicule et une poutre transversale 10 reliant les extrémités avant des deux prolonges 9 de ce berceau. [0021] La structure avant 1 du véhicule comprend en outre une façade avant technique 15 11 notamment de refroidissement du moteur du groupe motopropulseur 4, verticalement fixée sur la poutre transversale 10 du berceau 3 et dont une partie est située en regard de la boîte de vitesses 5 du groupe motopropulseur 4 en ménageant entre elles, suivant la direction longitudinale du véhicule, un espace déterminé. [0022] La structure avant 1 du véhicule est en outre pourvue d'un boîtier électronique 12 20 permettant de piloter de nombreux actionneurs électriques de la boîte de vitesses 5. [0023] Selon le premier mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 3 à 5, le boîtier électronique de pilotage 12 est fixé à la face avant 5a du carter de la boîte de vitesses 5 par l'intermédiaire de moyens de fixation 13 à rupture pyrotechnique de manière que le boîtier 12 soit situé dans l'espace entre la boîte de vitesses 5 et la façade avant de 25 refroidissement 11 de la structure avant 1 du véhicule, en étant en regard de cette façade avant. [0024] Au moins deux et de préférence trois moyens de fixation à rupture pyrotechnique 13 sont prévus pour solidariser le boîtier de pilotage 12 à la face avant 5a de la boîte de vitesses 5 et comprennent chacun une tige de liaison 13a s'étendant parallèlement à l'axe 30 longitudinal du véhicule et, intégrée à la tige 13a, une charge polytechnique 13b qui, lorsque déclenchée, rompt la tige 13a. 3021616 5 [0025] A titre d'exemple, les charges pyrotechniques 13b peuvent comprendre respectivement des vis pyrotechniques s'étendant parallèlement en direction longitudinale du véhicule. [0026] Ces moyens de fixation 13 à rupture pyrotechnique sont déclenchés lors d'un 5 choc frontal du véhicule détecté par un capteur ou détecteur 14 avantageusement implanté sur la poutre transversale 7 du brancard 2. [0027] Avantageusement, le détecteur 14 est constitué par un accéléromètre permettant de détecter une décélération importante ou brutale du véhicule en début d'un choc frontal. [0028] Le détecteur 14 est relié à chacun des moyens de fixation à rupture 10 pyrotechnique 13 par des fils électriques d'alimentation 15. [0029] Lorsqu'un choc frontal du véhicule est détecté par le détecteur 14, ce dernier déclenche l'explosion des vis pyrotechniques 13b faisant partie des moyens de fixation 13 du boîtier 12 à la boîte de vitesses 5 comme représenté en figure 4, ce qui a pour effet de rompre ces moyens de fixation suivant un plan de rupture sensiblement vertical. En outre, 15 les vis pyrotechniques 13b sont conçues de manière que les efforts de rupture des moyens de fixation lors de leur explosion soient dirigés vers le bas afin d'éjecter vers le sol le boîtier 12 comme représenté en figure 5. [0030] Ainsi, lors de la détection du choc frontal du véhicule, il se produit simultanément une désolidarisation du boîtier électronique de pilotage 12 de la boîte de vitesses 5 et une 20 éjection verticale rapide, dans les premières millisecondes, de ce boîtier. L'éjection du boîtier 12 est réalisée suivant l'axe vertical afin qu'il disparaisse ou qu'il soit escamoté de l'empilage selon l'axe longitudinal du véhicule et constitué de la façade avant de refroidissement 11 et de la boîte de vitesses 5 du groupe motopropulseur 4 pour ne plus interférer dans la cinématique d'écrasement de la structure avant 1 du véhicule lors du 25 choc frontal. Autrement dit, lors du choc frontal du véhicule, le boîtier électronique de pilotage 12 a disparu avant la compression de la poutre 7 puis de la façade avant de refroidissement 11 sur le groupe motopropulseur 4. [0031] Selon le second mode de réalisation représenté aux figures 6 à 8, le boîtier électronique de pilotage 12 est fixé à la face avant 5a du carter de la boîte de vitesses 5 30 par l'intermédiaire d'au moins deux, de préférence trois, tiges parallèles 16 s'étendant 3021616 6 suivant l'axe longitudinal du véhicule et qui sont frangibles ou sécables. A cet effet, chaque tige de fixation 16 peut comporter une amorce de rupture. [0032] Un bras 17 a l'une 17a de ses extrémités montée pivotante sous le carter de la boîte de vitesses 5 autour d'un axe horizontal s'étendant transversalement à la direction 5 longitudinale du véhicule et a son extrémité libre opposée 17b qui est accrochée amoviblement à une partie inférieure horizontale correspondante 12a du boîtier électronique de pilotage 12. [0033] Dans ce second mode de réalisation, les moyens d'actionnement pyrotechnique comprennent une charge pyrotechnique 18 logée entre le bras pivotant 17 et la face 10 inférieure 5b du carter de la boîte de vitesses 5. Cette charge peut être fixée à la face inférieure 5b de la boîte de vitesses 5. [0034] Le détecteur 14 commandant l'explosion de la charge pyrotechnique 18 est fixé, comme dans le premier mode de réalisation, à la poutre transversale 17 du brancard 2 et est relié à la charge pyrotechnique 18 par un fil électrique d'alimentation 15. 15 [0035] Lorsqu'un choc frontal du véhicule est détecté par le détecteur 14, ce dernier déclenche l'explosion de la charge pyrotechnique 18 comme représenté en figure 7, ce qui a pour effet de provoquer le pivotement du bras 17 vers le bas, dans le sens contraire des aiguilles d'un montre au regard de cette figure, autour de son axe de pivotement relativement à la boîte de vitesses 5. Le pivotement vers le bas du bras 17 exerce sur le 20 boîtier 12 un effort le déplaçant vers le bas pour provoquer la rupture au niveau de leurs amorces des tiges de fixation 16 et l'éjection du boîtier 12 vers le sol de manière qu'il disparaisse de l'espace entre la façade avant de refroidissement 11 et la face avant 5a de la boîte de vitesses 5, c'est-à-dire de l'empilage selon l'axe longitudinal du véhicule comprenant la face avant de refroidissement 11 et la boîte de vitesses 5. 25 [0036] Ainsi, l'éjection du boîtier électronique de pilotage 12 suivant un axe vertical permet au boîtier de disparaitre de l'empilage ci-dessus et de ne plus interférer dans la cinématique d'écrasement de la structure avant 1 du véhicule. [0037] La charge pyrotechnique 18 peut être constituée par une vis pyrotechnique verticale reliant le bras pivotant 17 à la face inférieure 5b du carter de la boîte de vitesses 30 5 de manière à exercer, en explosant, une force verticale vers le bas sur le bras pivotant 17. 3021616 7 [0038] Dans le cas de boîtiers de calculateurs de dimensions importantes, l'implantation en face avant de la boîte de vitesses doit être envisagée, avec les impacts suivants : - Evolution du cahier des charges thermiques du calculateur (évolution technologie composants, dimensionnement, besoins en dispositif de refroidissement...), 5 générateur d'impact coût, planning,... - Redimensionnement du bloc avant (intégration de renfort, changement matière...) pour satisfaire les critères d'homologation du véhicule sur scénario de choc frontal, générateur d'impact coût, masse, planning, diversité... REVENDICATIONS1. Structure avant (1) d'un véhicule notamment automobile, comprenant une façade avant de refroidissement (11) et un groupe motopropulseur (4) solidaires de la caisse du véhicule et un boîtier électronique (12) de pilotage de la boîte de vitesses (5) du groupe motopropulseur (4), caractérisée en ce que le boîtier électronique de pilotage (12) est fixé à la face avant (5a) du carter de la boîte de vitesses (5), en regard de la façade (13b, 18) avant de refroidissement (11), par l'intermédiaire de moyens de liaison sécables (13a ;16) et en ce qu'elle comprend des moyens d'actionnement pyrotechnique (13b, 18) qui sont déclenchés, lors d'un choc frontal du véhicule, pour provoquer la rupture des moyens de liaison sécables (13a ;16) et l'éjection vers le bas du boîtier électronique de pilotage (12) hors de l'espace entre la façade avant de refroidissement (11) et la boîte de vitesses (5) du groupe motopropulseur (4). 2. Structure avant selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de liaison sécables (13a) comportent les moyens d'actionnement pyrotechnique (13b) qui, lorsque déclenchés lors du choc frontal, ont pour effet de rompre les moyens de liaison (13a) suivant un plan de rupture sensiblement vertical. 3. Structure avant selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement pyrotechnique sont formés par au moins deux vis pyrotechniques parallèles (13b) de liaison du boîtier électronique de pilotage (12) au carter de la boîte de vitesses (5). 4. Structure avant selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de liaison sécables comprennent au moins deux tiges parallèles à amorces de rupture (16), en ce qu'un bras (17) est monté pivotant à l'une (17a) de ses extrémités sous le carter de la boîte de vitesses (5) et a son extrémité opposée (17b) accrochée au boîtier électronique de pilotage (12) et les moyens d'actionnement pyrotechnique comprennent une charge pyrotechnique (18) logée entre le bras pivotant (17) et le carter de la boîte de vitesses (5) et qui est déclenchée lors du choc frontal pour provoquer le basculement vers le bas du bras pivotant (17), la rupture des tiges de liaison (16) et l'éjection concomitante vers le bas du boîtier électronique de pilotage (12). 5. Structure avant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un détecteur (14) de choc frontal du véhicule permettant de déclencher les moyens d'actionnement pyrotechnique (18) en début du choc frontal. 6. Structure avant selon la revendication 5, caractérisée en ce que le détecteur (14) est un accéléromètre permettant de détecter une décélération importante du véhicule en début du choc frontal. 3021616 9 7. Structure avant selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le détecteur (14) de choc frontal est fixé à une poutre avant transversale (7) du véhicule.