Brevet FR3025470A1 — publié le 20160311

SYSTEME D'ARTICULATION EQUIPE D'UN DISPOSITIF DE SECURITE A CROCHET MOBILE [0001] L'invention a trait au domaine de l'automobile, et plus précisément à la sécurité passive des véhicules automobiles en cas de choc véhicule-piéton. [0002] Les chocs véhicule-piéton constituent un grave problème de sécurité publique, au point que le Parlement et le Conseil européens ont conjointement émis une Directive (n°2003/102/CE du 17 novembre 2003, accessible en ligne sur le site eur-lex.europa.eu) destinée à normaliser les mesures prises par les constructeurs pour renforcer la sécurité active et la sécurité passive de leurs véhicules en vue de réduire les risques d'accident grave. [0003] Les chocs véhicule-piéton ont fait depuis l'objet d'études approfondies, tant sur le plan théorique que sur le plan pratique. [0004] Sur le plan purement théorique, des solutions ont été proposées pour modéliser les chocs, cf. par ex. le travail de Farès WAKIM dans sa thèse « Etude de la prédiction de chocs véhicule-piéton ». [0005] Sur le plan pratique, des solutions ont été proposées pour limiter les conséquences des chocs, notamment au moyen de dispositifs agissant sur le capot du véhicule pour le surélever et éviter, autant que possible, la collision de la tête du piéton avec des organes durs sous-jacents du bloc moteur. [0006] Ainsi, le brevet FR 2 886 247 décrit un dispositif comprenant des moyens de déplacement de la partie arrière du capot entre une position de fermeture et une position surélevée, conçu, en cas de choc véhicule-piéton, pour faciliter la remise en état de fonctionnement et ainsi éviter l'immobilisation du véhicule. Ce dispositif comprend un charnon (c'est-à-dire une ferrure) fixe solidaire de la caisse du véhicule et un charnon mobile solidaire du capot, reliés entre eux au moyen d'un charnon mobile intermédiaire. En position normale d'ouverture du capot, le charnon mobile intermédiaire demeure fixe par rapport au charnon mobile. En position de choc véhicule-piéton, le charnon mobile intermédiaire pivote par rapport au charnon mobile pour le placer dans une position translatée par rapport au charnon fixe. 3025470 2 [0007] Ce dispositif donne satisfaction mais il nécessite de bien dimensionner l'articulation entre le charnon mobile intermédiaire et le charnon mobile, sauf à induire un risque de défaillance en position normale d'ouverture du capot, qui serait dès lors susceptible de 5 retomber sur la caisse. Il en résulte une augmentation des masses embarquées et une inertie conséquente du dispositif, qui peut nuire à l'efficacité du dispositif en cas de choc véhicule-piéton. [0008] Un premier objectif est d'améliorer la sécurité passive des véhicules en cas de choc véhicule-piéton. 10 [0009] Un deuxième objectif est de proposer un système d'articulation d'un capot qui, tout en intégrant un dispositif de sécurité en cas de choc véhicule-piéton, demeure compact et léger. [0010] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un système d'articulation d'un capot d'un véhicule automobile par rapport à une 15 caisse de ce véhicule, le capot pouvant adopter une position fermée dans laquelle le capot est plaqué contre la caisse, une position ouverte dans laquelle le capot est écarté angulairement de la caisse autour d'un pivot arrière, et une position soulevée de choc véhicule-piéton dans laquelle le capot est écarté angulairement de la caisse autour d'un pivot 20 avant, ce système incluant : une charnière comprenant : o une ferrure fixe solidaire de la caisse ; o une ferrure mobile solidaire du capot et portant un axe formant le pivot arrière du capot et par lequel la ferrure 25 mobile est montée en rotation par rapport à la ferrure fixe, cette charnière pouvant adopter une position fermée correspondant à la position fermée du capot, une position ouverte correspondant à la position ouverte du capot et dans laquelle la ferrure mobile est écartée angulairement, autour 30 de son axe, de la position fermée ; un dispositif de sécurité propre à initier le déplacement de la ferrure mobile vers une position soulevée correspondant à la position soulevée du capot et dans laquelle la ferrure mobile est translatée par rapport à la ferrure fixe, ce dispositif comprenant 35 une unité de traitement propre à détecter un choc véhicule-piéton, ce dispositif de sécurité comprenant : 3025470 3 o un crochet mobile monté articulé par rapport à la ferrure fixe entre une position de rétention dans laquelle le crochet s'étend au droit d'un palier formé dans la ferrure fixe en y maintenant l'axe de la ferrure mobile, et une position de 5 libération dans laquelle le crochet est écarté du palier, o un ressort d'éjection qui sollicite la ferrure mobile vers sa position soulevée, o un actionneur couplé au crochet mobile pour le placer, sur commande de l'unité de traitement consécutivement à la 10 détection d'un choc véhicule-piéton, dans sa position de libération. [0011] Dans sa position de libération, le crochet permet de libérer directement la ferrure mobile, qui grâce à l'action du ressort est poussée (avec le capot dont elle est solidaire) vers sa position 15 soulevée. Ce système est à la fois rapide, efficace et léger. [0012] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : le crochet est monté en rotation par rapport à la ferrure fixe ; le palier est formé par une échancrure pratiquée dans un bord 20 supérieur de la ferrure fixe ; le ressort d'éjection présente une extrémité fixe ancrée sur la ferrure fixe, et une extrémité mobile en appui contre l'axe de la ferrure mobile ; le ressort d'éjection est un ressort à lame ; 25 - l'actionneur est couplé au crochet au moyen d'un câble ; le crochet présente une patte fendue en saillie sur laquelle est ancré le câble ; l'actionneur est un actionneur pyrotechnique ; le système comprend un ressort de compression ancré, par une 30 extrémité interne, sur la ferrure fixe et qui sollicite le capot vers sa position ouverte ou vers sa position soulevée. [0013] II est proposé, en deuxième lieu, un véhicule automobile équipé d'une caisse et d'un capot, et d'un système tel que présenté ci-dessus, dont la ferrure fixe est solidaire de la caisse et dont la ferrure 35 mobile est solidaire du capot. 3025470 4 [0014] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un véhicule 5 automobile équipé d'un système d'articulation intégrant un dispositif de sécurité en cas de choc véhicule-piéton ; la figure 2 est une vue en perspective illustrant le système d'articulation avec, en médaillon, un détail à échelle agrandie centré sur le crochet ; 10 - la figure 3 est une vue de détail, de côté, illustrant le système d'articulation en position de rétention du crochet ; la figure 4 est une vue de détail en perspective montrant l'action du ressort d'éjection sur l'axe de la ferrure mobile ; la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, illustrant le système 15 d'articulation en position de libération du crochet ; la figure 6 est une vue de côté montrant le système d'articulation avec le capot en position fermée ; la figure 7 est une vue similaire à la figure 6, montrant le système d'articulation avec le capot en position ouverte ; 20 - la figure 8 est une vue similaire aux figures 6 et 7, montrant le système d'articulation avec le capot en position soulevée de choc véhicule-piéton. [0015] Sur la figure 1 est partiellement représenté un véhicule 1 automobile, qui comprend une caisse 2, dont on aperçoit une aile 3 25 avant gauche, un capot 4, monté pivotant par rapport à la caisse 2, et un système 5 d'articulation du capot 4 par rapport à la caisse 2, monté de chaque côté du capot 4. Dans ce qui suit, on ne décrit qu'un système 5 d'articulation (celui illustré sur les figures est situé du côté gauche du véhicule 1), mais on comprend aisément qu'un système 5 30 analogue (et symétrique) est monté de l'autre côté (droit) du véhicule 1. [0016] On définit par rapport au véhicule 1 un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction générale de déplacement du véhicule, 35 - un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, 3025470 5 un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal. [0017] Grâce au système d'articulation, le capot 4 peut adopter trois positions : 5 une position fermée (figures 1 et 6) dans laquelle le capot 4 est plaqué contre la caisse 2, une position ouverte (figure 7) dans laquelle le capot 4 est écarté angulairement de la caisse 2 autour d'un pivot 6 arrière qui s'étend transversalement (suivant Y), et 10 - une position soulevée de choc véhicule-piéton (figure 8) dans laquelle le capot 4 est écarté angulairement de la caisse 2 autour d'un pivot 8 avant qui s'étend transversalement (suivant Y). [0018] En position de fermeture, le verrouillage du capot 4 sur la caisse 2 est assuré, à l'avant, de manière classique au moyen d'une 15 serrure 7 qui comprend un pêne 9 (en l'occurrence sous forme d'un crochet) monté articulé sur une traverse 10 avant solidaire de la caisse 2, et un fil 11 de gâche, solidaire du capot 4 et qui, en position fermée de celui-ci, est en prise amovible avec le pêne 9. Un bras 12 solidaire du pêne 9 permet, par un basculement réalisé manuellement, de faire 20 pivoter le pêne 9 et ainsi libérer le fil 11 de gâche pour permettre à une personne (conducteur, garagiste) de soulever le capot 4 vers sa position ouverte. [0019] Le système 5 d'articulation comprend, en premier lieu, une charnière 13, bien visible sur la figure 2. Cette charnière 13 comprend 25 une ferrure 14 fixe solidaire de la caisse 2 et une ferrure 15 mobile solidaire du capot 4. Dans la terminologie automobile usuelle une ferrure de charnière de capot est couramment désignée sous le terme « charnon » : dans ce qui suit, on appellera « charnon » (fixe ou, respectivement, mobile) chaque ferrure 14, 15. 30 [0020] Dans l'exemple illustré, le charnon 14 fixe se présente sous forme d'une pièce métallique obtenue par moulage, pliage ou emboutissage, qui comprend une semelle 16 horizontale (en position d'utilisation) par laquelle le charnon 14 fixe est fixé sur la caisse 2 (par exemple sur une cloche de suspension), et une paroi 17 latérale qui 35 s'étend verticalement (sensiblement dans le plan XZ) en saillie à partir d'un bord latéral de la semelle 16. 3025470 6 [0021] Selon un mode de réalisation illustré, la paroi 17 latérale présente une forme générale en L et comprend un jambage 18 qui s'étend suivant l'axe Z, et un pied 19 qui s'étend sensiblement longitudinalement (suivant l'axe X). 5 [0022] Le charnon 15 mobile se présente également sous forme d'une pièce métallique obtenue par moulage, pliage ou emboutissage. Le charnon 15 mobile est fixé, par une extrémité avant droite, au capot 4. Le charnon 15 mobile porte, à une extrémité arrière recourbée, un axe 6 qui s'étend transversalement (suivant Y) et forme le pivot 6 10 arrière d'articulation du capot 4 par rapport à la caisse 2, en utilisation normale (passage de la position fermée à la position ouverte, et réciproquement). [0023] Par cet axe 6, le charnon 15 mobile est montée en rotation par rapport au charnon 14 fixe, entre une position fermée, 15 correspondant à la position fermée du capot 4, et une position ouverte correspondant à la position ouverte du capot 4 et dans laquelle le charnon 15 mobile est écarté angulairement, autour de son axe 6, de la position fermée. Comme nous le verrons ci-après, le charnon 15 mobile est également apte à adopter une position soulevée, qui correspond à 20 la position soulevée du capot 4 et dans laquelle le charnon 15 mobile est translaté par rapport au charnon 14 fixe. En position ouverte et fermée, l'axe 6 du charnon 15 mobile est logé dans un palier 20 porté par le charnon 14 fixe. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures, ce palier 20 est formé par une échancrure pratiquée dans un 25 bord 21 supérieur du charnon 14 fixe. Dans l'exemple illustré, ce bord 21 supérieur forme une extrémité supérieure du jambage 18. Cette échancrure forme en l'espèce une encoche, ouverte à une extrémité supérieure pour permettre le passage de l'axe 6, et arrondie à une extrémité inférieure pour pouvoir accueillir l'axe 6 en permettant sa 30 rotation. [0024] Le système 5 d'articulation comprend, en deuxième lieu, un dispositif 22 de sécurité propre à initier le déplacement du charnon 15 mobile vers sa position soulevée, entraînant ainsi le capot 4 dans sa position soulevée dans le cas d'un choc (ou en prévision d'un choc 35 imminent) véhicule-piéton, de sorte à écarter le capot 4 des organes durs du bloc moteur du véhicule 1 et ainsi constituer un bouclier qui 3025470 7 limite les risques de collisions du piéton (et plus particulièrement de sa tête) avec ces organes. [0025] Le dispositif 22 de sécurité comprend une unité 23 de traitement (schématiquement représentée sur les figures 3 et 5 sous 5 forme d'un bloc) propre à détecter un choc véhicule-piéton (déjà initié ou à venir). La détection du choc peut être réalisée au moyen d'un ou plusieurs capteurs à contact (notamment contacteur, fil ruptible) ou sans contact (notamment radar, caméra, capteur de proximité). [0026] Le dispositif 22 de sécurité comprend également un crochet 10 24 mobile monté articulé par rapport au charnon 14 fixe entre une position de rétention (figures 2, 3, 6, 7), dans laquelle le crochet 24 s'étend au droit du palier 20 en maintenant dans celui-ci l'axe 6 du charnon 15 mobile, et une position de libération (figures 5, 8) dans laquelle le crochet 24 est écarté du palier 20 pour permettre la sortie de 15 l'axe 6 du palier 20 (et donc l'écartement du charnon 15 mobile du charnon 14 fixe), comme il sera exposé ci-après. [0027] Dans l'exemple illustré, le crochet 24 est monté articulé autour d'un pivot 25 transversal (suivant Z) situé sous le palier 20, de sorte que le crochet 24 passe de sa position de rétention à sa position 20 de libération par un mouvement de basculement d'avant en arrière, et réciproquement de sa position de libération à sa position de rétention par un mouvement inverse de basculement d'arrière en avant. Un ressort 26 de rappel (fonctionnant par exemple en torsion, comme dans l'exemple illustré) sollicite en permanence le crochet 24 vers sa 25 position de rétention. Comme nous allons le voir, le basculement du crochet 24 de sa position de rétention à sa position de libération est commandé. [0028] Le dispositif 22 de sécurité comprend ensuite un ressort 27 d'éjection qui sollicite le charnon 15 mobile vers sa position soulevée. 30 Selon un mode de réalisation préféré illustré sur la figure 4, le ressort 27 d'éjection présente une extrémité 28 fixe ancrée sur le charnon 14 fixe, et une extrémité 29 mobile en appui contre l'axe 6 du charnon 15 mobile. Le ressort 27 d'éjection est par exemple un ressort à lame, dont l'extrémité 29 mobile est avantageusement recourbée pour épouser 35 l'axe 6. [0029] Le dispositif 22 de sécurité comprend enfin un actionneur 30 couplé au crochet 24 mobile pour le placer, sur commande de l'unité 23 3025470 8 de traitement consécutivement à la détection d'un choc véhicule-piéton, dans sa position de libération. [0030] Cet actionneur 30 est par exemple un actionneur pyrotechnique, du type employé comme prétensionneur pour les 5 ceintures de sécurité ; il est relié par un câble 31 électrique à l'unité 23 de traitement qui déclenche l'amorçage de l'actionneur 30 au moyen d'un signal électrique. [0031] Comme on le voit par ailleurs sur les figures 2, 3 et 5, l'actionneur 30 est couplé au crochet 24 au moyen d'un câble 32 (du 10 type employé dans les freins de bicyclette) ancré, par une extrémité externe, au crochet 24, et, par une extrémité interne, à l'actionneur 30. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 2, le crochet 24 présente par exemple une patte 33 fendue en saillie transversale sur laquelle est ancrée l'extrémité externe (renflée) du câble 32. Comme on 15 le voit bien sur la figure 2, l'actionneur 30 n'est pas nécessairement à l'aplomb direct du crochet 24 ; dans ce cas, le câble 32 présente une section supérieure verticale et une section inférieure inclinée, et le crochet 24 peut porter une came 34 formée par une patte en saillie, sur laquelle le câble 32 prend appui à la jonction entre sa section 20 supérieure et sa section inférieure. [0032] Selon un mode de réalisation illustré sur les figures, le système 5 d'articulation comprend, en troisième lieu, un ressort 35 de compression qui, par une extrémité interne, est monté en rotation autour d'un axe transversal (suivant Y), sur le charnon 14 fixe et qui 25 sollicite le capot 4 vers sa position ouverte ou vers sa position soulevée. Dans l'exemple illustré, le ressort 35 de compression est, par une extrémité externe, monté en rotation autour d'un axe transversal (suivant Y), directement sur le capot 4, comme cela est bien visible sur les figures 6, 7 et 8. Ce ressort 35 de compression est par exemple un 30 ressort à gaz, qui comprend un corps 36 tubulaire et une tige 37 montée coulissante dans le corps 36. [0033] En position d'utilisation normale, l'axe 6 du charnon 15 mobile est logé dans le palier 20 du charnon 14 fixe et y demeure maintenue par le crochet 24, qui occupe sa position de rétention. Dans cette 35 position, le capot 4 peut passer de sa position de fermeture (figure 6) à sa position d'ouverture (figure 7) par rotation autour de l'axe 6 du charnon 15 mobile. 3025470 9 [0034] Lorsqu'est détecté (par l'unité 23 de traitement) un choc véhicule-piéton (déjà initié ou imminent), l'unité 23 de traitement commande l'amorçage de l'actionneur 20 de chaque système 5 d'articulation. L'actionneur 20 exerce alors sur le câble 32 une traction 5 provoquant le basculement du crochet 24 de sa position de rétention à sa position de libération, comme illustré sur la figure 5 et comme suggéré par la flèche supérieure de la figure 4. [0035] Le ressort 27 d'éjection exerce alors librement sa poussée sur l'axe 6 qui se trouve éjecté du palier 20, comme suggéré par la flèche à 10 droite de la figure 4. Il en résulte une dissociation du charnon 15 mobile du charnon 14 fixe, et le basculement (comme suggéré par la flèche de la figure 8) du capot 6 autour du pivot 8 avant formé par le fil 11 de gâche qui demeure en prise avec le pêne 9. Le ressort 35 de compression assure la reprise de efforts une fois que l'axe 6 a quitté le 15 palier 20, et exerce sur le capot 4 un effort de poussée ayant une composante verticale qui déplace le capot 4 vers sa position soulevée, ou à tout le moins le maintient dans cette position. [0036] Le contact du fil 11 de gâche avec le pêne 9 étant de nature ponctuelle, les ressorts de compression droite et gauche contribuent 20 ensemble à maintenir le basculement latéral du capot 4. [0037] Le système 5 d'articulation qui vient d'être décrit présente les avantages suivants. [0038] Premièrement, ce système est fiable. En position normale d'utilisation, le charnon 15 mobile, qui ne nécessite aucune pièce 25 supplémentaire, pivote par rapport au charnon 14 fixe de la même manière que dans une articulation ordinaire. Le crochet 24 assure une rétention efficace de l'axe 6. [0039] Deuxièmement, ce système 5 est compact et léger. Son poids est comparable à celui d'un système ordinaire dépourvu de dispositif de 30 sécurité, le surpoids et l'encombrement induits par la présence du crochet 24 et de l'actionneur 30 étant négligeables. Le double emploi du ressort 35 de compression (pour exercer la poussée sur le capot en position normale d'ouverture et pour assurer la reprise des efforts lors du soulèvement en cas de choc véhicule-piéton) contribue à la 35 compacité et à la légèreté du système 5. Le ressort 35 sert en outre d'amortisseur pour le piéton lors du choc véhicule-piéton. REVENDICATIONS1. Système (5) d'articulation d'un capot (4) d'un véhicule (1) automobile par rapport à une caisse (2) de ce véhicule (1), le capot (4) pouvant adopter une position fermée dans laquelle le capot (4) est plaqué contre la caisse (2), une position ouverte dans laquelle le capot (4) est écarté angulairement de la caisse (2) autour d'un pivot (6) arrière, et une position soulevée de choc véhicule-piéton dans laquelle le capot (6) est écarté angulairement de la caisse (2) autour d'un pivot (39) avant, ce système (5) incluant : - une charnière (13) comprenant : o une ferrure (14) fixe solidaire de la caisse (2) ; o une ferrure (15) mobile solidaire du capot (4) et portant un axe (6) formant le pivot (6) arrière du capot (4) et par lequel la ferrure (15) mobile est montée en rotation par rapport à la ferrure (14) fixe, cette ferrure (15) mobile pouvant adopter une position fermée correspondant à la position fermée du capot (4), et une position ouverte correspondant à la position ouverte du capot (4) et dans laquelle la ferrure (15) mobile est écartée angulairement, autour de son axe (6), de la position fermée ; un dispositif (22) de sécurité propre à initier le déplacement de la ferrure (15) mobile vers une position soulevée correspondant à la position soulevée du capot (4) et dans laquelle la ferrure (15) mobile est translatée par rapport à la ferrure (14) fixe, ce dispositif (22) comprenant une unité (23) de traitement propre à détecter un choc véhicule-piéton ; ce système (5) étant caractérisé en ce que le dispositif (22) de sécurité comprend : un crochet (24) mobile monté articulé par rapport à la ferrure (14) fixe entre une position de rétention dans laquelle le crochet (24) s'étend au droit d'un palier (20) formé dans la ferrure (14) fixe en y maintenant l'axe (6) de la ferrure (15) mobile, et une position de libération dans laquelle le crochet (24) est écarté du palier (20), - un ressort (27) d'éjection qui sollicite la ferrure (15) mobile vers sa position soulevée, 3025470 11 un actionneur (30) couplé au crochet (24) mobile pour le placer, sur commande de l'unité (23) de traitement consécutivement à la détection d'un choc véhicule-piéton, dans sa position de libération. 2. Système (5) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 5 crochet (24) est monté en rotation par rapport à la ferrure (14) fixe. 3. Système (5) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le palier (20) est formé par une échancrure pratiquée dans un bord (21) supérieur de la ferrure (14) fixe. 4. Système (5) selon l'une des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que le ressort (27) d'éjection présente une extrémité (29) fixe ancrée sur la ferrure (14) fixe, et une extrémité (210) mobile en appui contre l'axe (6) de la ferrure (15) mobile. 5. Système (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort (27) d'éjection est un ressort à lame. 15 6. Système (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (30) est couplé au crochet (24) au moyen d'un câble (32). 7. Système (5) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le crochet (24) présente une patte (33) fendue en saillie sur laquelle est 20 ancré le câble (31). 8. Système (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (30) est un actionneur pyrotechnique. 9. Système (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort (35) de compression ancré, 25 par une extrémité interne, sur la ferrure (14) fixe et qui sollicite le capot (4) vers sa position ouverte ou vers sa position soulevée. 10. Véhicule (1) automobile équipé d'une caisse (2) et d'un capot (4), caractérisé en ce qu'il est en outre équipé d'un système (5) selon l'une des revendications précédentes, dont la ferrure (14) fixe est 30 solidaire de la caisse (2) et dont la ferrure (15) mobile est solidaire du capot (4).