Brevet FR3049239A1 — publié le 20170929

ENSEMBLE COMPRENANT UNE STRUCTURE DE VEHICULE AUTOMOBILE ET UN RESERVOIR DE FLUIDE CONSOMMABLE [0001] L'invention porte sur un ensemble comprenant une structure de véhicule automobile et un réservoir de fluide consommable, notamment un réservoir de stockage d'un agent de dépollution, ainsi que sur le véhicule automobile intégrant cet ensemble. [0002] Les véhicules équipés de moteurs thermiques sont soumis à des normes de dépollution contraignantes visant à limiter les émissions de polluants, tels que les oxydes d'azote. Afin de respecter ces réglementations, il est possible de traiter les polluants après leur émission, dans les gaz d'échappement, au moyen de systèmes dits de post- traitement. [0003] On connaît ainsi des systèmes de post-traitement des oxydes d'azote dits systèmes SCR pour "Selective Catalytic Reduction" en anglais (Réduction Catalytique Sélective, en français). Ces systèmes permettent de réduire chimiquement les oxydes d'azote en injectant dans la ligne d'échappement un agent réducteur, par exemple de l'ammoniac ou un précurseur d'ammoniac du type urée en phase aqueuse, en amont d'un catalyseur spécifique (désignés tous deux sous le terme d'agent de traitement plus loin). [0004] Le véhicule comporte à cet effet un réservoir contenant un agent de traitement en complément du réservoir de carburant. De façon connue en soi, par exemple, le réservoir de carburant est implanté sous la partie avant du plancher du véhicule dite de rang deux destinée à être positionnée sous les sièges des passagers arrière du véhicule, tandis que le réservoir stockant l'agent de traitement est implanté sous une zone arrière du plancher, appelée également plancher de charge et correspondant à une zone de coffre du véhicule. [0005] L'agent de traitement stocké par exemple sous forme liquide est acheminé depuis l'arrière véhicule vers l'avant au moyen d'une canalisation associée éventuellement à un câble électrique jouant un rôle de résistance électrique apte à réchauffer l'agent s'il est sensible aux basses températures, notamment s'il risque de geler. [0006] Des contraintes d'architecture peuvent amener à ce qu'une canalisation convoyant du carburant, et notamment la goulotte de remplissage du réservoir de carburant, soit logée au moins en partie à proximité du réservoir de liquide de traitement. [0007] Or il s'avère qu'en cas de choc subi par le véhicule, notamment en cas de choc frontal, le réservoir de liquide de traitement peut suivre une cinématique non maîtrisée : la caisse du véhicule va brusquement s'arrêter dans son mouvement selon l'axe X 3049239 2 (longitudinal) du véhicule, tandis que le réservoir va éventuellement continuer sa course, se déformer selon l'axe X longitudinal du véhicule, mais également éventuellement selon l'axe Y du véhicule, c'est-à-dire selon l'axe transversal du véhicule, voire selon l'axe Z du véhicule (l'axe vertical). Le réservoir est alors susceptible d'entrer en collision avec des 5 composants qui se trouvent disposés à proximité de lui, notamment latéralement. Cela peut, par exemple, être le cas de la goulotte de remplissage du réservoir de carburant. Il peut y avoir alors un risque de déformation et même de rupture du composant, ce qui peut poser des problèmes de sécurité. [0008] L'invention a alors pour but de remédier à cet inconvénient. Elle a notamment 10 pour but de préserver l'intégrité de composants situés dans un véhicule au voisinage d'un réservoir de fluide consommable, notamment en cas de choc frontal subi par le véhicule. [0009] L'invention a tout d'abord pour objet un ensemble comprenant une structure de véhicule automobile et un réservoir de fluide consommable, tel que ledit ensemble comprend également une cale disposée entre le réservoir et la structure, ladite cale 15 présentant une face orientée vers le réservoir et une face orientée vers la structure, chacune desdites faces de la cale comprenant au moins une zone localement saillante, respectivement en creux, complémentaire d'une zone localement en creux, respectivement saillante, sur le réservoir et la structure. 20 [0010] L'invention propose donc de « caler » le réservoir de façon à ce que, s'il tendait à faire un mouvement différent de celui de la caisse quand le véhicule subit un choc, cette cale vienne bloquer le mouvement du réservoir, notamment au moins selon l'axe Z du véhicule au moins. 25 [0011] Selon un mode de réalisation de l'invention, la structure en question est le plancher, notamment le plancher de charge, du véhicule, le réservoir étant disposé sous ledit plancher. [0012] Selon un mode de réalisation de l'invention, la cale est fixée à la structure ou au 30 réservoir, avec respectivement un jeu entre la cale et le réservoir ou entre la cale et la structure. [0013] On peut prévoir différents modes de fixation, comme des fixations mécaniques (vissage, rivetage, système de clip..), éventuellement en prévoyant sur la cale et/ou sur la structure ou le réservoir au moins des pattes de fixation et/ou des orifices permettant ce type de fixation. 3049239 3 [0014] On peut aussi prévoir de fixer la cale par une colle appropriée par exemple ou encore par un adhésif double face. 5 [0015] Donc, dans une première variante de ce mode de réalisation, la cale est solidarisée au réservoir, et se trouve entre le réservoir et, au- dessus de lui, le plancher, avec un espace, en position de montage normal, entre la cale et le plancher. Et, dans une deuxième variante, la cale se trouve solidarisée au plancher, avec, en dessous d'elle, le réservoir avec un espace ménagé entre la cale et le réservoir. Ces deux configurations 10 permettent d'accompagner la course éventuelle du réservoir qui serait différente de celle du plancher, et de contrôler l'amplitude de cette course, prédéterminée par la dimension du jeu laissé entre la cale et le réservoir ou entre la cale et le plancher. Le choix de formes complémentaires entre la cale et le réservoir d'une part, le plancher d'autre part assure que la course du réservoir sera non seulement contrôlée en amplitude mais aussi en 15 trajectoire. Et c'est bien cela qui va garantir que le réservoir, en cas de choc, n'impactera pas des composants éventuellement fragiles/frangibles disposés dans son voisinage en mode de fonctionnement normal (hors choc). [0016] Selon un autre mode de réalisation, la cale est intégrée au réservoir ou à la 20 structure. Elle peut ainsi être monobloc avec le réservoir ou la structure, être prévue au départ donc, ce qui évite d'avoir ensuite une opération de montage de la cale en question. [0017] Quel que soit le mode de réalisation retenu, la cale est de préférence disposée entre la face supérieure du réservoir et la face inférieure du plancher, et ladite cale 25 comprend un rebord venant couvrir au moins en partie une face latérale du réservoir. Ce rebord va ainsi contribuer à contrôler la course éventuelle du réservoir en cas de choc également selon l'axe X et/ou Y du véhicule. [0018] On comprend par « face latérale » la face qui connecte la face inférieure et la 30 face supérieure du réservoir, elle peut être donc la face « avant » ou « arrière » selon l'axe longitudinal du véhicule, ou la face à proprement parlé latérale, et qui sera la face sensiblement parallèle à l'axe X (longitudinal) du véhicule. A noter que le réservoir est de préférence fait d'un bloc en matériau polymère, et qu'il y a donc généralement une continuité de surface sur l'ensemble des parois du réservoir. 35 [0019] On comprend dans l'ensemble du présent texte les références spatiales du type «inférieur », « supérieur », « haut », « bas », en fonction du positionnement des 3049239 4 composants une fois montés dans leur position de fonctionnement normal dans un véhicule disposé sur un plan horizontal. [0020] Avantageusement, la cale est en matériau polymère, notamment en élastomère 5 ou en thermoplastique, sous forme compacte ou sous forme d'une mousse à cellules ouvertes ou fermées. [0021] Elle peut présenter ainsi intrinsèquement une certaine compressibilité qui, associée au jeu mentionné plus haut, contribue à contrôler la course du réservoir par 10 absorption du choc et écrasement sur une certaine épaisseur. [0022] Selon un mode de réalisation, le réservoir de fluide consommable est un réservoir de réactif de traitement des gaz d'échappement, notamment un réservoir d'urée en phase aqueuse. 15 [0023] L'ensemble selon l'invention peut également comprendre au moins un composant frangible, notamment disposé au voisinage du réservoir. [0024] L'ensemble selon l'invention peut aussi comprendre au moins un composant 20 contenant ou véhiculant un carburant, du type réservoir ou conduite de carburant, qui peut faire partie des composants frangibles mentionnés plus haut, l'invention permettant de les préserver même si le réservoir tend, en cas de choc, à se déplacer différemment de la structure. 25 [0025] L'invention a également pour objet tout véhicule automobile, comprenant l'ensemble tel que décrit plus haut. [0026] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation non limitatif selon l'invention relatif à un réservoir d'urée monté dans un véhicule automobile, et à l'aide des figures qui l'accompagnent : 30 La figure 1 est une représentation schématique en vue de dessus de l'arrière du véhicule, selon une coupe horizontale ; La figure 2 est une vue en perspective, en vue de dessous de l'arrière du véhicule selon la figure 1 ; La figure 3 est une coupe longitudinale de l'arrière du véhicule ; 35 Les figures 4 et 5 sont des représentations de la cale selon l'invention utilisée pour le réservoir d'urée, respectivement en vue de dessus et en vue de dessous : 3049239 5 Les figures 6 et 7 sont des vues agrandies de l'arrière du véhicule des figures 1 et 2 de la zone où est disposée la cale des figures 4 et 5, respectivement selon une section normale à l'axe X (longitudinal) du véhicule et selon une section normale à l'axe Y (transversal) du véhicule ; 5 La figure 8 est une vue agrandie de l'arrière du véhicule centrée sur le réservoir d'urée et une goulotte de remplissage de carburant adjacente. [0027] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0028] Les figures restent schématiques et les différents composants représentés ne 10 sont pas nécessairement à l'échelle. [0029] Les figures 1, 2 et 3 sont décrites conjointement. Elles représentent l'arrière d'un véhicule 1 avec une portion de carrosserie/bouclier 2. Le plancher du véhicule 3 s'étend suivant l'axe longitudinal X du véhicule, avec une zone avant située du côté d'un train avant du véhicule correspondant sensiblement à la zone 3a, qui est formée par une partie 15 destinée à être située sous le siège du conducteur et du passager avant et une deuxième partie destinée à être située sous les sièges des passagers arrière du véhicule. Le plancher 1 comporte également une zone arrière 3b représentée partiellement destinée à former le fond du coffre et le cas échant, pour les véhicules longs, à être positionnée sous des sièges d'une troisième rangée de passagers. Dans cet exemple, il s'agit du plancher 20 de coffre. [0030] Un réservoir 4 est implanté sous le plancher de coffre 3b du véhicule 1, c'est-à-dire sur la face du plancher destinée à être tournée vers la route. Ce réservoir 4 délimitant un volume creux pour le stockage d'un agent pour le traitement des gaz d'échappement. Cet agent de traitement est ici de l'urée en phase aqueuse, destinée à se 25 décomposer, une fois injectée dans la ligne d'échappement , en ammoniac apte à réduire chimiquement les NOx contenus dans les gaz d'échappement à l'aide d'un catalyseur' selon la technologie dite SCR (pour « Selective Catalytic Reduction » en anglais et Réduction Sélective Catalytique en français). [0031] II est également prévu un autre réservoir 5, logé sous la partie avant 3a du 30 plancher, qui est un réservoir de carburant, du type carburant liquide comme de l'essence ou du diesel, connecté à une goulotte 6 de remplissage de carburant, qui vient longer latéralement le réservoir d'urée 4 dans la zone 3b du plancher, pour remonter ensuite vers l'ouverture de remplissage prévue à cet effet, comme représenté plus particulièrement à la figure 3. 3049239 6 [0032] Il est à noter que les deux réservoirs 4 et 5 et la goulotte de remplissage de carburant 6 sont ici en matériau à base de polymères rigides. [0033] En cas de choc frontal subi par le véhicule 1, selon l'axe X du véhicule donc, il est apparu que le réservoir d'urée 4 était susceptible d'adopter une cinématique imprévue, 5 avec un risque de déformation et/ou de déplacement relatif du réservoir à la fois selon l'axe X , Y et/ou Z par rapport au plancher 3b du véhicule, pouvant conduire à ce que le réservoir vienne percuter la zone de la goulotte 6 venant longer le réservoir 4, risquant de percer la goulotte 6. Le déplacement relatif peut atteindre jusqu'à 20 mm, notamment vers l'arrière (« X- ») et vers le haut (« Z+ »). 10 [0034] Selon l'invention, pour préserver l'intégrité de cette goulotte, on vient insérer une cale 7 plus particulièrement visible aux figures 4 à 8, qui seront décrites conjointement. [0035] Cette cale 7 est en matériau polymère présentant, dans cet exemple, une certaine flexibilité/compressibilité, et notamment de type élastomère. Il s'agit ici d'EPDM, désignant un matériau de type caoutchouc en éthylène-propylène -diène monomère. Ses 15 propriétés évitent que la cale ne transmette le bruit du plancher lors des sollicitations du véhicule. [0036] Cette cale 7 est destinée à être fixée sur une zone de la face supérieure du réservoir d'urée 4, comme représenté à la figure 7, notamment par un moyen adhésif (colle ou ruban adhésif double face notamment). Elle est dimensionnée de façon à laisser 20 avec le plancher de charge 3b en dessous duquel elle se trouve un jeu J ici d'environ 5 mm en Z (qui peut être compris entre 2 et 10mm). On prévoit également ici un jeu selon l'axe Y ici d'environ 10 mm (qui peut être compris entre 5 et 15 mm). [0037] En vue de dessus (figure 4) et en coupe (figure 7), on voit que la cale 7 présente sur sa face supérieure 7a un relief, qui « suit » celui de la zone du plancher en regard, 25 avec notamment une zone saillante 71 correspondant à un creux 31 de forme complémentaire sur le plancher. La cale 7 présente une partie d'extrémité plus épaisse et dont la face supérieure 7a présente un profil 72 courbe concave complémentaire du profil convexe 32 en regard du plancher. [0038] En vue de dessous (figure 5) et en coupe (figures 6 et 7), on voit que la face 30 inférieure 7b de la cale présente un relief « suivant » celui de la face supérieure 4a du réservoir 4 sur laquelle elle est fixée, avec notamment une partie saillante 73 correspondant à un creux de forme complémentaire 41 dans la face supérieure du réservoir. La cale 7 présentant en outre sur la majorité de son pourtour un rebord 74 qui 3049239 7 vient faire « descendre » la face inférieure de la cale 7b au niveau des parois latérales 42 du réservoir, à la fois sur la partie avant, la partie arrière et la partie latérale à proprement parlé, c'est-à-dire les parois qui se trouvent sensiblement parallèles l'axe X longitudinal du véhicule. Ce rebord s'interrompt localement, notamment, pour tenir compte de la forme du 5 réservoir. [0039] Avec une telle configuration, en cas de choc frontal du véhicule, la cale va bloquer le mouvement du réservoir en Z et en X et Y, ou tout au moins en limiter grandement l'amplitude : le jeu J entre la cale et le plancher autorise au réservoir 4 de « monter » selon l'axe Z de la hauteur de ce jeu, mais la cale 7 vient ensuite bloquer la 10 course du réservoir en s'emboîtant contre la face inférieure du plancher 3b. La forme de la cale et notamment la présente de son rebord 74 vient bloquer également la course du réservoir 4 en X et Y. Le matériau de type élastomère de la cale vient absorber une partie du choc, en pouvant éventuellement se comprimer, se déformer modestement et de façon maitrisée. Ce matériau évite également tout désagrément acoustique de transmission des 15 bruits de caisse. [0040] Comme on le voit de la figure 8, ce blocage du réservoir 4 en cas de choc l'empêche de venir impacter la goulotte 6 de remplissage du réservoir de carburant qui est toute proche, de côté puis au-dessus du réservoir dans son cheminement normal, la cale 7 venant s'interposer et éviter le choc. 20 [0041] Avec cette configuration, le véhicule respecte les normes de résistance au choc des véhicules automobiles, et notamment la norme sur la sécurité des véhicules relative au circuit de carburant en vigueur en Japon. [0042] Bien entendu, cette cale n'est qu'un exemple : sa forme est à adapter en fonction de celle du réservoir et du plancher, ainsi que ses dimensions et sa localisation. Elle peut 25 être prévue ailleurs que sur la face supérieure du réservoir, selon le positionnement de l'organe ou du composant fragile ou sensible disposé au voisinage de ce réservoir. Cet organe peut être comme ici la goulotte 6 de remplissage carburant, mais il peut être également, par exemple, le réservoir 5 de carburant lui-même. De même le composant susceptible d'avoir un mouvement relatif par rapport à la caisse n'est pas limité au 30 réservoir d'urée 4. Enfin, la cale 7 peut aussi être fixée non pas sur ce composant, mais sur la zone en regard du plancher, en laissant de préférence le même jeu, mais cette fois entre la cale et l'organe susceptible d'avoir un mouvement relatif. Alternativement, elle peut aussi faire partie intégrante du plancher ou de l'organe en question. 3049239 8 [0043] En conclusion, l'invention règle un risque de rupture de composant en cas de choc véhicule, de façon simple, efficace, la solution est en outre facile à adapter aux différentes configurations qu'on peut rencontrer dans des véhicules différents.