Brevet FR3056950A1 — publié le 20180406

PROCEDE DE SECURITE PASSIVE EN CAS DE COLLISION ARRIERE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE ET SILENCIEUX D'ECHAPPEMENT ARRIERE METTANT EN OEUVRE LEDIT PROCEDE [1] L'invention concerne de manière générale le domaine automobile. Plus 5 particulièrement, l'invention concerne un procédé de sécurité passive en cas de collision arrière d'un véhicule automobile. L'invention concerne aussi un silencieux d'échappement arrière pour la mise en mise en oeuvre du procédé de l'invention. [2] L'amélioration de la sécurité des véhicules automobiles en cas de collision est une préoccupation constante des constructeurs automobiles. Les moyens de sécurité 10 dans un véhicule automobile moderne intègrent des moyens actifs de sécurité qui interviennent avant l'accident pour, autant que possible, éviter celui-ci et des moyens passifs de sécurité qui interviennent pendant l'accident et qui visent en priorité à protéger les occupants du véhicule. [3] La sécurité passive, également désignée sécurité palliative ou sécurité 15 secondaire, est l'ensemble des éléments qui par leur présence ou leur fonctionnement peuvent minimiser la gravité d'un accident. Dans un véhicule automobile, la sécurité passive doit être prise en compte à chaque étape de la conception du véhicule et dans sa structure ou architecture de base. L'objectif est d'améliorer la réponse de la structure du véhicule lorsqu'un choc intervient, quel que soit le type de collision, et de permettre aux 20 occupants de bénéficier de toute la protection possible. Pour protéger les occupants, la structure du véhicule doit absorber et dissiper au maximum l'énergie du choc au niveau de zones structurelles prévues à cet effet. Ainsi, les zones avant et arrière du véhicule sont conçus pour être déformables (déformation des pièces, rupture des points de soudure dans des assemblages, etc.) et jouer le rôle d'amortisseurs et absorbeurs lors d'une 25 collision en dissipant en partie l'énergie du choc. A l'opposé, l'habitacle du véhicule est rigidifié pour constituer un espace voulu indéformable et constituer une cellule de survie pour les occupants du véhicule. [4] La présente demande s'intéresse plus particulièrement au cas du choc arrière à grande vitesse. Idéalement, en cas de collision, la zone arrière du véhicule doit se 30 déformer par pliage et empilement des différents composants et absorber ainsi la plus grande partie possible de l'énergie du choc, pour un impact minimum du choc au niveau 3056950 2 de la deuxième rangée d'assise du soubassement du véhicule qui fait déjà partie de l'habitacle du véhicule. [5] La zone arrière du véhicule comporte le parechoc arrière dont les déformations élastiques ou plastiques selon la force du choc sont de nos jours bien maitrisées dans les 5 véhicules modernes. De même, des solutions sont connues pour les éléments de carrosserie arrières, porte de coffre et autres, souvent par l'introduction de zones de faiblesse dans les pièces. Ces zones de faiblesse localisent les zones de pliage ou de flambage voulues pour l'obtention d'un empilement, de type « en accordéon », de pièces dont les déformations absorbent en partie l'énergie du choc et amortissent son impact sur 10 l'habitacle et ses occupants. [6] Les essais réalisés par l'entité inventive ont montrés que le silencieux arrière de la ligne d'échappement pose une difficulté particulière de par sa rigidité mécanique. En effet, un tel silencieux comporte habituellement un espace intérieur compartimenté, par exemple, avec des parois latérales et des éléments tubulaires longitudinaux percés qui 15 forment un trajet en chicane des gaz d'échappement émis par le moteur thermique. Les composants formant le silencieux arrière doivent résister à une corrosion agressive des gaz d'échappement à température élevée et sont habituellement des pièces relativement épaisses, en acier ou en tôle spéciale traitée. Il en résulte que le silencieux arrière est habituellement une pièce rigide qui résiste au pliage/écrasement lors d'un choc arrière à 20 grande vitesse et qui est susceptible de s'encastrer sur le train arrière du véhicule et pousser plus loin vers l'habitacle l'empilement des pièces écrasées par le choc. [7] Le silencieux arrière pourrait être rendu moins raide pour améliorer sa compressibilité, mais cela aurait pour conséquence une augmentation importante de son volume, avec les fortes contraintes d'implantation que cela implique et une augmentation 25 corrélative des coûts. [8] Par le brevet FR2870567B1, il est connu un silencieux d'échappement formé d'un boîtier de silencieux et d'une conduite tuyau d'entrée de gaz. La conduite d'entrée de gaz entre à l'intérieur du boîtier de silencieux et se prolonge à l'opposé jusqu'au moteur thermique du véhicule. Une pièce d'orientation est prévue sur le silencieux pour orienter, 30 en cas de choc, son déplacement ou celui de la conduite dans la direction d'une butée d'arrêt. Cette butée d'arrêt a pour fonction d'interrompre le déplacement de la ligne d'échappement dans la direction du moteur. L'objectif est ici d'éviter des dégradations des éléments du véhicule reliés à la ligne d'échappement ou à proximité de celle-ci. Le 3056950 3 dispositif divulgué dans ce brevet FR2870567B1 n'est pas concerné par la sécurité passive en cas de choc arrière à grande vitesse et n'est pas une solution adaptée à la problématique exposée plus haut. [009] La présente invention vise à apporter une amélioration à la situation actuelle en apportant une solution nouvelle permettant d'éviter tout risque d'encastrement du silencieux arrière d'échappement sur le train arrière du véhicule en cas de collision arrière, et notamment en cas de collision à grande vitesse. [0010] Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de sécurité passive en cas de choc arrière d'un véhicule automobile, le procédé provoquant lors d'un choc arrière un déplacement d'un silencieux arrière d'échappement du véhicule à une position prédéterminée dans laquelle le silencieux ne participe plus à une cinématique de choc qui peut ensuite se dérouler selon un scénario voulu, le procédé comprenant les phases de : - venue en contact, par l'effet du choc, d'une pièce de guidage du silencieux avec une barre anti-dévers du véhicule ; - amorce d'un mouvement de rotation et de glissement dudit silencieux, par l'effet du choc et par l'action de la pièce de guidage, par rapport à la barre anti-dévers ; et - passage du silencieux, par l'effet du choc, sous la barre anti-dévers, le silencieux étant alors dans la position prédéterminée dans laquelle il ne participe plus à la cinématique de choc. [0011] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un silencieux d'échappement arrière de véhicule automobile, autorisant une mise en oeuvre du procédé décrit brièvement ci-dessus, et comprenant un boîtier de silencieux muni d'un tube de sortie de gaz d'échappement et raccordée à une conduite de gaz d'échappement assemblée à un moteur thermique du véhicule. Conformément à l'invention, le silencieux comporte une pièce de guidage apte à venir en contact avec une barre anti-dévers du véhicule lors d'un choc arrière subi par le véhicule. [0012] Selon une forme de réalisation particulière, la pièce de guidage est d'un seul tenant, est fixée mécaniquement à une paroi extérieure du silencieux et a une inclinaison prédéterminée par rapport à la paroi extérieure du silencieux. 3056950 4 [0013] Selon une caractéristique particulière, la pièce de guidage comporte une encoche au niveau d'un passage de la conduite de gaz d'échappement. [0014] Selon une autre forme de réalisation particulière, la pièce de guidage est formée au moins en deux parties qui sont fixées mécaniquement à une paroi extérieure du 5 silencieux et ayant une inclinaison prédéterminée par rapport à la paroi extérieure du silencieux. [0015] Selon une caractéristique particulière, la pièce de guidage est formée en deux parties qui sont situées de part et d'autre de la conduite de gaz d'échappement. [0016] Selon encore une caractéristique particulière, la pièce de guidage est fixée 10 mécaniquement par soudage à la paroi extérieure du silencieux. [0017] Selon encore un autre aspect, l'invention concerne un véhicule automobile équipé du silencieux d'échappement arrière de l'invention, tel que décrit brièvement ci-dessus. [0018] D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous de plusieurs modes de réalisation 15 particuliers du procédé selon l'invention et du silencieux d'échappement arrière pour sa mise en oeuvre, dans laquelle : la Fig.1 est une vue plane représentant de manière partielle la zone arrière d'un véhicule automobile équipé d'un silencieux arrière de gaz d'échappement selon l'invention ; 20 - la Fig.2 est une vue partielle en perspective montrant une forme de réalisation particulière du silencieux selon l'invention ; - la Fig.3 est une vue partielle en perspective montrant une autre forme de réalisation particulière du silencieux selon l'invention ; et les Figs.4a à 4d sont des vues planes montrant une succession de positions 25 prises par le silencieux selon l'invention lorsqu'intervient un choc arrière à grande vitesse. [0019] Dans la Fig.1, montrant de manière partielle la zone arrière du véhicule, il est représenté un silencieux arrière d'échappement 1, une barre anti-dévers 2, un groupe essieu-moyeu 3 et une traverse de train 4. 3056950 5 [0020] Une autre forme de réalisation 1' du silencieux arrière est montrée à la Fig.3. [0021] Dans ses formes de réalisation 1 et 1' décrites ici, le silencieux arrière est formé en un boitier fabriqué en deux parties, deux demi-coques, qui sont assemblées hermétiquement pour éviter toute fuite des gaz d'échappement. Selon une autre forme de 5 réalisation, le silencieux peut par exemple être fabriqué par roulage ou par toute autre méthode de fabrication connue des silencieux d'échappement. Le boitier de silencieux comporte un tube de sortie de gaz d'échappement 12 (Fig.1) et est raccordé à une conduite d'échappement de gaz 11 assemblée en une extrémité distante au moteur thermique (non représenté) du véhicule. 10 [0022] Conformément à l'invention, le silencieux arrière 1, 1', est équipé d'une pièce de guidage 10, 10a et 10b, montrée notamment au Figs.2 et 3, respectivement. [0023] Le silencieux arrière 1 de la Fig.2 comporte la pièce de guidage 10 qui est ici formée en un seul tenant. [0024] Le silencieux arrière 1' de la Fig.3 comporte la pièce de guidage qui est ici formée 15 en deux parties séparées et distantes 10a et 10b. [0025] La pièce de guidage 10, 10a et 10b sera également appelée « déflecteur » dans la suite de la description. [0026] On notera ici que la pièce de guidage devra posséder une rigidité mécanique suffisante (de par son matériau de réalisation ou par une configuration particulière, avec 20 des nervures par exemple) de manière à remplir sa fonction, décrite en détail ci-dessous, sans subir elle-même une déformation qui la rendrait inopérante lors d'un choc arrière. [0027] Le déflecteur 10, 10a, 10b est fixé au silencieux 1, 1', par exemple par fixation mécanique ou par soudure. On notera que les deux formes de réalisation montrées aux Figs.2 et 3 du déflecteur de l'invention ne sont que des exemples de réalisation. Bien 25 entendu, ce déflecteur pourra être formé en un nombre de parties supérieur à deux, ou d'un seul tenant se prolongeant sur toute une longueur L (Fig.2) du silencieux arrière 1, selon les contraintes de conception s'appliquant à l'application concernée de l'invention. [0028] Dans la forme de réalisation de la Fig.2, le déflecteur 10, réalisé en un seul tenant, comporte une encoche 100 située à mi-longueur et qui dégage un passage pour la 30 conduite d'échappement de gaz 11. On notera que cette encoche 100 autorise également 3056950 6 un ajustement correct de l'inclinaison du déflecteur 10 vis-à-vis de l'obstacle à l'inclinaison recherchée qu'aurait constitué sinon cette conduite 11. [0029] Dans la forme de réalisation de la Fig.3, les deux parties 10a et 10b du déflecteur sont disposées de part et d'autre de la conduite 11. 5 [0030] En référence maintenant également aux Figs.4a à 4d, il est décrit le fonctionnement de l'invention dans une situation d'un essai de collision, dit « crash test », où une barrière de choc (non représentée) vient percuter à grande vitesse l'arrière du véhicule. Le déplacement de la barrière de choc est montré par la flèche B aux Figs.4a à 4d. 10 [0031] Lorsque la barrière de choc percute l'arrière du véhicule, il s'ensuit un écrasement de la partie arrière de celui-ci. Le silencieux arrière 1 étant une des pièces située juste derrière le parechoc du véhicule, sans les moyens mis en place dans la présente invention, à savoir le déflecteur 10, le silencieux 1 s'opposerait à une bonne compressibilité de la zone arrière du véhicule, du fait de sa rigidité mécanique importante. 15 [0032] Le concept de l'invention repose sur un évitement du silencieux arrière 1 lors du choc en provoquant une descente du silencieux 1 sous la garde au sol et donc une descente par rapport au train arrière du véhicule. La descente du silencieux 1 sous le train arrière du véhicule est obtenue grâce au déflecteur 10 qui a pour rôle de conduire le silencieux 1 dans un mouvement vers le bas. Avec le déplacement du silencieux 1 20 provoqué par la barrière de choc, le déflecteur 10 vient s'appuyer sur la barre anti-dévers 2. La barrière en poursuivant sa course fait passer le silencieux 1 sous le train arrière du véhicule. [0033] Le déflecteur 10 selon l'invention évite ainsi un empilement du silencieux 1 sur la barre anti-dévers 2 et ensuite sur le groupe essieu-moyeu 3 qui agirait à son tour en 25 poussant sur la traverse de train 4. [0034] A la Fig.4a, il est montré la position du silencieux 1 avant le choc. [0035] A la Fig.4b, il est montré une phase P1 où la barrière de choc pousse sur l'arrière du véhicule et donc sur le silencieux 1. Le déflecteur 10 vient donc en contact avec la barre anti-dévers 2. 3056950 7 [0036] A la Fig.4c, il est montré une phase P2 où la barrière de choc continue à avancer, le silencieux 1 amorce un mouvement de rotation et commence à glisser grâce au déflecteur 10 par rapport à la barre anti-dévers 2. [0037] A la Fig.4d, il est montré une phase P3 où la barrière de choc poursuit sa course. 5 Le silencieux 1 passe sous la barre anti-dévers 2. La conduite d'échappement 11 s'est pliée vers la bas pendant le choc au fur et mesure de l'avancée de la barrière de choc. A la Fig.4d, le silencieux 1 est dans une position qualifiée ici de « position escamotée », car il ne participe plus alors à la cinématique du choc qui se déroule selon un scénario de choc conforme au scénario voulu. 10 [0038] Bien entendu, l'invention ne se limite au mode de réalisation particulier du procédé et aux formes de réalisation particulières du silencieux arrière d'échappement pour la mise en oeuvre du procédé qui ont été décrites ici à titre d'exemple. L'homme du métier, selon les applications de l'invention, pourra y apporter différentes modifications et variantes qui entrent dans la portée des revendications ci-annexées. REVENDICATIONS1. Procédé de sécurité passive en cas de choc arrière d'un véhicule automobile, ledit procédé provoquant lors d'un choc arrière un déplacement d'un silencieux arrière d'échappement (1, 1') dudit véhicule à une position prédéterminée dans laquelle ledit silencieux (1, 1') ne participe plus à une cinématique de choc qui peut ensuite se dérouler selon un scénario voulu, ledit procédé comprenant les phases de : (P1) venue en contact, par l'effet dudit choc, d'une pièce de guidage (10 ; 10a, 10b) dudit silencieux (1, 1') avec une barre anti-dévers (2) dudit véhicule ; (P2) amorce d'un mouvement de rotation et de glissement dudit silencieux (1, 1'), par l'effet dudit choc et par l'action de ladite pièce de guidage (10 ; 10a, 10b), par rapport à ladite barre anti-dévers (2) ; et (P3) passage dudit silencieux (1, 1'), par l'effet dudit choc, sous ladite barre anti-dévers (2), ledit silencieux (1, 1') étant alors dans ladite position prédéterminée dans laquelle il ne participe plus à ladite cinématique de choc. 2. Silencieux d'échappement arrière de véhicule automobile, comprenant un boîtier de silencieux (1, 1') muni d'un tube de sortie de gaz d'échappement (12) et raccordée à une conduite de gaz d'échappement (11) assemblée à un moteur thermique dudit véhicule, caractérisé en ce que ledit silencieux (1, 1') comporte une pièce de guidage (10 ; 10a, 10b) apte à venir en contact avec une barre anti- dévers (2) dudit véhicule lors d'un choc arrière subi par ledit véhicule. 3. Silencieux selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce de guidage est d'un seul tenant (10), est fixée mécaniquement à une paroi extérieure dudit silencieux (1) et a une inclinaison prédéterminée par rapport à ladite paroi extérieure dudit silencieux (1). 4. Silencieux selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pièce de guidage (10) comporte une encoche (100) au niveau d'un passage de ladite conduite de gaz d'échappement (11). 3056950 9 5. Silencieux selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce de guidage est formée au moins en deux parties (10a, 10b) qui sont fixées mécaniquement à une paroi extérieure dudit silencieux (1') et ayant une inclinaison prédéterminée par rapport à ladite paroi extérieure dudit silencieux (1). 5 6. Silencieux selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite pièce de guidage est formée en deux parties (10a, 10b) qui sont situées de part et d'autre de ladite conduite de gaz d'échappement (11). 7. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite pièce de guidage est fixée mécaniquement par soudage à ladite paroi 10 extérieure dudit silencieux (1). 8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un silencieux d'échappement arrière (1, 1') selon l'une quelconque des revendications 2 à 3.