Brevet FR3070648A1 — publié le 20190308

- 1 - L'invention concerne une pièce de structure pour véhicule comme un véhicule automobile ou à propulsion humaine. On connait déjà dans l'état de la technique une première pièce de structure pour avant 5 de véhicule automobile comprenant une poutre de chocs rapportée sur des longerons du véhicule et configurée pour transmettre des efforts reçus à l'avant du véhicule vers les longerons. On connaît une deuxième pièce de structure appelée « face avant technique », ayant une fonction de support d'éléments fonctionnels avant tels qu'un radiateur, munie d'une traverse supérieure disposée au-dessus de la poutre de chocs. 10 Cette deuxième pièce de structure est généralement positionnée un peu en arrière de la poutre de chocs. Un support de capteur peut être rapporté dans cette zone avant du véhicule, sous forme d'une platine ou bretelle rapportée, fixée d'une part à la poutre de chocs et d'autre part à la traverse supérieure de face avant technique. 15 Une difficulté réside dans le fait que le ou les capteurs sont portés par une platine séparée, rapportée sur une ou même deux pièces structurelles. Ainsi après un choc, un dysfonctionnement du capteur peut être dû à plusieurs raisons, à savoir un endommagement du capteur lui-même, un défaut de positionnement du capteur par rapport à la platine ou encore un défaut de positionnement de la platine par rapport à une 20 pièce structurelle. Ces défauts de positionnement peuvent générer un déplacement, un désaxage ou une désorientation du capteur faussant son fonctionnement. Il est donc difficile de déterminer si un capteur est endommagé à l'issue d'un choc, une vérification doit préalablement être effectuée pour déterminer si le dysfonctionnement est dû à un mauvais positionnement. En effet, s'il y a endommagement du capteur, le véhicule est 25 en mesure de le détecter. Le cas le plus pénalisant est un capteur fonctionnel mais ne détectant pas la bonne situation, ce qui pourrait mener à un accident ou ne pas permettre d'en éviter un. De plus, il convient de pouvoir déterminer aisément si un capteur est réutilisable ou pas après un choc, pour éviter un remplacement inutile compte-tenu de son coût. 30 La présente invention a notamment pour but de proposer une pièce de structure permettant de faciliter le positionnement d'un capteur sur un véhicule. A cet effet, l'invention a notamment pour objet une pièce de structure pour véhicule, 35 comportant : - une armature formant support d'une peau de pare-chocs, - un support de capteur, - 2 - l'armature et le support de capteur étant venus de moulage. Ainsi, grâce au fait que l'armature et le support de capteur sont venus de moulage, non seulement le positionnement du support de capteur lors de l'assemblage du véhicule est facilité, mais cela garantit en outre que ce positionnement du support de capteur par rapport à la pièce de structure est maintenu par la suite, ou du moins qu'il est moins soumis à des défauts de positionnement, ce qui facilite les vérifications à faire sur le fonctionnement d'un capteur à l'issue d'un choc, i.e. le contrôle fonctionnel du capteur. Plus précisément, l'utilisation d'un support de capteur venu de moulage avec la pièce de structure le supportant est intéressante en ce qu'elle permet d'éviter un contrôle de déformation dit « test santé matière » au niveau d'une bretelle de support qui serait rapportée, un unique contrôle au niveau de la pièce de structure peut être suffisant là où il faut généralement en faire un en plus au niveau de la bretelle. En effet, lorsque le support de capteur est une bretelle rapportée, la bretelle peut plus facilement avoir été déformée à l'issue d'un choc, générant un déplacement et/ou un désaxage et/ou une désorientation du capteur, faussant le signal du capteur alors que le capteur reste utilisable, donc il faut faire une vérification supplémentaire pour identifier si la bretelle a été déformée par rapport à la pièce de structure, vérification également appelée « test santé matière ». On notera qu'il est particulièrement intéressant que le support de capteur soit venu de moulage avec une armature composant une pièce de structure, car une pièce de structure permet d'éviter les vibrations néfastes au fonctionnement du capteur. En effet on pourrait prévoir un support de capteur intégré dans une peau de pare-chocs, néanmoins dans ce cas la peau de pare-chocs est une pièce flexible susceptible de vibrer, et en outre le capteur est plus exposé aux chocs. En outre, la pièce de structure proposée ici permet de simplifier l'assemblage de l'avant du véhicule puisque l'on dispose d'une unique pièce dans laquelle le support de capteur est intégré, et il n'y a donc pas d'assemblage d'une bretelle à faire sur la chaîne d'assemblage du véhicule une fois la pièce de structure rapportée sur le véhicule. Par « venu de moulage », on comprend que l'armature et le support de capteur sont assemblés par moulage, notamment par surmoulage ou co-moulage. Par ailleurs, on entend de préférence par « support de capteur » une pièce dans laquelle le capteur est directement rapporté, sans pièce intermédiaire. Par exemple, le capteur est rapporté dans le support de capteur par encliquetage, vissage, voire par surmoulage du capteur. L'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. -3- - L'armature et le support de capteur sont reliés entre eux par une zone d'affaiblissement mécanique. Grâce à la zone d'affaiblissement mécanique, configurée pour se déformer lors d'un choc, voire se rompre totalement ou partiellement lors d'un choc, le support de capteur peut facilement se déplacer par rapport à l'armature, 5 notamment se mettre en retrait voire se séparer totalement ou partiellement de l'armature. Cela implique en particulier un recul du support de capteur et du capteur, évitant l'endommagement du capteur et permettant de le réutiliser. La zone d'affaiblissement mécanique peut être réalisée par une diminution locale d'épaisseur ou encore des pontets de liaison entre l'armature et le support de capteur. 10 - L'armature et le support de capteur sont reliés entre eux par des moyens fusibles. On entend généralement par "moyens fusibles" des moyens configurés de sorte que le support de capteur puisse se séparer de l'armature totalement ou partiellement lors d'un choc, impliquant en particulier un recul du support de capteur et du capteur. Cela permet donc d'éviter l'endommagement du capteur et de le réutiliser. 15 - L'armature et le support de capteur sont venus de matière. Ainsi, non seulement les pièces sont venues de moulage, mais en outre elles sont réalisées dans la même matière. La fabrication et l'assemblage de la pièce de structure s'en trouvent facilités. - La pièce de structure comporte des moyens de détection d'une déformation de la pièce de structure, par exemple un fil électriquement conducteur ou une jauge de 20 contrainte. Ainsi, ces moyens de détection peuvent indiquer une déformation de la pièce de structure, impliquant qu'un dysfonctionnement du capteur n'est pas nécessairement dû au fait qu'il est endommagé, mais être simplement dû au fait qu'il est déplacé, désaxé ou désorienté. - Le support de capteur comprend des moyens de compensation et / ou d'absorption 25 de vibrations, en particulier configurés pour être directement en contact avec un capteur et / ou avec l'armature, par exemple un élément absorbeur de choc de type Silentbloc® et / ou une mousse en matériau absorbeur. Ainsi la précision des mesures réalisées par le capteur est augmentée, et le capteur peut supporter de petits chocs sans être endommagé, déplacé, désaxé ou désorienté. 30 - L'armature est configurée pour s'étendre transversalement sur le véhicule et être rapportée, de préférence directement, sur deux longerons du véhicule, le support de capteur étant disposé dans une zone centrale ou latérale inférieure de l'armature. Ainsi, la pièce de structure remplit une fonction de poutre de chocs. Le nombre de pièces est diminué, et l'assemblage du véhicule est facilité. En particulier, le fait de pouvoir disposer - 4 - le support de capteur dans une zone centrale de l'armature augmente la précision de mesure ou la facilité de mesure, par exemple concernant la détection ultérieure d'éléments se trouvant directement devant le véhicule. De plus, une telle architecture permet d'améliorer la protection du capteur lorsque la poutre recule en cas de choc, le 5 capteur étant protégé tant que la zone d'impact n'atteint pas la zone dans laquelle le capteur est placé. - Le support de capteur est configuré pour recevoir un capteur par vissage ou encliquetage. L'assemblage ou le remplacement du capteur est ainsi facilité. - La pièce de structure comprend un capteur, éventuellement surmoulé avec le 10 support de capteur. Ainsi, le montage d'un véhicule est ultérieurement facilité par la suppression de l'étape de montage du capteur, dans la mesure où celui-ci est déjà intégré dans la pièce de structure, et est ainsi déjà correctement positionné. - Le capteur est choisi dans le groupe comprenant un capteur d'assistance à la conduite de type ADAS (pour « Advanced Driver Assistance Systems » ou systèmes 15 avancés d'assistance au conducteur), par exemple un capteur radar ou un capteur LIDAR (pour « Light Detection And Rang ing » ou télédétection par laser) ; un capteur de parking de type capteur PDC (pour « Parking Distance Control » ou détection de distance de stationnement pour l'aide au stationnement) ; une caméra. Ces capteurs permettent avantageusement de définir ou détecter des évènements ou conditions dans 20 l'environnement du véhicule. - Le support de capteur comprend un insert en métal surmoulé avec l'armature, l'insert étant de préférence une bretelle métallique. Cela permet de faciliter la fabrication de la pièce de structure et le montage du capteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée 25 uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de face d'une pièce de structure selon un mode de réalisation ; - la figure 2 est une vue en perspective de face d'une pièce de structure selon un autre mode de réalisation ; 30 - la figure 3 est une vue en perspective de derrière d'une partie de la pièce de structure illustrée sur la figure 2. Selon un premier mode de réalisation, une pièce de structure 10 pour véhicule telle qu'illustrée sur la figure 1 comprend une armature 12 et un support de capteur, plus - 5 - précisément ici trois supports de capteur, un support central 14 et deux supports latéraux 16. On comprend que la pièce de structure 10 peut comprendre un autre nombre de supports de capteur, voire ne comprendre qu'un unique support de capteur. 5 L'armature 12 forme un support d'une peau de pare-chocs. Non seulement la peau de pare-chocs est fixée sur l'armature 12, mais l'armature a également une fonction de renfort de la peau de pare-chocs, renforçant la peau en cas de charge d'indentation. Dans l'exemple décrit ici, l'armature 12 est configurée en outre pour s'étendre transversalement sur le véhicule et être rapportée, de préférence directement, sur deux 10 longerons du véhicule, de façon à transmettre les efforts reçus à l'avant vers les longerons, notamment grâce à une traverse ajourée 18 sous la forme d'un réseau de mailles encadré par deux montant transversaux. Toujours dans l'exemple illustré sur la figure 1, l'armature 12 a une fonction de support de blocs optiques et/ou d'élément de refroidissement 24. L'armature 12 comporte également, venus de matière avec 15 l'armature 12, des supports de capteur 20, pouvant loger des capteurs par exemple de type PDC. L'armature 12, notamment la traverse 18, comprend des mailles 19 en trois dimensions, de densité variable. L'armature 12 comprend d'autres éléments, de préférence venus de moulage avec elle, tels que des moyens d'actionnement 22 d'un volet d'obturation. 20 Les capteurs 28 supportés par les supports de capteur 14, 16 ou 20 sont choisis chacun dans le groupe comprenant un capteur d'assistance à la conduite de type ADAS, par exemple un capteur radar ou un capteur LIDAR ; un capteur de parking de type capteur PDC ; une caméra. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, les capteurs 28 peuvent 25 être surmoulés avec les supports de capteur 14, 16, 20, tout particulièrement dans le cas de capteurs PDC, et/ou les capteurs 28 peuvent être vissés ou encliquetés dans les supports de capteur 14, 16, 20. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, l'armature 12 et les supports de capteur 14, 16, 30 20 sont venus de moulage, et plus précisément venus de matière. Les supports de capteurs 14, 16, 20 sont entourés par l'armature 12. L'armature 12 et les supports de capteurs 14, 16 sont reliés entre eux par une zone d'affaiblissement mécanique 30, Eventuellement, la zone d'affaiblissement mécanique comprend des moyens fusibles, configurés pour se rompre partiellement ou totalement en cas de chocs, séparant alors 35 partiellement ou totalement le support de capteur 14, 16 de l'armature 12. La zone d'affaiblissement mécanique 30 peut être formée par une diminution localisée de l'épaisseur ou de la quantité de matière entre l'armature 12 et les supports de capteurs -6- 14, 16. Par exemple, la zone d'affaiblissement mécanique 30 comprend un évidement périphérique, formé par une striction d'épaisseur ; ou encore une fente périphérique interrompue par des pontets de liaison ; réalisés entre l'armature 12 et le support de capteur 14, 16. 5 La pièce de structure 10 comprend par ailleurs des moyens de détection d'une déformation de la pièce de structure, disposés sur et/ou au voisinage des supports de capteurs 14, 16, 20. Ces moyens de détection peuvent par exemple comporter un fil électriquement conducteur et/ou une jauge de contrainte. En particulier, la pièce de 10 structure peut comprendre une jauge de contrainte à proximité de la zone d'affaiblissement 30 et / ou un fil électriquement conducteur dans la zone d'affaiblissement 30. Ainsi, une déformation ou une rupture partielle ou totale de la zone d'affaiblissement 30 est détectée par la jauge de contrainte ou par la rupture du fil électriquement conducteur. Dans le cas de la rupture du fil électriquement conducteur, 15 un courant électrique ne peut ainsi plus passer dans le fil rompu. Les supports de capteur 14, 16 comprennent des moyens d'absorption de vibrations, en particulier directement en contact avec un capteur 28 et / ou avec l'armature 12, par exemple une mousse en matériau absorbeur injectée dans un espace libre, entre 20 l'armature 12 et le capteur 28. En particulier, chaque support de capteur 14, 16 est moulé dans une ouverture 26 de l'armature et comprend une mousse en matériau absorbeur disposée dans un espace libre entre le capteur 28 et l'armature 12. Les supports de capteur peuvent en outre supporter des connecteurs d'alimentation et / ou de transmission de données pour les capteurs 28. 25 Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le support de capteur 14 est disposé dans une zone centrale de l'armature, et les supports de capteurs 16 sont chacun disposés dans une zone latérale inférieure de l'armature. Alternativement, le ou chaque support de capteur pourrait être disposé dans d'autres zones de l'armature. La pièce de structure 10 de la figure 1 est réalisée de préférence par moulage ou fabrication additive de l'armature 12, incluant les supports de capteurs 14, 16, 20. Puis dans un deuxième temps, les capteurs 28 sont rapportés dans les supports de capteurs, sauf dans le cas où ils ont été surmoulés. 30 35 Selon un autre mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, une pièce de structure 50 pour véhicule comprend une armature 52 et un support de capteur 54. La pièce de - 7 - structure 50 peut toutefois comprendre plusieurs supports de capteur. Dans la suite, on décrit principalement les différences entre la pièce de structure 50 la pièce de structure 10, les éléments non décrits sont pour la plupart communs aux deux modes de réalisations. 5 L'armature 52, dans l'exemple illustré sur la figure 2, forme une face avant technique, ayant une fonction de supports d'éléments fonctionnels. Elle est assemblée avec une poutre d'absorption de chocs 59 rapportée, directement ou par l'intermédiaire de la face avant technique 52, sur deux longerons du véhicule. L'armature 52 comporte en 10 particulier une traverse supérieure 58, s'étendant au-dessus et sensiblement parallèlement à la poutre de chocs 59. L'armature 52 forme un support d'une peau de pare-chocs, ainsi que de préférence un support d'éléments optiques et un support d'élément de refroidissement de véhicule. La face avant technique 52 peut être monobloc ou être en deux parties reliées entre elles, comme par exemple une partie supérieure 15 58a et une partie inférieure 58b, reliées par une partie intermédiaire 58c sur laquelle la poutre de chocs 59 est rapportée. Le support de capteur 54 est similaire aux supports de capteurs 14, 16, il comporte deux capteurs 62, 64, similaires aux capteurs 28, et ces éléments sont assemblés entre 20 eux de façon similaire. Alternativement, le support de capteur peut ne comporter qu'un seul capteur ou plus de deux capteurs. De façon semblable à l'armature 10, l'armature 52 et le support de capteur 54 sont venus de moulage, de préférence venus de matière. Ils sont reliés entre eux par une 25 zone d'affaiblissement mécanique 66 similaire à la zone 30, pouvant comprendre des moyens fusibles. Cette zone d'affaiblissement mécanique 66 est constituée par exemple par des fentes réalisées sur la périphérie du support de capteur 54. Le support de capteur 54 illustré sur les figures 2 et 3 comprend en particulier un insert 30 sous forme d'une bretelle métallique, l'armature 52 étant alors surmoulée autour du support de capteur 54. Le support de capteur 54 peut en outre supporter des connecteurs d'alimentation et / ou de transmission de données pour les capteurs 62, 64. 35 Dans l'exemple illustré sur les figures 2 et 3, le support de capteur 54 est disposé dans une zone centrale supérieure de l'armature 52. Alternativement, le support de capteur pourrait être disposé dans d'autres zones de l'armature 52, comme une zone centrale, 8 ou une zone latérale inférieure. La pièce de structure 50 de la figure 1 est réalisée de préférence par moulage ou fabrication additive de l'armature 52, incluant le support de capteur 54. Eventuellement, 5 le moulage comprend un surmoulage d'un support de capteur sous forme d'une bretelle métallique. Ensuite, on monte la poutre de chocs 59 sur l'armature 52, cette étape pouvant être effectuée ultérieurement, lors de l'assemblage sur le véhicule. Par ailleurs, on procède à l'assemblage d'un capteur 62, 64 dans le support du capteur 54, par exemple par vissage ou encliquetage, cette étape pouvant être effectuée ultérieurement, 10 lors de l'assemblage sur le véhicule. Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures, l'armature peut être constituée d'un matériau choisi dans le groupe comprenant de la résine thermoplastique, de préférence polypropylène ou polypropylène chargé en talc, de préférence renforcée par 15 des fibres de carbone, des fibres de verre ou des fibres naturelles ; de la résine thermodurcissable, de préférence résine époxy, polyuréthane ou polyester, de préférence renforcée par des fibres de carbone, des fibres de verre ou des fibres naturelles. Le support de capteur et/ou la poutre d'absorption de chocs peut être constitué d'un matériau similaire, ou encore en métal ou alliage métallique. 20 L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment envisagé de combiner les caractéristiques du premier et du deuxième mode de réalisation. 25 9 Références : - 10 : pièce de structure - 12 : armature 5 - 14 : support de capteur - 16: support de capteur - 18 : traverse - 19 : mailles 20 : logement de capteur 10 22 : moyens d'actionnement 24 : élément de refroidissement 26 : ouverture 28 : capteur 30 : zone d'affaiblissement mécanique 15 50 : pièce de structure 52 : armature 54 : support de capteur 58 : traverse supérieure 20 58a : partie supérieure 58b : partie inférieure 58c : partie intermédiaire 59 : poutre d'absorption de chocs 62 : capteur 25 64 : capteur 66 : zone d'affaiblissement REVENDICATIONS1. Pièce de structure (10, 50) pour véhicule, caractérisée en ce qu'elle comporte : - une armature (12, 52) formant support d'une peau de pare-chocs, - un support de capteur (14, 54), l'armature (12, 52) et le support de capteur (14, 54) étant venus de moulage. 2. Pièce de structure (10, 50) selon la revendication précédente, dans laquelle l'armature et le support de capteur (14, 54) sont reliés entre eux par une zone 10 d'affaiblissement mécanique (30, 66). 3. Pièce de structure (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'armature (12, 52) et le support de capteur (14, 54) sont reliés entre eux par des moyens fusibles (30, 66). 4. Pièce de structure (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 dans laquelle l'armature (12, 52) et le support de capteur (14, 54) sont venus de matière. 5. Pièce de structure (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens de détection d'une déformation de la pièce de structure, par exemple un fil électriquement conducteur ou une jauge de contrainte. 6. Pièce de structure (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 dans laquelle le support de capteur (14, 54) comprend des moyens de compensation et / ou d'absorption de vibrations, en particulier configurés pour être directement en contact avec un capteur (28, 62, 64) et / ou avec l'armature (12, 52), par exemple un élément absorbeur de choc de type Silentbloc® et / ou une mousse en matériau absorbeur. 7. Pièce de structure (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 dans laquelle l'armature (12, 52) est configurée pour s'étendre transversalement sur le véhicule et être rapportée, de préférence directement, sur deux longerons du véhicule, le support de capteur (14, 54) étant disposé dans une zone centrale, une zone centrale supérieure ou une zone latérale inférieure de l'armature (12, 52). 8. Pièce de structure (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 dans laquelle le support de capteur (14, 54) est configuré pour recevoir un capteur (28, 62, 64) par vissage ou encliquetage. 9. Pièce de structure (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un capteur (28, 62, 64), éventuellement surmoulé avec le support de capteur (14, 54). 10. Pièce de structure (10, 50) selon la revendication précédente, dans laquelle le capteur (28, 62, 64) est choisi dans le groupe comprenant un capteur d'assistance à la conduite de type ADAS, par exemple un capteur radar ou un capteur LIDAR ; un capteur 5 de parking de type capteur PDC ; une caméra. 11. Pièce de structure (10, 50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le support de capteur (14, 54) est un insert en métal surmoulé avec l'armature (12, 52), l'insert étant de préférence une bretelle métallique (54).