Brevet FR3075115A1 — publié le 20190621

La presente invention concerne le domaine des vehicules automobiles, et notamment les systennes aerodynanniques actifs des vehicules automobiles. L'invention traite plus precisement de la robustesse de tels systemes aerodynamiques actifs. Avec l'avenement de l'informatique et des systemes automatises, les systemes 5 actifs de vehicules, et plus specifiquement les systemes aerodynamiques actifs, sont aujourd'hui tres repandus et utilises dans l'industrie automobile. On peut par exemple citer les volets situes au niveau de la grille d'entree d'air l'avant du vehicule et permettant le passage d'air jusqu'a un echangeur thermique situe derriere la grille d'entree d'air. 10 II est connu des systemes aerodynamiques actifs dans lesquels un actionneur commande la mise en mouvement d'elements mobiles, par exemple les volets. Les elements mobiles sont fixes une structure de support, par exemple un cadre dans le cas des volets d'entree d'air. L'actionneur de ces systemes est relie une meme unite de commande electronique, elle-meme presente dans le vehicule, qui centralise les 15 donnees et gere les mises an mouvements des elements mobiles des systemes mentionnes. Pour des raisons liees aux performances aerodynamiques du vehicule, il est preferable qu'une grille a volets actifs (active grille shutter en anglais) soit placee le plus pres possible de l'extremite avant du vehicule, par exennple au niveau du pare-chocs 20 avant du vehicule automobile, plutot que de placer les volets sur le module de la partie avant du vehicule (comme c'est par exemple le cas dans la demande US 2017/0248066). Cependant, ce positionnement expose la grille a volets actifs aux chocs que subirait le vehicule. S'agissant d'un systeme comprenant des parties mobiles, des chocs 25 peuvent avoir pour consequence un mauvais fonctionnement des volets, voire une absence de fonctionnement. Dans le cas dune grille a volets actifs, les volets s'ouvrent afin de permettre le passage d'un flux d'air jusqu'a un echangeur thermique situe derriere la grille. Le mauvais fonctionnement ou le non fonctionnement des volets peut des lors avoir de graves consequences (mauvais fonctionnement du systerne de 30 refroidissement moteur du vehicule entre autres). Certaines normes en matiere de tests de collision a faible vitesse, comme par exemple aux Etats-Unis (US part 581) ou en Europe (ECE 42), imposent en general que les systemes lies au pare-chocs, comme par exemple les systernes lies au refroidissement moteur, soient an etat de fonctionnement apres impact. 35 L'invention a pour but de remedier l'inconvenient precite en fournissant un systeme aerodynamique actif capable d'encaisser des chocs sans que cela n'altere son fonctionnement. 2 I.:invention a pour objet un systeme aerodynamique actif de vehicule automobile caracterise en ce qu'il comprend : - des elements mobiles, et - une structure de support apte a recevoir les elements mobiles, la structure de support comprenant plusieurs parties reliees entre elles et aptes recevoir chacune une serie d'elements mobiles, les parties etant aptes pivoter les unes par rapport aux autres. Ainsi, le systeme aerodynamique actif connprend plusieurs parties, comprenant chacune leurs propres elements mobiles, qui peuvent bouger les unes par rapport aux autres sans pour autant alterer le fonctionnennent du systeme. Cele permet donc au systeme de subir un choc, notamment faible vitesse, sans pour autant que cela est une consequence our son fonctionnement car la possibilite de deformation de la structure de support pernnet une reorientation des parties la composant les unes par rapport aux autres sans effecter les elements mobiles portes par ces differentes parties etant donne que ces dernieres ne sant pas deformees. En cas de necessite de remplacement du pare-chocs suite a un choc, il est possible de recuperer le systeme aerodynamique actif si ce dernier est en etat de marche, ce qui limite le nombre de pieces a changer. II sera le cas echeant seulement necessaire de replacer les differentes parties du systeme dans la bonne orientation les unes par rapport aux autres (aucune casse des differentes liaisons, etc.). En can d'endommagement d'un des elements du systeme (fissure au niveau d'une partie composant la structure de support, etc.), il est possible de proceder seulement au remplacement de cette partie et non au remplacement de l'ensemble du systenne aerodynamique actif. Enfin, la realisation du systeme aerodynamique mobile en plusieurs parties linnite la taille des outils d'injection et les couts de fabrication. Le systeme aerodynamique actif selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caracteristiques suivantes : - les parties composant la structure de support sont aptes d pivoter autour d'un axe vertical lorsque le systeme aerodynamique actif est monte sur un vehicule automobile ; - le nombre de parties est egal a deux parties ; - le systeme aerodynamique actif comprend au moms un actionneur apte mettre en mouvement les elements mobiles relie a au moms un element mobile ; - l'element mobile relie l'actionneur est relie l'actionneur par l'intermediaire d'une liaison apte lui conferer au mains un degre de liberte per rapport a l'actionneur; 3 - l'element mobile relie a l'actionneur a plusieurs degres de liberte par rapport a l'actionneur, degres de liberte comprenant une rotation autour d'un axe parallele un axe de rotation des parties les unes par rapport aux autres et une rotation autour d'un axe perpendiculaire l'axe de rotation des parties les unes par 5 rapport aux autres ; - la liaison entre l'element mobile relie l'actionneur et l'actionneur est une liaison de type rotule doigt ; - l'actionneur est situe au centre du systeme aerodynamique actif ; - l'actionneur est decentre par rapport a la structure de support ; 10 - le systeme aerodynamique actif connprend des nnoyens de fixation a une piece de vehicule automobile ; - la structure de support est realisee partir d'un materiau choisi parmi le polypropylene comprenant entre 30 et 40 °A) en masse de fibres de verre par rapport a la masse totale de la structure de support ou les polyamides 15 comprenant 20 % de fibres en masse de verre par rapport a la masse totale de la structure de support ; et - le systeme aerodynamique actif etant une grille a volets actifs. L'invention concerne egalement une piece de vehicule automobile comprenant un systeme aerodynannique actif selon l'invention. 20 On peut prevoir que la piece de vehicule automobile est un pare-chocs de vehicule automobile. Nous allons maintenant presenter un mode de realisation de l'invention donne a titre d'exemple non limitatif et a l'appui des figures annexees sur lesquelles - la figure 1 est une representation schematique d'un systerne aerodynamique actif 25 de vehicule automobile selon l'invention, et - la figure 2 est un schema representant les liaisons et le fonctionnement du systeme de la figure 1. Par la suite, les termes d'orientation tels que « axe longitudinal X », « axe transversal Y », « axe vertical Z », « avant », « arriere », « au-dessus », « superieur », 30 « en-dessous », « inferieur », etc. s'entendent par reference a l'orientation usuelle des vehicules automobiles. La figure 1 represente un systenne aerodynamique actif 2 de vehicule automobile, une grille a volets actifs dans l'exemple Must* c'est-a-dire une grille comprenant des volets mobiles afin de permettre ou d'interdire le passage de flux d'air au niveau de la 35 zone avant du vehicule, plus particulierement au niveau de l'echangeur thermique du vehicule. Ce systenne comprend une structure de support 4 agencee de maniere a accueillir une pluralite d'elennents mobiles 6 (quatre our les figures, ce nombre pouvant 4 bien evidemment varier). Ces derniers sont mobiles en rotation autour de leurs axes longitudinaux respectifs A et B. On entend par axe longitudinal une ligne fictive prise dans le sens de la longueur d'un element mobile 6, passant par le centre de ce dernier et autour de laquelle un nnouvement de rotation de l'element mobile peut s'effectuer. 5 Ces axes peuvent etre paralleles un axe transversal Y d'un vehicule automobile lorsque le systeme aerodynamique actif 2 est monte our un vehicule automobile. On note ici que les deux elements mobiles 6 superieurs d'une part et les deux elements mobiles 6 inferieurs d'autre part ont des axes longitudinaux confondus. Cela n'est pas toujours le cas. Les elements mobiles 6 peuvent occuper une position de fermeture 10 dans laquelle le systenne aerodynamique actif ennpeche le passage d'un flux d'air travers lui et au moins une position d'ouverture dans laquelle le systerne aerodynamique actif pernnet le passage d'un flux d'air travers lui. On peut envisager plusieurs positions d'ouverture permettant le passage d'un flux d'air plus ou moms important. 15 La structure de support 4 peut etre realisee partir d'un materiau choisi parmi le polypropylene comprenant entre 30 et 40 % en masse de fibres de verre par rapport a la masse totale de la structure de support 4 ou les polyannides comprenant 20 % de fibres en masse de verre par rapport a la masse totale de la structure de support 4 et est composee de deux parties 8 et 10. II est neanmoins possible que le nombre de 20 parties soit superieur a deux. Les deux parties 8 et 10 portent chacune la moitie les elements mobiles 6. Au moms une extremite de chaque element mobile est fixe une des parties 8 et 10 par l'intermediaire de liaisons 11 permettant la rotation des elements mobiles 6 autour de leurs axes longitudinaux respectifs. Les parties 8 et 10 sont symetriques par rapport a un axe C. cet axe pouvant etre parallele un axe vertical Z 25 du vehicule lorsque le systerne aerodynamique actif 2 est monte sur un vehicule. On peut dans ce cas definir la partie 8 comme etant la partie « gauche » et la partie 10 comme etant la partie « droite ». II est neanmoins possible d'envisager que les deux parties soient symetriques par rapport a un axe parallele aux axes A et B et passant par le centre du systerne aerodynamique actif 2. II peut s'agir d'un axe parallele un axe 30 transversal Y du lorsque le systerne aerodynamique actif 2 est monte sur un vehicule. On peut dans ce cas definir la premiere partie comme etant la partie « superieure » et la seconde partie comnne etant la partie « inferieure ». II est possible de combiner la notion de symetrie avec le nombre de parties, par exemple avoir quatre parties dites « inferieure gauche », « inferieure droite », 35 « superieure gauche » et « superieure droite », les differentes parties etant symetriques les unes par rapport aux autres par rapport a differents axes de symetrie (les deux axes cites auparavant et un troisierne perpendiculaire aux deux premiers). 5 II est egalement possible qu'au moins une des parties 8 et 10 illustrees sur la figure 1 soit divisee en plusieurs parties. Les differentes parties, ici les parties 8 et 10, sont fixees les unes par rapport aux autres par l'intermediaire de liaisons 12 leur conferant la capacite de pivoter les unes 5 par rapport aux autres tout en etant fixe par rapport a une piece de vehicule automobile les portant. II peut par exemple s'agir d'une liaison de type pivot ou de toute autre liaison permettant cette rotation. Dans l'exemple illustre, les parties 8 et 10 sont aptes pivoter autour de l'axe C. c'est-à-dire autour d'un axe vertical Z lorsque le systeme aerodynamique actif 2 est monte sur un vehicule. Le ou les axes de rotation peuvent 10 varier en fonction du nombre et de la disposition des differentes parties les unes par rapport aux autres comme decrit plus haut. II peut s'agir par exemple d'un axe de rotation parallele d un axe transversal Y lorsque le systeme aerodynamique actif 2 est monte sur un vehicule quand la structure de support est composee d'une partie superieure et d'une partie inferieure. II est egalement possible d'avoir quatre parties, 15 comme decrit plus haut, avec les deux axes de rotation precites. Les elements mobiles 6 sont mis en mouvement par l'intermediaire d'un actionneur 14 lui-merne relie une unite de controle electronique. II peut par exemple s'agir d'un moteur a sortie directe en couple et angle relie a au moins un element mobile 6 d'une eerie d'elements mobiles 6 ou de tout autre actionneur permettant la mise en 20 mouvement de ces derniers comme decrit plus haut. Dans l'exemple represente sur la figure 2, l'actionneur 14 est positionne au centre du systeme aerodynamique actif 2, par exemple dans un logement obtenu par la reunion des parties 8 et 10, et est relie l'ensemble des elements mobiles 6. Les liaisons 16 de l'actionneur 14 aux elements mobiles 6 sont de nature a 25 permettre une rotation des elements mobiles 6 autour de leurs axes longitudinaux respectifs mais egalement une rotation autour d'axes de rotation D parallele l'axe de rotation C et ce afin de pernnettre aux elements mobiles de pivoter en merne temps que les parties 8 et 10 les accueillant. II peut par exemple s'agir d'une liaison de type rotule, plus particulierennent d'une liaison de type rotule a doigt, ou de tout autre type de 30 liaison autorisant les mouvements decrits ci-dessus. On peut par exemple citer la liaison des elements mobiles 6 a l'actionneur 14 par une piece intermediaire comprenant deux portions rigides reliees l'une l'autre par un element spherique, plus precisement une liaison de type genouillere. En etant place dans une position optimale, la genouillere permet le nnouvement des elements mobiles 35 6 par rapport a l'axe D tout en garantissant une rotation des elements mobiles autour de leurs axes longitudinaux respectifs. Une liaison de ce type est egalement apte a assurer une rotation des elements mobiles 6 autour d'un axe parallele un axe 6 longitudinal X du vehicule lorsque le systeme aerodynamique actif est monte sur un vehicule, par exemple en can de soulevement d'une des parties 8 et 10. Dans une variante de la solution non illustree our les figures, il est possible de decentrer l'actionneur 14 pour le placer a une extremite du systeme aerodynamique 5 actif 2 afin de relier, directement ou indirectement, l'actionneur 14 a un ou plusieurs elements mobiles 6 d'une seule serie d'elennents mobiles 6. On peut alors prevoir une liaison entre les elements mobiles 6 des differentes series d'elements mobiles 6, liaison pouvant avoir lieu au centre du systeme aerodynamique actif 2, permettant les differents mouvennents decrits ci-dessus (rotations autour des axes longitudinaux A et B 10 et autour d'un axe parallele l'axe de rotation C des parties 8 et 10 entre elles). II peut par exemple s'agir des liaisons decrites ci-dessus (rotule doigt, genouillere, etc.). Cette liaison a pour but de transmettre les efforts de la aerie d'elements mobiles 6 reliee l'actionneur 14 aux autres series d'elements mobiles 6 afin de pouvoir les mettre en rotation autour de leurs axes longitudinaux respectifs. Si l'actionneur 14 est 15 relie a un seul element mobile 6, on prevoit egalement une liaison entre les differents elements mobiles 6 de la serie a laquelle ce dernier appartient. Dans une autre variante, il est possible de ne pas relier, directement ou indirectement, les differentes series d'elements mobiles 6 entre eux. II est possible dans ce cas de relier les extremites des elements mobiles 6 initialement reliees 20 l'actionneur 14 ou entre elles aux parois 18, qui dans ce cas sont pleines, par l'intermediaire de liaisons permettant une rotation des elements mobiles 6 autour de leurs axes longitudinaux respectifs. Dans ce cas, un actionneur 14 different est affecte chaque serie d'elements mobiles 6. Dans ce cas de figure, les elements mobiles 6 ne sont pas concernes par une rotation des parties 8 et 10 autour de l'axe de rotation C. 25 Le systeme aerodynamique actif 2 comprend des moyens 20, 22, 24 et 26 permettant la liaison du systerne aerodynamique actif 2 a une piece de vehicule automobile 28, par exemple une grille de calandre. On prevoit de preference des moyens de liaison reversibles afin de pouvoir detacher le systeme aerodynamique actif 2 si besoin. La fixation peut des lors etre un clipsage, un vissage, etc. 30 La piece de vehicule sur laquelle est monte le systeme aerodynamique actif 2 peut etre un pare-chocs avant de vehicule automobile. En cas de choc et deformation de la peau de pare-chocs (compose de polypropylene relativement elastique), les differents degres de liberte des parties 8 et 10 et des elements mobiles 6 permettent un mouvement des parties 8 et 10 suivant les deformations du pare-chocs. En effet, il est 35 possible que la partie 8 soit amenee pivoter autour de l'axe de rotation C apres un choc. Les liaisons, par exemple de type pivot, reliant les parties 8 et 10 et les liaisons, par exemple de type rotule doigt, entre l'actionneur 14 et les elements mobiles 6, 7 permettent cette rotation tout en assurant une continuite du fonctionnement du systeme aerodynamique actif 2. On notera qu'aucun element mobile 6 n'a un axe longitudinal confondu avec un autre element mobile 6 apres rotation de la partie 8, les deux parties 8 et 10 s'etendant dans des plans differents. De plus, en cas de chocs ayant 5 endommage le systeme aerodynamique actif 2, l'avantage d'un systerne an plusieurs portions est de pouvoir ne remplacer que les portions atteintes tout en conservant le reste du systerne. L'invention nest pas limitee aux modes de realisation presentes et d'autres modes de realisation apparaitront clairement l'homme du métier. 10 II est notamment possible de faire varier le nombre de parties constituant la structure de support, leur disposition les unes par rapport aux autres et les rotations possibles des differentes parties entre elles. 8 Liste des references numeriques 2: systeme aerodynamique actif 5 4 : structure de support 0: elements mobiles 8, 10 : parties de la structure de support 11 : liaisons entre les elements mobiles et les parties 12 : liaisons entre les parties 10 14 : actionneur 16 : liaisons entre l'actionneur et les elements mobiles 18: parois des parties 20, 22, 24, 20: liaisons entre le systeme aerodynamique actif et une piece de vehicule automobile 15 28 : piece de vehicule automobile A. B : axe longitudinaux des elements mobiles C : axe de rotation des parties D : axe de rotation des elements mobiles par rapport a l'actionneur REVENDICATIONS1 Systeme aerodynamique actif (2) de vehicule automobile caracterise en ce qu'il comprend : - des elements mobiles (6), et - une structure de support (4) apte recevoir les elements mobiles (6), la structure de support (4) comprenant plusieurs parties (8, 10) reliees entre elles et aptes d recevoir chacune une aerie d'elements mobiles (6), les parties (8, 10) etant aptes pivoter les unes par rapport aux autres. 2. Systeme aerodynannique actif (2) selon la revendication 1, dans lequel les parties (8, 10) composant la structure de support (4) sont aptes pivoter autour d'un axe (C) vertical lorsque le systeme aerodynamique actif (2) est nnonte sur un vehicule automobile. 3. Systeme aerodynamique actif (2) selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel le nombre de parties (8, 10) est egal a deux parties. 4. Systeme aerodynamique actif (2) selon l'une quelconque des revendications precedentes comprenant au moms un actionneur (14) apte mettre en mouvement les elements mobiles (6) relie a au moms un element mobile (6). 5. Systeme aerodynamique actif (2) selon la revendication 4, dans l'element mobile (6) relie l'actionneur (14) est relie l'actionneur (14) par l'intermediaire dune liaison (16) apte lui conferer au moms un degre de liberte par rapport a l'actionneur (14). 6. Systeme aerodynamique actif (2) selon la revendication 5, dans lequel l'element mobile (6) relie a l'actionneur a plusieurs degres de liberte par rapport a l'actionneur (14), degres de liberte comprenant une rotation autour d'un axe (D) parallele un axe de rotation (C) des parties (8, 10) les unes par rapport aux autres et une rotation autour d'un axe (A. B) perpendiculaire l'axe de rotation (C) des parties (8, 10) les unes par rapport aux autres. 7. Systeme aerodynamique actif (2) selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel la liaison (16) entre l'element mobile(6) relie l'actionneur et 10 l'actionneur (14) est une liaison de type rotule a doigt. 8. Systeme aerodynamique actif (2) selon l'une quelconque des revendications 4 a 7, dans lequel l'actionneur (14) est situe au centre du systeme aerodynamique 5 actif (2). 9. Systeme aerodynamique actif (2) selon l'une quelconque des revendications 4 a 7, dans lequel l'actionneur est decentre par rapport a la structure de support (4). 10 10. Systeme aerodynamique actif (2) selon l'une quelconque des revendications precedentes comprenant des moyens de fixation (20, 22, 24, 26) a une piece (28) de vehicule automobile. 11. Systeme aerodynannique actif (2) selon l'une quelconque des revendications 15 precedentes, dans lequel la structure de support (4) est realisee partir d'un materiau choisi parmi le polypropylene comprenant entre 30 et 40 % en masse de fibres de verre par rapport a la masse totale de la structure de support (4) ou les polyamides comprenant 20 96 de fibres en masse de verre par rapport a la masse totale de la structure de support (4). 20 12. Systeme aerodynamique actif (2) selon l'une quelconque des revendications precedentes, le systeme aerodynamique actif (2) otant une grille a valets actifs. 13. Piece de vehicule automobile (28) comprenant un systeme aerodynamique actif 25 (2) selon l'une quelconque des revendications precedentes. 14. Piece de vehicule automobile (28) selon la revendication 13, la piece (28) etant un pare-chocs de vehicule automobile.