Brevet FR3089177A1 — publié le 20200605

Description Titre de l'invention : Module de face avant pour véhicule automobile [0001] L'invention a pour objet un module de face avant pour véhicule automobile comprenant un dispositif de sécurité ainsi qu'un véhicule automobile, et notamment un véhicule automobile électrique, comprenant un tel module 1 de face avant. [0002] Les dispositifs de sécurité sont connus de l'art antérieur comme étant des coussins gonflables de sécurité (plus connus sous le nom anglais « airbag » correspondant à une membrane ou enveloppe flexible, dans laquelle un gaz est très rapidement injecté, ou est en expansion, suite à une réaction chimique explosive, pour gonfler l'enveloppe et ainsi amortir un choc. Ces coussins gonflable 30 sont principalement utilisés pour protéger les passagers lors d'une collision et ainsi leur éviter de percuter violemment certains accessoires de la voiture (volant, vitres latérales, appui-tête avant pour un passager arrière, etc.). [0003] Le document EP 2 360 068 décrit un coussin gonflable de sécurité adapté pour protéger le piéton, l'enveloppe se gonflant au niveau du pare-brise. [0004] Bien qu'un tel dispositif de sécurité soit adapté pour protéger la tête d'un piéton, toutefois ce dispositif ne permet pas de protéger l'ensemble du corps de ce piéton. [0005] L'invention cherche donc à surmonter cet inconvénient et propose un dispositif de sécurité protégeant l'intégralité du corps d'un piéton se faisant renverser par un véhicule automobile tout en s'assurant que le coussin puisse bien se déployer suite à un impact, c'est-à-dire en renversant un piéton, et ne rencontre pas d'obstacles, notamment des objets tranchants, qui pourraient entraver le bon déploiement du sac. [0006] Pour cela, l'invention propose un module de face avant pour véhicule automobile comprenant un dispositif de sécurité comprenant un coussin gonflable contenu dans un boitier et une traverse ou un cadre porteur apte à porter au moins un échangeur de chaleur. Selon l'invention ledit boitier est fixé à ladite traverse ou audit cadre porteur. [0007] Ainsi, selon l'invention, le boitier est. fixé à un élément rigide, telles que les traverses ou le cadre porteur. Le déploiement du coussin gonflable est soudain et très rapide ce qui représente une forte énergie cinétique. Afin de mieux résister à ce choc, il convient de fixer le boitier à la traverse ou au cadre porteur afin d'assurer ainsi un bon déploiement du coussin gonflable. [0008] D'autres mode de réalisation proposent que : le boitier est surmoulé sur ladite traverse ou sur ledit cadre porteur ; le boitier fait partie intégrante de la structure de ladite traverse ou dudit cadre porteur ; le dispositif de sécurité est configure pour que lorsque le coussin gonflable se gonfle celui-ci se déploie en direction de l'entrée d'air ; 2 le hoitier comprend des inserts métalliques, le hoitier étant surmoulé sur ladite traverse ou sur ledit cadre porteur au niveau desdits inserts ; ledit module comprend en outre un guide d'air définissant un conduit d'écoulement où s'écoule un flux d'air, le guide d'air étant destiné à être raccordé à une entrée d'air d'une part et à un dispositif d'échange thermique d'autre part de manière à guider le flux d'air entrant par l'entrée d'air jusqu'au dispositif d'échange thermique, le hoitier étant assujetti au guide d'air ; le dispositif de sécurité est configure pour que lorsque le coussin gonflable se gonfle celui-ci épouse la forme des parois du guide d'air, autrement dit, le coussin gonflable vient en butée contre les parois du guide d'air ; le coussin gonflable comprend deux parties une fois entièrement gonflé, une première partie s'étendant à l'intérieur du guide d'air, et une deuxième partie s'étendant à l'extérieur du guide d'air ; le guide d'air comprend une trappe avec au moins une zone fusible et une zone charnière pour permettre au coussin gonflable de se déployer au sein du guide d'air, le coussin gonflable dans un état avant impact étant agencé à l'extérieur du conduit d'écoulement ; la trappe est agencée pour venir en butée contre le dispositif d'échange thermique lorsque le coussin d'air se gonfle; le conduit d'air présente un coude. [0009] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel module de face avant. [0010] Selon un mode de réalisation particulier, le coussin gonflable de sécurité une fois gonflé comprend deux parties, une première partie s'étendant à l'intérieur du guide d'air, et une deuxième partie s'étendant à l'extérieur du véhicule. [0011] D'autres modes de réalisation du véhicule automobile pris isolément ou en com- binaison proposent que : le véhicule comprend une entrée d'air, éventuellement dotée d'une calandre, la sortie du canal d'écoulement comprend un conduit de débourrage agencé pour mener le flux d'air vers l'extérieur du véhicule et un conduit de refroidissement agencé pour mener le flux d'air vers le compartiment moteur du véhicule ; le véhicule comprend en outre une entrée d'air additionnelle et un conduit additionnel reliant ladite entrée additionnelle à un conduit de débourrage. [0012] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre un module de face avant selon l'invention selon une vue de 3 profil, le coussin gonflable étant dans un état avant accident, la figure 2 illustre le module de face avant de la figure 1 dans un état après accident, la figure 3 illustre un module de face avant selon l'invention selon une vue de profil, le coussin gonflable étant dans un état avant accident, selon un autre mode de réalisation, la figure 4 illustre un module de face avant dans un état après accident, selon un autre mode de réalisation, la figure 5 illustre un module de face avant dans un état après accident, selon un autre mode de réalisation, la figure 6 illustre un module de face avant dans un état avant accident, selon un autre mode de réalisation. [0013] La figure 1 illustre le module 1 de face avant pour un véhicule automobile selon l'invention. Le module 1 de face avant s'étend selon une direction longitudinale (X), transversale (Y) et verticale (Z), par exemple par rapport aux axes du véhicule lorsque le module 1 de face avant est installé dans le véhicule automobile, comme représenté par les axes sur la figure 1. Le coussin gonflable est dans un étant stationnaire dans un état avant accident c'est-à-dire avant d'avoir renverser un piéton. [0014] Selon la présente invention, les ternies "aval", "amont", "en série" et "parallèle" qualifient la position d'un composant par rapport à un autre, selon le sens de d'écoulement d'un flux d'air dans le module 1 de face avant selon la présente invention. [0015] Le module 1 de face avant selon l'invention comprend un guide d'air 2 cor- respondant à une gaine, une enveloppe, ou encore un boîtier, avec une pluralité de parois définissant ainsi un conduit d'écoulement 4, autrement dit un canal d'écoulement, avec au moins une entrée d'air 20 et une sortie d'air 22 dans lequel s'écoule un flux d'air FE. Le guide d'air 2 est réalisé en matériau tlexible afin d'absorber les vibrations du véhicule lorsque celui-ci roule, et en matériau suffisamment résistant afin de supporter des éléments tels que des échangeurs de chaleur, des ensembles de volets, certains plastiques par exemple en polypropylène ou en polyamide-6 se prêtent à une telle utilisation. [0016] Le module 1 de face avant selon l'invention comprend en outre un dispositif d'échange thermique 6. Le dispositif d'échange thermique 6 comprend au moins un échangeur de chaleur 8,10 destiné à permettre un échange thermique entre le flux d'air FE et le fluide circulant au sein de l'échangeur de chaleur. Tel qu'illustré en figure 1, le dispositif d'échange thermique 6 comprend ici un premier et un second échangeur de chaleur 8, 10. Le premier échangeur de chaleur 8 correspond par exemple à un condenseur tandis que le second échangeur de chaleur 10 correspond par exemple à un radiateur. Le dispositif d'échange thermique 6 comprend en outre un groupe moto- ventilateur 12 correspondant à un ventilateur avec des pâles et un moteur associé de manière à pouvoir aspirer et relâcher le flux d'air FE à travers le module 1 de face avant, et ce même lorsque le véhicule est à l'arrêt. [0017] Le dispositif d'échange thermique 6 peut être agencé au sein du guide d'air 2, les échangeurs de chaleur 8,10 pouvant par exemple être portés par le châssis du véhicule. Selon un mode de réalisation non illustré, le dispositif d'échange thermique 6 peut comprendre également un cadre porteur 50 correspondant à une structure rigide, plus précisément un cadre rigide en plastique, avec quatre montants délimitant une surface dans laquelle sont agencés les échangeurs de chaleur 8,10 et ledit groupe moto-ventilateur 12. Afin de garantir la continuité du conduit d'écoulement 4, le guide d'air 2 est fixé de manière étanche au cadre porteur 50. Autrement dit le cadre porteur 50 assure la continuité du conduit d'écoulement 4, ou en d'autres termes, le cadre porteur 50 correspond à une partie du conduit d'écoulement 4. [0018] Comme illustré sur les figures 1 à 5, un véhicule automobile comprend une poutre parc-chocs 24 en dessous de laquelle est agencée une ouverture 26 réalisée dans le bouclier 3, ou le fascia ou encore la carrosserie, du véhicule. Le bouclier 3 correspond ici à la partie de la carrosserie située à l'avant du véhicule, ou en d'autres termes l'habillage du moteur comprenant le capot et la face avant portant les phares, la structure et habitacle, ou encore l'enveloppe extérieure du véhicule. Cette ouverture 26 correspond à une entrée d'air pour le flux d'air FE. Cette ouverture peut être ornée ou non d'une calandre 52, ou grille, configurée pour laisser entrer le flux d'air FE au sein du véhicule automobile. Le véhicule automobile selon l'invention comprend un guide d'air 2 tel que décrit ci-dessus et ci-dessous. [0019] Selon le mode de réalisation illustré aux figures 3 et 5, le véhicule automobile peut comprendre deux ouvertures 26 réalisées dans le bouclier 3, ou le fascia, du véhicule. Ces deux ouvertures 26 correspondent à deux entrées d'air pour le flux d'air FE, ces entrées d'air 26 étant agencée de part et d'autre de la poutre pare-chocs 24. Dans ces modes de réalisation, le véhicule automobile comprend deux calandres 52, une pour chaque entrée d'air 26. [0020] Le véhicule automobile selon l'invention comprend au moins une entrée d'air et un guide d'air 2 rattaché à cette dite au moins une entrée d'air, si bien qu'on peut dire que l'entrée d'air 20 du guide d'air 2 correspond à l'entrée d'air du véhicule réalisée au niveau de l'ouverture 26. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le guide d'air 2 comprend deux entrées d'air 20 qui se relient et forment le conduit d'écoulement 4. La sortie d'air 22 du conduit d'écoulement 4 peut correspondre à la partie du conduit d'écoulement 4 débouchant sur le dispositif d'échange thermique 6, ou la sortie d'air 22 peut être agencée en aval du dispositif d'échange thermique 6. Autrement dit, le guide d'air 2 s'étend depuis la ou les entrées d'air 20 et s'étend au moins jusqu'au dispositif d'échange thermique 6. [0021] Le module 1 de face avant selon l'invention comprend en outre un dispositif de sécurité 28 permettant de limiter les blessures d'un piéton lorsqu'il se fait renverser par un véhicule selon la présente invention. Le dispositif de sécurité 28 comprend un coussin gonflable 30, ou sac gonflable, et une cartouche 32 correspondant par exemple à un générateur pyrotechnique de gaz froids non toxiques. Ces éléments sont contenus dans un boiticr 34, généralement métallique. Afin de permettre le bon déploiement du coussin gonflable 30, le hoitier 34 correspond à un réceptacle, ou une boite ouverte, avec une pluralité parois rigides, par exemple cinq parois métalliques formant un hoitier ouvert d'un côté, et une paroi fragile, par exemple une paroi en tissu pouvant se déchirer facilement et refermant le hoitier 34 ouvert définit par les parois rigides. Ainsi lorsque le coussin gonflable 30 se déploie, la paroi en tissu se déchire et le coussin gonflable 30 se déploie uniquement dans la direction de la paroi en tissu. La paroi fragile est agencée en vis-à-vis, autrement dit en regard, du guide d'air 2, notamment au niveau d'une trappe 36 qui sera décrite ultérieurement. [0022] Tel qu'illustré sur la figure 1, le véhicule n'a pas subi d'impact, autrement dit, le véhicule n'a pas encore renversé de piéton. Le dispositif de sécurité 28 est donc dans un état dit stationnaire où le coussin gonflable 30 reste plié au sein du hoitier 34. Le module 1 de face avant et le véhicule selon l'invention comprennent en outre un système de détection comprenant un ensemble de capteurs et radars agencés au niveau de la face avant du véhicule, par exemple au niveau de la calandre 52 ou de la poutre pare-chocs 24, destinés à détecter la présence de corps situé à l'avant (lu véhicule. Dans le scénario où un piéton surgit brusquement devant le véhicule, le système de détection en repérant le piéton, envoie alors une commande électronique au dispositif de sécurité 28 pour déclencher le déploiement du coussin gonflable 30. La cartouche 32 en recevant le signal du système de détection génère un gaz, le gaz pénètre alors dans le coussin gonflable 30 et provoque ainsi son gonflement et son déploiement comme illustré en figure 2, 4 et 5. On peut également parler d'un déploiement progressif du coussin gonflable 30. [0023] Comme illustré sur la figure 1, le boitier 34 est assujetti au guide d'air 2. Le boitier 34 peut être fixé au guide d'air 2 comme illustré sur les figures 1 et 2. Le boitier 34 peut être par exemple fixé sur un élément rigide du module 1 de face avant comme illustré en figure 3 à 6. [0024] Les modules de face avant comprennent généralement deux types de structures. Soit le module 1 de face avant comprend un cadre porteur 50 (plus connu sous le terme anglais « bolster » ou « bulkhead ») tel que décrit précédemment, soit le module avant comprend uniquement une traverse supérieure 40. Si le module 1 de face avant comprend un cadre porteur 50, celui-ci comprend deux traverses s'étendant dans une 6 direction transversale (axe Y) au véhicule et deux montants latéraux s'étendant dans une direction verticale (axe Z) au véhicule. Les traverses et montants peuvent être montés de manière dissociable ou indissociable et définissent entre eux un cadre dans lequel est agencé le dispositif d'échange thermique 6. Autrement dit, le cadre porteur 50 sert de support pour les échangeurs de chaleur 8,10 et le groupe moto- ventilateur 12, le cadre porteur 50 est lui-même portés par le châssis ou les longerons du véhicule. Si le module 1 de face avant ne comprend qu'une traverse supérieure 40, dans cette configuration, les échangeurs de chaleur 8,10 sont directement portés par le châssis ou les longerons du véhicule, la traverse supérieure 40 recouvrant la partie supérieure du dispositif d'échange thermique 6. Les termes supérieure et inférieure faisant référence à l'axe vertical Z, lorsque le module 1 de face avant est installé dans le véhicule automobile. [0025] Le boitier 34 peut par exemple être fixé sur une traverse supérieure 40 du module 1 de face avant comme illustré en figure 3. Le boiticr 34 peut également être fixé sur une traverse inférieur du module 1 de face avant comme illustré en figure 4, notamment sur la traverse inférieure du cadre porteur 50. Les termes supérieure et inférieure faisant référence à l'axe vertical Z, lorsque le module 1 de face avant est installé dans le véhicule automobile. Comme illustré en figure 6, le boiticr 34 est de préférence surmoulé sur ladite traverse supérieure 40 ou sur ledit cadre porteur 50, autrement dit, des surmoulages 42 assurent la solidarisation du boiticr 34 à la traverse supérieure 40 ou audit cache porteur 50. Bien évidemment, le boitier 34 peut être vissé, riveté, soudé ou encore collé sur ladite traverse ou sur ledit cadre. Le boitier 34 peut par exemple être surmoulé sur un des montants latéraux du cache porteur 50. En effet, le déploiement du coussin gonflable 30 est brusque et rapide, ce qui représente une forte énergie cinétique. Il convient de fixer le boitier 34 à un élément rigide, telles que les traverses ou le cadre porteur, afin de mieux résister au choc et d'assurer ainsi un bon déploiement du coussin gonflable 30. Selon un mode de réalisation, le boitier 34 peut être fait de plastique et comprendre des inserts métalliques, ces inserts étant surmoulés sur ladite traverse ou sur ledit cadre porteur. De la même manière, le cadre porteur 50 ou la traverse supérieure 40 peuvent être fait de plastique ou être fait d'un matériau composite avec ou sans insert métallique. Le boitier 34 peut aussi être intégré au cadre porteur 50 de manière à faire partie intégrante du cadre porteur 50. [0026] Le boitier 34 est assujetti au guide d'air 2 pour permettre le déploiement du coussin gonflable 30 au sein du guide d'air 2. Pour cela, le guide d'air 2 comprend une trappe 36 amovible comprenant une zone fusible, c'est-à-dire une zone avec un affaiblissement pouvant casser ou rompre sous l'effet d'une force brusque, et une zone charnière 46, c'est-à-dire une articulation, de manière à permettre le pivotement de la trappe 36. 7 [0027] Le coussin gonflable 30 en se gonflant de manière brusque sous l'effet du gaz, déchire la paroi fragile et vient en butée contre la trappe 36. La zone fusible cède alors sous l'impulsion et le coussin gonflable 30 peut ainsi se déployer au sein du guide d'air 2. La trappe 36 de par la zone charnière, pivote jusqu'à ce que l'extrémité libre, c'est-à-dire l'extrémité correspondant à la zone fusible, vienne en appui contre un échangeur de chaleur 8, c'est-à-dire contre le dispositif d'échange thermique 6. Bien évidemment la zone charnière peut être configurée pour arrêter le pivotement avant, par exemple pour ne permettre un pivotement de la trappe 36 sur un angle de 90°. Selon un autre mode, l'extrémité libre peut pivoter sur un angle de 180° jusqu'à venir en butée contre une autre partie du guide d'air 2. Le coussin gonflable 30 s'étend au sein du guide d'air 2 sous l'effet du gaz et de par le pliage du coussin et l'échangeur de chaleur 8, le coussin se déploie au sein du guide d'air 2 en venant épouser les parois du guide d'air 2. Le coussin gonflable 30 est configure pour se déployer en direction de l'entrée d'air 20. La trappe 36 peut également comprendre deux zones fusibles cédant sous l'impulsion du déploiement du coussin gonflable 30 selon un autre mode de réalisation. [0028] Afin de ne pas blesser le piéton, il convient d'ajouter un dispositif pour basculer la calandre 52. Pour cela, la calandre 52 peut par exemple comprendre une zone fusible et une zone charnière. Ainsi lorsque le coussin gonflable 30 en se déployant heurte, ou percute, la calandre 52, la zone fusible, sous le choc cinétique engendré par le déploiement du coussin gonflable 30, cède et la zone charnière permet un pivotement de la calandre 52. La zone fusible correspond à une zone avec un affaiblissement ou une diminution de matière et une zone charnière à une articulation de manière à permettre le pivotement de la calandre. La zone charnière peut être configurée pour permettre le pivotement de la calandre 52 sur un angle allant de 60° jusqu'à 180°. [0029] Le module 1 de face avant peut comprendre en outre un dispositif d'obturation non illustré comprenant un ensemble de volets d'obturation aptes à pivoter en rotation de manière à faire varier le débit du flux d'air FE, ledit dispositif d'obturation est agencé dans le conduit d'écoulement 4 en amont de du dispositif d'échange thermique 6 par rapport à l'écoulement du flux d'air FE. Le dispositif d'obturation comprend en outre un cadre support présentant des paliers de manière à porter les volets d'obturation. Selon un mode de réalisation, il est aussi possible d'agencer un dispositif pour basculer l'ensemble de volets mobiles en agençant une zone fusible et une zone charnière sur le cadre support ou les paliers portant les volets mobiles. [0030] Une fois la calandre 52 tombée, le coussin gonflable 30 s'étend à l'extérieur du guide d'air 2 et à l'extérieur du véhicule. En sortant du guide d'air 2, de par les pliures 38, ou soudures ou encore coutures, le coussin gonflable 30 se déploie dans une direction vers le haut selon l'axe vertical Z comme illustré sur la figure, de manière à pouvoir 8 recouvrir au maximum le bouclier 3 du véhicule et mieux protéger le piéton. Le coussin gonflable 30 peut en outre s'étendre vers le bas selon l'axe vertical Z. Comme illustré sur la figure 5, le coussin gonflable 30 peut se déployer en haut et en bas selon l'axe Z, par exemple en haut en et bas par rapport à la poutre pare-chocs 24. Ainsi, le coussin gonflable 30 une fois gonflé, ou déployé, comprend deux parties, une première partie 30a s'étendant à l'intérieur du guide d'air 2, et une deuxième partie 30b s'étendant à l'extérieur du guide d'air 2 et du véhicule. La partie 30b à l'extérieur du véhicule recouvre une grande partie de la face avant du véhicule si bien qu'un piéton en se faisant renverser, percutera le coussin gonflable 30 qui amortira l'impact bien plus que le capot du véhicule. Le piéton subit donc un choc moins violent. Ce dispositif de sécurité 28 est rendu possible grâce au déploiement du coussin gonflable 30 au sein du guide d'air 2 du module 1 de face avant qui correspond à un élément avec des parois lisses sans protubérance. On s'assure ainsi que le coussin gonflable 30 ne puisse pas se déchirer. Le coussin gonflable 30 une fois déployé adopte une forme prédéterminée et adapté pour protéger un piéton grâce au pliures 38. Le coussin gonflable 30 se déploie correctement sous l'effet du gaz grâce à un pliage au préalable. [0031] Le coussin gonflable 30 en se déployant peut sortir du guide d'air 2 par l'entrée d'air 20 inférieure, c'est-à-dire celle agencée en dessous de la poutre pare-chocs 24 comme illustré en figure 1 et 2. Dans ce cas, la partie 30h du coussin située à l'extérieur du véhicule se déploiera principalement vers le haut, c'est-à-dire au-dessus de la poutre pare-chocs 24. Le coussin gonflable 30 en se déployant peut également sortir du guide d'air 2 par l'entrée d'air 20 supérieure, c'est-à-dire celle agencée au-dessus de la poutre pare-chocs 24 comme illustré en figure 4 et 5. Dans ce cas, la partie 30b du coussin située à l'extérieur du véhicule se déploiera principalement vers le haut et le bas, c'est-à-dire de part et d'autre de la poutre pare-chocs 24. [0032] Il doit être bien entendu toutefois que ces exemples de réalisation sont donnés à titre d'illustration de l'objet de l'invention. L'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toute combinaison des différents modes de réalisation décrits précédemment. 9