Brevet FR3093984A1 — publié le 20200925

Description Titre de l'invention : VEHICULE AVEC RENFORT DE TUNNEL CENTRAL ET RENFORT DE TUNNEL CENTRAL [0001] L'invention concerne une structure de véhicule comprenant un tunnel central et une traverse (l'assise avant. L'invention concerne également un véhicule doté d'une telle structure. [0002] Les véhicules automobiles présentent un tunnel central pour le passage de liaisons ou pour l'incorporation d'un arbre de transmission entre le train arrière et le moteur avant. Pour les véhicules à motorisation de type thermique, le tunnel central reçoit en outre le tuyau d'échappement pour l'évacuation des gaz d'échappement résultant de la combustion du carburant. Le tunnel central est formé par des tôles embouties formant la caisse du véhicule. Il s'étend selon l'axe longitudinal du véhicule. En position centrale, il sépare les sièges avant et croise longitudinalement une partie de l'habitacle. Son emplacement médian permet d'y fixer des commandes, tels qu'un levier de vitesses. [0003] Dans les véhicules à motorisation de type électrique ou hybride, le tunnel central et les brancards avant présentent une longueur raccourcie par rapport aux véhicules à motorisation thermique. Ceci permet de placer une batterie de propulsion sous-plancher, par exemple sous les sièges passagers avant, dits de rang 1. Malheureusement, le raccourcissement des éléments de structure longitudinaux a un impact sur la rigidité de l'ensemble de la structure avant. H a ainsi été constaté qu'en cas de choc frontal, sous l'effet des forces en jeu, le tunnel central pouvait parfois se soulever dans sa portion interne à l'habitacle. Cette situation n'est pas acceptable du point de vue de la sécurité des occupants du véhicule. Une solution reste donc à trouver pour remédier à ce problème. [0004] 11 est connu de renforcer les tunnels centraux de véhicules. Un exemple dc réalisation d'un tel renfort de tunnel central est donné par le document1 P2002154459. Ce document décrit un renfort de tunnel central d'un véhicule à motorisation thermique venant se superposer à ce dernier de sorte à former avec lui un corps creux. Dans l'architecture proposée, le renfort va enjamber la traverse d'assise avant et se superposer aux éléments d'ancrage de la ceinture de sécurité. Des ouvertures sont prévues pour pouvoir souder entre eux les éléments de structure du véhicule disposés sous ledit renfort. La solution proposée est intéressante mais n'est pas adaptée aux véhicules à motorisation de type hybride ou électrique. Par ailleurs, elle implique que la traverse d'assise enjambe le tunnel central, ce qui n'est pas forcément le cas même dans les véhicules à motorisation thermique puisqu'il est également connu de scinder 2 la traverse d'assise avant en deux parties s'étendant de part et d'autre du tunnel central. [0005] Enfin, elle ne répond pas de manière satisfaisante aux problématiques d'acoustique et de qualité perçue rencontrées sur certains véhicules dans lesquels une vibration du boîtier de commande de vitesses fixé au tunnel central peut générer des nuisances sonores et/ou est défavorable à la qualité perçue par l'utilisateur du véhicule. [0006] L'invention a pour objectif d'apporter une réponse à au moins un des problèmes et inconvénients rencontrés dans l'art antérieur. En particulier, l'invention a pour objectif de proposer une solution pour améliorer la sécurité des véhicules à motorisation de type hybride ou électrique en ce qu'elle réduit, voire élimine, les risques de soulèvement du tunnel central en cas de choc frontal. L'invention a également pour objectif de proposer une solution pour à la fois améliorer la sécurité des véhicules tout en diminuant la possibilité de génération de vibrations. [0007] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention a pour objet un véhicule au- tomobile comprenant un plancher d'assise, une traverse d'assise avant et un tunnel central, le véhicule est remarquable en ce qu'il comprend en outre un renfort de tunnel central se superposant sur au moins une partie de la longueur dudit tunnel central et montrant une extension arrière placée en appui à la fois sur la traverse d'assise avant et sur le plancher d'assise. [0008] L'invention est particulièrement adaptée aux véhicules automobiles à motorisation électrique ou hybride. Aussi, préférentiellement, l'invention a pour objet un véhicule à motorisation électrique ou hybride comprenant un plancher d'assise, une traverse d'assise avant, un tunnel central et une batterie de propulsion implantée sous ledit plancher d'assise, le véhicule est remarquable en ce qu'il comprend en outre un renfort de tunnel central se superposant sur au moins une partie de la longueur dudit tunnel central et montrant une extension arrière placée en appui à la fois sur la traverse d'assise et sur le plancher d'assise. [0009] Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention consiste à doter la zone de jonction du tunnel central et de la traverse d'assise avant d'un renfort agencé pour prendre appui sur un plancher pour maintenir le tunnel central en position. La présence de ce renfort permet de solidariser la zone de jonction et d'éviter une levée trop brutale de la zone du tunnel central en cas de collision avant. Lorsque le véhicule montre une motorisation électrique ou hybride, le tunnel central est dimensionné, dans sa première portion, pour ne pas s'étendre au-delà de la traverse d'assise avant formant donc, avec cette dernière, une structure en T. Cette configuration permet l'implantation d'une batterie de propulsion sous-plancher, le plancher étant alors découpé en plusieurs portions, la portion de plancher d'assise étant disposée surélevée pal- rapport à la portion de plancher avant recevant le tunnel central. Le plancher d'assise est disposé à la même hauteur par rapport au sol que la 3 paroi supérieure de la traverse d'assise avant. [0010] De par sa position, le renfort de tunnel central fait aussi office de renfort de commande de vitesse permettant de réduire, voire d'annihiler, les vibrations pouvant remonter dans le levier de vitesse et/ou générer des bruits indésirables. [0011] Selon un mode de réalisation préféré, le renfort de tunnel central est fixé par soudage sur ledit tunnel central. Le renfort ne forme pas de corps creux avec le tunnel central. Le soudage est le mode de fixation le plus simple et le plus solide. Il est avantageusement utilisé également pour la fixation du renfort sur le plancher d'assise et sur la traverse d'assise avant. [0012] Avantageusement, le renfort de tunnel central est fixé par son extension arrière à la fois au plancher d'assise et à la traverse d'assise avant par un même moyen de fixation. De préférence, le moyen de fixation est un point de soudure en trois épaisseurs. [0013] Idéalement, le tunnel central montrant une paroi supérieure et des ailes latérales, le véhicule est remarquable en cc que le renfort de tunnel central présente une paroi supérieure et des ailes latérales se superposant au tunnel central de manière à ce que la paroi supérieure du renfort soit en appui sur la paroi supérieure du tunnel central ; de préférence, les ailes latérales du renfort sont en contact avec les ailes latérales du tunnel central. [0014] De préférence encore, la jonction entre la paroi supérieure et les ailes latérales du tunnel central montre un arrondi et le renfort de tunnel central présente un même arrondi au niveau de sa jonction entre sa paroi supérieure et les ailes latérales de manière à ce que le renfort de tunnel central soit en contact avec le tunnel central au niveau (lesdits arrondis. [0015] Avantageusement, le renfort de tunnel central comprend une paroi supérieure et des ailes latérales et l'extension arrière est un prolongement de la paroi supérieure ; et/ou l'extension arrière comprend au moins un ajour pour le passage d'une vis de fixation d'un boîtier de commande de vitesse. [0016] La pièce de renfort soudée est disposée au niveau du noeud par lequel transitent les efforts en cas de choc frontal. La pièce de renfort recouvre au moins partiellement le tunnel central pour assurer sa tenue et se pose en appui sur la traverse d'assise avant et le plancher d'assise pour prévenir la levée du tunnel central en cas de choc frontal. Cette tenue est renforcée par la fixation dudit renfort au plancher d'assise et/ou à la traverse d'assise avant. [0017] Avantageusement, le tunnel central montrant une extension arrière placée en appui à la fois sur la traverse d'assise avant et sur le plancher d'assise, le véhicule est remarquable en ce que l'extension arrière du renfort de tunnel central se superpose au moins en partie à l'extension arrière du tunnel central et présente au moins une patte de fixation pour sa fixation à la fois à la traverse d'assise avant et sur le plancher d'assise. De préférence, ladite ou lesdites pattes de fixation sont agencées pour ne pas se superposer à l'extension arrière du tunnel central. Selon l'invention, le tunnel central et son renfort sont fixés à la traverse d'assise avant et au plancher d'assise par des moyens différents. [0018] De manière préférentielle, la traverse d'assise avant comprenant une paroi supérieure et une paroi avant, le tunnel central comprenant des ailes latérales montrant une extrémité arrière, le véhicule est remarquable en ce que l'extrémité arrière des ailes latérales du tunnel central se place en appui contre la paroi avant de la traverse d'assise avant. De préférence, l'extrémité arrière des ailes latérales du renfort de tunnel central comprend au moins une patte de fixation se plaçant en appui contre la paroi avant de la traverse d'assise avant. Plus préférentiellement, l'extrémité arrière des ailes latérales du renfort de tunnel central comprend au moins une patte de fixation fixée à la paroi avant de la traverse d'assise avant. [0019] Le fait que l'extrémité arrière du tunnel central se place en appui contre la traverse d'assise avant résulte de sa longueur raccourcie en vue de l'installation d'une batterie de propulsion sous-plancher et de la surélévation du plancher d'assise par rapport au plancher avant. Les pattes de fixation des ailes latérales du renfort viennent renforcer le maintien du tunnel central en évitant à ce dernier de s'évaser sous l'effet des efforts reçus lors d'un choc frontal. La fixation du renfort de tunnel central sur la paroi avant de la traverse d'assise avant se fait avantageusement par soudage. [0020] Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le renfort de tunnel central présente au moins une nervure de rigidification. De préférence, le renfort de tunnel central présente au moins une nervure de rigidification s'étendant selon la direction longitudinale du véhicule et au moins une nervure de rigidification s'étendant selon la direction transversale du véhicule. L'association des différentes nervures de rigidification forme un réseau de nervures de rigidification. Ainsi, avantageusement, le renfort de tunnel central présente un réseau de nervures de rigidification comprenant au moins une nervure de rigidification s'étendant selon la direction longitudinale dudit renfort et au moins une nervure de rigidification s'étendant selon la direction transversale dudit renfort. La fonction d'un tel réseau de nervures de rigidification est double. D'une part, il contribue à la rigidification du renfort de tunnel central. D'autre part, il permet d'annihiler les vibrations pouvant remontrer dans le levier de vitesse. [0021] Selon un mode de réalisation préféré, le tunnel central étant une tôle emboutie, le véhicule est remarquable en ce que le renfort de tunnel central est une tôle emboutie d'une épaisseur supérieure à celle du tunnel central. De préférence, le renfort de tunnel central est une tôle d'une épaisseur supérieure ou égale à 0 7 mm ; plus préférentiellement, d'une épaisseur supérieure ou égale 0 8 mm ; plus préférentiellement encore, d'une épaisseur supérieure ou égale 0.9 min [0022] De manière préférentielle, le renfort de tunnel central est réalisé en acier de type Ili- phasique comprenant une phase dure constituée de bainite et/ou de martensite dispersée dans une matrice ferritique ductile. L'emploi d'un tel acier est avantageux par la dureté qu'il présente. [0023] Selon un deuxième aspect, l'invention a pour objet un renfort de tunnel central re- marquable en ce qu'il présente une paroi supérieure et des ailes latérales, ledit renfort étant dimensionné pour recouvrir au moins en partie un tunnel central d'un véhicule selon le premier aspect de manière à être en contact avec ledit tunnel central au moins par sa paroi supérieure, et en ce qu'il présente en outre une extension arrière destinée à se placer en appui à la fois sur la traverse d'assise avant et sur le plancher d'assise ; de préférence, le renfort de tunnel central présente en outre au moins une nervure de rigidification [0024] L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple en référence à aux figures annexées sur lesquelles : [0025] [fig.1] La figure 1 présente une vue en perspective d'un agencement selon l'invention comprenant un tunnel central un renfort de tunnel central, une traverse d'assise avant et un plancher d'assise. [0026] [fig.2] La figure 2 est une vue similaire à la figure 1 mais sous un autre angle de vue. [0027] Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n'est pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres éléments dans le véhicule. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». [0028] De même, les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière », longitudinal » et « transversal » s'entendront par rapport à l'orientation générale du véhicule tel que pris dans son sens normal de marche. Ainsi, « inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » selon l'axe vertical. De même, le terme « avant » indiquera un positionnement orienté vers le devant d'un véhicule selon la direction horizontale et son sens normal de marche, et le terme « arrière » indiquera un positionnement orienté vers l'arrière d'un véhicule selon la même direction. [0029] L'invention trouve une application particulière dans les véhicules automobiles à mo- torisation de type hybride ou électrique. L'invention sera donc décrite en relation avec un véhicule automobile à motorisation de type hybride ou électrique mais pourra être adaptée par l'homme du métier à un véhicule à motorisation thermique. [0030] La partie avant du plancher d'un véhicule automobile à motorisation de type hybride ou électrique est représentée en figure 1. Comme on peut le voir, le plancher (1, 3) de 6 ce véhicule est découpé en différentes portions agencées à des hauteurs différentes par rapport au sol. Le tunnel central 5 est agencé au niveau de la portion de plancher avant 1. Le plancher d'assise 3 est surélevé par rapport au plancher avant 1. Cette configuration permet d'implanter une batterie de propulsion (non représentée) sous le plancher d'assise 3 en optimisant l'espace disponible pour ladite batterie et en lui offrant un volume d'implantation maximal. La traverse d'assise avant 7 est agencée entre le plancher avant 1 et le plancher d'assise 3 et forme une marche. De manière avantageuse, la traverse d'assise avant 7 est un profilé en acier embouti ayant une forme générale de S droit, c'est-à-dire qu'il présente une paroi avant verticale et des parois inférieure et supérieure horizontales. Comme il sera décrit par la suite, le renfort 9 de tunnel central se pose en appui, et préférentiellement se fixe, sur la paroi supérieure de la traverse d'assise avant 7 par son extension arrière 11 en plus d'un appui et d'une éventuelle fixation au plancher d'assise 3. De manière complémentaire, le renfort 9 de tunnel central se fixe en outre sur la paroi avant de la traverse d'assise avant 7 par des pattes de fixation verticales agencées à l'extrémité arrière de ses parois latérales. [0031] Afin de permettre l'implantation d'une batterie sous-plancher, le tunnel central 5 est dimensionné pour s'étendre selon la direction longitudinale du véhicule jusqu'à se placer en regard et, de préférence, en appui sur la paroi avant de la traverse d'assise avant 7. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le tunnel central 5, dans sa portion avant, ne s'étend pas au-delà de la traverse d'assise avant 7. [0032] Selon l'invention, le véhicule comprend en outre un renfort 9 de tunnel central se su- perposant sur au moins une partie de la longueur dudit tunnel central 5 et montrant une extension arrière 11 placée en appui à la fois sur la traverse d'assise 7 et sur le plancher d'assise 3. [0033] Le renfort 9 de tunnel central est une tôle emboutie préférentiellement réalisée en acier. Le renfort 9 de tunnel central est réalisé en acier de type biphasique comprenant une phase dure constituée de bainite et/ou de martensite dispersée dans une matrice ferritique ductile. L'emploi d'un tel acier est avantageux par la dureté qu'il présente mais également pour ses bonnes performances lors des opérations d'emboutissage. De tels aciers sont disponibles commercialement, par exemple, sous la dénomination commerciale Dual-Phase. [0034] Avantageusement, le renfort 9 de tunnel central présente une épaisseur supérieure ou égale à celle du tunnel central 5. Par exemple, le renfort 9 de tunnel central est constitué d'une tôle en acier d'une épaisseur supérieure ou égale à 0.7 mm plus préférentiellement, d'une épaisseur supérieure ou égale 0.8 min ; plus préférentiellement encore, d'une épaisseur supérieure ou égale 0.9 mm [0035] Le renfort 9 de tunnel central présente avantageusement une forme complémentaire à 7 celle du tunnel central 5. Le tunnel central 5 montre une paroi supérieure et des ailes latérales formant une section en oméga ou en U inversé ouverte en direction du sol. Le renfort 9 de tunnel central montre également une paroi supérieure et des ailes latérales, son extension arrière 11 étant un prolongement de sa paroi supérieure. Le renfort 9 de tunnel central est dimensionné pour recouvrir au moins partiellement le tunnel central 5 en se superposant à lui et en étant en contact avec lui ; de préférence, la surface de contact est aussi importante que possible, par exemple, la surface de contact est supérieure à 50 % de la surface, plus préférentiellement supérieure à 70% de la surface du renfort de tunnel central . Idéalement, la jonction entre la paroi supérieure et les ailes latérales du tunnel central 5 montre un arrondi et le renfort 9 de tunnel central présente un même arrondi au niveau de sa jonction entre sa paroi supérieure et les ailes latérales de manière à ce que les arrondis soient en contact également. De manière avantageuse, le renfort 9 de tunnel central ne forme pas de corps creux avec le tunnel central S. Leur mise en contact permet une fixation du renfort 9 sur le tunnel central 5 par soudage. [0036] Le renfort 9 de tunnel central présente une longueur inférieure ou égale à la longueur du tunnel central S. Par exemple, il présente une longueur inférieure ou égale à 80 % de la longueur du tunnel central ; de préférence, une longueur inférieure ou égale à 50 % de la longueur du tunnel central S. De même, le renfort 9 de tunnel central présente une hauteur inférieure ou égale à la hauteur du tunnel central S. Par exemple, il présente une hauteur inférieure ou égale à 90 % de la hauteur du tunnel central, de sorte à ne pas s'étendre jusqu'au plancher avant 1. Ces dimensions réduites du renfort 9 de tunnel central permettent une limitation de la masse globale du véhicule tout en permettant audit renfort 9 de remplir sa fonction. [0037] L'extension arrière 11 du renfort 9 de tunnel central est sensiblement plane et posée en appui à la fois sur le sommet de la traverse d'assise avant? et sur le plancher d'assise 3. L'extension arrière 11 est dépourvue d'ailes latérales. Elle recouvre avantageusement une extension arrière (non représentée) du tunnel central 5 placée en appui à la fois sur la traverse d'assise avant 7 et sur le plancher d'assise 3. De préférence, l'extension arrière 11 du renfort 9 de tunnel central présente au moins une patte de fixation 13 pour sa fixation à la fois à la traverse d'assise avant 7 et au plancher d'assise 3. Ladite ou lesdites pattes de fixation 13 sont agencées pour ne pas se superposer à l'extension arrière 11 du tunnel central 5. Ainsi, le renfort 9 de tunnel central est fixé par les pattes de fixation 13 de son extension arrière 11 à la fois au plancher d'assise 3 et à la traverse d'assise avant 7 par un même moyen de fixation. De préférence, le moyen de fixation est un point de soudure en trois épaisseurs. [0038] Comme vu plus haut, l'extrémité arrière du tunnel central 5 se place en regard, voire en appui, de la paroi avant de la traverse d'assise avant?. C'est pourquoi de manière 8 préférentielle, l'extrémité arrière des ailes latérales du renfort 9 de tunnel central va également se placer en appui contre la paroi avant de la traverse d'assise avant 7. A cette effet, l'extrémité arrière des ailes latérales du renfort 9 comprend au moins une patte de fixation 21 (visible en figure 2) agencée verticalement et se plaçant en appui contre la paroi avant de la traverse d'assise avant 7. La fixation du renfort de tunnel central sur la paroi avant de la traverse d'assise avant 7 se fait avantageusement par soudage. [0039] Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le renfort 9 de tunnel central présente au moins une nervure 15 de rigidification. De préférence, le renfort 9 de tunnel central présente au moins une nervure 15 de rigidification s'étendant selon la direction longitudinale du véhicule et au moins une nervure 15 de rigidification s'étendant selon la direction transversale du véhicule, de sorte à former un quadrillage sur ledit renfort. Lesdites nervures 15 de rigidification s'étendent à la fois sur la paroi supérieure du renfort et sur ses ailes latérales. De préférence, l'extension arrière 11 présente également des nervures 15 de rigidification. [0040] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'extrémité arrière de l'extension arrière 11 du renfort 9 de tunnel central se positionne en regard d'un renfort d'assise 17, c'est-à-dire de la pièce de renfort 17 transversale sur laquelle sont fixés les sièges passager et conducteur, et éventuellement, sur laquelle vont s'ancrer les dispositifs de ceinture de sécurité. Avantageusement, le renfort 9 de tunnel central et le renfort d'assise 17 ne sont pas en contact. [0041] Le renfort 9 de tunnel central a aussi une fonction de renfort de commande de vitesse. A cette fin, il comprendra au moins un ajour pour le passage d'une vis de fixation 19 du boîtier de commande de vitesse. Avantageusement, au moins une vis de fixation 19 du boîtier de commande de vitesse traverse un ajour présent sur l'extension arrière du renfort 9 de tunnel central. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]