Brevet FR3091675A1 — publié le 20200717

Description Titre de l'invention : Module de cockpit montable d'une seule pièce dans un véhicule [0001] La présente invention concerne un module de cockpit de véhicule comprenant une caisse, le module de cockpit comprenant au moins une planche de bord de véhicule, un ensemble fonctionnel électrique et au moins un élément de raccordement raccordé à l'ensemble fonctionnel électrique et destiné à être raccordé à une source d'électricité. [0002] L'invention concerne également une caisse de véhicule comprenant un tel module de cockpit et un véhicule comprenant une telle caisse de véhicule. [0003] Un véhicule classique comprend un châssis et une caisse, formée d'éléments structurels assemblés entre eux, montée sur le châssis afin de définir le volume intérieur du véhicule. Dans cc volume intérieur, les éléments de l'habitacle sont montés un à un. Ces éléments de l'habitacle comprennent notamment les éléments formant le cockpit du véhicule, c'est-à-dire au moins la planche de bord et l'ensemble de direction du véhicule. [0004] La tendance actuelle de l'industrie automobile est d'ajouter un nombre croissant de fonctionnalités liées à la conduite, à l'ergonomie ou à l'environnement intérieur ou extérieur du véhicule. Pour cc faire, des dispositifs fonctionnels électriques, tels que des capteurs et un ou plusieurs dispositifs d'affichage, sont prévus en différents endroits de l'habitacle et connectés électriquement à une source d'électricité. Certains dispositifs fonctionnels sont notamment montés sur les éléments structurels de la caisse du véhicule, par exemple sur les montants avant entourant le parc-brise du véhicule. [0005] Ainsi, le montage du véhicule nécessite des étapes fastidieuses de montage des dis- positifs fonctionnels sur les éléments structurels de la caisse et surtout de câblage pour connecter les dispositifs fonctionnels à la source d'électricité et au(x) dispositif(s) d'affichage par des éléments de raccordement. Ces étapes posent notamment des problèmes d'accessibilité à l'espace intérieur du véhicule alors que la caisse est déjà montée. Ces étapes mobilisent ainsi une main d'oeuvre importante et allongent de façon substantielle le montage du véhicule. [0006] L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un module de cockpit de véhicule présentant un grand nombre de fonctionnalités et dont l'intégration dans le véhicule est simplifiée afin de faciliter le montage du véhicule. [0007] A cet effet, l'invention concerne un module de cockpit du type précité, comprenant en outre au moins un élément structurel formant au moins une partie de support d'un pare-brise, ledit module de cockpit étant montable d'une seule pièce sur la caisse du véhicule. 2 [0008] Le module de cockpit selon l'invention intègre donc à la fois les éléments fonc- tionnels du cockpit et au moins un élément structurel destiné à faire partie de la caisse du véhicule. Ainsi, il est possible de monter des éléments fonctionnels et de connecter ceux-ci au reste de l'ensemble fonctionnel électrique sur cet élément structurel alors que celui-ci n'est pas encore intégré à la caisse du véhicule. Le montage et le câblage de l'ensemble fonctionnel électrique peut donc se faire en parallèle de l'assemblage du reste de la caisse et de façon simplifiée puisque l'élément structurel reste accessible, notamment pour faire passer un ou plusieurs éléments de raccordement. Le module de cockpit peut ensuite être monté d'une seule pièce sur la caisse. [0009] Selon d'autres caractéristiques optionnelles du module de cockpit selon l'invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable : [0010] - le module de cockpit comprend en outre une source d'électricité, raccordée à l'ensemble fonctionnel électrique par l'élément de raccordement de sorte à alimenter l'ensemble fonctionnel électrique en électricité, [0011] - l'ensemble fonctionnel électrique comprend au moins un élément fonctionnel électrique monté sur ou dans l'élément structurel, l'élément de raccordement étant raccordé audit élément fonctionnel électrique et passant sur ou dans ledit élément structurel, [0012] - le module cockpit comprend une pluralité d'éléments structurels, au moins une partie desdits éléments structurels formant entre eux un cadre de support d'un pare-brise, [0013] - un pare-brise est monté sur l'élément structurel, [0014] - l'ensemble fonctionnel électrique comprend au moins un dispositif d'affichage s'étendant sur le pare-brise et/ou sur la planche de bord, [0015] - le module de cockpit comprend en outre un ensemble de direction du véhicule, ledit ensemble de direction étant monté au moins en partie sur la planche de bord, et [0016] - le module de cockpit comprend en outre un panneau pare-feu, s'étendant sous la planche de bord et destiné à séparer un habitacle du véhicule d'un compartiment moteur du véhicule. [0017] Selon un autre aspect, l'invention concerne également une caisse de véhicule comprenant une pluralité d'éléments structurels définissant entre eux une structure de véhicule, ladite structure comprenant au moins une ouverture s'étendant dans une partie avant de la caisse, dans laquelle l'ouverture de la structure présente une forme sensiblement complémentaire de l'élément structurel d'un module de cockpit tel que décrit ci-dessus, l'élément structurel étant apte à être assemblé sur la caisse de sorte à fermer l'ouverture. [0018] Selon un autre aspect, l'invention concerne un véhicule comprenant une caisse de véhicule et un module de cockpit tels que décrits ci-dessus, dans lequel l'élément 3 structurel dudit module de cockpit est assemblé sur la caisse de sorte à fermer l'ouverture de la structure. [0019] Selon une caractéristique optionnelle du véhicule, l'élément structurel du module de cockpit forme au moins un montant latéral d'un cadre de support d'un pare-brise. [0020] D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : [0021] [fig.1] - la Fig. 1 est une représentation schématique en perspective d'un module de cockpit selon l'invention, et [0022] [fig.2] - la Fig. 2 est une représentation schématique en perspective partiellement éclatée d'ensemble de véhicule comprenant une caisse de véhicule et un module de cockpit de la Fig. 1. [0023] Dans la description, la direction d'élévation est définie selon la hauteur du véhicule et correspond par exemple à la direction verticale lorsque le véhicule est disposé sur un sol horizontal. Les termes « inférieur » et « supérieur » sont définis par rapport à la direction d'élévation. [0024] En référence à la Fig. 1, on décrit un module de cockpit 1 de véhicule comprenant au moins une planche de bord 2, un ensemble fonctionnel électrique 4 et au moins un élément structurel 6 destiné à faire partie de la caisse 8 du véhicule. [0025] Le module de cockpit 1 selon l'invention est destiné à être monté sur la caisse 8 d'une seule pièce, comme représenté sur la Fig. 2. Par d'une seule pièce, on entend que tous les éléments du module de cockpit 1 qui vont être décrit ci-dessous sont préalablement assemblés entre eux et que l'ensemble ainsi obtenu est ensuite monté sur la caisse 8, ce qui ne nécessite qu'une étape de fixation du module de cockpit à la caisse 8 et éventuellement un raccordement à un système électrique du véhicule, ainsi qu'un raccordement d'un ensemble de direction à la mécanique du véhicule. En d'autres termes, en dehors de cette étape de raccordement, le montage du module de cockpit 1 selon l'invention ne nécessite pas d'étape de câblage supplémentaire, comme cela sera décrit ultérieurement. [0026] La planche de bord 2 s'étend sensiblement transversalement sur toute la largeur du module de cockpit 1. Cette planche de bord 2 comprend tous les éléments classiques pour ce genre d'application, à savoir notamment des conduits et des bouches d'aération, un panneau d'instrumentation, optionnellement un ou plusieurs dispositifs d'affichage, un ou plusieurs volumes de rangement, etc. La planche de bord comprend également les éléments de réception d'un ensemble de direction du véhicule 10, dans le cas d'un véhicule à conduite manuelle ou partiellement manuelle dans le cas d'un véhicule autonome. Un tel ensemble de direction comprend de façon classique une colonne de direction (non représentée) et un volant 12. Selon un mode de réalisation, l'ensemble de direction n'est monté sur la planche de bord 2 qu'après l'assemblage du module de cockpit 1 sur la caisse 8 du véhicule. Dans ce cas, le module de cockpit 1 avant son assemblage sur la caisse 8 ne comprend que des éléments de fixation de l'ensemble de direction. [0027] Selon un mode de réalisation, un groupe de chauffage, ventilation et climatisation 14, ou HVAC, est monté sous la planche de bord 2 et connecté aux conduits d'aération de la planche de bord 2. [0028] La planche de bord 2 est, de façon classique, revêtue par au moins un élément de garnissage agencé pour conférer un aspect satisfaisant à la planche de bord 2. [0029] En plus du ou des dispositifs d'affichage et du groupe de chauffage, ventilation et cli- matisation 14 décrits précédemment, l'ensemble fonctionnel électrique 4 regroupe des éléments fonctionnels électriques 16 assurant différentes fonctions à destination des passagers du véhicule. Parmi ces éléments fonctionnels 16, l'ensemble fonctionnel 4 comprend par exemple des capteurs, par exemple de température ou autre, des caméras, par exemple pour permettre une visualisation de l'environnement extérieur et/ou intérieur du véhicule, un système de sonorisation de des dispositifs de commande des différentes fonctionnalités, un ou plusieurs dispositifs d'affichage permettant d'afficher des informations relatives à ces différentes fonctionnalités ou d'autres informations et contenus audiovisuels, etc. Le ou les dispositifs d'affichage s'étendent par exemple sur le pare-brise et/ou sur la planche de bord 2. Les éléments fonctionnels 16 sont par exemple montés sur la planche de bord 2, sur l'élément structurel 6, comme cela sera décrit ultérieurement, ou sur toute autre partie adaptée du module de cockpit 1. [0030] Selon un mode de réalisation, le module de cockpit 1 comprend notamment tous les éléments fonctionnels électriques 16 liés à l'interface homme machine du véhicule (HMI). Cette interface homme machine permet au conducteur et/ou au(x) passager(s) avant d'interagir avec le véhicule, notamment pour commander certaines fonctionnalités du véhicule, pour obtenir des informations sur la conduite du véhicule et sa géolocalisation et/ou pour obtenir des informations sur l'environnement intérieur et/ou extérieur du véhicule. [0031] Le module de cockpit comprend en outre au moins un élément de raccordement 17 raccordé à au moins un des éléments fonctionnels électriques 16 de l'ensemble fonctionnel électrique 4 et destiné à permettre de raccorder l'élément fonctionnel électrique à une source d'électricité 18 afin d'alimenter en électricité l'élément fonctionnel électrique 16. L'élément de raccordement 17 est par exemple un câble électrique. L'élément de raccordement 17 passe par l'élément structurel 6, par exemple à l'intérieur de celui-ci. Selon un mode de réalisation, le module de cockpit comprend tous les éléments de raccordement nécessaires pour raccorder tous les éléments fonctionnels électriques 16 de l'ensemble fonctionnel électrique 4 entre eux et à la source d'électricité 18. Ainsi le câblage de l'ensemble fonctionnel électrique 4 peut être réalisé alors que le module de cockpit 1 n'est pas encore monté dans le véhicule, ce qui simplifie cette étape du fait de l'accessibilité à toutes les zones du module de cockpit 1. Les éléments de raccordement sont par exemple connectés à un tableau électrique placé à un endroit facilitant le raccordement de l'ensemble fonctionnel électrique 4, par exemple au voisinage de la source d'électricité 18. [0032] Selon un mode de réalisation, la source d'électricité 18 est intégrée au module de cockpit 1. La source d'électricité 18 est par exemple montée sous la planche de bord 2 et est par exemple formée par une batterie. Selon ce mode de réalisation, le ou les éléments de raccordement 17 peuvent être raccordés à la source d'électricité 18 pour alimenter l'ensemble fonctionnel électrique 4 alors que le module de cockpit 1 n'est pas encore monté sur la caisse 8 du véhicule. Ainsi, selon ce mode de réalisation, le module de cockpit 1 est autonome, c'est-à-dire apte à fonctionner sans raccordement supplémentaire, ce qui simplifie encore l'assemblage du module de cockpit et du véhicule. [0033] L'élément structurel 6 du module de cockpit forme une partie de la caisse 8 du véhicule lorsque le module de cockpit 1 est monté sur la caisse 8 du véhicule et renforce ainsi la caisse 8, comme cela sera décrit ultérieurement. En d'autres termes, l'élément structurel 6 est intégré dans la caisse 8 lorsque le module de cockpit est monté sur le reste de la caisse et participe à conférer à la caisse ses propriétés mécaniques, notamment en termes de rigidité. On rappelle que la caisse 8 d'un véhicule constitue le « squelette » du véhicule sur lequel les autres éléments du véhicule sont montés, comme représenté sur la Fig. 2. La caisse 8 comprend notamment des longerons 20 pour recevoir le plancher du véhicule, des piliers 22 avant et arrière et un toit 24, les piliers s'étendant entre les longerons 20 et le toit 24. La caisse 8 comprend en outre une structure de réception du pare-brise, formant un cadre 26 de support d'un pare-brise du véhicule. Le cadre 26 comprend deux montants latéraux 28 s'étendant chacun dans la continuité d'un pilier avant 22 selon la direction d'élévation du véhicule, un montant inférieur 30 s'étendant d'un montant latéral 28 à l'autre à la jonction entre les piliers avant 22 et les montants latéraux 28 et un montant supérieur 32 s'étendant d'un montant latéral à l'autre aux extrémités supérieures des montants latéraux 28 et assurant une jonction avec le toit 24 de la caisse 8. Selon un mode de réalisation, chaque montant latéral 28 et le pilier avant 22 correspondant sont formés d'une seule pièce. [0034] L'élément structurel 6 du module de cockpit selon l'invention est formé par un 6 élément structurel 6 formant un support pour le pare-brise, c'est-à-dire l'un des éléments structurels du cadre 26, par exemple un montant latéral 28 du cadre 26. Selon un mode de réalisation, le module de cockpit comprend plusieurs éléments structurels 6 de la caisse 8. Par exemple, le module de cockpit 1 comprend au moins tous les éléments structurels 6 sur lesquels un élément fonctionnel électrique 16 doit être monté. Selon un mode de réalisation, les éléments structurels 6 du module de cockpit sont formés par les différents montants (latéraux 28, inférieur 30 et supérieur 32) du cadre 26. Selon un mode de réalisation, le module de cockpit comprend en outre les piliers avant 22 de la caisse 8, comme représenté sur la Fig. 1. [0035] Selon un mode de réalisation, le module de cockpit comprend en outre un panneau parc-feu 34 s'étendant sous la planche de bord 2 et destiné à séparer un habitacle du véhicule d'un compartiment moteur du véhicule. [0036] En d'autres termes, selon ce mode de réalisation, le module de cockpit 1 comprend toute la partie frontale de la caisse 8 de véhicule qui peut être montée d'une seule pièce sur le reste de la caisse 8, comme représenté sur la Fig. 2. [0037] Le module de cockpit 1 selon l'invention comprend en outre un pare-brise (non re- présenté) monté sur le cadre 26 et intégrant éventuellement un ou plusieurs éléments fonctionnels électriques. [0038] On décrit à présent un procédé de réalisation d'une caisse 8 de véhicule comprenant un module de cockpit 1 tel que décrit précédemment. [0039] La caisse 8, en dehors du ou des éléments structurels 6 du module de cockpit 1, est assemblée d'une part et le module de cockpit 1 est assemblé d'autre part. Lorsque la caisse 8 est assemblée par assemblage de ses différents éléments structurels, elle comprend une ouverture 36 dans au moins dans une partie avant de la caisse 8, cette ouverture 36 présentant une forme sensiblement complémentaire de l'élément structurel 6 du module de cockpit 1 afin de permettre le montage du module de cockpit 1 sur la caisse 8, comme cela sera décrit ultérieurement. Ainsi la caisse 8 ne comprend pas au moins un élément structurel complétant la structure de la caisse, cet élément structurel manquant faisant partie du module de cockpit 1. [0040] Notamment, lorsque le module de cockpit 1 comprend plusieurs éléments structurels 6, ceux-ci sont assemblés entre eux, par exemple par soudage et la caisse 8 comprend une ouverture 36 complémentaire de l'ensemble de ces éléments structurels 6. Selon un mode de réalisation, l'assemblage du module de cockpit 1 comprend ainsi la réalisation du cadre 26 par assemblage des différents montants 28, 30, 32 et, éventuellement l'assemblage du cadre 26 sur les piliers avant 22 lorsque ceux-ci ne sont pas réalisés d'une seule pièce avec les montants latéraux 28. [0041] Les autres éléments du module de cockpit 1 sont ensuite assemblés avec le ou les éléments structurels. Ainsi, la planche de bord 2 est montée sur le ou les éléments 7 structurels 6, notamment sur le montant inférieur 30 et sur les montants latéraux 28 du cadre 26 et sur les piliers avant 22. Le pare-brise est ensuite monté sur le cadre 26. [0042] L'ensemble fonctionnel électrique 4 est ensuite monté sur le module de cockpit 1. Ainsi, les différents éléments fonctionnels électriques 16 sont montés sur la planche de bord 2 et sur le ou les éléments structurels 6 et sont raccordés entre eux par les éléments de raccordement 17. Lorsque le module de cockpit comprend la source d'électricité 18, les différents éléments fonctionnels électriques 16 sont en outre raccordés à celle-ci. Ainsi, l'étape de câblage, nécessitant notamment de faire passer des éléments de raccordement 17 dans un ou plusieurs éléments structurels, est simplifiée car l'opérateur bénéficie d'un accès simple aux éléments structurels 6. [0043] L'assemblage du module de cockpit 1 comprend éventuellement une étape de montage de l'ensemble de direction du véhicule 10 sur la planche de bord 2. [0044] Lorsque le module de cockpit 1 est assemblé, le module de cockpit 1 est monté d'une seule pièce sur le reste de la caisse 8, comme représenté sur la Fig. 2. Le ou les éléments structurels 6 du module de cockpit 1 sont ensuite fixés sur les éléments structurels environnant de la caisse 8 afin de constituer une caisse complète de véhicule, notamment en fermant l'ouverture 36 de la caisse 8 dans sa partie avant. [0045] On notera que, lorsque le module de cockpit 1 ne comprend pas tous les éléments structurels 6 formant le cadre 26, le montage du pare-brise sur le cadre 26 peut se faire après l'assemblage du module de cockpit 1 sur le reste de la caisse 8. [0046] Le procédé comprend ensuite éventuellement une étape de raccordement d'au moins un élément de raccordement à la source d'électricité 18 lorsque celle-ci ne fait pas partie du module de cockpit 1 ou de raccordement de la source d'électricité 18 au système électrique du véhicule lorsque la source d'électricité 18 fait partie du module de cockpit 1. [0047] Le montage du module de cockpit 1 et de la caisse 8 est ainsi simplifié, notamment l'étape de raccordement du ou des éléments fonctionnels électriques 16 du module de cockpit à la source d'électricité 18, puisque le procédé de montage ne nécessite pas de câblage électrique sur la caisse 8 finalisée en dehors d'un simple raccordement à la source d'électricité 18 ou au système électrique du véhicule. 8