Brevet FR3108067A1 — publié le 20210917

L'invention porte sur un ensemble (10) pour véhicule automobile comportant: - un premier brancard longitudinal (13.1), - un deuxième brancard longitudinal (13.2), - une traverse (12) reliée mécaniquement au premier brancard et au deuxième brancard, - un groupe motopropulseur (11) monté sur la traverse (12) par l'intermédiaire d'au moins une cale élastique (15), caractérisé en ce que ledit ensemble (10) comporte en outre un limiteur de débattement (19) comportant un corps (20) et un patin amortisseur (21), - le corps (20) étant solidaire du groupe motopropulseur (11), - le patin amortisseur (21) étant fixé sur le corps (20) ou sur la traverse (12), de sorte que le patin amortisseur (21) est comprimé entre le corps (20) et la traverse (12) lors d'un basculement exceptionnel du groupe motopropulseur (11) engendré par un couple appliqué au groupe motopropulseur (11) supérieur à un seuil limite d'une plage de couple correspondant à un fonctionnement normal du groupe motopropulseur (11). Figure 2 LIMITEUR DE DEBATTEMENT POUR UN GROUPE MOTOPROPULSEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention porte sur un limiteur de débattement pour un groupe motopropulseur de véhicule automobile. On connait une architecture de véhicule automobile comportant une traverse reliée mécaniquement à des brancards du véhicule automobile. Un groupe motopropulseur est monté suspendu sur la traverse par l'intermédiaire de deux cales porteuses élastiques situées chacune à une extrémité de la traverse. En outre, une biellette anti-couple assure une liaison mécanique entre le groupe motopropulseur et un berceau afin d'assurer une fonction de reprise de couple du groupe motopropulseur. Une telle architecture présente l'avantage de pouvoir transformer relativement aisément un véhicule initialement prévu pour intégrer un groupe motopropulseur thermique en un véhicule électrique tout en ayant un bilan favorable en termes de masse, de coût, et de prestations acoustiques. Dans ce type d’architecture et à l’instar des moteurs thermiques pendulés, les débattements du groupe motopropulseur sont pilotés par les courses des pièces élastomères intégrées dans les cales porteuses et la biellette anti-couple. La définition de ces dernières résulte donc d’un compromis entre le filtrage vibro-acoustique et la réduction des débattements du groupe motopropulseur. Une réduction des débattements entraîne une rigidification sous charges des éléments filtrants dégradant le confort acoustique du véhicule et inversement. Dans le cas de projets de véhicules à faibles volumes, il peut être intéressant de reconduire des pièces déjà existantes afin de réduire les investissements et le prix de revient des pièces. Cependant, le compromis optimal confort/débattement trouvé pour un projet initial peut ne pas répondre aux besoins d'un autre projet faisant appel aux pièces reconduites. Cela peut notamment être le cas, lorsque le second projet est soumis à des contraintes de dimensionnement plus sévères que le premier (masse du véhicule plus élevée, démultiplication du réducteur différente, couple moteur supérieur, etc..). Ainsi, la sévérisation des cas de dimensionnement peut conduire à des débattements supplémentaires du groupe motopropulseur qui ne seraient plus compatibles avec l’environnement sous-capot. Cela induit des risques de contact entre le groupe motopropulseur et des éléments fixes sur la caisse lors d’évènements exceptionnels au cours desquels le véhicule automobile est soumis à des niveaux d'accélération ou de décélération situés en dehors d'une plage de fonctionnement normal du véhicule automobile. Dans le cas où l'on modifierait les cales de façon à réduire les débattements sur les cales porteuses, cela aurait un impact sur l’ensemble du domaine d’utilisation du véhicule (de normal à exceptionnel) et dégraderait donc le confort acoustique sur la plage de fonctionnement normal. L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un ensemble pour véhicule automobile comportant: - un premier brancard longitudinal, - un deuxième brancard longitudinal, - une traverse reliée mécaniquement au premier brancard et au deuxième brancard, - un groupe motopropulseur monté sur la traverse par l'intermédiaire d'au moins une cale élastique, ledit ensemble comportant en outre un limiteur de débattement comportant un corps et un patin amortisseur, - le corps étant solidaire du groupe motopropulseur, - le patin amortisseur étant fixé sur le corps ou sur la traverse, de sorte que le patin amortisseur est comprimé entre le corps et la traverse lors d'un basculement exceptionnel du groupe motopropulseur engendré par un couple appliqué au groupe motopropulseur supérieur à un seuil limite d'une plage de couple correspondant à un fonctionnement normal du groupe motopropulseur. L'invention permet ainsi de limiter les débattements du groupe motopropulseur pour les cas d'usage exceptionnels sans impact vibro-acoustique pour les cas d’usage normaux. L'invention permet également de reconduire des composants élastiques issus de projets de développement de véhicules automobiles moins sollicitant en termes d'accélération et de décélération. Selon une réalisation de l'invention, le limiteur de débattement est disposé par rapport au groupe motopropulseur de façon à être comprimé lorsque le groupe motopropulseur bascule dans un premier sens correspondant à une rotation du groupe motopropulseur résultant de l’application d'un couple négatif sur ce groupe motopropulseur. Selon une réalisation de l'invention, le limiteur de débattement est disposé par rapport au groupe motopropulseur de façon à être comprimé lorsque le groupe motopropulseur bascule dans un second sens correspondant à une rotation du groupe motopropulseur résultant de l’application d'un couple positif sur ce groupe motopropulseur. Selon une réalisation de l'invention, le limiteur de débattement est un élément rapporté fixé sur le groupe motopropulseur. Selon une réalisation de l'invention, le groupe motopropulseur étant de type électrique, le limiteur de débattement est fixé sur un carter d'un moteur électrique, un carter d'un onduleur, ou un carter d'un réducteur du groupe motopropulseur. Selon une réalisation de l'invention, le corps du limiteur de débattement vient de matière avec un composant du groupe motopropulseur ou avec un composant lié mécaniquement au groupe motopropulseur. Selon une réalisation de l'invention, le limiteur de débattement comporte un corps réalisé dans un matériau métallique, tel que de l'aluminium extrudé. Selon une réalisation de l'invention, le corps du limiteur de débattement présente des évidements et un réseau de nervures de rigidification. Selon une réalisation de l'invention, une zone d'appui du patin amortisseur est aménagée de sorte qu'une surface d'appui correspondante soit normale à une trajectoire du patin amortisseur lors d'un déplacement exceptionnel du groupe motopropulseur. Selon une réalisation de l'invention, le patin amortisseur est réalisé dans un matériau élastomère. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention. La figure 1 est une vue en perspective d'une architecture sous-capot à groupe motopropulseur suspendu apte à intégrer un limiteur de débattement selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un ensemble selon l'invention comportant un limiteur de débattement monté sur un groupe motopropulseur; La figure 3 est une vue en perspective d'un groupe motopropulseur sur lequel est monté un limiteur de débattement selon la présente invention; La figure 4 est une vue en coupe transversale illustrant un mode de réalisation monodirectionnel du limiteur de débattement selon l'invention; La figure 5 est une vue en coupe transversale illustrant un mode de réalisation bidirectionnel du limiteur de débattement selon l'invention; La figure 6 est une vue en perspective d'une traverse munie d'une face plane d'appui pour un amortisseur élastique du limiteur de débattement selon la présente invention; La figure 7 montre une plage de compression du patin amortisseur représentée sur une échelle de couple négatif appliqué au groupe motopropulseur. Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d'une figure à l'autre. La figure 1 montre un ensemble 10 pour véhicule automobile comportant un groupe motopropulseur 11 monté de façon suspendue sur une traverse 12 du véhicule automobile. A cet effet, l'ensemble 10 comporte un premier brancard longitudinal 13.1 et un deuxième brancard longitudinal 13.2. La direction longitudinale s’étend parallèlement à une direction d'allongement longitudinale du véhicule automobile. La traverse 12 est reliée mécaniquement au premier brancard longitudinal 13.1 et au deuxième brancard longitudinal 13.2. La traverse 12 s'étend suivant une direction transversale qui est perpendiculaire à la direction longitudinale du véhicule et se situe dans un plan horizontal. La traverse 12 peut être obtenue par différents procédés de fabrication, notamment par fonderie d’aluminium, par extrusion d’aluminium, ou par un procédé de mécano-soudage d’une tôle d’acier. Le groupe motopropulseur 11 est monté suspendu sur la traverse 12 par l'intermédiaire d'au moins une cale élastique 15, en l'occurrence deux cales élastiques 15 situées chacune à une extrémité de la traverse 12. Le groupe motopropulseur 11 pourra prendre la forme d'un groupe motopropulseur à moteur thermique ou d'un groupe motopropulseur de type électrique, dit aussi groupe électromoteur. Le groupe électromoteur 11 comporte notamment un moteur électrique de traction associé à un onduleur de puissance relié électriquement à une batterie. Le groupe électromoteur 11 comporte également un réducteur afin de rendre compatible la vitesse de rotation élevée du moteur électrique avec celle des roues du véhicule automobile. La traverse 12 pourra également être utilisée pour fixer différents composants électriques d'un groupe électromoteur 11. Une biellette anti-couple 16 assure une liaison mécanique entre le groupe motopropulseur 11 et un berceau 18. Le berceau 18 s'étend transversalement par rapport à une direction d'allongement longitudinale du véhicule. Le berceau 18 est situé à un niveau vertical inférieur au niveau vertical suivant lequel s'étend la traverse 12. Comme on peut le voir sur les figures 2, 3, 4 et 5, un limiteur de débattement 19 comporte un corps 20 et un patin amortisseur 21 fixé sur le corps 20. Le corps 20 réalisé dans un matériau rigide est solidaire du groupe motopropulseur 11. Comme cela est expliqué plus en détails ci-après, le patin amortisseur 21 est destiné à venir en contact avec la traverse 12 de façon à être comprimé entre le corps 20 et la traverse 12 lors d'un basculement d’amplitude exceptionnelle du groupe motopropulseur 11 engendré par un couple appliqué au groupe motopropulseur 11 supérieur à un seuil limite d'une plage de couple correspondant à un fonctionnement normal du groupe motopropulseur 11. Suivant un mode de réalisation monodirectionnel montré sur les figures 2 et 4, le limiteur de débattement 19 pourra être disposé par rapport au groupe motopropulseur 11 de façon à être comprimé lorsque le groupe motopropulseur 11 bascule dans un premier sens correspondant à une rotation du groupe motopropulseur 11 résultant de l’application d'un couple négatif sur le groupe motopropulseur 11. Lorsque le véhicule et donc le groupe motopropulseur 11 sont soumis à une décélération longitudinale, le groupe motopropulseur 11 a alors tendance à se déplacer vers l'avant du véhicule automobile (la flèche F représente l'avant du véhicule sur la figure 2). Le groupe motopropulseur 11 est alors soumis à un couple que l’on désignera comme négatif par convention et qui fait basculer le groupe motopropulseur 11 vers l’avant du véhicule. Alternativement, le limiteur de débattement 19 est disposé par rapport au groupe motopropulseur 11 de façon à être comprimé lorsque le groupe motopropulseur 11 bascule dans un second sens correspondant à une application d'un couple positif sur le groupe motopropulseur 11. Lorsque le véhicule et donc le groupe motopropulseur 11 sont soumis à une accélération longitudinale, le groupe motopropulseur 11 a alors tendance à se déplacer vers l'arrière du véhicule automobile. Le groupe motopropulseur 11 est alors soumis à un couple que l’on désignera comme positif par convention et qui fait basculer le groupe motopropulseur 11 vers l’arrière du véhicule. Suivant un mode de réalisation bidirectionnel montré sur la figure 5, il est possible de prévoir deux limiteurs de débattement 19 agissant respectivement dans le premier et le second sens. Le patin amortisseur 21 est réalisé dans un matériau élastique, notamment dans un matériau élastomère. Alternativement, le patin amortisseur 21 pourra être réalisé dans un matériau caoutchouc ou tout autre matériau adapté à l'application. Le dimensionnement du patin amortisseur 21 est effectué en fonction d'un déplacement souhaité pour un effort donné appliqué lors d'un évènement exceptionnel correspondant notamment à un freinage ou une accélération se produisant dans le cas d'un fonctionnement anormal du groupe motopropulseur 11. Dans le mode de réalisation montré sur les figures, le limiteur de débattement 19 est un élément rapporté fixé sur le groupe motopropulseur 11. A cet effet, le corps 20 est fixé sur le groupe motopropulseur 11 au moyen d'organes de fixation 23, tels que des vis visibles notamment sur les figures 3, 4, et 5. Alternativement, il est possible d'utiliser des rivets, des goujons, ou tout autre organe de fixation adapté à l'application. Suivant un exemple de réalisation, le limiteur de débattement 19 est fixé sur un carter du moteur électrique, un carter de l'onduleur de puissance, ou un carter du réducteur de vitesse dans le cas où le groupe motopropulseur 11 est un groupe électromoteur. Alternativement, le limiteur de débattement 19 vient de matière avec un composant du groupe motopropulseur 11 ou avec un composant lié mécaniquement au groupe motopropulseur 11. Le corps 20 est de préférence réalisé dans un matériau métallique, tel que de l'aluminium extrudé. Un tel matériau permet de minimiser la masse de l'ensemble. Comme on peut le voir sur les figures 4, 5, et 6, le corps 20 du limiteur de débattement 19 présente des évidements 24 et un réseau de nervures de rigidification 25. Dans le cas de sollicitations importantes, il est possible d'utiliser un corps 20 plein pour améliorer la tenue mécanique du limiteur de débattement 19. Le corps 20 du limiteur de débattement 19 pourra comporter une première portion 20.1 et une deuxième portion 20.2 de façon à présenter globalement une forme en L, tel que cela est bien visible sur les figures 4 et 6. La première portion 20.1 est solidaire du groupe motopropulseur 11. La deuxième portion 20.2 porte du côté de son extrémité libre le patin amortisseur 21. La deuxième portion 20.2, en particulier la face comportant le patin amortisseur 21, forme un angle non nul par rapport à la première portion 20. 1. Cet angle pourra être adapté en fonction de la trajectoire souhaitée du limiteur de débattement 19 par rapport à la traverse 12 lors d'un déplacement exceptionnel du groupe motopropulseur 11. Suivant un mode de réalisation montré sur la figure 6, une zone d'appui du patin amortisseur 21 est aménagée dans la traverse 12 de sorte qu'une surface d'appui 26 correspondante soit normale à une trajectoire du patin amortisseur 21 lors d'un basculement exceptionnel du groupe motopropulseur 11. Le limiteur de débattement 19 est conçu de manière à travailler uniquement en dehors d'un domaine d’utilisation normal du véhicule automobile pour lequel on souhaite préserver le confort acoustique. En variante, comme cela est illustré par la figure 4, le patin amortisseur 21 représenté en pointillés pourra être fixé sur la traverse 12 de façon à être comprimé entre le corps 20 et la traverse 12 lors d'un déplacement exceptionnel du groupe motopropulseur 11. La figure 7 montre une plage de compression P1 du patin amortisseur 21 représentée sur une échelle de couple négatif appliqué au groupe motopropulseur 11. Une plage de couple P0 correspondant à un fonctionnement normal du groupe motopropulseur 11 est comprise entre 0 N.m et un seuil limite de l'ordre de -2500 N.m. Par "de l'ordre de", on entend une variation de plus ou moins 20% autour de la valeur cible. Les valeurs de couple sont données ici à titre indicatif et pourront donc différer en fonction du véhicule. Le patin amortisseur 21 commence à se comprimer lorsque le couple appliqué au groupe motopropulseur 11 devient supérieur au seuil limite. La plage de compression P1 du patin amortisseur 21 est par exemple comprise entre le seuil limite et une valeur maximale de l'ordre de -4000 N.m. Les valeurs de couple sont données ici à titre indicatif et pourront donc différer en fonction du véhicule. La compression du patin amortisseur 21 se produit en cas d'évènement exceptionnel, notamment en cas de freinage d'urgence ou d'un choc, ou d'une reprise d’adhérence. Une plage de compression analogue située au-delà d'une plage d’utilisation normale du groupe motopropulseur 11 pourra être prévue pour un couple positif appliqué au groupe motopropulseur 11 et dépassant un seuil limite de la plage d'utilisation normale. Bien entendu, l'invention pourra être mise en œuvre de façon analogue avec un groupe motopropulseur 11 de type thermique. Ensemble (10) pour véhicule automobile comportant: - un premier brancard longitudinal (13.1), - un deuxième brancard longitudinal (13.2), - une traverse (12) reliée mécaniquement au premier brancard et au deuxième brancard, - un groupe motopropulseur (11) monté sur la traverse (12) par l'intermédiaire d'au moins une cale élastique (15), caractérisé en ce que ledit ensemble (10) comporte en outre un limiteur de débattement (19) comportant un corps (20) et un patin amortisseur (21), - le corps (20) étant solidaire du groupe motopropulseur (11), - le patin amortisseur (21) étant fixé sur le corps (20) ou sur la traverse (12), de sorte que le patin amortisseur (21) est comprimé entre le corps (20) et la traverse (12) lors d'un basculement exceptionnel du groupe motopropulseur (11) engendré par un couple appliqué au groupe motopropulseur (11) supérieur à un seuil limite d'une plage de couple correspondant à un fonctionnement normal du groupe motopropulseur (11). Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le limiteur de débattement (19) est disposé par rapport au groupe motopropulseur (11) de façon à être comprimé lorsque le groupe motopropulseur (11) bascule dans un premier sens correspondant à une rotation du groupe motopropulseur (11) résultant de l’application d'un couple négatif sur ce groupe motopropulseur (11). Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le limiteur de débattement (19) est disposé par rapport au groupe motopropulseur (11) de façon à être comprimé lorsque le groupe motopropulseur (11) bascule dans un second sens correspondant à une rotation du groupe motopropulseur (11) résultant de l’application d'un couple positif sur ce groupe motopropulseur (11). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le limiteur de débattement (19) est un élément rapporté fixé sur le groupe motopropulseur (11). Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que le groupe motopropulseur (11) étant de type électrique, le limiteur de débattement (19) est fixé sur un carter d'un moteur électrique, un carter d'un onduleur, ou un carter d'un réducteur du groupe motopropulseur (11). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps (20) du limiteur de débattement (19) vient de matière avec un composant du groupe motopropulseur (11) ou avec un composant lié mécaniquement au groupe motopropulseur (11). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le limiteur de débattement (19) comporte un corps (20) réalisé dans un matériau métallique, tel que de l'aluminium extrudé. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps (20) du limiteur de débattement (19) présente des évidements (24) et un réseau de nervures de rigidification (25). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une zone d'appui du patin amortisseur (21) est aménagée de sorte qu'une surface d'appui (26) correspondante soit normale à une trajectoire du patin amortisseur (21) lors d'un déplacement exceptionnel du groupe motopropulseur (11). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le patin amortisseur (21) est réalisé dans un matériau élastomère.