FR3072637B1 - Vehicule automobile comportant un moyen de poussee pour la protection d’un equipement de motorisation et procede de protection - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un véhicule automobile (1) comportant un châssis (6), un premier (5) et un deuxième (31) équipement de motorisation et un moyen de détection d'un impact sur le véhicule, le premier et le deuxième équipement étant disposés en vis-à-vis l'un de l'autre sous le châssis, le deuxième équipement (31) étant susceptible de suivre, en cas d'impact, une trajectoire de choc pouvant endommager le premier équipement (5). Selon l'invention, le véhicule comporte en outre un moyen de poussée (4) apte à exercer, en cas de détection d'un impact, une force de poussée (FP) déplaçant le deuxième équipement (31) depuis une position de montage à une position déviée de manière à dévier la trajectoire de choc du deuxième équipement.

Description

VÉHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN MOYEN DE POUSSÉE POUR LA PROTECTION D'UN ÉQUIPEMENT DE MOTORISATION ET PROCÉDÉ DE PROTECTION

[001] Le domaine de l'invention concerne un véhicule automobile et un procédé de protection d'un premier équipement de motorisation sensible du véhicule, tel qu'un module de batteries, susceptible d'être endommagé par un deuxième équipement de motorisation en cas d'impact sur le véhicule.

[002] Les véhicules hybrides et électriques embarquent des équipements sensibles et onéreux que les constructeurs cherchent à protéger des impacts, c'est le cas notamment des modules de batteries de traction. Dans certains véhicules, le module de batteries est installé à l'arrière du véhicule à proximité du pare-chocs intercalé entre le train arrière du véhicule, considéré comme étant un élément non déformable, et le pare-chocs arrière, considéré comme étant un élément déformable en cas d'impact arrière. En cas de collision, il arrive que le pare-chocs arrière se déplace ou se déforme. Cette situation est susceptible de provoquer un endommagement du module de batteries.

[003] Il est connu de l'état de la technique des solutions visant à absorber l'énergie d'impact en cas de collision du véhicule. Par exemple, le document US9409601B2 enseigne un moyen de détection d'un impact déclenchant des charges explosives de vis de fixation du train de roues afin de libérer partiellement le train de roues du châssis. Une fois la liaison rompue, cette solution permet un déplacement du train de roues vers l'arrière du véhicule sous l'action de la force de l'impact. Le déplacement du train de roues permet de libérer de l'espace dans le compartiment moteur pour une meilleure absorption du choc et une meilleure protection des passagers. Cependant, cette solution ne permet pas de préserver les équipements de motorisation de l'impact.

[004] Il existe donc un besoin d'améliorer la protection d'un équipement pour un véhicule automobile en cas de collision.

[005] Un objectif de l'invention est de palier les problèmes précités et de proposer un véhicule disposant d'une protection améliorée pour un équipement de motorisation sensible en cas d'impact.

[006] Plus précisément, l'invention concerne un véhicule automobile comportant un châssis, un premier et un deuxième équipement de motorisation et un moyen de détection d'un impact sur le véhicule, le premier et le deuxième équipement étant disposés en vis-à-vis l'un de l'autre sous le châssis, le deuxième équipement étant susceptible de suivre, en cas d'impact, une trajectoire de choc pouvant endommager le premier équipement. Selon l'invention, le véhicule comporte en outre un moyen de poussée apte à exercer, en cas de détection d'un impact, une force de poussée déplaçant le deuxième équipement depuis une position de montage à une position déviée de manière à dévier la trajectoire de choc du deuxième équipement.

[007] Selon une variante, le moyen de poussée est monté interposé entre le châssis et le deuxième équipement.

[008] Selon une variante, le moyen de poussée est apte à exercer la force de poussée vers le bas du véhicule jusqu'à déplacer le deuxième équipement sous le premier équipement.

[009] Selon une variante, le deuxième équipement est fixé au châssis par des moyens de fixation aptes à se déformer sous l'action de la force de poussée.

[010] Selon une variante, les moyens de fixation sont sécables sous l'action de la force de poussée.

[011] Selon une variante, le moyen de poussée comporte un dispositif mécanique déployable, tel qu'un vérin, apte à exercer la force de poussée.

[012] Selon une variante, le moyen de poussée comporte en outre un moyen de répartition de la force de poussée sur une face du deuxième équipement.

[013] Selon une variante, le moyen de répartition de la force de poussée est constitué d'une interface d'appui couvrant la surface de la face du deuxième équipement.

[014] Selon une variante, le moyen de poussée comporte un dispositif d'allumage pyrotechnique coopérant avec un sac gonflable apte à exercer la force de poussée.

[015] Il est également prévu un procédé de protection pour un premier équipement motorisation de véhicule automobile monté sous un châssis du véhicule, un deuxième équipement étant susceptible de suivre, en cas d'impact, une trajectoire de choc pouvant endommager le premier équipement. Le procédé est mis en œuvre par un dispositif de contrôle du véhicule et comporte la détection de l'impact et avantageusement comporte en outre la commande d'une force de poussée sur le deuxième équipement, le deuxième équipement étant déplacé d'une position de montage à une position déviée de manière à dévier la trajectoire de choc du deuxième équipement.

[016] Grâce à l'invention, il est possible de protéger un module de batteries pour les véhicules électriques et hybrides en proposant une modification de la trajectoire de choc d'un équipement à proximité. L'utilisation astucieuse d'un sac gonflable, tel que ceux utilisés dans l'habitacle du véhicule permet de faciliter l'implantation sous la caisse du véhicule. L'invention a pour avantage de préserver le module de batterie d'un endommagement afin de permettre sa réutilisation.

[017] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente un véhicule automobile conforme à l'invention permettant de protéger un module de batterie d'un silencieux d'une ligne d'échappement ; la figure 2 représente plus spécifiquement l'agencement du moyen de poussée et du silencieux de la ligne d'échappement dans sa position de montage initiale avant un impact sur le pare-chocs arrière ; la figure 3 représente l'agencement du moyen de poussée et du silencieux de la ligne d'échappement dans sa position déviée lors de l'impact sur le pare-chocs arrière ; les figures 4A et 4B représentent deux variantes de réalisation du moyen de poussée permettant de déplacer le silencieux de la ligne d'échappement.

[018] La figure 1 représente un véhicule automobile hybride 1 comprenant divers équipements de motorisation, parmi lesquels on peut citer non exhaustivement un moteur thermique, une machine électrique de traction, un module de batterie, une ligne d'échappement. Le plus souvent ces équipements de motorisation sont fixés au châssis du véhicule, le châssis ayant la fonction de structure de support. On a représenté en figure 1 en traits pointillés certains de ces équipements de motorisation qui interagissent les uns par rapport aux autres dans le cas d'un scénario de choc, et dans lequel scénario on cherche à protéger en priorité le module de batterie. En effet, dans le cas d'un véhicule hybride ou électrique un module de batterie est équipement sensible et coûteux. L'invention peut s'appliquer bien entendu à d'autres équipements de motorisation que l'on souhaiterait protéger spécialement par la solution qui sera décrite par la suite.

[019] Plus précisément, le véhicule automobile comporte un moteur thermique 2 en partie avant du véhicule dans le compartiment moteur. Les gaz de combustion du moteur thermique 2 sont évacués par une ligne d'échappement des gaz de combustion 3 qui s'étend de la sortie des cylindres de combustion du moteur thermique 2 jusqu'à un orifice en arrière du véhicule au niveau d'un pare-chocs arrière 7.

[020] La ligne d'échappement 3 comporte plusieurs organes de traitement des gaz qui ne feront pas l'objet d'une description détaillée. Dans cette configuration du véhicule, la ligne d'échappement 3 comporte notamment un silencieux 31, de corps sensiblement cylindrique, qui s'étend dans la direction transversale du véhicule le long du pare-chocs arrière 7. Classiquement, le silencieux 31 est fixé sous le châssis par un crochet, le crochet étant quant à lui solidaire d'une suspente fixée à un élément de structure 6 du châssis du véhicule 1 sous le compartiment coffre du véhicule.

[021] Par ailleurs, le véhicule 1 comporte également un module de batterie de traction 5 disposé dans cette configuration sous le compartiment du coffre du véhicule, à proximité et en vis-à-vis du silencieux 31. On notera que les équipements de motorisation montés dans la partie arrière du véhicule sont disposés interposés dans l'ordre suivant après le pare-chocs arrière 7 selon la direction longitudinale du véhicule dans le sens allant de l'arrière vers l'avant : le silencieux 31 puis, directement en vis-à-vis, le module de batterie de traction 5, puis le train de roue arrière 8 du véhicule, ce dernier étant considéré comme non déformable et non déplaçable de sa position de montage initiale sur le châssis du véhicule. Lors d'un impact intervenant à l'arrière du véhicule, le silencieux 31 est donc susceptible de suivre une trajectoire de choc pouvant endommager le module de batterie 5, de par sa déformation ou son déplacement résultant du choc, et du fait de la prise en étau du module de batterie 5 entre le silencieux 31 et le train de roue arrière 8 non déformable.

[022] Pour cela, l'invention cherche à protéger le module de batterie 5 d'un impact ayant une force de choc FC intervenant à l'arrière du véhicule 1 selon une direction longitudinale du véhicule. A cet effet, le véhicule comporte un moyen de poussée 4 dont la fonction est de dévier la trajectoire de choc du silencieux 31 en cas d'impact arrière sur le véhicule 1 pour éviter un choc entre le silencieux 31 et le module de batterie 5. Dans cette configuration, le moyen de poussée 4 est apte à exercer, en cas de détection d'un impact, une force de poussée FP déplaçant le silencieux 31 d'une position de montage à une position déviée de manière à dévier la trajectoire de choc du silencieux 31.

[023] Plus précisément, la force de poussée FP est suffisante pour déplacer le silencieux 31 jusqu'à la position déviée et pour libérer le silencieux 31 des moyens de fixation liant le silencieux au châssis. Le moyen de poussée 4 est un organe indépendant, non solidaire du silencieux 31, et est positionné interposé entre le châssis 6 et le silencieux 31. De cette manière, lors de l'exercice de la force de poussée FP, le moyen de poussée 4 prend appui contre le châssis qui est un élément de structure non déformable, ni déplaçable du véhicule. Dans les figures suivantes, l'agencement du moyen de poussée 4 sera décrit plus précisément.

[024] Dans cette configuration, le moyen de poussée FP exerce la force de poussée vers le bas du véhicule 1 jusqu'à déplacer le silencieux 31 sous le module de batterie 5. L'invention utilise l'espace vide sous caisse pour modifier la trajectoire de choc du silencieux 31.

[025] Par ailleurs, pour l'arbitrage du déclenchement de la force de poussée FP le véhicule 1 comporte un moyen de détection d'un impact sur le véhicule, qui peut être constitué d'un ou de plusieurs capteurs aptes à détecter un impact sur le pare-chocs arrière 7, par exemple du type des moyens de détection utilisés conventionnellement pour déclencher un dispositif de sac gonflable dans l'habitacle du véhicule, ou du type radar, caméra ou détecteur à distance. Le moyen de détection est apte à déclencher à lui seul le moyen de poussée 4, ou dans une variante informe un dispositif de contrôle à calculateur dont une fonction de protection est l'arbitrage du déclenchement du moyen de poussée 4. Le dispositif de contrôle est par exemple le superviseur du groupe motopropulseur du véhicule ou un calculateur dédié à la fonction de protection du module de batterie 5.

[026] Par ailleurs, il est prévu un système de commande pour l'actionnement du moyen de poussée dont la nature est dépendante de la technologie du moyen de poussée utilisé, pouvant être un circuit de commande électrique, pyrotechnique, voire hydraulique.

[027] La figure 2 représente plus précisément l'agencement du moyen de poussée 4 et du silencieux 31 de la ligne d'échappement, dans la position de montage initiale du silencieux, avant un impact sur le pare-chocs arrière 7. Le silencieux 31 est fixé au châssis 6 par des moyens de fixation, non représentés sur la figure 2, déjà mentionnés ci-avant, de type crochet et suspente. Le silencieux 31 est monté en vis-à-vis du module de batterie 5. Le train de roues arrière 8 du véhicule, solidaire du châssis 6, est positionné en vis-à-vis du module de batterie 5 du côté opposé au silencieux 31. En cas d'impact sur le véhicule venant de l'arrière du véhicule, dans la position de montage initiale du silencieux 31 la force de choc FC est susceptible de provoquer un déplacement du silencieux 31. Le silencieux suivra alors la trajectoire de choc TRC représentée par la flèche en trait pointillé dans une direction longitudinale au véhicule horizontalement contre le module de batterie 5. Le moyen de poussée 4 est actionné pour éviter l'endommagement du module de batteries 5.

[028] Dans cette configuration, le moyen de poussée 4 est un dispositif mécanique déployable, de type vérin, comportant un circuit de commande comprenant un dispositif d'allumage pyrotechnique. Le dispositif d'allumage est actionnable soit directement par le moyen de détection de l'impact, soit par le superviseur du véhicule. On notera que le moyen de poussée 4 comporte en outre un moyen de répartition 41 de la force de poussée sur une face du silencieux 31, ici la face supérieure. Le moyen de répartition 41 est une interface d'appui, telle qu'une plaque, couvrant la surface supérieure du silencieux 31 afin de répartir uniformément la force de poussée sur toute la face supérieure du silencieux.

[029] La figure 3 représente l'agencement du moyen de poussée 4 et du silencieux 31, cette-fois dans la position déviée du silencieux permettant de modifier la trajectoire de choc initiale du silencieux. L'impact a été détecté par le moyen de détection et le vérin du moyen de poussée 4 a été actionné pour exercer la force de poussée FP sur la face supérieure du silencieux. Dans la position déviée, le silencieux se trouve sous le module de batterie 5 et non plus en vis-à-vis, de manière que la trajectoire de choc déviée TRD suive une direction évitant un endommagement du module de batterie 5. En cas d'impact, le module de batterie 5 n'est pas pris en étau entre le train de roues 8 et le silencieux 31 et reste donc intact. On notera que le silencieux n'est plus directement solidaire du châssis, mais reste néanmoins encore lié aux autres éléments de la ligne d'échappement.

[030] On notera que le silencieux 31 est fixé au châssis 6 par des moyens de fixation aptes à se déformer sous l'action de la force de poussée. De préférence, ces moyens de fixation sont dimensionnés pour se briser sous l'action de la force de poussée, par exemple par la présence d'une zone de faiblesse au niveau du crochet ou de la suspente. Les moyens de fixation sont alors sécables sous l'action de la force de poussée. Dans une variante, les moyens de fixation sont dimensionnés de telle manière qu'une déformation, sans rupture, est possible pour déplacer le silencieux 31.

[031] Les figures 4A et 4B représentent deux variantes 50, 60 de réalisation du moyen de poussée. En figure 4A, le moyen de poussée 50 est constitué de deux organes de poussée 51, 52 répartis sur les deux extrémités transversales du silencieux 31 afin de répartir la force de poussée résultante sur toute la surface du silencieux. Une interface d'appui 53, telle qu'une plaque, s'étend entre les deux organes de poussée 51, 52 pour garantir l'homogénéité de la force de poussée. Dans une variante, la plaque peut être remplacée par deux plaques distinctes, chacune des deux plaques étant en contact avec un des deux organes de poussée. Les organes de poussée sont des dispositifs mécaniques déployables, par exemple des vérins couplés à un dispositif d'allumage pyrotechnique, ou des ressorts couplés à un dispositif d'actionnement déclenchant la force élastique de poussée.

[032] En figure 4B, le moyen de poussée 60 est constitué d'un sac gonflable 61 et d'un dispositif d'allumage pyrotechnique, à l'instar des systèmes de protection de l'habitacle, à la différence que dans le cadre de l'invention la force de gonflage du sac est utilisée pour déplacer le silencieux 31 pour dévier la trajectoire de choc. Par ailleurs, il est envisageable que le sac gonflable puisse améliorer la protection du module de batterie en amortissant l'impact lors du dégonflage du sac.

[033] De plus, en position de montage initiale du silencieux 31, le sac gonflable 61 est replié ou compressé et est logé entre le châssis 6 et le silencieux 31. La capacité de pliage ou compression du sac gonflable a pour avantage de faciliter l'intégration du moyen de poussée 60 à proximité du silencieux 31. Dans une variante non représentée dans les figures, le moyen de poussée 60 comporte deux sacs gonflables ou plus.

[034] Dans d'autres variantes non représentées, le moyen de poussée est un dispositif mécanique déployable, tel qu'un ressort (présentant également l'avantage d'être compressible), ou un vérin hydraulique à commande électrique ou commande hydraulique.

[035] L'invention prévoit en outre un procédé de protection du module de batterie mis en œuvre par un dispositif de contrôle du véhicule, tel qu'un circuit intégré à microprocesseur. Le procédé de protection comporte la détection de l'impact et la commande d'une force de poussée sur le deuxième équipement, le deuxième équipement étant déplacé d'une position de montage à une position déviée de manière à dévier la trajectoire de choc du deuxième équipement. Selon le procédé, la force de poussée peut être exercée par l'un quelconque des modes de réalisation des moyens de poussée décrits précédemment. La force de poussée est opérée par réaction pyrotechnique ou par un actionnement mécanique, par exemple par un ressort ou par un vérin hydraulique.

[036] L'invention a été décrite pour le déplacement d'un silencieux de ligne d'échappement de véhicule automobile hybride. Toutefois, elle s'applique à d'autres équipements de motorisation pour lesquels il est recherché de déplacer l'équipement de motorisation afin de dévier la trajectoire de choc dudit équipement. L'invention peut s'appliquer pour la protection d'équipements autres qu'un module de batterie. Il est également envisageable que les équipements de motorisation munis du moyen de poussée soient positionnés en partie avant du véhicule derrière le pare-chocs avant.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Véhicule automobile (1) comportant un châssis (6), un premier (5) et un deuxième (31) équipement de motorisation et un moyen de détection d'un impact sur le véhicule, le premier et le deuxième équipement étant disposés en vis-à-vis l'un de l'autre sous le châssis, le deuxième équipement (31) étant susceptible de suivre, en cas d'impact, une trajectoire de choc (TRC) pouvant endommager le premier équipement (5), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de poussée (4) apte à exercer, en cas de détection d'un impact, une force de poussée (FP) déplaçant le deuxième équipement (31) depuis une position de montage à une position déviée de manière à dévier la trajectoire de choc du deuxième équipement.
2. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de poussée (4) est monté interposé entre le châssis (6) et le deuxième équipement (31).
3. 3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de poussée (4) est apte à exercer la force de poussée vers le bas du véhicule (1) jusqu'à déplacer le deuxième équipement (31) sous le premier équipement (5).
4. 4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième équipement (31) est fixé au châssis (6) par des moyens de fixation aptes à se déformer sous l'action de la force de poussée.
5. 5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation sont sécables sous l'action de la force de poussée.
6. 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de poussée (4) comporte un dispositif mécanique déployable, tel qu'un vérin, apte à exercer la force de poussée.
7. 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de poussée (4) comporte en outre un moyen de répartition (41) de la force de poussée sur une face du deuxième équipement (31).
8. 8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de répartition (41) de la force de poussée est constitué d'une interface d'appui couvrant la surface de la face du deuxième équipement (31).
9. 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de poussée comporte un dispositif d'allumage pyrotechnique coopérant avec un sac gonflable (61) apte à exercer la force de poussée.
10. 10. Procédé de protection pour un premier équipement motorisation (5) de véhicule automobile monté sous un châssis (6) du véhicule, un deuxième équipement (31) étant susceptible de suivre, en cas d'impact, une trajectoire de choc (TRC) pouvant endommager le premier équipement (5), le procédé étant mis en œuvre par un dispositif de contrôle du véhicule et comporte la détection de l'impact et est caractérisé en ce qu'il comporte en outre la commande d'une force de poussée (FP) sur le deuxième équipement (31), le deuxième équipement étant déplacé d'une position de montage à une position déviée de manière à dévier la trajectoire de choc du deuxième équipement.