Titre de l'invention : Sous-ensemble de structure de pare-chocs comprenant un élément amortisseur associé à un capteur d'impact

Domaine technique

La présente invention revendique la priorité de la demande française 1901863 déposée le 25 Février 2019 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

La présente invention se rapporte à un sous-ensemble de structure de pare-chocs comprenant un élément amortisseur associé à un capteur d'impact. Elle vise également une structure de pare-chocs comprenant u n tel sous-ensemble.

Technique antérieure

Les évolutions réglementaires dans le domaine automobile tendent de plus en plus à limiter l'agressivité des véhicules vis-à-vis des autres usagers de la route, et en particulier des piétons.

Les véhicules automobiles doivent ainsi pouvoir apporter des réponses satisfaisantes à des chocs se produisant au niveau du pare-chocs avant de ces véhicules tout en présentant des zones et des forces d'impact différentes, tels que par exemple les chocs piétons et les chocs réparabilité correspondant à une rencontre d'une partie latérale de ce pare-chocs avec un obstacle rigide à une certaine vitesse, souvent inférieure à 20km/h.

En cas de choc d'un piéton avec le pare-chocs avant d'un véhicule automobile, il est nécessaire pour limiter les dommages corporels de ce piéton au niveau de ses jambes, d'absorber l'énergie cinétique d'un tel impact léger et limité, ce qui se traduit, en général, en terme d'architecture du véhicule, par l'adjonction d'un élément amortisseur en mousse implanté longitudinalement entre l'habillage de pare-chocs et la poutre transversale du renfort métallique de pare-chocs.

En outre, lors d'un tel choc, le piéton a tendance à être projeté vers le capot du véhicule : son fémur heurtant la partie avant de ce capot tandis que sa tête impacte une zone située entre le milieu et l'arrière de ce capot.

Afin d'absorber l'énergie cinétique de ce second impact, le capot est réalisé en un matériau apte à se déformer sous l'effet de cet impact.

Le compartiment moteur de certains types de véhicules (notamment, les berlines) étant fortement encombré par des constituants rigides tels qu'en particulier le groupe motopropulseur et le radiateur, la distance entre ceux-ci et le capot s'avère insuffisante pour permettre à ce dernier de se déformer suffisamment et d'absorber cet impact.

Afin de palier à ce problème, il est connu de prévoir sur ce type de véhicule, des moyens aptes à soulever automatiquement le capot en cas de détection de la collision d'un piéton avec le pare-chocs avant par l'intermédiaire d'un capteur spécifique d'impact relié à une unité de commande électronique

Un tel capteur d'impact, décrit dans la demande internationale WO 2012/113362 Al, comporte un tube flexible creux élastiquement déformable logé dans une rainure ménagée sur la face arrière de l'élément amortisseur, ainsi que deux capteurs de pression implantés aux deux extrémités de ce tube et aptes à détecter les variations de pression à l'intérieur de ce dernier causées par la déformation de cet élément amortisseur lors d'un choc entre un corps et le pare-choc avant du véhicule.

L'analyse des signaux transmis par ces capteurs permet à une unité de commande électronique de déterminer le type de collision venant de se produire et ainsi de commander le soulèvement du capot en cas de collision avec un piéton.

Malheureusement, en cas de choc réparabilité, l'extrémité latérale de la poutre du renfort de pare-chocs a tendance à cisailler le tube ce qui nécessite le remplacement intégral du capteur d'impact dont le coût relativement important peut représenter jusqu'à 5% du coût total des réparations des dégâts causés par un tel choc.

Exposé de l'invention

La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un sous-ensemble de structure de pare-chocs pour véhicule automobile comportant un élément amortisseur destiné à être implanté longitudinalement entre un habillage de pare-chocs et la poutre transversale d'un renfort de pare-chocs, ainsi qu'un capteur d'impact comprenant un tube élastiquement déformable ainsi que deux capteurs de pression implantés aux deux extrémités dudit tube et aptes à détecter les variations de pression à l'intérieur de ce dernier, ledit tube comprenant au moins un tronçon principal logé dans une rainure transversale ménagée sur la face arrière dudit élément amortisseur ; caractérisé en ce que ledit tube comprend deux tronçons d'extrémité s'étendant transversalement de part et d'autre dudit tronçon principal et étant hébergés dans deux cavités respectives ménagées à l'intérieur des deux portions latérales d'extrémité dudit élément amortisseur s'étendant transversalement de part et d'autre de ladite rainure.

Un tel agencement permet d'éviter que les extrémités de la poutre, destinées à être positionnées en regard des deux portions latérales d'extrémité de l'élément amortisseur, ne puissent venir directement au contact du tube en cas de survenance d'un choc réparabilité, de sorte à empêcher tout cisaillement de ce dernier.

A la suite à u n tel choc, le capteur d'impact 40 non détérioré peut ainsi être remonté sur un nouvel élément amortisseur 30, ce qui permet de réduire sensiblement le montant des frais de réparations.

Selon des caractéristiques préférées dudit sous-ensemble, prises seules ou en combinaison :

lesdits capteurs de pression sont également logés à l'intérieur des dites cavités ;

lesdites cavités sont recouvertes d'une épaisseur de matière d'au moins 20 mm ;

ladite épaisseur de matière est comprise entre 30 et 40 mm ;

lesdites cavités présentent un profil en section correspondant sensiblement à celui desdits capteurs de pression ;

ledit élément amortisseur est constitué d'un bloc de mousse en polypropylène expansé présentant une densité comprise entre 20 et 80 kg/m ³ ; et/ou ledit tube présente une section annulaire circulaire dont l'épaisseur est comprise entre 0,8 et 1,2 mm.

L'invention vise également sous un second aspect une structure de pare- chocs pour véhicule automobile comportant un habillage de pare-chocs, un renfort de pare-chocs comprenant une poutre transversale, et un tel sous ensemble dont l'élément amortisseur est implanté longitudinalement entre ledit habillage de pare-chocs et ladite poutre.

Selon une caractéristique préférée de ladite structure de pare-chocs, ledit élément amortisseur s'étend transversalement sur une longueur intermédiaire entre celles dudit habillage et de ladite poutre, ladite rainure s'étendant quant à elle transversalement sur une longueur inférieure à celle de ladite poutre de sorte que chaque extrémité de cette rainure soit écartée transversalement de l'extrémité correspondante de ladite poutre d'une distance prédéterminée

De manière avantageuse, cette distance prédéterminée est comprise entre 10 et 40 mm.

Brève description des dessins

L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

[Fig 1] est une vue de la structure de pare-chocs avant d'un véhicule automobile selon l'invention ;

[Fig 2] représente une vue agrandie en coupe du sous-ensemble constitué par l'élément amortisseur et le capteur d'impact, prise au niveau du tronçon principal du tube logé dans une rainure ménagée sur la face arrière de l'élément amortisseur ;

[Fig 3] est une vue agrandie en coupe du sous-ensemble de la figure 2, prise au niveau d'un tronçon d'extrémité du tube logé dans une cavité ménagée à l'intérieur d'une portion d'extrémité correspondante de l'élément amortisseur ; et

[Fig 4] représente une vue agrandie en coupe du sous-ensemble de la figure 2, prise au niveau d'un capteur de pression logé dans une cavité ménagée à l'intérieur d'une portion d'extrémité correspondante de l'élément amortisseur.

Description détaillée

On définit par rapport au véhicule un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir :

un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction générale de déplacement du véhicule ;

un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, et

un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal.

Dans la description qui va suivre et par convention, les termes « avant » et « arrière » seront utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre selon la direction générale de déplacement du véhicule.

La figure 1 montre une structure de pare-chocs avant 1 d'un véhicule automobile, comportant un habillage de pare-chocs 10 formant l'extrémité avant du véhicule, un renfort de pare-chocs 20 constituant l'extrémité avant du châssis du véhicule, et un élément amortisseur 30 implanté longitudinalement entre l'habillage de pare-chocs 10 et le renfort de pare- chocs 20.

Réalisé à partir d'une fine tôle métallique ou d'une résine plastique moulée, l'habillage de pare-chocs 10 s'étend sur toute la largeur du véhicule en étant solidarisé à la carrosserie du véhicule par l'intermédiaire de plusieurs points de fixation non représentés.

Le renfort de pare-chocs 20 est constitué essentiellement d'une poutre métallique creuse 21 s'étendant transversalement sur une longueur inférieure à celle de l'habillage de pare-chocs 20, et de deux absorbeurs latéraux métalliques identiques 22, solidaires chacun d'une portion d'extrémité latérale correspondante de la poutre 21, ces absorbeurs étant destinés à être fixées aux extrémités avant des deux brancards latéraux du véhicule. Obtenue classiquement par formage ou extrusion, la poutre 21 est prévue pour transmettre aux absorbeurs latéraux les efforts subis lors d'un choc avec l'avant du véhicule. Elle peut comporter des plaques métalliques internes de renfort s'étendant transversalement et destinées à améliorer sa tenue mécanique.

Dotés d'une rigidité mécanique inférieure à celles de la poutre 21 et des brancards latéraux du véhicule, les deux absorbeurs latéraux 22 sont prévus, en cas de survenance d'un choc réparabilité, pour s'écraser et ainsi absorber l'énergie de ce choc de sorte à éviter toute détérioration de ces brancards latéraux.

Constitué d'un bloc de mousse de polyuréthane, de polypropylène ou de polystyrène expansé, l'élément amortisseur 30 présente une rigidité mécanique inférieure à celles du renfort de pare-chocs 20 (et en particulier à celles de ses deux absorbeurs latéraux 22).

L'élément amortisseur 30 est avantageusement constitué d'un bloc de mousse de polypropylène expansé présentant une densité comprise entre 20 et 80 kg/m ³ .

En cas de survenance d'un choc piéton, cet élément amortisseur 30 est prévu pour s'écraser et ainsi absorber l'énergie de ce choc de sorte à éviter toute détérioration du renfort de pare-chocs 20.

Tel qu'illustré sur la figure 1, l'élément amortisseur 30 s'étend transversalement sur une longueur intermédiaire entre celle de l'habillage de pare-chocs 10 et celle de la poutre 21 du renfort de pare-chocs 20, de laquelle il déborde transversalement de part et d'autre.

En référence à la figure 2, on peut constater que cet élément amortisseur 30 présente une rainure 31 ménagée sur sa face arrière 30A et s'étendant transversalement sur une longueur légèrement inférieure à celle de la poutre 21 du renfort de pare-chocs 20.

La structure de pare-chocs 1 comporte également un capteur d'impact 40 comprenant un tube élastiquement déformable 41, ainsi que deux capteurs de pression 42 implantés aux deux extrémités de ce tube 41 et aptes à détecter les variations de pression à l'intérieur de ce dernier causées par la déformation de cet élément amortisseur 30 lors d'un choc entre un corps et le pare-chocs avant du véhicule. Ces deux capteurs de pression 42 sont destinés à être reliés électriquement à une unité de commande électronique non représentée. Lors de la survenance d'un choc avant, l'analyse des signaux transmis par les deux capteurs de pression 42 ainsi que par d'autres capteurs (tel qu'un capteur de vitesse d'impact) permet à cette unité de commande de déterminer le type de corps (par exemple, un piéton ou un objet tel qu'un poteau ou un muret) avec lequel le véhicule vient de rentrer en collision. En cas de détection d'un choc piéton, l'unité de commande est ainsi apte à déclencher un dispositif de soulèvement automatique du capot du véhicule permettant à ce dernier, en cas de second impact avec la tête du piéton, de se déformer suffisamment pour assurer une absorption efficace de l'énergie cinétique de cet impact.

Constitué avantageusement en silicone réticulé, le tube 41 présente une section annulaire circulaire, sensiblement homogène sur toute sa longueur et dont l'épaisseur est avantageusement comprise entre 0,8 et 1,2 mm.

De préférence, ce tube 41 présente un diamètre intérieur compris entre 7 et 9 mm et un diamètre extérieur compris entre 9 et 11 mm.

Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, le tronçon principal 41A du tube 41 est logé dans une rainure 31 ménagée sur la face arrière 30A de l'élément amortisseur 30 et s'étendant transversalement sur une longueur inférieure à celle de la poutre 21 du renfort de pare-chocs 20 de sorte que chaque extrémité de cette rainure 31 soit écartée transversalement de l'extrémité correspondante de la poutre 21 d'une distance prédéterminée, comprise avantageusement entre 10 et 40 mm.

La rainure 31 présente une section en U dont le fond hémicirculaire est tourné vers l'arrière et dont la largeur est très légèrement supérieure au diamètre extérieur du tube 41.

En référence aux figures 1 et 3, on peut constater que les deux tronçons d'extrémité 41 B du tube 41 s'étendant transversalement de part et d'autre de son tronçon principal 41A logé dans la rainure 31 sont hébergés dans deux cavités respectives 32 ménagées à l'intérieur des deux portions latérales d'extrémités 30B de l'élément amortisseur 30 s'étendant transversalement de part et d'autre de la rainure 31. Un tel agencement permet d'éviter que les extrémités de la poutre 21 ne puissent venir directement au contact du tube 41 en cas de survenance d'un choc réparabilité, de sorte à empêcher tout cisaillement de ce dernier.

Ainsi, suite à un tel choc, le capteur d'impact 40 non détérioré peut être remonté sur un nouvel élément amortisseur 30, ce qui permet de réduire sensiblement le montant des frais de réparations.

Les cavités 42 présentent avantageusement un profil en section correspondant sensiblement à celui des capteurs, de sorte à permettre, lors du montage du capteur d'impact 40 sur l'élément amortisseur 30, une insertion aisée par un opérateur de chacun des capteurs de pression 42 au travers de la cavité correspondante 42.

Afin d'obtenir une protection optimale, les cavités 32 ménagées à l'intérieur des deux portions latérales d'extrémités 30B de l'élément amortisseur 30 sont recouvertes d'une épaisseur de matière (i.e. de mousse) d'au moins 20 mm et comprise de préférence entre 30 et 40 mm. Par ailleurs, et afin d'éviter d'avoir des discontinuités de couverture aux niveaux des jonctions entre les extrémités du tube 41 et les deux capteurs de pression 42 (ces discontinuités pouvant constituer des zones de fragilité en cas de choc réparabilité), ces deux capteurs de pression 42 sont également avantageusement logés à l'intérieur des deux cavités 32 ménagées à l'intérieur des deux portions latérales d'extrémités 30B de l'élément amortisseur 30.

Selon des variantes de réalisation non représentées, les caractéristiques du tube du capteur d'impact et/ou celles de l'élément amortisseur sont différentes.

D'une manière générale, on rappelle que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu'elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier.