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Title:
MOTOR VEHICLE MOVEABLE REAR DIFFUSER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/002795
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a motor vehicle rear diffuser (2), comprising at least one panel (6) that can be moved between a deployed position and a retracted position when the rear diffuser (2) is attached to a motor vehicle bodywork part, the rear diffuser (2) comprising a motorised mechanism suitable for a deployment and a retraction of the movable panel (6) along a trajectory following a combined movement of a plurality of simultaneous rotations about various axes of rotation.

Inventors:
UTTER, Jérôme (143 route de Torcieu, BETTANT, 01500, FR)
GAUTHIER, Benjamin (43 rue Louis Guérin, VILLEURBANNE, 69100, FR)
PARRA, Stéphane (156 avenue Paul Marcellin, VAULX-EN-VELIN, 69120, FR)
Application Number:
FR2018/051614
Publication Date:
January 03, 2019
Filing Date:
June 29, 2018
Export Citation:
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Assignee:
COMPAGNIE PLASTIC OMNIUM (19 boulevard Jules Carteret, LYON, LYON, 69007, FR)
International Classes:
B62D35/00; B62D37/02
Domestic Patent References:
WO2004078564A12004-09-16
Foreign References:
US9527535B12016-12-27
US20150175223A12015-06-25
US20170113741A12017-04-27
Attorney, Agent or Firm:
LLR (Benoît ANDRIEUX, 11 boulevard de Sébastopol, PARIS, 75001, FR)
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Claims:
Revendications

1. Diffuseur arrière (2) de véhicuie automobile caractérisé en ce qu'il comprend au moins un panneau mobile (6) entre une position déployée et une position rétractée lorsque le diffuseur arrière (2) est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile,

le diffuseur arrière (2) comprenant un mécanisme motorisé apte à permettre un déploiement et une rétraction du panneau mobile (6) selon une trajectoire suivant un mouvement combiné de plusieurs rotations simultanées autour de différents axes de rotation.

2. Diffuseur arrière (2) selon la revendication 1 , dans lequel le mécanisme motorisé comprend deux bielles de déploiement (8, 10).

3. Diffuseur arrière (2) selon la revendication précédente, dans lequel une première bielle de déploiement (8) est plus courte qu'une seconde bielle de déploiement (10), la première bielle de déploiement (8) étant la plus proche d'une extrémité (12) du diffuseur arrière (2) la plus en avant par rapport à un axe longitudinal (X) du véhicule automobile lorsque le diffuseur arrière (2) est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile.

4. Diffuseur arrière (2) selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel chacune des deux bielles de déploiement (8, 10) comprend une première extrémité (14, 16) et une seconde extrémité (18, 20), la distance entre les deux premières extrémités (14, 16) étant inférieure à la distance entre les deux secondes extrémités (18, 20) lorsque le diffuseur arrière (2) est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile.

5. Diffuseur arrière (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme motorisé comprend un bras de pilotage (22) du panneau mobile (6).

6. Diffuseur arrière (2) selon la revendication précédente, dans lequel le bras de pilotage (22) comprend deux bielles de pilotage (24, 26) comprenant chacune une extrémité de fixation (30, 32) et reliées entre elles par une articulation (28).

7. Diffuseur arrière (2) selon la revendication précédente, dans lequel l'articulation (28) et les deux extrémités de fixation (30, 32) du bras de pilotage (22) sont aptes à être alignées lorsque le panneau mobile (6) est en position rétractée.

8. Diffuseur arrière (2) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l'articulation (28) et les deux extrémités de fixation (30, 32) du bras de pilotage (22) sont aptes à être alignées lorsque le panneau mobile (6) est en position déployée.

9. Diffuseur arrière (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le panneau mobile (6) en position déployée forme un angle compris entre 5 et 20 degrés avec une pièce de carrosserie de véhicuie automobile lorsque le diffuseur arrière (2) est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile.

10. Pièce de carrosserie de véhicule automobile comprenant un diffuseur arrière (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

11. Pièce de carrosserie selon la revendication précédente, la pièce de carrosserie étant un pare-chocs arrière (6).

Description:
DIFFUSEUR ARRIÈRE MOBILE DE VÉHICULE AUTOMOBILE

L'invention concerne les diffuseurs arrière de véhicule automobile et plus particulièrement les diffuseurs arrière mobiles.

Le diffuseur arrière est une pièce pouvant être présente à l'arrière d'un véhicule automobile, plus précisément sous le châssis ou bien en partie basse du pare-chocs, et ayant pour but d'améliorer les performances aérodynamiques du véhicule. Il peut par exemple s'agir d'améliorer l'appui au sol du véhicule.

Certains diffuseurs permettent quant à eux d'améliorer les performances aérodynamiques du véhicule en réduisant la traînée du véhicule, c'est-à-dire la force s'opposant au mouvement du véhicule dans l'air. Il s'agit de décaler vers l'arrière les points de décollement de l'air par rapport au véhicule, c'est-à-dire les points au niveau desquels l'air ne suit plus la carrosserie. Cela permet de repousser vers l'arrière la dépression se créant à l'arrière du véhicule et ainsi limiter l'effet de retenue (appelé « effet de succion ») de cette dépression sur le véhicule automobile.

Les solutions actuelles, comme par exemple celle décrite dans le document US 2017/113741 , consistent en un diffuseur arrière comprenant un panneau mobile en rotation entre une position rétractée et une position déployée lorsque le véhicule est en mouvement. La rotation de la position déployée à la position rétractée permet de repousser vers l'arrière les points de décollement de l'air et ainsi réduire la traînée du véhicule automobile comme expliqué auparavant. Le panneau mobile est déployé à partir d'une certaine vitesse afin de diminuer la traînée du véhicule et est replié à haute vitesse.

Cependant, et afin de réduire de manière optimale la traînée du véhicule, il peut s'avérer nécessaire d'effectuer un mouvement de rotation important afin de décaler suffisamment vers l'arrière la dépression créée à l'arrière du véhicule. Ce mouvement de rotation important a pour conséquence d'éloigner fortement le panneau mobile du reste du véhicule automobile car le panneau mobile est galbé. De ce fait, la distance entre le centre du panneau mobile et le véhicule est importante. De plus, une rotation selon un angle important (mais nécessaire pour obtenir l'effet attendu) peut conduire à faire passer le panneau mobile sous la garde au sol minimale du véhicule, c'est-à-dire la distance entre le sol et le point le plus bas du châssis qui ne doit pas entrer en contact avec le sol. Ce passage sous la garde au sol conduit à un passage du flux d'air au-dessus du panneau mobile. Ce passage du flux d'air au-dessus du panneau mobile, entre le panneau mobile et la pièce de carrosserie, conduit à augmenter l'appui au sol du véhicule. Or, cette augmentation de l'appui au sol n'est pas une caractéristique recherchée dans ce cas de figure. Pire, l'appui au sol se caractérisant par l'exercice d'une force du haut vers le bas sur le panneau mobile, il est alors difficile de rétracter le panneau mobile voire même de le maintenir en position de manière stable. Il est par conséquent nécessaire de prévoir un dimensionnement important du couple de sortie de l'actionneur permettant les mouvements du panneau mobile.

La force mentionnée ci-dessus génère également des turbulences au niveau du panneau mobile au moment de son déploiement et de sa rétraction mais aussi lorsqu'il est déployé, ce qui génère des difficultés pour le déployer ou le rétracter mais aussi pour le maintenir en position. Ces turbulences s'intensifiant à haute vitesse, il devient alors indispensable de rétracter le panneau mobile à haute vitesse en utilisant un actionneur possédant un couple de sortie important.

Un mouvement de rotation simple du panneau mobile peut également conduire à un endommagement du panneau mobile, par exemple l'apparition de rayures à cause du galbe du panneau mobile. En d'autres termes, si on garde le panneau mobile trop proche du véhicule, un frottement peut intervenir et endommager le panneau mobile du fait de son galbe.

L'invention a pour but de fournir un diffuseur arrière de véhicule automobile permettant de réduire efficacement la traînée aérodynamique du véhicule automobile tout en garantissant d'une part un déploiement et un maintien en position aisés du panneau mobile et d'autre part la préservation de l'aspect esthétique du diffuseur.

L'invention a pour objet un diffuseur arrière de véhicule automobile comprenant au moins un panneau mobile entre une position déployée et une position rétractée lorsque le diffuseur arrière est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile, le diffuseur arrière comprenant un mécanisme motorisé apte à permettre un déploiement et une rétraction du panneau mobile selon une trajectoire suivant un mouvement combiné de plusieurs rotations simultanées autour de différents axes de rotation.

Ainsi, la cinématique de déploiement combinant plusieurs rotations permet de placer le panneau mobile dans une position déployée optimale pour la réduction de la traînée du véhicule automobile en réalisant des angles de déploiement nettement supérieur à ceux obtenus par l'intermédiaire d'une rotation simple tout en maintenant le panneau mobile au-dessus de la garde au sol du véhicule. Ce maintien au-dessus de la garde au sol permet de diriger l'air depuis le soubassement du véhicule vers la partie inférieure du diffuseur. Cette absence de passage d'air sur la partie supérieure du diffuseur permet d'éviter l'exercice d'une force verticale (du haut vers le bas) sur le panneau mobile déployé, ce qui permet de façon plus aisée de rétracter ou de maintenir en position le panneau mobile.

Cette orientation de l'air depuis le soubassement du véhicule vers la partie inférieure du diffuseur limite également les turbulences dues à d'éventuels jeux (« marche aérodynamique »), ou lors des transitions de position du diffuseur (continuité des surfaces à l'échelle aérodynamique).

Enfin cette cinématique de déplacement du panneau mobile limite l'endommagement de ce dernier Le mouvement étant la combinaison de plusieurs rotations, permettant en début de mouvement d'ouverture l'éloignement du panneau mobile du diffuseur de la partie fixe, afin d'éviter tout frottement entre les deux pièces, pouvant conduire à leur endommagement.

Le diffuseur arrière selon l'invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- le mécanisme motorisé comprend deux bielles de déploiement ;

- une première bielle de déploiement est plus courte qu'une seconde bielle de déploiement, la première bielle de déploiement étant la plus proche d'une extrémité du diffuseur arrière la plus en avant par rapport à un axe longitudinal du véhicule automobile lorsque le diffuseur arrière est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile ;

- chacune des deux bielles de déploiement comprend une première extrémité et une seconde extrémité, la distance entre les deux premières extrémités étant inférieure à la distance entre les deux secondes extrémités lorsque le diffuseur arrière est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile ;

- le mécanisme motorisé comprend un bras de pilotage du panneau mobile ;

- le bras de pilotage comprend deux bielles de pilotage comprenant chacune une extrémité de fixation et reliées entre elles par une articulation ;

- l'articulation et les deux extrémités de fixation du bras de pilotage sont aptes à être alignées lorsque le panneau mobile est en position rétractée ;

- l'articulation et les deux extrémités de fixation du bras de pilotage sont aptes à être alignées lorsque le panneau mobile est en position déployée ; et

- le panneau mobile en position déployée forme un angle compris entre 5 et 20 degrés avec une pièce de carrosserie de véhicule automobile lorsque le diffuseur arrière est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile.

L'invention concerne également une pièce de carrosserie de véhicule automobile comprenant un diffuseur selon l'invention.

Avantageusement, la pièce de carrosserie est un pare-chocs arrière.

Nous allons maintenant présenter un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et à l'appui des figures annexées sur lesquelles :

- la figure 1 est une vue en coupe d'une extrémité inférieure arrière d'un véhicule automobile comprenant un diffuseur arrière selon l'invention, le diffuseur arrière étant en position rétractée ;

- la figure 2 est une vue en coupe d'une extrémité inférieure arrière d'un véhicule automobile comprenant un diffuseur arrière selon l'invention, le diffuseur arrière étant en cours de déploiement ; et

- la figure 3 est une vue en coupe d'une extrémité inférieure arrière d'un véhicule automobile comprenant un diffuseur arrière selon l'invention, le diffuseur arrière étant en position déployée.

Les figures représentent un diffuseur arrière dans sa configuration montée sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile, plus précisément un pare-chocs arrière de véhicule automobile.

Par la suite, les termes tels que « axe longitudinal X », « axe transversal Y », « axe vertical Z », « avant », « arrière », « au- dessus », « supérieur », « en-dessous », « inférieur », etc. s'entendent par référence à l'orientation usuelle des véhicules automobiles selon le repère représenté sur la figure 1.

Les figures illustrent un diffuseur arrière 2, par exemple réalisé en matière plastique, de véhicule automobile monté sur un pare-chocs arrière 4, par exemple lui aussi réalisé en matière plastique, et comprenant au moins un panneau mobile 6 mobile entre une position déployée et une position rétractée lorsque le diffuseur arrière 2 est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile (dans ce cas le pare-chocs arrière 4), le diffuseur arrière 2 comprenant un mécanisme motorisé apte à permettre un déploiement et une rétraction du panneau mobile 6 selon une trajectoire suivant un mouvement combiné de plusieurs rotations simultanées autour de différents axes de rotation. Le diffuseur arrière 2 peut également comprendre une partie fixe (non représentée sur les figures).

Le diffuseur arrière 2 est par conséquent apte à passer d'une position rétractée représentée à la figure 1 , dans laquelle le panneau mobile 6 peut être plaqué contre le pare-chocs arrière 4, à une position déployée, dans laquelle le panneau mobile 6 est situé à distance du pare-chocs arrière 4. Il est possible de conserver une distance de l'ordre de 1 à 2 centimètres entre le pare-chocs arrière 4 et le panneau mobile 6 en position rétractée afin de ménager un espace permettant de contenir des saletés, qui pourraient se déposer lorsque le panneau mobile 6 est en position déployée, et ce sans gêner le mécanisme motorisé.

Lors de son déploiement et en position déployée, le panneau mobile 6 ne passe pas sous la garde au sol du véhicule automobile. Plus précisément, la ligne basse 13 du panneau mobile 6, correspondant à la ligne la plus basse de l'extrémité 12 du panneau mobile 6, ne passe pas sous la ligne basse 34 du pare-chocs arrière 4 correspondant à la ligne de décollement du flux d'air du pare-chocs arrière 4. Cela permet, comme expliqué auparavant, de diriger l'air depuis le soubassement du véhicule vers la partie inférieure du diffuseur. Cette absence de passage d'air sur la partie supérieure du diffuseur permet d'éviter l'exercice d'une force verticale (du haut vers le bas) sur le panneau mobile dépioyé, ce qui permet de façon plus aisée de rétracter ou de maintenir en position le panneau mobile. La cinématique de déploiement et de rétraction énoncée plus haut permet également de limiter au maximum les turbulences en position déployée dues à un éventuel jeu entre les pièces (appelé « marche aérodynamique ») et lors du déploiement en assurant la continuité des surfaces à l'échelle aérodynamique. Cette solution permet d'envisager de placer le diffuseur arrière 2 sur des véhicules ayant une grande garde au sol ou possédant une capacité de franchissement importante car le diffuseur arrière 2 est capable de réaliser des angles de déploiement par rapport au pare- chocs arrière 4 supérieurs à ceux de l'art antérieur (de 18 à 20 degrés alors que les angles obtenus dans l'art antérieur sont de l'ordre de 10 degrés). En d'autres termes, l'angle d'inclinaison du panneau mobile 6 en position déployée par rapport au pare-chocs arrière 4 peut être compris entre 5 et 20 degrés, ce qui offre un plus grand éventail de possibilités que les dispositifs selon l'art antérieur.

Le mécanisme motorisé comprend une première bielle de déploiement 8, une seconde bielle de déploiement 10 et un actionneur (non représenté).

La première bielle de déploiement 8 est la plus proche d'une extrémité 12 du diffuseur arrière 2 que la seconde bielle de déploiement 10. Cette extrémité 12 est la plus en avant par rapport à un axe longitudinal du véhicule automobile lorsque le diffuseur arrière est fixé sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile. La première bielle de déploiement 8 est plus courte que la seconde bielle de déploiement 10. Les première et seconde bielles de déploiement 8 et 10 sont reliées au niveau de leurs premières extrémités respectives 14 et 16 au panneau mobile 6 et au niveau de leurs secondes extrémités respectives 18 et 20 au pare-chocs arrière 4 dans l'exemple représenté. Une des secondes extrémités 18 et 20 peut également être fixée à l'actionneur afin de mettre en mouvement le mécanisme motorisé. L'actionneur pourrait dans ce cas être un moteur comprenant un axe de sortie bloqué en rotation avec l'extrémité à laquelle il est relié.

Cette fixation des bielles de déploiements 8 et 10 permet la création d'un quadrilatère déformable composé des côtés [14-16], [16-20], [20-18] et [18-14].

La distance entre les deux premières extrémités 14 et 16 est plus petite que la distance entre les deux secondes extrémités 18 et 20 lorsque le diffuseur arrière 2 est fixé sur le pare-chocs arrière 4. Les extrémités 14, 16, 18 et 20 sont reliées aux différents éléments cités ci-dessus par l'intermédiaire de liaisons conférant au moins un degré de liberté en rotation aux bielles de déploiement 8 et 10, par exemple une liaison de type pivot. Ces extrémités correspondent aux axes de rotation permettant au diffuseur arrière 2 de réaliser un mouvement combiné de plusieurs rotations simultanées décrivant une portion d'ellipse.

Plus précisément, la combinaison entre d'une part une première bielle de déploiement 8 plus courte qu'une seconde bielle de déploiement 10 et d'autre part une distance entre les deux premières extrémités 14 et 16 plus courte que la distance entre les deux extrémités 18 et 20 permet aux bielles de déploiement 8 et 10 d'imposer au panneau mobile 6 un mouvement combiné de plusieurs rotations simultanées autour des différents axes mentionnés ci-dessus.

La détermination de la longueur des deux bielles de déploiement 8 et 10 ainsi que des distances respectives entre les premières extrémités 14 et 16 d'une part et les secondes extrémités 18 et 20 d'autre part est réalisée par itération jusqu'à obtenir un compromis idéal entre l'angle fermé et l'angle déployé, le déport de la pièce mobile sous la garde au sol véhicule que l'on ne veut pas dépasser, la dimension de l'espace laissé entre le pare- chocs arrière 4 et le panneau mobile 6 en position déployée et la courbure du pare-chocs sur l'axe transversal Y.

Lors de la mise en mouvement du panneau mobile à partir de la position rétractée vers la position déployée, l'actionneur met en mouvement au moins une des deux bielles de déploiement, par exemple la seconde bielle de déploiement 10 au niveau de son extrémité 20 solidaire avec l'actionneur. Ce mouvement pourrait être initié à partir d'une des trois autres extrémités, nous décrirons l'exemple dans lequel l'actionneur est solidaire de l'extrémité 20. Cet exemple est applicable à un actionneur solidaire d'une autre extrémité des bielles de déploiement 8 et 10.

La seconde bielle de déploiement 10 est donc mise en mouvement. Cette mise en mouvement entraîne la mise en mouvement de la première bielle de déploiement 8, comme cela est visible sur la figure 2. Les deux bielles de déploiement 8 et 10 pivotent autour de leurs extrémités respectives ce qui permet au panneau mobile 6 de se déplacer avec une trajectoire suivant un mouvement combiné de plusieurs rotations simultanées. Cette trajectoire permet de dégager le panneau mobile 6 par rapport au pare-chocs arrière 4 selon une direction parallèle à l'axe longitudinal X et également dans une direction parallèle à un axe vertical Z sans faire passer le panneau mobile sous la garde au sol du véhicule (plus précisément sans faire passer la ligne basse 13 du panneau mobile 6 sous la ligne basse 34 de la pièce de carrosserie, ici le pare-chocs arrière 4), comme cela est visible sur la figure 3. Cela permet de décaler vers l'arrière du véhicule les points de décollement du flux d'air, ce qui a pour conséquence de réduire la traînée aérodynamique du véhicule en éloignant la dépression créée à l'arrière de ce dernier.

Comme cela est visible sur les figures, le diffuseur arrière peut également comprendre un bras de pilotage 22 du panneau mobile 6. Ce dernier est composé de deux bielles de pilotage 24 et 26 reliées entre elles par une articulation 28 pouvant être une liaison pivot. Dans l'exemple illustré, le bras de pilotage 22 est relié au panneau mobile 6 par une extrémité 32 et au pare-chocs arrière 4 par une extrémité 30. Ces extrémités peuvent être iiées au panneau mobile 6 et au pare-chocs arrière 4 par une liaison conférant au moins un degré de liberté en rotation aux bielles 24 et 26, par exemple une liaison de type pivot.

Ce bras de pilotage 22 peut être utilisé pour déployer le panneau mobile 6. Dans ce cas, l'extrémité 30 peut être reliée à l'actionneur afin que ce dernier mette en mouvement le bras de pilotage 22. Cela présente un intérêt dans le sens où un déploiement via le bras de pilotage 22, proche de l'extrémité du panneau mobile 6 opposée à l'extrémité 12, permet d'avoir un actionneur moins puissant que dans le cas où la mise en mouvement s'effectue à partir d'une des deux bielles de déploiement 8 et 10 en déplaçant et en réduisant les efforts aérodynamiques maximums, par l'augmentation du bras de levier (entre 14 ou 16 et 32) et ainsi réduire le couple nécessaire à l'arbre de sortie de l'actionneur pour manœuvrer le dispositif sous sollicitation. Cela permet de réduire le dimensionnement du couple de sortie de l'actionneur. De plus, le bras de pilotage permet de traiter les défauts d'affleurement en assurant un plaquage du panneau mobile 6 contre le pare-chocs arrière 4 en position rétractée.

L'articulation 28 et les extrémités 30 et 32 peuvent être alignées sur un même axe lorsque le panneau mobile 6 est en position déployée ou en position rétractée. Cette configuration constitue un point de verrouillage du panneau mobile 6 en position rétractée ou déployée ce qui assure un maintien du panneau mobile 6 dans ces positions et ce même si une force extérieure est exercée sur le panneau mobile, par exemple une intervention humaine ou un choc.

Dans le cas où le panneau mobile 6 est mis en mouvement grâce à un actionneur relié à l'extrémité 30 du bras de pilotage 22, le fonctionnement est identique que dans l'exemple précédent d'une mise en mouvement via la seconde bielle de déploiement 10. L'actionneur met en mouvement la bielle de pilotage 24 qui va mettre en mouvement d'une part la bielle de pilotage 26 grâce à leur articulation 28 et d'autre par les bielles de déploiement 8 et 10. Le panneau mobile 6 suit alors une trajectoire identique à celle décrite auparavant.

Dans le cas où l'actionneur est relié à l'une des bielles de déploiement 8 et 10, le bras de pilotage 22 va suivre le mouvement imposé par la bielle de déploiement mise en mouvement par l'actionneur.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Nomenclature

2 : diffuseur arrière

4 : pare-chocs arrière

6 : panneau mobile

8 : première bielle de déploiement

10 : seconde bielle de déploiement

12 : extrémité du panneau mobile

13 : ligne basse du panneau mobile

14 : première extrémité de la première bielle de déploiement 16 : première extrémité de la seconde bielle de déploiement 18 : seconde extrémité de la première bielle de déploiement 20 : seconde extrémité de la seconde bielle de déploiement

22 : bras de pilotage

24, 26 : bielles de pilotage

28 : articulation des bielles de pilotage

30 : extrémité de la bielle 24

32 : extrémité de la bielle 26

34 : ligne basse du pare-chocs arrière