FR3003231A1 - AERODYNAMIC DEVICE FOR PASSING THE WHEEL OF A VEHICLE, VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE AND CONTROL METHOD THEREFOR - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif aérodynamique pour passage de roue d'un véhicule automobile, le passage de roue comprenant une cavité (1) dans laquelle est reçue la roue (2), et une ouverture latérale (3) par laquelle la roue (2) est introduite et peut débattre suivant l'angle de direction imposé, caractérisé en ce qu'il comprend un écran (6) apte à être déplacé autour d'un axe de rotation (7) transversal à la direction longitudinale du véhicule, l'axe de rotation (7) étant situé dans une zone radialement extérieure à la roue (2), entre une position rétractée au-dessus de l'ouverture latérale (3), et une position déployée masquant au moins en partie l'ouverture latérale (3).The invention relates to an aerodynamic device for a wheel arch of a motor vehicle, the wheel arch comprising a cavity (1) in which the wheel (2) is received, and a lateral opening (3) through which the wheel (2) ) is introduced and can debate according to the imposed steering angle, characterized in that it comprises a screen (6) able to be moved about an axis of rotation (7) transverse to the longitudinal direction of the vehicle, the axis of rotation (7) being located in an area radially external to the wheel (2), between a retracted position above the lateral opening (3), and an extended position at least partially masking the lateral opening ( 3).
Description
032 3 1 1 Dispositif aérodynamique pour passage de roue d'un véhicule, véhicule équipé d'un tel dispositif et procédé de commande associé.032 3 1 1 Aerodynamic device for wheel arch of a vehicle, vehicle equipped with such a device and associated control method.
Domaine de l'invention : La présente invention concerne un dispositif aérodynamique pour passage de roue d'un véhicule automobile. Etat de la technique : Le passage de roue d'un véhicule automobile, en particulier le passage de roues directrices se présente sous la forme d'une cavité ménagée dans la structure du véhicule, dans laquelle est logée la roue. Cette cavité est en partie recouverte par la carrosserie extérieure du véhicule, typiquement par une aile de la carrosserie. Pour tenir compte des débattements de la roue en fonction des angles de direction imposés par le conducteur, le passage de roue des roues directrices est généralement ouvert latéralement. La roue braquée au maximum dans un sens ou dans l'autre dépasse ainsi classiquement du flanc latéral du véhicule. Cette ouverture latérale du passage de roue permet également un montage/démontage aisé de la roue.Field of the Invention: The present invention relates to an aerodynamic device for a wheel arch of a motor vehicle. State of the art: The wheel arch of a motor vehicle, in particular the guide wheel passage is in the form of a cavity in the vehicle structure, in which is housed the wheel. This cavity is partly covered by the outer body of the vehicle, typically by a wing of the body. To account for wheel deflections according to the steering angles imposed by the driver, the wheel arch of the steering wheels is generally open laterally. The wheel pointed at most in one direction or the other is thus conventionally beyond the lateral side of the vehicle. This lateral opening of the wheel well also allows easy assembly / disassembly of the wheel.
L'ouverture latérale du passage de roue qui débouche sur le flanc d'un véhicule présente toutefois un fort inconvénient en terme aérodynamique. En effet, l'ouverture et la cavité associée génèrent de fortes perturbations du flux aérodynamique s'écoulant sur les côtés du véhicule. Plusieurs dispositifs ont été envisagés pour occulter cette ouverture et présenter une surface la plus grande et régulière possible avec les surfaces adjacentes de la carrosserie. Les documents EP2050661A1 et DE10312089A1 illustrent des dispositifs aérodynamiques comportant un volet ou écran apte à être déployé pour refermer l'ouverture en vis-à-vis de la roue. Ces dispositifs sont constitués de multiples pièces articulées entre elles. Ces dispositifs connus sont complexes et couteux. En outre le déploiement non contrôlé de l'écran en vis-à-vis de la roue peut provoquer un conflit entre la roue braquée qui dépasse classiquement du flanc du véhicule par l'ouverture latérale du passage de roue. But de l'invention : L'invention a pour but de pallier tout ou partie des inconvénients précédents en proposant un dispositif aérodynamique extrêmement simple de conception et peu coûteux. De plus le but est de proposer un dispositif qui tienne compte des situations où la roue est susceptible de dépasser par l'ouverture latérale du passage de roue.The lateral opening of the wheel well which opens onto the side of a vehicle, however, has a significant disadvantage in aerodynamic terms. Indeed, the opening and the associated cavity generate strong disturbances of the aerodynamic flow flowing on the sides of the vehicle. Several devices have been envisaged to obscure this opening and to have a larger and regular surface possible with the adjacent surfaces of the bodywork. The documents EP2050661A1 and DE10312089A1 illustrate aerodynamic devices comprising a flap or screen that can be deployed to close the opening opposite the wheel. These devices consist of multiple parts articulated between them. These known devices are complex and expensive. In addition, the uncontrolled deployment of the screen vis-à-vis the wheel can cause a conflict between the wheeled wheel which conventionally exceeds the sidewall of the vehicle by the lateral opening of the wheel well. OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is to overcome all or some of the foregoing disadvantages by proposing an aerodynamic device that is extremely simple to design and inexpensive. In addition the goal is to provide a device that takes into account situations where the wheel is likely to exceed the lateral opening of the wheel well.
Objet de l'invention : A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif aérodynamique pour passage de roue d'un véhicule automobile, le passage de roue comprenant une cavité dans laquelle est reçue la roue, et une ouverture latérale par laquelle la roue est introduite et peut débattre suivant l'angle de direction imposé, caractérisé en ce qu'il comprend un écran apte à être déplacé autour d'un axe de rotation transversal à la direction longitudinale du véhicule, l'axe de rotation étant situé dans une zone radialement extérieure à la roue, entre une position rétractée au-dessus de l'ouverture latérale, et une position déployée masquant au moins en partie l'ouverture latérale. Le dispositif repose sur l'emploi d'un unique écran monobloc pour masquer une partie supérieure de l'ouverture du passage de roue concerné. La cinématique imposée est relativement simple puisqu'elle consiste en une rotation autour d'un axe transversal à la direction longitudinale du véhicule. Cette rotation peut être commandée par un actionneur simple et robuste. La forme de l'écran ainsi que son positionnement par rapport à la roue permettent un pilotage précis en fonction de la vitesse du véhicule, tenant compte du débattement de la roue et de son enveloppe volumique maximale.OBJECT OF THE INVENTION To this end, the subject of the invention is an aerodynamic device for a wheel arch of a motor vehicle, the wheel arch comprising a cavity in which the wheel is received, and a lateral opening through which the wheel wheel is introduced and can debate according to the imposed steering angle, characterized in that it comprises a screen capable of being displaced about an axis of rotation transverse to the longitudinal direction of the vehicle, the axis of rotation being located in an area radially outside the wheel, between a retracted position above the lateral opening, and an extended position masking at least part of the lateral opening. The device relies on the use of a single monobloc screen to hide an upper part of the opening of the wheel well concerned. The imposed kinematics is relatively simple since it consists of a rotation around an axis transverse to the longitudinal direction of the vehicle. This rotation can be controlled by a simple and robust actuator. The shape of the screen and its positioning relative to the wheel allow precise control according to the speed of the vehicle, taking into account the movement of the wheel and its maximum volume envelope.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - l'axe de rotation est situé à l'arrière de la roue, - l'axe de rotation de l'écran est situé à une hauteur inférieure ou égale à celle de l'axe de rotation de la roue, - la rotation de l'écran entre sa position rétractée et sa position déployée est inférieure à 45°, - le dispositif comprend un actionneur agissant sur l'écran à distance de l'axe de rotation, l'actionneur étant adapté pour déplacer l'écran entre sa position rétractée et sa position déployée, - l'écran a la forme générale d'un croissant de lune dont l'une des extrémités est articulée sur la structure du véhicule autour de l'axe de rotation, - l'actionneur est un dispositif à tirant déployable / rétractable, notamment un système à tige constituée d'une vis sans fin reliée à une extrémité de l'écran située à l'opposé de l'axe de rotation, L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant au moins un dispositif aérodynamique ayant tout ou partie des caractéristiques précédentes équipant l'un au moins des passages de roue du véhicule, notamment les passages de roues avant correspondant à des roues avant directionnelles. Selon d'autres caractéristiques additionnelles de l'invention, le véhicule automobile cité précédemment comprend un dispositif aérodynamique dans lequel l'écran dans la position déployée interfère avec l'enveloppe volumique maximale de la roue correspondante, définie par l'encombrement global de la roue se débattant entre ses angles de directions extrêmes, le véhicule étant pourvu d'un système de commande de l'actionneur adapté pour empêcher le déploiement de l'écran à l'intérieur de l'enveloppe volumique maximale lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une vitesse prédéterminée, par exemple 80 km/h. L'invention a encore pour objet un procédé de commande d'un dispositif aérodynamique ayant tout ou partie des caractéristiques précédentes sur un 30 véhicule du type précité, comprenant une étape de déploiement de l'écran de sa position rétractée à sa position déployée, cette étape étant conditionnée au fait que la vitesse de déplacement du véhicule est supérieure à une vitesse prédéterminée, par exemple 80km/h. Exposé de l'invention : L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple non limitatif de l'invention, et à la lumière des dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 et 2 représentent la zone d'un passage de roue avant d'un véhicule automobile pourvu d'un dispositif aérodynamique suivant l'invention, sur lesquelles l'écran est respectivement en position rétractée et en position déployée, - la figure 3 représente une vue agrandie du dispositif aérodynamique des figures 1 et 2 illustrant les différents composants du dispositif, - la figure 4 est une vue schématique de la roue avant gauche du véhicule et du passage de roue correspondant, considérée suivant la direction longitudinale du véhicule matérialisée par la flèche F, représentant le déplacement de l'écran vis-à- vis de l'enveloppe globale de débattement de la roue (écran déployé représenté en trait continu et écran en position rétractée représenté en trait pointillé). Dans la description qui suit, les directions sont indiquées en référence au repère classique d'un véhicule automobile dans lequel l'axe X correspond à la direction longitudinale avant-arrière du véhicule, dirigé vers l'arrière, l'axe Y correspond à un axe transversal au véhicule, dirigé vers la droite, et Z correspond à la direction verticale dirigée vers le haut. On a représenté aux figures 1 à 3 la zone avant d'un véhicule automobile, vue de côté au droit de la roue avant et du passage de roue correspondant. Le dispositif aérodynamique de l'invention s'applique à un ou plusieurs passages de roue du véhicule, typiquement mais non exclusivement aux passages de roue avant qui correspondent aux roues directionnelles d'un véhicule comportant deux roues avant.According to other advantageous features of the invention: the axis of rotation is situated at the rear of the wheel; the axis of rotation of the screen is situated at a height less than or equal to that of the axis of rotation of the wheel, - the rotation of the screen between its retracted position and its deployed position is less than 45 °, - the device comprises an actuator acting on the screen at a distance from the axis of rotation, the actuator being adapted to move the screen between its retracted position and its deployed position, - the screen has the general shape of a crescent moon whose one end is hinged to the vehicle structure around the axis of rotation, the actuator is a deployable / retractable pulling device, in particular a rod system consisting of a worm screw connected to an end of the screen situated opposite the axis of rotation. also relates to a motor vehicle comprising at least oins an aerodynamic device having all or part of the preceding characteristics equipping at least one of the wheel arches of the vehicle, in particular the front wheel arches corresponding to directional front wheels. According to other additional features of the invention, the aforementioned motor vehicle comprises an aerodynamic device in which the screen in the deployed position interferes with the maximum volume envelope of the corresponding wheel, defined by the overall size of the wheel struggling between its extreme direction angles, the vehicle being provided with an actuator control system adapted to prevent deployment of the screen within the maximum volume envelope when the speed of the vehicle is less than a predetermined speed, for example 80 km / h. The invention further relates to a method of controlling an aerodynamic device having all or some of the preceding characteristics on a vehicle of the aforementioned type, comprising a step of deploying the screen from its retracted position to its deployed position, this a step being conditioned on the fact that the speed of movement of the vehicle is greater than a predetermined speed, for example 80km / h. DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention will be better understood on reading the following description of a non-limiting example of the invention, and in the light of the appended drawings in which: FIGS. 1 and 2 represent the zone of a front wheel arch of a motor vehicle provided with an aerodynamic device according to the invention, on which the screen is respectively in the retracted position and in the deployed position, - Figure 3 shows an enlarged view of the aerodynamic device of the figures. 1 and 2 illustrating the various components of the device, - Figure 4 is a schematic view of the left front wheel of the vehicle and the corresponding wheel well, considered in the longitudinal direction of the vehicle materialized by the arrow F, representing the displacement of the screen vis-à-vis the overall casing of displacement of the wheel (deployed screen shown in solid lines and screen in retracted position shown in tra it dotted). In the following description, the directions are indicated with reference to the conventional reference of a motor vehicle in which the axis X corresponds to the longitudinal direction of the front-rear of the vehicle, directed rearward, the axis Y corresponds to a transverse axis to the vehicle, directed to the right, and Z corresponds to the vertical direction directed upwards. FIGS. 1 to 3 show the front zone of a motor vehicle, viewed from the side in front of the front wheel and the corresponding wheel well. The aerodynamic device of the invention applies to one or more wheel arches of the vehicle, typically but not exclusively to the front wheel wells which correspond to the directional wheels of a vehicle having two front wheels.
Le passage de roue se présente classiquement sous la forme d'une cavité 1 dans laquelle est reçue la roue 2. Le passage de roue débouche sur le côté du véhicule par une ouverture 3 ménagée dans la carrosserie du véhicule, bordée typiquement par une aile avant 4 et une partie latérale d'un bouclier avant 5 du véhicule. Le dispositif aérodynamique comprend un écran 6 apte à être déplacé autour d'un axe de rotation 7 transversal à la direction longitudinale X du véhicule. L'axe de rotation 7 est situé dans une zone radialement extérieure à la roue 2. La rotation est effectuée entre une position rétractée (figure 1) au-dessus de l'ouverture latérale 3, et une position déployée (figure 2) masquant au moins en partie l'ouverture latérale 3. Dans l'exemple illustré, l'écran 6 a la forme générale d'un élément plat ou d'une couche mince en croissant de lune (vue de côté suivant l'axe Y) situé en partie haute de la roue 2 et s'étendant jusqu'à une zone située en arrière de la roue 2. L'écran s'étend sensiblement parallèlement au plan médian vertical longitudinal XZ du véhicule. L'écran 6 comprend deux bords courbes ayant chacun une forme générale circulaire, dont les extrémités se rejoignent en deux points opposés dont un point arrière 8 à l'endroit duquel est situé l'axe de rotation 7 et un point avant 9. On note que le rayon de courbure du bord supérieur est inférieur au rayon de courbure du bord inférieur. Considéré suivant la direction Y tel qu'illustré à la figure 4, l'écran 6 est interposé entre la partie haute de la roue 2 et la partie haute de l'ouverture 3 délimitée par un bord échancré de l'aile 4. Dans la position rétractée, l'écran s'escamote dans un logement situé du côté intérieur de l'aile latérale. Dans cette position rétractée, l'écran 6 est masqué par l'aile 4 et n'est donc pas visible extérieurement. Dans la position déployée (figures 2 et 4), la partie avant de l'écran 6 s'abaisse de façon à venir en vis-à-vis de la partie supérieure de la roue 2, sensiblement dans le prolongement du bord échancré de l'aile 4 de façon constituer une surface carrossée agrandie et régulière. Comme représenté aux figures 1 à 3, l'axe de rotation 7 est situé à l'arrière de la roue, sensiblement à hauteur ou en dessous du niveau de l'axe de rotation de la roue. L'axe de rotation 7 est fixe par rapport à la structure du véhicule, dans une zone arrière du passage de roue, de préférence non visible depuis le côté du véhicule. On note que l'écran 6 pivote autour de son axe de rotation 7 d'un angle inférieur à 45° entre la position rétractée (figure 1) et la position déployée (figure 2). L'angle de rotation est par exemple compris entre 10° et 30°. Le point avant 9 de l'écran 6 est relié à un actionneur 10 apte à tirer ou pousser l'écran 6 de manière à provoquer sa rotation autour de l'axe 7. Dans l'exemple illustré à la figure 3, l'actionneur 10 est un dispositif à tirant déployable / rétractable, par exemple un système à tige 11 constituée d'une vis sans fin déplaçable de manière motorisée. La tige motorisée est orientée sensiblement à 45° par rapport à la direction verticale Z ou horizontale. L'actionneur est relié à la structure du véhicule par une articulation. La liaison entre l'extrémité de la tige filetée et le point avant 9 de l'écran est également articulée. De cette façon, la rotation de l'écran 6 entre la position rétractée et la position déployée s'accompagne de rotations de faibles amplitudes d'une part entre la structure et l'actionneur 10 et d'autre part entre la tige filetée et l'écran 6, ces degrés de liberté assurant un isostatisme nécessaire à la cinématique de l'ensemble.The wheel arch is conventionally in the form of a cavity 1 in which wheel 2 is received. The wheel arch opens onto the side of the vehicle through an opening 3 formed in the body of the vehicle, typically lined by a front fender. 4 and a side portion of a front bumper 5 of the vehicle. The aerodynamic device comprises a screen 6 adapted to be moved about an axis of rotation 7 transverse to the longitudinal direction X of the vehicle. The axis of rotation 7 is situated in an area radially outside the wheel 2. The rotation is effected between a retracted position (FIG. 1) above the lateral opening 3, and an extended position (FIG. less in part the lateral opening 3. In the example shown, the screen 6 has the general shape of a flat element or a thin layer crescent moon (side view along the Y axis) located in upper part of the wheel 2 and extending to an area behind the wheel 2. The screen extends substantially parallel to the longitudinal vertical median plane XZ of the vehicle. The screen 6 comprises two curved edges each having a generally circular shape, the ends of which meet at two opposite points, a rear point 8 at the location of which is the axis of rotation 7 and a point before 9. Note that the radius of curvature of the upper edge is smaller than the radius of curvature of the lower edge. Considered in the direction Y as shown in Figure 4, the screen 6 is interposed between the upper part of the wheel 2 and the upper part of the opening 3 delimited by a notched edge of the wing 4. In the retracted position, the screen retracts into a housing located on the inner side of the lateral wing. In this retracted position, the screen 6 is masked by the wing 4 and is therefore not visible externally. In the deployed position (FIGS. 2 and 4), the front part of the screen 6 is lowered so as to come opposite the upper part of the wheel 2, substantially in the extension of the notched edge of the screen. wing 4 to form an enlarged and regular body surface. As shown in Figures 1 to 3, the axis of rotation 7 is located at the rear of the wheel, substantially at or below the level of the axis of rotation of the wheel. The axis of rotation 7 is fixed relative to the vehicle structure, in a rear zone of the wheel well, preferably not visible from the side of the vehicle. Note that the screen 6 pivots about its axis of rotation 7 by an angle less than 45 ° between the retracted position (Figure 1) and the extended position (Figure 2). The angle of rotation is for example between 10 ° and 30 °. The front point 9 of the screen 6 is connected to an actuator 10 able to pull or push the screen 6 so as to cause its rotation about the axis 7. In the example illustrated in FIG. 3, the actuator 10 is a deployable / retractable pulling device, for example a rod system 11 consisting of a worm movable motorized manner. The motorized rod is oriented substantially at 45 ° with respect to the vertical direction Z or horizontal. The actuator is connected to the vehicle structure by a hinge. The connection between the end of the threaded rod and the front point 9 of the screen is also articulated. In this way, the rotation of the screen 6 between the retracted position and the deployed position is accompanied by rotations of small amplitudes on the one hand between the structure and the actuator 10 and on the other hand between the threaded rod and the screen 6, these degrees of freedom ensuring an isostatism necessary to the kinematics of the whole.
Selon un autre aspect remarquable de l'invention, notamment visible à la figure 4, l'écran 6 dans la position déployée interfère avec l'enveloppe volumique maximale 11 de la roue 2. Le terme « interfère » signifie ici que l'écran 6 pénètre à l'intérieur de cette enveloppe 11 et qu'il peut y avoir un conflit entre l'écran 6 et la roue 2. Cette enveloppe volumique maximale 11 est définie par l'encombrement global de la roue 2 se débattant entre ses angles de directions extrêmes, quelle que soit la vitesse du véhicule, donc y compris à très faible vitesse ou à l'arrêt. L'amplitude de la roue braquée dans un sens ou dans l'autre est maximale dans ce cas, ce qui définit une enveloppe volumique 11 de dimensions maximales. A l'inverse lorsque le véhicule avance à une vitesse supérieure à une vitesse prédéterminée, par exemple 80km/h, le braquage des roues dans un sens ou dans l'autre est réduit, de sorte que l'enveloppe volumique 12 a dans ce cas des dimensions plus petites que celle indiquée précédemment. Tenant compte de ces observations, l'invention prévoit que le véhicule est pourvu d'un système de commande de l'actionneur 10 adapté pour empêcher le déploiement de l'écran 6 à l'intérieur de l'enveloppe volumique maximale 11 lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une vitesse prédéterminée, par exemple 80 km/h. Une autre valeur de vitesse prédéterminée peut être choisie dans une variante de réalisation de l'invention. De ce fait, l'invention porte également sur un procédé comprenant une étape de déploiement de l'écran 6 de sa position rétractée à sa position déployée, dans lequel l'étape de déploiement est conditionnée au fait que la vitesse de déplacement du véhicule est supérieure à une vitesse prédéterminée, par exemple 80km/h. L'écran 6 est de préférence réalisé en matière plastique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes ou variantes de réalisation 15 décrits précédemment et comprends tous les équivalents techniques de ces moyens.According to another remarkable aspect of the invention, particularly visible in FIG. 4, the screen 6 in the deployed position interferes with the maximum volume envelope 11 of the wheel 2. The term "interferes" here means that the screen 6 penetrates inside this envelope 11 and that there may be a conflict between the screen 6 and the wheel 2. This maximum volume envelope 11 is defined by the overall size of the wheel 2 struggling between its angles of extreme directions, regardless of the speed of the vehicle, so even at very low speed or at a standstill. The amplitude of the wheel pointed in one direction or the other is maximum in this case, which defines a volume envelope 11 of maximum dimensions. Conversely, when the vehicle is traveling at a speed greater than a predetermined speed, for example 80 km / h, the steering of the wheels in one direction or the other is reduced, so that the volume envelope 12 has in this case smaller dimensions than previously indicated. Taking account of these observations, the invention provides that the vehicle is provided with a control system of the actuator 10 adapted to prevent the deployment of the screen 6 inside the maximum volume envelope 11 when the speed the vehicle is below a predetermined speed, for example 80 km / h. Another predetermined speed value may be chosen in an alternative embodiment of the invention. As a result, the invention also relates to a method comprising a step of deploying the screen 6 from its retracted position to its deployed position, in which the deployment step is conditioned on the fact that the speed of movement of the vehicle is greater than a predetermined speed, for example 80km / h. The screen 6 is preferably made of plastic. Of course, the invention is not limited to the embodiments or embodiments described above and includes all the technical equivalents of these means.
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