Brevet FR2683775A1 — publié le 19930521

DISPOSITIF DE DETERMINATION DE L'ANGLE DE ROULIS D'UN VéHICULE La présente invention concerne un dispositif permettant d'appréhender de façon simple et fiable les oscillations d'un véhicule autour de son axe longitudinal au cours du déplacement, notamment en virage. Plus précisément, elle a pour objet un dispositif assurant la détermination exacte de l'angle existant entre le plan de référence du châssis et un axe passant par le centre des roues. Dans de nombreux dispositifs de détection ou de mesure de l'angle de roulis connus, tels que celui décrit dans la publication FR-2495766, l'élaboration d'un signal représentatif de I'inclinaison du véhicule par rapport à l'horizontale autour de son axe longitudinal est assurée par la combinaison des informations transmises par deux capteurs associés chacun à une extrémité latérale du véhicule. La méthode la plus souvent mise en oeuvre consiste en effet à instrumenter les deux roues d'un même essieu afin de mesurer leurs débattements respectifs, et d'obtenir l'information souhaitée par différence. Cette méthode présente l'inconvénient de multiplier le nombre des capteurs, ce qui pose à la fois le problème du coût du dispositif et celui de la précision de la mesure, en raison du cumul des imprécisions transmises par les différents capteurs. Pour éviter les difficultés qui viennent d'être évoquées, l'invention propose un dispositif avantageux permettant de simplifier l'ensemble des mécanismes utilisés, et d'augmenter la fiabilité des résultats obtenus. L'invention concerne un dispositif de détermination de l'angle de roulis 4 d'un véhicule équipé d'au moins un essieu à roues indépendantes dont chaque demi-train comporte un élément de suspension débattant en rotation autour d'un point fixe sur le châssis du véhicule, caractérisé en ce que les débattements angulaires des éléments de suspension droite et gauche sont transmis mécaniquement au même capteur angulaire de roulis. Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur de roulis comporte un corps et une tige de capteur pouvant pivoter autour d'un axe de rotation commun, et dont la position angulaire relative est fonction de l'angle de roulis e du véhicule. Selon un mode de réalisation de l'invention, chacun des deux éléments de suspension comporte un pied d'ancrage raccordé par une première articulation à une bielle dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation à un levier solidaire du capteur, le premier élément de suspension étant connecté à un premier levier fixé sur le corps du capteur, tandis que le second élément de suspension est connecté à un second levier fixé sur la tige du capteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier élément de suspension comporte un pied d'ancrage raccordé par une première articulation à une bielle dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation à un levier solidaire du corps du capteur, et le second élément de suspension entraine directement en rotation la tige du capteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier élément de suspension comporte un pied d'ancrage raccordé par une première articulation à une bielle dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation à un second levier solidaire de la tige du capteur, et le second élément de suspension est articulé directement sur un premier levier solidaire en rotation du corps du capteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier élément de suspension comporte un pied d'ancrage raccordé par une première articulation à une bielle dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation à un premier levier solidaire de la tige du capteur, et le second élément de suspension comporte un pied d'ancrage articulé sur une bielle dont le déplacement entraine en rotation par l'intermédiaire d'un second levier, un arbre, solidaire en rotation d'un engrenage en prise avec une roue dentée elle-même solidaire et concentrique du corps du capteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le débattement dissymétrique des deux roues par rapport à l'axe longitudinal du véhicule entraine en rotation la tige et le corps du capteur dans le même sens. Selon un mode de réalisation de l'invention, le débattement dissymétrique des deux roues par rapport à l'axe longitudinal du véhicule entraine en rotation la tige et le corps du capteur dans des sens opposés. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre la position d'un essieu et du châssis d'un véhicule en virage, - la figure 2 représente de façon schématique le dispositif de l'invention, vu de face, - la figure 3 est une vue de dessus schématique du dispositif de la figure 2, - la figure 4 illustre le fonctionnement de ce dispositif en "pompage", - la figure 5 illustre le fonctionnement de ce dispositif en "roulis", - la figure 6 A se rapporte à une première variante de l'invention, - la figure 6 B se rapporte à une seconde variante de l'invention - la figure 7 représente de façon plus détaillée une troisième variante de l'invention, - la figure 8 illustre le fonctionnement de la variante de la figure 7. Sur la figure 1, on a représenté dans un repère orthogonal à trois dimensions (G, X, Y, Z), les deux roues rl et r2 d'un même essieu et le châssis 18 d'un véhicule vu de face ou de dos, de façon à mettre en évidence son angle de roulis B, correspondant à l'inclinaison latérale du châssis 18 par rapport à l'axe des roues rl et r2. Cette inclinaison latérale correspond, on le sait, à la réponse du véhicule aux poussées latérales supportées par le châssis, notamment en virage. Sur les figures 2 et 3, se rapportant à une suspension à roues indépendantes équipées du dispositif de l'invention, on a fait apparaître les deux roues rl, r2 d'un même essieu ainsi, que leurs éléments de suspension respectifs 1, 9 qui peuvent être par exemple des bras transversaux avec des triangles. Ces éléments de suspension 1, 9 sont articulés sur le châssis 18 par l'intermédiaire de rotules 10 et 11. Chacun des éléments de suspension 1, 9 comporte par ailleurs un pied d'ancrage 2, 8 raccordé à une bielle 3, 7 par une première articulation 13, 14. Chaque bielle 3, 7 est en prise sur un levier 4, 6 solidaire d'un élément 5, 17 du capteur de roulis 23, par l'intermédiaire d'une seconde articulation 16, 15. Le capteur de roulis 23 comporte de façon connue une tige 17 et un corps 5, pouvant tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe 12. Ce capteur 23 délivre un signal électrique représentatif de la position angulaire relative du corps 5 et de la tige 17. Les figures 4 et 5 mettent en évidence le fonctionnement de ce dispositif en situation dite de "pompage" (figure 4) et de "roulis" (figure 5). L'angle o( mentionné sur ces figures correspond au débattement de chaque élément de suspension 1, 9. Le "pompage" correspond au débattement simultané et identique des deux éléments de suspension 1 et 9, tandis que le roulis traduit leur débattement en sens opposés. Sur la figure 4 on comprend que l'ensemble des éléments de suspension, bielles, et leviers de l'invention 1,9 , 3,7 , 4,6 est agencé de façon telle qu'un débattement identique vers le haut ou vers le bas des deux éléments de suspension 1, 9 d'un angle o( génère, des rotations identiques et dans le même sens du corps du capteur 5 et de la tige 17 du capteur 23. Dans ce cas, l'angle relatif Q entre le corps 5 et la tige 17 du capteur 23 reste constant, de même que l'information électrique relative à cette position angulaire relative g . Le dispositif de l'invention est donc insensible au pompage. En revanche, des débattements opposés des deux roues rl, r2 de l'essieu, par exemple le débattement d'une première roue vers rl le bas et de la seconde r2 vers le haut, engendrent des rotations du corps 5 du capteur 23 et de la tige 17 de celui-ci, de signes opposés. La figure 5 fait apparaître clairement qu'en situation de roulis, l'angle relatif 2 entre le corps 5 et la tige 17 du capteur varie de la somme 0des angles de rotation de ces deux éléments par rapport à la position de repos. La disposition proposée par l'invention est donc sensible à l'inclinaison latérale du châssis 18, ctest-à- dire à l'angle du roulis * du véhicule.L'indifférence du dispositif au pompage et sa réponse au roulis résultent de l'implantation des leviers 4, 6 autour du capteur 23 et de l'orientation respective des efforts de poussée et de traction exercés par les bielles 3, 7 sur ces leviers 4, 6. Les figures 6A et 6B sont relatives à deux variantes de l'invention présentant une cinématique simplifiée. Selon la variante de la figure 6A, le montage du premier bras de suspension est identique à celui de l'exemple précédent, puisque le premier élément de suspension 1 comporte un pied d'ancrage 2, raccordé par l'intermédiaire d'une première articulation 13 à une bielle 3 dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation 16 à un levier 4 solidaire du corps 5 du capteur 23. En revanche, le second élément de suspension 9 entraine directement en rotation la tige 17 du capteur 23. Selon la variante de la figure 6B, le pied d'ancrage 2 du premier élément de suspension 1 est raccordé par une première articulation 13 à une bielle 3 dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation 15 à un levier 6 entrainant en rotation la tige 17 du capteur 23, tandis que le second élément de suspension 9 est articulé directement sur le levier 4 solidaire du corps 5 du capteur 23. Ces deux variantes permettent d'obtenir le résultat attendu, à savoir l'indifférence du dispositif au pompage et sa réponse au roulis, tout en réalisant une économie de pièces non négligeable. Sur la figure 7, on a représenté de façon plus détaillée une troisième variante de l'invention. Le capteur 23 est ici représenté en coupe. A l'intérieur du carter 21, on reconnait notamment le corps 5 du capteur et sa tige 17. Le premier élément de suspension 1 est relié à la tige 17 du capteur de la même façon que selon les figures 2 à 5, c'est-à-dire par l'intermédiaire de son pied d'ancrage 2, d'une bielle 3 et d'un levier 4. En revanche, la transmission mécanique du mouvement entre le second élément de suspension 9 et le corps 5 du capteur 23 fait intervenir en outre un jeu d'engrenages 18, 19 intermédiaires.Le corps 5 du capteur est concentrique et solidaire en rotation d'un engrenage 18, en prise avec une roue dentée 19 fixée sur un arbre 20 entraîné en rotation par le levier 6 raccordé par ailleurs, grâce à l'articulation 15 sur la bielle 7 associée, à partir du pied d'ancrage 8, au second élément de suspension 9. Les deux leviers 4, 6 connectés à chacun des éléments de suspension 1, 9 agissent donc respectivement sur la tige 17 du capteur 23 tournant autour de son axe 12, et sur l'arbre 22. L'ensemble des angularités, des longueurs des bielles et des leviers 3, 7, 4, 6, et le rapport du couple de pignons 19 et 18 sont tels que les rotations de la tige 17 et du corps 5 du capteur 23 soient les mêmes pour des valeurs identiques du débattement des éléments de suspension 1 et 9. Toutefois, à la différence des exemples précédents, les deux leviers 4, 6 n'ont pas le même axe de rotation. Le diagramme de la figure 8 illustre le fonctionnement de la variante de la figure 7. Sur ce schéma, on a représenté simultanément diverses positions caractéristiques des deux bielles 3, 7, à savoir leurs positions respectives de "choc" (A), de "charge" (B), "à vide" (C) et de rebond (D). A chaque position des deux bielles 3, 7 est associée la position correspondante du levier associé 4, 6, autour de son axe de rotation respectif, soit l'axe de rotation 12 de la tige 17 du capteur 23 et l'axe 22 de l'arbre 20 portant la roue dentée 19. On a également représenté par un cercle le pignon 18 concentrique et solidaire du corps 5 du capteur 23, et la roue dentée 19 portée par l'arbre 20. En conclusion, l'invention permet d'obtenir, selon son mode de réalisation principal et l'ensemble de ses variantes, une information précise et fiable sur l'angle de roulis e du véhicule à l'aide d'un seul capteur de roulis 23. La solution proposée présente pour avantage principal, le fait que ce capteur 23 est indifférent aux débattements symétriques des deux demitrains de l'essieu tandis qu'il est sensible à leurs débattements dissymétriques. REVENDICATIONS 1) Dispositif de détermination de l'angle de roulis 8 d'un véhicule équipé d'au moins un essieu à roues indépendantes (rl, r2) dont chaque demi-train comporte un élément de suspension (1, 9) débattant en rotation autour d'un point fixe (10, 11) sur le châssis (18) du véhicule, caractérisé en ce que les débattements angulaires des deux éléments de suspension (1, 9) sont transmis mécaniquement au même capteur angulaire de roulis (23). 2) Dispositif de détermination de l'angle de roulis d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de roulis (23) comporte un corps (5) et une tige (17) de capteur, pouvant pivoter autour d'un axe (12) de rotation commun, et dont la position angulaire relative est fonction de l'angle de roulis 19^ du véhicule. 3) Dispositif de détermination de l'angle de roulis d'un véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des deux éléments de suspension (1, 9) comporte un pied d'ancrage (2, 8) raccordé par une première articulation (13, 14) à une bielle (3, 7) dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation (15, 16) à un levier (4, 6) solidaire du capteur (23), le premier élément de suspension (1) étant connecté à un premier levier (4) fixé sur le corps (5) du capteur (23), tandis que le second élément de suspension (9) est connecté à un second levier (6) fixé sur la tige (17) du capteur (23). 4) Dispositif de détermination de l'angle de roulis d'un véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément de suspension (1) comporte un pied d'ancrage (2) raccordé par une première articulation (13) à une bielle (3) dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation (16) à un levier (4) solidaire du corps (5) du capteur (23) et en ce que le second élément de suspension (9) entraine directement en rotation la tige (17) du capteur (23). 5) Dispositif de détermination de l'angle de roulis d'un véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément de suspension (1) comporte un pied d'ancrage (2) raccordé par une première articulation (13) à une bielle (3) dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation (15) à un second levier (6) solidaire de la tige (17) du capteur (23), et en ce que le second élément de suspension (9) est articulé directement sur un premier levier (4) solidaire en rotation du corps (5) du capteur (23). 6) Dispositif de détermination de l'angle de roulis d'un véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément de suspension (1) comporte un pied d'ancrage (2) raccordé par une première articulation (13) à une bielle (3) dont le déplacement est transmis par l'intermédiaire d'une seconde articulation (16) à un premier levier (4) solidaire de la tige (17) du capteur (23), et en ce que le second élément de suspension (9) comporte un pied d'ancrage (8) articulé sur uSe bielle (7) dont le déplacement entraine en rotation par l'intermédiaire d'un second levier (6), un arbre (20) solidaire en rotation d'un engrenage (19), en prise avec une roue dentée (18), elle-même solidaire et concentrique du corps (5) du capteur (23). 7) Dispositif de détermination de l'angle de roulis d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débattement symétrique des deux roues (rl, r2) par rapport à l'axe longitudinal du véhicule entraine en rotation la tige (17) et le corps (5) du capteur (23) dans le même sens. 8) Dispositif de détermination de l'angle de roulis d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le débattement dissymétrique des deux roues (rl, r2) par rapport à l'axe longitudinal du véhicule entraine en rotation la tige (17) et le corps (5) du capteur (23) dans des sens opposés.