Brevet FR2694241A1 — publié le 19940204

PROCEDE ET DISPOSITIF DE PILOTAGE DE SUSPENSION DE VEHICULES A PNEUS DE TYPE ACTIF La présente invention a pour objet un procédé et un dipositif de pilotage passif de suspension de type actif, destiné en particulier mais non exclusivement à permettre une différentiation aussi précise et rapide que posssible dans les débattements d'une roue par rapport à la carrosserie entre ce qui est inhérent à l'assiette, (effet des transferts de masse) au franchissement d'une dénivellation, et enfin ce qui est lié à l'inertie de la roue. On connaît des suspensions de type actif, qui réduisent considérablement les crêtes d'oscillation (surpressions intempestives de la ou des roues au sol en franchissement d'obstacle, aussi bien que les décollements de la ou des roues par effet de rebond non maîtrisé) Malheureusement il n'existe pas à l'heure actuelle de capteurs assez rapide et assez précis pour piloter avec efficacité, l'activité, et à fortiori la motorisation d'une telle suspension. (On entend par suspension active, une suspension, dont certains critères divers sont modifiés en fonction des informations sur diverses conditions rencontrées, et par suspension motorisée une suspension qui fait appel à une source d'énergie extérieure pour lutter sinon vaincre les effets d'inertie des masses non suspendues...à condition de déterminer avec la plus grande précision la part qui, dans le débattement de la ou des roues, résulte de l'inertie, ce qui n'est pas possible avec les actuels capteurs, dits "à inertie"). La présente invention a pour objet de pallier à cet inconvénient. Selon la présente invention, le procédé de pilotage d'une suspension de type actif est caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser la déformation du pneu pour orienter un courant électrique vers le pôle de motorisation (commande d'allongement ou de raccourcissement de l'amortisseur) de la suspension à activer. Nous connaissons le procédé et dispositif revendiqué dans la demande de brevet français Nb 8811388, qui utilise comme nous allons le voir, un procédé et dispositif qui présente certaines analogies, et en particulier des aiguilles insérées dans le pneumatqiue, mais qui présente deux inconvénients irréductibles :: une très grande difficulté de montage et de démontage et un aléa considérable en matière d'étanchéïté incompatible avec le montage en série sur des véhicules à hautes performances concernés principalement par le présent procédé et dispositif, en ce qui concerne le dispositif, et une lecture exlcusivement d'intensivité, qui ne saurait prendre en compte la lecture "intelligente" des variations de flèche liées aux franchissemenets d'obstacles dans les périodes de flèche moyenne modifiée par un tranfert de masse, comme en accélération, en virage ou encore en zone de freinage. La présente invention vise un procédé et dispositif qui se différentient de ce dernier en ce qu'ils visent non plus simplement à analyser et à utiliser la valeur de la flèche du pneumatique en temps réel, mais à analyser- directement les éléments composants de sa variation ; vitesse de la variation, temps de la yariation, signification de la variation en fonction du point oU elle se situe, et ce, avant calcul électronique, ce qui simplifie considérablement celui-ci, et en raccourcit sensiblement le temps de réalisation, en particulier dans le cas d'utilisations de suspensions multi-étages.Ainsi, suivant que la variation d'oscillation transitoire (franchissement d'une dénivellation) se situe à partir d'une flèche non transitoire de valeur maximum, minimum ou moyenne ; par exemple : dans le cas de variations liées à des obstacles pendant une zone de freinage intensif, où durant toute la durée du parcours de celle-ci, nous assistons à une augmentation de la flèche "initiale" sur lesquelles viendront se "greffer" les effets des dénivellations rencontrées sur l'essieu avant, tandis que nous assistons à une diminution de celle-ci sur l'essieu arrière, et sur lesquelles les mêmes dénivellations n'auront pas les mêmes effets,) Quant au présent dispositif, il se différentie du précédent en ce qu'il est lu au travers de la paroi de la jante qui assure l'étanchéité du pneumatique, et que le train d'aiguilles lectrices disposé en radial s'escamote à l'interieur d'alvéoles aménagées à cet effet à l'intérieur de la jante, pendant les opérations de montage et le démontage du pneumatique, par simple dégonflage de la structure à soufflets dans laquelle ce train d'aiguilles est avantageusement inséré. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, au regard des desseins, qui représentent: - la figure 1 indique la structure globale du dispositif. - les figures 2 et 3 et 4 une coupe de la jante équipée du présent duspositif dans son fonctionnement selon le présent procédé, La figure 2 montre le dispositif en ordre de marche mais au repos, c'est à dire avec une flèche nulle. La figure 3 montre le dispositif en fonctionnement complexe dans une flèche asymétrique de roulis, tandis-que sur la figure 4, nous verrons le dispositif en configuration de démontage. - la figure 5 d'un diagramme de fonctionnement du mode de lecture de la variation de la flèche selon le présent procédé. - la figure 6 représente une vue de la jante en perspective qui montre le mode d'implantation du présent dispositif. Sur la figure 1 qui représente la roue vue de côté nous trouvons en 1 la représentation radiale du train d'aiguilles, en 2 la représentation du pneumatique, en 3 celle de la jante, en 4, l'ensemble disque de frein-étrier, et en 5 l'espace dans lequel s'escamote le train d'aiguilles pour permettre les opérations de montage et de démontage du pneumatique. Sur la figure 2, nous trouvons une coupe d'une partie de jante allant du moyeu de celle-ci (18) au pneumatique (23) dans laquelle se trouve le dispositif qui fait l'objet de la présente invention, et dont voici le descriptif: Après avoir exposé au préalable que le présent procédé et dispositif de pilotage de suspensions actives ou motorisées est assuré par une lecture bilatérale de la variation de la flèche, de part et d'autre de la bande de roulement avantageusement à proximité des faces internes et externes de la jante) - En la et lb : chapeau d'aiguille de protection de la face interne de la bande de roulement du pneumatique (23). - 2a et 2b : cylindre pilote de la bague de contact-joint d'étanchéïté qui détermine l'orientation du retour du courant selon le procédé décrit. - 3a et 3b : bague de contact-étanchéité insérée dans le cylindre-pilote qui assure l'orientation du courant selon procédé décrit et l'étanchéité permettant par effet pneumatique l'escamotage des aiguilles (constituées de l'ensemble 2a 4a et 2b 4b) dans les alvéoles 6a et 6b. - 4a et 4b : cylinde creux solidaire du contacteur fixe 24a et 24b qui assure les liaisons électriques jusqu'au lecteur 10a et 10b. - 5a et 5b : piste d'arrivée de courant sur bague de lecture 3a et 3b. - 6a et 6b alvéoles d'escamotage du dispositif d'aiguilles en vue des opérations de montage et de démontage du pneumatique. - 7a et 7b : soufflets commandant la mise des aiguilles en position de lecture, quand le pneumatique est monté sur la roue, aussi bien que leur escamotage dans les alvéoles 6a et 6b ainsi que l'immobilité du contacteur 24a et 24b quand le tout est en position de fonctionnement. - 8 : boyeau de distribution d'air comprimé aux soufflets 7a et 7b. - 9 : rainure aménagée dans la jante pour l'insertion du boyeau 8. 10a et 10b : train de galets rotatifs fixés sur la section d'arc où se produit la variation de la flèche du pneumatique, munis du nombre de pistes de contact ( que nous pouvons apercevoir représentés en 5S, 6S, 7S, 8S et 9S de la figure 5, partie A ) correspondant au nombre par lequel est fractionnée la course des cylindres pilote 2a et 2b sur les cylindres creux 4a et 4b. - lîa et 11b : pistes d'orientation du retour du courant en fonction du point où se situe la bague de contact 3a et 3b, et qui traduit la valeur de la flèche selon modalités décrites dans le présent procédé. 12 : boyeau transversal de distribution d'air comprimé aux soufflets 7a et 7b depuis boyeau 8 13a et 13b : bordures de jante entre lesquelles vient s'insérer le pneumatique. 14a et 14b : couronnes de maintien de l'ensemble cylindre 4a 4b, soufflets 7a et 7b, contacteur 24a et 24b, en position de fonctionnement. 15a et 15b : axe de repli de la bague de maintien assurant sa rigidité dans l'axe transversal en fonctionnement, et son passage à l'intérieur de la couronne 14a et 14b pendant les opérations de montage et démontage du présent dispositif. 16 : disque de frein. 17 : représentation schématique de l'étrier de disque de frein. 18 : moyeu de roue 19 : barre de fixation du lecteur de la flèche 10a et 10b sur élément fixe, comme à titre d'exemple non limitatif l'étrier de frein. 20 : départ de l'information donnée par le lecteur sous forme d'orientation de courant. 21 : rayon de jante. 22a et 22b : liaisons électriques de passage du courant isolé au travers de la paroie de la jante. 23 : pneumatique. 24a et 24b : contacteurs de laison électrique entre dispositif de piste 5a, 5b et pila, 11b et points de passages 22a et 22b. 25a et 25b : ergots visant à maintenir, une fois insérés par flexion dans les alvéoles 6a et 6b les ensembles préférentiellement solidaires des soufflets 7a et 7b, cylindres 4a et 4b en position de contact en 24a et 24b, comprimées en ordre de marche par les soufflets en pression 7a et 7b. Sur la figure 3 nous pouvons observer que les deux cylindres porteurs de la bague de contact-étanchéïté 2a et 2b indiquent une flèche sensiblement differente, faisant ainsi passer le courant électrique directement vers les fonctions qui correspondent aux valeurs respectives des deux flèches. Nous retrouvons exactement les mêmes éléments nomenclatures sous les mêmes numéros de dessin, (de 1 à 24, répertoriés en a et b, pour ceux d'entre eux qui, selon l'un des mmodes de réalisation de l'invention fonctionnent par paires) bien qu'à des emplacements différents, puisqu'étant ceux qui caractérisent le fonctionnement du présent dispositif dans cette situation. Sur la figure 4 , nous voyons à travers la matérialisation des deux aiguilles qui apparaissent en coupe, l'ensemble du train d'aiguilles escamoté dans les alvéoles 6a et 6b, par l'effet aspirant des soufflets 7a et 7b à l'interieur des cylindres 4a et 4b, et 2a et 2b grâce à l'étanchéité des bagues de contact 3a et 3b. Et tout comme sur la figure 3, nous retrouvons exactement les mêmes éléments, également nomenclaturés sous les mêmes numéros de dessin, (également de 1 à 24, répertoriés en a et b, pour ceux d'entre eux qui, selon l'un des mmodes de réalisation de l'invention fonctionnent par paires) dans la position caractéristique qui est la leur selon la présente invention. Sur la figure 5, nous pouvons observer un diagramme de fonctionnement qui permet d'ordonner soit directement telle ou telle fonction motrice, ou simplement active de la suspension, soit le centre de calcul qui peut être intégré à ce type de suspensions, soit un avertisseur lumineux ou sonore pour prévenir le conducteur du véhicule d'une anomalie en cas de flèche très en dehors de la fourchette des valeurs préconisées par le fabricant de pneu. En effet, dans la figure 5 qui se divise en quatre parties 5A, 5B, 5C et 5D, nous trouvons: Sur la figure 5A : 1 : le chapeau d'aiguille qui vise à protéger de tout flouage la face interne de la bande de roulement du pneumatique. 2 : cylindre porteur de la bague de contact étanchéïté dont la course sur le cylindre solidaire du soufflet assure la lecture de la flèche selon le présent procédé et dispositif. 3 : bague de contact-étanchéïté citée précédemment 4 : cylindre porteur des plages d'arrivée et d'orientation du courant qui matérialise la lecture de la flèche selon le présent procédé et dispositif. 5 : piste d'arrivée de courant. 6 : piste de renvoi du courant vers ce qui, dans la suspension doit être commandé en configuration de flèche fortement supprimée. 7 : piste de renvoi du courant vers ce qui doit être commandé en configuration de flèche normale. 8 : piste de renvoi de courant vers ce qui doit être command en configuration de flèche excessive (les éléments nomenclaturés ici en 6, 7 et 8 sont nomenclaturés sur les figures 2, 3 et 4 en 11a et 11b 9 : piste spéciale d'alerte de sous-gonflage. 10 : soufflet de maintien en position de contact, d'escamotage dans les alvéoles pendant les opérations de montage et de démontage du pneumatique, et de montage et de démontage du présent dispositif, de l'ensemble 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 et 15 appelé aiguille. (Ce soufflet est nomenclaturé en 7a et 7b sur les figures 2, 3 et 4.) 15 : Contacteur fixe, qui pourra être avantageusement de forme carrée ou rectangulaire, bien que cela ne soit pas absoluement indispensable, réalisé dans un matériau flexible, pour permettre son insertion entre les deux ergots destinés à le maintenir en ordre de marche et sous la pression des soufflets en position de contact, sur les pistes moulées dans de la matière plastique injectée aménagées en 26a et 26b sur les figures 2, 3 et 4. 19 S : Galet rotatif sur axe fixe qui assure la lecture de la succession d'informations transmises par le passage des aiguilles successives au point de lecture. Il va de soit, qu'outre le fait que cette lecture est établie avantageusement ici aux deux extrêmités de la bande de roulement dans sa largeur ( côtés internes et externes du véhicule), la bande de roulement peut être lue en plusieurs points tels que - et bien sûr toujours sur les deux côtés de la bande de roulement - point d'attaque, point central de contact au sol de la roue, point de sortie de contact etc... 55 : arrivée de courant au niveau de la prise 20 des figures 2, 3 et 4; 6S : retour du même courant vers organe de commande utilisé en configuration flèche diminuée, que provoque la bague de contact-étanchéïté 3 en position de liaison entre les pistes 5 et 6. 7S : retour du même courant vers organe de commande utilisé en configuration flèche de valeur moyenne, que provoque la bague de contact-étanchéïté 3 en position de liaison entre les pistes 5 et 7. 85 : retour du même courant vers organe de commande utilisé en configuration de flèche excessive, que provoque la bague de contact-étanchéïté 3 en position de liaison entre les pistes 5 et 8. 9S : retour du courant vers le ou les organes d'alerte lumineuse ou sonore ou les deux du conducteur d'une configuration de flèche franchement excessive traduisant un état de sous-gonflage du ou des pneumatiques concernés que provoque la bague de contact-étanchéité en position de liaison entre les pistes 5 et 9. En 5 B nous trouvons: 1 : le capuchon d'aiguille 2 : Le cylindre 2 coulissant le long du cylindre 4 grossi 3 : la bague de contact-étanchéïté 3 ainsi que l'arrivée et les retours de courant tels que définis dans le commentaire de la figure 5 A, représentés respectivement en 5, 6, 7, 8 et 9 et 5', 6', 7', 8' et 9'. Mais nous pouvons voir également que chacune des pistes, donc chacune des plages de retour de courant peut être, à l'instar des pistes 7 et 8 représentés sur cette figure à son tour divisée en trois pistes (11, 12 et 13 pour la piste de retour premier 7, et 16, 17 et 18 pour la piste de retour 8) donc trois plages occasionnant un deuxième retour représente en C sous les formes de 11', 12' et 13' pour le fractionement de la plage 7 et 16' 17' et 18' pour le fractionnement de la piste donc de la plage 8. Il est en fait posssible en multipliant ce processus "d'alleger" et de simplifier singulièrement l'électronique de gestion de suspension actives sinon motorisées, tou en obtenant des temps de réaction-commande réduits à leur plus simple expression. Et en 5 D nous trouvons reproduit un soufflet de section carrée avec à titre de repère, et pour mémoire, les éléments 4, 5, 7, 8, 10 et 15 de la figure 5 A. Enfin sur la figure 6 , nous apercevons une jante en perspective qui nous montre l'implantation du présent dispositf. Il va de soi que de nombreuses variantes du présent procédé et dispositif peuvent être introduites sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 - Procédé de pilotage passif de suspensions de type actif ou motorisé caractérisé, en ce qu'il permet de commander l'activité ou la motorisation de ces suspensions, en temps réel dès la moindre variation indésirable de la flèche du pneumatique, même si celle-ci se produit dans une situation initiale de variation inéluctable, dont tous les aspects sont loin d'être préjudiciables, comme c est le cas en zones de freinage intensif, d'accélération ou de roulis - fût il corrigé au niveau cellule, comme c'est le cas en virages négociés à grandes vitesses. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il permet soit de transformer directement les moindres vélléïtés de déformations du pneu en réaction, soit dans le cas d'affichage de données caractéristiques de situations où la variation de la flèche est inéluctable voire bénéfique (comme en freinage ou en accélération) de déterminer la réaction nécéssaire face aux variations qui se produisent à l'intérieur et pendant la durée de ce type de variation, en fonction des critères que cette variation impose, par l'utilisation d'un pontage de differents circuits électriques spécifiques à chaque type de variation de la flèche 3 - Procédé et dispositif selon la revendication 1 et 2, selon lequel il y a lecture de variations transitoires dans des conditions appropriées même à l'intérieur d'autres variations de nature differente. 4 - dispositif caractérisé par un sytème d'aiguilles telescopiques qui s'escamotent automatiquement durant les opérations de montage et de démontage à l'intérieur de la jante. 5 - dispositif selon lequel cette sortie et cet escamotage des aiguilles est assuré par le dégonflage du pneumatique au moyen de soufflets logés dans des alvéoles, qui peuvent être alimentés par une dérivation sur la valve du pneumatique 6 dispositif selon lequel, un contacteur flexible assure le maintien aussi bien que la possibilité de montage et de démontage de l'ensemble aiguille soufflet.