Brevet FR2686550A1 — publié le 19930730

La présente invention trouve son application dans le domaine des suspensions de véhicules roulants, plus particulièrement, dans les suspensions hydro-pneumatiaues et pneumatiques à correction automatique d'assiette. Pour la comprehension de ce qui suit, les explications données, le sont en référence à un train roulant, appelé aussi essieu. Sur les véhicules à suspension hydro-pneumatioue ou pneumatique à correction d'assiette, comprenant un correcteur par essieu, ctest la barre anti-dévers, qui dans certains cas, notamment dans les grandes courbes, maintient à elle seule, l'éauilibre transversal. Ceci oblige donc, sur ces véhicules, à avoir une barre anti-dévers plus forte que sur d'autres types de suspension. En effet, quand chacun des éléments élastiques de suspension est autonome, il contribue, en plus de la barre anti-dévers, à la stabilité transversale du véhicule, et nécessite, pourune efficacité égale une barre anti-dévers dont le couple de torsion à une valeur plus faible. L'importance des réactions nuisibles qui se transmettent par la barre anti-aevers, de la suspension sollicitée, vers la suspension opposée,et vers la caisse du véhicule, est en relation proportionnelle avec le couple de torsion de cette barre. Le principe de base du dispositif peut serésumer ainsi Quand une suspension, supposons la gauche, est plus écrasée que la droite, elle commande la fermeture de la liaison du fluide entre correcteur et suspension droite. Si, simultanément, le correcteur est en position fermée, il n'y a aucune circulation dans les canalisations. Si le correcteur est ouvert à l'admission, l'admission se fait vers la suspension la plus enfoncée, ctest à dire la gauche. Si le correcteur est ouvert à ltéchappement, la commande de fermeture sera inversée pour agir sur la liaison entre correcteur et suspension gauche. ae sera donc , dans ce dernier cas, la suspension droite qui sera délestée de sa pression. I1 est à noter que dans le brevet nO 2582998, l'isolation entre les deux suspensions ntest pas effective dans le cas où le correcteur est ouvert à ltadinission. La suspension la moins chargée aura alors tendance à recevoir la plus importante proportion de flux, et aura tendance à soulever la caisse du mauvais côté. Si le correcteur est àlséchappement, le flux viendra en priorité , du c8té le plus chargé.A l'état statique du véhicule, il n'y aura pas de correction du de'vers. D'autre part, le retour à ltéauilibre des pressions de suspensions gauche et droite ne pourra se faire que si le correcteur, ouvert à l'admission, neutralise l'effet de la billez ans le brevet nO 2600950, relatif à une suspension hydropneumatique comportant un accumulateur supplémentaire par essieu destiné, à sa mise en service, à augmenter la flexibilité de la suspension, un dispositif permet d'isoler la relation entre les deux vérins de suspension seulement quand la suspension est en mode ferme, et que le correcteur est, ou berme, ou ouvert à I'échappement. En mode ferme, si le correcteur est ouvert, soit à l'admission, soit à ltéchappement, ou que le dévers est statique, les inconvénients sont les mêmes que dans le brevet nO 2582998. L'application de l'invention doit permettre, sur les véhicules à suspension hydro-pneumatique ou pneumatique à correction d'assiette, l'adoption de barres anti-dévers plus souples, tout en assurant une valeur de dévers égale ou plus faible. Pour obtenir cerésultat, deux grands principes, isolant la relation directe du fluide entre deux suspensions d'un m8me essieu, sont décrits ci-dessous. 10 )Un système utilisant un correcteur pour chaque bras de suspension. 20)Un système utilisant un correcteur par essieu, avec neutralisation contrôlée de la relation fluide entre suspensions gauche et droite. Pour obtenir ces différents moyens, il s'offre A) Différents critères de comportement du véhicule, qui devront être captes suivant les choix de réalisation, et dont lténumération n'est pas limitative: a) Pour chaque côté: devers de la caisse, dévers du sol, comparaison des charges sur les suspensions gauche et droite, accélération latérale, angle de braquage, vitesse de braquage, vitesse du véhicule. Notons au passage,que pour la rapidité de~réaction, 1' accélération latérale anticipe sur les devers, et que les critères de vitesse et braquage anticipent sur l'accélération latérale. b) Pour l'avant et l'arrière du véhicule: Hauteur de caisse, état du correcteur, sens de flux entre correcteur et vérins de suspension, présence ou non de flux entre correcteur et suspension, debit ou non sur l'échappement du correcteur. B) Différentes technologies, aux différents niveaux du processus, que sont le captage, la transmission, le traitement et l'action. Ces technologies peuvent être: Pneumatiques hydrauliques, mécaniques, électriques , ,électroniques et peuvent utiliser des méthodes de traitement logiques, analogiques et même numériques dans le cas d'utilisation de ltélectronique. Utilisation d'un correcteur pour chaque bras de suspension: dans cette version, pour laquelle on préférera par simplicité, une commande mécanique, chacun des correcteurs sera commandé par le bras de suspension qui lui est propre. Pour limiter le nombre de commandes intempestives, d'admission ou d'échappement, celles-ci seront temporisées de façon à ce que chaque commande dont le temps est inférieur à un cycle lent de mouvement ne puisse agir sur la correction. Ici une deuxième version est présentée avec toujours un correcteur pour chaque bras de suspension. Les correcteurs sont commandés par tout moyen compatible avec les moyens d'élaborer un processus permettant une sélection des critères mis en oeuvre et des actions souhaitéesO Ces actions pourront selon un programme choisi, atténuer le dévers, ou le neutraliser, ou agir à contre sens. Version utilisant un correcteur par essieu: Au niveau de l'action on pourra monter à l2emplacement du T de dérivation alimentant les suspensions gauche et droite, un distributeur à trois orifices et trois positions: centre au repos permettant la communication avec les sorties gauche et droite, positions gauche et droite fermant respectivement la communication avec les suspensions gauche et droite0 On pourra également avoir un organe de fermeture indépendant pour chaque côté de la suspension. Toutes combinaisons entre les différents moyens évoqués d'une part, et différentes technologies d'autre part, pourront être utilisées à condition qu'elles ne compliquent pas sans raison évidente , la compatibilité entre les différents composants. Toutes inversions de la valeur des signaux et / ou de 1 'action pour obtenir les mêmes résultats dans les mêmes conditions pourront être appliquées dans l'invention. Pour éviter les fermetures et ouvertures intempestives de circuit, quelles que soient les technologies utilisées, il pourra être inclus des temporisations à quelque niveau que ce soit dans le processus. A ces temporisations, on pourra également ajouter ou substituer la combinaison de différents critères. Dans le même but, d'éviter les actions intempestives, on pourra associer deux critères ou plus, suivant le modèle ci--dessous. Un capteur libre plus un capteur actionné = pas d'action. Deux capteurs actionnés = action. Un capteur maintenu plus un capteur laché = action. Deux capteurslachés = pas d'action. Ces combinaisons peuvent être liées par une fonction "et" à d'autres critères, qui eux mêmes peuvent être liés suivant le modèle cité précédemment. Pour capter le dévers, sans interférences dues à la hauteur de caisse il faudra comparer l'enfoncement des suspensions droite et gauche. Si cette comparaison se fait à partir de la caisse ou dtéléments lui étant solidaires, il faudra comparer un signal droit avec un signal gauche pour déterminer stil y a dévers,et de quel côté. Le signal peut être obtenu directement par la torsion de la barre anti-dévers; la torsion dans 11 autre sens déterminant le dévers de l'autre cotés La barre pourrait être manie de jauges de contrainte ou de capteurs de position ancrés sur la barre, sur lesquels agirait une barre de commande ancrée sur la barre, à une certaine distance des capteurs. Le dispositif décrit précédemment pourrais être installé sur une barre dont le fonctionnement est similaire, mais dont la force relativement faible n' aurait pour effet, que le fonctionnement décrit lignes 22 à 26. Pour chaque essieu, deux organes de liaison mécaniaue, rigides ou élastiques, dont l'une de leurs extrémités est solidaire des masses non suspendues gauche et droite, pourront transmettre, par rapport à la caisse,ou par différence de sollicitation entre les suspensions gauche et droite, un déplacement ou une force permettant d'établir sil y a dévers et dans quel sens. Xes organes de fermeture vers les suspensions gauche et droite peuvent également êtreintégrés dans le même corps que le distributeur de correction de façon à ménager sur ltensemble les orifices relatifs à: l'entrée de pression, le retour au réservoir, les sorties gauche et droite, et éventuellement un retour de fuite. Ces mêmes organes peuvent aussi être intégrés à un modulateur de flexibilité mettant en oeuvre un ou plusieurs accumulateurs supplémentaires. Pour permettre une correction plus évidente du dévers, on peut décentrer, sur la barre anti-dévers, la commande du correcteur, ce qui en cas de dévers, provoquera une correction de hauteur, qui elle même provoquera une compensation du dévers. Sur un véhicule comportant une gestion électronique de la suspension, le boitier électronique, ou le calculateur, pourra notàmment utiliser les capteurs existants, et comporter des sorties agissant pour isoler les suspensions selon un programme adapté. Dans le cas d'application du dispositif limiteur de dévers aux suspensions hydro-pneumatiques dont la raideur varie par la mise en service ou non d'un volume supplémentaire de gaz il est nécessaire d'avoir pour chaque côté une vanne télécommandée mettant en service ou isolant un accumulateur supplémentaire par roue. La figure 1, représente une réalisation dont les fonctions de détection de l'état de dévers et de ltétat du correcteur, se font de façon mécanique et sont transmises mécaniquement aux commutateurs hydrauliques. La platine 1, fixée sur la barre anti-dévers ou solidaire de la caisse, comprend un distributeur 2, à trois positions: centre ouvert vers les deux sorties, et extrèmes fermant réciproquement les sorties gauche et droite. Sur la barre anti-dévers 5, sont ancrées par des colliers 4, à une certaine distance l'un de l'autre, des barres de commande 5, dont les doigts perpendiculaires 6, agissent sur des équerres 7, reliées entre elles par une biellette 9.Le vrillage de la barre anti-dévers provoque par l'intermédiaire des barres de commande, la rotation des équerres 7, sur leur axe 9, en leur conservant le même intervalle dans la zone agissante. Ce mouvement est produit par la différence d'effort ou de sens de rotation des barres de commande. Quand l'une des équerres agit à fond sur le distributeur, l'autre se trouve au contact de la butée 10, et si le dévers est plus conséquent, la barre de commande absorbe par torsion, la course exédentaire. Par l'intermédiaire du collier d'ancrage 11, de la commande du correcteur 15, ou d'un collier juxtaposé, sera également commandé un distributeur 13, qui, quand le correcteur sera ouvert à l'échappement, inversera simultanément les dérivations 14, vers les cylindres de suspension gauche et droite. La figure 2, montre un moyen mécanique agissant de la même façon que le moyen de la figure 1, mais nécessitant un organe de fermeture hydraulique 16, indépendant pour chaque côté de la suspension. Les équerres et la biellette seront ici remplacées par un palonnier 24, agissant sur l'une ou l'autre des vannes 16; les sorties vers les vérins de suspension passeront éventuellement pas un organe pouvant inverser leur destination. La figure 3, montre les éléments mécaniques et hydrauliques d'une version du dipositif dont les commandes sont électriques, et dont les accumulateurs supplémentaires éventuels 18, pourront agir sur la valeur de flexibilité de la suspension. Sur le schéma on note: le correcteur de hauteur 15, actionnant un contact 18, dans son état ouvert à l'échappement, un distributeur 2, à trois positions, dont les commandes électriques ferment la relation vers l'une ou l'autre des suspensions. La figure 4, représente un moyen de capter le dévers par la déformation de la barre anti-dévers 3. Sur cette barre est ancrée une platine 20, dans laquelle peut tourner une barre de commande 4, ancrée également sur la barre anti-roulis, à une certaine distance de la platine. L'estrémité de la barre de commande comporte à proximité de la platine,un doigt perpendiculaire devant agir sur un contact 22, dans chaque sens de fonctionnement, et dont la course sera limitée par des butées et par l'élasticité en torsion de la barre de commande. Sur ce même principe on peut également avoir des capteurs commandés par came, se qui peut éviter les butées de protections et éviter une certaine souplesse de la barre de commande. On peut également remplacer les contacts par des détecteurs de proximité ou des capteurs analogiques ou numériques.La platine pourra être aménagée de façon à recevoir un boitier protégeant le doigt, son palier, les capteurs et les butées. La figure 5, représente un schéma électrique d'une version dont les capteurs de dévers et d'état du correcteur, le traitement des signaux et la commande des organes d'isolement hydraulique des suspensions, se font électriquement. Dans cette version, les capteurs de roulis avant et arrière se combinent pour agir sur les deux essieus. L' etat du correcteur n'a d'effet que sur l'essieu qui lui est propre. Dans cette version, pour par exemple un dévers à gauche, DAVG capte un dévers avant gauche, et DARG capte un dévers arrière gauche. Si ces deux signaux sont donnés simultanément, les relais RI et R2 qui leurs sont propres, assurent la fermeture du circuit de commande. Si l'un de ces signaux est interrompu, les relais R1 et R2 resteront en automaintien temps que l'autre signal est toujours actif. Si les correcteurs sont ouverts 'al1admission, ou fermés, le courant agira sur les organes hydrauliques pour isoler les suspensions droites.Si l'un ou les deux correcteurs sont ouverts a l'échappement, pour chaque essieu les capteurs CEAV et CZAR, agiront respectivement sur les relais inverseurs R3 et R6 qui ont pour rôle dans ce cas, de diriger les signaux de fermeture vers les circuits hydrauliques gauches. Les relais R7, Ri, R9 et R10, permettront le passage de la puissance de commande aux bobines de commande hydraulique B1, B2, B3 et B4. Ces bobines pourraient également commander l'ouverture de contacts obligeant le courant à passer par les résistances RS1, RS2, RS3 et RS4 pour limiter les courants de maintien. Sur ce même schéma , les dérivations arrivent à un connecteur multi-broches 30, permettant de brancher un boitier spécifique pour visualiser la présence de courant, à différents points des circuits de façon à faciliter les réglages et les diagnostics de l'ensemble. REVElDICb57IOSTaS 1) Dispositif limiteur de dévers pour véhicule à suspension pneumatique ou hydro-pneumatiaues comportant, soit un correcteur d'assiette par essieu, soit un correcteur d'assiette par vérin de suspension, caractérisé par des organes dont la fonction permet d'isoler selon certains critères, la relation d'un fluide entre vérin de suspension gauche et vérin de suspension droit, caractérisé également par les moyens de détection de l'assiette du véhicule et de l'état des correcteurs, caractérisé aussi par des moyens de traitement, de sélection et / ou ae combinaison des signaux détectés. 2) Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce qu'il comprend, pour isoler hycraulicuement ou pneumatiquement chaque vérin de suspension, soit un organe pour chacun des vérins, soit un organe pouvant isoler l'un ou l'autre des vélins d'un mêe essieu, 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par l'intégration dans un meme cordes, des organes d'isolation hydraulique ou pneumatique des suspensions 2 et 16, au correcteur de hauteur 15, ou de ces organes d'isolation 2 et 16, à un modulateur de flexibilité 24, mettant en service ou isolant un accumulateur de gaz supplémentaire 25. 4) Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ces moyens d'isolat-on corDortent, Belon les technologies utilisées, la possibilité d'être commandés de façon mécanique, électrique, pneumatique ou hydrauli que. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par des barres de commande 15, ancres en des points différents sur la barre antidévers 3, agissant sur un palonnier 24, ou autre renvoi de mouvement 7 et 9, vers un capteur ou un organe c'isolation 2, n'étant mu que par la différence d'effort et de sens de mouvement transmis par les barres de commande. 6) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ee qu'il comporte un ou deux organes, rigides ou élastiques, dont les extrémités non solidaires des masses/uspenflues gauches et droites, pourront transmettre par rapport à la caisse, ou par différence de sollicitation entre suspension gauche et suspension droite. un déplacement ou une force permettant d'établir s'il y a dévers, et dans quel sens. 7) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par une barre de commande 18, ancrée en un point de labarre anti-dévers 5, permettant d'agir par rotation sur des capteurs 22, solidaire d'un autre point de la barre antidévers de manière à capter un signal relatif à la déformation de la barre pour traduire un dévers. 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un organe sensible à l'état du correcteur de hauteur 15, permettant d'inverser les relations hydrauliques ou pneumatiques 14, entre les liaisons vers l'un ou l'autre des vérins d'un même essieu. 9) Dispositf selon la revendication 8, caractérisé par la possibilité de concevoir ce dispositif en choisissant de capter et d'utiliser un ou plusieurs critères significatifs de l'état du correcteur, à savoir: position de l'organe mobile du correcteur, sens de flux entre correcteur et vérins de suspension, présence ou non de flux entre correcteur et vérins, débit ou non à l'échappement du correcteur. 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par un inverseur 13, de circuits 14, des suspensions gauche et droite. 11) Dispositif selon la revenaication 9, caractérisé par un moyen R3 et R6, d'inverser la destination des signaux, quels que soient leurs natures, commandant l'isolation du fluide des vérins de suspension gauche et droite. 12) Dispositif selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les moyens d'inversion comportent selon les technologies utilisées, la possibilité d'être commandés de façon mécanique, électrique, pneumatique ou hydraulique. 13) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé pas la possibilité de concevoir ce dispositif en choisissant de capter et d'utiliser un ou plusieurs critères d'action sur les organe d'isolement des suspensions: dévers avant, dévers arrière, comparaison entre charges hydrauliques sur les suspensions gauche et droite, accélération latérale, angle de braquage, vitesse de braquage, vitesse du véhicule. 14) Dispositif selonles revendications 5, 6, 7 et 13, caractérisé par la combinaison de deux signaux (fiv.:5) permettant ltenvoi d'un signal d'action, et permettant, par l'intermDdiaire d'un relais, tant que l'un des signaux d'entrée est actif, l'auto-maintien d'un signal d'action. 15) Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par la combinaison supplémentaire de un ou plusieurs signaux d'entrée pour obtenir un signal de sortie. 16) Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par la présence de temporisations évitant, la transmission des signaux, ou les actions des organes d'isolation, dans les oscillations de suspension non significatives d'un dévers. Ces temporisations peuvent agir à quelque niveau que ce soit du circuit ou du processus. 17) Dispositif selon les revendications 12 et 16, caractérisé par l'utilisation de capteurs dont les signaux permettent de gérer également, d'autres fonctions sur un véhicule. 18) Dispositif selon la revendication 17, caractérisé par l'utilisation de circuits, de composants et / ou de calculateurs ayant d'autres fonctions sur un véhicule. 19) Dispositif selon la revendication 1, comportant un correcteur par vérin de suspension, caractérisé par des moyens analogiques ou numériques permettant la détection de l'équilibre transversal d'un véhicule, dont le traitement des signaux permet, par action sur les correcteurs, d'agir à contresens des forces du dévers.