Brevet FR2689063A1 — publié le 19931001

Dispositif de commande de la caractéristique d'amortissement d'une suspension de véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif destiné à commander un organe de réglage, réglant la caractéristique d'amortisseinent de la suspension d'un véhicule automobile, dans lequel une boîte de vitesses, dont les vitesses sont commandées manuellement, est montée dans la chaîne cinématique du véhicule entraîné par un moteur à combustion interne, comportant plusieurs capteurs dont les signaux contiennent des informations relatives aux mouvements du véhicule, en particulier à un mouvement de tangage, ainsi qu'une commande électronique réagissant aux capteurs et commandant l'organe de réglage. Pendant la marche d'un véhicule il peut se produire des mouvements detangage qui font que le véhicule s'incline autour de son axe transversal horizontal, s'étendant transversalement au sens de la marche Les mouvements de tangage se produisent, par exemple, lors de l'accélération ou du freinage du véhicule; mais ils peuvent aussi être dus à la nature de la chaussée. Par le document DE-A-38 35 057, il est connu de s'opposer à des mouvements de tangage dus à des inégalités périodiques de la chaussée, par commande de la force des amortisseurs sur les suspensions des roues du châssis, en prévoyant que la caractéristique d'amortissement soit réglée sur des valeurs "plus dures" lors de l'apparition de ces mouvements de tangage, ce qui a pour effet d'accroître la force d'amortissement Le mouvement de tangage est détecté à l'aide d'un capteur d'accélération et de plusieurs capteurs enregistrant la course de compression de la suspension des roues. L'invention a pour but de réaliser un dispositif destiné à commander la caractéristique d'amortissement d'un châssis de véhicule, qui permette de détecter, avec un nombre de pièces de construction plus réduit qu'actuellement, les mouvements du véhicule et en particulier les mouvements de tangage produits par le conducteur actionnant la pédale d'accélérateur, et de commander en conséquence la caractéristique d'amortissement, ainsi que de s'opposer en particulier à ces mouvements de tangage Il est recherché tout spécialement de détecter les mouvements de tangage sans capteur d'accélération longitudinale spécial. Partant du dispositif précité, ce but est atteint suivant l'invention prévoyant qu'un premier capteur et un deuxième capteur produisent des signaux de vitesse de rotation qui constituent un critère de la vitesse de rotation d'entrée et de la vitesse de rotation de sortie de la boîte de vitesses et que la commande détermine, en fonction des signaux de la vitesse de rotation du premier capteur et du deuxième capteur, une information représentant le rapport de transmission de la vitesse instantanée sélectionnée dans la boîte de vitesses, et commande la caractéristique d'amortissement de la suspension en fonction de cette information. L'invention repose sur la réflexion selon laquelle le rapport de transmission de la vitesse instantanée de la boîte de vitesses influence les forces de traction des roues, ce qui fait que connaissant la vitesse sélectionnée il est possible de faire-varier en conséquence la dureté, de l'amortissement Les capteurs sont habituellement prévus de toute façon dans le véhicule et il peut s'agir par exemple d'un capteur détectant la vitesse de rotation du moteur ou d'un capteur de vitesse *de marche. Le capteur -de vitesse de rotation du moteur peut être exploité puisque pendant la marche l'embrayage est accouplé, à l'exception des instants de changement de vitesse, ce qui fait que la vitesse de rotation du moteur est égale à la vitesse d'entrée de la boîte de vitesses Le capteur de vitesse de marche détecte habituellement de toute façon la vitesse de sortie de la boîte de vitesses. Aux rapports supérieurs, la force de traction obtenue par le réglage de la pédale d'accélérateur ou la variation de la force de traction est inférieure à ce qu'elle est aux bas rapports Les répercussions sur les mouvements de tangage se comportent de la même façon Par calcul du rapport et par calcul, rendu ainsi possible, de la force de traction effective ou de la variation de celle-ci, il est possible d'éviter dans les rapports supérieurs de passer à des étages d'amortissement plus durs, ce qui réduit le confort. L'information représentant le rapport de transmission de la vitesse instantanée, sélectionnée dans la boîte de vitesses, peut être directement exploitée pour calculer la force de traction sur les roues, sans qu'un capteur d'accélération longitudinal spécial soit nécessaire A cet effet, il est avantageusement prévu un troisième capteur qui produit un signal, constituant un critère du couple de rotation ou de la puissance du moteur à combustion interne, la commande déterminant, en fonction des signaux du premier capteur, du deuxième capteur et du troisième capteur et en fonction du rapport de transmission déterminé de la boîte de vitesses, une information représentant la force de traction des roues du véhicule et commandant la caractéristique d'amortissement en fonction de ceux-ci Le troisième capteur peut être, par exemple, un capteur détectant le réglage d'une pédale d'accélérateur, d'un papillon des gaz ou d'une pompe d'injection. Dans la réalisation exposée ci-dessus de l'invention, la caractéristique d'amortissement peut être commandée en fonction de la force de traction Mais l'invention convient non seulement à la commande de la caractéristique d'amortissement pendant la marche continue, mais aussi tout spécialement à la commande de la caractéristique d'amortissement pendant les mouvements de tangage, tels qu'ils peuvent se produire par exemple lors du changement de vitesse de la boîte, lorsqu'après le changement de vitesse on embraye trop rapidement Suivant que l'on engage une vitesse supérieure ou une vitesse inférieure et que pendant l'embrayage la pédale d'accélérateur est trop enfoncée ou pas assez, il peut se produire un choc d'accélération ou un choc de ralentissement Dans les deux cas il est souhaitable d'augmenter au moins brièvement la dureté de l'amortissement Dans une variante préférée il est donc prévu que la commande établit une caractéristique d'amortissement plus dure que la caractéristique d'amortissement précédente, à la suite d'un signal de changement de vitesse D'une manière avantageuse, la commande établit la caractéristique d'amortissement plus dure provisoirement seulement, jusqu'à ce que le rapport de vitesse de rotationt formé à partir des signaux des capteurs, puisse être une nouvelle fois associé à l'une des vitesses Le, signal indicateur de changement de vitesse peut être fourni par exemple par un capteur ou un interrupteur enregistrant la position totalement embrayée de l'embrayage; mais il peut être dérivé aussi des signaux de vitesse de rotation du premier et du deuxième capteur, puisque les signaux de vitesse de rotation peuvent prendre, pendant le changement de vitesse, d'autres valeurs de rapport que les valeurs imposées par les rapports de transmission de la boite de vitesses. Pour déterminer la vitesse instantanée, sélectionnée dans la boite de vitesses, il fest prévu dans une forme de réalisation préférée, que la commande mémorise pour chaque vitesse de la boîte de vitesses, une plage de valeurs pour le rapport entre la vitesse de rotation de sortie et la vitesse de rotation d'entrée de la boîte de vitesses, qui ne recouvre pas des plages de valeurs d'autres vitesses et forme le rapport des vitesses de35 rotation représenté par les signaux du premier capteur et du deuxième capteur, pour déterminer la vitesse instantanée sélectionnée, dâns la boîte de vitesses, et vérifie dans quelle plage de vitesses se trouve le rapport formé Les plages de valeurs sont avantageusement symétriques au regard du rapport de transmission de la vitesse, défini par la construction de la boite de vitesses, et se suivent les unes les autres sans solution de continuité, pour fournir une information continue concernant la vitesse sélectionnée Les plages de vitesses sont donc suffisamment larges pour que même des écarts du rapport de vitesse de rotation par rapport à la valeur, imposée par le constructeur, du rapport de transmission de la boite de vitesses, écarts dus par exemple au glissement des roues ou. à des erreurs de mesure ou encore au comportement en réponse des capteurs de vitesse de rotation, ne soient pas préjudiciables à la détection de la vitesse. Il peut cependant être avantageux de prévoir, entre des plages de vitesses voisines, associées aux vitesses, des plages intermédiaires de valeurs qui ne sont associées à aucune des vitesses, même lorsque dans ces plages intermédiaires aucune information relative à la. vitesse ne peut être envoyée à la commande L'absence d'information relative à la vitesse peut être exploitée pour produire -un signal indicateur de changement de vitesse, lorsque le rapport de vitesse de rotation, formé par la commande à partir des signaux des capteurs, se situe dans l'une des plages intermédiaires Lé signal indicateur de changement de vitesse peut, comme il a déjà été dit, être exploité pour établir une caractéristique d'amortissement plus dure, limitée dans le temps, dès avant le changement de vitesse. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit Une forme de réalisation de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur le dessin annexé. La figure 1 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de commande de la caractéristique d'amortissement d'une suspension de véhicule automobile et les figures 2 et 3 sont des diagrammes illustrant le fonctionnement de ce dispositif. La figure 1 représente de manière schématique la chaîne cinématique d'un véhicule comportant un moteur à combustion interne 1 dont le papillon des gaz ou la pompe d'injection est commandé par l'intermédiaire d'une pédale d'accélérateur 3 et d'une boîte de changement de vitesse 5 dont les vitesses sont sélectionnables manuellement au moyen d'un levier 7 Un embrayage à friction 11, actionnable par le conducteur au moyen d'une pédale d'embrayage 9, accouple le vilebrequin, désigné par 13, du moteur à combustion interne 1, avec un arbre d'entrée 15 de la boîte de vitesses 5 La référence 17 désigne un engrenage différentiel relié à un arbre de sortie 19 de la boîte de vitesses, qui entraîne les roues 21 dont une seule est représentée. Des suspensions de roue 23, associées aux différentes roues 21, dont chacune comprend au moins une suspension à ressort 25 ainsi qu'un amortisseur 29 de dureté ou de force d'amortissement commandable au moyen d'un organe de réglage 27, déterminent le comportement en oscillation de la roue 21 et donc le comportement routier et le confort du véhicule Les organes de réglage 27 sont commandés par une commande électronique 31 qui commande la caractéristique d'amortissement de la suspension, enfonction de la force de traction momentanée des roues motrices 21 La commande 31 calcule une information correspondant à la force de traction, à partir des signaux d'un premier capteur 33, détectant la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 1, d'un deuxième capteur 35 détectant la vitesse de marche du véhicule sous la forme de la vitesse de rotation de sortie de la boîte de vitesses 5 et d'un troisième capteur 37, détectant le réglage de la pédale d'accélérateur 3 ou du papillon des gaz ou de la pompe d'injection ainsi commandés On exploite ici des courbes caractéristiques du moteur, mises en mémoire, qui fournissent le couple de rotation de sortie du moteur à combustion interne 1, en fonction de la vitesse du moteur et de la position instantanée de la pédale d'accélérateur ou de la position du papillon des gaz ou de la pompe d'injection et en tenant compte en outre du rapport de transmission de la boîte de vitesses 5, résultant de la vitesse sélectionnée dans la boîte de vitesses 5, du rapport de transmission constant de l'engrenage différentiel 17 et du rayon dynamique de la roue 21. Lorsque la force de traction de la roue augmente, il s'établit une caractéristique d'amortissement plus dure. Pour détecter la vitesse instantanée, sélectionnée manuellement dans la boîte de vitesses 5 et donc pour pouvoir tenir compte du rapport de transmission instantané de la boîte de vitesses 5, la commande 31 mémorise les plages de valeurs associées aux différentes vitesses du rapport A entre la vitesse de rotation du moteur et la vitesse de marche, qui contiennent la valeur du rapport définie par la construction de la chaîne cinématique, mais qui forment de -part et d'autre des plages de sécurité tenant compte des écarts qui peuvent se produire par suite du glissement des roues et des erreurs de mesure ou des caractéristiques de réponse des capteurs de vitesse de rotation Si par exemple la boîte de vitesses 5 comporte cinq vitesses avec les rapports i suivants ig= 3,83 ig 2 2,20 ig 3 = 1,40 ig 4 = 1,00 ig 5 = 0,80, pour un rapport de transmission de l'engrenage différentiel 17 de id = 3,73 et pour un rayon dynamique de roue rd de 0,312 m, on calcule pour les différentes vitesses N le rapport de la vitesse de rotation du moteur à la vitesse de marche AN, suivant l'équation i.i AN g= 2 Xw rdyn Si pour les rapports de transmission i de la boîte de vitesses 5 on introduit les valeurs ci-dessus, on obtient pour les vitesses N = 1 à N = 5, les valeurs des rapports suivantes: AI = 7,29 m 71 A 2 = 4,19 m 71 A 3 = 2, 66 m 71 A 4 = 1,90 m 7 l ô-A 5 = 1,52 mr 1 La figure 2 illustre dans un diagramme qui représente les valeurs de A en abscisse et les vitesses N en ordonnée, des plages de valeur se suivant directement les unes les autres, associées aux différentes vitesses, telles qu'elles sont particulièrement mises en relief par exemple pour la deuxième vitesse par des hachures inclinées- à droite et pour la troisième vitesse, par des hachures inclinées à gauche Les plages de valeurs ont des dimensions telles qu'elles sont symétriques par rapport aux chiffres des vitesses qui en résultent Selon la figure 2, les vitesses sont détectées de la façon suivante 1 ère vitesse pour A > 5,6 m-1 2 ème vitesse pour 5,6 > A > 3,4 m 71 3 ème vitesse pour 3,4 > A > 2,3 m 71 4 ème vitesse pour 2,3 > A > 1,7 m 71 5 ème vitesse pour 1,7 > A > m C 1 Les plages de valeurs des différentes vitesses; qui en résultent, sont normalement suffisamment grandes pour pouvoir compenser un glissement des roues et des variations des signaux de la vitesse de rotation, dues à des erreurs de mesure des capteurs et à d'éventuelles oscillations de la vitesse de rotation de la chaîne cinématique, sans que l'on puisse conclure à une autre vitesse Il peut être avantageux néanmoins de prévoir, conformément à la figure 3, entre les plages de valeurs associées aux vitesses, des plages intermédiaires de valeurs dans lesquelles aucune vitesse ne peut être détectée Si à l'amorce d'un changement de vitesse, l'embrayage est désaccouplé, la valeur du rapport A sort de la plage de valeurs admissible pour la détection de la vitesse et passe dans l'une des plages intermédiaires voisines-, dans lesquelles, par définition, la détection de la vitesse ne doit pas être possible Ceci peut être interprété comme un signal de détection d'intention de changement de vitesse et être exploité pour commander la caractéristique d'amortissement La caractéristique d'amortissement est déjà modifiée dans un sens plus dur avec le débrayage amorçant le changement de vitesse, pour tenir compte de l'éventuel choc d'embrayage faisant suite au changement de vitesse La commande 31 modifie la caractéristique d'amortissement à la suite du signal d'intention de changement de vitesse, de manière limitée dans le temps seulement, par exemple jusqu'à ce que le rapport A puisse être associé à la nouvelle vitesse, lorsque l'embrayage est fermé Après quoi la caractéristique d'amortissement est réglée en fonction de la situation de conduite dans la nouvelle vitesse La figure 3 représente un exemple destiné à restreindre les plages de valeurs associées aux différentes vitesses et les plages intermédiaires de valeurs se trouvant entre celles- ci La plage de valeurs de la deuxième vitesse est soulignée par des hachures inclinées vers la droite, la plage de valeurs de la troisième vitesse, par des hachures inclinées vers la gauche et la plage de valeurs de la quatrième vitesse, par des hachures croisées Les plages de détection de vitesse suivantes peuvent par exemple convenir: 1 ère vitesse pour A > 6,7 m-1 2 ème vitesse pour 4,7 > A > 3,9 m 7 l 3 ème vitesse pour 3,0 > A > 2,5 m-1 4 ème vitesse pour 2,0 > A > 1,8 m-1 ème vitesse pour 1,6 > A > m-1. Il est bien entendu que les plages intermédiaires peuvent être choisies tout juste suffisantes pour que les plages de valeurs, associées aux différentes vitesses, puissent encore contenir des écarts de la valeur déterminée pour A, dus au glissement des roues, à des erreurs de mesure et similaires. il REVENDICATIONS 1 Dispositif destiné à commander un organe de réglage ( 27), réglant la caractéristique d'amortissement de la suspension ( 23) d'un véhicule automobile, dans lequel une boîte de vitesses ( 5), dont les vitesses sont commandables manuellement, est montée dans la chaîne cinématique du véhicule entraîné par un moteur à combustion interne ( 1), comportant plusieurs capteurs ( 33, 35, 37) dont les signaux contiennent des informations relatives aux mouvements du véhicule, en particulier à un mouvement de tangage, ainsi qu'une commande électronique ( 31) réagissant aux capteurs ( 33, 35, 37) et commandant l'organe de réglage ( 27), caractérisé en ce qu'un premier capteur ( 33) et un deuxième capteur ( 35) produisent des signaux de vitesse de rotation qui constituent un critère de la vitesse de rotation d'entrée et de la vitesse de rotation de sortie de la boîte de vitesses ( 5) et en ce que la commande ( 31) détermine, en fonction des signaux de la vitesse de rotation du premier capteur ( 33) et du deuxième capteur ( 35), une information représentant le rapport de transmission de la vitesse instantanée sélectionnée dans la boîte de vitesses ( 5), et commande la caractéristique d'amortissement de la suspension, en fonction de cette information. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un troisième capteur ( 37) produit un signal qui constitue un critère du couple de rotation ou de la puissance du moteur à combustion interne ( 1) et en ce que la commande ( 31) détermine, en fonction des signaux du premier capteur ( 33), du deuxième capteur ( 35) et du troisième capteur ( 37) et en fonction du rapport de transmission déterminé de la boîte de vitesses ( 5), une information représentant la force de traction des roues du véhicule et commande la caractéristique d'amortissement en fonction de ceux-ci. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la commande ( 33) mémorise pour chaque vitesse de la boîte de vitesses ( 5), une plage de valeurs pour le rapport entre la vitesse de rotation de sortie et la vitesse de rotation d'entrée de la boîte de vitesses ( 5), qui ne recouvre pas des plages de valeurs d'autres vitesses et forme le rapport des vitesses de rotation représenté par les signaux du premier capteur ( 33) et du deuxième capteur ( 35), pour déterminer la vitesse instantanée sélectionnée dans la boîte de vitesses ( 5), et vérifie dans quelle plage de vitesses se trouve le rapport formé. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'entre des plages de valeurs voisines, associées aux vitesses, sont prévues des plages intermédiaires de valeurs qui ne sont associées à aucune des vitesses. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce -que la commande ( 31) produit un signal indicateur de changement de vitesse lorsque le rapport de vitesse, formé à partir des signaux des capteurs, se situe dans l'une des plages intermédiaires. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le premier capteur ( 33) enregistre la vitesse de rotation du moteur à combustion interne ( 1) dans la chaîne cinématique, en amont d'un embrayage ( 3) monté entre le moteur à combustion interne ( 1) et la boite de vitesses ( 5), en ce que le deuxième capteur ( 35) fournit un signal représentant la vitesse de marche du véhicule et en ce que la:commande_( 31) mémorise des plages de valeurs pour le rapport entre la vitesse de rotation du moteur et la vitesse de marche. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la commande ( 31) établit, à la suite d'un signal indicateur de changement de vitesse, une caractéristique d'amortissement plus dure que la caractéristique d'amortissement précédente. 8 Dispositif selon la revendication 7 dépendante de l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la commande ( 31) établit provisoirement la caractéristique d'amortissement plus dure, jusqu'à ce que le rapport de vitesse de rotation, formé à partir des signaux des capteurs, soit associé une nouvelle fois à l'une des vitesses.