Brevet FR2686421A1 — publié le 19930723

La présente invention concerne un élément detecteur de valeurs limites déterminées d'accélérations longitudinales et transversales d'un véhicule. Elle vise également l'utilisation d'un tel élément dans un dispositif de commande électrique d'éléments de suspension active du véhicule. On sait que les véhicules automobiles sportifs doivent avoir une suspension raide et des amortisseurs à fort taux d'amortissement pour assurer un bon maintien de la caisse du véhicule et que celui-ci ne prenne pas trop d'angle de roulis, contribuant ainsi à une bonne tenue de route du véhicule. Lorsque ces véhicules sont utilisés en conduite dite calme, ils ont pour inconvénient majeur d'être très inconfortables. Certains constructeurs d'automobiles ont déjà utilisé des dispositifs à calculateurs numériques reliés à un certain nombre de capteurs dynamiques dont des capteurs d'accélérations pour commander les éléments de suspension d'un véhicule automobile à un niveau de raideur de suspension déterminé fonction des valeurs dynamiques détectées. De tels dispositifs fonctionnent correctement mais ils sont très couteux et ne peuvent donc être utilisés que sur des véhicules de haut de gamme. La présente invention propose tout d'abord un élément détecteur de valeurs limites déterminées d'accélérations longitudinales et transversales d'un véhicule automobile d'une conception relativement simple. Alnsi, l'élément de l'invention permettant de détecteur des valeurs limites déterminées d'accélérations longitudinales et transversales d'un véhicule est caractérisé en ce qu'il comprend - une partie formant embase en une matière électriquement conductrice - une partie formant couvercle en une matière électrique conductrice fixée sur la partie formant embase en étant Isolée électriquement de cette dernière qui a sa surface tournée vers la partie formant couvercle concave suivant deux directions longitudinale et transversale ; et - une partie mobile en une matière électriquement conductrice pouvant se déplacer sur la surface concave de la partie formant embase de façon à établir un contact électrique entre les parties formant embase et couvercle lorsque la valeur limite d'accélération longitudinale ou transversale est atteinte. Selon une caractéristique avantageuse, la surface concave précitée de la partie formant embase a une concavité en direction longitudinale différente de la concavité de cette surface en direction transversale. De préférence, la partie mobile précitée est une bille métallique, par exemple en acier. L'invention propose également un dispositif de commande d'éléments de suspension active d'un véhicule automobile, en particulier un véhicule sportif de bas ou de moyen de gamme, utilisant au moins un élément détecteur ci-dessus décrit de façon à réaliser un ensemble de commande avantageusement simple et peu coûteux. Plus particulièrement, ce dispositif de commande est caractérisé en ce qu'il comprend un circuit électronique de commande directe et simultanée des éléments de suspension relié en sortie de l'élément détecteur et agencé pour amener les éléments de suspension à un état de suspension raide ou dur lorsque la partie mobile de l'élément détecteur contacte les parties formant embase et couvercle durant un temps de contact égal ou supérieur à une valeur prédéterminée. Suivant un mode réalisation, le circuit électronique comprend : - un moyen intégrateur relié à l'élément détecteur - un moyen de comparaison de la valeur du signal de sortie du moyen intégrateur à une valeur de référence prédéterminée correspondant à la valeur prédéterminée précitée du temps de contact de la partie mobile ; et - un moyen monostable déclenché par le moyen de comparaison lorsque la valeur du signal de sortie du moyen intégrateur atteint ou dépasse la valeur de référence et commandant les éléments de suspension De préférence, la valeur prédéterminée du temps de contact de la partie mobile est de l'ordre de quelques 1/10 de seconde et le signal de commande en sortie du moyen monostable est de l'ordre de quelques secondes. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparatront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels - la figure 1 représente le schéma de principe du dispositif de l'invention permettant de commander des éléments de suspension active d'un véhicule automobile - la figure 2 est une vue agrandie de dessus suivant la flèche II de la figure 1 de l'élément détecteur conforme à i'invention - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2 ; et - la figure 5 représente un mode de réalisation du circuit électronique utilisé dans le dispositif de la figure 1. En se reportant aux figures, la référence 1 désigne un dispositif de commande électrique d'éléments 2 de suspension active d'un véhicule automobile et constitués par deux paires d'amortisseurs hydrauliques respectivement en avant et en arrière du véhicule et pouvant être commandés de façon à occuper au moins deux états de suspension souple et raide. De tels amortisseurs à caractéristiques d'amortissement contrôlées suivant les conditions de roulement du véhicule sont déjà connus. FR-A-2 609 129 décrit un exemple de dispositif d:amortissement de mouvements de suspension d'un véhicule où des éléments de commande, tels que moteurs électriques à l'extérieur des amortisseurs, sont pilotés par des capteurs de paramètres des conditions de fonctionnement du véhicule pour agir sur un tiroir de distribution disposé dans le piston d'amortissement de chaque amortisseur afin d'assurer un réglage actif de l'amortissement. Le dispositif 1 comprend un élément détecteur 3 de valeurs limites déterminées d'accélérations longitudinales et transversales du véhicule relié à un circuit électronique 4, dont la sortie pilote directement et simuitanément les éléments de commande (non représentés) des amortisseurs 2. Un interrupteur 5, par exemple à bouton poussoir, est relié au circuit électronique 4 et permet au conducteur du véhicule de mettre hors service le dispositif de commande 1. Le circuit électronique 4 est agencé pour fournir pendant une durée déterminée, par exemple de quelques secondes, un signal de commande aux amortisseurs 2 amenant ces derniers à l'état de suspension dure ou ferme lorsque l'élément détecteur 3 délivre un signal de détection d'une accélération longitudinale ou transversale du véhicule d'une durée égale ou supérieure à une durée déterminée, par exemple de l'ordre de quelques dizièmes de seconde. L'élément détecteur 3 comprend une partie formant embase 6 en une matière électriquement conductrice, une partie formant couvercle 7 également d'une matière électriquement conductrice fixée sur la partie formant embase 6 en étant électriquement isolée de cette dernière par un joint isolant 8 interposé entre les deux parties 6 et 7. La partie formant embase 6 a sa surface 6a tournée vers la partie formant couvercle 7 qui est concave suivant la direction longitudinale du véhicule symbolisée par l'axe X-X' et la direction transversale, perpendiculaire à l'axe X-X', du véhicule symbolisée par l'axe Y-Y'. L'élément détecteur 3 comprend de plus une partie mobile 9 en une matière électriquement conductrice pouvant se déplacer sur la surface concave 6a de la partie formant embase 6 de façon à établir un contact électrique entre la partie formant embase 6 reliée à la masse et la partie formant couvercle 7, qui est reliée à un potentiel d'alimentation positif et à l'entrée du circuit 4, lorsqu'une valeur limite d'accélération longitudinale ou transversale est atteinte. De préférence, la partie mobile 9 est constituée par une bille métallique par exemple en acier. Bien entendu, la valeur limite d'accélération longitudinale ou transversale est déterminée en fonction du rayon de courbure de la surface concave 6a, du diamètre de la bille 9 et de la hauteur h de la partie formant couvercle 7 relativement au fond de la surface concave 6a. La figure 4 montre la bille 9 en position de contact entre la partie formant couvercle 7 et la partie formant embase 6 avec la valeur nécessaire de l'angle 4 défini entre la demi-droite verticale partant du centre géométrique de la bille et la demi-droite partant de ce centre en passant par le point de contact de la bille 9 sur la surface concave 6a, pour que ce contact électrique puisse se réaliser. La figure 4 montre le cas d'une détection d'une valeur limite ou de seuil déterminée d'accélération longitudinale, étant bien entendu qu'en cas d'une accélération transversale atteignant la valeur de seuil déterminée correspondante, c'est la figure 3 qu'il faut considérer avec la bille 9 contactant les parties 6 et 7 pour une valeur d'angle od correspondant à cette valeur de seuil d'accélération. De préférence, la surface concave 6a a une concavité en direction longitudinale qui est différente de la concavité de cette surface en direction transversale, définissant ainsi un seuil de détection d'accélération longitudinale différent du seuil de détection d'accélération transversale, la surface 6a ressemblant ainsi à une empreinte d'un ballon de rugby. La partie formant couvercle 7, au lieu d'être constituée par une plaque plane, peut être une plaque courbée à concavité dirigée vers la surface 6a. Le circuit électronique 4 peut comprendre un moyen d'intégration 10 relié en sortie de l'élément détecteur 3 pour mesurer la durée du signal provenant de l'élément 3, un moyen comparateur 11 comparant la valeur du signal de sortie du moyen intégrateur 10 à une valeur de référence Vref correspondant à une valeur de temps déterminée, par exemple de quelques dixièmes de seconde, et un moyen monostable 12 déclenché par le signal de sortie du moyen comparateur 11 pour produire un signal de commande d'une durée de quelques secondes aux amortisseurs 2. Le fonctionnement du dispositif de l'invention résulte déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va être brièvement expliqué maintenant. Tant qu'aucune accélération longitudinale ou transversale du véhicule n'atteint la valeur de seuil correspondante, les amortisseurs 2 se trouvent à l'état souple de façon à assurer le meilleur confort possible du véhicule en conduite dite calme. En conduite rapide du véhicule, lorsque l'élément détecteur 3 détecte une valeur d'accélération longitudinale ou transversale atteignant la valeur de seuil correspondante, l'élément mobile 9 établit un contact électrique entre les parties 6 et 7 de sorte qu'un signal électrique est fourni au circuit électronique 4. Si ce signal a une durée supérieure à une valeur déterminée de quelque dizièmes de seconde, c'est-à-dire si l'élément mobile contacte les parties 6 et 7 au moins pendant cette valeur de temps définie par la valeur de référence Vref au moyen comparateur 11, ce dernier déclenche le moyen monostable 12 qui produit un signal de sortie d'une durée de quelques secondes commandant les amortisseurs 2 de façon à les amener à l'état de suspension ferme ou raide. Si un grand nombre de contacts de la partie mobile 9 entre les parties 6 et 7 s'établit pendant que le circuit électronique 4 commande les amortisseurs 2, la constante de temps de quelques secondes délivrée par le circuit 4 peut être augmentée par des moyens appropriés du fait que le véhicule est toujours en conduite rapide. L'interrupteur 5 permettant au conducteur de bloquer le dispositif 1 peut être disposé à l'entrée du circuit monostable 12. Il est possible d'utiliser deux éléments détecteurs 3 au lieu d'un seul afin de définir deux seuils de détection selon chaque axe X-X' et Y-Y' et ainsi commander la suspension du véhicule suivant trois états respectivement souple, normal et ferme. Le signal délivré par le circuit électronique 4 peut être exploité par un dispositif antivol lorsque le véhicule se trouve à l'arrêt, l'élément détecteur 3 faisant alors office de détecteur de mouvement du véhicule. Le dispositif conforme à l'invention ne nécessite ainsi pas de calculateur numérique mais une simple carte électronique intégrant les différents moyens du circuit électronique 4, est peu coûteux et d'une très bonne stabilité. REVENDICATIONS 1. Elément détecteur de valeurs limites déterminées d'accélérations longitudinales et transversales d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend - une partie formant embase (6) en une matière électriquement conductrice - une partie formant couvercle (7) en une matière électriquement conductrice fixée sur la partie formant embase (6) en étant isolée électriquement de cette dernière, qui a sa surface (6a) tournée vers la partie formant couvercle (7) concave suivant deux directions longitudinale et transversale ; et - une partie mobile (9) en une matière électriquement conductrice pouvant se déplacer sur la surface concave (6a) de la partie formant embase (6) de façon à établir un contact électrique entre les parties formants embase (6) et couvercle (7) lorsque la valeur limite d'accélération longitudinale ou transversale est atteinte. 2. Elément détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface concave (6a) précitée a une concavité en direction longitudinale différente de la concavité de cette surface en direction transversale. 3. Elément détecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie mobile (9) précitée est une bille métallique, par exemple en acier. 4. Elément détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie formant embase (6) est reliée à la masse et la partie formant couvercle (7) est reliée à un potentiel positif d'alimentation. 5. Dispositif de commande électrique d'éléments de suspension active d'un véhicule automobile à au moins deux états de suspension respectivement souple et dur, utilisant au moins un élément détecteur tel que défini dans au moins la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit électronique (4) de commande directe et simultanée des éléments de suspension (2) relié en sortie de l'élément détecteur (3) et agencé pour amener les éléments de suspension (2) à l'état de suspension dure lorsque la partie mobile (9) de l'élément détecteur (3) contacte les parties formant embase (6) et couvercle (7) durant un temps de contact égal ou supérieur à une valeur prédéterminée. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit électronique (4) comprend - un moyen intégrateur (10) relié à l'élément détecteur (3) - un moyen de comparaison (11) de la valeur du signal de sortie du moyen intégrateur (10) à une valeur de référence prédéterminée (Vref) correspondant à la valeur prédéterminée du temps de contact de la partie mobile (9) précitée ; et - un moyen monostable (12) déclenché par le moyen de comparaison (11) lorsque la valeur du signal de sortie du moyen intégrateur (10) atteint ou dépasse la valeur de référence (Vref) et commandant les éléments de suspension (2). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la valeur prédéterminée du temps de contact de la partie mobile (9) est de l'ordre de quelques 1/10 de seconde et le signal de commande en sortie du moyen monostable est de l'ordre de quelques secondes.