Brevet FR2699455A1 — publié le 19940624

1. "Procédé et dispositif pour la régulation et/ou la commande du mécanisme de roulement d'un véhicule automobile". Etat de la technique L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la régulation et/ou la commande du mécanisme de roulement d'un véhicule, dans lequel entre la carrosserie du véhicule et au moins une roue, au moins-un actionneur est commandé par des signaux de10 commande pour appliquer des forces entre la carrosserie du véhicule et cette roue, tandis qu'au moins des parties des signaux de commande sont formées de façon que les mouvements verticaux de la carrosserie du véhicule soient amortis inertiellement.15 Pour l'amélioration du confort et de la sécurité de marche de voiture particulière et/ou de véhicule utilitaire, on passe du mécanisme de roulements passifs seulement utilisé principalement jusqu'à maintenant à des mécanismes de roulements20 actifs Dans de tels mécanismes de roulements actifs, la caractéristique des systèmes de suspension entre la carrosserie du véhicule et les roues, sont influencés dans le sens d'une commande ou d'une régulation pendant la marche selon les conditions de marche A25 cet effet, on connait par l'état de la technique les concepts les plus divers de commande ou de régulation. En tant qu'un tel concept de commande ou bien de régulation, ce que l'on appel le concept "Skyhook" est connu à partir de l'état de la technique (par exemple à partir de: Vibration Control Using Semi-Active Force Generators, D Karnopp et al, Journal of Engineering for Industry, May 1974, Seite 619) Dans ce cas, on part de la conception idéale consistant à amortir les mouvements de la carrosserie du véhicule vis-à-vis d'un plan inertiel de référence. Comme réalisation de cette conception idéale, il est proposé d'utiliser les vitesses inertielles détectées de la carrosserie du véhicule pour le réglage d'actionneur qui applique des forces entre la carrosserie du véhicule et les roues Notamment, les actionneurs pour l'application de forces entre la carrosserie du véhicule et les roues sont commandés de façon que ces forces soient proportionnelles aux vitesses-inertielles détectées de la carrosserie On arrive ainsi à un amortissement inertiel des mouvements de la carrosserie du véhicule Dans des systèmes entièrement actifs, les actionneurs peuvent appliquer des forces indépendamment du mouvement relatif entre la carrosserie du véhicule et les roues. En outre, on peut utiliser en tant qu'actionneur dit semi-actif, des amortisseurs qui sont susceptibles d'être réglés quant à leur propriété d'amortissement. Un avantage particulier de cet amortissement inertiel des mouvements de la carrosserie réside en ce qu'une augmentation notable du confort de marche est obtenue, tandis que simultanément, la sécurité de marche au moins n'est pas altérée. Le but de la présente invention est, en partant du concept de régulation décrit, d'obtenir des améliorations lors de la mise en oeuvre de ce concept de régulation L'invention est caractérisée en ce qu'au moins des parties des signaux de commande sont formées de façon qu'un amortissement s'effectue en fonction de l'importance de la vitesse verticale de la carrosserie du véhicule. Avantages de l'invention L'invention part d'un procédé ou bien d'un dispositif pour la régulation et/ou la commande d'un mécanisme de roulement d'un véhicule automobile dans lequel entre la carrosserie du véhicule et au moins une roue, est prévu au moins un actionneur pour appliquer des forces Cet actionneur est commandé pour l'application des forces par des signaux de commande, de sorte qu'au moins des parties de ces signaux de commande soient formées de façon que les mouvements verticaux de la carrosserie du véhicule soient amortis inertiellement Ceci correspond au concept de régulation précité et connu à partir de l'état de la technique Le coeur de l'invention consiste alors en ce que au moins des parties des signaux de commande sont formées de façon que l'amortissement inertiel connu à partir de l'état de la technique est dépendant de la grandeur de la vitesse verticale de la carrosserie du véhicule A partir de l'état de la technique, comme décrit dans l'introduction, l'amortissement inertiel des mouvements verticaux de la carrosserie est connu, c'est-à-dire que l'actionneur est commandé pour l'application de forces Fd qui sont proportionnelles aux vitesses inertielles Za' de la carrosserie Dans ce cas, les forces à appliquer Fd sont combinées avec les vitesses inertielles Za' de la carrosserie par un facteur de proportionnalité constant d = const (constante d'amortissement). F e*Z' Fd = de * Za 1 Par contre, selon l'invention, l'amortissement inertiel se fait en fonction de la grandeur de la vitesse verticale Za' de la carrosserie du véhicule C'est-à-dire, que le facteur de proportionnalité d est dépendant de la vitesse verticale Za'. Fd = d(Za') * Za'. De ce fait, il est possible dans une forme de réalisation éventuelle de l'invention, que l'amortissement en présence de vitesses verticales réduites de la carrosserie du véhicule, soit réglé à un niveau plus bas qu'en présence de vitesses plus élevées de la carrosserie du véhicule Cette forme de réalisation de l'invention a en particulier des avantages lorsque comme actionneurs, sont mis en oeuvre des amortisseurs dont la propriété d'amortissement est susceptible d'être réglée Lors du réglage de tels amortisseurs, il peut de fait se produire des chocs ou bien des bruits de commutation du fait que le réglage de la caractéristique d'amortissement ne s'effectue pas exactement au point de retour du piston de l'amortisseur (la vitesse relative entre la carrosserie du véhicule à la roue est nulle) Ceci peut être conditionné par des durées de marche du système Lors de commutations en dehors du point de vitesse zéro de l'amortisseur, des pointes de pression peuvent se produire qui se manifestent par des bruits de commutation ou bien des chocs perceptibles Si maintenant on règle conformément à cette forme de réalisation de l'invention, l'amortissement à un niveau plus bas pour des vitesses rédui tes, c'est-à-dire de petites vitesses de la carrosserie, on arrive alors du fait des raisons précitées, à une réduction des propriétés perçues subjectivement comme désagréables (chocs, bruits), parce que l'amortisseur ne commute pas lors de chaque changement entre le palier de traction et le palier de compression de l'amortisseur, mais seulement encore relativement rarement lorsque la vitesse de la carrosserie dépasse une valeur déterminée. Une autre forme de réalisation de l'invention prévoit que l'amortissement est réglé à un niveau plus élevé en présence de vitesses verticales réduites de la carrosserie qu'en présence de vitesses plus élevées Cette forme de réalisation de l'invention est basée sur la notion qu'un amortissement inertiel élevé de la carrosserie pour un très petit mouvement de la carrosserie, ne peut être obtenu qu'avec des facteurs de renforcement très élevés (facteurs élevés de proportionnalité entre la force de l'actionneur et la vitesse inertielle de la carrosserie) Mais si l'on voulait alors utiliser ces facteurs de renforcement élevés pour l'amortissement de petits déplacements de la carrosserie, également pour l'amortissement de mouvements plus importants de la carrosserie, ces mouvements plus importants de la carrosserie seraient amortis trop brutalement, ce qui serait ressenti comme étant inconfortable Ce conflit est résolu conformément à l'invention en ce qu'il est appliquée une force dégressive pour lequel le rapport entre la force de l'actionneur et la vitesse de la carrosserie décroît lorsque la vitesse de la carrosserie augmente. D'autres formes de réalisation de l'invention permettent également d'autres divergences à partir de la fonction linéaire connue à partir de l'état de la technique, dans laquelle comme décrit ci- dessus, un facteur de proportionnalité fixe détermine le rapport entre la vitesse de la carrosserie et la force de l'actionneur C'est ainsi qu'une forme de réalisation avantageuse de l'invention peut consister en ce qu'on choisit pour de très basses vitesses de la carrosserie une caractéristique progressive, pour de basses vitesses de la carrosserie une caractéristique linéaire, une caractéristique dégressive dans la zone de vitesses moyennes de la carrosserie et une caractéristique linéaire négative dans la zone de vitesses élevées de la carrosserie D'autres dépendances quelconques sont possibles, par exemple selon le véhicule auquel elles s'appliquent. Une autre forme de réalisation avantageuse part de premiers signaux, qui, comme cela est connu dans l'état de la technique, sont proportionnels à la vitesse verticale inertielle détectée de la carrosserie du véhicule Ces premiers signaux sont alors conformément à l'invention pondérés pour former les signaux de commande des actionneurs en fonction de la grandeur de la vitesse verticale de la carrosserie du véhicule Grâce à cette forme de réalisation décrite de façon détaillée, on parvient à l'amortissement inertiel de la carrosserie du véhicule en fonction de la vitesse conforme à l'invention déjà évoqué. Il est prévu selon l'invention, que pour au moins trois valeurs de la vitesse inertielle de la carrosserie, il y a une corrélation non linéaire entre les valeurs pour la vitesse de la carrosserie et les valeurs des signaux de commande représentant la force entre la carrosserie du véhicule et la roue Au contraire, dans le cas du système de régulation connu à partir de l'état de la technique, il y a une corrélation linéaire entre les valeurs précitées si les signaux de commandes sont directement proportionnels aux forces appliquées par l'actionneur. Selon une autre forme de réalisation, il est prévu que la pondération précitée est activée de façon plus réduite en présence de vitesses verticales réduites de la carrosserie du véhicule qu'en présence de vitesses plus élevées de la carrosserie du véhicule On arrive ainsi à l'amortissement inertiel plus réduit déjà évoqué pour de petits mouvements de la carrosserie Il peut en outre être prévu également pour cette forme de réalisation, que la pondération en présence de plus grandes vitesses de la carrosserie du véhicule soit activée de façon plus réduite qu'en présence de vitesses plus basses de la carrosserie du véhicule. Les pondération par rapport aux vitesses de la carrosserie du véhicule peuvent s'effectuer en continu ou bien selon des étapes discrètes C'est ainsi qu'il peut être prévu que la dépendance selon l'invention, entre les premiers signaux qui sont proportionnels à la vitesse inertielle verticale de la carrosserie du véhicule, et les signaux de commande qui sont pondérés en fonction de la grandeur de la vitesse verticale de la carrosserie du véhicule, soit déposée sous la forme d'une courbe caractéristique. L'utilisation de la façon de procéder selon l'invention est particulièrement avantageuse lorsque comme actionneurs on met en oeuvre des amortisseurs dont la propriété d'amortissement est susceptible d'être réglée Dans le cas de ces amortisseurs, on peut arriver comme décrit ci-dessus à des chocs et à des bruits perçus de façon désagréable lors de commutation en dehors du passage par zéro de la vitesse Pour les amortisseurs réglables, il peut être prévu selon l'invention que l'amortissement ou bien la pondération peut être activé en fonction de ce que l'amortisseur se trouve en traction ou en pression En outre, les pondérations ou bien les amortissements inertiels dépendants de la vitesse de la carrosseries peuvent être activés et de façon différente pour les différents actionneurs. Dessins L'invention va être exposée plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation à l'aide des figures 1 et 2, dans lesquels: la figure 1 montre la dépendance des signaux de commande Fij des signaux Fshij, àl'aide de l'actionneur droit antérieur; - la figure 2 montre le comportement de transmission des seconds moyens, représenté à titre d'exemple. Exemples de réalisation L'invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation, les références rapportées sur les figures étant munies d'indices qui représentent l'association des signaux ou bien des dispositifs aux actionneurs L'indice i montre dans ce cas l'association de la grandeur ainsi indexée à la moitié antérieure (i = v), ou bien à la moitié postérieure (i = a) du véhicule L'index j indique l'appartenance de la grandeur à la moitié droite (j = r) ou bien à la moitié gauche (j = 1) du véhicule. C'est ainsi que les actionneurs sont par exemple caractérisés par la référence 13 ij, tandis que l'actionneur 13 vr est l'actionneur qui se trouve dans la zone antérieure droite du véhicule. Sur la figure 1, et sous la référence l Oij, sont représentés des moyens qui déterminent directement ou indirectement les vitesses inertielles Zaij' de la carrosserie du véhicule La référence Il désigne de premiers moyens qui forment les signaux Fshij de la façon connue à partir de l'état de la technique Ces signaux Fshij sont amenés aux seconds moyens 12 qui conformément à l'invention forment les signaux de commande Fij pour les actionneurs 13 ij. Optionnellement, aux seconds moyens 12 peuvent être appliqués des signaux Zarij' des moyens 14 ij qui représentent les dépassement relatifs entre la carrosserie du véhicule et les roues Cette figure montre la dépendance des signaux de commande Fij des signaux Fshij à l'aide de l'actionneur droit antérieur. Par les moyens 10 ij, des vitesses verticales Zaij' de la carrosserie sont détectées Cette détection des vitesses de la carrosserie peut être faite à l'aide de deux détecteurs d'accélération mesurant de façon inertiale, tandis que les signaux d'accélération sont intégrés aux signaux de vitesse souhaités Mais les signaux de vitesse de la carrosserie peuvent également être déterminés indirectement à partir des déplacements relatifs entre la carrosserie du véhicule et les roues, auquel cas, il y a lieu de tenir compte des paramètres du véhicule. Dans les premiers moyens 11, sont alors formés des signaux qui sont proportionnels aux vitesses de carrosserie détectées Côté sortie des premiers moyens 11, se situent ainsi des signaux qui représentent les forces qui correspondent aux forces connues à partir de l'état de la technique. Par les seconds moyens 12, les forces ou bien les signaux Fshij représentant ces forces sont pondérés en fonction des vitesses de la carrosserie, c'est-à-dire en fonction des signaux Fshij eux mêmes. Côté sortie des seconds moyens 12, on a alors les signaux de commande ainsi pondérés Fij pour les actionneurs 13 ij, qui, dans cet exemple de réalisation sont prévus sous forme d'amortisseurs dont les caractéristiques d'amortissement sont réglables. Sur la figure 2, le comportement de transmission des seconds moyens 12 est représenté à titre d'exemple L'évolution linéaire (courbe 1) représente alors les signaux de commande, qui sont formés conformément à l'état de la technique Dans ce cas, les signaux de commande Fij sont identiques aux forces Fshij formées de façon conventionnelle (tracé linéaire de la courbe 1) Avec la courbe 2, est indiquée une évolution dégressive pour de petites vitesses de carrosserie et une évolution progressive pour de plus grandes vitesses de carrosserie. Conformément à l'invention, les petites vitesses de carrosserie sont alors moins amorties que les vitesses plus grandes Ceci est les avantages déjà évoqués en ce qui concerne les bruits de commutation ou bien les chocs. Avec la courbe 3, est indiquée une évolution progressive pour de plus petites vitesses de carrosserie et une évolution dégressive pour de plus grandes vitesses de carrosserie Dans cette forme de réalisation, de petites vitesses de carrosserie sont également affectées d'un amortissement inertiel élevé. Les courbes caractéristiques 2 et 3 représentées dans les seconds moyens 12 ou bien sur la figure 2, sont dans cet exemple de réalisation linéaires entre les différents points d'appui 1 à 8 Il est en effet mis à disposition N = 8 point d'appui entre le niveau de forces minimales et le niveau de force maximales. Entre ces forces d'appui, il y a interpolation. La courbe caractéristique peut être prédéfinie de façon différente pour l'échelon de pression à l'échelon de traction de l'amortisseur il 13 ij En outre, la courbe caractéristique peut être établie individuellement pour chaque roue ou bien pour chaque amortisseur. 1.0 R E V E N D I C A m I O N S 1) Procédé pour la régulation et/ou la commande d'un mécanisme de roulement d'un véhicule automobile, dans lequel entre la carrosserie du véhicule et au moins une roue, au moins un actionneur est commandé par des signaux de commande pour appliquer des forces entre la carrosserie du véhicule et cette roue, tandis qu'au moins des parties des signaux de commande sont formées de façon que les 1.0 mouvements verticaux de la carrosserie du véhicule soient amortis inertiellement, procédé caractérisé en ce qu'au moins des parties des signaux de commande (Fij) sont formées de façon qu'un amortissement s'effectue en fonction de l'importance de la vitesse verticale (Zaij') de la carrosserie du véhicule. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortissement en présence de vitesses verticales (Zaij') réduites de la carrosserie du véhicule est réglé à un niveau plus bas qu'en présence de vitesses (Zaij') plus élevées de la carrosserie du véhicule ou bien en ce que l'amortissement en présence de vitesses verticales (Zaij') réduites de la carrosserie du véhicule est réglé à un niveau plus élevé qu'en présence de vitesses (Zaij') plus élevées de la carrosserie du véhicule. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des premiers signaux (Fshij) sont formés qui sont proportionnels à la vitesse verticale inertielle (Zaij') de la carrosserie du véhicule, et ces premiers signaux (Fzhij) sont pondérés pour la formation des signaux de commande (Fij) en fonction de l'importance de la vitesse verticale (Zaij') de la carrosserie du véhicule. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour au moins trois valeurs de la vitesse (Zaij') de la carrosserie du véhicule, il y a une corrélation non linéaire entre les valeurs pour la vitesse (Zaij') de la carrosserie du véhicule et les valeurs des signaux de commande représentant la force entre la carrosserie du véhicule et la roue. ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pondération est moins activée en présence de vitesses verticales (Zaij') réduites de 1.0 la carrosserie du véhicule en présence de vitesses (Zaij') plus élevées de la carrosserie du véhicule, ou bien la pondération est moins activée en présence de plus grandes vitesses (Zaij') de la carrosserie du véhicule qu'en présence de vitesses (Zaij') plus réduites de la carrosserie du véhicule. 6) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pondérations relatives aux vitesses (Zaij') de la carrosserie du véhicule, s'effectuent en continu ou bien selon des étapes discrètes. 7) Procédé selon une des précédentes revendications, caractérisé en ce que comme actionneur ( 13 ij) sont mis en oeuvre des amortisseurs susceptibles d'être réglés en ce qui concerne leur propriété d'amortissement. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'amortissement ou bien la pondération est activé en fonction de ce que l'amortisseur se trouve en traction ou bien en pression. 9) Procédé selon al revendication 3, caractérisé en ce que les pondérations pour au moins deux des actionneurs ( 13 ij) sont activées de façon différente. ) Dispositif pour -Ia mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, dispositif dans lequel pour la régulation et, /ou la commande d'un mécanisme de roulement d'un véhi cule automobile, au moins un actionneur est appliqué entre la carrosserie du véhicule et au moins une roue pour appliquer des forces entre la carrosserie du véhicule et cette roue, et des moyens sont prévus, grâce auxquels sont formés des signaux de commande pour commander cet actionneur, tandis qu'au moins des parties des signaux de commande sont formées de façon que les mouvements inertiels de la carrosserie du véhicule soient amortis, dispositif caractérisé en ce qu'a l'intérieur des moyens ( 11, 12), il est prévu de former au moins des parties des signaux de commande (Fij) de façon que l'amortissement se fasse en fonction de la grandeur de la vitesse verticale (Zaij') de la carrosserie du véhicule.