Brevet FR2761643A1 — publié le 19981009

SIEGE A AMORTISSEMENT VARIABLE La présente invention est relative à un siège pour véhicule automobile comprenant une assise et une embase, l'assise étant supportée au moins en déplacement vertical par une structure comprenant au moins des moyens élastiques sollicitant l'assise vers une position haute. Dans les sièges de véhicule automobile classiques, les moyens élastiques sollicitant l'assise en position haute font partie de systèmes de suspension dont les caractéristiques de raideur et d'amortissement sont prédéterminées. Seule peut être réglée la prétension du moyen élastique pour s'adapter au poids du passager, et parfois le coefficient d'amortissement, mais pour un passager donné, cette raideur et ce coefficient d'amortissement restent constants après réglage initial. De tels systèmes de suspension de siège ne permettent pas de réduire, de façon optimale, les accélérations verticales de l'assise du siège lors du déplacement du véhicule dans toute la gamme de fréquences d'oscillation du siège. En particulier, un système de suspension à fort coefficient d'amortissement est efficace autour de la fréquence de résonance pour réduire les déplacements verticaux du siège, tandis que ce même coefficient d'amortissement fort réduit l'efficacité de l'amortissement audelà d'une certaine fréquence, appelée fréquence de coupure. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant un siège qui minimise les accélérations verticales du siège. A cet effet, selon l'invention, un siège pour véhicule automobile du type précité, est essentiellement caractérisé en ce que la structure comporte en outre - des moyens d'amortissement à coefficient d'amortissement réglable, - des moyens de mesure détectant le déplacement vertical de l'assise, - et des moyens de commande, reliés aux moyens de mesure et aux moyens d'amortissement, et réglant au moins périodiquement la valeur du coefficient d'amortissement pour minimiser les déplacements verticaux du siège lors du déplacement du véhicule. Le siège ainsi réalisé possède une suspension semiactive par contrôle continu de son coefficient d'amortissement. Le siège suivant l'invention peut éventuellement comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les moyens d'amortissement comprennent un moteur à courant continu, un dispositif d'entraînement pour transformer le mouvement vertical de l'assise en un mouvement de rotation du moteur, pour faire fonctionner le moteur en génératrice et alimenter un circuit de puissance appartenant aux moyens de commande, ces moyens de commande adaptant en permanence la puissance électrique consommée par le circuit de puissance en sortie du moteur, en réglant ainsi, en fonction des informations des moyens de mesure, le couple de freinage réalisé par le moteur et donc la valeur du coefficient d'amortissement ; - lesdits moyens de mesure comprennent des moyens pour déterminer la vitesse absolue de l'assise en déplacement vertical par rapport au sol, et des moyens pour déterminer la vitesse relative de l'assise en déplacement vertical par rapport à l'embase, les moyens de commande comprenant des moyens de calcul de la consigne du pilotage du couple de freinage à partir des vitesses absolue et relative de l'assise ; - le dispositif d'entraînement comprend une crémaillère et un pignon, le pignon entraînant le moteur en rotation, la crémaillère et le pignon étant respectivement montés sur l'assise et sur l'embase - les moyens pour déterminer la vitesse absolue de l'assise comprennent un accéléromètre - les moyens pour déterminer la vitesse relative de l'assise par rapport à l'embase comprennent un tachymètre - le circuit de puissance est un rhéostat électronique comportant des transistors de puissance - la structure comprend au moins deux bras croisés, mutuellement articulés, possédant des extrémités avant et arrière respectivement articulées à l'assise et à l'embase - les extrémités arrière des bras croisés sont respectivement articulées sur l'assise et l'embase par l'intermédiaire de deux biellettes sensiblement verticales - les moyens élastiques comprennent au moins un ressort de compression interposé entre l'assise et l'em- base - les moyens élastiques comprennent un ressort de traction fixé d'une part à l'embase et d'autre part sur une genouillère comportant une première et une deuxième bielles, la première bielle, sensiblement verticale, étant articulée sur l'assise et sur la deuxième bielle, elle-même montée rotative sur l'embase et sollicitée par le ressort de traction ; et - la deuxième bielle comprend un secteur denté engrenant avec le pignon du dispositif d'entraînement pour entraîner le moteur en rotation. Plusieurs exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma de principe du dispositif de suspension selon l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement les moyens d'amortissement et les moyens de commande du système de suspension de la figure 1 - la figure 3 représente schématiquement les moyens de commande de la figure 2 - la figure 4 est une vue de côté d'une forme de réalisation particulière d'une structure articulée utilisa ble dans le dispositif de suspension - la figure 5 est une vue de côté d'une forme de réalisation particulière des moyens élastiques du système de suspension - la figure 6 est une vue de côté d'une variante des moyens d'amortissement représentés à la figure 2 ; et - la figure 7 est une vue de côté du système de suspension selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Le siège pour véhicule automobile représenté a la figure 1 se compose, de manière connue en soi, d'une assise 1 (le dossier du siège n'ayant pas été représenté) supportée en déplacement vertical sur une embase 2 au moyen d'une structure articulée 3. La structure 3 comprend des moyens élastiques 4 ainsi qu'un un dispositif 5 à coefficient d'amortissement réglable. Le dispositif 5 à coefficient d'amortissement réglable, représenté a la figure 2, comprend des moyens d'amortissement 6, un capteur 7 détectant le déplacement vertical de l'assise 1 et des moyens de commande 8 reliés au capteur 7 et aux moyens d'amortissement 6 afin de régler la valeur du coefficient d'amortissement et minimiser les déplacements verticaux du siège lors du déplacement du véhicule automobile. Les moyens d'amortissement 6 comprennent un moteur 9 à courant continu fonctionnant en génératrice et un dispositif 10 d'entraînement en rotation du moteur 9 par transformation du mouvement plan de l'assise 1 selon la flèche F en mouvement de rotation selon la flèche R. Le dispositif 10 d'entraînement en rotation du moteur 9 comprend une crémaillère 11 d'axe sensiblement vertical et fixée a l'assise 1 ainsi qu'un pignon 12 solidaire en rotation du moteur 9. Ce moteur 9 ainsi que le pignon 12 sont supportés par l'embase 2. Un multiplicateur de vitesse 14 est inter posé entre le pignon 12 et le moteur 9 afin d'entraîner le moteur dans sa plage de vitesse optimale. Le capteur 7 est un capteur du type accéléromètre qui permet de connaître la vitesse absolue de l'assise 1 par rapport au sol lors de ses déplacements verticaux et qui transmet cette information aux moyens de commande 8. Les moyens de commande 8, représentés schématiquement à la figure 3, comprennent des moyens 15 pour déterminer la vitesse relative de l'assise 1 par rapport à l'embase 2 ainsi que la vitesse absolue de cette assise, des moyens de calcul 16 de la consigne de pilotage d'un couple de freinage du moteur 9 et un circuit de puissance 17 qui consomme l'énergie électrique produite par le moteur 9 fonctionnant en génératrice et qui détermine ainsi le couple de freinage réalisé par ce moteur 9. Les moyens 15 consistent en un circuit électronique tel qu'un microprocesseur, ou analogique, qui est doté d'entrées analogiques et qui calcule - la vitesse absolue Va de l'assise 1 par rapport au sol, à partir des informations données par l'accéléromètre 7, - et la vitesse relative Vr de l'assise par rapport à l'embase 2, à partir des informations de tension u et de courant i d'induit aux bornes du moteur 9. Par convention, Va et Vr pourront être comptées positivement dans un sens, par exemple pour des mouvements vers le haut, et négativement dans l'autre sens, par exemple pour des mouvements vers le bas. En variante, les moyens 15 sont reliés à un capteur 18 du type tachymétrique, par exemple fixé sur le moteur 9, qui délivre à ces moyens 15 une information de vitesse relative entre l'assise 1 et l'embase 2. Les moyens de calcul 16, quant à eux, sont également constitués par un circuit électronique tel qu'un microprocesseur qui peut éventuellement former un seul circuit avec le circuit 15, et qui délivre au circuit de puissance 17 une consigne représentative de la puissance P que doit consommer ledit circuit de puissance en sortie du moteur 9 fonctionnant en génératrice. Par exemple cette puissance P pourra valoir - P - K. (Vr)2 si Vr.Va > 0, K étant un coefficient constant, et P étant plafonné à une valeur nominale Pmax de la puissance que peut consommer le circuit 17, - et P = Pmin si Vr.Va 5 O, où Pmin est une valeur minimale de la puissance consommée par le circuit 17. Le circuit de puissance 17, quant à lui, comprend un rhéostat électronique 19 constitué de transistors de puissance et commandé par la consigne délivrée par le circuit 16. La structure articulée 3 représentée à la figure 1 est constituée de deux bras croisés 20 et 21, mutuellement articulés, qui possèdent des extrémités avant 22 et 23 articulées respectivement sur l'assise 1 et sur l'embase 2 ainsi que des extrémités arrière 24 et 25 montées à coulissement à l'intérieur de deux guides rainurés 26 et 27 portés respectivement par l'assise 1 et l'embase 2. En variante, la structure articulée 3 représentée à la figure 4 comporte en outre deux biellettes 28 et 29 sensiblement verticales et qui sont respectivement articulées aux extrémités arrière 24 et 25 des bras 20 et 21 ainsi qu'à l'assise 1 et à l'embase 2. Les moyens élastiques 4 du dispositif de la figure 1 comportent un ressort de compression 30 interposé entre l'assise 1 et l'embase 2 comme représenté à la figure 1. Dans une variante représentée à la figure 5, ces moyens élastiques 4 comprennent un ressort de traction 31 fixé d'une part à l'embase 2 et d'autre part sur une genouillère 32. Cette genouillère 32 comporte une première bielle 33 et une deuxième bielle 34. La première bielle 33 est sensiblement verticale et est articulée sur l'assise 1 ainsi que sur la deuxième bielle 34. Cette deuxième bielle 34 est elle-même montée rotative sur l'embase 2 et sollici tée par le ressort de traction 31 à l'encontre de l'action de la bielle 33. Dans une variante représentée à la figure 6, la deuxième bielle 36 similaire à la deuxième bielle 34 des moyens élastiques 4 décrits en regard de la figure 5, comprend un secteur denté 35 qui engrène avec le pignon 12 monté sur le moteur 9. Ainsi, lorsque l'assise 1 se déplace verticalement selon le sens de la flèche F, elle entraîne la première bielle 33 selon des mouvements ascendants et descendants, cette bielle entraînant la deuxième bielle 36 en rotation selon le sens de la flèche r. Cette rotation de la bielle 36 provoque l'entraînement du pignon 12 et donc du moteur 9 qui fonctionne alors en génératrice. Le fonctionnement du système de suspension selon un mode préféré de réalisation de l'invention va maintenant être expliqué en regard de la figure 7. Ce système de suspension est constitué par les moyens d'amortissement, les moyens de commande, la structure articulée et les moyens élastiques respectivement décrits en regard des figures 2 à 5. Lorsque le véhicule à bord duquel le siège décrit précédemment est monté, se déplace, l'assise 1 est sollicitée en déplacement vertical à la fois par rapport à un repère absolu et par rapport à l'embase 2, les moyens élastiques 4 donnant au système sa raideur le long de son mouvement. Lors de ses déplacements verticaux, l'assise 1 entraîne en déplacement la crémaillère 11 qui engrène avec le pignon 12 monté solidaire en rotation avec le moteur 9. Ainsi, le moteur à courant continu 9 fonctionne en génératrice et alimente les moyens de commande 8. Les capteurs 7 et 18 délivrent aux moyens de commande 8 les informations relatives aux vitesses relative et absolue de l'assise 1. Le module de calcul 16 de ces moyens de commande 8 délivre alors une consigne de pilotage du couple de freinage réalisé par le moteur 9 pour minimiser les oscillations de l'assise 1. Le pilotage du couple de freinage du moteur fonctionnant en génératrice est exercé au niveau de l'étage de puissance 17 selon la consigne délivrée par les moyens de calcul 16. Ce type d'asservissement permet de faire varier le couple de freinage entre 0 et un couple maximal qui pourrait être obtenu en court-circuit. Le système de suspension selon l'invention possède ainsi un dispositif amortisseur à caractéristique variable dans lequel le moteur à courant continu fonctionne en génératrice lorsqu'il est mis en rotation sous l'effet des oscillations du siège par l'intermédiaire du dispositif de transformation du mouvement plan du siège en mouvement de rotation, du type pignon-crémaillère. Sous l'action des moyens de commande, ce moteur réalise un couple-frein permettant de minimiser les oscillations du siège. REVENDICATIONS 1. Siège pour véhicule automobile comprenant une assise (1) et une embase (2), l'assise (1) étant supportée au moins en déplacement vertical par une structure (3) comportant au moins des moyens élastiques (4) sollicitant l'assise (1) vers une position haute, caractérisé en ce que la structure (3) comporte en outre - des moyens d'amortissement (6) à coefficient d'amortissement réglable, - des moyens de mesure (7, 18, i,u) détectant le déplacement vertical de l'assise (1), - et des moyens de commande (8), reliés aux moyens de mesure (7, 18, i,u) et aux moyens d'amortissement (6), réglant au moins périodiquement la valeur du coefficient d'amortissement pour minimiser les déplacements verticaux du siège lors du déplacement du véhicule automobile. 2. Siège selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'amortissement (6) comprennent un moteur (9) à courant continu, un dispositif d'entraînement (10) pour transformer le mouvement vertical de l'assise (1) en un mouvement de rotation du moteur, pour faire fonctionner le moteur (9) en génératrice et alimenter un circuit de puissance (17) appartenant aux moyens de commande (8), ces moyens de commande adaptant en permanence la puissance électrique consommée par le circuit de puissance en sortie du moteur (9), en réglant ainsi, en fonction des informations des moyens de mesure (7, 18, i,u), le couple de freinage réalisé par le moteur (9) et donc la valeur du coefficient d'amortissement. 3. Siège selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens de mesure (7, 18, i,u) comprennent des moyens (7) pour déterminer la vitesse absolue de l'assise (1) en déplacement vertical par rapport au sol, et comprennent des moyens (18, i,u) pour déterminer la vitesse relative de l'assise (1) en déplacement vertical par rapport à l'embase (2), les moyens de commande (8) comprenant des moyens de calcul (16) de la consigne du pilotage du couple de freinage à partir des vitesses absolue et relative de l'assise (1). 4. Siège selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le dispositif d'entraînement (10) comprend une crémaillère (11) et un pignon (12), le pignon (12) entraînant le moteur (9) en rotation, la crémaillère (11) et le pignon (12) étant respectivement montés sur l'assise (1) et sur l'embase (2). 5. Siège selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les moyens (7) pour déterminer la vitesse absolue de l'assise (1) comprennent un accéléromètre. 6. Siège selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel les moyens (18) pour déterminer la vitesse relative de l'assise (1) par rapport à l'embase (2) comprennent un tachymètre (18). 7. Siège selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel le circuit de puissance (17) est un rhéostat électronique (19) comportant des transistors de puissance. 8. Siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la structure (3) comprend au moins deux bras croisés (20, 21), mutuellement articulés, possédant des extrémités avant (22, 23) et arrière (24, 25) respectivement articulées à l'assise (1) et à l'embase (2). 9. Siège selon la revendication 8, dans lequel les extrémités arrière (24, 25) des bras croisés (20, 21) sont respectivement articulées sur l'assise (1) et l'embase (2) par l'intermédiaire de deux biellettes (28, 29) sensiblement verticales. 10. Siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens élastiques (4) comprennent au moins un ressort de compression (30) interposé entre l'assise (1) et l'embase (2). 11. Siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens élastiques (4) comprennent un ressort de traction (31) fixé d'une part à l'embase (2) et d'autre part sur une genouillère (32) comportant une première (33) et une deuxième (34;36) bielles, la première bielle (33), sensiblement verticale, étant articulée sur l'assise (1) et sur la deuxième bielle (34), elle-même montée rotative sur l'embase (2) et sollicitée par le ressort de traction (31). 12. Siège selon la revendication 11, dans lequel la deuxième bielle (36) comprend un secteur denté (35) engrenant avec le pignon (12) du dispositif d'entraînement (10) pour entraîner le moteur (9) en rotation.