Brevet FR2840257A1 — publié le 20031205

a l'autre. v SYSTEME ACTIF DE SUSPENSION POUR VEELICULE La presente invention concerne les systemes de suspension de vehicule s automobile et plus particulierement les systemes de suspension active. La demande des autonobilistes, et du narche autonobiIe, impose aux constructeurs de rechercher des systemes innoNrants dans le donaine des liaisons au sol, pemlettant d'accro^tre encore le confort et la securit des o vehicules. Les systemes classiques de suspension ne perrnettent plus d' augmenter le confort et la securite d'un vehicule tent le compromis entre ces deux notions est diffie.ile. a ixcu.er. Dans ce cadre, un systeme actif de suspension est nis en place sur les is vehicules afn de controler tous les mouvements du vehicule, le comportement en virage et ce dans toutes les situations. La publication W00069664 decrit et represente un systeme de suspension compose d'un verin hydraulique dans loquel la position d'equilibre o du piston est controlee par un dispositif de commande. Ce systeme utilise l'amotisseur comme verin hydraulique de suspension active. En fonction de ['acceleration laterale, respectivernent longitudinale et verticale, les pressions modulees dans les deux chambres de l'amortisseur/verin penet une correction du roulis, respectivement du tangage et du pompage du vehicule. L'utilisation s de l'amortisseur comme verin impose de choisir entre le confort et le comportement routier, et dans ce cas, la forte pression dans la chambre de travail en compression entrane un amortissement fot, nefaste au confot. Le systeme est d'autant plus susceptible d'engendrer de l'inconfort, qu'il est place en parallele au ressot principal de suspension, les vibrations issues des irregularites de la route n'etant alors que peu fltrees par le caoutcllouc des trains. Un des objectifs de ['invention est done de repondre a la fois au crite- re de recherche du confort et a celui de recherche d'un comportement routier optimal, et de resoudre les problemes de compromis engendres par la resolution de l'un par rapport a l'autre. IJn second objectif de l'inention est de proposer un systeme actif de o suspension se situant dans le contexte de ['electrification des systemes de conduite. En reponse a un inconvenient inllerent a de nombreux systiemes actifs de suspension actuels, la presente invention se veut egalement sobre d'un point s de vue energetique. Pour repondre a ces objectifs, I'invention propose un systeme de suspension active de vehicule automobile, comprenant une jambe de force, composee d' au moins un amortisseur et un ressort de suspension, reliant une o roue a la caisse du vehicule, et un actionneur pennettant de piloter des moyens de rappel complementaires. Ce dispositif est caracterise en ce que les moyens de rappel complementaires vent situes en serie entre le ressort de suspension et la caisse, :s ['ensemble ainsi forne par les moyens de rappel complementaires et le ressort de suspension etant situe en parallele de l'amortisseur. Les moyens de rappel complementaires et l'actionneur les pilotant vent situes en parallele, afin de realiser une partie de l'economie de Ja o consommation energetique. Selon une autre caracteristique de la presente invention, l'actionneur, le ressort de suspension et les moyens de rappel complementaires prennent appui sur une coupelle intennediaire. s Selon une autre caracteristique de la presente invention, I'actionneur agit sur la coupelle par l'intermediaire d'un systeme vis ecrou. Selon une autre caracteristique de la presente invention, la vis du systeme vis ecrou constitue le corps de l'amotisseur. Dans l'objectif de presenter un systeme de suspension supportant une grande dynamique et des niveaux de charge importants, I'ecrou du systeme vis ecrou est un ecrou a rouleaux satellites, sur loquel est fixce la coupeIle intermediaire. Afin de repondre aux differents objectifs presentes plus haut de maniere non exhaustive, I'actionneur est de type electrique. II peut etre constitue d'un moteur electrique muni d'un reducteur. o Selon une caracteristique de la presente invention, le reducteur est constitue par une poulie menante solidaire de l'axe de sortie du moteur et entranant par l'intennediaire d'une chane micro crantee une poulie menee solidaire de la vis du systeme vis ecrou. L'utilisation d'un tel reducteur pennet ainsi une reversibilite du systene sans jou. 2s Afn d' assurer le bon positionneinent du moteur par rapport a la vis du systerne vi s ecrou, un bras as sure simultan ement le guidage de la vis du systeme vis ecrou et la fixation rigide du moteur. De plus, un bloc filtrant est insere entre la caisse et le moteur. - Selon une autre caracteristique de la presente invention, les moyens de rappel complementaires vent constitue.s d'un deuxieme ressort. . Afin de presenter des systemes de suspension aux dimensions adequates s selon les differents types de vehicules, le deuxieme ressort et le ressort de suspension peuvent d'une part avoir des diametres differents et se recouvrir dans leur disposition respective sur la coupelle intermediaire, et ainsi constituer une.ambe de force compacte en longueur, d'autre part etre de meme diametre, la spire inferieure du ressort etant situee dans un pIan vertical io superieur a celui de la spire superieure du ressort de suspension, et ainsi presenter une jambe de force compacte en diametre. D'autres caracteristiques et avantages de ['invention appara^tront a la lecture de la description detaillee qui suit pour la comprehension de laquelle : on se reportera aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est un schema de principe du systeme de suspension selon ['invention. - la fgure 2 est une vue en coupe du systeme de suspension selon un premier mode de realisation de ['invention. - la figure 3 est une vue en coupe du systene de suspension selon un second mode de realisation de ['invention. - la figure 4 est une vue en coupe du systeme de suspension selon un troisieme mode de realisation de ['invention. 2> Selon le sclema de principe represente a la figure 1, une jambe de force 1 relic la roue 2 a la caisse 3. CJette Jambe de force I est composee de deux ressorts en eerie, un ressort superieur 4 fixe a la caisse 3 et un ressort inferieur fixe a la roue 2, d'un amotisseur 6 place en parallele a ces deux ressorts, et d'un actionneur 7. IJne coupelle intermediaire 8 assure l'appui inferieur du ressort superieur 4 et 1'appui superieur du ressort inferieur S. Les fonctions actives, representees par le verin constitue du ressort superieur 4 et.de 1'actiomeur 7 conkolant la coupelle intennediaire 8, et passives, constituees par l'amortisseur 6, vent ainsi dissociees et rendent s possible ['amelioration simultanee du confort et du comportement routier, ou ['amelioration d'une de ces notions sans degradation de l'autre. La coupelle intermediare 8 perrnet ealement une association en serie du verin et du ressort principal de suspension 5, ce dernier fiIh-ant ainsi toutes les vibrations issues des irregularites de la route. Selon les differents modes de realisation representes aux figures 2 a 4, la jarnbe de force 1 possede une chape de fixation 9 sur la roue 2. La jambe de force 1 est fixce a son autre exkemite a la caisse 3 au point de rotule F. Cette liaison rotule est obtenue par le boulonnage sur la caisse 3 de ltextremite i5 superieure de la tige d'amortisseur 6 a travers un bIoc filkant 10 en elastomere. Un actionneur 7, conpose entre autres d'un systeme vis ecrou a rouleaux satellites 11, 12 et 13 pilote par un 1noteur electrique 14, engendre le o deplacement de la coupelle internediaire 8 et genere done des efforts dissemblables sur les ressorts superieur 4 et inferieur 5. La coupole intennediaire 8 est fixce sur un ecrou 11 a rouleaux satellites 12. Cet ensenble forrne avec une vis 13, un systeme vis ecrou entrane en rotation par le noteur electrique 14. La rotation de ce moteur 14 entrane la rotation de la vis 13 et done le deplacement en translation de l'ecrou 11 et de la coupelle 8. Les ressorts superieur 4 et inferieur 5 vent positionnes en appui sur cette coupelle 8, precontraints de part et d'autre, et suivent done le deplacenent de la coupelle 8. Dans le cas ou celle-ci subit un deplacement vers la roue, le ressort superieur 4 se defend et accompagne done le mouvement de la coupelle 8, le ressort inferieur 5 etant lui comprime. II sera compris que la forme de la coupelle intermediaire 8 peut prendre s des formes differentes et done que ltemplacement des ressorts 4 et 5 1'un par rapport a l'autre peut etre different. Selon un premier mode de realisation represente a la figure 2, la patie inferieure du ressort superieur 4 recoure la partie superieure du ressort inferieur 5 et propose done une architecture compacte en longueur. Selon un deuxieme mode de realisation represente a]a o fgure 3, les ressorts ne se recouvrent pas et pennettent d'optimiser la compacite de la jambe de force en diametre. A leur extremite opposee, les ressorts 4 et 5 prennent appui sur respectivement la caisse 3 et la roue 2. Une butee tournante 23 permet i5 d'assurer 1'appui supereur du ressort superieur 4 sur la caisse 3 sans imposer de contraintes en torsion pour le ressort lors d'un braquage des roues. Une coupelle 24 assure 1'appui inferieur du ressort inferieur 5 sur le cops de l'amortisseur 6. o Dans les differents modes de realisation presentes ci-dessus de fa,con non exhaustive, un reducteur est implante entre le moteur 14 et la vis 13. Ce reducteur est forrne d'une poulie menante 15 directenent montee sur l'arbre de sortie du moteur electrique 14, la poulie menante 15 entramant, par l'intermediaire d'une courrole micro crantee 17, une poulie menee 16 solidaire de la vis 13. Un tel assemblage reducteur permet une reversibilite du sens de rotation du moteur 14 qui se kaduit sans jeu sur la coupelle intemediaire 8 et pennet done un ajustement affne du deplacement vertical des ressorts 4 et 5. Un bras 21 assure le parallelisme entre l'axe A-A' de la vis 13 et l'axe o B-B' de sotie du noteur 14. Ce bras, assuraut le centrage du roulement 18 qui guide en rotation la vis 13 dans sa partie superieure, est fixe rigidement sur le moteur 14 et la vis 13. En cas de deplacement de la jambe de force 1, il ne sopere pas de saut de courrole, car laJambe de force l emmene le moteur par l'internediaire du bras 21. s Un second bloc filtrant en elastomere 22 est installe entre la caisse 3 et le moteur electrique 14 pour assurer le support de ce moteur tout en lui laissant la liberte de suivre le deplacement de la jambe de force 1 autour du point F. io II sera compris que le reducteur pennet de reduire la taille du moteur electrique embarque, et done la consommation energetique de l'actionneur. Toutefois, selon un troisiene mode de realisation represente a la rigure 4, l'entranement de la vis 13 par le moteur electrique 24 peut etre direct. Ce moteur 24 doit alors repondre aux conditions de coaxialite avec la vis 13, le bras 21 etant alors supprime, et de fort couple du a ['absence de reducteur. Selon les differents modes de realisation, la vis 13 est guidee en rotation par des roulements 18 et 19, ici a titre d'exemple des roulements a billes 18 dans la patie superieure de la vis 13 et des roulements a rouleaux 19 dans sa o partie inferieure. L'invention n'est nullement limitee au mode de realisation decrit et illuske qui n'a ete donne qu'a titre d'exemple. REVENDICATIONS 1. Systeme de suspension active de vehicule automobile, comprenant une jambe de force ( 1), composee d' au moins un amortisseur (6) et un ressort s (5) de suspension, reliant une roue (2) a la caisse (3) du vehicule, et un actionneur (7) permettant de piloter des moyens de rappel complementaires (4), caracterise en ce que les moyeils de rappel complementaires (4) vent situes en serie entre le ressort de suspension (5) et la caisse (3), ['ensemble ainsi fonne par les rroyens de rappel complementaires (4) et le ressort (5) de o suspension etant situe en parallele de l'amortisseur (6). 2. Systeme de suspension active selon la revendication 17 caracterise en ce que les moyens de rappel complementaires (4) et l'actionneur (7) les pilotant vent situes en parallele. 3. Systeme de suspension active selon la revendication 2, caracterise en ce que l'actionneur (7), le ressort de suspension (5) et les moyens de rappel complementaires (4) prennent appui sur une coupelle intennediaire (). o 4. Systeme de suspension active selon la revendication 3, caracterise en ce que l'actionneur (7) agit sur la coupelle (8) par l'intennediaire d'un systeme vis ecrou (11, 12 et 13). 5. Systeme de suspension active selon la revendication 4, caracterise en s ce que la vis (13) du systeme vis ecrou constitue le corps de l'amortisseur (6). 6. Systeme de suspension active selon la revendication 4, caracterise en ce que l'ecrou (11) du systene vis ecrou est un ecrou a rouleaux satellites (12), sur loquel est fixce la coupelle intermediaire (). 7. Systeme de suspension active selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que l'actionneur (7) est de type electrique. 8. Systeme de suspension active selon la revendication 7, caracterise en s ce que l'actiomeur (7) est constitue d'un moteur electrique (14) muni d'un reducteur (15, 16 et 17). 9. Systeme de suspension active selon la revendication 8, caracterise en ce que le reducteur est constitue par une poulie menante (15) solidaire de l'axe io de sortie du noteur (14) et entranant par l'intennediaire d'une chaine micro crantee (16) une poulie menee (17) solidaire de la vis (13) du systene vis ecrou. 10. Systeme de suspension active selon l'une des revendications 8 ou 9, t5 caracterise en ce qu'un bras (21) assure simultanement le guidage de la vis (13) du systeme vis ecrou et la fixation rigide du inoteur (14). 11. Systeme de suspension active selon l'une des revendications 8 a 10, caracterise en ce qu'un bloc fltrant (22) est insere entre la caisse (3) et le rnoteur (14). 12.Systeme de suspersion active selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que les noyens de rappel complementaires (4) vent constitue d'un deuxieme ressort. 13. Systeme de suspension active selon la revendication 12, caracterise en ce que le deuxiene ressort (4) et le ressort de suspension (5) ont des dianetres differents et se recouvrent dans Ieur disposition respective sur la coupelle intermediaire (8). 14. Systeme de suspension active selon la revendication 12, caracterise en ce que le deuxieme ressort (4) et le ressort de suspension (S) vent de memo diametre, la spire inferieure du deuxieme ressort (4) etant situee dans On plan