Brevet FR2845317A1 — publié le 20040409

L'invention concerne un dispositif servant à la stabilisation active du roulis d'un véhicule, comportant au moins un essieu présentant au moins deux roues, 5 lequel essieu est doté d'un stabilisateur transversal qui comprend deux parties de stabilisateur pouvant subir des torsions l'une par rapport à l'autre, à l'aide d'un dispositif hydraulique commandé par une unité de commande électronique telle que par exemple un moteur 10 oscillant, ou bien qui est déformable par le dispositif hydraulique, comme par exemple un cylindre, comprenant au moins une pompe alimentant le dispositif hydraulique, comprenant un dispositif à soupapes qui fonctionne en coopération avec le dispositif hydraulique et influence 15 la direction de torsion et le couplage des parties du stabilisateur, ou la déformation du stabilisateur. De tels dispositifs sont connus. Ils présentent ici l'inconvénient que les dispositifs à soupapes utilisés sont compliqués dans leur structure et 20 présentent plusieurs électrovannes comportant des électroaimants coteux, ayant aussi un cot de montage élevé pour les soupapes d'inversion et les soupapes de sreté. Le but de l'invention consiste à faire valoir un 25 dispositif servant à la stabilisation active du roulis, lequel dispositif ne présente pas ces inconvénients et présente un plan de montage hydraulique simplifié. Le but est atteint par un dispositif servant à la stabilisation active du roulis d'un véhicule, comportant 30 au moins un essieu présentant au moins deux roues, lequel essieu est doté d'un stabilisateur transversal qui comprend deux parties de stabilisateur pouvant subir des torsions l'une par rapport à l'autre, à l'aide d'un dispositif hydraulique commandé par une unité de commande électronique telle que par exemple un moteur oscillant, ou bien qui est déformable par le dispositif hydraulique, comme par exemple un cylindre, comprenant au moins une pompe alimentant le dispositif hydraulique, 5 comprenant un dispositif à soupapes qui fonctionne en coopération avec le dispositif hydraulique et influence la direction de torsion et le couplage des parties du stabilisateur, ou la déformation du stabilisateur, o le dispositif à soupapes présente une soupape d'inversion 10 et une soupape directionnelle faisant suite, hydrauliquement, à la soupape d'inversion. De préférence, on utilise un dispositif dans lequel la soupape directionnelle est inversée par les pressions dans les zones de pression qui sont affectées au moteur 15 oscillant ou au cylindre de l'essieu avant. Un dispositif conforme à l'invention se distingue par le fait que la soupape d'inversion règle et inverse (droite / gauche) les pressions pour le moteur oscillant ou le cylindre de l'essieu avant, et la soupape 20 directionnelle inverse les pressions pour le moteur oscillant ou le cylindre de l'essieu arrière. En outre, on préfère utiliser un dispositif dans lequel un fonctionnement à sreté intégrée, indépendant des autres fonctions, est rendu possible par une soupape distincte, 25 à sreté intégrée, et par deux clapets antiretour. De même, on préfère utiliser un dispositif dans lequel un contrôle de vraisemblance est rendu possible par la comparaison faite entre les signaux de courant électriques de la soupape d'inversion, et les signaux de 30 pression. L'invention est décrite dans un exemple de réalisation, à l'aide des figures dans lesquelles: La figure 1 montre l'état réel d'un système de série, La figure 2 montre un concept proposé en variante, conforme à l'invention, Le tableau 1 montre un récapitulatif des défauts de l'état réel, Le tableau 2 montre un récapitulatif des défauts du concept proposé en variante, Le tableau 3 montre des caractéristiques importantes du concept proposé en variante. L'état réel d'un système de série est représenté 10 sur la figure 1. L'unité d'alimentation en pression est une pompe à pistons radiaux 21, à aspiration réduite, dotée d'un limiteur d'aspiration réglable 20, laquelle pompe, par un montage en cascade, fournit deux niveaux de pression différents, au moyen de deux soupapes de 15 limitation à pression proportionnelle 22 et 28 qui sont montées comme des soupapes à différence de pression. Les niveaux de pression sont contrôlés par des capteurs de pression 23 et 27. Ces zones de pression pour un moteur oscillant, au niveau du stabilisateur monté sur l'essieu 20 avant, sont désignées par les numéros de référence 35 pour le côté droit et 34 pour le côté gauche. Pour un moteur oscillant, au niveau du stabilisateur monté sur l'essieu arrière, les zones de pression sont désignées, de façon correspondante, par les numéros de référence 33 25 et 32. La pression au niveau de l'essieu arrière doit être toujours inférieure à la pression au niveau de l'essieu avant. Ces deux niveaux de pression sont inversés dans les virages, en fonction de la direction, vers la droite ou vers la gauche, au moyen d'un 30 distributeur 24 à sept fois deux voies (7/2), de sorte que la pression, dans les moteurs oscillants, est de façon synchronisée respectivement soit augmentée, soit abaissée, sur le côté droit ou sur le côté gauche du véhicule. En outre, une soupape à sreté intégrée 25 est disposée sur l'essieu avant, laquelle soupape sert, dans le cas du fonctionnement à sreté intégrée, à bloquer le moteur oscillant 37 de l'essieu avant lorsqu'il se produit un grippage d'une soupape ou une panne de 5 courant, et à coupler sans pression le moteur oscillant 36 de l'essieu arrière. Deux soupapes d'aspiration complémentaire 29 et 30 sont montées en plus, lesquelles soupapes d'aspiration complémentaire peuvent relier respectivement la zone de pression 35 et 34 du moteur 10 oscillant 37 de l'essieu avant, à la conduite du réservoir et au réservoir 31, de manière telle qu'une libre oscillation réduite du moteur oscillant 37 peut avoir lieu par aspiration complémentaire du débit volumétrique, sans problèmes de cavitation, audessus 15 des points de fuite dans le moteur oscillant lui-même. Le but du concept proposé en variante, conforme à l'invention, est de simplifier le plan de montage hydraulique. Le concept proposé en variante, montré sur la figure 2, présente également une pompe 1, à 20 aspiration réduite, dotée d'un limiteur d'aspiration 16 réglable, et un montage en cascade des soupapes de limitation de pression, dans ce cas les soupapes 4 et 5. La soupape 5 est comparable à la soupape 28 de la figure 1. La soupape 4 a une superposition de fonctionnement, 25 d'une part comme soupape de limitation de pression et, d'autre part, comme soupape d'inversion pour une inversion du sens de direction, de la droite vers la gauche, et inversement. Cette soupape 4 est actionnée au moyen de deux dispositifs de réglage pouvant être 30 commandés électriquement, par exemple des aimants proportionnels. La soupape fonctionne à la manière d'un "pont de Wheatstone", c'est-à-dire avec une position intermédiaire ouverte, o une rampe hélicodale est à chaque fois active, seulement dans une position de commutation à droite ou à gauche, laquelle rampe hélicodale règle la pression soit sur le côté droit 10 du moteur oscillant 14 de l'essieu avant, soit sur le côté gauche 11. Ici, il se produit alors une combinaison 5 de fonctionnement entre une inversion du sens de direction et une limitation de pression. En outre, une soupape à sreté intégrée 6 est représentée également, laquelle soupape à sreté intégrée, qui peut être utilisée en cas de panne de courant, sert à bloquer le 10 moteur oscillant 14 de l'essieu avant, tandis que la pression du moteur oscillant 15 de l'essieu arrière peut être réglée au moyen de la soupape de limitation de pression 5 et/ou, le cas échéant, au moyen d'une soupape d'aspiration complémentaire 18. L'inversion du sens de 15 direction, au niveau de l'essieu arrière, est effectuée par une soupape directionnelle 7 qui fait suite, hydrauliquement, aux pressions dans les raccordements 10 et 11 du moteur oscillant 14 de l'essieu avant, et sollicite, par la pression, de manière directement 20 proportionnelle, les raccordements concernés 13 (dépendant du raccordement 10) ou 12 (dépendant du raccordement 11). Il peut arriver que la soupape directionnelle 7 se grippe en raison d'un défaut de fonctionnement ou à cause de l'encrassement et, de ce 25 fait, prenne une position erronée, c'est-àdire que le piston de soupape ne suive pas comme il doit le faire. Un état de suspension non fiable est empêché par le fait que des clapets antiretour 8 et 9 sont disposés entre les zones de pression respectives 10, 13 et 11, 12, 30 lesquels clapets antiretour empêchent, dans tous les cas, que la pression sur le côté de l'essieu arrière, sollicité par la pression, soit supérieure à la pression sur le côté correspondant de l'essieu avant. Dans une situation de conduite, la pression s'applique par exemple sur le côté gauche dans le moteur oscillant 14 de l'essieu avant et, sur le côté droit, dans le moteur oscillant 14 de l'essieu avant, la 5 pression est égale à zéro. Si, à cause d'un défaut, la soupape 7 ne devait pas suivre, la pression s'appliquerait aussi sur la partie droite de l'essieu arrière lorsque la pression s'applique d'abord sur le côté gauche de l'essieu avant. Mais le défaut est 10 corrigé, comme décrit ci-après, par les clapets antiretour 8 ou 9. S'il y a de la pression au niveau du raccordement et aucune pression au niveau du raccordement 11, il est souhaitable qu'il y ait également de la pression au 15 niveau du raccordement 13 et aucune pression au niveau du raccordement 12. Si, de façon erronée, il devait cependant y avoir de la pression au niveau du raccordement 12 et aucune pression au niveau du raccordement 11, la pression, au niveau du raccordement 20 12, diminuerait en direction du raccordement 11, via le clapet antiretour 8. Il n'y a par conséquent aucun état de suspension non fiable, étant donné que, dans ce cas, l'essieu arrière est sans pression, et seul le moteur oscillant 14 de l'essieu avant est sollicité par la 25 pression, de façon correspondant à la direction du virage o se trouve le véhicule. Simultanément, dans ce concept proposé en variante, on peut supprimer également les soupapes d'aspiration complémentaire 29 et 30 de la figure 1, car 30 les clapets antiretour 8 et 9 peuvent aussi assurer directement cette fonction, grâce à la mise en oeuvre appropriée du plan hydraulique, car, indépendamment de la position de la soupape directionnelle 7, il se produit directement une liaison du moteur oscillant 14 de l'essieu avant, avec le réservoir 17, dans le sens de l'aspiration complémentaire, et, en même temps, il subsiste toujours, de l'autre côté, une liaison directe avec le réservoir, via la soupape 4. Par conséquent, les 5 soupapes d'aspiration complémentaire de la figure 1 peuvent être supprimées et il en résulte une double fonction des clapets antiretour 8 et 9, cette double fonction consistant en une décompression au niveau de l'essieu arrière et en une aspiration complémentaire au 10 niveau de l'essieu avant. Le second avantage de ce concept proposé en variante tient au fait que l'on peut supprimer le capteur 26 de détection de la position de commutation (figure 1) du distributeur 24, grâce à l'utilisation de 15 la soupape 4 et au couplage de sreté de la soupape 7 avec les clapets antiretour 8 et 9, car un contrôle de vraisemblance peut être effectué au moyen des capteurs de pression 2 et 3, entre les courants de commutation de la soupape 4 - deux électroaimants étant prévus à cet 20 endroit, un pour le côté droit et un pour le côté gauche -, et les pressions pour le côté droit et le côté gauche. Lorsque le flux magnétique s'applique du côté droit et que la pression ne suit pas de façon correspondante, sur le côté droit, il ne peut s'agir que 25 d'un défaut de fonctionnement - se produisant de manière quelconque - de la soupape 4 ou de la soupape 5. Un contrôle de vraisemblance simple est par conséquent possible et, grâce à l'agencement de deux dispositifs de réglage électriques (électroaimants) sur la soupape 4, 30 sans capteurs supplémentaires, une détection directe du sens de direction est possible par une alimentation en courant de la soupape électrique. Lorsque la pression ne suit pas sur le côté correspondant, il se produit un défaut de fonctionnement, et un signal de sreté intégrée et des fonctionnements de sreté appropriés peuvent être déclenchés, tandis qu'un défaut de fonctionnement du distributeur 24 montré sur la figure 1 ne peut pas être contrôlé par les pressions, étant donné 5 qu'une affectation, aux pressions, du courant de l'aimant d'actionnement du distributeur 24 à sept fois deux voies (7/2), n'est pas possible. Dans le cas de l'état réel du système de série comportant le plan de montage hydraulique montré sur la 10 figure 1, on a besoin du capteur 26 de détection de la position de commutation pour constater si la soupape à tiroir du distributeur 24 suit le signal électrique du dispositif de réglage du distributeur 24, étant donné que l'on ne peut effectuer aucun contrôle de 15 vraisemblance du type décrit précédemment. On peut certes modifier électriquement, de façon quelconque, les pressions au niveau des soupapes 22 et 28, on peut mesurer également ces différences de pression, mais ces différences de pression n'ont aucune influence sur la 20 position sur laquelle se trouve le distributeur 24 à sept fois deux voies (7/2). Ce qui précède, considéré purement du point de vue hydraulique, ne définit que la soupape à tiroir elle-même et, par conséquent, on a besoin du capteur de déplacement 26 pour identifier de 25 façon précise le côté sollicité par la pression, à savoir le côté droit ou le côté gauche des moteurs oscillants 36 et 37. Dans le concept proposé en variante (figure 2), conforme à l'invention, comportant la soupape 4, la 30 pression doit augmenter lorsque l'on actionne la soupape à tiroir, sur un côté, au moyen du dispositif de réglage commandé électriquement. Lorsque cette pression n'augmente pas, la soupape à tiroir se bloque soit dans la position intermédiaire, soit dans la position opposée. Lorsque la pression augmente, l'inversion du sens de direction fonctionne de manière correcte, et la pression suit le signal de courant dans l'autre direction, et inversement. Par conséquent, grâce à un 5 contrôle de vraisemblance simple, on peut savoir si la soupape 4 dans laquelle est intégrée l'inversion du sens de direction, en plus du réglage de pression, fonctionne correctement et, ce, grâce à la vraisemblance établie entre le signal de courant des aimants et le signal de 10 pression qui suit, et, par conséquent, le capteur 26 de détection de la position de commutation (figure 1) peut être supprimé. Le concept proposé en variante, conforme à l'invention, présente donc les avantages suivants: a) on peut supprimer le capteur de détection de la position de commutation, étant donné qu'un contrôle de vraisemblance est possible entre des signaux de courant électriques des aimants, et des signaux de pression. b) on peut simplifier le distributeur 24 à sept fois deux voies (7/2) - montré sur la figure 1 relativement compliqué, en répartissant cette fonction directionnelle sur deux soupapes, la seconde soupape 7 suivant hydrauliquement la première soupape 4. Pour éviter tout défaut d'entraînement hydraulique de la soupape 4, on peut disposer, dans le circuit hydraulique, des clapets antiretour 8 et 9 qui ne représentent cependant aucun élément supplémentaire par rapport au plan de montage de la figure 1, car ces 30 clapets antiretour assurent aussi, immédiatement, la fonction d'aspiration complémentaire du moteur oscillant 14 de l'essieu avant. Dans cette mesure, on supprime le capteur 26 de détection de la position de commutation et on a résolu le problème du distributeur compliqué 24. Les revendications fournies avec la demande sont des propositions de formulations, sans préjuger d'une protection étendue conférée par le brevet. La déposante se réserve le droit de revendiquer d'autres combinaisons 5 de caractéristiques divulguées jusqu'à présent seulement dans la description et / ou dans les dessins. Des renvois utilisés dans des sous-revendications font référence à l'autre configuration de l'objet de la revendication principale, par les caractéristiques de la 10 sous-revendication respective; ces renvois ne doivent pas être interprétés comme étant une renonciation à l'obtention d'une protection indépendante de l'objet pour les combinaisons de caractéristiques contenues dans les sous-revendications ayant fait l'objet de ces 15 renvois. Etant donné que les objets des sous-revendications peuvent constituer des inventions distinctes et indépendantes en faisant référence à l'état de la technique à la date de priorité, la déposante se réserve 20 le droit d'en faire l'objet de revendications indépendantes ou d'en faire des déclarations de division. En outre, ces objets peuvent contenir également des inventions indépendantes qui montrent une conformation indépendante des objets des sous25 revendications précédentes. il TABLEAU 1 RECAPITULATIF DES DEFAUTS: ETAT REEL défaut détection remède état Remarque Aucun débit valu- capteur de pressreté sreté métrique sion placé sur intégrée intégrée l'essieu avant Aucun écoulement capteur de pres- sreté sreté dans le réservoir sion placé sur intégrée intégrée l'essieu avant moteur oscillant inclinaison RECAPITULATIF DES DEFAUTS: ETAT REEL défaut détection remède état remarque soupape de l'es- capteur de sreté sreté sieu arrière, pression placé intégrée intégrée ouverte/fermée, sur l'essieu à pression pro- arrière portionnelle capteur de pres- courant * sreté sreté sion placé sur pression intégrée intégrée l'essieu avant ou capteur de pression placé sur l'essieu arrière, défectueux Capteur de courant > sreté sreté diagnostic Détection de la position (lors intégrée intégrée au position de de l'inversion) démarrage commutation, Défectueux au Cours du fonctionnement distributeur à capteur de sreté sreté sept fois deux détection de la intégrée intégrée voies (7/2), position de monté de façon commutation croisée (en X) ou parallèle (11) TABLEAU 1 (fin) RECAPITULATIF DES DEFAUTS: ETAT REEL défaut détection remède état remarque soupape à capteur de pres- sreté sreté sreté intégrée sion placé sur intégrée intégrée en position de l'essieu avant sreté intégrée soupape à _ _ fiable diagnostic sreté au intégrée, démarrage ouverte soupape capteur de pres- sreté sreté d'aspiration sion placé sur intégrée intégrée complémentaire, l'essieu avant ouverte soupape _ fiable sreté d'aspiration intégrée complémentaire, non fiable fermée ___ - - - - __ - - - 1 - - - TABLEAU 2 RECAPITULATIF DES DEFAUTS: CONCEPT PROPOSE EN VARIANTE défaut détection remède état remarque aucun débit capteur de pression sreté sreté volumétrique placé sur l'essieu intégrée intégrée avant aucun capteur de pression sreté sreté écoulement placé sur l'essieu intégrée intégrée dans le avant réservoir moteur inclinaison détectable TABLEAU 3 Concept proposé en variante Caractéristiques importantes du concept proposé en variante -* fonctionnement directionnel distinct pour l'essieu avant et pour l'essieu arrière -> fonctionnement directionnel "fiable" intégré à la soupape de pression prévue pour l'essieu avant -> fonctionnement directionnel "fiable" sur l'essieu arrière, grâce à des soupapes d'aspiration complémentaire à montage en pont -> aucun capteur de détection de la position de commutation n'est nécessaire -> la pression au niveau de l'essieu avant est réglée de façon indépendante par rapport à la pression au niveau de l'essieu arrière -> la pression au niveau de l'essieu arrière est limitée à la pression au niveau de l'essieu avant -> fonctionnement à sreté intégrée séparé en outre d'autres fonctions R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif servant à la stabilisation active du 5 roulis d'un véhicule, comportant au moins un essieu présentant au moins deux roues, lequel essieu est doté d'un stabilisateur transversal qui comprend deux parties de stabilisateur pouvant subir des torsions l'une par rapport à l'autre, à l'aide d'un 10 dispositif hydraulique commandé par une unité de commande électronique telle que par exemple un moteur oscillant, ou bien qui est déformable par le dispositif hydraulique, comme par exemple un cylindre, comprenant au moins une pompe alimentant 15 le dispositif hydraulique, comprenant un dispositif à soupapes qui fonctionne en coopération avec le dispositif hydraulique et influence la direction de torsion et le couplage des parties du stabilisateur, ou la déformation du stabilisateur, caractérisé en ce que le dispositif à soupapes présente une soupape d'inversion (4) et une soupape directionnelle (7) faisant suite, hydrauliquement, à la soupape d'inversion. 2. Dispositif en particulier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape directionnelle est inversée par les pressions dans les zones de pression (10) et (11) qui sont associées au moteur oscillant ou au cylindre de l'essieu avant. 30 3. Dispositif en particulier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la soupape d'inversion règle et inverse (droite / gauche) les pressions pour le moteur oscillant (14) ou pour le cylindre de l'essieu avant, et la soupape directionnelle inverse les pressions pour le moteur oscillant (15) ou le cylindre de l'essieu arrière. 4. Dispositif en particulier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un fonctionnement à sreté intégrée, indépendant des autres fonctions, est rendu possible par une soupape distincte, à sreté intégrée, et par deux clapets 10 antiretour (8) et (9). 5. Dispositif en particulier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif de vraisemblance est rendu possible par 15 la comparaison faite entre les signaux de courant électriques de la soupape d'inversion (4), et des signaux de pression.