Brevet FR2834935A1 — publié le 20030725

D'une façon générale, les véhicules à 4 roues possèdent une stabilité suffisante, y compris dans les virages, en raison d'un centre de gravité suffisamment bas par rapport à leur polygone de sustentation. Les véhicules à 2 roues, dans les virages, excentrent la masse du véhicule par construction pour que son inclinaison provoque un équilibre avec la résultante des accélérations terrestre et centrifuge. Les véhicules à 3 roues sont essentiellement de deux sortes : ceux qui possèdent 2 places de front et peuvent présenter une stabilité transversale suffisante en raison de leur empattement, et les tricycles à 1 place ou 2 places en tandem, qui peuvent bénéficier d'un empattement étroit, en particulier en zone urbaine pour une circulation plus facile, mais dont la stabilité transversale fait appel à une inclinaison pour maintenir la résultante des diverses accélérations dans le polygone de sustentation. Dans cette dernière catégorie de véhicules, 2 types principaux de dispositifs existent : ceux de type pendulaire pour lesquels la force centrifuge engendre plus ou moins directement l'inclinaison du véhicule et dont la conduite est assimilable à celle d'un 2 roues, et les dispositifs d'asservissement automatique d'inclinaison sur des véhicules dont la conduite est assimilable à celle des 4 roues. Dans cette dernière catégorie, de nombreux dispositifs d'inclinaison automatique ont été étudiés et réalisés qui utilisent des technologies hydrauliques et/ou électriques et électroniques. Le plus souvent, ce dispositif détecte la force centrifuge, calcule l'inclinaison nécessaire pour maintenir la résultante des accélérations dans le plan médian du véhicule, et commande cette inclinaison jusqu'à ce que la boucle d'asservissement qui mesure le déplacement obtenu soit équilibrée. L'objet de la présente invention concerne un dispositif de la catégorie à asservissement automatique d'inclinaison. Il présente l'avantage de détecter simultanément les trois types de sollicitations transversales que sont l'accélération centrifuge en virage, l'effet aérodynamique transversal et l'excentration de la masse du véhicule due à un dévers de chaussée, de façon intégrée. Pour obtenir ce résultat, le dispositif utilise des capteurs de pression positionnés aux extrémités 1 latérales des axes d'articulation des bras de suspension, sur la partie avant ou arrière du véhicule où sont implantées les 2 roues. Ces axes d'articulation sont en contact dans le plan médian du véhicule, libres en rotation l'un par rapport à l'autre, et en butée latéralement sur les capteurs de pression maintenus dans des supports fixés sur le châssis. Ces capteurs de pression, par exemple de type 1 piézo-électrique, engendrent un courant électrique proportionnel à la pression appliquée. Une électronique calcule la différence des courants émis par les 2 capteurs et commande de façon proportionnelle un moteur électrique par l'intermédiaire d'une électronique de puissance. Ce moteur électrique entraîne un arbre de transmission qui commande, en sens inverse, les 2 vérins à vis fixés sur le châssis et reliés aux bras de suspension des roues par l'intermédiaire des amortisseurs. Cette commande provoque la montée d'un bras de suspension de la même quantité que la descente de l'autre bras ce qui entraîne l'inclinaison du véhicule. L'action du moteur dans un sens ou dans l'autre se produit jusqu'à ce que la différence des courants électriques émis par les capteurs soit nulle, c'est-à-dire quand les sollicitations transversales et l'inclinaison du véhicule sont en équilibre. Cette boucle d'asservissement à l'entrée du système simplifie le dispositif en rendant inutile la mesure de déplacement et la comparaison avec le calcul résultant des différents paramètres d'entrée. Dans un exemple non limitatif de réalisation, les figures 1 et 2 montrent schématiquement le principe de fonctionnement du dispositif objet de la présente invention : des bras de suspension (2d, 2g) comportent des axes d'articulation (20d, 20g) alignés et en contact commun dans des supports-paliers (10g, 10c, 10d) fixés sur le châssis 1 du véhicule. Des capteurs de pression (3g, 3d) sont disposés dans les supports latéraux (10g, 10d) en bout des axes d'articulation des bras de suspension. Une légère pression de base peut être appliquée par vis de réglage prévue en bout des capteurs sur les supports-paliers de telle sorte que cette pression soit identique sur chaque capteur lorsque le véhicule est sur un plan horizontal sans sollicitation latérale, du fait de la liberté en translation des deux axes d'articulation des bras et de leur contact au centre. Cette configuration définit la hauteur identique des bras. En fonction des efforts résultants sur le châssis (1), les capteurs (3g, 3d) débitent un courant électrique t1 et t2 dont la différence, dans un sens ou dans l'autre, est calculée par une électronique (30). Le courant t résultant est amplifié dans l'électronique de puissance (31) qui alimente un moteur (32) entraînant, par un arbre de transmission (33) et 2 vérins à vis (34g, 34d) qui tournent en sens inverse par le jeu de couples d'engrenages coniques (38). Ces vérins, reliés aux dispositifs de suspension montés sur les bras des roues, provoquent la montée d'un bras, simultanément à la descente de l'autre, sans dérive dans le temps, entraînant ainsi l'inclinaison du véhicule jusqu'à ce que celleci équilibre les efforts transversaux appliqués au véhicule. Ce dispositif peut représenter complémentairement un système d'alarme lorsque les vérins étant en bout de course, l'importance des efforts transversaux (plus particulièrement l'accélération centrifuge), engendre un courant t en sortie de l'électronique au-delà d'un seuil critique qui déclenche une alarme visuelle ou/et sonore pour prévenir le pilote qu'il entre dans la zone de sécurité avant le basculement du véhicule. Dans une autre version, ce seuil peut aussi avoir une action automatique en limitation de la vitesse du véhicule. La figure 3 montre un exemple de réalisation d'un vérin à vis couplé à une suspension-amortisseur de bras de roue. Le bras (2) est relié au vérin (34) par les éléments de suspension (35). Le-dit vérin est constitué d'une vis (36), tubulaire pour un encombrement axial minimum de l'ensemble vérin/suspension, et d'un écrou (37) entraîné en rotation par le couple d'engrenages coniques (38) commandé par un arbre de transmission (39). Un pignon (40) fixé sur cet arbre est entraîné par le moteur électrique (32) montré à la figure 2. Un vérin identique étant actionné à chaque extrémité de l'arbre de transmission provoque ainsi la montée d'un bras de la même valeur que la descente de l'autre bras. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'inclinaison asservie de véhicule, caractérisé par l'utilisation de capteurs de pression (3g, 3d) positionnés entre les extrémités latérales des axes d'articulation des bras de suspension (20g, 20d) d'une part et les butées (10g, 10d) fixées sur le châssis (1) du véhicule d'autre part, capteurs générant des courants électriques (t1, t2) dont la différence (t) commande la montée d'un bras de suspension de roue et la descente équivalente de l'autre bras symétrique, commande réalisée par l'intermédiaire d'une électronique de puissance (31), d'un moteur électrique (32) et de 2 vérins à vis (34g, 34d) à effet contraire. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par son utilisation comme dispositif d'alarme pour prévenir le pilote que les vérins étant en butée, le véhicule est entré dans la zone de sécurité avant son basculement. 3) Dispositif selon la revendication let 2, caractérisé par son utilisation comme dispositif de limitation automatique de vitesse lorsque les vérins étant en butée, le véhicule est entré dans la zone de sécurité avant basculement. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte 2 vérins à vis (34g, 34d) commandés par un même arbre de transmission assurant à chaque vérin un déplacement de même amplitude, en sens inverse, sans dérive dans le temps. 5) Dispositif selon la revendication 1 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte des vérins à vis tubulaire (36) pour un encombrement axial minimum de l'ensemble vérin-suspension.