Brevet FR2880302A1 — publié le 20060707

La présente invention concerne la liaison au sol des véhicules automobiles, en particulier les dispositifs de suspension et de support de roue permettant un degré de liberté de carrossage de la roue par rapport aux éléments de suspension. Le terme "liaison au sol" recouvre tous les éléments et fonctions présents, actifs ou influant dans la relation entre la caisse du véhicule et le sol sur lequel celui-ci se déplace. Font donc partie de la liaison au sol notamment les éléments suivants: pneumatique, roue, roulement de roue, porte-roue, organes de freinage, éléments de suspension (bras, triangles, jambe de force, etc...), ressorts, amortisseurs, articulations, pièces anti-vibratoires, systèmes anti-roulis, anti- blocage, antipatinage, système de direction, de contrôle de trajectoire. L'invention concerne plus particulièrement les véhicules de tourisme (passenger cars). Les dispositifs de suspension ont deux fonctions principales qui doivent être assurées simultanément à tout moment lors du fonctionnement. L'une de ces fonctions est de suspendre le véhicule, c'est à dire permettre des oscillations sensiblement verticales de chaque roue en fonction de la charge appliquée à cette roue. L'autre fonction de ces dispositifs est de guider la roue c'est à dire contrôler la position angulaire du plan de roue. On appelle "plan de roue" le plan, lié à la roue, qui est perpendiculaire à l'axe de la roue et qui passe par le centre de l'aire de contact statique au sol lorsque la roue est verticale. Le plan de roue ainsi défini est donc solidaire de l'axe de roue et son orientation varie comme celle de la roue. La position angulaire du plan de roue par rapport à la caisse du véhicule est définie par deux angles, l'angle de carrossage et l'angle de braquage. L'angle de carrossage d'une roue est l'angle séparant, dans un plan transversal perpendiculaire au sol, le plan de roue du plan médian du véhicule. L'angle de braquage d'une roue est l'angle séparant, dans un plan horizontal parallèle au sol, le plan de roue du plan médian du véhicule. La demande de brevet EP 1070609 décrit un dispositif de suspension permettant un degré de liberté de carrossage de la roue sensiblement indépendant des mouvements de suspension. Les 35 mouvements de suspension sont permis un système multi-bras ou à double triangle. Les P 10-1698-FRCL variations de carrossage sont provoquées par des déplacements des points d'articulation par rapport à la caisse du véhicule. La demande internationale WO 01/72572 décrit un dispositif de suspension dans lequel c'est le support de roue qui permet un degré de liberté de carrossage de la roue par rapport aux éléments de suspension. Ce degré de liberté est contrôlé soit de manière active, par exemple par un vérin en fonction de paramètres de roulage du véhicule, soit de manière passive par les efforts qui s'exercent sur la roue dans l'aire de contact. La demande internationale WO 04/058521 décrit un autre dispositif de support de roue permettant un degré de liberté de carrossage de la roue par rapport aux éléments de suspension. Les moyens de carrossage comprennent une triple charnière liée d'une part au porte-roue et d'autre part aux éléments de suspension, ladite triple charnière comprenant deux joues et deux leviers, chacun des leviers étant respectivement solidaire de l'une des deux joues, les leviers étant liés d'une part au porte-roue et d'autre part aux éléments de suspension. Dans les dispositifs de support et de suspension décrits dans les demandes de brevets citées plus haut, on a ajouté, par rapport à des dispositifs de suspension conventionnels, un degré de liberté afin de permettre le carrossage de la roue par rapport à la caisse. Cette mobilité supplémentaire peut être réalisée de plusieurs manières différentes mais il est constant que le fait d'augmenter le nombre de pièces et le nombre d'articulations ou de pivots à tendance à dégrader la rigidité et/ou la robustesse du système complet. Ces systèmes sont également relativement coûteux. D'autre part, le volume occupé par les systèmes de suspension sur les véhicules automobiles est sans cesse remis en cause au profit de l'habitacle ou des roues. Un objectif de l'invention est de proposer un système qui permette de pallier au moins certains des inconvénients précités. Cet objectif est atteint par un dispositif de suspension d'une roue pour véhicule, ledit dispositif comprenant des moyens de carrossage qui confèrent à la roue un degré de liberté de carrossage par rapport aux éléments de suspension, les éléments de suspension comprenant un support intermédiaire et des moyens de suspension conférant à la roue un degré de liberté de suspension sensiblement verticale par rapport à la caisse du véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de suspension comprennent une glissière dont une partie fixe est solidaire de la caisse du véhicule et une partie mobile est solidaire du support intermédiaire. P 1 0-1698-FR-CL De préférence, la partie fixe de la glissière comprend au moins un barreau sensiblement vertical, la partie mobile de la glissière comprenant un chariot apte à être guidé par ledit au moins un barreau. Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie fixe de la glissière comprend deux barreaux parallèles destinés à être disposés dans un plan sensiblement longitudinal du véhicule, le chariot étant apte à être guidé par les deux barreaux. De préférence, un ressort de suspension agit entre la partie mobile et la caisse du véhicule. De préférence, le ressort de suspension comprend une lame flexible, de préférence disposée sensiblement longitudinalement. Selon une caractéristique avantageuse, la lame flexible est précontrainte en torsion de manière à réduire le couple longitudinal repris par la glissière. De préférence, l'axe de la glissière coupe le sol à proximité et de préférence à l'extérieur de la base de roue. De préférence, ledit dispositif étant destiné à l'essieu arrière d'un véhicule, l'axe de la glissière est incliné vers l'arrière du véhicule. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant ledit dispositif de 25 suspension. L'invention sera mieux comprise grâce à :la description des figures qui représentent respectivement: Figure 1: vue schématique de derrière d'un dispositif de suspension de l'invention. 30 Figure 2: vue schématique de derrière d'un autre mode de réalisation du dispositif de suspension de l'invention. Figure 3: vue schématique de côté du dispositif de suspension de la figure 1. Figure 4: vue schématique de côté d'un autre mode de réalisation du dispositif de suspension de la figure 1. P 10-1698-FR-CL Figure 5: vue schématique de derrière d'un mode de réalisation avantageux du dispositif de suspension de la figure 1. Figure 6: vue schématique de côté d'une variante du dispositif de suspension de la figure 4. Figure 7: vue schématique de derrière d'un véhicule selon l'invention. Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes numéros de références. Leur description n'est donc pas reprise systématiquement. On a représenté sur les figures, les axes du repère lié au véhicule. Selon les conventions habituelles, l'axe X est longitudinal, l'axe Y est transversal et l'axe Z est vertical. A la figure 1, on a représenté un dispositif de suspension selon l'invention. Le mouvement de suspension de la roue 2 est permis par une glissière 9 sensiblement verticale. Le barreau 13 est ici solidaire de la caisse 5 directement ou par l'intermédiaire d'un bâti. Le barreau constitue ici la partie fixe de la glissière. Des supports élastiques 19 peuvent également être intercalés entre le barreau 13 et la caisse afin de filtrer les vibrations de manière connue en soi. Le chariot 11 est guidé le long du barreau 13 et constitue la partie mobile de la glissière. Le chariot 11 est solidaire d'un support intermédiaire 4. Le porte-roue 3 est lié au support intermédiaire 4 par l'intermédiaire de biellettes extérieure 6 et intérieur 7 afin de permettre un degré de liberté de carrossage de la roue par rapport au support intermédiaire. De préférence, comme représenté schématiquement ici, le centre instantané de rotation (CIR r/s) de ce mouvement de la roue 2 par rapport au support intermédiaire 4 se situe sous le sol et sensiblement dans le plan de roue (PR). Pour une description plus complète d'un tel dispositif de support de roue à variation de carrossage, le lecteur est invité à consulter les demandes de brevets WO 01/72572 et WO 04/052666. La figure 2 représente le dispositif de suspension de l'invention dans un mode de réalisation utilisant un dispositif de support de roue à variation de carrossage à triple charnière 51. La triple charnière 51 est articulée selon trois axes: un axe intérieur 23 reliant une joue intérieure 53 au support intermédiaire 4, un axe extérieur 25 reliant une joue extérieure 52 au porte-roue 3 et un axe central 24 reliant les joues intérieure 53 et extérieure 52 entre elles. Ces axes sont sensiblement longitudinaux c'est à dire horizontaux et parallèles au plan de roue. La fonction de guidage dans le plan de carrossage est réalisée par l'intermédiaire de leviers 54 et 55 solidaires respectivement des joues 52 et 53 de la triple charnière 51. Des biellettes 56 et 57 relient les extrémités supérieures des leviers 54 et 55 d'une part au porte-roue 3 et d'autre part au support intermédiaire 4. La triple charnière 51 et ses leviers 54 et 55 se comportent à la P 10-1698-FR-CL manière d'une paire de ciseaux intercalée entre le porte-roue et les éléments de suspension. Pour des précisions supplémentaires sur le fonctionnement d'un tel dispositif de support, le lecteur est invité à se reporter à la description de la demande internationale WO 04/058521. A la figure 3, on a représenté en vue de côté (par exemple depuis l'extérieur du véhicule), un mode de réalisation de du dispositif de la figure 1. L'avant du véhicule se trouve ici à gauche de la figure. Dans ce mode de réalisation, deux barreaux parallèles 13 et 13' guident le support intermédiaire 4. Le mouvement de débattement de suspension est contrôlé par des ressorts hélicoïdaux de suspension 10 agissant ici entre le chariot et la caisse du véhicule. Un amortisseur hydraulique ou autre (non représenté) peut également être intégré à l'un ou l'autre des barreaux. Les deux barreaux parallèles peuvent être disposés dans un plan longitudinal du véhicule ou dans un autre plan sensiblement vertical. De préférence, pour un dispositif de suspension destiné à l'essieu arrière d'un véhicule, les axes des barreaux sont inclinés d'un angle a vers l'arrière afin de favoriser le comportement dynamique du véhicule lors des freinages par un effet anti-plongée. Un angle a de l'ordre de 15 peut donner satisfaction. Le dispositif de support à variation de carrossage est ici partiellement représenté. La biellette intérieure n'apparaît pas, seule la biellette extérieur 6 est visible. Dans cette vue de côté, le mouvement de carrossage a lieu autour d'un axe instantané de carrossage (AIR r/s) légèrement incliné vers l'arrière par rapport à l'horizontale. A la figure 4, on a représenté selon la même vue de côté, une alternative intéressante au dispositif de la figure 3. Dans ce mode de réalisation, la glissière 9 comporte un barreau unique et collabore avec une lame flexible 12 sensiblement longitudinale pour guider le support intermédiaire 4 dans sont mouvement de suspension. La lame 12 est encastrée dans le support intermédiaire 4 et liée à la caisse ou au bâti 5 par l'intermédiaire d'une liaison 14. La lame 12 assure en plus du guidage la fonction de ressort de suspension de manière connue en soi. Dans cet exemple de réalisation, l'axe 15 du barreau 13 est incliné d'un angle a vers l'arrière pour procurer l'effet anti-plongée décrit plus haut. Afin de permettre les variations de longueur occasionnées par cette inclinaison, la liaison 14 peut être une articulation élastique appropriée. Les variations de carrossage ont lieu sur cet exemple autour d'un axe instantané de carrossage (AIR r/s) horizontal. On appelle "base de roue" le point d'intersection du plan de roue, du plan du sol et du plan vertical contenant l'axe de roue. P10-1698-FR-CL De préférence, pour une essieu arrière, l'axe du barreau 15 coupe le sol en arrière de la base de roue BR, par exemple à une distance dlg de l'ordre de quelques centimètres. A la figure 5, on a représenté selon une vue de derrière similaire à celles des figures 1 et 2, une caractéristique que peut avantageusement posséder le dispositif de suspension de l'invention. Cette caractéristique concerne la position de l'axe 15 du barreau. De préférence, l'axe 15 coupe le sol à l'extérieur de la base de roue BR, par exemple à une un distance latérale dt de l'ordre de quelques centimètres. On a également représenté schématiquement l'extrémité de la lame de ressort 12 encastrée dans le support intermédiaire 4. Ceci permet d'illustrer le fait que la lame flexible peut être précontrainte en torsion de manière à transmettre un couple C au support intermédiaire 4, le couple C étant tel que le couple longitudinal (Mx) repris par la glissière soit réduit. A la figure 6, on a représenté une variante à la figure 4 dans laquelle la lame de ressort 12 est lié par une pièce de découplage 16 dont le rôle est d'absorber les variations de distance entre la fixation 14 et le support intermédiaire 4 du fait de l'inclinaison du barreau 13. La lame n'étant plus encastrée dans le support intermédiaire 4, la pièce de liaison 14 à la caisse ou au bâti 5 doit alors être capable de transmettre un couple autour de l'axe transversal (Y) à la lame de ressort. La pièce de découplage doit, le cas échéant, être capable de transmettre un couple autour de l'axe longitudinal (X) comme décrit à la figure 5. A la figure 7, on a représenté schématiquement en vue de derrière un véhicule selon l'invention. L'essieu de ce véhicule utilise deux dispositifs de suspension selon la figure 2. On voit bien sur cette vue, l'avantage apporté par l'invention en terme de volume utile. En effet, le volume hachuré est entièrement disponible. Les différentes figures montrent schématiquement quelques modes de réalisation de l'invention. De nombreux autres modes sont bien sûr envisageables, une caractéristique essentielle de l'invention étant de combiner une suspension verticale à glissière et un dispositif de support à variation de carrossage. P10-1698-FR-CL De préférence, le dispositif de support à variation de carrossage est configuré de manière à ce que le centre instantané de rotation (CIR r/s) du mouvement de carrossage de la roue par rapport au support intermédiaire 4 soit situé sous le sol et sensiblement dans le plan de roue PR. De cette façon, les variations de carrossage sont principalement provoquées par les efforts transversaux (Y) subis par la roue. Le dispositif de support à variation de carrossage peut cependant comprendre un moyen de contrôle actif, commandé par exemple en fonction de divers paramètres de roulage du véhicule (par exemple vitesse, accélération longitudinale ou transversale, effort de freinage, position du volant, vitesse de rotation du volant, couple exercé sur le volant, roulis, vitesse de roulis, accélération de roulis, lacet, vitesse de lacet, accélération de lacet, efforts sur les roues y compris la charge verticale, type de conduite ou comportement souhaité par le conducteur). Le dispositif de support à variation de carrossage peut également comporter un amortisseur de carrossage, c'est à dire un moyen de contrôle passif des mouvements de carrossage naturels de chaque roue. Les mouvements de carrossage de chaque roue peuvent également être rendus dépendants par des moyens de liaison en carrossage. Sur les figures, le ou les barreau(x) constitue(nt) la partie fixe de la glissière. Une construction inversée de la glissière peut être tout à fait intéressante, comme cela est décrit par exemple dans la demande de brevet EP 0 878 332. P 10-1698-FR-CL Revendications 1. Dispositif de suspension d'une roue pour véhicule, ledit dispositif comprenant des moyens de carrossage (3, 6, 7) qui confèrent à la roue (2) un degré de liberté de carrossage par rapport aux éléments de suspension (4, 9), les éléments de suspension comprenant un support intermédiaire (4) et des moyens de suspension conférant à la roue un degré de liberté de suspension sensiblement verticale par rapport à la caisse du véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de suspension comprennent une glissière (9) dont une partie fixe (13) est solidaire de la caisse (5) du véhicule et une partie mobile (Il) est solidaire du support intermédiaire. 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1 dans lequel la partie fixe de la glissière comprend au moins un barreau (13) sensiblement vertical, la partie mobile de la glissière 15 comprenant un chariot (11) apte à être guidé par ledit au moins un barreau. 3. Dispositif de suspension selon la revendication 2 dans lequel la partie fixe de la glissière comprend deux barreaux parallèles destinés à être disposés dans un plan sensiblement longitudinal du véhicule, le chariot étant apte à être guidé par les deux barreaux. 4. Dispositif de suspension selon l'une des revendications précédentes dans lequel un ressort (10; 12) de suspension agit entre la partie mobile et la caisse du véhicule. 5. Dispositif de suspension selon la revendication 4 dans lequel le ressort de suspension 25 comprend une lame flexible (12). 6. Dispositif de suspension selon la revendication 5 dans lequel la lame flexible est disposée sensiblement longitudinalement. 7. Dispositif de suspension selon la revendication 6 dans lequel la lame flexible est précontrainte en torsion (C) de manière à réduire le couple longitudinal (Mx) repris par la glissière. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'axe de la glissière 35 coupe le sol à proximité et de préférence à l'extérieur de la base de roue (BR). P 10-1698-FR-CL 9. Dispositif de suspension selon l'une des revendications précédentes, ledit dispositif étant destiné à l'essieu arrière d'un véhicule, dans lequel l'axe de la glissière est incliné (a) vers l'arrière du véhicule. 10. Véhicule automobile comprenant le dispositif de suspension selon l'une des revendications précédentes. P10-1698-FR-CL