Brevet FR2927021A1 — publié le 20090807

DEMANDE DE BREVET B07-3099FR JT/RI Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Système anti-roulis pour véhicule automobile. Invention de : MONTI Alessandro 2 Système anti-roulis pour véhicule automobile. La présente invention concerne un système anti-roulis pour véhicule automobile et un procédé de gestion associé. Un véhicule automobile est pourvu classiquement d'un châssis, d'un habitacle, et de roues reliées au châssis par un mécanisme de suspension avec des roues avant directrices commandées par un volant à disposition du conducteur dans l'habitacle du véhicule et des roues arrière directrices ou non. La plupart des véhicules automobiles sont équipés en outre d'un système anti-roulis, et notamment d'un système anti-roulis semiactif, prévu pour compenser les mouvements relatifs de parties mobiles de trains gauche et droit suspendus au châssis du véhicule afin d'assurer l'amortissement du véhicule sur une route accidentée, et pour stabiliser l'assiette du véhicule dans un virage. Dans ce but, on fait varier la raideur du système. Pour plus de détails, on pourra par exemple se référer aux demandes de brevet FR-Al-2 786 132 et FRAI-2 786 133. On connaît également, par le document GB-A-2 006 132, un dispositif permettant de bloquer un vérin associé à une barre antiroulis du système dans une position fixe quand on veut accroître la raideur du système. On connaît encore par la demande de brevet FR-Al-2 697 474, un dispositif anti- roulis comportant une barre anti-roulis et un vérin monté entre une jambe de force de la suspension d'une des roues du véhicule et la barre anti-roulis, dans lequel des premier et second circuits hydrauliques sont respectivement prévus pour raccorder deux chambres du vérin délimité par un piston. Une électrovanne est prévue pour commander sélectivement le raccordement des chambres du vérin soit par le premier circuit, soit par le second circuit pour permettre le passage de la barre anti-roulis dans un état activé ou dans un état désactivé. Des dispositifs similaires sont décrits dans les documents DE-U1-203 13 104 et WO-A2-2005/120190. Les dispositifs de l'état de la technique antérieur ont pour inconvénient majeur de ne prévoir aucun moyen permettant d'obtenir le passage de l'état activé vers l'état désactivé de la barre anti-roulis dans des conditions de conditions de sécurité satisfaisantes. Par ailleurs, la majorité de ces dispositifs comportent des moyens pour obtenir le blocage du vérin dans une position médiane lors du passage dans l'état activé de la barre anti-roulis. Ceci accroît sensiblement leur coût de revient. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention a pour but de prévoir un système anti-roulis économique et présentant une bonne sûreté de fonctionnement. La présente invention a pour objet un système anti-roulis pour véhicule automobile comprenant une barre anti-roulis, au moins un vérin amortisseur destiné à être disposé entre une jambe de force de la suspension d'une des roues du véhicule et la barre anti-roulis, un circuit de fluide hydraulique pour la connexion de chambres du vérin, et un moyen de régulation du débit de fluide hydraulique apte à permettre le passage de la barre anti-roulis dans un état activé ou dans un état désactivé. Selon un aspect de l'invention, le système comprend en outre des moyens de blocage aptes à empêcher le passage de l'état activé vers l'état désactivé de la barre anti-roulis en fonction de la valeur de la pression du fluide hydraulique. Dans un mode de réalisation, les moyens de blocage sont mécaniques. Les moyens de blocage peuvent comprendre au moins une valve d'obturation prévue sur le circuit et apte à permettre l'isolement de la chambre du vérin associée lorsque la pression à l'intérieur de ladite chambre est supérieure à une pression de tarage de la valve d'obturation. Dans un mode de réalisation, le vérin comporte en outre un réservoir d'accumulation raccordé aux chambres dudit vérin. Avantageusement, le moyen de régulation est connecté au réservoir d'accumulation. Le système peut comprendre des clapets anti-retour montés sur une conduite en communication avec le réservoir d'accumulation pour garantir une pression minimale à l'intérieur des chambres du vérin. Dans un mode de réalisation, le moyen de régulation comprend une électrovanne deux positions monostable en position fermée. De préférence, l'électrovanne monostable est à trois positions et comprend un moyen apte à créer une perte de charge dans l'écoulement du fluide hydraulique. Dans ce cas, l'électrovanne est soit complètement fermée, soit complètement ouverte, soit dans une position intermédiaire de réglage, l'amortissement du système étant fonction du courant électrique. Dans un mode de réalisation, le système comprend un unique vérin par train de support de roues. L'invention concerne également un procédé de gestion d'un système anti-roulis pour véhicule automobile du type comprenant une barre anti-roulis, au moins un vérin amortisseur disposé entre une jambe de force de la suspension d'une des roues du véhicule et la barre anti-roulis, un circuit de fluide hydraulique pour la connexion de chambres du vérin, et un moyen de régulation du débit de fluide hydraulique apte à permettre le passage de la barre anti-roulis dans un état activé ou dans un état désactivé, dans lequel on bloque le passage de l'état activé vers l'état désactivé de la barre anti-roulis en fonction de la valeur de la pression du fluide hydraulique. L'invention sera mieux comprise à l'étude de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un véhicule automobile équipé d'un système anti-roulis selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'un vérin du système anti-roulis de la figure 1, et - la figure 3 est une vue schématique d'un vérin d'un système anti-roulis selon un second mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté de manière schématique un véhicule automobile, désigné par la référence numérique générale 10, comprenant un système anti-roulis 12 prévu notamment pour l'amortissement des chocs pouvant être ressentis sur une route accidentée et pour stabiliser l'assiette du véhicule lors d'un passage en courbe. Le véhicule 10 comprend un châssis 14, deux roues avant 16, 18 directrices reliées respectivement au châssis par des mécanismes de suspension 20, 22 connus en soi. Le véhicule 10 comprend également un système de direction (non représenté) comprenant une crémaillère disposée entre les roues avant 16, 18 et un actionneur de crémaillère apte à orienter lesdites roues en fonction d'ordres reçus, de façon mécanique ou électrique, en provenance d'un volant 24 de direction. Le système 12 anti-roulis comprend une barre anti-roulis 26 fixée au châssis 14, une bielle 28 montée entre l'une des extrémités de ladite barre et une jambe de force 30 du mécanisme de suspension 20, et un vérin 32 amortisseur monté à l'extrémité opposée de la barre anti-roulis 26 et fixé à une jambe de force 34 du mécanisme de suspension 22. Le vérin 32 est fixé à la barre anti-roulis 26 et à la jambe de force 34 respectivement par des rotules 38, 40. Le vérin 32 forme un actionneur apte à modifier la raideur du système anti-roulis 12 en fonction d'une consigne émise par une unité de contrôle 36 du véhicule, comme cela sera décrit plus en détail par la suite. Bien que sur cette figure seul le système anti-roulis 12 associé au train de roues avant est représenté, on conçoit aisément qu'un système identique peut également être prévu pour le train de roues arrière. Comme illustré à la figure 2, le vérin 32 amortisseur comprend une tige 42 munie à son extrémité libre de la rotule 40 et montée coulissante à l'intérieur d'un cylindre 44 du vérin. Un piston 46 qui est fixé sur la tige 42 à l'extrémité opposée de la rotule 40 délimite intérieurement deux chambres 48, 50 remplies d'un fluide, tel que de l'huile de suspension. Le vérin 32 amortisseur comprend également une chambre ou réservoir 52 d'accumulation prévu à l'intérieur du cylindre 44. Le réservoir 52 est délimité de la chambre 50 par un piston 54 flottant. Le réservoir 52 prolonge donc longitudinalement la chambre 50. Alternativement, il pourrait être possible de prévoir de disposer radialement le réservoir 52 par rapport aux chambres 48, 50 en considérant l'axe de déplacement de la tige 42. Le réservoir 52 d'accumulation est pré-chargé, avantageusement entre 0,2 et 0,5 MPa. Le réservoir 52 permet notamment d'assurer le maintien d'une pression minimale dans les chambres 48 et 50, comme cela sera décrit par la suite. Le déplacement du piston 46 dans le cylindre 44 est commandé par l'unité de contrôle 36. A cet égard, le système 12 comprend un circuit 60 hydraulique reliant les chambres 48, 50 et le réservoir 52 du vérin 32. Sur le circuit 60 est prévue une électrovanne 62 pilotée par l'unité de contrôle 36, par l'intermédiaire d'une connexion 64. Le circuit hydraulique 60 comporte des conduites 66, 68 pour relier respectivement l'électrovanne 62 à la chambre 48, et à la chambre 50 du vérin 32. Sur les conduites 66 et 68 sont prévus des étranglements 70 et 72 au voisinage de l'électrovanne 62. Le circuit hydraulique 60 comprend également une conduite 74 reliant directement les chambres 48 et 50 du vérin 32. Deux clapets anti-retour 76, 78 sont montés en série et en opposition sur la conduite 74 pour éviter une communication fluidique entre les chambres 48 et 50, via cette conduite. Le circuit hydraulique 60 comprend encore une conduite 80 reliant l'électrovanne 62 au réservoir 52 d'accumulation et une conduite 82 de retour reliant ledit réservoir à la conduite 74. La conduite 82 débouche sur la conduite 74 entre les clapets anti-retour 76, 78. Le circuit hydraulique 60 comprend encore des valves d'obturation 84, 86 montées respectivement sur les conduites 66, 68 pour permettre l'isolement des chambres 48, 50 du vérin 32 lorsque la pression à l'intérieur desdites chambres est supérieure à une pression de tarage des valves. Les valves d'obturation 84, 86 sont respectivement reliées aux chambres 48, 50 par des conduites 67, 69 munies chacune de deux sorties (non référencées) débouchant dans lesdites valves. Les valves d'obturation 84, 86 comportent respectivement un piston 84a, 86a et un ressort 84b, 86b apte à exercer un effort de poussé sur le piston. Pour chacune des valves d'obturation 84 et 86, le piston 84a, 86a délimite deux chambres, l'une des chambres comportant le ressort 84b, 86b et l'autre chambre étant connectée à la première sortie de la conduite 67, 69. Le piston 84a, 86a comporte un perçage (non référencé) apte à permettre une communication fluidique entre le seconde sortie de la conduite 67, 69 et la conduite 66, 67. Les caractéristiques du ressort 84b, 86b sont déterminés en fonction d'une pression maximale prédéterminée pour laquelle on souhaite obtenir une communication entre les conduites 66 et 67 d'une part, et entre les conduites 68 et 69 d'autre part. Lorsque la pression du fluide est supérieure à cette pression maximale, les pistons 84a, 86a se déplacent, ce qui empêche la communication entre les conduites 66 et 67, et les conduites 68 et 69. La pression de fermeture des valves d'obturation 84, 86 dépend donc de la valeur de compression des ressorts 84a, 86a à l'intérieur de celles-ci. On parle alors de pression de tarage des valves d'obturations 84, 86. Dans ce mode de réalisation, les pressions de tarage des deux valves d'obturations 84, 86 sont identiques. Toutefois, il pourrait être possible de prévoir une pression de tarage spécifique pour chacune des chambres 48, 50. Pour procéder au contrôle de fonctionnement du vérin 32 amortisseur, le système 12 comporte des capteurs 88 à 92 de pression montés respectivement dans les chambres 48, 50 et dans le réservoir 52 et raccordés à l'unité de contrôle 36 par l'intermédiaire de connexions 94 à 98. Le système 12 comprend également des capteurs 100, 101 de détection de fin de course d'ouverture et de fermeture de l'électrovanne 62 reliés à l'unité de contrôle 36 par des connexions 102, 103. Alternativement, il pourrait également être possible de prévoir un capteur de détection de la position de l'électrovanne 62. Pour procéder au contrôle de fonctionnement du vérin 32 amortisseur, l'unité de contrôle 36 reçoit également, de manière connue en soi, des informations relatives au fonctionnement du véhicule 10, par exemple l'accélération latérale du véhicule 10, la vitesse longitudinale du véhicule 10, la position angulaire du volant 24, etc. On pourra à cet égard se référer à la demande de brevet français de la demanderesse déposée sous le numéro 07 52909. L'unité de contrôle 36 comprend, stockés en mémoire, tous les moyens matériels et logistiques permettant de procéder au contrôle de fonctionnement de l'électrovanne 62, en particulier à partir des mesures de pression transmises par les capteurs 88 à 92, de la détection de la position de l'électrovanne 62 réalisée par les capteur 100 et 101, et des paramètres de fonctionnement du véhicule 10, en déterminant à partir de ces valeurs s'il convient d'activer ou de désactiver le système 12 anti-roulis. Elle comprend à cet effet un algorithme 104 de commande du courant électrique à délivrer préétabli et enregistré à l'intérieur de l'unité de contrôle 36. L'unité de contrôle 36 pilote l'alimentation en courant électrique de l'électrovanne 62. L'électrovanne 62, à trois voies et deux positions, est monostable en position fermée. En d'autres termes, si aucun courant électrique n'est délivré par l'unité de contrôle 36, elle reste dans une position fermée. Dans cette position, les chambres 48, 50 ne sont ni connectées entre elles, ni au réservoir 52 de d'accumulation. On considère que la barre 26 anti-roulis est connectée, les efforts étant transmis à celle-ci sans effet d'amortissement. On parle alors d'état activé pour la barre 26 anti- roulis. Au contraire, si un courant électrique est délivré par l'unité de contrôle 36, l'électrovanne 62 est ouverte et les chambres 48, 50 sont connectées entre elles et au réservoir 52 d'accumulation. Dans cette position, la circulation de fluide hydraulique entre les chambres 48 et 50 du vérin est réalisée à travers les étranglements 70, 72 et les valves d'obturation 84, 86. Ainsi, le fluide ou l'huile de suspension est laminée, ce qui produit un amortissement visqueux propre à engendrer des efforts de compression ou de traction entre la barre anti-roulis 26 reliée à la tige 42 et la jambe de force 34 qui sont proportionnelles aux vitesses relatives des extrémités de ladite barre et de cette jambe de force. Les mouvements de roulis du châssis 14 sont amortis, ce qui favorise le confort des passagers du véhicule 10. Dans ces conditions, on considère que la barre anti-roulis 26 est déconnectée. On parle alors d'état désactivé pour la barre 26 anti-roulis. Pour éviter une déconnexion dangereuse et intempestive de la barre anti-roulis 26 du système 12, les valves 84, 86 d'obturation sont prévues. En effet, la circulation de fluide entre les chambres 48 et 50 est nulle si la pression dans une de ces chambres est supérieure à la pression de tarage desdites valves. On empêche ainsi de façon purement mécanique la déconnexion de la barre anti-roulis 26 lorsque le système 12 est sous pression. En d'autres termes, les valves 84, 86 forment des moyens de blocage aptes à empêcher le passage de l'état activé vers l'état désactivé de la barre anti-roulis 26 lorsque la pression du fluide hydraulique est supérieure à la pression maximale prédéterminée qui est égale à la pression de tarage desdites valves. Dans les positions fermée et ouverte de l'électrovanne 62, les chambres 48, 50 sont connectées au réservoir 52 d'accumulation par l'intermédiaire de la conduite 82 piquée sur la conduite 74. Les clapets anti-retour 76, 78 permettent d'éviter des phénomènes de sous pression à l'intérieur desdites chambres 48, 50 pouvant être dangereux pour la tenue mécanique du système 12. En effet, si la pression à l'intérieur d'une des deux chambres 48, 50 devient inférieure à la pression au sein du réservoir 52, le clapet anti-retour s'ouvre afin de garantir une pression minimale à l'intérieur de la chambre considérée qui est égale à la pression initiale à l'intérieur du réservoir 52. Ainsi, on obtient une pression minimale de fonctionnement du système 12 grâce au réservoir 52, et ce, quel que soit la position de l'électrovanne 62. La variante de réalisation illustrée à la figure 3 sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références diffère uniquement en ce que l'électrovanne 62 est remplacée par une électrovanne 110 trois voies et trois positions. L'électrovanne 110 comporte une position intermédiaire dans laquelle la communication entre les chambres 48, 50 du vérin 32 s'effectue de façon amortie. A cet effet, un étranglement 112 est prévu au niveau de l'électrovanne 110 pour créer une perte de charge dans l'écoulement du fluide hydraulique. Ainsi, lors du passage de l'état activé à l'état désactivé de la barre anti-roulis 26, la chute de pression du fluide hydraulique est progressive. Grâce à l'invention, on dispose d'un système anti-roulis pour véhicule automobile présentant une bonne sûreté de fonctionnement dans lequel les moyens aptes à empêcher le passage de l'état activé vers l'état désactivé de la barre anti-roulis lorsque la pression du fluide hydraulique dans les chambres du vérin est supérieure à une pression maximale prédéterminée permettent également d'obtenir le passage de l'état désactivé vers l'état activé lorsque la pression dans les chambres dépasse une pression minimale prédéterminée. Par ailleurs, avec le système proposé, il est possible d'obtenir le blocage du vérin dans une pluralité de positions lors de l'activation de la barre anti-roulis, ce qui permet d'éviter l'utilisation de moyens mécaniques et/ou hydrauliques spécifiques classiquement utilisés pour obtenir ce blocage uniquement dans une position prédéterminée. On simplifie la structure du système, ce qui réduit son coût de fabrication et facilite son implantation sur le véhicule. REVENDICATIONS 1. Système anti-roulis pour véhicule automobile comprenant une barre anti-roulis (26), au moins un vérin (32) amortisseur destiné à être disposé entre une jambe de force de la suspension d'une des roues du véhicule et la barre anti-roulis, un circuit (60) de fluide hydraulique pour la connexion de chambres (48, 50) du vérin, et un moyen de régulation (62 ; 110) du débit de fluide hydraulique apte à permettre le passage de la barre anti-roulis (26) dans un état activé ou dans un état désactivé, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (84, 86) de blocage aptes à empêcher le passage de l'état activé vers l'état désactivé de la barre anti-roulis (26) en fonction de la valeur de la pression du fluide hydraulique. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens (84, 86) de blocage sont mécaniques. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de blocage comprennent au moins une valve d'obturation (84, 86) prévue sur le circuit (60) et apte à permettre l'isolement de la chambre (48, 50) du vérin associée lorsque la pression à l'intérieur de ladite chambre est supérieure à une pression de tarage de la valve d'obturation (84, 86). 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le vérin (32) comporte en outre un réservoir (52) d'accumulation raccordé aux chambres (48, 50) dudit vérin. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel le moyen de régulation (62 ; 110) est connecté au réservoir (52) d'accumulation. 6. Système selon la revendication 4 ou 5, comprenant des clapets anti-retour (76, 78) montés sur une conduite (74) en communication avec le réservoir (52) d'accumulation pour garantir une pression minimale à l'intérieur des chambres (48, 50) du vérin. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de régulation comprend une électrovanne deux positions monostable (62 ; 110) en position fermée. 8. Système selon la revendication 7, dans l'électrovanne monostable (110) est à trois positions et comprend un moyen (112) apte à créer une perte de charge dans l'écoulement du fluide hydraulique. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un unique vérin (32) par train de support de roues. 10. Procédé de gestion d'un système anti-roulis pour véhicule automobile du type comprenant une barre anti-roulis, au moins un vérin amortisseur disposé entre une jambe de force de la suspension d'une des roues du véhicule et la barre anti-roulis, un circuit de fluide hydraulique pour la connexion de chambres du vérin, et un moyen de régulation du débit de fluide hydraulique apte à permettre le passage de la barre anti-roulis dans un état activé ou dans un état désactivé, caractérisé en ce qu'on bloque le passage de l'état activé vers l'état désactivé de la barre anti-roulis en fonction de la valeur de la pression du fluide hydraulique.