Brevet FR2990158A1 — publié le 20131108

SYSTEME DE SUSPENSION HYDROPNEUMATIQUE COMPORTANT UNE RESERVE ADDITIONNELLE DE PRESSION ET PROCEDE ASSOCIE [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [02] L'invention concerne un système de suspension hydropneumatique comportant une réserve additionnelle de pression ainsi qu'un procédé associé. [03] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des systèmes de suspension hydropneumatiques. [04] ETAT DE LA TECHNIQUE [5] On connaît des systèmes de suspension hydropneumatiques permettant de conserver l'assiette d'un véhicule, c'est-à-dire les angles formés par la caisse du véhicule par rapport à un plan parallèle au sol ainsi que la distance entre un point de la caisse et le projeté orthogonal dudit point de la caisse sur le sol. Ces systèmes de suspension comportent un boîtier de commande, un boîtier de mesure, quatre éléments porteurs hydrauliques, deux régulateurs de raideur, quatre capteurs de hauteur, un capteur d'angle de braquage du volant et un réservoir de fluide hydraulique. Ces systèmes assurent une correction rapide de l'assiette du véhicule, de l'ordre d'un mètre par seconde. [6] Chaque élément porteur hydraulique est positionné au niveau d'une roue du véhicule et est associé à une sphère hydraulique afin d'assurer l'amortissement de ladite roue. Chaque régulateur de raideur est relié au boîtier de commande ainsi qu'aux deux sphères appartenant au même essieu. Le réservoir de fluide hydraulique est relié au boîtier de commande. [7] Le boîtier de commande comporte un calculateur, un moteur électrique entraînant une pompe haute pression et des électrovannes de distribution hydrauliques. Le boîtier de commande est apte à injecter, via la pompe haute pression, un fluide hydraulique à l'intérieur des éléments porteurs hydrauliques afin de conserver l'assiette du véhicule. [8] Cependant, la pompe haute pression du boîtier de commande est très consommatrice de courant et entraîne des nuisances sonores. En outre, dans les véhicules équipés de la fonction « stop and start », suivant laquelle le moteur thermique est arrêté puis redémarré en fonction des conditions de circulation, l'utilisation de cette pompe entraîne une limitation des phases d'arrêt du moteur thermique, ce qui implique une forte consommation de carburant ainsi qu'une forte production de dioxyde de carbone. En outre, la pompe haute tension n'est pas adaptée pour une correction « quasi-statique », c'est-à-dire une correction lente, de l'ordre de dix à vingt millimètres par seconde, de l'assiette du véhicule. En effet, cette pompe ne permet pas de conserver l'assiette du véhicule lors d'une variation de la charge du véhicule à l'arrêt du véhicule, d'une réduction de masse du véhicule, d'une consommation parasite d'un fluide hydraulique, d'une variation de température d'un gaz ou d'une variation de charge aérodynamique en roulage. [9] OBJET DE L'INVENTION [10] L'invention a pour but de résoudre les inconvénients de l'art antérieur. [11] A cette fin, l'invention concerne un système de suspension hydropneumatique pour véhicule automobile comportant - un boîtier de commande comportant un calculateur, un moteur électrique entraînant une pompe haute pression et des électrovannes de distribution hydrauliques, - un boîtier de mesure délivrant au boîtier de commande des données de mesures relatives à l'état d'organes du véhicule et/ou à l'état du véhicule, - au moins un capteur de hauteur, - quatre éléments porteurs hydrauliques associés à des roues du véhicule, - la pompe haute pression étant apte à injecter un fluide hydraulique dans au moins un élément porteur hydraulique en fonction des données de mesures fournies par le boîtier de mesure, caractérisée en ce qu'il comporte en outre : - une réserve additionnelle de pression positionnée en sortie de la pompe haute pression destinée à injecter du fluide hydraulique dans au moins un élément porteur hydraulique à la place de la pompe haute pression. [012] Selon une réalisation, le système de suspension comporte en outre : - une électrovanne positionnée entre la pompe haute pression et la réserve additionnelle de pression, - un moyen pour déterminer la pression à l'intérieur de la réserve additionnelle de pression. lo [013] Selon une réalisation, la réserve additionnelle de pression est un accumulateur. [014] Selon une réalisation, le moyen pour déterminer la pression à l'intérieur de la réserve additionnelle de pression est un capteur de pression ou un contacteur manométrique. 15 [015] Selon une réalisation, le moyen pour déterminer la pression à l'intérieur de la réserve additionnelle de pression est positionné entre l'électrovanne et la réserve additionnelle de pression. [16] Selon une réalisation, le moyen pour déterminer la pression à l'intérieur de la réserve additionnelle de pression est positionné entre la 20 pompe haute pression et l'électrovanne. [17] L'invention concerne en outre un procédé de modification de hauteur de caisse de véhicule mettant en oeuvre un système de suspension hydropneumatique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 25 - déterminer la valeur de la vitesse d'enfoncement ou de relâchement d'une pédale d'accélérateur du véhicule, - déterminer la valeur de la vitesse du véhicule, - déterminer la valeur de la pression de freinage du véhicule, - déterminer la valeur du régime moteur du véhicule, 30 - mesurer la hauteur d'une caisse du véhicule, - mesurer la valeur de l'angle de braquage du volant du véhicule, - déterminer si la hauteur de la caisse du véhicule doit être modifiée, - si la hauteur de la caisse du véhicule doit être modifiée, comparer la valeur de la vitesse du véhicule avec une valeur seuil de vitesse, - si la valeur de la vitesse du véhicule est inférieure à la valeur seuil de vitesse et si la hauteur de la caisse du véhicule doit être modifiée, injecter via la réserve additionnelle de pression du fluide hydraulique dans au moins un élément porteur hydraulique. [018] Selon une mise en oeuvre, le procédé comporte en outre les étapes suivantes : - déterminer si le véhicule est dans une phase de décélération, - mesurer la valeur de la pression de la réserve additionnelle de pression, - si le véhicule est dans une phase de décélération et si la hauteur de la caisse du véhicule ne doit pas être modifiée, comparer la valeur de la pression de la réserve additionnelle de pression avec une valeur de pression seuil, - si la valeur de la pression de la réserve additionnelle de pression est inférieure à la valeur de pression seuil, injecter du fluide hydraulique dans la réserve additionnelle de pression via la pompe haute pression. [019] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [020] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [21] Figure 1 : une représentation schématique d'un véhicule comportant un système de suspension hydropneumatique selon l'invention ; [22] Figure 2: une représentation schématique d'un système de suspension hydropneumatique selon l'invention ; [23] Figure 3: un diagramme fonctionnel montrant les différentes étapes du procédé selon l'invention. [024] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [25] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION [26] La Figure 1 montre un véhicule 10 comportant une caisse 11, un volant, un essieu 12 avant comportant deux roues 13, un essieu 14 arrière comportant deux roues 15, et un système de suspension 20 hydropneumatique permettant de conserver l'assiette du véhicule 10. Par assiette du véhicule 10, on entend la distance H entre le centre G de gravité de la caisse 11 et le projeté orthogonal G' dudit centre G de gravité sur le sol, ainsi que les angles formés par la caisse 11 par rapport à un plan P parallèle lo au sol. Plus précisément, la caisse 11 comporte un premier axe X longitudinal et un deuxième axe Y transversal perpendiculaire à l'axe X. L'assiette du véhicule est représentée par la distance H, un angle 0 défini entre l'axe X et le plan P et un angle cp défini entre l'axe Y et le plan P. La caisse 11 comporte une extrémité avant 11.1 au niveau de l'essieu 12 avant, 15 ladite extrémité avant 11.1 étant à une hauteur H1 du sol. En outre, la caisse 11 comporte une extrémité arrière 11.2 au niveau de l'essieu 14 arrière, ladite extrémité arrière 11.2 étant à une hauteur H2 du sol. En fonction de l'angle cp, la valeur de la hauteur H1 est différente de la hauteur H2. Par « avant », on entend le côté du véhicule 10 dans lequel se situe le volant. 20 Par « arrière », on entend le côté du véhicule opposé au côté avant. [27] La Figure 2 montre le système de suspension 20 hydropneumatique du véhicule 10. Ce système de suspension 20 permet de garder les angles 0, cp et les hauteurs H, H1, H2 constants lors d'une variation de la charge du véhicule 10 à l'arrêt du véhicule 10, d'une réduction 25 de la masse du véhicule 10, d'une consommation parasite d'un fluide hydraulique dans les éléments 27, 28 porteurs hydrauliques, d'une variation de température d'un gaz ou d'une variation de charge aérodynamique en roulage. La variation de la charge du véhicule 10 à l'arrêt du véhicule 10 est par exemple due à la montée ou à la descente d'un utilisateur du véhicule 10 30 ou au dépôt ou au retrait de bagages. La réduction de la masse du véhicule 10 est par exemple due à la consommation de carburant. La consommation parasite d'un fluide hydraulique est par exemple due de l'usage d'un actuateur ou d'un système de récupération de fuites. Un exemple de variation de température d'un gaz est un refroidissement du véhicule 10 suite à l'arrêt dudit véhicule 10, provoquant une rétractation du gaz et ainsi un abaissement de l'assiette du véhicule 10. La variation de charge aérodynamique en roulage provoque également un abaissement de l'assiette du véhicule 10. Le système de suspension 20 est donc adapté pour une correction « quasi-statique », c'est-à-dire une correction lente, de l'ordre de dix à vingt millimètres par seconde, de l'assiette du véhicule. [028] Le système de 20 suspension comporte un boîtier 25 de commande, un boîtier 26 de mesure, deux éléments 27 porteurs hydrauliques avant, deux éléments 28 porteurs hydrauliques arrière, deux régulateurs 29 de raideur, deux capteurs 30 de hauteur H1 de l'extrémité avant 11.1 de la caisse 11, deux capteurs 31 de hauteur H2 de l'extrémité arrière 11.2 de la caisse 11, un capteur 32 d'angle de braquage du volant et un réservoir 33 de fluide hydraulique. [29] Chaque élément 27, 28 porteur hydraulique est positionné au niveau d'une roue 13, 15 du véhicule 10 et est associé à une sphère 40 hydraulique afin d'assurer l'amortissement de ladite roue 13, 15. Chaque régulateur 20 de raideur est associé à une sphère. Plus précisément chaque élément 27 porteur hydraulique avant est associé à une roue 13 de l'essieu 12 avant et chaque élément 28 porteur hydraulique arrière est associé à une roue 15 de l'essieu 14 arrière. Chaque régulateur 29 de raideur est relié au boîtier 25 de commande ainsi qu'aux deux sphères 40 appartenant au même essieu 12, 14. Le réservoir 33 de fluide hydraulique est relié au boîtier 25 de commande. [30] Le boîtier 25 de commande comporte un calculateur 45, un moteur 46 électrique entraînant une pompe 47 haute pression et des électrovannes de distribution hydrauliques (non représentées). [031] Le boîtier 25 de commande est relié au boîtier 26 de mesure par un bus 50 CAN (« Controler Area Network » en anglais). Le boîtier 26 de mesure délivre au calculateur 45 du boîtier 25 de commande par l'intermédiaire de ce bus 50 des données de mesures relatives à l'état d'organes du véhicule 10 et/ou à l'état du véhicule 10. Les organes du véhicule 10 sont par exemple la pédale d'accélérateur, la pédale de frein ou le moteur. Les données de mesures relatives à l'état d'organes du véhicule sont par exemple la vitesse d'enfoncement ou de relâchement d'une pédale d'accélérateur du véhicule 10, sur la vitesse du véhicule 10, la pression de freinage et le régime moteur. Les données de mesures relatives à l'état du véhicule 10 sont par exemple la vitesse du véhicule 10. En outre, 10 le boîtier 25 de commande est relié aux capteurs 30, 31 de hauteur H1, H2 et au capteur 32 d'angle de braquage du volant. [32] Le système de suspension 20 comporte en outre une réserve 55 additionnelle de pression positionnée en sortie de la pompe 47 haute pression du boîtier 25 de commande. Dans un exemple, cette réserve 55 additionnelle de pression est un accumulateur taré à une pression PO initiale. Cette réserve 55 additionnelle de pression est associée à une électrovanne 56 positionnée entre la pompe 47 haute pression du boîtier 25 de commande et ladite réserve 55. Cette réserve 55 additionnelle de pression est en outre associée à un moyen 57 pour déterminer la pression au niveau de la réserve 55. Dans un mode de réalisation, ce moyen 57 pour déterminer la pression est positionné entre la pompe 47 et l'électrovanne 56. Dans un autre mode de réalisation, le moyen 57 pour déterminer la pression est positionné entre l'électrovanne 56 et la réserve 55. Dans un exemple le moyen 57 pour déterminer la pression est un capteur de pression. Dans un autre exemple, le moyen 57 pour déterminer la pression est un contacteur manométrique. [33] Dans une étape 100, le boîtier 26 de mesure détermine la valeur de la vitesse d'enfoncement ou de relâchement d'une pédale d'accélérateur du véhicule 10. Dans une étape 101, le boîtier 26 de mesure détermine la valeur de la vitesse du véhicule 10. Dans une étape 102, le boîtier 26 de mesure détermine la valeur de la pression de freinage du véhicule 10. Dans une étape 103, le boîtier 26 de mesure détermine la valeur du régime moteur 2 99015 8 8 du véhicule 10. Dans une étape 104, les capteurs 30 de hauteur H1 mesurent la hauteur H1 de l'extrémité avant 11.1 de la caisse 11 par rapport au sol. Dans une étape 105, les capteurs 31 de hauteur mesurent la hauteur H2 de l'extrémité arrière 11.2 de la caisse 11 par rapport au sol. Dans une 5 étape 106, le capteur 32 mesure la valeur de l'angle de braquage du volant. Dans une étape 107, le moyen 57 mesure la valeur de la pression au niveau de la réserve 55. [34] Dans une étape 108, le calculateur 45 du boîtier 25 de commande détermine si le véhicule 10 est dans une phase de décélération en fonction lo de la valeur de la vitesse d'enfoncement ou de relâchement de la pédale d'accélérateur du véhicule 10, de la valeur de la vitesse du véhicule 10, de la valeur de la pression de freinage et de la valeur du régime moteur. Dans une étape 109, le boîtier 25 de commande détermine si la hauteur H1 de l'extrémité avant 11.1 de la caisse 11 doit être modifiée en fonction de la 15 valeur de la hauteur H1 de l'extrémité avant 11.1 de la caisse 11. Dans une étape 110, le boîtier 25 de commande détermine si la hauteur H2 de l'extrémité arrière 11.2 de la caisse 11 doit être modifiée en fonction de la valeur de la hauteur H2 de l'extrémité arrière 11.2 de la caisse 11. [35] Si la hauteur H1 de l'extrémité avant 11.1 et la hauteur H2 de 20 l'extrémité arrière 11.2 ne doivent pas être modifiées et si le véhicule 10 est dans une phase de décélération, le calculateur 45 du boîtier 25 de commande compare, dans une étape 111, la valeur de la pression au niveau de la réserve 55 avec une valeur de pression seuil. Si la valeur de la pression au niveau de la réserve 55 est inférieure à la valeur de pression 25 seuil, dans une étape 112, la pompe 47 haute pression injecte du fluide hydraulique à l'intérieur de la réserve 55. [36] Si la hauteur H1 de l'extrémité avant 11.1 et/ou la hauteur H2 de l'extrémité arrière 11.2 doit être modifiée, calculateur 45 du boîtier 25 de commande compare, dans une étape 113, la valeur de la vitesse du véhicule 30 10 avec une valeur de vitesse seuil. [37] Si valeur de la vitesse du véhicule 10 est inférieure à la valeur de vitesse seuil, le boîtier 25 de mesure détermine, dans une étape 114, si certaines conditions requises sont satisfaites. Dans un exemple, ces conditions sont l'arrêt du moteur thermique du véhicule 10 et/ou l'arrêt du véhicule 10, ainsi que qu'une valeur de pression au niveau de la réserve 55 supérieure à une valeur de pression seuil correspondant à la valeur minimale de pression au niveau de la réserve 55 permettant de corriger l'assiette du véhicule 10. [38] Si les conditions requises sont satisfaites et si la hauteur H1 de l'extrémité avant 11.1 doit être modifiée, du fluide hydraulique est injecté, dans une étape 115, via la réserve 55 additionnelle de pression dans les éléments 27 porteurs hydrauliques associés aux roues 13 de l'essieu 12 avant. En outre, si les conditions requises sont satisfaites et si la hauteur H2 de l'extrémité arrière 11.2 doit être modifiée, du fluide hydraulique est injecté, dans une étape 116, via la réserve 55 additionnelle de pression dans les éléments 28 porteurs hydrauliques associés aux roues 15 de l'essieu 14 arrière. [39] Si les conditions requises ne sont pas satisfaites et si la hauteur H1 de l'extrémité avant 11.1 doit être modifiée, du fluide hydraulique est injecté, dans une étape 120, via la pompe 47 haute pression dans les éléments 27 porteurs hydrauliques associés aux roues 13 de l'essieu 12 avant. En outre, si les conditions requises ne sont pas satisfaites et si la hauteur H2 de l'extrémité arrière 11.2 doit être modifiée, du fluide hydraulique est injecté, dans une étape 121, via la pompe 47 haute pression dans les éléments 28 porteurs hydrauliques associés aux roues 15 de l'essieu 14 arrière. En variante, si la valeur de pression au niveau de la réserve 55 est inférieure à la valeur de pression seuil correspondant à la valeur minimale de pression au niveau de la réserve 55 permettant de corriger l'assiette du véhicule 10, du fluide hydraulique est injecté, via la réserve 55 additionnelle de pression puis via la pompe 47 haute pression dans les éléments 27, 28 porteurs hydrauliques. [40] En variante, le boîtier 25 de commande détermine si la hauteur de chaque extrémité de l'extrémité avant 11.1 et de l'extrémité arrière 11.2 de la caisse 11 doit être modifié et modifie chaque hauteur indépendamment. [41] Ainsi, on utilise la réserve 55 pour injecter du fluide hydraulique dans les éléments 27, 28 hydraulique à la place de la pompe 47 haute pression, lorsque la hauteur de la caisse 11 doit être modifiée, lorsque certaines conditions sont satisfaites et lorsque la vitesse du véhicule 10 est inférieure au seuil de vitesse. Cette utilisation de la réserve 55 permet de réduite la consommation de courant du véhicule 10 et de diminuer les nuisances sonores. En outre, dans les véhicules 10 équipés de la fonction « stop and start », suivant laquelle le moteur thermique est arrêté puis redémarré en fonction des conditions de circulation, l'utilisation de la réserve 55 permet de ne pas limiter les phases d'arrêt du moteur thermique, ce qui implique une diminution de la consommation de carburant ainsi qu'une diminution de la production de dioxyde de carbone. REVENDICATIONS1. Système de suspension (20) hydropneumatique pour véhicule (10) automobile comportant - un boîtier (25) de commande comportant un calculateur (45), un moteur (46) électrique entraînant une pompe (47) haute pression et des électrovannes de distribution hydrauliques, - un boîtier (26) de mesure délivrant au boîtier (25) de commande des données de mesures relatives à l'état d'organes du véhicule (10) et/ou à l'état du véhicule (10), - au moins un capteur (30, 31) de hauteur, - quatre éléments (27, 28) porteurs hydrauliques associés à des roues (13, 15) du véhicule (10), - la pompe (47) haute pression étant apte à injecter un fluide hydraulique dans au moins un élément (27, 28) porteur hydraulique en fonction des données de mesures fournies par le boîtier (26) de mesure, caractérisée en ce qu'il comporte en outre : - une réserve (55) additionnelle de pression positionnée en sortie de la pompe (47) haute pression destinée à injecter du fluide hydraulique dans au moins un élément (27, 28) porteur hydraulique à la place de la pompe (47) haute pression. 2. Système de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - une électrovanne (56) positionnée entre la pompe (47) haute pression et la réserve (55) additionnelle de pression, - un moyen (57) pour déterminer la pression à l'intérieur de la réserve (55) additionnelle de pression. 3. Système de suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la réserve (55) additionnelle de pression est un accumulateur. 4. Système de suspension selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen (57) pour déterminer la pression à l'intérieur de la réserve (55) additionnelle de pression est un capteur de pression ou un contacteur manométrique. 5. Système de suspension selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen (57) pour déterminer la pression à l'intérieur de la réserve (55) additionnelle de pression est positionné entre l'électrovanne (56) et la réserve (55) additionnelle de pression. 6. Système de suspension selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen (57) pour déterminer la pression à l'intérieur de la réserve (55) additionnelle de pression est positionné entre la pompe (47) haute pression et l'électrovanne (56). 7. Procédé de modification de hauteur de caisse de véhicule mettant en oeuvre un système de suspension hydropneumatique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - déterminer (100) la valeur de la vitesse d'enfoncement ou de relâchement d'une pédale d'accélérateur du véhicule (10), - déterminer (101) la valeur de la vitesse du véhicule (10), - déterminer (102) la valeur de la pression de freinage du véhicule (10), - déterminer (103) la valeur du régime moteur du véhicule (10), - mesurer (104, 105) la hauteur d'une caisse (11) du véhicule (10), - mesurer (106) la valeur de l'angle de braquage du volant du véhicule (10), - déterminer (109, 110) si la hauteur de la caisse (11) du véhicule (10) doit être modifiée,- si la hauteur de la caisse (11) du véhicule (10) doit être modifiée, comparer (113) la valeur de la vitesse du véhicule (10) avec une valeur seuil de vitesse, - si la valeur de la vitesse du véhicule (10) est inférieure à la valeur seuil de vitesse et si la hauteur de la caisse (11) du véhicule (10) doit être modifiée, injecter (115, 116) via la réserve (55) additionnelle de pression du fluide hydraulique dans au moins un élément (27, 28) porteur hydraulique. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - déterminer (108) si le véhicule (10) est dans une phase de décélération, - mesurer (107) la valeur de la pression de la réserve (55) additionnelle de pression, - si le véhicule (10) est dans une phase de décélération et si la hauteur de la caisse (11) du véhicule (10) ne doit pas être modifiée, comparer (111) la valeur de la pression de la réserve (55) additionnelle de pression avec une valeur de pression seuil, - si la valeur de la pression de la réserve (55) additionnelle de pression est inférieure à la valeur de pression seuil, injecter (112) du fluide hydraulique dans la réserve (55) additionnelle de pression via la pompe (47) haute pression.