Brevet FR3044602A1 — publié le 20170609

SUSPENSION POUR VEHICULE AUTOMOBILE ASSISTEE PAR RADAR ET CALCULATEUR. La suspension d'un véhicule automobile est un ensemble d'éléments mécaniques, hydrauliques et/ou pneumatiques permettant de relier les organes de roulement (roues) qui sont en permanence en contact avec le sol, au châssis qui supporte le moteur, la caisse et tous les composants équipant la partie supérieure du véhicule. Elle est imposée par les irrégularités de la surface sur laquelle se déplace le véhicule, elle diminue l'impact et consécutivement réduit la fatigue excessive des pièces soumises à ces irrégularités. Elle contribue également à améliorer le confort des passagers et le comportement du véhicule sur les diverses surfaces de roulement (Tenue de route). Initialement constituée de ressorts à lames, ressorts hélicoïdaux et barres de torsion, la suspension a connu sa première révolution en 1925 lorsque George MESSIER a inventé la suspension oléopneumatique pour véhicule automobile, appliquée sans ressort sur sa propre voiture et qui sera utilisée également plus tard sur les trains d'atterrissage des avions. C'est en 1954 que la suspension Hydropneumatique dérivée de la suspension oléopneumatique et inventée par Paul MAGES, équipera l'essieu arrière d'un premier véhicule et en 1955 que les premiers véhicules équipés de cette technique seront produits en série par les Automobiles CITROÉN. Parmi les modes de suspensions aujourd'hui utilisés sur les véhicules modernes, on distingue la suspension dite active où le mouvement vertical des roues par rapport au châssis est activement-contrôlé par un système embarqué et la suspension passive dans laquelle le mouvement vertical du véhicule est déterminé par les conditions du sol. La suspension active se divise en deux catégories : la suspension active pure et la suspension semi-active ou adaptative. La suspension semi-active comprend des absorbeurs de chocs dont la rigidité varie en fonction des conditions du sol alors que la suspension active pure s'appuie sur des actionneurs qui élèvent ou rabaissent activement la garde au sol. Quel que soit le mode de suspension aujourd'hui utilisé sur les véhicules, la mise en action de la suspension d'un véhicule est entreprise lorsque la roue vient en contact avec l'obstacle rencontré, ce qui implique des conditions préétablies de réglage des suspensions. 3044602 2 On sait que certains véhicules, notamment les véhicules de compétition, sont équipés de moyens d'adapter la suspension en fonction de profils types et préétablis et cela directement à partir du poste de pilotage (Suspension plus ou moins dure selon la qualité des voies de circulation). 5 Souhaitant adapter au mieux le comportement d'un véhicule lorsque ses éléments roulants abordent les obstacles rencontrés sur une voie de circulation, l'auteur de la présente invention a imaginé un dispositif permettant d'agir par anticipation sur le positionnement vertical des roues et du châssis d'un véhicule, de manière à optimiser la suspension de celui-ci lorsque l'obstacle est abordé. 10 Ainsi, la présente invention concerne un dispositif permettant de relever instantanément le profil de la portion de route qui précède les éléments roulants du véhicule, analyser et déterminer au moyen d'un calculateur et en fonction de ce profil les positionnements optimum des roues et du châssis et appliquer les réglages pour permettre d'obtenir ces positionnements au moment même 15 où le véhicule aborde la portion de route concernée. Le dispositif de l'invention est fondé principalement sur l'adaptation par anticipation du positionnement du châssis du véhicule au profil et irrégularités de la voie de circulation qu'il emprunte au moment même où celui-ci aborde ladite voie de circulation. Applicable quel que soit le type de suspension utilisé, le présent dispositif rend automatique le 20 réglage de l'assiette du véhicule en fonction du réseau de circulation et sans aucune intervention - de l'utilisateur du véhicule. Si l'état de la technique révèle de très nombreux brevets portant sur les suspensions oléopneumatiques et/ou Hydropneumatiques elles-mêmes, leur composition ou leur 25 fonctionnement, l'art antérieur ne révèle en aucune manière la détection préalable des irrégularités des voies de circulation pour permettre le réglage de l'assiette du véhicule et le positionnement du châssis par rapport au sol. On citera à titre, le brevet français de la Régie Nationale des Usines RENAULT déposé le 30 19/01/1993 et publié le 22/07/1994 sous le numéro FR 2 700 501 faisant état d'un dispositif d'adaptation des suspensions au terrain pratiqué, ce brevet décrivant un véhicule de 3044602 3 franchissement d'obstacle faisant appel à des moyens de réglage en hauteur et de correction d'assiette de la caisse d'un véhicule par rapport au sol à l'aide de bras mécaniques et vérins. Selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, le dispositif comprend plusieurs 5 éléments fonctionnels coopérant entre eux : a)- Des moyens de détection du profil du sol dits « détecteur », pour relever et enregistrer les caractéristiques des irrégularités et obstacles de la zone de circulation précédent le véhicule dite « zone de détection » et les transmettre à ou aux « analyseurs ». b)- Des moyens d'analyse et de calcul dits « Analyseur », pour traiter les informations issues du « détecteur » et les caractéristiques de situation et de positionnement du véhicule, les transformer en données et directives de réglage et d'adaptation et les transférer à « l'actionneur ». c)- Des moyens d'application dits « actionneur » pour assurer le positionnement du châssis du véhicule par rapport aux roues et au sol, à partir des données et directives de réglage et d'adaptation transmises par « l'analyseur ». 20 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « détecteur » est constitué préférablement. par un équipement à ondes électromagnétiques de type RADAR (Radio Detection And Ranging) ou LIDAR (Laser Detection And Ranging) utilisant la technologie du laser ou tout autre appareil capable d'assurer la télédétection. 25 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « détecteur » est placé à l'avant du véhicule et orienté selon un angle déterminé vers la chaussée, il est fixe ou orientable verticalement et radialement de manière à balayer la « zone de détection » vers l'avant du véhicule et sur les côtés de ladite zone. 30 Selon le mode de réalisation de l'invention, « le détecteur » relève et enregistre le profil de la « zone de détection » et tous les obstacles et irrégularités qui s'y trouvent tels que par exemple, 10 15 3044602 4 bosses, trous, ralentisseurs, tranchées, ornières, etc. Il détermine la position exacte desdits obstacles par rapport à la position de l'essieu avant et donc des roues avant du véhicule et transmet quasi instantanément par réseau filaire ou télétransmission et dès la détection, les données signalétiques et géographiques ainsi relevées vers « l'analyseur », avant même que les 5 roues du véhicule ne parviennent aux obstacles signalés. Selon le mode de réalisation de l'invention, l'analyseur dit « analyseur Principal » est constitué d'un calculateur informatique et électronique embarqué capable d'effectuer simultanément plusieurs fonctions, notamment : 10 - La réception et l'enregistrement d'une part des données signalétiques et géographiques relatives à la « zone de détection », issues du « détecteur » et d'autre part des données de situation et de positionnement du véhicule telles que : Vitesse, accélérations longitudinales, verticales et transversales, orientation, et autres informations issues de capteurs divers. - L'analyse et le recoupement de l'ensemble de ces données et leur transformation en données 15 directives destinées à l' « actionneur ». - La transmission filaire ou télétransmission des données directives ainsi établies vers « actionneur » en charge de positionner le châssis du véhicule à une hauteur précise et adaptée par rapport au sol. 20 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l' « actionneur » est constitué à chacune des roues du véhicule d'un bras articulé dit «bras télescopique », dont une extrémité est solidarisée et articulée par rapport à un endroit fixe défini du châssis du véhicule et l'autre extrémité est solidarisée à un des éléments assurant le contact de la roue avec le sol. 25 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « bras télescopique » de « actionneur » se réduit ou s'allonge sur ordre de « l'analyseur principal », par exemple au moyen d'un moteur électrique individuel dit « moteur d'assiette », d'un dispositif hydraulique ou pneumatique, ou de tout autre moyen adapté et compatible avec le fonctionnement. 30 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les mouvements de réduction ou d'allongement de chacun des « bras télescopiques » sont réalisés pendant le temps qui sépare la 3044602 5 réception par « l'actionneur » de l'ordre issu de « l'analyseur principal » et l'arrivée de la roue du véhicule sur l'obstacle concerné, de telle manière que le « bras télescopique » soit dans sa position optimum lorsque la roue du véhicule aborde l'obstacle. Lesdits mouvements du « bras télescopique » étant déterminés par « l'analyseur principal » en tenant compte des 5 caractéristiques de situation et de positionnement du véhicule et notamment de sa vitesse, de son orientation, de ses accélérations ou ralentissements etc. Selon un mode de réalisation différent de l'invention, l' « analyseur principal » est secondé dans ses calculs et ses analyses par la présence de calculateurs dits « analyseur auxiliaire » localisés au 10 niveau de chaque roue, chacun desdits « analyseurs auxiliaires » recevant les informations issues du « détecteur » et les transférant à « l'analyseur principal » afin que ce dernier puisse établir les données directives destinées à l' « actionneur » en tenant compte des caractéristiques de situation et de positionnement du véhicule telles que : Vitesse, orientation, accélérations longitudinales, verticales et transversales et autres informations issues de capteurs divers. 15 La description suivante en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue de profil d'un véhicule équipé du dispositif de l'invention. La figure 2 est une vue de face d'un véhicule équipé du dispositif de l'invention. La figure 3 est un schéma de fonctionnement du dispositif de l'invention recourant à un seul analyseur principal gérant l'action sur les quatre roues du véhicule. La figure 4 est un schéma de fonctionnement du dispositif de l'invention recourant à un analyseur principal associé à un analyseur auxiliaire placé à chaque roue. Selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, le dispositif comprend plusieurs 30 éléments fonctionnels coopérant entre eux : (Voir Fig 1) 20 25 3044602 6 a)- Des moyens de détection du profil du sol dits « détecteur » (1) , pour relever et enregistrer les caractéristiques des irrégularités et obstacles de la zone de circulation précédent le véhicule dite « zone de détection » (ZD) et les transmettre à l'« analyseur principal» (2). 5 b)- Des moyens d'analyse et de calcul dits « Analyseur principal » (2), pour traiter les informations issues du « détecteur » (1), les caractéristiques de situation et de positionnement du véhicule, les rapprocher et les transformer en données et directives de réglage et d'adaptation pour les transférer à « l'actionneur » (3). 10 c)- Des moyens d'application dits « actionneur » (3) pour assurer le positionnement du châssis du véhicule par rapport aux roues (7) et au sol, à partir des données et directives de réglage et d'adaptation transmises par « l'analyseur principal » (2). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « détecteur » (1) est constitué 15 préférablement par un équipement à ondes électromagnétiques de type RADAR (Radio Detection And Ranging) ou LIDAR (Laser Detection And Ranging) utilisant la technologie du laser ou tout autre appareil capable d'assurer la télédétection. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « détecteur » (1) est placé à l'avant du 20 véhicule et orienté selon un angle déterminé vers la chaussée, il est fixe ou orientable verticalement et radialement de manière à balayer la « zone de détection » (ZD) vers l'avant du véhicule et sur les côtés de ladite zone de détection (ZD). (Voir Fig 1, 2). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, « le détecteur » (1) relève et enregistre le 25 profil de la « zone de détection » (ZD) et tous les obstacles et irrégularités qui s'y trouvent tels que par exemple, bosses (4), trous (5), ralentisseurs, tranchées, ornières, etc. Il détermine la position exacte desdits obstacles par rapport à la position de l'essieu avant et donc des roues avant (7) du véhicule et transmet quasi instantanément par réseau filaire ou télétransmission et dès la détection, les données signalétiques et géographiques ainsi relevées vers « l'analyseur 30 principal» (2), avant même que les roues (7) du véhicule ne parviennent aux obstacles (4) signalés. (Voir Fig 1). 3044602 7 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'analyseur dit « analyseur Principal » (2) est constitué d'un calculateur informatique et électronique embarqué capable d'effectuer simultanément plusieurs fonctions, notamment : - La réception et l'enregistrement d'une part des données signalétiques et géographiques 5 relatives à la « zone de détection » (ZD), issues du « détecteur » (1) et d'autre part des données de situation et de positionnement du véhicule telles que : Vitesse, accélérations longitudinales, verticales et transversales, orientation, et autres informations issues de capteurs divers. - L'analyse et le recoupement de l'ensemble de ces données et leur transformation en données directives destinées à l' « actionneur »(3). 10 - La transmission filaire ou télétransmission des données directives ainsi établies vers « actionneur » (3) en charge de positionner le châssis du véhicule à une hauteur précise et adaptée par rapport au sol. (Voir Fig 1, 2 et 3) Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l' « actionneur » (3) est constitué à chacune 15 des roues (7) du véhicule d'un bras articulé dit «bras télescopique » (3a), dont une extrémité est solidarisée et articulée par rapport à un endroit fixe défini du châssis du véhicule et l'autre extrémité est solidarisée à un des éléments (6) assurant le contact de la roue (7) avec le sol. (Voir Fig 2). 20 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « bras télescopique » (3a) de « actionneur » (3) se réduit ou s'allonge sur ordre de « l'analyseur principal » (2), par exemple au moyen d'un moteur électrique individuel dit « moteur d'assiette » (10), d'un dispositif hydraulique ou pneumatique, ou de tout autre moyen adapté et compatible avec le fonctionnement. (Voir Fig 3). 25 Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les mouvements de réduction ou d'allongement de chacun des « bras télescopiques » (3a) sont réalisés pendant le temps qui sépare la réception par « l'actionneur » (3) de l'ordre issu de « l'analyseur principal » (2) et l'arrivée de la roue (7) du véhicule sur l'obstacle (4) concerné, de telle manière que le « bras télescopique » (3a) 30 soit dans sa position optimum lorsque la roue (7) du véhicule aborde l'obstacle (4). Lesdits mouvements du « bras télescopique » (3a) étant déterminés par « l'analyseur principal » (2) en 3044602 8 tenant compte des caractéristiques de situation et de positionnement du véhicule et notamment de sa vitesse, de son orientation, de ses accélérations ou ralentissements etc. (Voir Fig 1, 3). Selon un mode de réalisation différent de l'invention, I' « analyseur principal » (2) est secondé 5 dans ses calculs et ses analyses par la présence de calculateurs dits « analyseur auxiliaire »(8) localisés au niveau de chaque roue (7), chacun desdits « analyseurs auxiliaires » (8) recevant les informations issues du « détecteur » (1) et les transférant à « l'analyseur principal » (2) afin que ce dernier puisse établir les données directives destinées à l' « actionneur » (3) en tenant compte des caractéristiques de situation et de positionnement du véhicule telles que : Vitesse, 10 orientation, accélérations longitudinales, verticales et transversales et autres informations issues de capteurs divers. (Voir Fig 4). 15 20 25 30 REVENDICATIONS1. Suspension pour véhicule automobile assistée par radar et calculateur, caractérisée en ce qu'elle comprend trois parties coopérant fonctionnellement entre elles : a) Des moyens de détection du profil du sol dits « détecteur » (1), pour relever et enregistrer les caractéristiques des irrégularités et obstacles (4) (5) de la zone de circulation précédent le véhicule dite « zone de détection » (ZD) et les transmettre à « l'analyseur principal » (2). b) Des moyens d'analyse et de calcul dits « Analyseur principal » (2), pour traiter les informations issues du « détecteur » (1) et les caractéristiques de situation et de positionnement du véhicule, les rapprocher et les transformer en données et directives de réglage et d'adaptation pour les transférer à « l'actionneur » (3). c) Des moyens d'application dits « actionneur » (3) pour assurer le positionnement du châssis du véhicule par rapport aux roues (7) et au sol, à partir des données et directives de réglage et d'adaptation transmises par « l'analyseur principal » (2). 20 2. Suspension pour véhicule automobile assistée par radar et calculateur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le « détecteur » (1) est constitué par un RADAR ou LIDAR ou tout autre appareil capable d'assurer la télédétection, fixe ou orientable verticalement et radialement pour balayer la « zone de détection » (ZD) vers l'avant du 25 véhicule et sur les côtés de ladite zone de détection (ZD). 3. Suspension pour véhicule automobile assistée par radar et calculateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que « le détecteur » (1) relève et enregistre le profil de la « zone de détection » (ZD) et tous les obstacles et irrégularités 30 qui s'y trouvent tels que, bosses (4), trous (5), ralentisseurs, tranchées, ornières, etc., détermine la position exacte desdits obstacles par rapport à la position de l'essieu avant 3044602 10 et donc des roues avant (7) du véhicule et transmet quasi instantanément par réseau filaire ou télétransmission, les données signalétiques et géographiques ainsi relevées vers « l'analyseur principal» (2), avant même que les roues (7) du véhicule ne parviennent aux obstacles (4) signalés. 5 4. Suspension pour véhicule automobile assistée par radar et calculateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisée en ce que l'« analyseur Principal » (2) est constitué d'un calculateur informatique et électronique embarqué capable d'effectuer simultanément plusieurs fonctions, notamment La réception et l'enregistrement d'une 10 part des données signalétiques et géographiques relatives à la « zone de détection » (ZD), issues du « détecteur » (1) et d'autre part des données de situation et de positionnement du véhicule, l'analyse et le recoupement de l'ensemble de ces données et leur transformation en données directives et la transmission filaire ou télétransmission des données directives ainsi établies vers I' « actionneur » (3) en charge de positionner le 15 châssis du véhicule à une hauteur précise et adaptée par rapport au sol. 5. Suspension pour véhicule automobile assistée par radar et calculateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisée en ce que l' « actionneur » (3) est constitué à chacune des roues (7) du véhicule, d'un bras articulé dit «bras télescopique » (3a) dont une extrémité est solidarisée et articulée par rapport à un endroit fixe défini du châssis du véhicule et l'autre extrémité est solidarisée à un des éléments (6) assurant le contact de la roue (7) du véhicule avec le sol. 6. Suspension pour véhicule automobile assistée par radar et calculateur selon la revendication 5, caractérisée en ce que les mouvements de réduction ou d'allongement de chacun des « bras télescopiques » (3a) sont réalisés pendant le temps qui sépare la réception par « l'actionneur » (3) de l'ordre issu de « l'analyseur principal » (2) et l'arrivée de la roue (7) du véhicule sur l'obstacle (4) concerné, de telle manière que le « bras télescopique » (3a) soit dans sa position optimum lorsque la roue (7) du véhicule aborde l'obstacle(4), lesdits mouvements du « bras télescopique » (3a) étant déterminés par « l'analyseur principal » (2) en tenant compte des caractéristiques de situation et de 3044602 11 positionnement du véhicule et notamment de sa vitesse, de son orientation, de ses accélérations, ralentissements etc. 7. Suspension pour véhicule automobile assistée par radar et calculateur selon l'une 5 quelconque des revendications 1,3, 4 et 6, caractérisée en ce que l' « analyseur principal » (2) est secondé dans ses calculs et ses analyses par la présence de calculateurs dits « analyseur auxiliaire »(8) localisés au niveau de chacune des roues (7), chacun desdits « analyseurs auxiliaires » (8) recevant les informations issues du « détecteur » (1) et les transférant à « l'analyseur principal » (2) afin que ce dernier puisse établir les données 10 directives destinées à I' « actionneur » (3) en tenant compte des caractéristiques de situation et de positionnement du véhicule telles que : Vitesse, orientation, accélérations longitudinales, verticales et transversales et autres informations issues de capteurs divers. 15 20 25 30