Brevet FR3074122A1 — publié le 20190531

DISPOSITIF DE LIAISON AU SOL [0001] La présente invention concerne de manière générale un dispositif de liaison au sol monté sur un véhicule automobile. Typiquement, la liaison au sol désigne des éléments, généralement liés entre eux, effectuant une liaison entre le châssis d'un véhicule et le terrain sur lequel il évolue. Un dispositif de liaison au sol peut être généralement composé des éléments suivants (variable suivant le type de véhicule) : essieu, direction, roues (pneus et jantes), freins, suspension, anti blocage de sécurité... [0002] Ces composants ont un impact important sur la sécurité des occupants, en raison de leur influence directe sur la tenue de route, et le document DE19952878 divulgue un dispositif de liaison au sol avec des canaux agencés sur la bande de roulement d'un pneu et pouvant être mis en communication avec une source de vide pour améliorer l'adhérence, de sorte à augmenter la sécurité des occupants. Toutefois, ce système est peu efficace et nécessite une source de vide importante, ce qui augmente les besoins énergétiques pour l'alimenter, ainsi que le poids de la structure nécessaire. [0003] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un dispositif de liaison au sol qui améliore la sécurité 20 des occupants de manière efficace, sans pour autant nécessiter de prévoir une grande ou imposante réserve d'énergie. [0004] Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de liaison au sol d'un véhicule, comprenant : - une roue du véhicule, 25 - une source de vide, - une pluralité de canaux agencés entre la source de vide et une bande de 2 roulement de la roue, - des moyens d'ouverture et de fermeture des canaux, agencés entre la source de vide et la bande de roulement pour ouvrir ou obturer un passage d'air dans chaque canal, 5 caractérisé en ce que le dispositif de liaison au sol comprend en outre une unité de détection de position angulaire agencée pour déterminer une position angulaire de la roue, de sorte à commander les moyens d'ouverture et de fermeture pour ouvrir ou obturer de manière indépendante chaque passage d'air en fonction de la position angulaire de chaque canal. 10 [0005] L'unité de détection de position angulaire permet de commander indépendamment l'ouverture / fermeture de chaque passage d'air dont l'extrémité donnant sur la bande de roulement de canal contacte ou arrive à proximité du sol, si bien que les autres canaux (dont les extrémités donnant sur la bande de roulement sont à l'opposé du sol par exemple) 15 peuvent rester obturés, pour économiser la source de vide, et réduire alors le débit de fuite et le besoin en niveau de vide. En d'autres termes, seul(s) le ou les canaux dont l'extrémité contacte(nt) ou est(sont) en proximité immédiate du sol est(sont) ouvert(s), ce qui limite le débit de fuite qui altère le niveau de vide dans la source de vide. Il faut alors moins d'énergie et de volume pour maintenir le niveau de vide au seuil requis pour avoir une augmentation d'adhérence correcte ou efficace. [0006] Avantageusement, la source de vide comprend au moins une cavité principale sous vide agencée dans la roue, formant une réserve de vide. Une telle cavité principale permet de fournir immédiatement le 25 niveau de vide, à proximité de la bande de roulement. [0007] Avantageusement, la roue comprend une jante, et la cavité principale sous vide est agencée dans la jante. Cet agencement simplifie globalement la structure de la liaison au sol. [0008] Avantageusement, la roue comprend une cavité 30 intermédiaire connectée à chacun des canaux, et séparée de la cavité 3 principale sous vide par un mécanisme de mise en communication. Cette cavité intermédiaire permet de séparer la source de vide et les moyens d'ouverture et de fermeture, ce qui limite les risques de fuite et les contraintes appliquées sur les moyens d'ouverture et de fermeture. 5 [0009] Avantageusement, le mécanisme de mise en communication comprend un dispositif pyrotechnique. [0010] Avantageusement, la roue comprend un pneumatique, chaque canal est formé au moins en partie par un tube, le dispositif comprenant une carcasse interne agencée dans le pneumatique et traversée 10 par le tube d'au moins un canal. Une telle carcasse interne permet de rouler avec un pneumatique crevé ou dégonflé et de garder la structure des canaux intègre, ce qui permet de bénéficier de l'optimisation d'adhérence même avec un pneumatique dégonflé. [0011] Avantageusement, le dispositif de liaison au sol 15 comprend une structure de positionnement de la carcasse interne agencée pour positionner la carcasse interne par rapport au pneumatique et/ou à une jante recevant le pneumatique. Une telle structure de positionnement permet de garantir la position et donc la fonction de la carcasse interne. [0012] Avantageusement, la structure de positionnement de la 20 carcasse interne est agencée entre la carcasse interne et une jante et comprend au moins un plongeur et une cavité recevant le plongeur qui peut coulisser dans la cavité à chaque tour de roue. Le coulissement des plongeurs dans la cavité permet de limiter l'hyperstatisme. [0013] Avantageusement, chacun de la pluralité de canaux est muni d'une valve agencée au niveau de la bande de roulement et présentant un état au moins partiellement fermé avant activation des moyens d'ouverture et de fermeture. Une telle valve empêche les impuretés et/ou l'eau de pénétrer dans le circuit de mise au vide, pour éviter par exemple de boucher les canaux. 4 [0014] Avantageusement, la valve est un opercule agencé dans chacun de la pluralité de canaux au niveau de la bande de roulement. On peut envisager un bouchon, un film, un opercule et/ou une membrane. [0015] Avantageusement, la valve est formée par un puits 5 enserrant une cheminée, une surface interne du puits est en communication sur la bande de roulement et/ou est exposée à une pression extérieure, et une surface externe du puits donne et/ou est en communication avec le canal et/ou est exposée à une pression régnant dans le canal, 10 et le puits est agencé pour libérer une ouverture de la cheminée si la pression interne atteint une pression inférieure de 0.5 bar(a) à la pression extérieure, et/ou si une différence de pression supérieure à 0.5 bar(a) est appliquée entre la surface interne et la surface externe du puits. [0016] Autrement dit, chaque canal comprend à son extrémité 15 un tube recevant l'opercule, une surface interne du puits étant exposée à une pression atmosphérique, et une surface externe du puits étant exposée à une pression régnant dans le canal, le puits est agencé pour libérer l'opercule si sa surface interne est exposée à la pression atmosphérique, et si la surface externe est exposée à une pression absolue inférieure à 0.5 bar(a). En 20 d'autres termes, le puits est souple et se déforme suffisamment pour libérer l'opercule dès qu'un différentiel de pression entre sa surface intérieure et sa surface extérieure excède 0.5 bar. [0017] Avantageusement, chacun de la pluralité de canaux est monté coulissant par rapport à une jante de la roue. Cet agencement permet 25 d'éviter un montage hyperstatique, pour compenser les déformations du pneumatique à chaque tour de roue. [0018] Avantageusement, chacun de la pluralité de canaux comprend une extrémité solidaire ou encastrée avec la bande de roulement. [0019] Avantageusement, chacun de la pluralité de canaux est normalement fermé avant une activation des moyens d'ouverture et de 5 fermeture, activation décidée après détection d'une situation d'urgence. En d'autres termes, lors des situations de vie normales du véhicule, les moyens d'ouverture et de fermeture ne fonctionnent pas, les canaux ne sont pas en communication avec la source de vide. Lors d'une situation de vie d'urgence 5 (par exemple lors d'un freinage d'urgence lancé pour éviter une collision...), les moyens d'ouverture et de fermeture sont activés pour mettre les canaux dont l'extrémité est en contact ou très proche du sol en communication avec la source de vide. En d'autres termes, le dispositif de liaison au sol comprend une valve principale qui maintient isolée la source vide des canaux, tant que 10 le véhicule est dans une situation de vie ne nécessitant pas une adhérence augmentée. [0020] Avantageusement, les moyens d'ouverture et de fermeture sont agencés pour commander une ouverture du passage d'air de chaque canal dont l'extrémité se trouve à proximité du sol, et/ou pour 15 maintenir une ouverture du passage d'air de chaque canal dont l'extrémité se trouve à proximité du sol. [0021] Avantageusement, une extrémité d'un canal est jugée à proximité du sol si elle se trouve dans un secteur angulaire de la roue centré sur une droite passant par le centre de la roue et un point de contact entre la 20 roue et le sol, et de plage de ±10° autour de cette droite. [0022] Avantageusement, les moyens d'ouverture et de fermeture sont commandés électriquement. [0023] Avantageusement, les moyens d'ouverture et de fermeture sont des électrovannes. Alternativement, on peut prévoir des 25 clapets pneumatiques ou mécaniques (via une came). [0024] Avantageusement, chacun de la pluralité de canaux comprend une électrovanne. [0025] Avantageusement, le dispositif de liaison au sol comprend une unité passive de pompage agencée entre une portion rigide 6 de la roue et une portion déformable de la roue pour créer ou entretenir un niveau de vide dans la source de vide lors d'un roulage du véhicule. [0026] Avantageusement, l'unité passive de pompage est formée par au moins un piston lié à la bande de roulement, et agencé pour 5 coulisser dans une chemise liée à une jante, de sorte à former une chambre de dépression comprenant au moins un clapet anti retour, permettant de créer ou entretenir un niveau de vide dans la source de vide lors d'un roulage du véhicule. [0027] Autrement dit, le dispositif de liaison au sol comprend au 10 moins un piston lié à la bande de roulement, et agencé pour coulisser dans une chemise de sorte à former une chambre de dépression comprenant au moins un clapet anti retour, permettant de créer ou entretenir un niveau de vide dans la source de vide lors d'un roulage du véhicule. Un tel piston, coulissant dans la chambre à chaque tour de roue en raison des 15 déformations du pneumatique, va créer et/ou entretenir un niveau de vide adéquat pour ensuite pouvoir augmenter l'adhérence. Ce système passif tire parti des déformations du pneumatique à chaque tour de roue pour générer du vide (tel une pompe à piston), sans nécessiter d'alimentation. [0028] Avantageusement, le piston est embarqué sur un canal. 20 [0029] Avantageusement, le dispositif de liaison au sol comprend une unité de commande reliée : - à l'unité de détection de position angulaire pour recevoir un signal de position angulaire de la roue, et - aux moyens d'ouverture et de fermeture, pour envoyer un signal de 25 commande d'ouverture ou de fermeture, en fonction du signal de position angulaire reçu. [0030] Un second aspect de l'invention est un véhicule comprenant au moins un dispositif de liaison au sol selon le premier aspect de l'invention. 7 [0031] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : 5 [0032] la figure 1 représente une vue de côté d'une roue faisant partie d'un dispositif de liaison au sol selon l'invention ; [0033] la figure 2 représente une vue en coupe de la roue de la figure 1 ; [0034] la figure 3 représente la vue de la figure 2, avec des 10 moyens de d'ouverture et de fermeture du dispositif de liaison au sol activés ; [0035] la figure 4 représente la vue de la figure 3, avec un pneumatique de la roue crevé ; [0036] la figure 5 représente une variante de la mise en oeuvre des figures 2 à 4 ; 15 [0037] la figure 6 représente la vue de la figure 5 après un demi tour de la roue ; [0038] les figures 7a et 7b représente une variante de la mise en oeuvre des figures 2 à 4. [0039] La figure 1 représente une vue de côté d'une roue 10 20 formée par une jante 11 et un pneumatique 12 qui roule sur un sol 100, autour d'un axe de rotation 13. Pour améliorer de manière ponctuelle l'adhérence, il est prévu d'implanter une pluralité de canaux 30 dans la roue 10, qui débouchent sur la bande de roulement de la roue 10 et qui peuvent être raccordés à une source de vide lorsque le besoin s'en fait sentir 25 (freinage d'urgence si une collision est anticipée, ou si un pneumatique du véhicule est brutalement percé...). [0040] A cet effet, le dispositif de liaison au sol comprend donc la roue 10, les canaux 30, mais, comme le montrent les figures 2, 3 et 4, le 8 dispositif de liaison au sol comprend aussi une source de vide formée notamment par une cavité principale 20 dépressurisée (par exemple par une pompe à vide électrique) logée dans la jante 11, une cavité intermédiaire 21 séparée de la cavité principale 20 par une paroi 11 b de la jante 11 et un 5 mécanisme de mise en communication 70, une électrovanne 41 agencée à une première extrémité d'un tube 31 formant une partie du canal 30, et une unité de détection 60 comprenant par exemple au moins un capteur 61 et une pluralité de cibles 62 embarquées sur la jante 11 . [0041] Lors d'une rotation de la roue 10 représentée figure 1, le 10 capteur 61 mesure une rotation de la roue 10 lors du passage de chaque cible 62 en face de sa surface de détection (on peut en particulier prévoir un premier capteur avec une seule cible sur la jante 11, et un deuxième capteur avec une pluralité de cibles sur la jante 11, de sorte à connaître la position angulaire de la roue 10, remise à zéro à chaque tour de roue. On peut aussi 15 prévoir d'utiliser un capteur d'un dispositif d'antiblocage de roue, ou ABS). Il est alors possible de déduire pour chaque canal 30 un angle a avec une droite passant par le centre de la roue 10 et un point de contact avec le sol 100. Le capteur angulaire peut aussi être combiné avec un capteur d'assiette embarqué sur le véhicule pour plus de précision. 20 [0042] Pour économiser de l'énergie, l'invention propose de ne mettre en communication un canal 30 avec la source de vide que lorsque l'extrémité donnant sur la bande de roulement arrive à proximité du sol 100. A cet effet, l'électrovanne 41 d'un canal 30 est commandée pour ouvrir un passage d'air dans un siège ou corps 32 seulement lorsque le canal 30 en 25 question présente un angle a qui indique un contact ou un contact imminent avec le sol 100. Par exemple, on peut prévoir de n'ouvrir l'électrovanne 41 que si l'angle a est inférieur à 100 . [0043] Dans le détail, la figure 2 représente le dispositif de liaison au sol dans un état non activé, ou un état de roulage normal. En 30 d'autres termes, le système est dans une situation de vie où il n'y a pas 9 besoin d'adhérence augmentée. En conséquence, les canaux 30 sont à la pression atmosphérique, la cavité principale 20 est isolée de la cavité intermédiaire 21 par un bouchon 72 du dispositif d'ouverture, l'électrovanne 41 est fermée, et le canal 30 se termine par un puits 32 fermé par un 5 opercule 33 qui empêche des impuretés de la route de rentrer dans le tube 31. L'opercule 33 peut être un bouchon, ou une simple membrane, ou encore un film. [0044] Le pneumatique comprend également une carcasse interne 53 traversée par le tube 31, et maintenue en position par une 10 structure de positionnement 50 formée par des plongeurs 51 coulissant dans des cavités de la carcasse interne 53 et repoussés par des ressorts 52. Cette carcasse interne 53 permet de rouler avec un pneumatique 12 crevé ou sous gonflé, comme cela sera expliqué à la figure 4. [0045] Enfin, en raison de la déformabilité du pneumatique 12, 15 on peut prévoir de monter les tubes 31 coulissant dans une partie 11c de la jante 11, car ils doivent rester solidaires de la bande de roulement. Un joint est prévu entre le tube 31 et la paroi 11c de la jante 11. [0046] La figure 3 représente une situation de vie où il faut augmenter l'adhérence du pneumatique 12 sur le sol 100. A cet effet, le 20 bouchon 72 du mécanisme de mise en communication 70 a été détruit par un dispositif pyrotechnique 71, de sorte à mettre en communication la cavité principale 20 avec la cavité intermédiaire 21 (qui peut présenter avantageusement un volume le plus réduit possible, contrairement à ce que représente la figure 3, non à l'échelle à ce niveau). Enfin, pour le canal 30 25 dont l'angle a est faible (extrémité en contact avec le sol 100), l'électrovanne 41 est activée (une bobine électrique repousse vers le bas le piston de l'électrovanne 41 de sorte à ouvrir un passage d'air dans le corps 32 de l'électrovanne 41), si bien que le vide de la cavité principale 20 aspire l'opercule 33 qui libère le puits 32, ce qui met en dépression la bande de 30 roulement avec le sol 100. - 10 - [0047] Les autres canaux 30 de la roue 10 ne sont pas mis en communication avec la cavité intermédiaire 21, c'est-à-dire que leur électrovanne 41 reste dans la position représentée figure 2. Lors de la rotation de la roue, chaque électrovanne 41 est activée (ouverte) lorsque le 5 canal 30 correspondant à l'extrémité qui arrive au niveau du sol 100 et activé à nouveau (fermée) lorsque l'extrémité quitte le sol 100. Cela limite notablement les débits de fuite, ce qui permet de réduire la taille de la cavité principale 20, et/ou de limiter la taille d'une éventuelle pompe à vide. [0048] On peut remarquer sur la figure 3 que le tube 31 a 10 coulissé un peu par rapport à la jante 11 et sa paroi 11c, en raison par exemple de la force de freinage qui tasse le pneumatique 12. [0049] La figure 4 représente le pneumatique 12 avec une crevaison, causée par un orifice 80 dans le flanc droit. En conséquence, la pression dans le pneumatique 12 est égale à la pression atmosphérique, si 15 bien que le pneumatique 12 s'affaisse, mais la carcasse interne 53 évite de rouler à plat en formant un appui entre la jante 11 et la bande de roulement. Les plongeurs 51 sont enfoncés dans les cavités de la carcasse interne 53, et le tube 31 a encore coulissé par rapport à la paroi 11c de la jante 11. En résumé, la carcasse interne 53 permet de préserver la structure des canaux 20 30, et de rouler avec un pneu sous gonflé et/ou passablement affaissé, mais qui permet toutefois d'utiliser encore le dispositif de liaison au sol afin d'offrir une adhérence augmentée par rapport au même pneumatique qui serait totalement affaissé avec le dispositif de liaison au sol inutilisable. [0050] La figure 5 représente une alternative ou une 25 amélioration de la mise en oeuvre de la figure 2. En effet, un mécanisme composé d'un piston 91 ancré sur le tube 31 via une tige a été ajouté, pour coulisser à chaque tour de roue dans une chemise formée par les parois lla et llb de la jante 11. Des communications à clapet anti retour sont prévues, notamment une communication 92 dans la paroi 11b pour assurer une 30 communication anti retour avec la cavité principale 20. Cette architecture permet de créer ou d'entretenir le niveau de vide dans la cavité principale à chaque tour de roue, comme le montrent la figure 5 (distance D1 faible : pneumatique enfoncé et extrémité du canal 30 représenté en contact avec le sol) et figure 6 (distance D2 supérieure à Dl: pneumatique détendu après un 5 demi tour de roue 10, extrémité du canal 30 représenté opposée au sol). Le piston 91 oscille entre les positions indiquées par les distances D1 et D2, ce qui aspire l'air de la cavité principale 20. [0051] Les figures 7a et 7b représentent une alternative de mise en oeuvre de l'opercule 33 des figures 2 à 4 (détail VII de la figure 2). Le 10 canal 30 se termine par un puits 34, réalisé en caoutchouc par exemple, qui enserre une cheminée 35 percée sur sa face latérale. Lorsque la pression P1 (figure 7a) qui règne dans le tube 31 (à l'extérieur du puits 34) est égale à la pression atmosphérique qui règne à l'intérieur du puits 34, ce dernier enserre par élasticité la cheminée 35. Lorsque le vide est créé dans le canal 30, alors 15 la pression P2 (figure 7b) qui règne dans le tube 31 (à l'extérieur du puits 34) est inférieure à la pression atmosphérique qui règne à l'intérieur du puits 34, ce dernier libère la face latérale de la cheminée 35 comme représenté, ce qui permet de transmettre le vide vers la bande de roulement du pneumatique 12. 20 [0052] Selon cette mise en oeuvre, il n'y a pas de bouchon détachable, mais le canal 30 est tout de même protégé des impuretés par le puits 34 tant que le canal 30 n'est pas mis au vide. [0053] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux 25 différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif de liaison au sol d'un véhicule, comprenant : - une roue (10) du véhicule, 5 - une source de vide, - une pluralité de canaux (30) agencés entre la source de vide et une bande de roulement de la roue (10), - des moyens d'ouverture et de fermeture des canaux (30), agencés entre la source de vide et la bande de roulement pour ouvrir ou obturer un passage 10 d'air dans chaque canal (30), caractérisé en ce que le dispositif de liaison au sol comprend en outre une unité de détection (60) de position angulaire agencée pour déterminer une position angulaire de la roue (10), de sorte à commander les moyens d'ouverture et de fermeture pour ouvrir ou obturer de manière indépendante 15 chaque passage d'air en fonction de la position angulaire de chaque canal (30). 2. Dispositif de liaison au sol selon la revendication précédente, dans lequel la source de vide comprend au moins une cavité principale (20) sous vide agencée dans la roue (10), formant une réserve de vide. 20 3. Dispositif de liaison au sol selon la revendication 2, dans lequel la roue (10) comprend une cavité intermédiaire (21) connectée à chacun des canaux (30), et séparée de la cavité principale (20) sous vide par un mécanisme de mise en communication (70). 4. Dispositif de liaison au sol selon l'une des revendications 25 précédentes, dans lequel la roue (10) comprend un pneumatique (12), dans lequel chaque canal (30) est formé au moins en partie par un tube (31), le dispositif comprenant une carcasse interne (53) agencée dans le pneumatique (12) et traversée par le tube (31) d'au moins un canal (30). -13- 5. Dispositif de liaison au sol selon la revendication précédente, comprenant une structure de positionnement (50) de la carcasse interne (53) agencée pour positionner la carcasse interne (53) par rapport au pneumatique (12) et/ou à une jante (11) recevant le pneumatique (12). 6. Dispositif de liaison au sol selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chacun de la pluralité de canaux (30) est muni d'une valve agencée au niveau de la bande de roulement et présentant un état au moins partiellement fermé avant activation des moyens d'ouverture et de fermeture. 7. Dispositif de liaison au sol selon la revendication précédente, dans lequel, la valve est un opercule agencé dans chacun de la pluralité de canaux (30) au niveau de la bande de roulement. 8. Dispositif de liaison au sol selon la revendication 6, dans lequel la valve est formée par un puits (34) enserrant une cheminée (35), dans lequel une surface interne du puits (34) est exposée à une pression extérieure, et une surface externe du puits (34) est exposée à une pression régnant dans le canal (30), et dans lequel le puits (34) est agencé pour libérer une ouverture de la cheminée (35) si la pression interne atteint une pression inférieure de 0.5 20 bar(a) à la pression extérieure. 9. Dispositif de liaison au sol selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chacun de la pluralité de canaux (30) est normalement fermé avant une activation des moyens d'ouverture et de fermeture, activation décidée après détection d'une situation d'urgence. 25 10. Dispositif de liaison au sol selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens d'ouverture et de fermeture sont agencés pour commander une ouverture du passage d'air de chaque canal (30) dont l'extrémité se trouve à proximité du sol, et/ou pour maintenir une ouverture du passage d'air de chaque canal (30) dont l'extrémité se trouve à 30 proximité du sol. -14- 11. Dispositif de liaison au sol selon la revendication précédente, dans lequel une extrémité d'un canal (30) est jugée à proximité du sol si elle se trouve dans un secteur angulaire de la roue (10) centré sur une droite passant par le centre de la roue (10) et un point de contact entre la roue (10) 5 et le sol, et de plage de ±100 autour de cette droite. 12. Dispositif de liaison au sol selon l'une des revendications précédentes, comprenant une unité passive de pompage agencée entre une portion rigide de la roue (10) et une portion déformable de la roue (10), pour créer ou entretenir un niveau de vide dans la source de vide lors d'un roulage 10 du véhicule 13. Dispositif de liaison au sol selon la revendication précédente, dans lequel l'unité passive de pompage est formée par au moins un piston (91) lié à la bande de roulement, et agencé pour coulisser dans une chemise liée à une jante (11), de sorte à former une chambre de dépression 15 comprenant au moins un clapet anti retour, permettant de créer ou entretenir un niveau de vide dans la source de vide lors d'un roulage du véhicule. 14. Dispositif de liaison au sol selon la revendication précédente, dans lequel le piston (91) est embarqué sur un canal (30). 15. Véhicule comprenant au moins un dispositif de liaison au sol selon l'une des revendications précédentes.