FR3120331A1

FR3120331A1 - Système suspension active avec mécanisme planétaire différentiel

Info

Publication number: FR3120331A1
Application number: FR2102006A
Authority: FR
Inventors: Florin Barboi
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2022-09-09

Abstract

Système suspension active (SA), destiné à équiper les roues d’un essieu d’un véhicule automobile, comportant un module suspension active roue droite et gauche (1, 2), les deux modules (1, 2) comprenant des actionneurs (3, 4) reliés à des moyens de démultiplication d’effort (9, 10) associés aux roues (16, 15) par l’intermédiaire des barres de torsion (13, 14) qui commandent un déplacement relatif entre les roues (16, 15) vers le haut et vers le bas ; les moyens (9, 10) destinés à traduire un mouvement de rotation des actionneurs (3, 4) en deux mouvements de rotation opposés des barres de torsion (13, 14) autour de l'axe de rotation A avec un couple élevé et une vitesse élevée; des moyens de commande (34) pour commander les actionneurs, en fonction des mesures des capteurs (5, 6) et des signaux de capteurs (7, 8). Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

SYSTÈME SUSPENSION ACTIVE AVEC MÉCANISME PLANÉTAIRE DIFFÉRENTIEL

DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention concerne le domaine de la technologie automobile et, plus particulièrement, le domaine des suspensions pour véhicules automobiles. En particulier, l'invention porte sur un système de suspension active avec mécanisme planétaire différentiel.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Les suspensions d'un véhicule sont les éléments permettant de relier les masses non suspendues (typiquement la roue, les pièces d'entraînement de roue, souvent les systèmes de freinage, etc.) aux masses suspendues (typiquement le châssis, le moteur et tous les composants du véhicule fixés au châssis). Les suspensions des automobiles sont associées aux amortisseurs afin de composer un système destiné à absorber l'impact des chocs que peuvent rencontrer les roues des automobiles. Ils participent également à la bonne tenue de route d'un véhicule, ainsi qu'au confort de conduite.

L'utilisation de la suspension est imposée par les irrégularités de la surface sur laquelle se déplace le véhicule. Elle en diminue l'impact sur l'engin, réduisant la fatigue mécanique et l'usure excessive, améliorant le confort des passagers et maintenant le contact entre les roues et le sol malgré ses irrégularités: condition indispensable à la tenue de route. Par ailleurs la masse du véhicule nécessite l'utilisation d'un mécanisme de rappel pour éviter que le système ne s'affaisse indéfiniment au fur et à mesure des aspérités du terrain.

Dans sa forme la plus simple, une suspension typique se compose d'un ressort et d'un amortisseur qui travaillent ensemble pour fournir une capacité d'absorption des chocs et, par conséquent, un moyen de contrôle des vibrations. Lorsqu'elle est utilisée dans un véhicule, le rôle de la suspension est encore plus prononcé : elle ne sert pas seulement à isoler le châssis des aspérités de la route, ce qui apporte une bonne qualité de roulement au véhicule, mais assure également un bon contact pneu-route avec une variation de charge minimale pour une bonne tenue de route. La première est très recherchée, en particulier pour les véhicules de tourisme, afin d'offrir un confort de conduite à la fois au conducteur et aux passagers, tandis que la seconde est importante car la capacité de tenue de route affecte directement la génération de forces latérales et longitudinales des pneus lors des manœuvres de conduite du véhicule, qui sont essentielles pour la tenue de route et la sécurité du véhicule.

Les suspensions des automobiles peuvent être divisées en deux types majeurs : suspensions passives et suspension actives. Dans la suspension passive, le mouvement vertical du véhicule est déterminé par les conditions au sol. Une suspension de véhicule passive a des propriétés de ressort et d'amortisseur constantes qui compromettent soit la conduite soit la tenue de route, selon que la suspension est conçue pour être dure ou souple. La suspension active est un type de suspension automobile où le mouvement vertical des roues par rapport au châssis est activement contrôlé par un système embarqué.

La majorité des automobiles utilise des suspensions passives en raison d’un cout bas et une bonne fiabilité. Les suspensions actives sont utilisées en principal sur les automobiles de haut de gamme ayant un cout très élevé. Les suspensions actives ont des couts élevés et une grande complexité, raison pour lequel elles sont fixées sur des véhicules de haute de gamme.

Il est donc évident que la conception de tout système de suspension d'un véhicule doit permettre d'obtenir une bonne tenue de route et un bon roulement du véhicule. Toutefois, en réalité, il y a toujours un compromis entre les deux critères lorsque des suspensions passives sont utilisées, ce qui est le cas pour la plupart des véhicules aujourd'hui, car le système de suspension passive est largement utilisé. Une suspension passive de véhicule se compose d'un ressort et d'un amortisseur passifs qui ont des propriétés constantes, donc une caractéristique de suspension fixe. Selon le choix de la rigidité du ressort et du taux d'amortissement, la suspension peut généralement être caractérisée comme étant souple ou dure. Fondamentalement, une suspension souple qui utilise un ressort souple et qui a un faible taux d'amortissement favorise le confort de conduite. Par conséquent, elle convient à la plupart des véhicules de tourisme. En revanche, une suspension dure offre une meilleure tenue de route malgré une qualité de roulement compromise par l'utilisation d'un ressort rigide et un amortissement élevé, car la force d'amortissement d'un amortisseur passif a tendance à augmenter l'accélération de la masse suspendue lorsqu'elle est dans la même direction que la force du ressort. Il répond aux besoins des véhicules axés sur les performances. De plus, les suspensions souples ont tendance à dévier davantage avec l'ajout de charge, utilisant ainsi une plus grande partie de l'espace de travail précieux de la suspension et laissant moins de place aux fluctuations dynamiques que les suspensions plus dures. La conception des suspensions de véhicule, par conséquent, porte sur la sélection des propriétés de ressort et d'amortisseur appropriées pour les véhicules.

Les progrès technologiques dans le domaine des systèmes de suspension des véhicules ont permis de faire varier les caractéristiques de la suspension grâce à l'utilisation de systèmes de suspension contrôlables, de sorte que la conception des suspensions des véhicules n'est plus limitée par le compromis entre la conduite et la tenue de route. Ces systèmes de suspension contrôlables modifient leurs caractéristiques de différentes manières. Une suspension active, par exemple, dépend de l'utilisation d'un actionneur pour fournir la force de contrôle requise, déterminée par des stratégies de contrôle ou des contrôleurs. Cependant, bien que le système de suspension active ait montré des améliorations de performance prometteuses, son exigence de puissance significative est souvent élevée et considérée comme une limitation à son adoption.

Il serait donc avantageux d'avoir une suspension active avec une faible consommation, un grand facteur de démultiplication et un couple élevé, mais avec un cout réduit. La présente invention propose l’utilisation d’un système de suspension basé sur l’approche active où le mouvement vertical des roues par rapport au châssis est activement contrôlé par des moyens de commande, c’est-à-dire un système embarqué avec un calculateur et les éléments de puissance qui permet un ajustement judicieux de la garde au sol entre les limites inférieure et supérieure d’un véhicule, à l’aide des capteurs angulaires pour le déplacement en plan vertical des roues et des capteurs angulaires pour la force de torsion exercée sur les barres de torsion.

Le document EP 1 103 395 décrit un dispositif anti-roulis actif pour véhicule. Le véhicule comporte une paire de roues rotatives autour d’un essieu. Le dispositif anti-roulis comporte une barre de torsion. Dans un mode de réalisation, le dispositif anti-roulis comporte un bras connecté, d’une part, à une extrémité de la barre de torsion et, d’autre part, à un amortisseur associé à une roue de la paire de roues. Le dispositif anti-roulis comporte un actionneur hydraulique, dont une tige de piston est fixée à l’autre extrémité de la barre de torsion, et dont le carter est connecté à un amortisseur associé à l’autre roue de la paire de roues. L’actionneur hydraulique comporte deux chambres de fluide séparées par un piston fixé à la tige de piston. La pression dans chacune des deux chambres est commandée par des moyens de commande de manière à étendre ou à comprimer l’actionneur hydraulique en fonction d’une condition prédéterminée du véhicule.

Le dispositif anti-roulis décrit dans ce document présente l’inconvénient que le véhicule doit être équipé d’un circuit hydraulique. L’énergie utilisée pour contrôler le roulis avec un tel dispositif anti-roulis est importante. La présente invention a pour but de proposer un système suspension active qui évite au moins certains des inconvénients précités et qui permette d’augmenter le confort des occupants et la tenue de route du véhicule, en procurant une vitesse élevée de réponse pour renforcer la tenue de route notamment lors d’un virage ou lorsque les roues roulent sur des obstacles.

A cet effet, l’invention fournit un système suspension active, destiné à équiper les roues d’un essieu d’un véhicule automobile, le système suspension active comportant :
- un module suspension active roue droite qui comprend :
un premier actionneur relié à un premier moyen de démultiplication d’effort associé à la roue droite par l’intermédiaire d’une première barre de torsion, qui commande un déplacement relatif entre les roues droite et gauche vers le haut et vers le bas ; le premier moyen de démultiplication d’effort destiné à traduire un mouvement de rotation du premier actionneur en deux mouvements de rotation opposés de la première barre de torsion autour de l'axe de rotation A avec un couple élevé et une vitesse élevée; les extrémités de la première barre de torsion sont destinées à être respectivement couplées au premier moyen de démultiplication d’effort et au premier bras de la roue droite; un premier capteur angulaire mouvement destiné à mesurer en permanence le déplacement en plan vertical de la roue droite; un premier capteur angulaire force de torsion destiné à mesurer la force de torsion sur la première barre de torsion; le premier bras de la roue droite étant destiné à traduire les deux mouvements de rotation opposés de la première barre de torsion autour de l'axe de rotation A, en deux mouvements vers le haut et vers le bas de la roue droite;
- un module suspension active roue gauche qui comprend :
un second actionneur relié à un second moyen de démultiplication d’effort associé à la roue gauche par l’intermédiaire d’une seconde barre de torsion, qui commande un déplacement relatif entre les roues gauche et droite vers le haut et vers le bas ; le second moyen de démultiplication d’effort destiné à traduire un mouvement de rotation du second actionneur en deux mouvements de rotation opposés de la seconde barre de torsion autour de l'axe de rotation A avec un couple élevé et une vitesse élevée; les extrémités de la seconde barre de torsion sont destinées à être respectivement couplées au second moyen de démultiplication d’effort et au second bras de la roue gauche; un second capteur angulaire mouvement destiné à mesurer en permanence le déplacement en plan vertical de la roue gauche; un second capteur angulaire force de torsion destiné à mesurer la force de torsion sur la seconde barre de torsion; le second bras de la roue gauche étant destiné à traduire les deux mouvements de rotation opposés de la seconde barre de torsion autour de l'axe de rotation A, en deux mouvements vers le haut et vers le bas de la roue gauche ;
des moyens de commande pour émettre un signal de commande en direction du premier et second actionneur, les moyens de commande étant reliés au premier actionneur et au second actionneur et destinés à commander le fonctionnement de ceux-ci en fonction des mesures des capteurs angulaires mouvement et des signaux capteurs angulaires force de torsion

Avantageusement l’invention permet une suspension plus confortable et une garde au sol variable.

Selon une autre caractéristique, l'invention fournit un système suspension active dans lequel les moyens de commande comprennent un ECU muni d’un algorithme intelligent.

Selon une autre caractéristique, l'invention fournit un système suspension active dans lequel le premier et le second actionneur sont des moteurs électriques.

Selon une autre caractéristique, l'invention fournit un système suspension active dans lequel le mouvement de rotation entre le premier et second actionneur et le premier et second moyen de démultiplication d’effort est transmis par l’intermédiaire d’une première et seconde liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort.

Selon une autre caractéristique, l'invention fournit un système suspension active dans lequel la première et seconde liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort comprend des engrenages hypoïdes.

Selon une autre caractéristique, l'invention fournit un système suspension active dans lequel le premier et le second moyen de démultiplication d’effort comprend des mécanismes planétaires différentiels.

Selon une autre caractéristique, l'invention fournit un système suspension active qui est destiné à équiper les roues avant d’un véhicule automobile.

L’invention concerne un véhicule concernant un système de suspension active selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints.
Sur les dessins :
est une vue en perspective montrant le système suspension active de la présente invention pour le train avant d’un véhicule automobile;
est une vue en coupe montrant la configuration du mécanisme planétaire différentiel du système suspension active de la présente invention;
est une vue en coupe montrant le montage de la barre de torsion dans la roue de sortie du mécanisme planétaire et le bras, sur la barre de torsion, qui actionne la roue avec le pignon qui entraîne le capteur angulaire mouvement roue;
est une coupe du mécanisme planétaire différentiel du système suspension active de la présente invention;
est une vue en perspective montrant le système suspension active de la présente invention avec les deux capteurs;

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple non limitatif de l'invention.
Dans le contexte de la présente demande, les termes « avant », « arrière », « gauche », « droite » « supérieur », « inférieur » s’entendent en référence à un repère des véhicules automobiles comprenant un premier axe longitudinal X, horizontal et orienté de l’arrière vers l’avant du véhicule, dans le sens de marche du véhicule automobile, un axe transversal Y et un axe vertical Z dirigé du bas vers le haut
Par ailleurs, sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

La est une vue en perspective montrant le système suspension active de la présente invention pour le train avant d’un véhicule automobile. On doit préciser que le système suspension active pour un train arrière (qui n’est pas représenté dans les figures) est le même système suspension active tel que représenté dans la .

Le système suspension active SA pour l’actionnement des roues avant comprend le module de suspension active roue avant droite 1 et le module de suspension active roue avant gauche 2. Le module de suspension active roue avant droite 1 comporte : un actionneur 3 qui par l’intermédiaire d’une liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort 17 entraîne un premier moyen de démultiplication d’effort 9. La sortie du premier moyen de démultiplication d’effort 9 est solidaire avec une première barre de torsion 13, qui a l’autre cote est couplée à un premier bras 11 de la roue droite 16.

Le premier et le second actionneurs 3, 4 sont connectés à des moyens de commande 34 représentés schématiquement, aptes à recevoir des données provenant du premier et second capteurs angulaires 5, 6 et premier et second capteurs angulaires force de torsion 7, 8, et à émettre des signaux de commande en direction des actionneurs 3, 4 pour un déplacement relatif entre les roues avant droite 16 et gauche 15 vers le haut et vers le bas en fonction des données provenant des capteurs et un algorithme intelligent prédéterminé. L’algorithme intelligent est stocké dans la mémoire du calculateur dénommée unité de commande électronique (ECU) du véhicule automobile. Les moyens de commande 34 peuvent être connectés et utiliser des informations provenant d’autres capteurs comprenant par exemple un capteur d’accélération latérale, un capteur d’angle volant, un capteur de vitesse véhicule, un capteur d’accélération longitudinale ou d’autres systèmes de contrôle du véhicule, par exemple un système ABS (Anti lock Brake System) et un système ESP (Electronic Stability Program).

La première barre de torsion 13 est dotée à l’extrémité opposée de l’extrémité qui est solidaire avec le premier moyen de démultiplication d’effort 9 d’un premier pignon 191 qui sert à entraîner en rotation le premier capteur angulaire mouvement 5 qui est destiné à mesurer en permanence le déplacement en plan vertical de la roue avant droite 16. Le déplacement en plan vertical de la roue avant droite 16 est converti en mouvement de rotation par le premier capteur angulaire mouvement 5. Le taux du déplacement en plan vertical détecté par le premier capteur angulaire mouvement 5 est donc transmis aux moyens de commande 34 en temps réel.

Le premier capteur angulaire mouvement 5 détecte que la roue avant droite 16 se déplace vers le bas avec une valeur dans les limites fonctionnement correct. Les moyens de commande 34 vont commander le premier actionneur 3 d’augmenter la force de torsion dans une manière que le véhicule reste sur le même niveau horizontal pour la partie droite avant. Pareil, si la roue droite de déplace vers le haut, la force de torsion sera diminuée pour les mêmes raisons. La force appliquée sur la première barre de torsion 13 est toujours contrôlée par l’unité de commande électronique et mesurée par le premier capteur angulaire force de torsion 7 pour la roue droite. Le même algorithme est valable pour la roue avant gauche 15.

Avantageusement, le premier actionneur 3 et le second actionneur 4 sont des moyens d’actionnement électriques, en particulier de moteurs électriques.

Avantageusement, le premier moyen de démultiplication d’effort 9 et le second moyen de démultiplication d’effort 10 sont en particulier des mécanismes planétaires différentiels.

Pour réaliser en temps réel la variation de la force de torsion dans la barre, on a besoin d’un mécanisme qui peut réaliser à la sortie le couple nécessaire et réagir à une vitesse élevée. La montre la configuration du mécanisme planétaire différentiel. Les roues d’entrée sont les deux pignons attaque, pignon d’attaque de pignon intérieur 20 et pignon attaque support satellites 29, qui sont solidaires. Les rapports de transmission sont calculés pour arriver à un rapport total de 545/1 et a un couple de sortie maximal de 500 Nm, le couple couvrent environ 150-300 Nm. Pour un moteur électrique ayant une vitesse de rotation de 2400 rot/min, la vitesse de rotation de sortie sera environ 4,4 rot/min. Cela veut dire environ 26,4 degrés/sec. Traduit en mm/sec pour un bras de 270mm, la vitesse de déplacement vers le haut et vers le bas de l’autre cotée de la première barre de torsion 14, est environ 14 mm/sec (en tenant compte de l’énergie consommée dans l’élasticité de la barre, qui après sera libérée). La puissance nécessaire théorique au couple maximal est environ (500/545)*40*3,1415*2=230W, puissance nécessaire théorique au moteur électrique. On estime qu’un moteur électrique de 450-550W peut satisfaire la fonctionnalité du système, pour couvrir aussi les pertes.

Le système suspension active de la présente invention propose de transformer une suspension conventionnelle d’un véhicule automobile en une suspension active. Un avantage principal de cette solution technique c’est qu’on peut équiper des véhicules automobiles en après-vente et le cout sera moins que pour une solution en série. Cette solution permet l’ajustement de la garde au sol d’un véhicule en temp réel, entre les limites inférieure et supérieure, pour toutes les valeurs dans cette plage. Un autre avantage technique de cette solution c’est qu’on peut appliquer une force statique, c’est-à-dire sur place ou dynamique, c’est-à-dire en route, avec les actionneurs électriques, et cette force est transmise vers les roues de l’autre coté dans une manière qui permet à la roue de suivre sa dynamique en haut et en bas, selon les nécessitées de la suspension et selon la configuration de la route et en conserver la force transmise. Pour réaliser la caractéristique intelligente, c’est-à-dire que la suspension va réagir selon la configuration de la route pour maintenir la carrosserie au même niveau à l’horizontale le plus possible, le système utilise encore deux capteurs, un pour chaque roue, qui mesure en permanence le déplacement en plan vertical de la roue. Si la roue se déplace en haut le capteur sentira rapidement cette tendance et va commander l’actionneur dédié pour actionner dans le bon sens, dans les limites établies par l’algorithme de fonctionnement correct.

Le module suspension active roue avant droite 1 est fixé au châssis du véhicule automobile par de moyens de fixation en utilisant un premier trou fixation 32 et un second trou fixation 33 qui sont agences dans la carcasse du première liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort 17. Les moyens de fixation peuvent être par exemple des vis et des écrous. De même, le module suspension active roue avant gauche 2 est fixé au châssis du véhicule automobile par des moyens de fixation en utilisant un premier trou fixation et un second trou fixation qui ne sont pas représentés sur les figures, qui sont agencés dans la structure pour la seconde liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort 18.

Le mouvement de rotation de l’actionneur 4 entre dans la seconde liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort 18 par l’intermédiaire de l’arbre du moteur électrique 22. A l’extrémité opposée de l’actionneur 4, l’arbre du moteur électrique 22 est doté d’un pignon avec un profile hypoïde 21 qui engrène avec un pignon mécanisme planétaire différentiel 23 avec un profil hypoïde correspondant. En vue d’une taille réduite de la suspension active, le pignon hypoïde 21 et le pignon mécanisme planétaire différentiel 23 sont agences à 90°. Le mouvement de rotation du pignon mécanisme planétaire différentiel 23 est transmis au pignon d’attaque de pignon intérieur 20 qui est solidaire avec le pignon attaque support satellites 29. Le pignon d’attaque de pignon intérieur 20 entraîne le pignon entraînement arbre intérieur 25 qui est solidaire avec l’arbre intérieur avec pignon intérieur 27. Le pignon attaque support satellites 29 entraîne en rotation le pignon support satellites 26 qui porte les quatre pignons satellites 241, 242, 243, 244. Les pignons satellites 241, 242, 243, 244 vont entraîner le pignon extérieur 28, qui est la sortie du mouvement de torsion du système suspension active de la présente invention.

On obtient à la sortie du mécanisme planétaire différentiel 10 un couple élevé, avec une vitesse de réponse élevée pour l’actionnement de la barre de torsion 13 et donc de la roue avant gauche 15. L’avantage de choisir un engrenage hypoïde pour transmettre le couple de l’actionneur 4 à l’entrée du mécanisme planétaire différentiel 10 est que l’engrenage hypoïde a un sens préférentiel. Et donc, par conséquence, en cas d’interruption de l’alimentation électrique, le mécanisme planétaire différentiel 10 va se bloquer automatiquement.

La représente une autre coupe du module de suspension active roue gauche 2 qui montre le montage de la seconde barre de torsion 14 dans la roue de sortie 28 du second moyen de démultiplication d’effort 10 par l’intermédiaire des cannelures 31 et le premier bras 11 de la roue avant droite 16, sur la première barre de torsion 13, qui actionne la roue avant droite 16 et qui a le premier pignon 191 qui entraîne le premier capteur angulaire mouvement 5 destiné à mesurer en permanence le déplacement en plan vertical de la roue droite 16. Le premier bras 11 est relié à une extrémité a la première barre de torsion 13 et à l’extrémité opposée à la biellette action roue droite 30 qui va effectivement déplacer la roue avant droite 16 vers le haut et vers le bas.

La est une coupe dans le mécanisme planétaire différentiel de la présente invention qui montre le pignon entraînement arbre intérieur 25 qui est solidaire avec l’arbre intérieur avec pignon intérieur 27. Le pignon entraînement arbre intérieur 25 s’engrène avec les quatre pignons satellites 241, 242, 243, 244 qui entraînent le pignon extérieur 28, qui est la sortie de couple élevé et de vitesse élevée du système suspension active de la présente invention.

La est une vue en perspective montrant le module suspension active roue avant gauche 2 du système suspension active SA de la présente invention avec les deux capteurs qui fournissent des données au moyens des commande 34 et de l’algorithme intelligent. Le module suspension active roue avant gauche 2 est agencé du cote droit du véhicule automobile et équipe la roue avant gauche 15 de la même façon que le module suspension active roue avant droit 1 est agence du cote gauche du véhicule automobile et équipe la roue avant droite 16. Le premier pignon 191 qui est prévu sur la première barre de torsion 13, entraîne la premier capteur angulaire mouvement 5 destiné à mesurer en permanence le déplacement en plan vertical de la roue droite 16. Le premier capteur angulaire mouvement 5, qui est la seule pièce du module suspension active roue avant droite 1 qui se trouve au côté opposé du module, c’est-à-dire a la cote droite, convertit le mouvement de rotation, essentiellement les degrés de rotation, du premier pignon 191 dans un mouvement linéaire de sorte que les moyens de commande 34 sachent en permanence le taux du déplacement vertical de la roue avant droite 16. Le second capteur angulaire force de torsion 8 est destiné à mesurer la force de torsion sur la seconde barre de torsion 14 qui actionne la roue avant gauche 15.

Tous les composants du système suspension active de la présente invention pour une roue sont agences de l’autre cote du véhicule automobile, c’est à dire que les composants pour actionner la roue gauche se trouvent près de la roue droite et les composants pour actionner la roue droite se trouvent près de la roue gauche, la seule exception étant les capteurs angulaire mouvement roue. La force générée par l’actionneur et démultipliée par l’élément de démultiplication d’effort d’une cote est conduite vers la roue de l’autre cote par des barres de torsion et des bras mouvement roues qui finalement entraînent les biellettes action roues.

Le fonctionnement du système suspension active de la présente invention peut être résumé comme ça : lorsque le véhicule automobile roule sur une route et rencontre un obstacle, qui est du cote droit du véhicule automobile, la roue avant droite 16 se déplacera vers le haut, en compressant le ressort de la suspension. Le premier capteur angulaire mouvement 5 sent que la roue avant droite 16 se déplace vers le haut avec une certaine valeur. L’algorithme intelligent donne de instructions aux moyens de commande 34 qui vont commander le premier actionneur 3 de réduire la force de torsion sur la première barre de torsion 13 dans une manière que le véhicule reste sur le même niveau horizontal pour la partie droite avant. La force de torsion sur la première barre de torsion 13 est connue par l’intermédiaire du premier capteur angulaire force de torsion 7. Donc, l’élasticité totale du ressort de la suspension et de la première barre de torsion 13 est modifiée dans le sens que la somme reste presque à la même valeur.

Lorsque le véhicule automobile roule sur une route et rencontre un trou, aussi du cote droit du véhicule automobile, la roue avant droite 16 se déplacera vers le bas, en relaxant le ressort de la suspension. Le premier capteur angulaire mouvement 5 sent que la roue avant droite 16 se déplace vers le bas avec une certaine valeur. L’algorithme intelligent donne alors de instructions aux moyens de commande 34 qui vont commander le premier actionneur 3 d’augmenter la force de torsion sur la première barre de torsion 13 dans une manière que le véhicule reste sur le même niveau horizontal pour la partie droite avant. La force de torsion sur la première barre de torsion 13 est connue par l’intermédiaire du premier capteur angulaire force de torsion 7. Donc, l’élasticité totale du ressort de la suspension et de la première barre de torsion 13 est modifiée dans le sens que la somme reste presque à la même valeur.

L'objet de l'invention est un système suspension active destiné à équiper les roues avant et arrière d’un véhicule automobile. Le système de la présente invention permet un réglage très flexible, pour toutes les valeurs entre la limite inférieure et la limite supérieure. Par ailleurs, la solution est une solution qui peut être montée sur un véhicule automobile en après-vente. Elle est placée en parallèle avec la solution actuelle, à l’aide d’une barre de torsion supplémentaire pour chaque roue. Grace a un moteur électrique et un mécanisme planétaire différentiel compacts, le rapport de démultiplication est très élevé dans un seul étage, en permettant une taille réduite et un couple important à la sortie vers les barres de torsion et donc les roues. En utilisant une liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort de type engrenage hypoïde, dans l’éventualité que le véhicule perd l’alimentation électrique, le système se bloque automatiquement dans la position. Le cout est moins cher que le cout d’un autre actionneur pour une suspension active. La solution peut être développée facilement en transverse.

L’invention est très utile dans l’industrie des véhicules automobiles, en particulier dans le domaine des suspensions pour transformer une suspension conventionnelle passive dans une suspension active. Le système de suspension est basé sur l’approche active où le mouvement vertical des roues par rapport au châssis est activement contrôlé par un système embarqué (en particulier le calculateur de bord du véhicule automobile). Le système suspension active de la présente invention permettra un réglage très flexible pour toutes les valeurs entre la limite inférieure et la limite supérieure. Grace a l’algorithme intelligent implémenté dans un calculateur le système suspension active de la présente invention permettra à la suspension de réagir selon la configuration de la route afin de maintenir le véhicule au même niveau à l’horizontale le plus possible. De plus, cette solution technique n’impacte pas l’architecture actuelle puisqu’elle peut être placée en parallèle au moyen d’une barre de torsion pour chacune des roues. En outre le mécanisme différentiel décrit confère un rapport de démultiplication très élevée dans un seul étage, en permettant une taille réduite et un couple important à la sortie. Le cout est considéré moins cher que le cout d’un autre actionneur pour la suspension active. Ainsi, la solution peut être développée facilement en transverse.

Claims

Système suspension active (SA), destiné à équiper les roues d’un essieu d’un véhicule automobile, le système suspension active comportant:
un module suspension active roue droite (1) qui comprend :

un premier actionneur (3) relié à un premier moyen de démultiplication d’effort (9) associé à la roue droite (16) par l’intermédiaire d’une première barre de torsion (13), qui commande un déplacement relatif entre les roues droite (16) et gauche (15) vers le haut et vers le bas ;

le premier moyen de démultiplication d’effort (9) destiné à traduire un mouvement de rotation du premier actionneur (3) en deux mouvements de rotation opposés de la première barre de torsion (13) autour de l'axe de rotation A avec un couple élevé et une vitesse élevée;

les extrémités de la première barre de torsion (13) sont destinées à être respectivement couplées au premier moyen de démultiplication d’effort (9) et au premier bras (11) de la roue droite (16);

un premier capteur angulaire mouvement (5) destiné à mesurer en permanence le déplacement en plan vertical de la roue droite (16) ;

un premier capteur angulaire force de torsion (7) destiné à mesurer la force de torsion sur la première barre de torsion (13) ;

le premier bras (11) de la roue droite (16) étant destiné à traduire les deux mouvements de rotation opposés de la première barre de torsion (13) autour de l'axe de rotation A, en deux mouvements vers le haut et vers le bas de la roue droite (16) ;

un module suspension active roue gauche (2) qui comprend :

un second actionneur (4) relié à un second moyen de démultiplication d’effort (10) associé à la roue gauche (15) par l’intermédiaire d’une seconde barre de torsion (14), qui commande un déplacement relatif entre les roues gauche (15) et droite (16) vers le haut et vers le bas ;

le second moyen de démultiplication d’effort (10) destiné à traduire un mouvement de rotation du second actionneur (4) en deux mouvements de rotation opposés de la seconde barre de torsion (14) autour de l'axe de rotation A avec un couple élevé et une vitesse élevée;

les extrémités de la seconde barre de torsion (14) sont destinées à être respectivement couplées au second moyen de démultiplication d’effort (10) et au second bras (12) de la roue gauche (15);

un second capteur angulaire mouvement (6) destiné à mesurer en permanence le déplacement en plan vertical de la roue gauche (15) ;

un second capteur angulaire force de torsion (8) destiné à mesurer la force de torsion sur la seconde barre de torsion (14);

le second bras (12) de la roue gauche (15) étant destiné à traduire les deux mouvements de rotation opposés de la seconde barre de torsion (14) autour de l'axe de rotation A, en deux mouvements vers le haut et vers le bas de la roue gauche (15) ;

des moyens de commande (34) pour émettre un signal de commande en direction du premier et second actionneur, les moyens de commande (34) étant reliés au premier actionneur (3) et au second actionneur (4) et destinés à commander le fonctionnement de ceux-ci en fonction des mesures des capteurs angulaires mouvement (5, 6) et des signaux capteurs angulaires force de torsion (7, 8).
Le système suspension active (SA) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande (34) comprennent un ECU muni d’un algorithme intelligent.
Le système suspension active (SA) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier et le second actionneur (3, 4) sont des moteurs électriques.
Le système suspension active (SA) selon l’une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le mouvement de rotation entre le premier et second actionneur (3, 4) et le premier et second moyen de démultiplication d’effort (9, 10) est transmis par l’intermédiaire d’une première et seconde liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort (17, 18).
Le système suspension active (SA) selon l’une quelconque des revendications précedentes, caractérisé en ce que la première et seconde liaison actionneur-moyen de démultiplication d’effort (17, 18) comprend des engrenages hypoïdes.
Le système suspension active (SA) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier et le second moyen de démultiplication d’effort (9, 10) comprend des mécanismes planétaires différentiels.
Le système suspension active (SA) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est destiné à équiper les roues avant d’un véhicule automobile.
Véhicule comprenant un système de suspension active selon l’une quelconque des revendications précédentes.