CA2328765A1

CA2328765A1 - Suspension with transverse leaf and upper roll axis

Info

Publication number: CA2328765A1
Application number: CA002328765A
Authority: CA
Inventors: Eric Deschamps
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2000-08-24
Also published as: WO2000048853A3; WO2000048853A2

Abstract

The invention concerns a suspension for land vehicles consisting of the combination of three specific features for each axle or ski gear system whereof one transverse spring leaf (3) linking the middle of the sprung mass (8) to two transverse suspension arms (1) each directly mounted to the vehicle sprung mass by a single axle for being fixed longitudinally to the vehicle so as to obtain a roll axis higher than the barycentre of vehicle sprung mass. The suspension arms directly receive at their free end, the swivel pins of the wheels (2) or the ski swivel pins. The fixing axes of each of the suspension arms are either coaxial or arranged parallel and symmetrically on either side of the plane of symmetry longitudinally/vertically to the vehicle.

Description

SUSPENSION Ä LAME TRANSVERSALE ET Ä AXE DE ROULIS SUPÉRIEUR
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
Cette suspension est conçue pour équiper des véhicules terrestres dotés de plus de SUSPENSION WITH CROSS BLADE AND UPPER ROLLER AXIS
DESCRIPTION
TECHNICAL AREA
This suspension is designed to equip land vehicles with more than

2 roues ou dotés de 2 skis ou plus et d'un système d'entraînement quelconque.
II est à noter que le terme «terrestres» est utilisé dans son sens le plus large, soit celui décrivant le sol d'un corps céleste.
DESCRIPTION DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE' Un véhicule terrestre, lorsqu'il effectue un virage, est soumis à une accélération centrifuge qui agit sur toutes les masses qui le composent et qui peut ëtre schématisée au centre de l'union de ses masses. Cette accélération centrifuge est définie par l'équation mathématique c~~ = R (eq. 1.0) où «ay» représente l'accélération centrifuge, «v»: la vitesse du véhicule et «R»: le rayon du virage. Cette accélération est transmise à la masse composant le véhicule et résulte en une force centrifuge qui tend à le propulser hors du virage. Pour que le véhicule puisse progresser sur un même rayon, il faudra que la force d'adhérence générée par ses pneus (ou skis) soit équivalente à cette force centrifuge que nous noterons «Fy». Or, on dénote une distance entre le centre de masse du véhicule et ses surfaces d'appui au sol puisque le véhicule est contenu dans un volume se déplacant au-dessus du terrain. Cette distance provoque un moment de rotation de la masse du véhicule qui tend à le faire basculer autour de ses points d'appui les plus éloignés du centre du virage.
Cette représentation simpliste d'un véhicule peut être raffinée en réalisant que ce damier est composé d'une masse suspendue par un ensemble de roues, ressorts, amortisseurs et bras. On dira de cette masse qu'elle est suspendue et de l'ensemble des autres qui composent les trains de roues (ou de skis) qu'elles sont non-suspendues. Bien que l'accélération centrifuge se manifeste au centre de masse globale du véhicule, il faudra la décomposer pour isoler son effet sur le véhicule entier ainsi que sur la rotation qu'elle transmet à la masse suspendue sur ses ressorts. Pour chaque train de roues (ou skis) caractérisé géométriquement pour une assiette spécifique du véhicule, il existe un point autour duquel toute force latérale n'entraînera pas de roulis de la masse suspendue en relation avec les ressorts qui la FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 00148853 PCTlCA99/00113 supportent mais aura plutôt comme effet de faire basculer le véhicule autour de ses points de contact extérieurs tel un corps rigide. On nomme ce point, le «centre de roulis ». L'agencement géométrique de l'ensemble-suspension en rapport à
l'assiette du véhicule définit la location du centre de roulis instantané. En reliant le centre de roulis de chaque train par une droite, on obtient «l'axe de roulis ». Jusqu'à
présent, les véhicules conventionnels ont été conçu de façon à positionner l'axe de roulis sous la projection de leur centre de masse dans le plan de symétrie vertical/longitudinal. II s'en suit que non seulement le véhicule entier tend à basculer autour de ses appuis extérieurs mais que sa masse suspendue, roulant autour de son axe de roulis, s'incline aussi vers l'extérieur du virage. Si on établit une équation des moments de roulis en virage pour chacune des masses soumises à des angles de rotation restreints , on obtient (ref. fig. 1.0):
F,. ~ h, + M~o - Of ~ 2 = l, ~ 9 (eq. 2.0) F,. ~ (Iz~B - hr ) - MK~ = h ~ ~ (eq. 2.1 ) L'équation 2. 0 représente la sommation des moments exercés sur la masse non-suspendue alors que l'équation 2.1 représente la sommation de ceux exercés sur la masse suspendue. Le terme qui nous intéresse est la différence de chargement vertical sur les deux roues (ou skis) de la coupe schématisée. Bien que le système soit dynamique, si nous supposons que nous nous trouvions bien en deçà de l'apparition d'un angle «6 » (les points d'appui sont tous en contact avec le sol), alors cet angle et ses dérivés seront nul et l'équation 2.0 pourra s'écrire sous la FY'h,+MK
forme: Vif= = ' (eq. 2.2) t La différence de chargement vertical est donc proportionnelle à la hauteur du centre de roulis ainsi que du moment de rigidité des ressorts et inversement proportionnelle à l'écartement des pneus. Chose importante à souligner, dans le cas d'un véhicule équipé d'une suspension conventionnelle, le moment de rigidité «Mxo»
s'additionne au premier terme de l'équation 2.2. Dans l'équation 2.1, l'accroissement de la rigidité
des ressorts limitera l'inclinaison de la masse suspendue vers l'extérieur.
Sauf que, selon l'équation 2.2, plus les ressorts seront rigides, plus rapidement ils transféreront de poids des appuis intérieurs aux appuis extérieurs selon l'accroissement de l'angle FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 00/48852 wheels or with 2 or more skis and any drive system.
II is note that the term "terrestrial" is used in its broadest sense, either that describing the soil of a celestial body.
DESCRIPTION OF THE PRIOR ART
A land vehicle, when making a turn, is subject to a acceleration centrifugal which acts on all the masses which compose it and which can be schematized at the center of the union of its masses. This centrifugal acceleration East defined by the mathematical equation c ~~ = R (eq. 1.0) where "ay" represents centrifugal acceleration, "v": vehicle speed and "R": radius of turn. This acceleration is transmitted to the ground making up the vehicle and results in a strength centrifugal which tends to propel it out of the turn. So that the vehicle can progress on the same radius, the adhesion force generated by his tires (or skis) is equivalent to this centrifugal force which we will note "Fy". Gold, we denote a distance between the center of mass of the vehicle and its surfaces support on the ground since the vehicle is contained in a volume moving above of ground. This distance causes a moment of rotation of the mass of the vehicle who tends to tip it around its most distant support points center of turn.
This simplistic representation of a vehicle can be refined by realizing that this checkerboard is composed of a mass suspended by a set of wheels, springs, shock absorbers and arms. We will say of this mass that it is suspended and all of the others that make up the wheel (or ski) trains that they are not suspended. Although centrifugal acceleration manifests at the center of mass of the vehicle, it will have to be broken down to isolate its effect on the vehicle integer as well as on the rotation it transmits to the mass suspended on its springs. For each wheel set (or skis) characterized geometrically for a specific attitude of the vehicle, there is a point around which any force lateral will not roll the suspended mass in relation to the springs who the SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) WO 00148853 PCTlCA99 / 00113 support but will rather have the effect of tilting the vehicle around of its external contact points such as a rigid body. We call this point, the "center of roll ”. The geometric arrangement of the suspension assembly in relation to the plate of the vehicle defines the location of the instant roll center. By connecting the center of roll of each train by a straight line, we get the "roll axis". Until present, conventional vehicles have been designed to position the axis of roll under the projection of their center of mass in the plane of symmetry vertical / longitudinal. It follows that not only does the whole vehicle tend to tip around its external supports but that its suspended mass, rolling around its roll axis also tilts outwards from the turn. If we establish An equation bending roll moments for each of the masses subject to angles of restricted rotation, we obtain (ref. fig. 1.0):
F ,. ~ h, + M ~ o - Of ~ 2 = l, ~ 9 (eq. 2.0) F ,. ~ (Iz ~ B - hr) - MK ~ = h ~ ~ (eq. 2.1) Equation 2. 0 represents the summation of the moments exerted on the non-mass suspended while equation 2.1 represents the summation of those exercised on the suspended mass. The term that interests us is the difference in loading vertical on the two wheels (or skis) of the schematic section. Although the system be dynamic, if we assume that we are well below the appearance of an angle "6" (the support points are all in contact with the ground), then this angle and its derivatives will be zero and equation 2.0 can be written under the FY'h, + MK
form: Vif = = '(eq. 2.2) t The difference in vertical loading is therefore proportional to the height of the center of roll as well as the moment of stiffness of the springs and vice versa proportional the tire spacing. Important thing to emphasize, in the case of a vehicle equipped with a conventional suspension, the moment of rigidity "Mxo"
adds up at the first term of equation 2.2. In equation 2.1, the increase in the rigidity springs will limit the inclination of the suspended mass outwards.
Except that, according to equation 2.2, the stiffer the springs, the faster they will transfer of weight of internal supports to external supports according to the increase in the angle SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) WO 00/4885

3 PCT/CA99/00113 Le système deviendra instable lorsque fes ressorts seront en fin de course et que le véhicule pourra être considéré comme une masse rigide basculant autour de ses appuis extérieurs et sera maintenant pourvu d'un ceritre de masse global localisé
plus à l'extérieur et plus haut que le centre de roulis qui servait auparavant de point d'application de la force centrifuge. Le centre de roulis, en devenant le «centre de basculement», sera projeté instantanément aux appuis extérieurs ce qui aura pour effet d'accroître le moment de roulis causé par la force centrifuge.
Aussi, à vouloir contrer le balancement de la masse suspendue en augmentant la rigidité des ressorts, on vient compromettre le confort de roulement en accentuant la fréquence naturelle de la masse suspendue.
La différence de chargement vertical aux points d'appui est cruciale dans l'analyse des performances en adhésion du véhicule puisque, lors d'un virage, un train de pneus perd ses capacités à générer une force latérale équivalente à celle qui pourrait ëtre développée en ligne droite (lorsque chaque pneu est chargé
également). La courbe caractéristique de la force latérale générée par tout pneu en fonction de son chargement vertical pour un angle de déflexion défini (ou angle de slip du terme anglais) possède une pente positive décroissante. Cette courbe indique que plus le chargement vertical sur un pneu augmente, plus la force latérale qu'il génère sera grande jusqu'à atteindre un plateau asymptotique, mais aussi, plus sa canaci~g à générer une force latérale diminuera. Pour contrer l'effet de la force centrifuge et garder le véhicule sur son rayon de virage, un pneu ayant atteint un plateau d'adhérence pour un angle de slip défini devra sauter à une courbe caractéristique supérieure. Si l'angle de direction n'est pas corrigé pour atteindre le nouvel angle de slip, il s'en suivra un effet de sous-virage ou de sur-virage suivant l'emplacement du pneu ou du train de pneus en question. Tout comme la courbe de chargement vertical d'un pneu, celle définissant la force latérale en fonction de l'angle de slip possède un sommet après quoi la fonction décroît. Bien sur, cette description bi-dimensionnelle de la relation «chargement vertical - angle de slip -force latérale» n'est qu'une simplification pour illustrer des phénomènes simultanés.

FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) DESCRIPTION DE LA SUSPENSION «LT-ARS»
La suspension à _Lame Transversale et à A_xe de _Roulis Supérieur que nous désigneront par l'abréviation «LT-ARS» , transforme le schéma des réactions illustré
à la fig. 1.0 en un nouveau modèle réactif défini à la fig. 3Ø
Le concept de la suspension «LT-ARS» repose sur trois éléments fondamentaux:
pour chaque train de roues (ou de skis) positionné sur un mëme axe transversal au plan longitudinal/vertical du véhicule, nous devons retrouver, en premier lieu, ni plus ni moins que, deux bras transversaux de suspension (1) montés de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal/vertical du véhicule. Ces deux bras peuvent ëtre montés soit coaxialement selon un axe de roulis longitudinal situé au milieu du véhicule (ref. fig. 2) ou soit montés sur deux axes longitudinaux (9) au véhicule (ref.
vue B; fig. 2); parallèlement et symétriquement de part et d'autre du plan symétrique longitudinallvertical du véhicule. Dans la plupart des cas, ces bras sont montés plus haut que le centre de masse de la masse suspendue {8) du véhicule et y sont montés rigidement sauf pour un degré de liberté de façon à permettre une rotation de chaque bras suivant l'axe {ou les axes) longitudinal{aux) au véhicule. En vue de coupe {ref.
fig. 2.0), l'axe de roulis est illustré ponctuellement. Ces deux types de position d'attache doivent faire en sorte que l'axe de roulis de la suspension soit plus haut que la projection du centre de masse de la masse suspendue dans le plan longitudinal du véhicule et ce, en tout temps, suivant le mouvement des bras de suspension en relation à toutes les assiettes pratiquement réalisable par le véhicule durant son utilisation normale.
En deuxième lieu, chaque bras de suspension doit avoir fixé à son bout extérieur le pivot de fusée (2) de chaque roue (ou pivot de ski) affectée à son coté ne conférant à
ce dernier qu'au maximum un seul degré de liberté en rotation suivant un axe de pivot (ou axe de Kingpin du terme anglais) vertical ou quasi-vertical pour tenir compte des angles de carrossage et de chasse.
En dernier lieu, chaque train doit compter une lame-ressort (3) ou un ensemble de lames-ressort (4) positionné transversalement au plan de symétrie longitudinailvertical du véhicule. Cette lame ou cet ensemble doit être fixé
rigidement au milieu de la masse suspendue du véhicule. S'il n'est question que d'une seule lame, elle sera fixée à la masse suspendue par son centre. S'il s'agit d'un ensemble de lames-ressort, leur extrémité adjacente au plan médian du véhicule sera fixée 3 PCT / CA99 / 00113 The system will become unstable when the springs are at the end of their travel and that the vehicle can be considered as a rigid mass tilting around its external supports and will now be provided with a global mass ceritre located farther outside and higher than the roll center that was used previously point of centrifugal force. The roll center, becoming the "center of tilting ", will be instantly projected to the external supports which will for effect of increasing the roll moment caused by centrifugal force.
Also, to want to counteract the swinging of the suspended mass by increasing the stiffness of the springs, the ride comfort is compromised by accentuating the natural frequency of the suspended mass.
The difference in vertical loading at the support points is crucial in analysis adhesion performance of the vehicle since, during a turn, a train of tires lose their ability to generate a lateral force equivalent to that which could be developed in a straight line (when each tire is loaded also). The characteristic curve of the lateral force generated by all tire in depending on its vertical loading for a defined deflection angle (or angle of slip of the English term) has a decreasing positive slope. This curve indicated that the more the vertical load on a tire increases, the more the lateral force that he generates will be great until reaching an asymptotic plateau, but also, more her canaci ~ g to generate lateral force will decrease. To counter the effect of the strength centrifugal and keep the vehicle on its turning radius, a tire having reaches a grip pad for a defined slip angle should jump to a curve superior characteristic. If the steering angle is not corrected for reach the new slip angle, there will be an understeer or oversteer effect next the location of the tire or set of tires in question. Just like the curve of vertical loading of a tire, that defining the lateral force as a function of the slip angle has a vertex after which the function decreases. Of course, this two-dimensional description of the relationship "vertical loading - angle of slip -lateral force ”is only a simplification to illustrate phenomena simultaneous.

SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) DESCRIPTION OF THE "LT-ARS" SUSPENSION
The suspension at _Lame Transversale and A_xe of _Roulis Supérieur that we denote by the abbreviation "LT-ARS", transforms the reaction scheme illustrated in fig. 1.0 into a new reactive model defined in fig. 3Ø
The concept of the “LT-ARS” suspension is based on three fundamental elements:
for each set of wheels (or skis) positioned on the same transverse axis at longitudinal / vertical plane of the vehicle, we must find, first place, no more no less than, two transverse suspension arms (1) mounted on either side and else of the longitudinal / vertical plane of symmetry of the vehicle. These two arms can be mounted either coaxially along a longitudinal roll axis located in the middle of vehicle (ref. fig. 2) or be mounted on two longitudinal axes (9) at vehicle (ref.
view B; fig. 2); parallel and symmetrically on either side of the plane symmetrical longitudinal vertical of the vehicle. In most cases, these arms are mounted more high as the center of mass of the suspended mass (8) of the vehicle and are there mounted rigidly except for a degree of freedom so as to allow rotation of each arm along the longitudinal axis (or axes) (aux) to the vehicle. With a view to section {ref.
fig. 2.0), the roll axis is shown punctually. These two types of position of attachment must ensure that the roll axis of the suspension is upper that the projection of the center of mass of the mass suspended in the plane longitudinal of the vehicle and this, at all times, following the movement of the arms of suspension in relation to all the plates practically achievable by the vehicle during normal use.
Secondly, each suspension arm must have fixed at its end outside on rocket pivot (2) of each wheel (or ski pivot) assigned to its side does conferring on the latter that at most only one degree of freedom in rotation along an axis of vertical or quasi-vertical pivot (or Kingpin axis of the English term) for take into account camber and hunting angles.
Finally, each train must have a leaf spring (3) or a set of leaf springs (4) positioned transversely to the plane of symmetry vertical vehicle vertical. This blade or this set must be fixed rigidly in the middle of the suspended mass of the vehicle. If there is only one alone blade, it will be fixed to the mass suspended by its center. If it is a together leaf springs, their ends adjacent to the median plane of the vehicle will be fixed

4 FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) rigidement à la masse suspendue (ref. vue A; fig. 2). Chaque extrémité libre de la lame ou de l'ensemble de lames-ressort doit venir s'insérer dans chaque bras de suspension au coté correspondant du même train de façon à ne permettre qu'un seul degré de liberté de la lame relativement au bras de suspension en un glissement transversal. Ce glissement pourrait ëtre possible en insérant l'extrémité
libre de la lame ou de l'ensemble de lames-ressort dans l'ouverture maintenue entre deux rouleaux (5) fixés transversalement au bras de suspension ét ceci pour chacun des cotés du véhicule.
La lame-ressort ou l'ensemble de lames-ressort peut être construit soit en matériaux métalliques, en matériaux plastiques, en matériaux composites, par toutes combinaisons de ces derniers ou par la confection d'un ensemble-lames construit de plusieurs lamelles.
La théorie gouvernant le fonctionnement de la suspension «LT-ARS» est la suivante:
comme tous véhicules terrestres négociant un virage, l'accélération centrifuge s'applique au centre de masse de ce dernier. Puisqu'il s'agit aussi d'un véhicule muni d'une suspension, la force engendrée doit être répartie à la fois sur l'ensemble du véhicule tel un corps rigide et à la fois sur sa masse suspendue.
Contrairement à
un véhicule équipé d'une suspension traditionnelle, celui possédant une suspension «LT-ARS» affiche des équations de moments de roulis en virage quelques peu différentes. Pour chaque masse, nous obtenons à présent:
F,. ~ h, - Mx~ - Vif. ~ 2 = l, ~ 6 (eq. 3.0) -FY ~ (!r, - Ir _~ ) + M,~o = l, ~ c~ (eq. 3.1 ) Encore une fois, l'équation 3.0 représente la sommation des moments exercés sur la masse non-suspendue alors que l'équation 3.1 représente celle des moments exercés sur la masse suspendue. Le facteur important dans ces nouvelles équations est la soustraction du moment de rigidité du ressort au moment causé par l'accélération centrifuge. En factorisant pour afZ dans l'équation 3.0 et en supposant un angle « 8» nul ainsi que ses dérivés, on obtient:
F. ~ Ir, - Mx ' (eq.3.2).
Bién que la suspension «LT-ARS» possède un centre de roulis plus élevé que celui 4 SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) rigidly to the suspended mass (ref. view A; fig. 2). Each free end of the blade or blade-spring assembly must fit into each arm of suspension at the corresponding side of the same train so as to allow only one alone degree of freedom of the blade relative to the suspension arm in one slip transverse. This sliding could be possible by inserting the end free from leaf or leaf-spring assembly in the opening held between two rollers (5) fixed transversely to the suspension arm and this for each of sides of the vehicle.
The leaf spring or leaf spring assembly can be constructed by either materials metallic, plastic, composite, by all combinations of these or by making a blade assembly built of several slats.
The theory governing the operation of the "LT-ARS" suspension is the next:
like all land vehicles negotiating a turn, centrifugal acceleration applies to the center of mass of the latter. Since it is also a vehicle provided with a suspension, the force generated must be distributed both over all of the vehicle as a rigid body and at the same time on its suspended mass.
Contrary to a vehicle fitted with a traditional suspension, one with a suspension “LT-ARS” displays equations of roll moments in turns a little different. For each mass, we now get:
F ,. ~ h, - Mx ~ - Vivid. ~ 2 = l, ~ 6 (eq. 3.0) -FY ~ (! R, - Ir _ ~) + M, ~ o = l, ~ c ~ (eq. 3.1) Again, Equation 3.0 represents the summation of the moments exerted on the unsprung mass while equation 3.1 represents that of moments exerted on the suspended mass. The important factor in this news equations is the subtraction of the spring stiffness moment from the moment caused by centrifugal acceleration. By factoring for afZ in equation 3.0 and by assuming an angle “8” null as well as its derivatives, we obtain:
F. ~ Ir, - Mx '(eq.3.2).
Although the "LT-ARS" suspension has a higher roll center than the one

5 FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) retrouvé sur une suspension conventionnelle, le signe précédant la composante du moment de rigidité vient compenser cette caractéristique néfaste. Le moment de rigidité est défini comme étant ~'I~IA = Ko ~ ø (eq. 4.01. Donc, plus l'angle de roulis «ø»
e de la masse suspendue sera grand, plus le moment de rigidité aura un effet sur la redistribution du chargement vertical. Ou encore, plus la constante de rigidité du ressort «Kø » sera élevée, plus le résultat de la redistribution sera rapide pour des angles de roulis moindres. Si nous gardons une constante de rigidité faible, nous pourrons cependant assurer une fréquence naturelle de la masse suspendue plus près de la fréquence optimale pour le confort des occupants et ce pour toutes les conditions d'opération du véhicule (soit aux environs de 1 Hertz).
En redistribuant le transfert de chargement des appuis extérieurs vers les appuis intérieurs par l'action de la rotation de la masse suspendue autour de l'axe de roulis, les pneus d'un même train sont soumis à un chargement vertical plus uniforme.
La force d'adhérence totale générée par ceux-ci peut donc être plus élevée pour un angle de slip moindre. L'utilisation de la suspension «LT-ARS» permet d'optimiser la force latérale totale que peut générer un train complet d'un véhicule jusqu'au seuil pratique où la performance en virage des pneus s'estompe en augmentant leur angle de slip .
On pourrait croire, à premiere vue, que la suspension «LT-ARS» n'est pas une suspension dite «indépendante». Cependant, puisque chaque roue (ou ski) sur un même train est associée à un bras de suspension distinct et que ie centre de la lame-ressort possède une rigidité qui tend vers l'infini, -séparant ainsi ses deux cotés-nous sommes donc en présence d'une suspension indépendante.
Une suspension doit aussi posséder des appendices permettant de dissiper l'énergie emmagasinée dans ses ressorts surtout au stade de l'extension. L'utilisation d'un amortisseur télescopique par mouvement translatoire comme on en retrouve sur nos voitures conventionnelles ne peut facilement ëtre intégré à l'enveloppe de la suspension «LT-ARS». Une configuration possible pourrait prendre la forme d'un amortisseur rotatif (6) permettant une différence de vitesse angulaire entre la masse suspendue et chacun des bras de suspension. Une autre possibilité consisterait à
confectionner un amortisseur fixé à même la lame-ressort par l'assemblage d'une série de plaquettes transversales au plan longitudinallvertical du véhicule, baignant 5 SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) found on a conventional suspension, the sign preceding the component of moment of rigidity compensates for this harmful characteristic. The moment of stiffness is defined as ~ 'I ~ IA = Ko ~ ø (eq. 4.01. So, the more the angle roll ø
e of the suspended mass, the greater the moment of rigidity will have on the redistribution of vertical loading. Or, the more the constant of rigidity of “Kø” spring will be high, the faster the result of the redistribution for some lower roll angles. If we keep a low stiffness constant, we can however ensure a natural frequency of the suspended mass more near the optimal frequency for the comfort of the occupants and this for all the vehicle operating conditions (around 1 Hertz).
By redistributing the load transfer from the external supports to the supports interiors by the action of the rotation of the suspended mass around the axis roll, tires on the same train are subjected to a more uniform vertical load.
The total adhesion force generated by them can therefore be higher for a less slip angle. The use of the “LT-ARS” suspension allows optimize the total lateral force that a complete train of a vehicle can generate up to threshold practice where the cornering performance of the tires fades by increasing their angle of slip.
At first glance, one might think that the "LT-ARS" suspension is not a so-called “independent” suspension. However, since each wheel (or ski) on a same train is associated with a separate suspension arm and that the center of the blade-spring has a rigidity which tends towards infinity, -separating its two listed-we are therefore in the presence of an independent suspension.
A suspension must also have appendices to dissipate the energy stored in its springs, especially at the extension stage. Use of a telescopic shock absorber by translatory movement as found on our conventional cars cannot easily be integrated into the envelope of the "LT-ARS" suspension. A possible configuration could take the form of a rotary damper (6) allowing a difference in angular speed between the mass suspended and each of the suspension arms. Another possibility would be at make a shock absorber attached to the leaf spring by the assembly of a series of plates transverse to the longitudinal vertical plane of the vehicle, bathing

6 FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) dans un milieu visqueux et glissant les unes contre les autres telles les pages d'un livre souple qu'on fléchirait. En plus de dissiper l'énergie du ressort en extension, l'amortisseur pourrait jouer un rôle important dans la phase de compression du ressort. En effet,- une suspension conventionnelle possède une butée de fin de course afin de stopper son mouvement lorsque soumise à une accélération verticale trop importante. L'intégration de butées de fin de course dans la conception de la suspension «LT-ARS» pose un problème d'ordre structural puisque ie gain de force engendré par fa longueur des bras de suspension additionné au positionnement central des points d'attache rend leur durabilité précaire.
L'addition d'un contrôle actif au fonctionnement des amortisseurs permettrait de combler cette lacune en transformant une partie de l'énergie soumise au système en chaleur lorsque l'accélération verticale en compression serait trop importante. La résistance de l'amortisseur s'additionnerait ainsi au travail du ressort.
L'utilisation d'un amortisseur à contrôle actif agissant sur un fluide électro-rhéologique ou magnéto-électro-rhéologique serait particulièrement efficace dans une telle utilisation (ref. US4942947).
DESCRIPTION DES FIGURES
La figure 1 représente une vue de coupe d'un véhicule possédant une suspension traditionnelle à pilier rigide. Cette schématisation illustre la position relative des centres de masse et de roulis ainsi que la direction des forces agissant sur les différentes masses. La figure 2 représente une vue de coupe d'un véhicule pourvu d'une suspension «LT-ARS». La figure 3 reprend la géométrie de la figure 2 et illustre le nouveau schéma réactif des forces propre à la suspension «LT-ARS».
La figure 4 montre une schématisation en perspective d'une utilisation optimale de la suspension «LT-ARS».
UNE UTILISATION OPTIMALE
De façon à minimiser l'inventaire des pièces sur un véhicule automobile possédant quatre roues (ref. fig. 4.0), chacun des trains avant et arrière est équipé de bras transversaux de suspension (1) montés sur deux axes longitudinaux (9) au véhicule, parallelement et symétriquement de part et d'autre du plan symétrique longitudinal/vertical du véhicule. Chaque axe d'attache (9) est défini par des paliers de roulement (7) installés le plus près du milieu du véhicule de façon à
minimiser le 6 SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) in a viscous medium and sliding against each other such as pages of a flexible book that we would flex. In addition to dissipating the energy of the spring by extension, the shock could play an important role in the compression phase of the spring. - a conventional suspension has an end stop running in order to stop its movement when subjected to an acceleration vertical too important. Integration of limit stops in the design of the “LT-ARS” suspension poses a structural problem since the gain in strength generated by the length of the suspension arms added to the positioning central point of attachment makes their durability precarious.
The addition of active control to the operation of the shock absorbers would allow of fill this gap by transforming part of the energy subjected to system in heat when the vertical acceleration in compression would be too important. The shock absorber resistance would thus add to the work of the spring.
Use an active control damper acting on an electro-rheological fluid or magneto-electro-rheological would be particularly effective in such a use (ref. US4942947).
DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figure 1 shows a sectional view of a vehicle having a suspension traditional rigid pillar. This diagram illustrates the position relative of centers of mass and roll as well as the direction of the forces acting on the different masses. Figure 2 shows a sectional view of a vehicle provided of an “LT-ARS” suspension. Figure 3 shows the geometry of Figure 2 and illustrates the new reactive force diagram specific to the “LT-ARS” suspension.
The Figure 4 shows a perspective diagram of optimal use of the "LT-ARS" suspension.
OPTIMUM USE
In order to minimize the parts inventory on a motor vehicle possessing four wheels (ref. fig. 4.0), each front and rear axle is equipped with arms transverse suspension (1) mounted on two longitudinal axes (9) at vehicle, parallel and symmetrically on either side of the symmetrical plane longitudinal / vertical of the vehicle. Each attachment axis (9) is defined by bearings bearing (7) installed closest to the middle of the vehicle so as to minimize the

7 FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) déplacement du centre de roulis suivant la course des bras de suspension (1 }.
Le rapprochement des paliers d'attaches (7) permet en outre l'utilisation de bras de suspension (1 ) plus longs minimisant ainsi la variation de l'écartement des pneus et la variation de ('angle de corrossage suivant le déploiement de la suspension.
Les paliers d'attache (7) sont installés plus haut que la projection dans le plan transversal du centre de masse de la masse suspendue (8). Pour chacun des cotés respectifs, chacun des axes (9) des trains avant et arrière est coaxial suivant une légère pente croissante de l'arrière vers !'avant de façon à obtenir un accroissement de rigidité en roulis à l'arrière du véhicule.
Sur le train avant, chacun des bras de suspension (1 ) a fixé à son bout extérieur le pivot de fusée (2) de chaque roue correspondante au coté désigné, permettant à
cette dernière un seul degré de liberté en rotation suivant un axe de pivot quasi-vertical. II s'agit ainsi des roues directionnelles. Sur le train arrière, on retrouve !e même arrangement sans toutefois permettre un degré de liberté en pincement.
Chacun des trains avant et arrière est muni d'une seule lame-ressort (3) positionnée transversalement au plan de symétrie longitudinal/vertical du véhicule. Ces deux lames (3), pour le véhicule complet, sont fixées rigidement par leur propre centre au milieu de la masse suspendue (8) du véhicule entre les paliers d'attache (7).
Chacune de leurs extrémités libres vient s'insérer dans chaque bras de suspension (1) correspondant au coté désigné entre un rouleau (5) (ref. fig. 2) supérieur et un autre inférieur, fixés transversalement à la structure du bras de suspension en question (1 ). Chaque lame (3) jouit ainsi d'un degré de liberté relativement aux bras de suspension (1 ) en un glissement transversal. Les lames (3) sont construites en matériaux composites et possèdent un épaississement de leur centre de façon à
permettre leur fixation à la structure de la masse suspendue (8).
Des amortisseurs rotatifs (6) sont installés entre chaque bras de suspension (1 ) et la structure centrale de la masse suspendue (8). Ceux-ci utilisent un fluide magnéto-électro-rhéologique et sont contrôlés activement à l'aide d'une boite de contrôle alimentée à mëme la source 12 Volts du véhicule et aiguillée à partir de lectures fournies par des accéléromètres montés sur la masse suspendue (8) et sur l'extrémité de chaque bras de suspension (1 ). 7 SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) displacement of the roll center following the stroke of the suspension arms (1}.
The approximation of the attachment bearings (7) also allows the use of arm of longer suspension (1) thus minimizing the variation in the spacing of the tires and the variation of the corrosive angle according to the deployment of the suspension.
The attachment bearings (7) are installed higher than the projection in the plane transverse from the center of mass of the suspended mass (8). For each side respective, each of the axes (9) of the front and rear axles is coaxial along a slight slope increasing from back to front so as to obtain an increase in rigidity in roll at the rear of the vehicle.
On the front axle, each of the suspension arms (1) fixed at its end outside on stub axle (2) of each corresponding wheel on the designated side, allowing the latter a single degree of freedom in rotation along a pivot axis almost vertical. These are the directional wheels. On the rear axle, we find!
same arrangement without however allowing a degree of freedom in pinching.
Each of the front and rear axles is fitted with a single leaf spring (3) positioned transverse to the longitudinal / vertical plane of symmetry of the vehicle. These of them blades (3), for the complete vehicle, are rigidly fixed by their own center at middle of the suspended mass (8) of the vehicle between the attachment bearings (7).
Each of their free ends is inserted into each arm of suspension (1) corresponding to the side designated between an upper roller (5) (ref. Fig. 2) and one other lower, fixed transversely to the structure of the suspension arm in question (1). Each blade (3) thus enjoys a relatively high degree of freedom.
arms suspension (1) in a transverse sliding. The blades (3) are built in composite materials and have a thickening of their center so as to allow their attachment to the structure of the suspended mass (8).
Rotary dampers (6) are installed between each suspension arm (1) and the central structure of the suspended mass (8). These use a fluid magneto-electro-rheological and are actively controlled using a box of control supplied from the vehicle's 12 Volt source and routed from readings supplied by accelerometers mounted on the suspended mass (8) and on the end of each suspension arm (1).

8 FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) 8 SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

1. A suspension for land vehicles with more than two wheels or more than one ski comprising, for each set of wheels or skis, the combination of the following three characteristics:

(a) no more and no less than two suspension transverse arms fitted on either side of the longitudinal/vertical plane of symmetry of the vehicle and fixed directly to the sprung mass of the vehicle so that that each of them is constrained to only one degree of freedom in rotation along an axis longitudinal to the vehicle so as to obtain a roll center of the suspension above the projection of the center of mass of the sprung mass in the transverse plane and this, for the entire stroke practically usable by these two suspension arms;
b) a leaf spring or a set of leaf springs positioned transversely to the longitudinal/vertical plane of symmetry of the vehicle and rigidly fixed in the middle of the sprung mass of the vehicle and having each of its fiber ends inserted into each transverse suspension arm to the corresponding side of so as to obtain only one degree of freedom relative to each of the arms suspension transverses in a transverse sliding;
c) a king pin for each wheel or a pivot for each fixed ski directly to the free end of the control arm assigned to his side.

2. A suspension as defined in claim 1 whose two arms suspension crossbars are fixed respectively on two axes longitudinal to the vehicle and positioned parallel and symmetrically go and on the other side of the longitudinal/vertical plane of symmetry of the vehicle.

3. A suspension as set forth in claim 2 where, for the same quoted of the vehicle, all the fixing pins between the transverse arms of suspension of the different trains of the vehicle and the sprung mass are coaxial.

4. A suspension as defined in claim 1 whose two arms suspension crossbars are fixed coaxially in the middle of the mass suspended and higher than the projection of the center of mass of the mass suspended in the transverse plane of the train of wheels or skis.

5. A suspension as set forth in claim 4 wherein all axes of fasteners between the transverse suspension arms of the various trains of the vehicle and the sprung mass are coaxial.

6. A suspension as defined in claim 1, the pivot of which rocket of each wheel or the pivot of the ski is fixed rigidly to the free end of the arms transverse suspension assigned to its side except for a degree of freedom in rotation along a vertical or quasi-vertical pivot axis in order to hold account of caster and camber angles.

7. A suspension as defined in claim 1 whose blade-spring or the leaf spring assembly is constructed either of metallic materials, plastic materials, composite materials or any combination of these latter.

8. A suspension as defined in claim 1 wherein a mechanism damping is fixed only to the leaf spring or to the assembly of spring blades so as to dissipate its energy by restricting its rate of deformation.

9. A suspension as defined in claim 1 wherein a mechanism damping is fixed between the transverse suspension arm and the sprung mass of the vehicle for each side of the vehicle so as to dissipate the energy contained in the leaf-spring or the set of leaf-spring by restricting the relative rate of rotation between each of the arms transverse of suspension and the suspended mass.

10. A suspension as defined in claim 8 or 9 whose mechanism damping is controlled by hydraulic, electric or electronic.