FR2701902A1 - Système de régulation et/ou de commande d'une suspension de véhicule automobile. - Google Patents

Abstract

a) Système de régulation et/ou de commande d'une suspension de véhicule automobile. b) Système de régulation et/ou de commande d'une suspension de véhicule, selon lequel au moins un actionneur (14) monté entre la carrosserie et au moins une roue constitue le système de suspension, avec des moyens de régulation et/ou de commande (310, 320, 330, 331, 332, 333, 334, 335, 340, 350, 360, 370), sont appliqués à l'actionneur en fonction de grandeurs qui représentent et/ou influencent l'état de conduite du véhicule, pour exercer des efforts entre la carrosserie et la roue.

Description

"Système de régulation et/ou de commande d'une suspen- sion de véhicule

automobile"

La présente invention concerne un système de régulation et/ou de commande d'une suspension de véhi-

cule, selon lequel au moins un actionneur monté entre la carrosserie et au moins une roue constitue le sys-

tème de suspension, avec des moyens de régulation et/ou de commande, sont appliqués à l'actionneur en fonction de grandeurs qui représentent et/ou influen-10 cent l'état de conduite du véhicule, pour exercer des efforts entre la carrosserie et la roue.

Pour améliorer le confort de roulement de véhicules de tourisme et/ou de véhicules utilitaires, la conception de la suspension a une signification15 essentielle Pour cela, il faut utiliser comme compo- sante de la suspension, des systèmes de ressorts et/ou d'amortissement puissants. Dans les suspensions passives utilisées en- core de manière principale actuellement, les systèmes de suspension des roues sont des systèmes de ressorts et/ou d'amortisseurs conçus suivant l'usage prévu pour

le véhicule, au moment du montage, avec une tendance soit pour une suspension dure (suspension sportive) soit pour une suspension souple (confortable) De25 tels systèmes ne permettent pas d'agir sur la caracté-

ristique de la suspension pendant l'utilisation.

Par contre, dans les suspensions actives, on

monte entre la carrosserie et les roues des action-

neurs qui peuvent exercer pendant le déplacement et suivant l'état de roulement, des efforts entre la car- rosserie et les roues On peut ainsi influencer la

caractéristique de la suspension et ainsi le compor-

tement au roulement de l'ensemble du véhicule dans le

sens d'une commande ou d'une régulation.

Pour réaliser une suspension active, on con-

naît par exemple des stratégies de régulation selon les demandes DE-P 39 16 460 8 et P 41 33 237 7, qui améliorent les caractéristiques de la suspension en modifiant les paramètres de réglage selon l'état de

roulement instantané.

Une réalisation d'un système hydraulique

pour une régulation de suspension est par exemple con-

nue selon l'article "Ein Hochleistungskonzept zur

aktiven Fahrwerkregelung mit reduziertem Energiebe-

darf" (concept très puissant pour la régulation active de la suspension avec une consommation d'énergie réduite), ATZ Automobiltechnische Zeitung 94 ( 1992),

pages 392-404.

Le système de régulation et/ou de commande

d'une suspension de véhicule automobile selon l'inven-

tion, avec entre la carrosserie et au moins une roue, au moins un actionneur comme système de suspension, prévoit des moyens de régulation et/ou de commande qui sollicitent les actionneurs en fonction de grandeurs représentant l'état de fonctionnement du véhicule et/ou influençant celui-ci pour exercer des efforts

entre la carrosserie et la roue Les moyens de régula-

tion et/ou de commande se composent d'au moins deux blocs de commande et/ou de régulation pour commander et/ou réguler des caractéristiques différentes du véhicule influençant l'état de fonctionnement de celui-ci De plus, des moyens de modification sont

prévus pour introduire ou éliminer des blocs de com-

mande et/ou de régulation Le système selon l'inven-

tion permet de réaliser de la manière la plus simple les objectifs de régulation les plus importants pour

une suspension active.

On peut ainsi réduire au minimum les mouve-

ments de la carrosserie engendrés par les manoeuvres de conduite et les irrégularités de la chaussée; cela signifie que la carrosserie conserve pratiquement sa position ce qui est très agréable pour les passagers du véhicule De plus, un tel véhicule à carrosserie

stabilisée se maîtrise très bien même dans des situa-

tions de conduite critiques Par ailleurs, pour une telle mise à l'horizontale de la carrosserie pendant les manoeuvres de conduite, on dispose à tout instant de toute la course de suspension pour absorber les irrégularités de la chaussée, ce qui est profitable à

la fois pour le confort et pour la sécurité de roule-

ment.

Dans le système selon l'invention, les pro-

blèmes de régulation ou de commande peuvent être dis-

tribués de manière hiérarchique pour que les blocs de commande et/ou de régulation permettent d'agir sur la

suspension pour des objectifs de régulation et de com-

mande différents On peut ainsi prévoir différents blocs de commande et/ou de régulation:

pour compenser l'accélération longitudinale et s'op-

poser aux mouvements de la carrosserie induits par des variations de l'accélération longitudinale et/ou pour une régulation SkyhookGroundhook, compensant

les mouvements de la carrosserie induits principale-

ment par les irrégularités de la chaussée et/ou

pour la régulation de niveau (ou d'assiette) permet-

tant de réguler ou de commander des niveaux de con-

signe choisis pour les essieux des véhicules, par

exemple en fonction de la charge et/ou de la chaus-

sée, et/ou pour la compensation de l'accélération transversale,

en s'opposant aux mouvements de la carrosserie in-

duits par des variations des accélérations transver-

sales. Selon l'état de fonctionnement du véhicule (par exemple les manoeuvres de direction, le freinage, l'accélération, l'état de chargement) qui est détecté

par des capteurs, les blocs de commande et/ou de régu-

lation peuvent être mis en oeuvre ou coupés séparément

ou en groupe Ainsi, pour calmer la carrosserie (con-

fort de roulement élevé) sur une trajectoire droite pratiquement sans accélération, on met en oeuvre de

manière très complète le bloc de régulation "Skyhook-

Groundhook" alors que par exemple lorsqu'on détecte de

petits mouvements transversaux du véhicule (par exem-

ple pour des manoeuvres de direction) on intègre d'une manière légère le bloc de régulation "compensation de

l'accélération transversale" et on supprime partielle-

ment le bloc de réglage "Skyhook-Groundhook" évoqué

ci-dessus, suivant l'importance des mouvements trans-

versaux.

La partie de régulation qui supprime les mouvements de basculement d'avant en arrière de la

carrosserie sous l'effet des accélérations longitudi-

nales du véhicule, peut également être supprimée pour les déplacements en ligne droite sans accélération Si par contre on détecte l'état de conduite "freinage" ou "accélération" il faut réactiver instantanément cette

partie de régulation.

Le système selon l'invention a également l'avantage que les pondérations les plus différentes

pour les blocs partiels, suivant chaque état de con-

duite, permettant une commande optimale des action-

neurs car en fonction des grandeurs représentant et/ou influençant l'état de déplacement, on peut couper ou mettre en oeuvre les blocs de commande et/ou de régu- lation dans le concept de commande et/ou de régulation d'ensemble On peut de cette manière et selon l'état de conduite, intégrer ou couper des parties complètes de régulation ou de commande par rapport à l'ensemble

du système.

Mais comme à cause d'objectifs de commande et de régulation différents pour les blocs de commande et/ou de régulation on peut arriver à des sauts de force lors de la mise en route et/ou de la coupure des

blocs, sauts qui détériorent le confort et/ou la sécu-

rité de fonctionnement, il est particulièrement avan-

tageux selon le procédé de l'invention que les diffé-

rents blocs puissent être intégrés ou coupés en conti-

nu selon de petits pas.

De préférence, les blocs de commande et/ou de régulation déterminent les valeurs de consigne pour

les forces que les actionneurs doivent appliquer.

Pour intégrer ou couper des blocs de comman-

de et/ou de régulation, on peut prévoir à l'intérieur du moyen de régulation et/ou de commande une unité de commande et de contrôle pour former des grandeurs de commande et/ou de contrôle Ces grandeurs de commande et/ou de contrôle peuvent alors prendre des valeurs discontinues ou continues Dans le cas de la formation de valeurs discontinues, on peut prévoir à l'intérieur des moyens de modification, les moyens de traitement

des grandeurs de commande et/ou de contrôle pour trai-

ter ces grandeurs de commande et/ou de contrôle afin que ces grandeurs prennent des valeurs continues Ces moyens sont avantageusement réalisés sous la forme de

filtres passe-bas.

Pour détecter des grandeurs représentant et/ou influençant l'état de fonctionnement du véhicule on peut prévoir des moyens de détection pour détecter directement ou indirectement:

le mouvement relatif entre la carrosserie du véhicu-

le et les roues et/ou l'accélération verticale de la carrosserie et/ou l'accélération longitudinale du véhicule et/ou l'accélération transversale du véhicule et/ou l'angle de direction et/ou la vitesse longitudinale du véhicule et/ou

la pression d'un moyen de compression dans l'action-

neur. Il est particulièrement important qu'en plus des actionneurs déjà évoqués on prévoie également pour des raisons de sécurité, des stabilisateurs passifs c'est-à-dire non modifiables pendant le fonctionnement dans les systèmes de suspension Cela offre l'avantage

qu'en cas de défaillance de l'hydraulique ou du dispo-

sitif de commande cela permet une utilisation non limitée du véhicule alors passif Ces stabilisateurs peuvent toutefois conduire à ce que, suivant l'état de la surface de la chaussée, la carrosserie subisse de forts mouvements de tangage Il est alors prévu pour compenser les mouvements de carrosserie induits par

les irrégularités de la chaussée dans les stabilisa-

teurs passifs, d'utiliser un bloc de commande et/ou de

réglage pour s'opposer à la compensation des stabili-

sateurs Cette compensation des stabilisateurs est prévue principalement dans le cas o l'on renonce à la régulation "Skyhook- Groundhook" évoquée ci-dessus et

o le véhicule comporte des stabilisateurs passifs.

Selon un développement avantageux du système selon l'invention, l'actionneur comporte deux chambres de travail séparées l'une de l'autre par un piston, au

moins l'une des deux chambres de travail pouvant rece-

voir un fluide comprimé pour appliquer des efforts en-

tre la carrosserie du véhicule et une roue De plus, le piston peut comporter au moins un passage pour le fluide comprimé, passage par lequel le fluide comprimé passe de la première à la seconde chambre Cela offre

l'avantage de régler un amortissement passif suffi-

sant En particulier, cet orifice de passage peut être réglable ce qui offre l'avantage d'un amortissement passif variable L'amortissement passif est notamment

nécessaire car pour de telles suspensions partielle-

ment actives ayant principalement pour but d'influen-

cer les mouvements verticaux, du fait de la largeur de bande limitée, on ne peut influencer qu'insuffisamment de manière active, de tels mouvements propres de roue

à haute fréquence Cet amortissement passif peut éga-

lement se régler à un niveau plus élevé que dans les situations normales, pour les situations de conduite

critiques.

C'est ainsi qu'il peut être prévu, partant

de grandeurs fournies par des capteurs et qui repré-

sentent et/ou influencent l'état de conduite du véhi-

cule, de former une grandeur de commande et/ou de con-

trôle pour régler l'ouverture de passage dans le pis-

ton de l'actionneur.

Il est particulièrement avantageux de déter-

miner la grandeur de commande ou de contrôle pour

régler l'ouverture de passage dans le piston de l'ac-

tionneur en fonction de la vitesse, de l'angle de direction détecté, et/ou en fonction du mouvement relatif détecté entre la carrosserie et la roue, ou de l'accélération détectée On peut ainsi reconnaître des états de conduite très dynamiques ou critiques (par exemple des manoeuvres d'échappement), le passage sur

un talus, etc, réglant alors un amortissement pas-

sif plus important.

Dessins. Un exemple de réalisation d'un système selon l'invention sera décrit ci-après à l'aide des dessins

annexés dans lesquels: -

la figure 1 montre les composants hydrau-

liques les plus importants.

la figure 2 montre les capteurs des systè-

mes.

la figure 3 donne une vue d'ensemble du

concept de régulation global du système de suspension.

les figures 4 à 17 montrent des réalisa-

tions plus précises des différents éléments du concept

d'ensemble de régulation.

Exemple de réalisation.

Dans cet exemple, selon la figure 1, on dé-

crira tout d'abord une vue d'ensemble des composants hydrauliques du système de régulation de suspension à

décrire.

Les composants hydrauliques principaux sont les suivants: une pompe Il réglable entraînée par le moteur M du véhicule,

un ou plusieurs accumulateurs de pression 12, d'ali-

mentation,

un accumulateur à ressort 13 associé à chaque ensem-

ble de roue, et qui peut également être constitué par un accumulateur de capacité supplémentaire, à chaque unité de roue est associé un actionneur 14 avec un seul branchement de pression et une soupape d'amortissement qui peut également être réglable,

des distributeurs proportionnels, réglés en pres-

sion, à commande préalable avec retour hydraulique ou électrique de pression, un distributeur d'arrêt 16 à fonctions multiples, à commande préalable par la pression d'alimentation, pour chaque ensemble de roue, un réservoir d'huile 17 pour le liquide comprimé, un filtre 18 pour nettoyer le liquide hydraulique,

des conduites de pression de retour et'de commande.

La figure 1 montre deux des quatre action-

neurs 14 prévus en tout, montés respectivement entre la carrosserie du véhicule et un ensemble de roue Les actionneurs 14 se composent d'un cylindre recevant un piston coulissant Le piston de l'actionneur est fixé à une tige de piston qui sort d'une face frontale du cylindre, l'autre face frontale ou la tige de piston

est reliée respectivement à la carrosserie et à un en-

semble de roue.

La pompe 11 entraîné par le moteur M du véhicule aspire du réservoir 17 le fluide hydraulique tel que par exemple un liquide, et le refoule dans la conduite centrale d'alimentation Un filtre 18 nettoie le liquide hydraulique Un clapet anti-retour relie la conduite d'alimentation centrale à l'accumulateur de

pression d'alimentation 12 Un autre clapet anti-

retour permet au liquide hydraulique de passer dans

les distributeurs proportionnels 15 réglés en pres-

sion, à commande préalable, avec retour hydraulique ou électrique de la pression Un accumulateur à ressort 13 est relié par une conduite à la chambre de travail de chaque actionneur 14 La chambre de travail se trouve dans le cylindre de l'actionneur du côté du piston opposé à celui de la tige de piston De l'autre côté de l'actionneur une chambre de pression est reliée par un passage à la chambre de travail Un organe d'étranglement de commande équipe le passage

pour permettre, par commande de cet organe d'étrangle-

ment commandé, d'ouvrir plus ou moins le passage entre

la chambre de travail et la chambre de pression.

Après branchement d'une tension électrique à l'organe d'étranglement de commande, on peut ainsi modifier le passage ou la soupape d'amortissement de l'actionneur 14 et changer ainsi la caractéristique d'amortissement de chaque actionneur Le distributeur proportionnel 15 permet d'influencer séparément la pression dans chaque accumulateur à ressort 13, et

d'agir sur la position du distributeur d'arrêt à fonc-

tions multiples 16.

Les figures la, lb, lc montrent différents

modes de réalisation de l'actionneur 14 et de l'accu-

mulateur à ressort 13.

La figure la montre comme la figure 1, un

montage qui peut être appelé montage à cylindre sépa-

rateur à cause du piston séparateur coupant le cylin-

dre de travail en deux chambres de travail, L'ouver-

ture de passage du piston séparateur peut soit être réglée de manière fixe, soit, comme cela a été décrit ci-dessus, être conçue de façon réglable La chambre de travail située de l'autre côté de la tige de piston est sollicitée directement par le fluide comprimé alors que la chambre de travail traversée par la tige

de piston ne reçoit le fluide comprimé que par l'ori-

fice de passage.

La figure 1 montre un montage à piston plon-

geur Le distributeur de réglage 15 peut régler une pression prédéterminée p dans le cylindre de travail et ainsi une force souhaitée pour l'actionneur F = p*Aks, par alimentation ou évacuation de fluide

comprimé; dans cette formule Aks représente la sec-

tion de la tige de piston Dans ce montage, l'ouvertu-

re de passage vers l'accumulateur 13 définit l'amor-

tissement passif; cette ouverture de passage peut, là encore, être réglable ou fixe Dans le sens du montage h à cylindre divisé, décrit cidessus, le cylindre de

travail correspond ainsi à la première chambre de tra-

vail sollicitée directement par le fluide comprimé et l'accumulateur 13, relié par l'ouverture de passage à la première chambre de travail, correspond à la secon- de chambre de travail; celle-ci est sollicitée par le fluide comprimé de manière indirecte par l'ouverture

de passage.

Enfin, à la figure lc, l'accumulateur 13 est conçu comme un accumulateur à plusieurs volumes Par

l'utilisation d'un tel accumulateur à plusieurs volu-

mes on peut diminuer de manière très importante la puissance hydraulique demandée pour les manoeuvres de

conduite au montage à cylindre séparateur.

Les capteurs représentés à la figure 2 four-

nissent les données de l'état de conduite et de mouve-

ment instantané du véhicule représentant la position de base pour l'action de régulation Pour convertir le procédé de régulation décrit ci-après il faut dans cet exemple de réalisation les capteurs suivants: un capteur 21 pour la compression de l'ensemble de roue; ce capteur fournit un signal proportionnel à la distance Zar entre la roue et la carrosserie; un capteur d'accélération 22 1 à mesure statique monté à proximité du centre de gravité du véhicule pour mesurer l'accélération transversale à l'axe longitudinal du véhicule et fournir un signal aqs proportionnel à cette accélération; en option chaque fois, un capteur d'accélération

22 2 de mesure statique, prévu au niveau du pare-

choc avant et du pare-choc arrière du véhicule et

fournissant un signal aqv, aqh proportionnel à l'ac-

célération transversale par rapport à l'axe longitu-

dinal du véhicule; un capteur d'accélération 22 à mesure statique monté à proximité du centre de gravité et fournissant un signal al proportionnel à l'accélération dans la direction longitudinale du véhicule; trois capteurs d'accélération 24 de mesure statique, prévus par exemple à proximité de trois des quatre paliers supérieurs des actionneurs, fournissant un signal Za" proportionnel à l'accélération du point d'application dans la direction de l'axe vertical du véhicule;

un capteur d'angle 25 fournissant un signal LW pro-

portionnel à l'angle de direction de roue, un capteur de vitesse de déplacement 26 fournissant

un signal V proportionnel à la vitesse de déplace-

ment, un capteur 27 pour chaque retour du distributeur

proportionnel 15 réglé en pression, à commande préa-

lable, fournissant un signal p proportionnel à la pression régnant dans l'accumulateur à ressort 13 de chaque actionneur, un capteur 28 fournissant un signal pv proportionnel

à la pression dans l'accumulateur d'alimentation 12.

La conception particulière des différents

capteurs est d'une importance secondaire pour le prin-

cipe de réglage qui sera décrit ci-après Les descrip-

tions suivantes relatives à l'exemple de réalisation,

ne concernent que les informations souhaitées: com-

pression de ressort Zar, accélération transversale du

véhicule au centre de gravité aqs, accélération trans-

versale du véhicule à l'avant et à l'arrière aqv, aqh, accélération verticale de la carrosserie du véhicule Za", accélération longitudinale du véhicule au centre

de gravité al, angle de direction LW, vitesse du véhi-

cule V et pression dans l'accumulateur à ressort p. Ces informations s'obtiennent par des adaptations

appropriées à partir des signaux fournis par les cap-

teurs décrits ci-dessus.

Pour des raisons de sécurité, le véhicule

est lui-même équipé de stabilisateurs passifs Le sys-

tème hydraulique peut être conçu pour que, dans les actionneurs, les pressions de consigne ne soient transformées en pressions réelles que pour une largeur de bande limitée correspondant à environ 5 Hz De plus, les actionneurs doivent n'avoir qu'un réglage lent de l'amortissement (Tcomm de l'ordre de 50 msec) en deux

étapes.

L'algorithme de régulation sera décrit ci-

après à l'aide des figures 3-17.

La figure 3 donne une vue générale du con-

cept d'ensemble de régulation pour la régulation semi-

active de la suspension selon cet exemple de réalisa-

tion Les dispositifs à commutateur et/ou capteur 310

comportent les capteurs déjà décrits, des convertis-

seurs analogiques/numériques AD et/ou des amplifica-

teurs Les autres blocs représentés à la figure 3 sont de préférence des composants en forme de programmes qui se déroulent par exemple sous forme de programmes

dans le microprocesseur du dispositif de commande.

L'unité câblée 310 fournit les signaux de mesure aux composants programmés sous une forme que le processeur peut interpréter L'unité de commande et de contrôle

ECU 320 reçoit tous les signaux de mesure et de commu-

tation de l'unité câblée 310 L'unité de commande et

de contrôle ECU 320 a pour fonction de surveiller l'é-

tat de l'environnement formé par le système, l'état de

roulement et le conducteur, et d'intégrer ou d'élimi-

ner le cas échéant des parties de régulation (par exemple la compensation de l'accélération transversale

333 ou la compensation de stabilisateur 334), d'accé-

lérer des parties de régulation (par exemple le régu-

lateur d'assiette 332) ou de faire des réglages

d'amortissement 335 L'unité de contrôle 320 doit con-

trôler la plausibilité des signaux de capteurs à l'ai-

de d'informations en partie redondantes (on peut par

exemple soit mesurer directement l'accélération lon-

gitudinale du véhicule, soit l'évaluer à partir de la vitesse longitudinale V du véhicule, ou encore mesurer directement l'accélération transversale aq du véhicule ou l'évaluer à partir de l'angle de direction LW et de la vitesse longitudinale V du véhicule); le cas

échéant on peut influencer les composants du régula-

teur ou, dans le cas extrême, on peut fermer des sou-

papes de sécurité Le système hydraulique est conçu pour que le véhicule se comporte, lorsque les soupapes de sécurité sont fermées, comme s'il était équipé d'un système de suspension passif classique, Les grandeurs de commande et de contrôle sont combinées par des

fonctions minimum et maximum et sont fournies aux com-

*posants de régulation.

Les composants de régulation et de commande 330, 331, 332, 333, 334, 335 proprement dits sont de préférence des modules programmés qui déterminent les forces de consigne pour les actionneurs 14 à l'aide de la fonction de signal et de commande Le programme de régulation calcule pour chaque actionneur une force de consigne Fvls, Fvrs, Fhrs, Fhls transformée par calcul en une commande de distributeur proportionnelle La transformation par calcul peut se faire à l'aide d'une courbe caractéristique ou par un circuit de régulation

de pression d'ordre inférieur Dans la suite on pré-

voit pour les grandeurs mentionnées ci-dessus des in-

dices i et/ou j L'indice i indique l'appartenance de la grandeur respective à l'essieu avant (i = v) ou à l'essieu arrière (i = h); l'indice j est prévu pour l'appartenance à la moitié droite du véhicule (j = r) ou à la moitié gauche du véhicule (j = 1) C'est ainsi que la force de consigne évoquée ci-dessus Fvls est la

force de consigne réglant l'actionneur avant gauche.

Les forces de consigne sont globalement désignées par Fijs Dans la suite on ne décrira que les parties de régulation utilisées pour former les forces de consi-

gne Fij en fonction de l'état de roulement du véhicu-

le, du conducteur et/ou de l'environnement.

La figure 4 montre la compensation de l'ac-

célération longitudinale 330 Pour qu'au freinage et à l'accélération les mouvements de la carrosserie soient

aussi réduits que possible, la compensation de l'accé-

lération longitudinale 330 génère un premier couple de tangage Mb LBK et une première force de relevage FZLBK

qui s'opposent aux mouvements de plongée de la carros-

serie du véhicule L'unité 330 présente ainsi notam-

ment le comportement dynamique d'un organe de trans-

f ert D Talpha c'est-à-dire un comportement différentiel

temporisé La première grandeur de commande SLBK per-

met d'intégrer ou d'éliminer la compensation de l'ac-

célération longitudinale Cette fonction d'intégration

ou d'élimination n'est reçue que par l'unité de com-

mande 320.

Comme grandeur d'entrée de la compensation d'accélération longitudinale 330 on dispose, d'une

part, de la grandeur de mesure al représentant l'accé-

lération longitudinale du véhicule, et, d'autre part, de la première grandeur de commande SLBK En sortie de

l'unité de compensation de l'accélération longitudina-

le 330 on a la force quasi modale de la carrosserie FZLBK (première force de relevage) et Mb LBK (premier couple de tangage) Pour former ces premières forces de carrosserie quasi modales FZLBK et Mb LBK on traite dans les unités de filtre 41 et 42 le signal al

représentant l'accélération longitudinale du véhicule.

Ces unités de filtre 41, 42 sont des éléments à carac-

téristique PD Talpha (fonction de transfert proportion-

nelle différentielle avec temporisation) En sortie des unités de filtre 41 et 42 on dispose alors des grandeurs Fz et Mb représentant une force de relevage et un couple de basculement selon l'accélération lon- gitudinale détectée du véhicule Les unités 43 et 44 assurent une pondération des grandeurs Fz et Mb en fonction des premières grandeurs de commande SLBK On

peut ainsi commander la participation de la compensa-

tion de l'accélération longitudinale pour former les forces de consigne On peut ainsi envisager à titre

d'exemple que la fraction de la composante de l'accé-

lération longitudinale soit prise en compte d'une manière particulièrement importante pour former les

forces de consigne pour de simples manoeuvres d'accé-

lération ou de freinage du véhicule. La figure 5 a montre la régulation "Skyhook-

Groundhook" 331 Cette branche de régulation 331 est une option et n'est pas intégrée à chaque véhicule La régulation "Skyhook-Groundhook" détermine des forces

ou couples à partir des signaux d'accélération de car-

rosserie Zal", Za 2 ", Za 3 " et des signaux de compres-

sion de ressort Zarij, forces qui isolent aussi bien

que possible la carrosserie par rapport à la chaussée.

Suivant la géométrie du véhicule, on peut utiliser

comme mouvement quasi modaux les mouvements de releva-

ge et de tangage ainsi que les mouvements de relevage

de l'essieu avant et de l'essieu arrière Ces varia-

tions ne concernent que les matrices de transformation dans les blocs 530 et 540 pour calculer les grandeurs

de mouvements quasi modales et l'unité 340 pour déter-

miner les forces Il convient également de considérer la préparation des signaux pour obtenir la vitesse de

carrosserie Zalv', Za 2 v', Za 3 v' à partir des accéléra-

tions mesurées de la carrosserie Zal", z A 2 ", Za 3 ".

Pour éviter autant que possible la dérive avant l'in-

tégration de l'accélération, on utilise comme cela apparaît à la figure 5 b, la différence de deux filtres

passe-bas (filtres passe-bas 5201, 5202) avant l'inté-

gration, pour obtenir la vitesse de la carrosserie. Les filtres passe-bas 5201, 5202 ont des fréquences limites différentes Pour le comportement d'ensemble du système il semble plus intéressant d'utiliser un telle préparation des signaux, plutôt qu'un filtre

passe-haut pour éliminer le décalage.

A partir des compressions de ressort Zarij ou des déviations de régulation (Zarij Zaris) des

compressions de ressort Zarij et des positions d'as-

siette de consigne correspondantes Zaris des essieux en tenant compte de l'assiette réglée, on détermine dans les unités 511, 512, 513, 514 et 530, de manière connue, les mouvements quasi modaux de la carrosserie comme la vitesse de relevage, la vitesse de tangage et la vitesse de roulis (Zg', betag', alphag') On peut également représenter ces mouvements par exemple comme des mouvements de relevage et des mouvements verticaux de la carrosserie dans la zone avant et arrière de la

carrosserie D'autres détails apparaîtront à la lectu-

re du document DE-P 42 17 325 6 De même, les unités

540 calculent les mouvements quasi modaux de la car-

rosserie à partir des données des capteurs d'accéléra-

tion de la carrosserie Pour cela on se référera au

document DE-P 41 17 897 1.

La figure 6 montre le régulateur d'assiette (ou régulateur de niveau) 332 qui compense lentement les variations de charge du véhicule Pour cela, dans

une première étape, les unités 601, 602, 603, 604 cal-

culent les déviations de régulation à partir des com-

pressions de ressort Zarij et des positions de consi-

gne d'assiette correspondantes Zaris des essieux Ces

déviations de régulation (Zarij Zaris) sont multi-

pliées dans une autre étape par les grandeurs de com-

mande d'assiette SNIV Les différences de régulation ainsi pondérées sont filtrées en mode passe-bas dans les filtres 611, 612, 613, 614 pour donner les gran- deurs eij A partir de ces grandeurs, dans les unités

620, on forme les déviations de régulation quasi moda-

les ez, ealpha, ebeta Cela se fait par les combinai-

sons suivantes: ez = 1/4 * (evl+evr+ehl+ehr) ealpha = 1/2 * l(evlevr)/Swv + (ehl-ehr)/Swhl ebeta = l(evl+evr)-(ehl-ehr)l/d,

dans ces combinaisons Swh et Swv représentent la lar-

geur de voie avant et arrière; d représente l'empat-

tement Pour une position d'assiette de consigne pré-

déterminée des essieux, ces grandeurs correspondent

aux déviations de régulation pour la course de releva-

ge ez, aux mouvements d'oscillation ealpha et aux mou-

vements de tangage ebeta Ces déviations de régula-

tion, quasi modales, sont transmises au cours d'une étape suivante à des éléments lents PIDT 1 (fonction de transfert proportionnelle intégrale différentielle avec temporisation) 631, 632, 633 pour qu'en sortie ces unités 631, 632, 633 donnent les forces ou les couples FZNIV (force de relevage), Ma NIV (couple de tangage) et Mb NIV (couple de tangage) La grandeur de commande SNIV est par exemple choisie en fonction de la vitesse du véhicule Les forces ou couples ainsi

obtenus FZNIV, Ma NIV et Mb NIV et les forces de décala-

ge Fij OFF qu'il reste à décrire (description de l'uni-

té 350 pour déterminer les forces de décalage) main-

tiennent le véhicule statiquement à l'état d'équili-

bre Pour un concept de régulation sans la régulation "Skyhook- Groundhook" 331 déjà décrite, le régulateur

de niveau 332 forme également le ressort de carrosse-

rie Cela signifie que l'on peut par exemple augmenter la dureté des ressorts en fonction de la vitesse de déplacement (force proportionnelle à la déviation de

régulation décrite ci-dessus) pour avoir' une correc-

tion d'assiette plus rapide lors du chargement et du

déchargement du véhicule Pour cette raison, la dévia-

tion de régulation peut être augmentée ou abaissée, comme cela a été décrit ci-dessus du coefficient SNIV en fonction de la vitesse du véhicule Un coefficient SNIV > 1 donne un régulateur d'assiette plus rapide et

un coefficient SNIV < 1 ralentit le régulateur.

Les figures 7 a-7 e représentent différentes

variantes de la compensation de l'accélération trans-

versale 333 La compensation de l'accélération trans-

versale 333 a pour but d'éviter les mouvements de rou-

lis engendrés par des manoeuvres de conduite (déplace-

ment en courbe) et/ou par le vent latéral Pour éviter les mouvements de roulis, on forme un couple de roulis proportionnel à l'accélération transversale Suivant la distribution du couple de roulis, on distribue le couple entre l'essieu avant et l'essieu arrière En général, la distribution du couple de roulis est une

grandeur constante que l'on ne change pas car elle in-

fluence la tenue de route du véhicule.

Comme cela apparaît à la figure 7 a, la com-

pensation de l'accélération transversale 333 de cette première variante reçoit un signal aqs représentant l'accélération transversale au centre de gravité du véhicule Ce signal aqs traverse un élément de filtre 7011 en forme d'élément à caractéristique PD Talpha et

fournit en sortie le signal Ma qui représente le cou-

ple de roulis engendré par l'accélération transversa-

le Le signal Ma est fourni d'une part à l'unité 7012 et, d'autre part, à l'unité 7013 Dans l'unité 7012 le couple de roulis Ma est multiplié par la grandeur R: ( 1 + R) et, dans l'unité 7013, il est multiplié par la

grandeur 1: ( 1 + R) Pour cela, la compensation d'ac-

célération transversale 333 reçoit la grandeur R La grandeur R est le quotient du couple de -roulis avant

et du couple de roulis arrière.

R = Mav: Mah = couple de roulis avant: couple de roulis arrière, dans laquelle Mav + Mah = Ma En sortie des unités 7012 et 7013 on a des signaux représentant le couple de roulis avant (Mav) et le

couple de roulis arrière (Mah) Ces signaux sont four-

nis aux autres unités 7014 et 7015 dans lesquelles ils sont multipliés par les coefficients 1: Swv (unité 7014) ou par le coefficient 1: Swh (unité 7015) Les grandeurs auxiliaires Swh et Swv correspondent à la

largeur de voie du véhicule à l'avant et à l'arrière.

Les grandeurs ainsi obtenues F' QBKV et F' QB Kh sont multipliées par la grandeur de commande SQBK dans les

unités 7016 En sortie de la compensation d'accéléra-

tion transversale 333 on dispose ainsi des signaux ou

des forces de consigne Fij QBK de l'accélération trans-

versale pour les quatre actionneurs FQBKV = ' QBKV * SQBK = Fvl QBK = -F Vr QBK FQB Kh = F QB Kh * SQBK = Fhl QBK = -Fhr QBK La variante la plus simple décrite ci-dessus de la compensation de l'accélération transversale 333

n'est toutefois pas satisfaisante dans tous les cas.

Des améliorations sont en effet souhaitables en parti-

culier pour les manoeuvres de conduite très dynami-

ques. Cela s'explique par exemple en ce que la mesure de l'accélération transversale au centre de gravité ne détecte pas les mouvements de giration De

plus, les signaux de sortie des capteurs d'accéléra-

tion sont en général fort chargés de bruit car il y a

un très grand fond parasite (vibrations du moteur).

Mais comme par exemple lors de l'attaque d'une courbe,

l'accélération transversale à l'avant de la carrosse-

rie est particulièrement élevée, on devrait obtenir un signal d'accélération exploitable très tôt avec au moins un capteur d'accélération prévu à l'avant de la carrosserie. Pour améliorer cette situation, la seconde

variante de la compensation de l'accélération trans-

versale 333 représentée à la figure 7 c propose le traitement de deux signaux de capteurs d'accélération transversale Pour cela la figure 7 b montre les deux

essieux et les quatre roues 7111 d'un véhicule La po-

sition du centre de gravité correspond à la référence S L'accélération transversale aq mesurée dans cette première variante est appliquée au centre de gravité alors que les accélérations transversales utilisées dans la seconde variante sont mesurées dans la zone

avant du véhicule aqv et dans la zone arrière du véhi-

cule aqh Ces deux accélérations transversales aqv et aqh sont fournies aux éléments de filtre 7210, 7211

conçus comme des éléments à caractéristique PD Talpha.

En sortie des unités de filtre 7210, 7211 on recueille les signaux Av et Ah représentant le couple de roulis

sur l'essieu avant (Av) et sur l'essieu arrière (Ah).

L'unité de filtre 7220 reçoit la distribution de cou-

ple de roulis R déjà décrite La fonction de transfert du filtre 7220 se décrit comme suit:

Dans une première étape on détermine l'indi-

ce du couple de roulis Av et Ah ayant l'amplitude la plus petite: Ax = min(I Avl,l Ahl), x = lv,hl Dans une étape suivante on forme les signaux de sortie Mav et Mah de l'unité 7220 en fonction de la distribution du couple de roulis R et du couple de roulis le plus petit Ax obtenu dans l'étape précédente: Mv = lR/(l+R)l * Aa = Mav Mh = ll/(l+R)l * Aa = Mah,

dans ces relations, pour x=v alors Mv = Mv+(Ah-

Av)*lv/l et pour x=h alors Mh = Mh+(Ah-Av)*lh/l.

En sortie de l'unité 7220 on dispose des signaux Mav et Mah représentant le couple de roulis avant et le couple de roulis arrière Ces signaux sont multipliés dans les unités 7230 et 7231, comme décrit ci-dessus, par les largeurs de voie Swi avant et

arrière, et dans les unités 7240 et 7241 par la gran-

deur de commande SQBK, pour donner des grandeurs de

sortie FQBKV et FQB Kh représentant les forces de con-

signe Fij QBK résultant de l'accélération pour les qua-

tre actionneurs: FQBKV = FQBK * SQBK = Fvl QBK = -Fvr QBK FQB Kh = F'QB Kh * SQBK = Fhl QBK = -F Vr QBK FQB Kh = F'QB Kh * SQBK = Fhl QBK = -Fhr Qs K

Pour mieux utiliser l'information supplémen-

taire fournie par le second capteur d'accélération transversale, on supprime la distribution constante du

couple de roulis R pour des accélérations avant et ar-

rière différentes Il est intéressant que le couple de roulis résultant de la différence d'accélération entre

l'avant et l'arrière, s'appuie sur l'essieu dont l'ac-

célération transversale a la plus faible amplitude.

Comme autre possibilité on peut appuyer le couple de roulis résultant de la différence des accélérations

transversales, sur l'essieu non articulé.

Il est par exemple avantageux, lorsqu'on attaque une courbe (valeur aq élevée dans la zone de l'avant du véhicule), d'appuyer la carrosserie sur

l'essieu arrière pendant que l'on recherche à distri-

buer plus régulièrement la charge des roues (force d'appui des roues) sur les roues avant La raison en est que la capacité de guidage latéral d'une roue dépend de la force d'appui qui n'est pas une fonction

linéaire Cela signifie que le guidage latéral résul-

tant pour les deux roues d'un essieu avant, est le plus grand lorsque les forces d'appui sont réparties

régulièrement entre les deux roues.

Une difficulté liée à cette seconde variante de compensation de l'accélération transversale résulte

du fait qu'il s'agit d'une simple commande, c'est-à-

dire qu'il n'y a pas d'information en retour indiquant

que le couple de roulis, réglé, avait la valeur cor-

recte.

Il faut en outre veiller à ce que le véhicu-

le ne devienne pas inconfortable à cause des irrégula-

rités de la chaussée pour les manoeuvres de conduite, en évitant néanmoins l'inconvénient que des décharges ou des charges trop importantes modifient la masse suspendue et conduisent à des angles de roulis trop importants L'algorithme représenté aux figures 8 a, 8 b, 8 c a pour but d'éviter cet inconvénient; il en est de même du procédé représenté aux figures 7 d et 7 e L'idée à la base de cet algorithme est que des mouvements de roulis très lents ne peuvent résulter

que d'incitations provenant de la manoeuvre de condui-

te A l'aide de l'angle relatif de roulis, à très bas-

se fréquence, on peut déterminer un coefficient de

correction La compensation de l'accélération trans-

versale, étendue par l'algorithme représenté à la

figure 8, apparaît aux figures 7 e et 7 d Les référen-

ces et le fonctionnement des schémas blocs représentés

correspondent en grande partie à la description des

figures 7 a et 7 c En plus du fonctionnement apparais-

sant aux figures 7 a et 7 c, on décrira les variantes de

compensation de l'accélération transversale à auto-

adaptation (figures 7 e et 7 d) recevant les compres-

sions de ressort Zarij et l'accélération transversale aqs mesurée au centre de gravité ou les accélérations transversales mesurées à l'avant et à l'arrière aqv et aqh pour les unités 7020 (figure 7 d) et 7212 (figures 7 e) Comme représenté à la figure 8, les unités 7020

forment la grandeur KQBK et les accélérations trans-

versales mesurées (aqs ou aqv et aqh) sont pondérées par la grandeur KQBK dans les unités 7021 ou 7213 et 7214. Dans le cas o deux capteurs d'accélération se trouvent dans la zone avant et la zone arrière du

véhicule, on détermine dans l'étape 810 l'accéléra-

tion transversale aqs au centre de gravité Dans les étapes 811 et 812, à partir des mouvements de rentrée de ressort Zarij, on représente l'angle de roulis relatif avant et arrière dv et dh Ces signaux aqs, dv et dh sont filtrés en mode passe-bas dans les unités 813; il s'agit de préférence d'un filtre passe-bas

d'ordre 2 à fréquence limite d'environ 0,3 Hz On exa-

mine le signe algébrique des angles relatifs avant et

arrière dv' et dh' fournis par le filtrage passe-bas.

Dans le cas o les angles de roulis relatifs avant et arrière dv et dh ont le même signe algébrique

(dv'*dh'> 0) le mouvement de roulis concerne effective-

ment toute la carrosserie si bien que dans l'étape 816 on détermine une valeur de correction dcor La figure 8 montre trois variantes pour le calcul de dcor Le

choix parmi ces possibilités dépend du véhicule L'ac-

célération transversale obtenue dans l'étape 810 est filtrée en passe- bas dans l'étape 813, au centre de gravité aqs', et comparée en amplitude à un seuil aq limite dans l'étape 815 Lorsque cette accélération transversale aqs' dépasse ce seuil, on annule la valeur de correction dcor dans l'étape 817, puis dans l'étape 819, on fixe une valeur standard comme valeur de correction d'accélération transversale KQBK, valeur

standard découlant d'une valeur de commande ou de con-

trôle SQBK et d'une fonction Gp I; la fonction Gp I correspond à une fonction de transfert d'un élément Pl

(à comportement proportionnel et intégral) En parti-

culier, pour de petites accélérations au centre de gravité, on prend une valeur constante dans l'étape 819 Lorsqu'on a des accélérations transversales plus grandes (interrogation dans l'étape 815) on forme dans l'étape 820 une valeur de correction d'accélération transversale KQBK avec la valeur de correction dcor obtenue dans l'étape 816; les unités qui représentent l'étape 20 sont déjà caractérisées par le comportement de transfert Pl déjà décrit (fonction de transfert

Gp 1 (s) avec S représentant la variable de Laplace).

La compensation de stabilisateurs du module de régulation (figure 9) est nécessaire dans les variantes de concept de régulation ne comportant pas la régulation "Skyhook-Groundhook" déjà décrite Il

semble intéressant, pour des considérations de sécuri-

té, d'équiper le véhicule avec des stabilisateurs classiques pour qu'en cas de défaillance du système hydraulique ou du dispositif de commande, on dispose des fonctions non limitées d'un véhicule passif Dans le cas d'un concept de régulation sans régulation

"Skyhook-Groundhook", ces stabilisateurs font toute-

fois que, suivant la nature de la chaussée, la carros-

serie peut subir de forts mouvements de roulis On

peut réduire cet effet en créant des forces d'action-

neurs s'opposant aux forces des stabilisateurs Selon l'accélération transversale ou la vitesse du véhicule on peut intégrer ou éliminer cette compensation de stabilisateurs de module par le facteur de commande SSK. Une réalisation détaillée de la compensation

de stabilisateurs 334 apparaît à la figure 9 Les uni-

tés 901 et 902 reçoivent ainsi des signaux de compres-

sion de ressort Zarij et divisent la différence des

signaux des compressions avant et arrière par la lar-

geur de voie correspondante à l'avant et à l'arrière.

Les unités 911 et 912 pondèrent ces signaux par les grandeurs de commande SSK pour donner les grandeurs ev et eh Les éléments 921 et 922 à caractéristique

PD Talpha forment les grandeurs FS Kv et FS Kh-

Le réglage d'amortissement (figure 10) dans les actionneurs doit donner une sécurité de conduite

suffisante pour le véhicule Avec les signaux de cap-

teurs et de commutation, on interroge les états de

conduite et par une logique correspondante, on effec-

tue le cas échéant un réglage de l'amortissement En

particulier pour des manoeuvres de conduite très dyna-

miques, en fonction de l'angle de direction et de la vitesse du véhicule, on commute sur un amortissement plus grand pour atténuer les pertes de dynamique du système hydraulique Comme autre état de conduite

délicat il y a les situations dans lesquelles le pis-

ton de l'amortisseur arrive en butée de traction du fait de la compression de ressort limitée, car dans ce

cas la roue n'a pas de contact avec le sol Ces situa-

tions apparaissent également pour le signal de com-

pression Zarij ou du fait que pour des capteurs de mesure statiques les accélérations de carrosserie Zan"

sont égales à 0 Pour éviter des situations de condui-

te critiques lorsque la roue frappe le sol, il faut régler un amortissement important Cet amortissement

important "calme" à la fois la carrosserie et la roue.

Une reconnaissance de saut de roue peut alors servir à rétablir plus rapidement le contact avec le sol après

des obstacles isolés (la roue décroche) Il peut éga-

lement être avantageux de détecter la chaussée pour régler un amortissement moyen pour des chaussées très mauvaises. Comme le montre la figure 10, le réglage de

l'amortissement 335 utilise le temps t et, comme gran-

deurs de commande, l'amplitude d'accélération Sds et le temps d'arrêt th Dans l'étape 1010 on compare l'amplitude d'amortissement Sds à l'amplitude réelle

instantanée de l'amortissement Sdi Lorsque la gran-

deur de consigne Sds et la grandeur réelle instantanée Sdi de l'amortissement se correspondent, on choisit comme grandeur de départ dans l'étape 1080 ou 1090, la tension de consigne Ud de l'amortisseur pour conserver l'amortissement instantané Si dans l'étape 1010 on

constate que la grandeur de consigne de l'amortisse-

ment Sds et la grandeur réelle Sdi instantanée de l'a-

mortissement ne se correspondent pas, on demande dans

l'étape 1020 si la grandeur de consigne Sds est supé-

rieure à la grandeur réelle Sdi de l'amortissement Si

* cette condition est satisfaite, à l'instant de commu-

tation tu (interrogation dans l'étape 1050) on règle

la grandeur de consigne d'amortissement dans les éta-

pes 1070 et 1090 en formant la tension de consigne Ud d'amortissement Si la grandeur de consigne Sds est

inférieure à la grandeur réelle Sdi dé l'amortisse-

ment, on demande dans l'étape 1030 si la différence entre l'instant actuel t et l'instant de commutation tu est plus courte que le temps d'arrêt th Si cette condition est satisfaite, on conserve la grandeur réelle d'amortissement Sdi pour les étapes 1060 ou 1090 Si la condition indiquée dans l'étape 1030 n'est

pas satisfaite, on actionne le réglage de l'amortisse-

ment dans l'étape 1040 ou 1090 pour régler la grandeur

de consigne Sds de l'amortissement.

La compensation longitudinale 330 décrite ci-dessus, la régulation "Skyhook-Groundhook" 331 et la régulation d'assiette 332 donnent comme grandeurs de sortie chaque fois les grandeurs de consigne pour la force derelevage Fz, le couple de tangage Mb et le couple de roulis Ma de la carrosserie Comme cela

apparaît à la figure 3, les grandeurs de consigne cor-

respondantes pour la force de relevage le couple de

roulis et le couple de tangage sont combinées et four-

nies à l'unité 340 L'unité 340 transforme la force de relevage, le couple de roulis et de tangage en des

forces de consigne pour les quatre actionneurs La ca-

ractéristique de transfert de l'unité 340 peut s'obte-

nir dans le détail dans le document DE-P-42 17 325 6

comme "matrice de distribution de forces".

Les signaux Fij K en sortie de l'unité 340 et

qui correspondent aux forces de consigne des action-

neurs, sont combinés comme cela apparaît à la figure 3 aux forces de consigne respectives des actionneurs pour la compensation de l'accélération transversale 333 et la compensation de stabilisateurs 334 De plus,

l'unité 350 permet de combiner également d'autres for-

ces de décalage Fij OFF aux forces de consigne des ac-

tionneurs. La combinaison de toutes les forces de con-

signe pour chaque actionneur donne les forces de con-

signe d'actionneurs Fijs appliquées aux moyens 360.

Les moyens 360 désignent ici les actionneurs et en

particulier les distributeurs proportionnels 15 (figu-

re 1) appliquant les forces d'actionneurs.

Deux réalisations différentes de la commande des distributeurs 15 apparaissent aux figures lla et llb.

La figure lla montre la commande d'un dis-

tributeur avec retour de pression mais sans capteur de pression Pour cela, l'unité 360 reçoit la force de

consigne d'actionneur Fijs (figure 3) Dans une pre-

mière étape 1100 on forme le quotient entre la force de consigne d'actionneur Fijs et la section de la tige de piston Aks La section de la tige de piston est la surface du piston de l'actionneur 14 selon la figure 1 Le quotient Ps ainsi formé, comme décrit ci-dessus, est multiplié dans l'unité 1101 par un coefficient de proportionnalité Pv donnant la grandeur Uv' Cette

grandeur Uv' est pondérée par le coefficient de com-

mande Sv dans l'unité 1102 Le coefficient de commande

Sv est compris entre O et 1; il peut diminuer la ten-

sion de commande de distributeur Uv en fonction de la pression régnant dans le système Plus l'amplitude de la tension de commande du distributeur Uv est faible

et plus passif sera le comportement du système de sus-

pension du véhicule.

La figure llb montre la commande d'un dis-

tributeur proportionnel par un capteur de pression et un régulateur de pression Dans ce cas on fournit, comme décrit ci-dessus, la force de consigne Fijs de

l'actionneur à l'unité 1100 qui forme le quotient Ps.

Dans une autre étape on traite la grandeur Ps dans l'unité 1103 pour obtenir la grandeur PSREF L'unité 1103 est en forme d'élément PT 1 et représente un modè-

le de référence de la soupape proportionnelle à com-

mander A l'instant 1106 on forme la différence du signal PSREF ainsi obtenu et du signal Pi Le signal

Pl représente la pression réelle mesurée Cette diffé-

rence delta P est appliquée au régulateur de pression

1104 dont le signal de sortie Uv' est traité dans l'u-

nité 1105 par le coefficient de commande Sv pour don-

ner le signal de commande Uv Dans ce cas, le coeffi-

cient de commande Sv peut également être compris entre

O et 1 et réduit la tension de commande de distribu-

teur Uv en fonction de la pression du système.

Selon la figure 12, on décrira l'intégration ou la suppression d'une composante de régulation Pour

éviter des sauts de forces, les composantes de régula-

tion qui fournissent en sortie les forces de consigne, les actionneurs ou les couples de consigne, ne sont

intégrées ou supprimées que pour des forces petites.

De manière idéale l'intégration ou la suppression des composantes de régulation produisant une force ne devraient se faire que lorsque la force de consigne instantanée de l'actionneur est égale à 0 Mais pour intégrer ou éliminer pour une force quelconque, on utilise un drapeau de commande discret S Flag prenant les états O ou 1 comme cela apparaît à la figure 12; ce drapeau constitue le signal d'entrée d'un filtre

passe-bas 121 d'amortissement critique dont la fré-

quence limite est inférieure à l Hz A la sortie du filtre passe-bas 121 on obtient, pour une variation d'état, un passage plus lent et plus continu d'un état

à l'autre Le signal de sortie Sc,,t du filtre passe-

bas est combiné par une multiplication 122 à la force de consigne ou au couple de consigne respectif de l'actionneur Fijs ou Ms par addition Cela permet d'intégrer ou d'éliminer les composantes de régulation lentement et en continu, couples qui sont produits par

la force d'actionneur Fijs.

Le fonctionnement de l'unité de commande et de contrôle ECU 320 sera décrit ci-après à l'aide des figures 13 et 14 L'unité de commande ECU 320 reçoit comme signaux d'entrée les signaux de capteurs déjà décrits Zarij, aqs ou aqv et aqh, al, Zan", LW, V, p et pv des capteurs 310 Ces signaux sont fournis à

l'unité de commande 1310 de l'unité de contrôle 1320.

L'unité de commande 1310 commande le système

de régulation en fonction de l'état du système compre-

nant le conducteur, le véhicule et l'environnement.

L'unité de contrôle 1320 contrôle et commande le sys-

tème suivant l'état du système comprenant les capteurs

et les circuits hydrauliques. En sortie de l'unité de commande 1310 on dispose des grandeurs de commande

S'SK, S'QBKI S'LQB Ki S v, S'N Iv, Sds' En sortie de l'unité de contrôle 320 on dispose des grandeurs de commande KSK, KQWK, KQBK, KLQBK, Kv, KNI Vi Kds, KLB Ki Kgr, KSKY Les grandeurs de commande pour la compensation de stabilisateurs

SSK, pour la compensation de l'accélération transver-

sale SQBK ou SLQBKI pour la commande de distributeur

Sv et pour la régulation d'assiette SNIV, sont obte-

nues dans les moyens 1331, 1332, 1333, 1334 pour que l'unité de commande 1310 ou l'unité de contrôle 1320 prennent comme grandeur de commande de sortie de

l'unité ECU 320,la plus petite des grandeurs de com-

mande Pour former la grandeur de commande pour le réglage de l'amortissement Sds on forme dans les

moyens 1335 la plus grande des deux grandeurs de com-

mande de l'unité de commande 1310 et de l'unité de

contrôle 1320.

Les grandeurs de commande pour la compensa-

tion de l'accélération longitudinale SLBK et pour la régulation "Skyhook-Groundhook" SSKY, SGR sont formées directement par l'unité de contrôle 1320 De plus, l'unité de contrôle 1320 forme un signal U Safe qui sert à commander la soupape de sécurité du système d'actionneurs Cette commande de sécurité peut faire par exemple qu'en cas de défaut, l'ensemble de la régulation de la suspension passe dans un état de

sécurité, de préférence passif.

On décrira ci-après de manière plus détail-

lée la formation des grandeurs de commande dans l'uni-

té ECU 320.

La figure 14 décrit la formation de la gran-

deur de commande SSK' Pour cela, l'entrée de l'unité de commande 1310 reçoit un signal aqs représentant l'accélération transversale du véhicule au centre de

gravité Comme déjà décrit, l'accélération transversa-

le peut se mesurer directement au centre de gravité

ou, comme dans le cas de la description de la figure

7, à partir des accélérations transversales mesurées à l'avant et à l'arrière aqv, aqh Dans une première étape 141 on demande si l'amplitude de l'accélération transversale laqs I est supérieure à une valeur limite alimit ou si l'amplitude de la vitesse longitudinale lvi est inférieure à une valeur limite Vlimit Si les conditions ci-dessus sont remplies, dans l'étape 142 la mise à l'état du signal SF = 1 met en oeuvre la compensation de stabilisateurs Si l'une au moins des deux conditions ci-dessus est satisfaite, par mise du signal SF = O (étape 143) on coupe la compensation de stabilisateurs L'unité 144 représente l'intégration ou la suppression déjà décrites de la compensation de

stabilisateurs sans secousse de force.

Les figures 15 a et 15 b montrent la formation de la grandeur de commande SNIV' pour la régulation d'assiette 332 La grandeur de commande SNIV' est une fonction de l'amplitude de la vitesse longitudinale du véhicule (étape 1501) La relation fonctionnelle est

représentée à la figure 15 b.

On peut ainsi prévoir un réglage de l'as-

siette du véhicule en une, deux ou plusieurs étapes selon la vitesse longitudinale du véhicule On peut notamment prévoir que l'assiette du véhicule soit plus

basse aux vitesses élevées qu'aux vitesses faibles.

La figure 15 c décrit la formation des gran-

deurs de commande SQBK' OU SLQBK' pour la compensation de l'accélération transversale Pour cela, dans une première étape 1511, on compare l'amplitude de la

vitesse longitudinale V du véhicule à un seuil Vlimit.

Si l'amplitude de la vitesse longitudinale du véhicule est inférieure au seuil ci-dessus, dans une étape ultérieure 1513 on met le signal SF = O ce qui coupe la compensation de l'accélération transversale Aux vitesses plus élevées du véhicule (V est supérieur au seuil ci-dessus) on met le signal SF = 1 dans l'étape 1512 ce qui intègre la compensation de l'accélération

transversale L'intégration ou la suppression déjà dé-

crites de la compensation transversale se met en oeu-

vre dans l'étape 1514.

La figure 16 montre la formation de la gran-

deur de commande Sds' pour le réglage de l'amortisse-

ment 335 Pour cela, une unité de différentiation 161 (élément à caractéristique D Talpha) reçoit le signal LW représentant l'angle de direction La vitesse de l'angle de direction LW' ainsi formé est comparée en amplitude, dans l'étape 162, à la valeur limite LW'limit Si l'amplitude de la vitesse de direction est supérieure à la valeur limite ci-dessus, dans l'étape 164 on règle la grandeur de commande Sds du réglage d'amortissement à la valeur dure, et en même

temps on met la grandeur de commande th (temps d'ar-

rêt) à une valeur prédéterminée t LW' Aux vitesses de direction, élevées (état de conduite très dynamique)

on durcit l'amortissement pour des raisons de sécuri-

té.

Si dans l'étape 62 on constate que l'ampli-

tude de la vitesse de direction est inférieure à la

valeur limite ci-dessus, on met en oeuvre les interro-

gations de l'étape 163 On demande alors si une ou plusieurs des accélérations verticales mesurées Zan"

de la carrosserie se situent entre deux valeurs limi-

tes; ces valeurs limites sont formées à partir de l'accélération de la compression de ressort Zarij" et de l'accélération terrestre g On compare de plus les signaux de compression de ressort Zarij à un seuil

Zarli it-

Si les accélérations verticales de la car-

rosserie se situent dans les limites ci-dessus et/ou

si les compressions de ressort de rentrée sont supé-

rieures au seuil évoqué ci-dessus, on choisit comme grandeur de commande Sds = souple, ce qui règle

l'amortissement dans le sens d'un amortissement sou-

ple Si les deux conditions de l'étape 163 ne sont pas satisfaites, on règle l'amortissement par le choix de la grandeur de commande Sds = dur dans le sens d'un amortissement dur et on fixe le temps d'arrêt th égal à une valeur prédéterminée t K Dans l'étape 163 on

distingue deux cas D'une part, l'interrogation rela-

tive à l'accélération verticale de la carrosserie per-

met de déterminer si le véhicule passe un dos d'âne, dans ce cas il est avantageux de commander le réglage de l'amortissement dans le sens d'un amortissement dur et de fixer en même temps le temps d'arrêt du réglage de l'amortissement à une valeur prédéterminée t K Dans la seconde interrogation de l'étape 163 on détermine si le piston de l'actionneur se trouve à proximité de sa butée. Il est à remarquer de manière globale, pour l'amortissement passif réglable que l'on a ainsi une

possibilité d'intervention très dynamique dans le sys-

tème de suspension semi-active, décrit Comme un tel système semi- actif présente usuellement une largeur de

bande située dans le domaine des fréquences du mouve-

ment de la carrosserie (environ 1 Hz), un amortisse-

ment passif réglable donne une possibilité d'action

dans la plage des fréquences propres de la roue (envi-

ron 1 O Hz).

Selon un autre développement on peut prévoir que pour des vitesses de direction plus petites, le réglage de l'amortissement soit fait en fonction de la détection de l'état de la chaussée ou d'une détection

de saut de roue.

La figure 17 montre la formation de la gran-

deur de commande Sv' pour limiter la tension de com-

mande du distributeur Si le système dispose d'un cap-

teur fournissant un signal proportionnel à la pression d'alimentation pv et si la pression d'alimentation est

trop faible, on peut diminuer l'amplitude de la ten-

sion de commande de distributeurs par la grandeur de commande Sv Un premier calcul possible de la grandeur

de commande Sv est donné par les figures 17 a et 17 b.

La grandeur de commande Sv est choisie dans ce cas en

fonction de la pression d'alimentation pv.

Comme le montre la figure 17 c, la pression d'alimentation pv est comparée à un seuil inférieur de

pression pu dans une première étape 172 Si la pres-

sion d'alimentation pv est inférieure au seuil infé-

rieur pu, l'étape 174 met la grandeur de commande Sv'

égale à O Si la pression d'alimentation pv est supé-

rieure au seuil inférieur, cette pression pv est com-

parée à un seuil supérieur po dans une autre étape 173 Si la valeur de la pression d'alimentation pv se situe entre le seuil inférieur et le seuil supérieur,

on choisit la grandeur de commande Sv' comme cela ap-

paraît dans l'étape 176 Si la pression d'alimentation pv dépasse la pression supérieure, on met la grandeur

de commande Sv' égale à 1.

Claims (6)

R E V E N D I C A T I O N S ) Système de régulation et/ou de commande d'une suspension de véhicule, selon lequel au moins un actionneur ( 14) monté entre la carrosserie et au moins une roue constitue le système de suspension, avec des moyens de régulation et/ou de commande ( 310, 320, 330, 331, 332, 333, 334, 335, 340, 350, 360, 370), sont appliqués à l'actionneur ( 14) en fonction de grandeurs qui représentent et/ou influencent l'état de conduite du véhicule, pour exercer des efforts entre la carros- serie et la roue, caractérisé en ce que: les moyens de régulation et/ou de commande se compo- sent d'au moins deux blocs de commande et/ou de régulation ( 330, 331, 332, 340, 333, 334, 335) pour commander et/ou réguler des caractéristiques diffé- rentes du véhicule influençant son état de conduite et des moyens de modification ( 530, 540, 601, 602, 603, 604, 7016, 7240, 7241, 911, 912, 1102, 1105, 121,

122) pour intégrer ou supprimer des blocs de comman-

de et/ou de régulation.

2) Système selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les blocs de commande et/ou de régu-

lation ( 330, 331, 332, 340, 333, 334, 335), partant de

grandeurs obtenues par des capteurs et qui représen-

tent et/ou influencent l'état de conduite du véhicule,

commandent l'actionneur ( 14) pour arriver à des objec-

tifs de commande et/ou de régulation différents.

) Système selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les blocs de commande et/ou de régu-

lation ( 330, 331, 332, 340, 333, 334) fournissent aux actionneurs ( 14) des valeurs de consigne (Fij K, Fij QBK, Fij SK) correspondant aux forces qu'ils doivent exercer.

40) Système selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les moyens de régulation et/ou de

commande comportent une unité de commande et de con-

trôle ( 320) pour former des grandeurs de commande et/ou de contrôle (SSK, SQBK, SLQBK, S Vi SNIV, SLBK, SGR, SSKY) pour intégrer ou supprimer des blocs de

commande et/ou de régulation, la formation des gran-

deurs de commande et/ou de contrôle dépendant de gran-

deurs représentant et/ou influençant l'état de condui-

te.

50) Système selon la revendication 4, carac-

térisé en ce que les grandeurs de commande et/ou de contrôle (SSK, SQBK, SLQBK, SV, SNIV, SLBK, SG Ri SSKY)

prennent des valeurs continues.

) Système selon la revendication 4, carac-

térisé en ce que les grandeurs de commande et/ou de contrôle (SSK, SQBK, SLQBK, SV, SNI Vi SLB Kt SG Ri SSKY) prennent des valeurs discrètes, et dans les moyens de modification ( 530, 540, 601, 602, 603, 604, 7016, 7240, 7241, 911, 912, 1102, 1105, 121, 122) il y a des premiers moyens ( 121) pour traiter les grandeurs de commande et/ou de contrôle, par lesquels les grandeurs de commande et/ou de contrôle sont traitées pour que ces grandeurs de commande et/ou de contrôle prennent

des valeurs continues.

70) Système selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que les premiers moyens ( 121) sont des

filtres passe-bas.

) Système selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé par des moyens de détection ( 310) qui détectent des grandeurs représentant et/ou influençant l'état de conduite du véhicule, les moyens

de détection ( 310) détectant les caractéristiques sui-

vantes: mouvement relatif (Zarij) entre la carrosserie du véhicule et les roues et/ou accélération verticale (Zan") de la carrosserie du véhicule et/ou accélération longitudinale (al) du véhicule et/ou

accélération transversale (aqs, aqv, aqh) du véhicu-

le et/ou angle de direction (LW) et/ou vitesse longitudinale du véhicule (V) et/ou

pression (p, pv) d'un moyen de pression dans l'ac-

tionneur.

90) Système selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les blocs de com-

mande et/ou de régulation sont

des moyens ( 330, 340, 360) de compensation de l'ac-

célération longitudinale qui s'opposent aux mouve-

ments de la carrosserie induits par des variations de l'accélération longitudinale et/ou

des moyens ( 331, 340, 360) de régulation "Skyhook-

Groundhook" qui s'opposent aux mouvements de carros-

serie essentiellement engendrés par les irrégulari-

tés de la chaussée et/ou des moyens ( 332, 340, 360) de régulation d'assiette qui commandent ou règlent des positions de consigne d'assiette, choisies pour les essieux du véhicule et/ou

des moyens ( 333, 360) de compensation de l'accéléra-

tion transversale qui s'opposent aux mouvements de

la carrosserie induits par les variations des accé-

lérations transversales.

) Système selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le système de sus-

pension du véhicule présente, en plus des actionneurs ( 14), des stabilisateurs passifs non variables pendant le fonctionnement, et des moyens de commande et/ou de régulation ( 334, 360) pour la compensation des stabilisateurs, qui s'opposent aux mouvements de la carrosserie engendrés par les irrégularités de la

chaussée, par les stabilisateurs passifs.

) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur ( 14) comporte deux chambres de travail séparées par un piston, et au moins l'une des deux chambres de travail reçoit du fluide sous pression pour appliquer des efforts entre la carrosserie et une roue, et le piston comporte au moins un orifice de passage pour le fluide sous pression, par lequel le fluide sous pression passe de la première à la seconde

chambre de travail.

) Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ouverture de passage est réglable et comporte les moyens ( 310, 320, 335, 370) qui modifient l'ouverture de passage du piston de l'actionneur en fonction de l'état de conduite du véhicule. 13 ') Système selon la revendication 12, caractérisé par des moyens ( 320, des étapes 161-166) pour régler l'ouverture de passage dans le piston de

l'actionneur, le réglage se faisant -

en fonction de la vitesse de l'angle de direction (LW') détectée et/ou en fonction du mouvement relatif détecté (Zarij,

Zarij") entre la carrosserie et la roue, et de l'accé-

lération détectée de la carrosserie (Zan").