FR2931121A1 - Montage de roue d'un vehicule automobile au moyen d'un bras pliable entre deux configurations angulaires respectivement contrainte et stable - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un montage de roue d'un véhicule automobile par l'intermédiaire d'un porte roue, ledit porte roue étant associé au véhicule par l'intermédiaire d'au moins un bras formé de deux biellettes (1, 2) dont les parties extrêmes intérieures sont articulées entre elles pour permettre une variation de la longueur dudit bras en fonction de la configuration angulaire relative desdites biellettes, les parties extrêmes extérieures desdites biellettes étant articulées par rapport respectivement audit véhicule et audit porte roue de sorte à permettre la disposition du plan de la roue dans une position angulaire de roulage qui est différente en fonction de la configuration angulaire relative desdites biellettes, ledit montage comprenant en outre un système d'actionnement qui comprend un dispositif de commande binaire pour le déplacement réversible desdites biellettes entre deux configurations angulaires relatives respectivement contrainte et stable.
Description
L'invention concerne un montage de roue d'un véhicule automobile dans lequel le plan de ladite roue peut être disposé de façon binaire suivant deux positions angulaires de roulage respectivement contrainte et stable.
L'invention s'applique notamment au montage des roues non directrices du véhicule automobile, en particulier à un montage des roues d'un essieu arrière.
On connaît des essieux arrière de véhicule automobile sur lesquels la position angulaire du plan de roue est asservie à des conditions de roulage par l'intermédiaire d'un système d'actionnement. Ainsi, il est possible de régler en continu la position angulaire dudit plan de roue en fonction de la situation dynamique de roulage, de sorte notamment à améliorer la prise de virage du véhicule.
Toutefois, la mise en oeuvre de ces réalisations présente une complexité importante, notamment relativement aux performances du système d'actionnement. En outre, s'agissant d'une fonction nécessaire au comportement dynamique du véhicule, les contraintes de sécurisation de son fonctionnement sont d'une rigueur importante.
Par ailleurs, pour améliorer le comportement dynamique du véhicule, il est connu de régler statiquement la position angulaire de roulage du plan de roue d'un essieu, notamment en montant ladite roue de sorte qu'elle présente un angle de pince et éventuellement un angle de carrossage non nuls.
L'angle de pince est défini comme étant l'angle séparant, dans un plan horizontal parallèle au sol, le plan de la roue du plan médian du véhicule. Lorsque l'avant de la roue se déplace vers l'intérieur, respectivement vers l'extérieur, on parle alors de pince, respectivement d'ouverture. L'angle de carrossage est l'angle du plan de la roue avec l'axe vertical, le carrossage étant positif si la roue penche vers l'extérieur du véhicule. 2 Toutefois, lors du roulage, le décalage angulaire entre le plan de roue et le châssis du véhicule induit une sollicitation plus importante du pneumatique ainsi qu'une surconsommation de carburant due à la résistance au roulement qui en résulte.
L'invention vise à proposer un montage de roue d'un véhicule automobile qui permet d'améliorer le rendement énergétique du roulage ainsi que la sécurité du comportement dynamique du véhicule, dans lequel le plan de ladite roue peut être disposé de façon binaire suivant deux positions angulaires de roulage respectivement contrainte et stable, et ce au moyen d'un système d'actionnement de conception particulièrement simple.
A cet effet, l'invention propose un montage de roue d'un véhicule automobile par l'intermédiaire d'un porte roue, ledit porte roue étant associé au véhicule par l'intermédiaire d'au moins un bras formé de deux biellettes dont les parties extrêmes intérieures sont articulées entre elles pour permettre une variation de la longueur dudit bras en fonction de la configuration angulaire relative desdites biellettes, les parties extrêmes extérieures desdites biellettes étant articulées par rapport respectivement audit véhicule et audit porte roue de sorte à permettre la disposition du plan de la roue dans une position angulaire de roulage qui est différente en fonction de la configuration angulaire relative desdites biellettes, ledit montage comprenant en outre un système d'actionnement qui comprend un dispositif de commande binaire pour le déplacement réversible desdites biellettes entre deux configurations angulaires relatives respectivement contrainte et stable.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un bras de montage du porte 30 roue selon une réalisation de l'invention ; - les figures 2 sont des représentations schématiques du bras de montage de la figure 1, suivant respectivement une configuration angulaire contrainte correspondant à un angle de pince sensiblement nul (figure 3 2a) et une configuration angulaire stable correspondant à un angle de pince non nul (figure 2b) ; les figures 3 sont des vues latérales en coupe du bras de montage suivant la figure 1 dans respectivement un état d'actionnement, le bras étant en configuration angulaire contrainte sur les figures 3a, 3b et en configuration angulaire stable sur les figures 3c à 3e.
L'invention concerne un montage de roue d'un véhicule par l'intermédiaire d'un porte roue. En particulier, le montage est réalisé sur l'essieu portant les roues non directrices du véhicule, notamment l'invention s'applique à un essieu arrière. Selon une réalisation, l'essieu peut être du type comprenant une traverse sur chacune des extrémités de laquelle une roue est montée suivant l'invention. Selon une autre réalisation, l'essieu peut être de type multi-bras.
Au moins un, et notamment chaque, porte roue est associé au véhicule par l'intermédiaire d'un bras formé de deux biellettes 1, 2 qui sont agencées de sorte que le plan de la roue puisse présenter deux positions angulaires de roulage respectivement contrainte et stable.
Pour ce faire, les parties extrêmes intérieures des biellettes 1, 2 sont articulées entre elles pour permettre une variation de la longueur (notée dL sur les figures 2) dudit bras en fonction de la configuration angulaire relative desdites biellettes. En outre, les parties extrêmes extérieures desdites biellettes comprennent une articulation 3 d'association respectivement audit véhicule et audit porte roue, par exemple une articulation élastique ou un élément rotule, de sorte à permettre la disposition du plan de la roue dans une position angulaire de roulage qui est différente en fonction de la configuration angulaire relative desdites biellettes.
Comme représenté sur les figures, un tel bras peut être implanté directement en remplacement d'un bras de roue d'un essieu multi-bras. En variante, le bras peut être lié directement à la caisse du véhicule ou à un sous-châssis pour faciliter l'assemblage du véhicule et mieux filtrer les vibrations. 4 Selon une réalisation, les positions angulaires de roulage sont choisies parmi l'angle de pince, l'angle de carrossage ou une combinaison de ces deux angles. En particulier, la position angulaire contrainte peut correspondre à un angle de pince et/ou à un angle de carrossage sensiblement nul, la position angulaire stable correspondant à tel angle non nul.
Dans des exemples de réalisation, la position angulaire contrainte correspond à des angles de pince et de carrossage de 0°, la position angulaire stable correspondant à un angle de pince supérieur ou égal à 0,5°, notamment de l'ordre de 1°, et à un angle de carrossage nul.
Le montage comprend en outre, notamment pour chaque roue, un système d'actionnement qui comprend un dispositif de commande binaire pour le déplacement réversible des biellettes 1, 2 entre deux configurations angulaires relatives respectivement contrainte (figure 2a) et stable (figure 2b). On entend par un tel système d'actionnement binaire, un système qui ne peut présenter que deux états stables, le passage de l'un à l'autre se faisant sans possibilité de réglage dans la succession de positions intermédiaires. En particulier, un système d'actionnement binaire se différencie donc d'un système d'asservissement dans lequel le dispositif de commande applique des consignes pour fournir un réglage quasi-continu dans une pluralité de positions successives. Toutefois, les états stables peuvent être réglables, notamment pour faire varier la plage angulaire comprise entre les deux configurations relatives des biellettes.
En outre, la configuration angulaire contrainte correspond à une configuration dans laquelle un effort est appliqué sur les biellettes 1, 2, ledit effort étant libérable pour provoquer le déplacement desdites biellettes vers leur configuration angulaire stable. En particulier, le bras est implanté en avant de l'axe de la roue de sorte, lors de la prise de virage, à faciliter le déplacement desdites biellettes en configuration angulaire stable.
Un montage de roue comprenant un tel système d'actionnement permet le maintien du plan de la roue en position angulaire contrainte lors du roulage de ladite roue et, en cas de détection d'au moins un paramètre de roulage critique, d'activer ledit système d'actionnement de sorte à déplacer le plan de roue dans 5 la position angulaire stable pendant un laps de temps prédéterminé avant le retour dudit plan de la roue en position angulaire contrainte.
Ainsi, il est possible de maintenir le roulage avec un angle de pince sensiblement nul, ce qui est bénéfique du point de vue de l'usure du pneumatique et de la consommation induite. Et, en cas de roulage dans une situation nécessitant un angle de pince, de fournir rapidement cet angle et ce pendant un laps de temps prédéterminé de sorte à améliorer ponctuellement le comportement dynamique du véhicule.
Selon une réalisation, le laps de temps pendant lequel la position stable est maintenue peut être inférieur à 10 secondes, notamment de l'ordre de 5 secondes. En effet, cette durée s'avère dans la majorité des cas suffisante pour stabiliser le comportement dynamique du véhicule.
Le montage selon l'invention permet également, en cas de défaillance du système d'actionnement, que le plan de roue soit déplacé depuis la position angulaire contrainte vers la position angulaire stable de sorte à présenter un angle de pince qui correspond à une position de sécurité pour le comportement dynamique du véhicule.
En relation avec les figures, on décrit ci-dessous un mode de réalisation d'un montage comprenant un système d'actionnement binaire qui est agencé pour que le temps de mise en position angulaire stable de sécurité soit rapide, par exemple de l'ordre du dixième de seconde, et que le temps de retour en position contrainte soit supérieur au temps de mise en position angulaire de sécurité, par exemple de l'ordre de la seconde voire de quelconque dizaines de secondes. 5 6 En outre, le maintien du plan de roue en position angulaire contrainte nécessite une consommation minimum d'énergie et, la course de déplacement angulaire des biellettes étant faible, par exemple de l'ordre de quelques millimètres, les contraintes d'implantation du système d'actionnement sont limitées. Le système d'actionnement comprend un moyen de contrainte élastique du déplacement angulaire relatif des biellettes 1, 2 qui est agencé pour exercer un effort de déplacement desdites biellettes depuis leur configuration angulaire contrainte vers leur configuration angulaire stable. 10 Dans le mode de réalisation représenté, le moyen de contrainte comprend une liaison pivot élastique 4 qui forme l'articulation entre les parties extrêmes intérieures des biellettes. Dans un exemple de réalisation, la liaison pivot 4 peut comprendre un élément en matériau élastomère dont les faces sont solidaires 15 d'une partie cylindrique complémentaire de respectivement une biellette 1, 2, de sorte à solliciter ledit matériau en cisaillement lors du déplacement angulaire relatif des biellettes 1, 2. En variante, l'articulation élastique peut être formée d'un ressort métallique de torsion, ou de tout autre système de rappel.
20 En outre, deux butées mécaniques 5, 6 de fin de course sont formées sur l'articulation 4 pour définir respectivement les configurations angulaires stable et contrainte des biellettes 1, 2, lesdites butées étant disposées pour que le matériau exerce un effort de précontrainte sur l'articulation 4 en configuration contrainte et un effort résiduel sur ladite articulation en configuration stable. 25 Le système d'actionnement comprend également un dispositif motorisé de déplacement des biellettes 1, 2 vers leur configuration angulaire contrainte et un moyen de blocage des biellettes 1, 2 en configuration angulaire contrainte, ledit moyen étant désactivable pour libérer le déplacement desdites biellettes 30 vers leur configuration angulaire stable.
Ainsi, il est possible de bloquer les biellettes 1, 2 dans leur configuration angulaire contrainte et, par déblocage, de les disposer très rapidement dans 7 leur configuration angulaire stable sous l'effet du moyen de contrainte élastique. Ensuite, le dispositif motorisé assure le retour des biellettes 1, 2 dans leur configuration angulaire contrainte ainsi que la mise en contrainte dudit moyen lors dudit retour.
Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif motorisé de déplacement comprend un ensemble vis écrou, la vis 7 étant montée sur une biellette 2 par l'intermédiaire d'un motoréducteur 8 pour sa mise en rotation et l'écrou 9 étant monté dans un logement 10 formé dans l'autre biellette 1. Pour permettre le déplacement angulaire relatif des biellettes 1, 2, le montage de l'écrou 9 dans le logement 10 est agencé pour arrêter en rotation ledit écrou tout en permettant son déplacement le long dudit logement.
Pour ce faire, l'écrou 9 comprend un corps sur lequel deux doigts 9a s'étendent radialement part et d'autre, lesdits doigts étant engagés dans respectivement une lumière oblongue 10a qui sont formées dans la périphérie du logement 10. Sur les figures, les lumières 10a sont sensiblement rectilignes, mais elles pourraient également présenter un rayon de courbure centré sur l'articulation 4 entre les biellettes 1, 2.
En outre, la biellette 2 portant la vis comprend une patte 11 qui s'étend depuis l'articulation 4 en direction de l'autre biellette 1, le motoréducteur 8 étant monté sur ladite patte avec une liberté de rotation lors du déplacement relatif desdites biellettes. Plus précisément, la patte 11 comprend une fourche 11 a et le corps du motoréducteur 8 est monté de part et d'autre sur chacune des branches de ladite fourche au moyen d'une articulation élastique ou mécanique 12. Dans le cas de lumières 10a présentant un rayon de courbure, la fixation du motoréducteur sur la patte 11 peut être réalisée sans pivot.
Le dispositif motorisé de déplacement intègre également une gâchette 13 formant le moyen de blocage des biellettes 1, 2 en configuration angulaire contrainte, ladite gâchette étant montée à proximité du logement 10 de sorte à permettre le maintien de l'écrou 9 dans ledit logement dans une position correspondant à la configuration angulaire contrainte. En outre, la gâchette 13 permet le maintien de l'écrou 9 lors de la mise en rotation de la vis 7 afin de déplacer les biellettes 1, 2 vers leur configuration angulaire contrainte.
Dans le mode de réalisation représenté, la gâchette 13 est montée en contrainte élastique au moyen d'un ressort 14, ladite rotation étant actionnée par la tige d'un électroaimant 15 qui est monté sur la biellette 2 pourvue du logement 10.
En relation avec les figures 3, on décrit ci-dessous le fonctionnement du système d'actionnement. Dans la configuration angulaire contrainte (figure 3a), la gâchette 13 est en appui sur le corps de l'écrou 9 pour le maintenir en position dans le logement 10, la vis 7 étant positionnée dans l'écrou 9 pour ajuster la position angulaire relative des biellettes 1, 2.
En cas d'ouverture de la gâchette 13 par activation de l'électroaimant 15 (figure 3b), l'ensemble écrou 9 et vis 7 est libre de coulisser dans le logement 10 de sorte à disposer les biellettes 1, 2 en butée dans la configuration angulaire stable (figure 3c).
Ensuite, par mise en rotation de la vis 7, l'écrou 9 est déplacé dans le logement 10 jusqu'à sa position initiale (figure 3d), puis la gâchette 13 est mise en appui sur ledit écrou (figure 3e) afin, par mise en rotation de la vis 7 dans l'autre sens, de déplacer les biellettes 1, 2 vers leur configuration angulaire contrainte (figure 3a).
Ce mode de réalisation permet un retour lent et donc économe en énergie des biellettes 1, 2 en configuration angulaire contrainte. En outre, pendant le retour dans cette configuration, la gâchette 13 peut être ouverte sans délai pour disposer les biellettes 1, 2 en configuration angulaire stable.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Montage de roue d'un véhicule automobile par l'intermédiaire d'un porte roue, ledit porte roue étant associé au véhicule par l'intermédiaire d'au moins un bras formé de deux biellettes (1,
- 2) dont les parties extrêmes intérieures sont articulées entre elles pour permettre une variation de la longueur dudit bras en fonction de la configuration angulaire relative desdites biellettes, les parties extrêmes extérieures desdites biellettes étant articulées par rapport respectivement audit véhicule et audit porte roue de sorte à permettre la disposition du plan de la roue dans une position angulaire de roulage qui est différente en fonction de la configuration angulaire relative desdites biellettes, ledit montage comprenant en outre un système d'actionnement qui comprend un dispositif de commande binaire pour le déplacement réversible desdites biellettes entre deux configurations angulaires relatives respectivement contrainte et stable. 2. Montage de roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'actionnement binaire comprend : un moyen de contrainte élastique du déplacement angulaire relatif des biellettes (1, 2), ledit moyen étant agencé pour exercer un effort de déplacement desdites biellettes depuis leur configuration angulaire contrainte vers leur configuration angulaire stable ; et - un dispositif motorisé de déplacement des biellettes (1, 2) vers leur 25 configuration angulaire contrainte.
- 3. Montage de roue selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de contrainte comprend une liaison pivot élastique (4) qui forme l'articulation entre les parties extrêmes intérieures des biellettes (1, 2).
- 4. Montage de roue selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une butée (5) de fin de course est prévue pour définir la configuration angulaire stable des biellettes (1, 2). 30 10
- 5. Montage de roue selon la revendication 4, caractérisé en ce que la butée (5) de fin de course est formée sur l'articulation (4) entre les biellettes (1, 2), ladite articulation présentant en outre une butée (6) de fin de course pour définir la configuration angulaire contrainte des biellettes (1, 2).
- 6. Montage de roue selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le dispositif motorisé de déplacement comprend un ensemble vis écrou, la vis (7) étant montée sur une biellette (2) et l'écrou (9) étant monté dans un logement (10) solidaire de l'autre biellette (1), le montage dudit écrou dans ledit logement étant agencé pour arrêter en rotation ledit écrou tout en permettant son déplacement le long dudit logement.
- 7. Montage de roue selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vis (7) est mise en rotation par un motoréducteur (8) qui est monté sur une patte (11) de la biellette (2) avec une liberté de rotation lors du déplacement relatif desdites biellettes, ladite patte s'étendant depuis l'articulation (4).
- 8. Montage de roue selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le système d'actionnement binaire comprend un moyen de blocage des biellettes (1, 2) en configuration angulaire contrainte, ledit moyen étant désactivable pour libérer le déplacement desdites biellettes vers leur configuration angulaire stable.
- 9. Montage de roue selon les revendications 6 et 8, caractérisé en ce que le moyen de blocage comprend une gâchette (13) de maintien de l'écrou (9) dans le logement (10) dans une position correspondant à la configuration angulaire contrainte, le dispositif motorisé de déplacement intégrant en outre ladite gâchette pour maintenir ledit écrou lors de la mise en rotation de la vis (7) afin de déplacer les biellettes (1, 2) vers leur configuration angulaire contrainte.
- 10. Montage de roue selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les configurations angulaires des biellettes (1, 2) 11 correspondent à une disposition du plan de la roue dans une position angulaire de roulage choisie parmi l'angle de pince, l'angle de carrossage ou une combinaison de ces deux angles.
- 11. Montage de roue selon la revendication 10, caractérisé en ce que la configuration angulaire stable correspond à un angle de pince et/ou de carrossage non nul, la configuration angulaire contrainte correspondant à un tel angle sensiblement nul.
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