VEHICULE A ROUES ARRIERE RESSERREES A MANIABILITE AMELIOREE REAR-WHEEL BACKWHEEL VEHICLE WITH IMPROVED HANDLING
La présente invention se rapporte à un véhicule, notamment un véhicule automobile, comportant un châssis, un train avant relié au châssis, comportant deux roues et un mécanisme directionnel permettant le braquage des roues avant et un train arrière comportant un unique bras de suspension et un mécanisme directionnel, avec le mécanisme directionnel du train arrière étant actionné en fonction du braquage des roues avant du véhicule. Le document FR0956798 présente un tel véhicule où le train avant comporte deux roues et un mécanisme directionnel et le train arrière comporte un unique bras de suspension et un mécanisme directionnel. Le mécanisme directionnel est constitué par un actionneur, positionné au niveau de l'extrémité arrière du bras de suspension, commandant le braquage d'une unique roue arrière. Le mécanisme de direction arrière est destiné à améliorer l'agilité du véhicule en particulier dans les virages serrés et en zone de circulation urbaine. Du fait de son unique roue arrière, un tel véhicule peut conserve un train arrière de conception peut onéreuse, se contentant d'un unique bras de suspension et d'un unique actionneur, permettant à la fois au véhicule de s'incliner vers l'intérieure du virage, optimisant la vitesse de passage en courbe du véhicule, tout en permettant le braquage de la roue arrière, diminuant le rayon de braquage du véhicule. Mais la présence d'une seule roue arrière limite la surface de contact, et donc l'adhérence latérale, du train arrière sur la route. Si l'on souhaite monter deux roues à l'arrière d'un tel véhicule, pour augmenter la surface de contact du train arrière sur la route, le train arrière doit généralement comporter deux bras de suspension reliés chacun à une roue et comportant un dispositif de pivot permettant de coordonner le mouvement de chacun des deux bras lors de l'inclinaison du véhicule dans les virages, tel que présenté dans le document EP 0 606 191, rendant un tel train arrière très complexe et chère à mettre en oeuvre. The present invention relates to a vehicle, particularly a motor vehicle, comprising a chassis, a front axle connected to the chassis, comprising two wheels and a directional mechanism for steering the front wheels and a rear axle comprising a single suspension arm and a directional mechanism, with the directional mechanism of the rear axle being actuated according to the steering of the front wheels of the vehicle. The document FR0956798 presents such a vehicle where the front axle comprises two wheels and a directional mechanism and the rear axle comprises a single suspension arm and a directional mechanism. The directional mechanism is an actuator, positioned at the rear end of the suspension arm, controlling the steering of a single rear wheel. The rear steering mechanism is intended to improve the agility of the vehicle especially in tight bends and in urban traffic area. Because of its unique rear wheel, such a vehicle can keep a rear suspension design can be expensive, being content with a single suspension arm and a single actuator, allowing both the vehicle to bow to the the inside of the turn, optimizing the speed of the curve of the vehicle, while allowing steering of the rear wheel, decreasing the turning radius of the vehicle. But the presence of a single rear wheel limits the contact surface, and therefore the lateral grip of the rear axle on the road. If it is desired to mount two wheels at the rear of such a vehicle, to increase the contact surface of the rear axle on the road, the rear axle must generally comprise two suspension arms each connected to a wheel and comprising a device pivoting to coordinate the movement of each of the two arms during the inclination of the vehicle in turns, as presented in EP 0 606 191, making such a rear axle very complex and expensive to implement.
L'objet de l'invention consiste à proposer un véhicule à roues arrières resserrés, pouvant s'incliner dans les virages et présentant une maniabilité en zone urbaine améliorée tout en conservant un train arrière de conception simple et peu onéreux. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule, notamment un véhicule automobile, comportant un châssis, un train avant relié au châssis, comportant deux roues et un mécanisme directionnel permettant le braquage des roues avant et un train arrière comportant un unique bras de suspension et un mécanisme directionnel, le mécanisme directionnel du train arrière étant actionné en fonction du braquage des roues avant du véhicule, tel que le train arrière comporte deux roues reliées entre elles par une traverse rigide, la traverse rigide étant reliée au bras de suspension par le mécanisme directionnel. Selon une première caractéristique de l'invention, le véhicule comporte des moyens pilotés permettant d'incliner latéralement le bras de suspension lors du braquage des roues avant du véhicule, l'inclinaison latérale du bras de suspension entrainant le braquage des roues arrière. Le bras de suspension est relié au châssis par une articulation du type pivot, l'axe de pivot de l'articulation étant perpendiculaire au plan médian du véhicule, faisant que l'inclinaison latérale du bras est entrainée par l'inclinaison latérale du châssis. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'inclinaison comportent deux actionneurs pilotés, chaque actionneur reliant une des deux 20 roues du train avant au châssis. Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le mécanisme directionnel du train arrière comporte une première articulation constituée par une tige, solidaire de la zone centrale de la traverse rigide, pénétrant dans un réceptacle formé à l'extrémité du bras de suspension, formant l'axe de braquage 25 de la traverse rigide. Le mécanisme directionnel du train arrière comporte une seconde articulation comportant une surface plane solidaire de la zone centrale de la traverse rigide, alignée latéralement le long d'une ligne génératrice de ladite traverse et se prolongeant parallèlement à l'axe de braquage de la traverse rigide. La seconde articulation comporte une vis, fixée rigidement au 30 bras de suspension et traversant la surface plane et un premier et un second plots, avec les deux plots positionnés en appuis de part et d'autre de la surface plane, le premier plot étant aussi en appui contre la tête de ladite vis, le second plot étant aussi en appui contre le bras de suspension. Ainsi positionnés, les premier et second plots forment des moyens élastiques de rappel s'opposant au braquage de la traverse rigide. Selon une troisième caractéristique de l'invention, les moyens d'actionnement pilotés sont commandés par un calculateur permettant de traiter des paramètres de fonctionnement et des paramètres de roulage du véhicule pour incliner latéralement le châssis lors du braquage des roues avant du véhicule. Les paramètres de fonctionnement et les paramètres de roulage du véhicule peuvent ainsi dépendre d'au moins un des critères suivant : - de la vitesse de déplacement du véhicule, 10 - de la mesure de l'accélération latérale du véhicule, et - de l'estimation de l'adhérence latérale du véhicule. D'autres avantages et caractéristiques techniques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : 15 - La figure 1 représente, une vue transversale partielle, d'un véhicule comportant un essieu arrière à roues arrières resserrés suivant l'invention ; - La figure 2 représente, une vue partielle latérale de détails, de la partie arrière de la structure du véhicule et du train arrière du véhicule selon 20 l'invention ; - La figure 3 représente, une vue de dessus du train arrière du véhicule selon l'invention ; et - La figure 4 représente, une vue transversale en coupe partielle, d'une partie du train arrière du véhicule selon l'invention, comportant un bras de 25 suspension et d'une traverse arrière reliant les roues arrières du véhicule. Dans la suite de la description le terme avant se réfère toujours à un positionnement vers l'avant du véhicule, suivant le sens normal de circulation du véhicule. Sur la figure 1 est représentée une vue latérale d'un véhicule 1 30 comportant un train avant 2 à deux roues 21 directionnelles. Les deux roues avant 21 sont reliées, de manière indépendante, sur la partie avant 12 de la structure 11 du véhicule. Chacune des deux roues avant 21 du véhicule comporte un ensemble amortisseur ressort hydraulique permettant d'incliner sélectivement le véhicule 1 dans les virages, comme expliqué ultérieurement. Le véhicule 1 comporte aussi un train arrière 3 relié à la partie arrière 13 de la structure 11 du véhicule 1. Le train arrière 3 comporte deux roues 31 positionnées proche l'une de l'autre et reliées entre elles par une traverse rigide. Les roues arrière 31 sont positionnées dans le prolongement de la structure arrière 13 du véhicule 1 et reliées à la structure arrière 13 par un unique bras de suspension 32. Entre la structure arrière 13 du véhicule 1 et le train arrière 3 est aussi interposé un ensemble ressort amortisseur 5 constituant, avec le bras de suspension 32, les éléments de suspension arrière du véhicule 1. Sur les figures 2 et 3 sont représentées une vue latérale partielle du train arrière 3 et de la structure arrière 13 du véhicule 1 et une vue de dessus du train arrière 3. Sur ces figures est aussi représenté l'ensemble ressort amortisseur 5. The object of the invention is to provide a rear wheel vehicle tightened, able to bend in turns and having improved urban maneuverability while retaining a rear train design simple and inexpensive. For this purpose, the subject of the invention is a vehicle, in particular a motor vehicle, comprising a chassis, a front axle connected to the chassis, comprising two wheels and a directional mechanism allowing steering of the front wheels and a rear axle comprising a single arm. suspension and a directional mechanism, the steering mechanism of the rear axle being actuated according to the steering of the front wheels of the vehicle, such that the rear axle comprises two wheels interconnected by a rigid cross member, the rigid cross member being connected to the suspension arm by the directional mechanism. According to a first feature of the invention, the vehicle comprises controlled means for laterally tilting the suspension arm during the steering of the front wheels of the vehicle, the lateral inclination of the suspension arm causing the steering of the rear wheels. The suspension arm is connected to the frame by a hinge type pivot, the pivot axis of the hinge being perpendicular to the median plane of the vehicle, so that the lateral inclination of the arm is driven by the lateral inclination of the frame. According to one embodiment of the invention, the tilting means comprise two piloted actuators, each actuator connecting one of the two wheels of the front axle to the chassis. According to a second characteristic of the invention, the directional mechanism of the rear axle comprises a first articulation constituted by a rod, integral with the central zone of the rigid cross member, penetrating into a receptacle formed at the end of the suspension arm, forming steering axis 25 of the rigid cross member. The directional mechanism of the rear axle comprises a second articulation comprising a flat surface integral with the central zone of the rigid cross member, aligned laterally along a generatrix line of said crossmember and extending parallel to the steering axis of the rigid crossmember . The second articulation comprises a screw, fixed rigidly to the suspension arm and passing through the flat surface and a first and a second stud, with the two studs positioned in support on either side of the flat surface, the first stud being also in abutment against the head of said screw, the second stud being also in abutment against the suspension arm. Thus positioned, the first and second pads form elastic return means opposing the steering of the rigid cross member. According to a third characteristic of the invention, the controlled actuation means are controlled by a computer for processing operating parameters and vehicle running parameters for laterally tilting the chassis when steering the front wheels of the vehicle. The operating parameters and the driving parameters of the vehicle may thus depend on at least one of the following criteria: - the speed of movement of the vehicle, 10 - the measurement of the lateral acceleration of the vehicle, and - the estimate of the lateral grip of the vehicle. Other advantages and technical characteristics of the present invention will appear more clearly in the light of the description which follows with reference to the figures of the appended drawings in which: FIG. 1 represents a partial transverse view of a vehicle comprising a rear axle rear wheels tightened according to the invention; FIG. 2 shows a partial side view of details of the rear part of the vehicle structure and the rear axle of the vehicle according to the invention; - Figure 3 shows a top view of the rear axle of the vehicle according to the invention; and FIG. 4 represents a partial cross-sectional view of a portion of the rear axle of the vehicle according to the invention, comprising a suspension arm and a rear crossmember connecting the rear wheels of the vehicle. In the remainder of the description, the term "front" always refers to a positioning towards the front of the vehicle, according to the normal direction of circulation of the vehicle. In Figure 1 is shown a side view of a vehicle 1 30 having a front train 2 with two directional wheels 21. The two front wheels 21 are independently connected to the front portion 12 of the vehicle structure 11. Each of the two front wheels 21 of the vehicle comprises a hydraulic spring damping assembly for selectively tilting the vehicle 1 in turns, as explained later. The vehicle 1 also comprises a rear axle 3 connected to the rear portion 13 of the structure 11 of the vehicle 1. The rear axle 3 comprises two wheels 31 positioned close to one another and interconnected by a rigid cross member. The rear wheels 31 are positioned in the extension of the rear structure 13 of the vehicle 1 and connected to the rear structure 13 by a single suspension arm 32. Between the rear structure 13 of the vehicle 1 and the rear axle 3 is also interposed an assembly. damping spring 5 constituting, with the suspension arm 32, the rear suspension elements of the vehicle 1. In Figures 2 and 3 are shown a partial side view of the rear axle 3 and the rear structure 13 of the vehicle 1 and a view of 3. In these figures is also represented the damper spring assembly 5.
Le bras de suspension 32 est solidarisé à la structure arrière 13 du véhicule par l'intermédiaire d'une armature 14 comportant deux chapes 15, écartées latéralement l'une de l'autre, dans lesquelles sont fixées de manière pivotante l'extrémité avant dédoublée du bras de suspension 32, formant deux liaisons pivots 16. L'axe de pivot de ces deux liaisons pivots 16 sont orientées suivant l'axe transversal du véhicule. Comme expliqué ultérieurement, lors de l'inclinaison latérale du véhicule 1 dans les virages, l'armature 15 et le bras de suspension 32 reçoivent de fortes contraintes latérales, le doublement de la liaison entre la structure arrière 13 et le bras de suspension 32 permet ainsi de diminuer les contraintes en torsion sur chacune de ces deux liaisons pivots 16. The suspension arm 32 is secured to the rear structure 13 of the vehicle through a frame 14 having two yokes 15 laterally spaced apart from each other, in which the split front end is pivotally attached. suspension arm 32, forming two pivot links 16. The pivot axis of these two pivot links 16 are oriented along the transverse axis of the vehicle. As explained later, during the lateral inclination of the vehicle 1 in turns, the armature 15 and the suspension arm 32 receive strong lateral stresses, the doubling of the connection between the rear structure 13 and the suspension arm 32 allows thus to reduce the torsional stresses on each of these two pivotal links 16.
Sur ces figures 2 et 3 est aussi visible la traverse rigide 33 reliant les deux roues arrières 31. Sur la figure 4 est représentée une vue latérale partielle de la traverse rigide 33 et de l'extrémité arrière du bras de suspension 32. La traverse rigide 33 est solidarisée à l'extrémité arrière du bras de suspension 32 par une pièce de liaison 5. La pièce de pièce de liaison 5 est vissée d'une part sur l'arrière du bras de suspension 32 et reliée d'autre part à la traverse rigide 33 par une première articulation 51 de type pivot et part une seconde articulation 52 élastique. La première articulation 51 est constituée par une tige 34 solidaire de la zone centrale de la traverse rigide 33 et pénétrant dans un réceptacle 53 formé dans la pièce de liaison 5, permettant de guider en rotation autour d'un axe aa' la traverse rigide 33. La seconde liaison 52 est constituée par une surface plane 35 solidaire de la zone centrale de la traverse rigide 33, alignée latéralement suivant une ligne génératrice de la traverse rigide 33. La traverse rigide 33 comporte un axe principal de révolution Rt, formant aussi l'axe de révolution de chacune des deux roues arrière 31 positionnées à chacune des deux extrémités de la traverse 33. La surface plane 35 s'étend selon l'axe aa'. L'axe aa' est contenu dans un plan oblique, aligné latéralement parallèlement à l'axe Rt, comportant la surface plane 35. La surface plane 35 comporte une ouverture traversée par une vis 53 rigidement solidarisée sur la pièce de liaison 5. De part et d'autre de la surface plane 35, concentriquement autour de la vis 53, sont positionnés deux plots en caoutchouc ; le premier plot 54 étant en appui entre la tête 55 de la vis 53 et une première face latérale de la surface plane 35, le second plot 56 étant en appui entre la face opposée de la surface plane 35 et une surface d'appui 57 de la pièce de liaison 5. Le plan oblique passe au dessus de l'axe de révolution Rt de la traverse 33, entrainant l'alignement, comme expliqué ultérieurement, du train arrière 3 dans la direction de déplacement du véhicule 1, assurant la stabilité du véhicule 1. Lors de la prise d'un virage par le véhicule, le conducteur braque les roues avant 21. Un calculateur, en fonction de la vitesse de déplacement du véhicule et d'une estimation de l'adhérence latérale du véhicule (éventuellement aussi en fonction d'autres paramètres pouvant être basés sur le type de conduite recherché par le conducteur : par exemple sport, confort...) commande aux actionneurs positionnés au niveau du train avant 2, d'incliner latérale, vers l'intérieur du virage, la structure 11 du véhicule 1. Cette inclinaison de la structure 11 du véhicule 1 crée, du fait du positionnement oblique de l'axe de pivot aa' de la traverse 33 par rapport au bras de suspension 32, la rotation de la traverse 33 dans le sens opposé du braquage des roues avant 21 du véhicule 1. Cette rotation de la traverse 33 est due au fait que seule la structure 11 du véhicule 1 s'incline, les deux roues arrière 31 restants positionnés à la verticale et en contact avec le sol. Les plots 54 et 56 s'opposent à la rotation de la traverse 33, maintenant l'équilibre entre le train avant 2 et le train arrière 3 du véhicule 1. L'angle de rotation de la traverse 33 dépend directement de l'inclinaison latérale du véhicule 1 et de l'inclinaison de l'axe de pivot aa' de la première articulation 51. Une fois le véhicule 1 revenu en ligne droit, le calculateur commande aux actionneurs le positionnement vertical de la structure 11 du véhicule 1, repositionnant les roues arrière 31 dans l'alignement des roues avant 21. Les constantes de raideur des plots 54 et 56 sont calibrées en fonction du poids du véhicule 1. Il est possible de positionner une poche contenant un gaz dans chacun des deux plots 54 et 56 permettant, en faisant varier la pression dans ces poches, de faire varier la constante de raideur des deux plots 54 et 56. Comme vu précédemment, le plan oblique Po passe au dessus de l'axe de révolution Rt de la traverse 33, faisant que la traverse 33 se positionne naturellement perpendiculairement par rapport à la direction de déplacement du véhicule 1, assurant la stabilité du véhicule. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit, il pourra y être apporté de nombreuses modifications sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention.15 In these Figures 2 and 3 is also visible the rigid cross member 33 connecting the two rear wheels 31. In Figure 4 is shown a partial side view of the rigid cross member 33 and the rear end of the suspension arm 32. The rigid cross member 33 is secured to the rear end of the suspension arm 32 by a connecting piece 5. The connecting piece part 5 is screwed on the one hand on the rear of the suspension arm 32 and connected on the other hand to the rigid cross member 33 by a first hinge 51 of pivot type and leaves a second hinge 52 elastic. The first hinge 51 is constituted by a rod 34 secured to the central zone of the rigid crossmember 33 and penetrating into a receptacle 53 formed in the connecting piece 5, for guiding in rotation about an axis aa 'the rigid crossbar 33 The second connection 52 is constituted by a flat surface 35 integral with the central zone of the rigid cross member 33, aligned laterally along a generating line of the rigid cross member 33. The rigid cross member 33 comprises a main axis of revolution Rt, also forming the axis of revolution of each of the two rear wheels 31 positioned at each of the two ends of the crossbar 33. The flat surface 35 extends along the axis aa '. The axis aa 'is contained in an oblique plane, aligned laterally parallel to the axis Rt, comprising the flat surface 35. The flat surface 35 has an opening through which a screw 53 rigidly secured to the connecting piece 5. and other of the flat surface 35, concentrically around the screw 53, are positioned two rubber pads; the first stud 54 being in abutment between the head 55 of the screw 53 and a first lateral face of the flat surface 35, the second stud 56 being in abutment between the opposite face of the flat surface 35 and a bearing surface 57 of the connecting piece 5. The oblique plane passes above the axis of revolution Rt of the crossbar 33, resulting in the alignment, as explained later, of the rear axle 3 in the direction of movement of the vehicle 1, ensuring the stability of the vehicle 1. When taking a turn by the vehicle, the driver points the front wheels 21. A computer, depending on the speed of movement of the vehicle and an estimate of the lateral grip of the vehicle (possibly also according to other parameters that may be based on the type of conduct sought by the driver: for example sport, comfort ...) command actuators positioned at the front axle 2, to tilt lateral, towards the inside of the bend , the structure 11 of the vehicle 1. This inclination of the structure 11 of the vehicle 1 creates, because of the oblique positioning of the pivot axis aa 'of the crossbar 33 relative to the suspension arm 32, the rotation of the crossbar 33 in the opposite direction of the steering of the front wheels 21 of the vehicle 1. This rotation of the crossbar 33 is due to the fact that only the structure 11 of the vehicle 1 tilts, the two rear wheels 31 remaining positioned vertically and in contact with the ground . The pads 54 and 56 oppose the rotation of the cross member 33, maintaining the balance between the front axle 2 and the rear axle 3 of the vehicle 1. The angle of rotation of the crossbar 33 depends directly on the lateral inclination of the vehicle 1 and the inclination of the pivot axis aa 'of the first articulation 51. Once the vehicle 1 returned in a straight line, the computer commands the actuators vertical positioning of the structure 11 of the vehicle 1, repositioning the rear wheels 31 in the alignment of the front wheels 21. The stiffness constants of the studs 54 and 56 are calibrated according to the weight of the vehicle 1. It is possible to position a pocket containing a gas in each of the two studs 54 and 56 allowing , by varying the pressure in these pockets, to vary the stiffness constant of the two studs 54 and 56. As seen above, the oblique plane Po passes above the axis of revolution Rt of the crossbar 33, making the crosses 33 naturally positioned perpendicular to the direction of movement of the vehicle 1, ensuring the stability of the vehicle. Of course, the invention is not limited to the single embodiment that has just been described, it may be made many changes without departing, for this, the scope of the invention.