FR3041901A1 - Dispositif anti-devers a decouplage de bras, pour un train de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Un dispositif anti-dévers (DA) équipe un train d'un véhicule automobile, et comprend : - deux bras (B1, B2) comprenant chacun une première extrémité couplée à une roue et une seconde extrémité (E21, E22) munie d'un logement (LE1, LE2), ces secondes extrémités étant voisines, et - une pièce de couplage (PC1) comprenant une première partie (P1) pouvant prendre au moins une première position où elle est logée partiellement dans les logements (LE1, LE2) pour coupler en rotation les secondes extrémités (E21, E22) par rapport au véhicule lorsque l'une d'elles est entraînée en rotation au-delà d'une position angulaire prédéfinie, et une seconde position où elle n'est pas logée dans les logements (LE1, LE2) pour permettre un découplage de la rotation de l'une des secondes extrémités (E21, E22) par rapport à l'autre, y compris au-delà de cette position angulaire prédéfinie.

Description

DISPOSITIF ANTI-DÉVERS À DÉCOUPLAGE DE BRAS, POUR UN TRAIN DE VÉHICULE AUTOMOBILE L’invention concerne les barres anti-dévers (ou anti-roulis ou encore de stabilisation) qui équipent certains véhicules automobiles.

Une barre anti-dévers (ou anti-roulis ou encore de stabilisation) comprend généralement une pièce monobloc comportant deux bras se prolongeant mutuellement et couplés respectivement à des roues opposées d’un train d’un véhicule (automobile).

Comme le sait l’homme de l’art, cette barre anti-dévers n’est pas sollicitée dans toutes les phases de roulage de son véhicule. En effet, sur un ralentisseur (ou « dos d’âne >>), elle n’est pas sollicitée car elle tourne sur sa liaison pivot avec la structure du véhicule, et seules les suspensions sont sollicitées. En revanche, elle est sollicitée lorsque le véhicule roule dans un virage ou sur une voie de circulation qui est dégradée de façon dissymétrique. Dans le premier cas (virage), elle est sollicitée en torsion et en flexion afin de maintenir autant que possible l’assiette du véhicule. Elle est donc particulièrement utile. Dans le second cas (dégradation), elle transmet partiellement l’irrégularité d’une voie de circulation subie par l’une des roues d’un train à l’autre roue de ce même train. Elle induit donc une forte dégradation du confort.

Afin de remédier au moins partiellement à cette dégradation du confort, il est possible d’équiper les barres anti-dévers de dispositifs actifs, comme par exemple ceux qui sont décrits dans les documents brevet US 7,500,686, US 7,377,529 et EP 1178893. Cependant, ces dispositifs actifs s’avèrent relativement onéreux et/ou complexes et/ou consomment une quantité d’énergie électrique importante. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Elle propose notamment à cet effet un dispositif anti-dévers, destiné à équiper un train de véhicule automobile ayant des roues opposées, et comprenant : - deux bras comprenant chacun une première extrémité propre à être couplée à l’une des roues et une seconde extrémité munie d’un logement, les secondes extrémités étant placées l’une à côté de l’autre, et - une pièce de couplage comprenant une première partie propre à prendre au moins une première position, dans laquelle elle est logée partiellement dans les logements pour coupler en rotation les secondes extrémités par rapport au véhicule lorsque l’une d’elles est entraînée en rotation au-delà d’une position angulaire prédéfinie, et une seconde position, dans laquelle elle n’est pas logée dans les logements pour permettre un découplage de la rotation de l’une des secondes extrémités par rapport à l’autre seconde extrémité, y compris au-delà de cette position angulaire prédéfinie.

Grâce à cette pièce de couplage mécanique, il est désormais possible de découpler simplement les rotations des secondes extrémités des bras dans certaines conditions, afin que la contrainte subie par la roue à laquelle est couplé l’un d’entre eux ne soit pas également subie par l’autre roue à laquelle est couplé l’autre bras.

Le dispositif anti-dévers selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - sa pièce de couplage peut comprendre une seconde partie présentant une masse strictement inférieure à celle de la première partie, et une partie intermédiaire reliant rigidement les première et seconde parties entre elles et montée à rotation autour d’un premier axe parallèle à un second axe d’alignement des secondes extrémités afin de permettre un passage de la première partie d’une position à une autre par entraînement en rotation autour de ce premier axe ; > la première partie de la pièce de couplage peut être propre à passer spontanément de sa première position à sa seconde position, par entraînement en rotation autour du premier axe, lorsque le véhicule subit une accélération sensiblement perpendiculaire à une surface sur laquelle il roule et supérieure à un seuil prédéfini ; • le seuil peut être compris entre une première valeur égale à l’accélération due à la pesanteur et une seconde valeur égale au double de l’accélération due à la pesanteur ; > il peut également comprendre un moteur électrique propre à induire, consécutivement à une réception d’une commande, un déplacement d’une pièce de contrôle d’une position dite inactive, dans laquelle elle est éloignée de la seconde partie, à une position dite active, dans laquelle elle pousse la seconde partie de la pièce de couplage afin d’induire le placement de sa première partie dans sa seconde position ; • le moteur électrique peut être propre à induire, consécutivement à une réception d’une commande et au placement de la première partie de la pièce de couplage dans sa seconde position, un déplacement de la pièce de contrôle dans sa position active pour maintenir temporairement cette première partie dans sa seconde position ; • la commande peut être fonction d’irrégularités détectées sous le véhicule et/ou d’une fin de virage détectée devant le véhicule ; - chaque seconde extrémité de bras peut comprendre une zone d’épaisseur réduite dans laquelle est défini son logement ; - il peut comprendre un corps propre à être solidarisé à rotation au véhicule et logeant à rotation au moins les secondes extrémités des bras et la pièce de couplage. L’invention propose également un véhicule automobile comprenant au moins un train comportant un dispositif anti-dévers du type de celui présenté ci-avant. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur >>), d’où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes), sur lesquels : - la figure 1 illustre de façon schématique, dans une vue en perspective, une partie d’un exemple de réalisation d’un dispositif anti-dévers selon l’invention, - la figure 2 illustre de façon schématique, dans une vue en perspective, une partie du dispositif anti-dévers de la figure 1, - la figure 3 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe transversale, la partie du dispositif anti-dévers de la figure 2 lorsque la première partie de sa pièce de couplage est placée dans sa première position de couplage, - la figure 4 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe transversale, la partie du dispositif anti-dévers de la figure 2 lorsque la première partie de sa pièce de couplage est placée dans sa seconde position de découplage, et - la figure 5 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe transversale, la partie du dispositif anti-dévers de la figure 2 lorsque la première partie de sa pièce de couplage est placée dans une position intermédiaire de découplage. L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif antidévers (ou anti-roulis ou encore de stabilisation) DA destiné à équiper un train d’un véhicule automobile.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule automobile est une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule automobile. Elle concerne en effet tout type de véhicule automobile comprenant au moins un train devant être équipé d’un dispositif anti-dévers.

Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le train est destiné à être installé dans une partie avant d’un véhicule automobile. Mais l’invention concerne également les trains arrière de véhicule automobile.

On a schématiquement représenté sur la figure 1 un exemple de réalisation d’un dispositif anti-dévers DA selon l’invention, destiné à équiper un train d’un véhicule automobile (ici une voiture).

Comme illustré, un dispositif anti-dévers DA, selon l’invention, comprend au moins deux bras Bj et une pièce de couplage PC1.

Ces deux bras Bj (gauche (j = 1) et droit (j =2)) sont indépendants l’un de l’autre, et comprennent chacun des première et seconde E2j extrémités. La première extrémité est propre à être couplée à l’une des roues d’un train

Par exemple, chaque première extrémité de bras Bj peut être solidarisée à une biellette qui est reliée à une roue. Cette solidarisation peut se faire par une liaison rotule ou pivot avec la biellette concernée, par exemple. La seconde extrémité E2j est munie d’un logement LEj.

On notera que la seconde extrémité E2j d’un bras Bj peut être une pièce rapportée qui est solidarisée fixement, par exemple par soudage ou vissage, ou bien peut faire partie intégrante de ce bras Bj (dans le cas d’une réalisation monobloc).

Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 5, chaque seconde extrémité E2j peut présenter un diamètre notablement plus important que le diamètre des bras Bj, notamment afin de réduire le couple pour réduire les contraintes dites de matage.

On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 5, que chaque seconde extrémité E2j peut comprendre une zone d’épaisseur réduite dans laquelle est défini son logement LEj. Par exemple, et comme illustré non limitativement, ce logement LEj peut être défini par une variation locale du rayon de chaque seconde extrémité E2j jusqu’à une face assurant un rattrapage au moins partiel du rayon principal et définissant une butée de couplage pour la pièce de couplage PC1. Cette zone d’épaisseur réduite permet d’arrêter la rotation.

En variante, le logement LEj pourrait être défini par une protubérance définie sur la face externe de chaque seconde extrémité E2j et par la portion de cette face externe qui est située d’un côté de cette protubérance.

Comme illustré sur les figures 1 et 2, les secondes extrémités E2j des deux bras Bj sont placées l’une à côté de l’autre, en se prolongeant mutuellement sans être pour autant solidarisées l’une à l’autre.

Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 1, chaque bras Bj peut être couplé à rotation au véhicule via sa seconde extrémité E2j qui peut être logée à rotation dans un corps CD qui est lui-même propre à être solidarisé à rotation au véhicule, par exemple à la caisse de ce dernier. Cette solidarisation se fait, par exemple, via une liaison pivot.

Un tel corps CD fait alors partie du dispositif anti-dévers DA, et loge non seulement les secondes extrémités E2j des bras Bj, mais également la pièce de couplage PC1. On notera que sur la figure 1 le corps CD n’est que partiellement représenté pour faciliter la compréhension de l’agencement des différents éléments du dispositif anti-dévers DA.

Cette pièce de couplage PC1 comprend une première partie P1 qui est propre à prendre au moins une première position de couplage et une seconde position de découplage.

Dans la première position (de couplage), illustrée sur les figures 1 à 3, la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 est logée partiellement dans les deux logements LEj des deux secondes extrémités E2j. Cela permet de coupler en rotation les secondes extrémités E2j par rapport au véhicule (par exemple via l’éventuel corps CD) lorsque l’une d’elles est entraînée en rotation au-delà d’une position angulaire prédéfinie (illustrée sur les figures 1 à 3)-

Dans la seconde position (de découplage), illustrée sur la figure 4, la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 n’est pas logée dans les logements LEj des deux secondes extrémités E2j. Plus précisément, elle (P1 ) est située en dehors de ces deux logements LEj. Cela permet un découplage de la rotation de l’une (E2j) des secondes extrémités par rapport à l’autre seconde extrémité E2j’ (j’ Φ j), y compris au-delà de la position angulaire prédéfinie.

En d’autres termes, lorsque la pièce de couplage PC1, purement mécanique, est dans sa première position, la rotation d’un bras B1 (ou B2) induit une rotation du bras B2 (ou B1) du fait que leurs secondes extrémités E2j sont couplées en rotation par la pièce de couplage PC1. En revanche, lorsque la pièce de couplage PC1 est dans sa seconde position, la rotation d’un bras B1 (ou B2) n’induit pas une rotation du bras B2 (ou B1) du fait que leurs secondes extrémités E2j ne sont pas couplées en rotation par la pièce de couplage PC1. Par conséquent, la contrainte subie par la roue gauche (ou droite) à laquelle est couplé le bras B1 (ou B2) n’est pas également subie par la roue droite (ou gauche) à laquelle est couplé le bras B2 (ou B1).

Comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 5, la pièce de couplage PC1 peut comprendre une seconde partie P2, qui présente une masse strictement inférieure à celle de sa première partie P1, et une partie intermédiaire PI, qui relie rigidement ses première P1 et seconde P2 parties entre elles. Cette partie intermédiaire PI est montée à rotation autour d’un premier axe A1, qui est parallèle à un second axe A2 d’alignement des secondes extrémités E2j, afin de permettre un passage de la première partie P1 d’une position à une autre par entraînement en rotation autour de ce premier axe A1.

On notera que l’entraînement en rotation de la partie intermédiaire PI se fait soit au moyen d’une tige cylindrique circulaire TR ou de deux demi-tiges cylindriques circulaires qui est/sont solidarisée(s) fixement à elle et montée à rotation, par exemple dans le corps CD, soit au moyen d’une tige cylindrique circulaire qui la traverse et qui est solidarisée fixement, par exemple au corps CD.

On notera également que la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 peut être propre à passer spontanément de sa première position à sa seconde position, par entraînement en rotation autour du premier axe A1, lorsque le véhicule subit une accélération sensiblement perpendiculaire à la surface sur laquelle il roule et supérieure à un seuil prédéfini.

Une telle accélération peut, par exemple, être induite par le roulement d’au moins une roue sur une aspérité ou irrégularité de la voie de circulation sur laquelle roule le véhicule (éventuellement un ralentisseur) ou sur un objet présent sur cette voie de circulation.

Il est rappelé que l’accélération subie par une roue sensiblement perpendiculairement à la surface sur laquelle elle roule, en raison de la présence d’une aspérité (ou irrégularité) ou d’un objet, est en théorie constante. Elle dépend de la vitesse en cours du véhicule, du rayon de la roue et de la hauteur de cette aspérité (ou irrégularité) ou de cet objet. Elle peut être très fréquemment (très) supérieure à l’accélération due à la pesanteur (g)·

Il est donc possible d’utiliser l’accélération subie précitée pour découpler les deux bras Bj (via leurs secondes extrémités E2j) et ainsi empêcher la torsion du dispositif anti-dévers DA. Plus précisément, dans le mode de réalisation illustré, on se sert du fait que la masse de la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 est strictement supérieure à la masse de la seconde partie P2 de cette dernière (PC1), et donc que cette première partie P1 est spontanément, par l’effet de la gravité, soit sensiblement dans sa première position (de couplage) lorsqu’elle subit une accélération strictement inférieure à un seuil prédéfini, soit déplacée de sa première position vers sa seconde position (de découplage) lorsqu’elle subit une accélération supérieure au seuil prédéfini (voir figure 4).

Par exemple, ce seuil peut être compris entre une première valeur égale à l’accélération due à la pesanteur (g) et une seconde valeur égale au double de l’accélération due à la pesanteur (2g). Ce seuil est fonction des masses respectives des première P1 et seconde p2 parties.

On notera qu’une fois que la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 est parvenue dans sa seconde position, elle va tendre à revenir vers sa première position. Cependant, si dans l’intervalle l’une au moins des secondes extrémités E2j a été placée dans une position angulaire située au-delà de la position angulaire prédéfinie, la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 ne peut pas revenir dans sa première position car elle en est empêchée par la face externe de la pièce de couplage PC1 sur laquelle elle s’appuie dans une zone distante d’un logement LEj, comme illustré sur la figure 5. Elle est donc placée dans une position intermédiaire de découplage qu’elle ne pourra quitter pour revenir dans sa première position qu’une fois que les deux secondes extrémités E2j seront revenues dans une position angulaire située en-deçà de la position angulaire prédéfinie.

Dans le mode de réalisation décrit ci-avant, le dispositif anti-dévers DA est totalement passif. Mais on peut également lui adjoindre des moyens complémentaires afin qu’il puisse être actif. Pour ce faire, on peut, par exemple et comme illustré non limitativement sur la figure 1, lui adjoindre un moteur électrique ME et une pièce de contrôle PC2.

La pièce de contrôle PC2 est agencée de manière à pouvoir être placée au moins dans une position dite inactive et dans une position dite active. Dans la position inactive la pièce de contrôle PC2 est éloignée de la seconde partie P2 de la pièce de couplage PC1 (voir figure 1). Dans la position active la pièce de contrôle PC2 pousse la seconde partie P2 de la pièce de couplage PC1 afin d’induire le placement de la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 dans sa seconde position.

Le moteur électrique ME est propre à induire, consécutivement à une réception d’une commande, un déplacement de la pièce de contrôle PC2 de sa position inactive à sa position active.

Pour ce faire, le moteur électrique ME peut, par exemple, entraîner en rotation une tige filetée sur laquelle est vissé un écrou auquel est solidarisée fixement une autre tige définissant la pièce de contrôle PC2 et montée en translation par rapport au corps CD. Dans ce cas, l’entraînement en rotation de la tige filetée induit une translation de l’écrou et de la pièce de contrôle PC2.

On notera qu’au lieu d’utiliser un moteur électrique ME on pourrait utiliser un motoréducteur.

Par exemple, le moteur électrique ME est solidarisé fixement à l’éventuel corps CD. Par ailleurs, il peut être au moins partiellement logé à l’intérieur de l’éventuel corps CD, tout comme la pièce de contrôle PC2.

On notera également que le moteur électrique ME peut être propre à induire, consécutivement à la réception d’une commande et au placement de la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 dans sa seconde position, un déplacement de la pièce de contrôle PC2 dans sa position active pour maintenir temporairement la première partie P1 dans sa seconde position.

Cette commande peut, par exemple, être fonction d’irrégularités détectées sous le véhicule par un capteur de paramètre physique (tel qu’un accéléromètre) et/ou d’une fin de virage détectée devant le véhicule par des moyens d’observation ou par un système de guidage par satellites.

Cette commande peut être fournie par un module de commande faisant éventuellement partie du dispositif anti-dévers DA. Par exemple, un tel module de commande peut être un organe de commande destiné à être contrôlé par le conducteur du véhicule et permettant soit d’autoriser le fonctionnement du dispositif anti-dévers DA, soit d’interdire le fonctionnement du dispositif anti-dévers DA (la première partie P1 demeurant alors en permanence dans sa première position). Ce type de module de commande peut comprendre un organe de commande (par exemple un bouton, éventuellement rotatif) installé dans la planche de bord du véhicule ou dans une console située à proximité du conducteur du véhicule, ou bien peut être un circuit électronique piloté par une option contrôlable via un écran d’affichage installé dans la planche de bord du véhicule ou dans une console située à proximité du conducteur du véhicule.

En variante, le module de commande peut faire partie d’un calculateur du véhicule et être chargé de déterminer en temps réel et de façon dynamique, chaque commande.

Bien entendu d’autres agencements peuvent être envisagés pour provoquer le déplacement de la pièce de contrôle PC2 d’une position à une autre par un moteur électrique ou un motoréducteur ME, et notamment un agencement induisant une rotation de la pièce de contrôle PC2.

On notera également que l’on peut envisager d’autres modes de réalisation permettant de faire passer la première partie P1 de la pièce de couplage PC1 d’une position à l’autre. Ainsi, on pourrait envisager que cette première partie P1 soit déplacée par un moteur électrique ou un motoréducteur, par exemple par translation ou rotation. Dans ce cas, le dispositif anti-dévers DA est actif. L’invention offre un dispositif anti-dévers exclusivement passif ou passif et actif ou encore exclusivement actif, peu encombrant, peu complexe sur le plan mécanique, et peu (voire très peu) consommateur d’énergie électrique lorsqu’il est au moins partiellement actif.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif anti-dévers (DA) pour un train d’un véhicule automobile ayant des roues opposées, caractérisé en ce qu’il comprend i) deux bras (Bj) comprenant chacun une première extrémité propre à être couplée à l’une desdites roues et une seconde extrémité (E2j) munie d’un logement (LEj), lesdites secondes extrémités (E2j) étant placées l’une à côté de l’autre, et ii) une pièce de couplage (PC1) comprenant une première partie (P1) propre à prendre au moins une première position, dans laquelle elle est logée partiellement dans lesdits logements (LEj) pour coupler en rotation lesdites secondes extrémités (E2j) par rapport audit véhicule lorsque l’une d’elles est entraînée en rotation au-delà d’une position angulaire prédéfinie, et une seconde position, dans laquelle elle n’est pas logée dans lesdits logements (LEj) pour permettre un découplage de la rotation de l’une desdites secondes extrémités (E2j) par rapport à l’autre desdites secondes extrémités (E2j), y compris au-delà de ladite position angulaire prédéfinie.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce de couplage (PC1) comprend une seconde partie (P2) présentant une masse strictement inférieure à celle de ladite première partie (P1), et une partie intermédiaire (PI) reliant rigidement lesdites première (P1) et seconde (P2) parties entre elles et montée à rotation autour d’un premier axe (A1 ) parallèle à un second axe (A2) d’alignement des secondes extrémités (E2j) afin de permettre un passage de ladite première partie (P1) d’une position à une autre par entraînement en rotation autour dudit premier axe (A1 ).
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première partie (P1) est propre à passer spontanément de ladite première position à ladite seconde position, par entraînement en rotation autour dudit premier axe (A1), lorsque ledit véhicule subit une accélération sensiblement perpendiculaire à une surface sur laquelle il roule et supérieure à un seuil prédéfini.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit seuil est compris entre une première valeur égale à l’accélération due à la pesanteur et une seconde valeur égale au double de l’accélération due à la pesanteur.
5. 5. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend un moteur électrique (ME) propre à induire, consécutivement à une réception d’une commande, un déplacement d’une pièce de contrôle (PC2) d’une position dite inactive, dans laquelle elle est éloignée de ladite seconde partie (P2), à une position dite active, dans laquelle elle pousse ladite seconde partie (P2) afin d’induire le placement de ladite première partie (P1) dans ladite seconde position.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moteur électrique (ME) est propre à induire, consécutivement à une réception d’une commande et au placement de ladite première partie (P1) dans ladite seconde position, un déplacement de ladite pièce de contrôle (PC2) dans ladite position active pour maintenir temporairement ladite première partie (P1) dans ladite seconde position.
7. 7. Dispositif selon l’une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ladite commande est fonction d’irrégularités détectées sous ledit véhicule et/ou d’une fin de virage détectée devant ledit véhicule.
8. 8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque seconde extrémité (E2j) comprend une zone d’épaisseur réduite dans laquelle est défini ledit logement (LEj).
9. 9. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend un corps (CD) propre à être solidarisé à rotation audit véhicule et logeant à rotation au moins lesdites secondes extrémités (E2j) et ladite pièce de couplage (PC1).
10. 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un train comportant un dispositif anti-dévers (DA) selon l’une des revendications précédentes.