ITTO20130969A1

ITTO20130969A1 - SELF-MULTI-SUSPENSION SUSPENSION WITH VARIATION OF THE WINDING ANGLE

Info

Publication number: ITTO20130969A1
Application number: IT000969A
Authority: IT
Inventors: Mauro Zona
Original assignee: Zona Engineering & Design Sas Di Zo Na Mauro & C
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-05-29

Description

“Sospensione autoveicolistica con dispositivo di variazione dell’angolo di campanatura” "Vehicle suspension with camber angle variation device"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Campo dell’invenzione Field of the invention

La presente invenzione si riferisce a una sospensione per autoveicolo, comprendente, in associazione a una corrispondente ruota di detto autoveicolo,: The present invention refers to a suspension for a motor vehicle, comprising, in association with a corresponding wheel of said motor vehicle,:

- un primo braccio trasversale, - a first cross arm,

- un secondo braccio trasversale, - a second transverse arm,

- un supporto ruota accoppiato a detti primo e secondo braccio trasversale, - a wheel support coupled to said first and second transverse arms,

- un gruppo elastico-smorzante includente un elemento elastico e un ammortizzatore, - an elastic-damping unit including an elastic element and a shock absorber,

in cui: in which:

ciascuno di detti primo e secondo braccio trasversale include una prima estremità articolata a detto supporto ruota e una seconda estremità configurata per l’articolazione rispetto a una struttura di supporto attorno a un rispettivo asse di oscillazione. each of said first and second transverse arms includes a first end articulated to said wheel support and a second end configured for articulation with respect to a support structure around a respective axis of oscillation.

Problema tecnico generale e descrizione della tecnica nota General technical problem and description of the prior art

Generalmente, i veicoli impieganti sospensioni di tipo noto hanno un assetto che prevede la presenza di un angolo di campanatura leggermente negativo sulle quattro ruote per sfruttare al meglio i pneumatici durante la percorrenza di una curva. Generally, vehicles using known type suspensions have an attitude which provides for the presence of a slightly negative camber angle on the four wheels in order to make the most of the tires during a curve.

Con la scelta di un angolo di campanatura negativo, la variazione di campanatura indotta dal rollio della massa sospesa del veicolo risulta in un sostanziale annullamento dell’angolo stesso per quella, fra le ruote di uno stesso asse, che si trova all’esterno rispetto alla traiettoria della curva. With the choice of a negative camber angle, the camber variation induced by the roll of the suspended mass of the vehicle results in a substantial cancellation of the angle itself for that, between the wheels of the same axle, which is outside the trajectory of the curve.

In tale condizione il contatto pneumatico-terreno è ottimale, garantendo il massimo di aderenza della ruota esterna durante la percorrenza della curva. Tuttavia, il contatto non è ottimale in condizioni di marcia rettilinea (in cui il rollio della massa sospesa è sostanzialmente nullo), e anche l’usura del pneumatico ne risente, risultando meno uniforme. In this condition, the tire-ground contact is optimal, ensuring maximum grip of the outer wheel during the curve. However, contact is not optimal in straight running conditions (in which the roll of the suspended mass is substantially zero), and tire wear is also affected, making it less uniform.

E’ chiaro dunque che la condizione ottimale per il contatto pneumatico-terreno è sempre e comunque quella in cui la ruota possiede una campanatura nulla ed è perfettamente verticale rispetto al terreno. It is therefore clear that the optimal condition for tire-ground contact is always the one in which the wheel has zero camber and is perfectly vertical with respect to the ground.

Tuttavia, nelle sospensioni di tipo noto tale condizione non può essere raggiunta poiché, dati i vincoli e la geometria della sospensione stessa, è necessario accettare una variazione dell'angolo di campanatura dipendente dal movimento relativo fra la sospensione e la massa sospesa, in particolare il telaio del veicolo. However, in known suspensions this condition cannot be reached because, given the constraints and the geometry of the suspension itself, it is necessary to accept a variation of the camber angle depending on the relative movement between the suspension and the suspended mass, in particular the vehicle chassis.

Il problema della massimizzazione dell’aderenza precedentemente descritto è stato affrontato e risolto in una pluralità di documenti anteriori, fra cui, ad esempio, US 2009/0026719 A1 ed EP 1754 649 A1, US2009/0026719A1. The problem of maximizing adhesion previously described has been addressed and solved in a plurality of prior documents, including, for example, US 2009/0026719 A1 and EP 1754 649 A1, US2009 / 0026719A1.

Un’ulteriore soluzione è stata fornita in EP 2418 108 A1: in questo esempio, la variazione dell’angolo di campanatura conseguente alla marcia del veicolo in curva viene compensata tramite variazione della posizione del punto di articolazione del braccio superiore della sospensione ad opera di un dispositivo attuatore elettromeccanico. Tuttavia, tale soluzione mostra alcuni limiti sia in termini di peso e ingombri, sia in termini di prestazioni. In particolare, lo spostamento del punto di articolazione avviene tramite un cursore azionato tramite un motore elettrico e un cinematismo a vite in direzione lineare trasversale rispetto al veicolo, il che richiede una coppia motrice piuttosto elevata in ragione della trasmissione pressoché diretta, senza sostanziali riduzioni, delle forze resistenti sul cinematismo a vite. Ciò impone l’adozione di un motore elettrico di taglia relativamente grande, e sufficiente per erogare la coppia richiesta, con conseguente aumento del peso. Oltretutto, la presenza di forze resistenti elevate sul cinematismo è suscettibile di peggiorare le prestazioni dinamiche del sistema. Si tratta di problemi in generale molto sentiti, ancor di più se una siffatta sospensione deve essere applicata a vetture da competizione. A further solution has been provided in EP 2418 108 A1: in this example, the variation of the camber angle consequent to the running of the vehicle in a curve is compensated by variation of the position of the articulation point of the upper arm of the suspension by a electromechanical actuator device. However, this solution shows some limits both in terms of weight and dimensions, and in terms of performance. In particular, the displacement of the pivot point occurs through a slider operated by an electric motor and a screw kinematics in a linear direction transverse to the vehicle, which requires a rather high drive torque due to the almost direct transmission, without substantial reductions. of the resisting forces on the screw kinematics. This requires the adoption of a relatively large electric motor, sufficient to deliver the required torque, with a consequent increase in weight. Moreover, the presence of high resisting forces on the kinematics is likely to worsen the dynamic performance of the system. These are generally very serious problems, even more so if such a suspension is to be applied to racing cars.

Scopo dell'invenzione Purpose of the invention

Lo scopo della presente invenzione è quello di superare i problemi tecnici precedentemente descritti. In particolare, lo scopo dell'invenzione è quello di fornire una sospensione per autoveicolo in cui l'angolo di campanatura possa essere variato con continuità in dipendenza dalla dinamica di marcia del veicolo e che presenti nel contempo caratteristiche ottimali in termini di ingombri, pesi e prestazioni dinamiche. The object of the present invention is to overcome the technical problems previously described. In particular, the object of the invention is to provide a suspension for motor vehicles in which the camber angle can be varied continuously depending on the driving dynamics of the vehicle and which at the same time has optimal characteristics in terms of dimensions, weights and dynamic performance.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

Lo scopo della presente invenzione è raggiunto da una sospensione avente le caratteristiche formanti oggetto di una o più delle rivendicazioni che seguono, le quali formano parte integrante dell’insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all’invenzione. In particolare, lo scopo dell’invenzione è raggiunto da una sospensione avente tutte le caratteristiche elencate all'inizio della presente descrizione e caratterizzata inoltre dal fatto che: The purpose of the present invention is achieved by a suspension having the characteristics forming the subject of one or more of the following claims, which form an integral part of the technical teaching administered herein in relation to the invention. In particular, the purpose of the invention is achieved by a suspension having all the characteristics listed at the beginning of this description and also characterized by the fact that:

- detto secondo braccio trasversale include un primo e un secondo elemento articolati fra loro in corrispondenza della prima estremità di esso, il primo e secondo elemento essendo inoltre articolati, in corrispondenza della seconda estremità del secondo braccio trasversale, rispettivamente a un primo e a un secondo cursore, - said second transverse arm includes a first and a second element articulated to each other at the first end thereof, the first and second element also being articulated, at the second end of the second transverse arm, to a first and a second slider respectively ,

- è previsto un gruppo attuatore configurato per la movimentazione di detti primo e secondo cursore con versi opposti lungo l’asse di oscillazione di detto secondo braccio trasversale, detto gruppo attuatore e detto secondo braccio trasversale definendo un dispositivo per la variazione di un angolo di campanatura, - an actuator unit is provided configured for the movement of said first and second sliders with opposite directions along the axis of oscillation of said second transverse arm, said actuator unit and said second transverse arm defining a device for varying a camber angle ,

- comprende un’unità di controllo operativamente connessa a detto gruppo attuatore per comandare l’azionamento di detti primo e secondo cursore per la variazione dell’angolo di campanatura. - includes a control unit operatively connected to said actuator group to control the operation of said first and second sliders for the variation of the camber angle.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

L’invenzione sarà ora descritta con riferimento alle figure annesse, date a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached figures, given purely by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 è una vista prospettica di una sospensione secondo una forma di esecuzione preferita della presente invenzione, Figure 1 is a perspective view of a suspension according to a preferred embodiment of the present invention,

- la figura 2A è una vista secondo la freccia IIA di figura 1, e - figure 2A is a view according to the arrow IIA of figure 1, e

- la figura 2B è una vista secondo la freccia IIB di figura 2A. Figure 2B is a view along the arrow IIB of Figure 2A.

Descrizione dettagliata di forme di esecuzione preferite dell'invenzione Detailed description of preferred embodiments of the invention

In figura 1 è indicata con il numero di riferimento 100 una sospensione per un autoveicolo secondo la presente invenzione. La sospensione 100 comprende – in associazione a una corrispondente ruota dell’autoveicolo - un primo braccio trasversale 102, un secondo braccio trasversale 104, un supporto ruota 106 predisposto per la connessione a una ruota (non illustrata) e un gruppo elastico-smorzante 108. In Figure 1, the reference number 100 indicates a suspension for a motor vehicle according to the present invention. The suspension 100 comprises - in association with a corresponding motor vehicle wheel - a first transverse arm 102, a second transverse arm 104, a wheel support 106 designed for connection to a wheel (not shown) and an elastic-damping unit 108.

Si osservi che nella presente descrizione il primo e il secondo braccio trasversale 102, 104 verranno identificati, rispettivamente, con i termini “braccio inferiore” e “braccio superiore”. It should be noted that in the present description the first and second transverse arms 102, 104 will be identified, respectively, with the terms "lower arm" and "upper arm".

La sospensione 100 è inoltre predisposta per la connessione a una struttura di supporto globalmente indicata con 110. La struttura di supporto 110 include tipicamente un telaio del veicolo sul quale è installata la sospensione 100 o parte di esso (ad esempio un telaio di meccanica. Per tale ragione i termini “struttura di supporto” e “telaio” verranno qui utilizzati in modo intercambiabile in associazione al riferimento 110, senza per questo implicare necessariamente un’identità funzionale. The suspension 100 is also arranged for connection to a support structure generally indicated 110. The support structure 110 typically includes a vehicle frame on which the suspension 100 or part of it is installed (for example a mechanical frame. for this reason the terms "support structure" and "frame" will be used here interchangeably in association with reference 110, without necessarily implying a functional identity.

Il braccio inferiore 102 è articolato al supporto ruota 106 in corrispondenza di una prima estremità, mentre è articolato al telaio 110 in corrispondenza di una seconda estremità. Più in dettaglio, il braccio inferiore 102 è articolato rispetto al telaio 110 attorno a un primo asse di articolazione X102 avente in particolare orientamento longitudinale rispetto alla direzione di marcia del veicolo. Il braccio inferiore 102 comprende una pluralità di montanti rettilinei fra loro uniti in corrispondenza di nodi strutturali e disposti secondo uno schema del tutto analogo a quello degli spigoli di un tetraedro. The lower arm 102 is articulated to the wheel support 106 at a first end, while it is articulated to the frame 110 at a second end. More in detail, the lower arm 102 is articulated with respect to the frame 110 around a first articulation axis X102 having in particular longitudinal orientation with respect to the direction of travel of the vehicle. The lower arm 102 comprises a plurality of rectilinear uprights joined together at structural nodes and arranged according to a pattern which is entirely similar to that of the edges of a tetrahedron.

Con riferimento a tutte le figure 1, 2A, 2B, il braccio inferiore 102 comprende un primo e un secondo montante rettilineo 112, 114 fra loro complanari e disposti sostanzialmente a "V" e integrali in corrispondenza di un primo nodo strutturale 116 (sito in corrispondenza della prima estremità anzidetta) nel quale è ricavata una sede sferica per un’estremità inferiore del supporto ruota 106. All'estremità opposta dei montanti 112, 114 rispetto al nodo strutturale anzidetto sono ricavati un secondo e un terzo nodo strutturale 118, 120 sui quali si innestano, rispettivamente, un terzo e un quarto montante rettilineo 122, 124 anch'essi disposti sostanzialmente a "V" e complanari. Il terzo e il quarto montante rettilineo 122, 124 confluiscono in un quarto nodo strutturale 126 sul quale è realizzato integrale un primo elemento di cerniera 128 definente un terzo asse di articolazione X128. With reference to all figures 1, 2A, 2B, the lower arm 102 comprises a first and a second rectilinear upright 112, 114 coplanar with each other and arranged substantially in a "V" shape and integral at a first structural node 116 (located in correspondence of the aforementioned first end) in which a spherical seat is obtained for a lower end of the wheel support 106. At the opposite end of the uprights 112, 114 with respect to the aforementioned structural node, a second and a third structural node 118, 120 are obtained on the which are engaged, respectively, a third and a fourth rectilinear upright 122, 124 also arranged substantially in a "V" shape and coplanar. The third and fourth rectilinear uprights 122, 124 converge in a fourth structural node 126 on which a first hinge element 128 is integrally realized defining a third articulation axis X128.

Inoltre, in corrispondenza del secondo e del terzo nodo strutturale 118, 120 sono formati, rispettivamente, un secondo e un terzo elemento di cerniera 130, 132 definenti boccole coassiali all’asse X102 e mediante le quali il braccio inferiore è accoppiato al telaio 110 in modo oscillante attorno all’asse X102 medesimo. il secondo e il terzo elemento di cerniera – coassiali fra loro – definiscono quindi la seconda estremità del braccio inferiore 102. Furthermore, in correspondence with the second and third structural node 118, 120, a second and a third hinge element 130, 132 are formed respectively, defining bushings coaxial to the axis X102 and by means of which the lower arm is coupled to the frame 110 in oscillating mode around the X102 axis itself. the second and third hinge elements - coaxial to each other - therefore define the second end of the lower arm 102.

Un quinto montante rettilineo 138 ha una prima e una seconda estremità integrale, rispettivamente, con il primo nodo strutturale del braccio 102 e con il quarto nodo strutturale 126, congiungendoli e sostanzialmente congiungendo i vertici delle "V" definite dai montanti rettilinei, 112, 114, 122, 124. A fifth straight upright 138 has a first and second end integral, respectively, with the first structural node of the arm 102 and with the fourth structural node 126, joining them and substantially joining the vertices of the "Vs" defined by the straight uprights, 112, 114 , 122, 124.

Il supporto ruota 106 comprende un mozzo 140 girevole attorno a un asse Y106 sostanzialmente orizzontale e un piede 142 nel quale è installato un perno inferiore a testa sferica impegnato nella sede sferica sul primo nodo strutturale 116, definendo in tal modo un primo snodo sferico mediante il quale il braccio 102 è articolato al supporto ruota 106. Sul mozzo 140 è installato un freno a disco DB The wheel support 106 comprises a hub 140 rotatable around a substantially horizontal axis Y106 and a foot 142 in which a lower ball-headed pin engaged in the ball seat on the first structural node 116 is installed, thus defining a first ball joint by means of the which the arm 102 is articulated to the wheel support 106. A disc brake DB is installed on the hub 140

È parte del supporto ruota 106 anche un braccio di sterzo 144 che definisce parte di un cinematismo di sterzo (che verrà successivamente descritto) attraverso un elemento di cerniera 146 ricavato alla sua estremità libera. L’elemento di cerniera 146 è associato a un asse di cerniera Z146 sostanzialmente verticale. Also part of the wheel support 106 is a steering arm 144 which defines part of a steering mechanism (which will be described later) through a hinge element 146 obtained at its free end. The hinge element 146 is associated with a substantially vertical hinge axis Z146.

Il supporto ruota 106 include infine una porzione di testa 148 alla quale è fissato un secondo perno a testa sferica 150 (figure 1, 2B). The wheel support 106 finally includes a head portion 148 to which a second spherical-headed pin 150 is fixed (Figures 1, 2B).

Il braccio superiore 104 comprende una prima estremità 155A provvista di una sede sferica entro la quale si impegna il secondo perno a testa sferica 150, definendo uno snodo sferico mediante il quale il braccio 104 è articolato al supporto ruota 106, e una seconda estremità 155B articolata al telaio 110 attorno a un asse X104 avente in particolare orientamento longitudinale rispetto alla direzione di marcia del veicolo. The upper arm 104 comprises a first end 155A provided with a spherical seat within which the second ball-headed pin 150 engages, defining a spherical joint by means of which the arm 104 is articulated to the wheel support 106, and a second articulated end 155B to the frame 110 about an axis X104 having in particular a longitudinal orientation with respect to the direction of travel of the vehicle.

Il braccio superiore 104 è a sua volta di tipo articolato comprendente un primo elemento 152 articolato a un secondo elemento 154 attorno a un asse ZA; gli elementi 152 e 154 sono disposti secondo uno schema convergente (a ”V”) verso la prima estremità 155A. The upper arm 104 is in turn of the articulated type comprising a first element 152 articulated to a second element 154 around an axis ZA; the elements 152 and 154 are arranged according to a convergent scheme ("V") towards the first end 155A.

Più in dettaglio, gli elementi 152 e 154 hanno prime estremità convergenti verso la prima estremità 155A (che è in questa forma di esecuzione realizzata integralmente nel primo elemento 152) e articolate fra loro attorno all’asse ZA, e seconde estremità articolate a un corrispondente cursore 156, 158. In questa forma di esecuzione ciascun cursore comprende una boccola alloggiante al proprio interno una madrevite 160, 162 (rispettivamente). Gli assi di articolazione fra gli elementi 152 e 154 e i rispettivi cursori sono indicati con ZB e ZC. More in detail, the elements 152 and 154 have first ends converging towards the first end 155A (which in this embodiment is made integrally in the first element 152) and articulated to each other around the axis ZA, and second ends articulated to a corresponding slider 156, 158. In this embodiment each slider comprises a bushing housing a nut screw 160, 162 (respectively) inside it. The axes of articulation between the elements 152 and 154 and the respective cursors are indicated with ZB and ZC.

L’asse ZA, ossia il punto di articolazione dei due elementi 152 e 154, è sito in corrispondenza della prima estremità del braccio 104, mentre gli assi di articolazione ZB, ZC, ossia i punti di articolazione dei due elementi 152 e 154 con i corrispondenti cursori 156, 158, sono siti in corrispondenza della seconda estremità 155B del braccio 104. The axis ZA, i.e. the point of articulation of the two elements 152 and 154, is located at the first end of the arm 104, while the axes of articulation ZB, ZC, i.e. the points of articulation of the two elements 152 and 154 with the corresponding sliders 156, 158 are located at the second end 155B of the arm 104.

Con la dicitura “in corrispondenza” si intende indicare una generica relazione di prossimità fra gli assi ZA, ZB, ZC e le estremità 155A e 155B 8rispettivamente), ma – specie nel caso dell’asse ZA – si intende ricomprendere anche l’eventualità di una coincidenza fra l’asse e le corrispondenti estremità. The wording "in correspondence" is intended to indicate a generic proximity relationship between the ZA, ZB, ZC axes and the ends 155A and 155B 8 respectively), but - especially in the case of the ZA axis - it is also intended to include the possibility of a coincidence between the axis and the corresponding ends.

In questa forma d'esecuzione, senza che ciò costituisca una limitazione ai fini della presente invenzione, la struttura di supporto 110 è configurata come una struttura reticolare comprendente un primo telaio quadrangolare 164 e un secondo telaio quadrangolare 166 fra loro uniti mediante elementi longitudinali 168, 170, 172, 174. Sull’elemento longitudinale 170 è provvisto un elemento di cerniera 174 che definisce un asse di cerniera X174. Ulteriori due elementi di cerniera 176, 178 e due boccole 180, 182 sono provvisti in corrispondenza di vertici omologhi dei telai quadrangolari 164, 166 in modo coassiale agli assi di cerniera X102 (elementi 176, 178) e X104 (elementi 180, 182). Tutti gli elementi longitudinali, gli elementi di cerniera e le boccole testé menzionati sono riprodotti simmetricamente sul fianco opposto del telaio 110. In this embodiment, without this constituting a limitation for the purposes of the present invention, the support structure 110 is configured as a reticular structure comprising a first quadrangular frame 164 and a second quadrangular frame 166 joined together by longitudinal elements 168, 170, 172, 174. A hinge element 174 is provided on the longitudinal element 170 which defines a hinge axis X174. Two further hinge elements 176, 178 and two bushings 180, 182 are provided at homologous vertices of the quadrangular frames 164, 166 coaxially to the hinge axes X102 (elements 176, 178) and X104 (elements 180, 182). All the longitudinal elements, the hinge elements and the bushings just mentioned are reproduced symmetrically on the opposite side of the frame 110.

L’accoppiamento della sospensione 100 al telaio 110 è realizzato nel modo seguente. The coupling of the suspension 100 to the frame 110 is made as follows.

Il braccio inferiore 102 viene collegato al telaio 110 mediante l’inserimento di perni entro gli elementi di cerniera 130, 176 e 132, 178 rispettivamente, tipicamente con l’interposizione di elementi elastomerici (boccole) che offrono un contributo al smorzamento globale del sistema. The lower arm 102 is connected to the frame 110 by inserting pins within the hinge elements 130, 176 and 132, 178 respectively, typically with the interposition of elastomeric elements (bushings) which offer a contribution to the overall damping of the system.

In aggiunta a ciò, l’elemento elastico smorzante 108, che in questa forma di esecuzione include un ammortizzatore 184 e una molla 186 coassiale ad esso, viene installato collegandone una prima estremità all’elemento di cerniera 128 e una seconda estremità all’elemento di cerniera 174, rendendo in tal modo l’ammortizzatore 184 articolato rispetto al telaio 110 e al braccio inferiore 102 attorno agli assi X128 e X174 rispettivamente. In addition to this, the elastic damping element 108, which in this embodiment includes a shock absorber 184 and a spring 186 coaxial to it, is installed by connecting a first end to the hinge element 128 and a second end to the hinge element. hinge 174, thus making the shock absorber 184 articulated with respect to the frame 110 and the lower arm 102 about the axes X128 and X174 respectively.

Per quanto riguarda il braccio superiore, i punti di attacco rispetto al telaio 110 sono definiti dai cursori 156, 158, in particolare dalle madreviti 160, 162. Sul telaio 110 è infatti fissato un gruppo attuatore 188 che include un motore elettrico 190, di preferenza del tipo ad azionamento diretto (c.d. “direct drive”, ossia senza riduzioni), il cui rotore è connesso in rotazione a una prima e una seconda vite 192, 194 aventi filetti con versi di avvitamento opposti (ossia uno sinistrorso e uno destrorso) e preferibilmente identico passo. Il motore elettrico 190 e le viti 192, 194 sono tutti coassiali fra loro e rispetto all’asse X104; le viti 192, 194 sono inoltre supportate mediante cuscinetti a rotolamento nelle boccole 180, 182. As regards the upper arm, the attachment points with respect to the frame 110 are defined by the sliders 156, 158, in particular by the nut screws 160, 162. In fact, an actuator unit 188 is fixed to the frame 110 which includes an electric motor 190, preferably of the direct drive type (so-called "direct drive", ie without reductions), the rotor of which is connected in rotation to a first and a second screw 192, 194 having threads with opposite screwing directions (ie one left and one right) and preferably identical step. The electric motor 190 and the screws 192, 194 are all coaxial with each other and with respect to the X104 axis; the screws 192, 194 are also supported by rolling bearings in the bushings 180, 182.

I cursori 156, 158 sono quindi collegati al gruppo attuatore 188 mediante accoppiamento delle rispettive madreviti 160, 162 sulle viti 192, 194. In tal modo i cursori 156, 158 vengono resi movimentabili lungo l’asse X104 rispetto al quale si realizza l’articolazione della seconda estremità del braccio 104 al telaio 110. Il gruppo attuatore 188 e il braccio superiore 104 definiscono, come si vedrà diffusamente nel seguito, un dispositivo per la variazione dell’angolo di campanatura della sospensione 100. The sliders 156, 158 are then connected to the actuator assembly 188 by coupling the respective nut screws 160, 162 on the screws 192, 194. In this way the sliders 156, 158 are made movable along the axis X104 with respect to which the articulation is made of the second end of the arm 104 to the frame 110. The actuator assembly 188 and the upper arm 104 define, as will be seen in detail below, a device for varying the camber angle of the suspension 100.

Completa l’assieme della sospensione 100 un dispositivo di variazione dell’angolo di convergenza indicato globalmente con il numero di riferimento 196 e cooperante con il mozzo ruota 106 e con un cinematismo di sterzo ST. il cinematismo di sterzo ST include una cremagliera SR azionata mediante un pignone SP connesso a un volante del veicolo. The suspension assembly 100 is completed by a device for varying the toe angle indicated globally with the reference number 196 and cooperating with the wheel hub 106 and with a steering mechanism ST. the ST steering linkage includes an SR rack driven by an SP pinion connected to a vehicle steering wheel.

Alle estremità libere della cremagliera SR è installato il dispositivo 196, che include un motore elettrico 198 sul cui albero di uscita è calettato un pignone che ingrana su una corona a dentatura esterna ricavata sul corpo di una madrevite 200. Il motore e la madrevite sono ambedue fissati alla cremagliera SR mediante l’involucro del dispositivo 188 e la madrevite 200 è pertanto traslante rigidamente con la cremagliera SR. All’interno della madrevite 200 è impegnata un’asta filettata SL avente un’estremità libera connessa e articolata a una prima estremità di una biella di collegamento 202. Una seconda estremità della biella 202 è connessa e articolata al braccio 144, particolarmente all’elemento di cerniera 146. The device 196 is installed at the free ends of the rack SR, which includes an electric motor 198 on the output shaft of which a pinion is keyed which meshes with an external toothed crown obtained on the body of a nut screw 200. The motor and the nut screw are both fixed to the rack SR by means of the casing of the device 188 and the nut screw 200 is therefore rigidly translated with the rack SR. Inside the nut screw 200 there is engaged a threaded rod SL having a free end connected and articulated to a first end of a connecting rod 202. A second end of the connecting rod 202 is connected and articulated to the arm 144, particularly to the element of hinge 146.

Tutte le madreviti impiegate nella sospensione 100 sono preferibilmente del tipo a rulli satelliti, onde garantire una migliore precisione e regolarità del movimento. All the nut screws used in the suspension 100 are preferably of the planetary roller type, in order to ensure better precision and regularity of the movement.

La sospensione 100 è controllata elettronicamente mediante un’unità elettronica di controllo che pilota l’azionamento dei motori elettrici 190 e 198 in funzione, fra l’altro, dei valori dei parametri dinamici del veicolo rilevati da una rete di altri sensori durante la marcia. La rete di sensori è predisposta per il monitoraggio di una pluralità di parametri di assetto del veicolo e per l’invio di segnali all’unità elettronica di controllo CU. Il software di gestione dell’unità CU può essere basato su strategie di controllo di tipo noto, che legano,ad esempio, più parametri di assetto del veicolo mediante modelli matematici comunemente adottati nello studio della dinamica di marcia di un veicolo. The suspension 100 is electronically controlled by an electronic control unit that drives the drive of the electric motors 190 and 198 according to, among other things, the values of the vehicle's dynamic parameters detected by a network of other sensors while driving. The sensor network is set up for monitoring a plurality of vehicle attitude parameters and for sending signals to the CU electronic control unit. The CU unit management software can be based on known control strategies, which link, for example, multiple vehicle attitude parameters using mathematical models commonly adopted in the study of the driving dynamics of a vehicle.

Il funzionamento della sospensione 100 è il seguente. La sospensione 100 consente di assegnare al veicolo sul quale essa è installata un assetto statico con angolo di campanatura nullo e consente di intervenire in modo dinamico sull’angolo di campanatura mediante il braccio superiore 104 e il gruppo attuatore 188, che definiscono globalmente un dispositivo per la variazione dell’angolo di campanatura γ. Inoltre, grazie al dispositivo di variazione dell’angolo di convergenza 196, consente di mantenere quest’ultimo angolo sostanzialmente costante e pari al valore statico impostato anche all’occorrenza di una regolazione dinamica dell’assetto. The operation of the suspension 100 is as follows. The suspension 100 allows to assign to the vehicle on which it is installed a static attitude with zero camber angle and allows to intervene dynamically on the camber angle by means of the upper arm 104 and the actuator assembly 188, which globally define a device for the variation of the camber angle γ. Furthermore, thanks to the convergence angle variation device 196, it allows to keep this latter angle substantially constant and equal to the static value set even in the event of a dynamic adjustment of the attitude.

L’angolo di campanatura γ, con riferimento alla figura 1, può essere variato semplicemente azionando in rotazione il motore elettrico 190: ciò risulta nella rotazione delle viti 192 e 194 sulle quali sono impegnate le madreviti 160, 162 e quindi i cursori 156, 158. The camber angle γ, with reference to Figure 1, can be varied simply by operating the electric motor 190 in rotation: this results in the rotation of the screws 192 and 194 on which the nut screws 160, 162 and therefore the sliders 156, 158 are engaged .

Il movimento dei cursori 156 e 158 avviene lungo l’asse di articolazione X104, come testimoniato dalle frecce associate alla direzione di riferimento X (che identifica la direzione longitudinale del veicolo sul quale la sospensione è installata), e ciascun cursore si muove con verso opposto rispetto all’altro in ragione dell’inclinazione opposta del filetto sulla vite. Ciò provoca un allontanamento o un avvicinamento dei due cursori e una conseguente variazione di geometria del braccio superiore 104 grazie alla struttura articolata del medesimo: nel caso i due cursori 156, 158 subiscano un allontanamento, la prima estremità del braccio 104 si avvicina al telaio 110 lungo una direzione Y trasversale (e ortogonale) rispetto alla direzione X, generando una rotazione del supporto ruota 106 attorno alla prima estremità del braccio inferiore 102 nel verso indicato con γ<->in figura 1, che corrisponde a una variazione negativa dell’angolo di campanatura γ. The movement of the sliders 156 and 158 occurs along the articulation axis X104, as evidenced by the arrows associated with the reference direction X (which identifies the longitudinal direction of the vehicle on which the suspension is installed), and each slider moves in the opposite direction with respect to the other due to the opposite inclination of the thread on the screw. This causes the two sliders to move away or close together and a consequent variation in the geometry of the upper arm 104 thanks to the articulated structure of the same: if the two sliders 156, 158 are moved away, the first end of the arm 104 approaches the frame 110 along a Y direction transverse (and orthogonal) with respect to the X direction, generating a rotation of the support 106 around the first end of the lower arm 102 in the direction indicated by γ <-> in figure 1, which corresponds to a negative variation of the angle of camber γ.

Al contrario, quando i due cursori 156, 158 subiscono un avvicinamento, la prima estremità del braccio 104 si allontana dal telaio 110 lungo la direzione Y, generando una rotazione del supporto ruota 106 attorno alla prima estremità del braccio inferiore 102 nel verso indicato con γ<+>in figura 1, che corrisponde a una variazione positiva dell’angolo di campanatura γ. On the contrary, when the two sliders 156, 158 undergo an approach, the first end of the arm 104 moves away from the frame 110 along the Y direction, generating a rotation of the support 106 around the first end of the lower arm 102 in the direction indicated by γ <+> in figure 1, which corresponds to a positive variation of the camber angle γ.

L’assetto statico del veicolo è regolato in modo tale che il valore dell’angolo di campanatura γ abbia valore nullo (o pressoché nullo, in dipendenza – ad esempio – dalle caratteristiche del tracciato di gara sul quale il veicolo dovrà correre o sulle caratteristiche del percorso stradale che il veicolo dovrà affrontare). In condizioni di angolo di campanatura nullo l'area di contatto fra i pneumatici 310, 312 e il terreno è massima a parità di altri parametri e inoltre le condizioni del contatto fra pneumatici e terreno sono ottimali. The static attitude of the vehicle is adjusted in such a way that the value of the camber angle γ has a zero value (or almost zero, depending - for example - on the characteristics of the race track on which the vehicle will have to run or on the characteristics of the road route that the vehicle will have to face). In conditions of zero camber angle, the contact area between the tires 310, 312 and the ground is maximum with the same other parameters and furthermore the conditions of the contact between the tires and the ground are optimal.

Quando il veicolo percorre una curva si genera un movimento di rollio del telaio 110 e un conseguente trasferimento di carico verticale in senso trasversale: la ruota che si trova all’esterno della traiettoria del veicolo ed subisce un incremento di carico, mentre la ruota all’interno della traiettoria subisce un decremento di carico verticale. When the vehicle travels along a curve, a rolling movement of the frame 110 is generated and a consequent transfer of vertical load in a transverse direction: the wheel which is outside the vehicle's trajectory and undergoes an increase in load, while the wheel at the inside the trajectory undergoes a decrease in vertical load.

Di conseguenza la sospensione 100 associata alla ruota esterna subisce un movimento relativo rispetto al telaio 110 assimilabile a uno scuotimento positivo, mentre la sospensione 100 associata alla ruota interna subisce un movimento relativo rispetto al telaio assimilabile a uno scuotimento negativo. Consequently, the suspension 100 associated with the outer wheel undergoes a relative movement with respect to the frame 110 similar to a positive shaking, while the suspension 100 associated with the inner wheel undergoes a relative movement with respect to the frame which can be assimilated to a negative shaking.

Con il termine “scuotimento positivo” s'intende in generale indicare un movimento con una componente lungo un asse verticale uscente rispetto al suolo e, in questo caso, tale da provocare una compressione dell'elemento elastico 186, mentre, dualmente, con il termine “scuotimento negativo” si intende designare un movimento della sospensione 100 con una componente diretta lungo un asse verticale entrante nel suolo e, in questo caso, tale da provocare un'elongazione dell'elemento elastico 186. Naturalmente, il movimento descritto dalle sospensioni 100 non consiste in uno scuotimento vero e proprio ma è semplicemente il risultato del movimento di rollio del veicolo 300 in curva. The term "positive shaking" is generally intended to indicate a movement with a component along a vertical axis exiting the ground and, in this case, such as to cause a compression of the elastic element 186, while, dually, with the term "Negative shaking" means a movement of the suspension 100 with a component directed along a vertical axis entering the ground and, in this case, such as to cause an elongation of the elastic element 186. Naturally, the movement described by the suspensions 100 does not it consists of an actual shaking but is simply the result of the rolling motion of the vehicle 300 in cornering.

Durante il movimento di rollio del telaio del veicolo l’unità elettronica di controllo della sospensione 100 (si osservi che è possibile avere un’unità dedicata per ciascuna sospensione, tutte comunicanti fra loro oppure una singola unità che gestisce tutto il comparto sospensioni del veicolo) è informata delle variazioni dei parametri di assetto del veicolo e interviene azionando il motore 190 in modo da annullare la variazione di campanatura conseguente alla variazione di assetto durante il moto in curva contemporaneamente al movimento delle sospensioni. During the rolling movement of the vehicle chassis, the electronic suspension control unit 100 (note that it is possible to have a dedicated unit for each suspension, all communicating with each other, or a single unit that manages the entire suspension compartment of the vehicle) it is informed of the variations in the attitude parameters of the vehicle and intervenes by activating the engine 190 so as to cancel the variation in camber resulting from the variation in attitude during cornering motion simultaneously with the movement of the suspensions.

Più in dettaglio, il motore elettrico 190 della sospensione 100 associata alla ruota esterna rispetto alla traiettoria viene azionato tramite l’unità di controllo per comandare un allontanamento dei cursori 156, 158, con conseguente avvicinamento della prima estremità del braccio 104 al telaio: il risultato è una rotazione in verso γ-della ruota esterna che ne mantiene l'angolo di campanatura γ a un valore nullo, compensando la variazione positiva dello stesso angolo dovuta al moto della sospensione. More in detail, the electric motor 190 of the suspension 100 associated with the outer wheel with respect to the trajectory is operated by the control unit to command a removal of the sliders 156, 158, with consequent approach of the first end of the arm 104 to the frame: the result is a rotation in direction γ-of the external wheel which keeps the camber angle γ at a zero value, compensating for the positive variation of the same angle due to the motion of the suspension.

Al contrario, il motore elettrico 190 della sospensione 100 associata alla ruota interna viene azionato tramite l’unità di controllo per comandare una avvicinamento dei cursori 156, 158 e un conseguente allontanamento della prima estremità del braccio 104 dal telaio 110. Il risultato è – similmente - una rotazione in verso γ<+>della ruota che ne mantiene l'angolo di campanatura γ a un valore nullo, compensando la variazione negativa dello stesso angolo dovuta al moto della sospensione. On the contrary, the electric motor 190 of the suspension 100 associated with the inner wheel is operated by the control unit to command an approach of the sliders 156, 158 and a consequent removal of the first end of the arm 104 from the frame 110. The result is - similarly - a rotation in direction γ <+> of the wheel which keeps the camber angle γ at a zero value, compensating for the negative variation of the same angle due to the motion of the suspension.

L’azione del dispositivo di variazione dell’angolo di campanatura è inoltre coadiuvata sinergicamente da quella del dispositivo 196: a tal proposito, è un fatto del tutto noto che durante il movimento di un veicolo gli angoli caratteristici di una sospensione possano subire variazioni in ragione della geometria della sospensione stessa, e in particolare come conseguenza dell’orientamento dell’asse di sterzo, ossia della scelta degli angoli di incidenza longitudinale (angolo di caster) e trasversale (angolo di kingpin), ossia dei c.d. “bracci a terra” longitudinale e trasversale della sospensione. The action of the camber angle variation device is also synergistically assisted by that of the device 196: in this regard, it is a well known fact that during the movement of a vehicle the characteristic angles of a suspension can undergo variations the geometry of the suspension itself, and in particular as a consequence of the orientation of the steering axis, i.e. the choice of longitudinal (caster angle) and transverse (kingpin angle) incidence angles, i.e. Longitudinal and transverse "arms on the ground" of the suspension.

Piu in generale, durante il movimento di un veicolo equipaggiato con sospensioni 100 possono coesistere (almeno) quattro fattori capaci di generare variazioni dell’angolo di convergenza rispetto al valore impostato staticamente, in particolare: More generally, during the movement of a vehicle equipped with suspension 100, (at least) four factors can coexist capable of generating variations in the convergence angle with respect to the statically set value, in particular:

- lo scuotimento della sospensione, che genera una prima variazione di convergenza, - the shaking of the suspension, which generates a first change in convergence,

- la variazione di campanatura comandata tramite il dispositivo per la variazione dell’angolo di campanatura della sospensione 100, che genera una seconda variazione di convergenza (toe-in o toe out); - the camber variation controlled by the device for the variation of the camber angle of the suspension 100, which generates a second convergence variation (toe-in or toe out);

- il rollio della massa sospesa del veicolo durante la percorrenza di una curva, che genera un movimento della sospensione relativamente rispetto alla stessa massa sospesa e una conseguente terza variazione di convergenza, - the roll of the suspended mass of the vehicle during the travel of a curve, which generates a movement of the suspension relative to the same suspended mass and a consequent third change in toe-in,

- un comando di sterzo impartito alle ruote anteriori (oppure anche alle ruote posteriori se il veicolo include più di un assale sterzante), che genera una quarta variazione di convergenza; si osservi a tal proposito che i cinematismi di sterzo sono generalmente disegnati in modo da imporre angoli di sterzo (quindi variazioni di angolo di convergenza) differenti in funzione del lato su cui si trovano le ruote (interno o esterno durante la percorrenza di una curva). - a steering command given to the front wheels (or also to the rear wheels if the vehicle includes more than one steering axle), which generates a fourth change in toe-in; in this regard it should be noted that the steering kinematics are generally designed in such a way as to impose different steering angles (therefore variations of toe angle) depending on the side on which the wheels are located (internal or external during a curve) .

Ciò che realizza il dispositivo 196, pilotato dall’unità elettronica di controllo che governa la sospensione 100, è una variazione dinamica dell’angolo di convergenza Cv in funzione degli effetti dei fattori di cui sopra in modo da impostare un angolo di convergenza che risulti ottimale in funzione delle caratteristiche del tratto di strada che il veicolo sta percorrendo. Allo scopo, il motore elettrico 198 viene comandato dall’unità elettronica di controllo che governa la sospensione 100 in modo da avvicinare o allontanare dalla cremagliera SR l’estremità dell’asta filettata SL articolata alla biella 202, in modo da ruotare il supporto ruota 106 di un angolo Cv (figura 1). Ciò è naturalmente reso possibile dall’azionamento in rotazione della madrevite 200. What the device 196, piloted by the electronic control unit governing the suspension 100, realizes is a dynamic variation of the convergence angle Cv as a function of the effects of the above factors so as to set a convergence angle which is optimal according to the characteristics of the stretch of road the vehicle is traveling on. For this purpose, the electric motor 198 is controlled by the electronic control unit which governs the suspension 100 so as to bring the end of the threaded rod SL articulated to the connecting rod 202 close to or away from the rack SR, so as to rotate the wheel support 106 of an angle Cv (figure 1). This is of course made possible by the rotating drive of the nut screw 200.

In particolare, l’estremità anzidetta dell’asta SL associata alla ruota esterna verrà allontanata rispetto alla cremagliera SR (moto di “estrazione” rispetto alla madrevite 200) generando una variazione positiva (toe-out) dell’angolo di convergenza Cv; al contrario, l’estremità anzidetta dell’asta SL associata alla ruota interna verrà avvicinata rispetto alla cremagliera SR (moto di “ritrazione” rispetto alla madrevite 200) generando una variazione negativa (toe-in) dell’angolo di convergenza Cv. In particular, the aforementioned end of the rod SL associated with the external wheel will be moved away from the rack SR ("extraction" motion with respect to the nut screw 200) generating a positive variation (toe-out) of the convergence angle Cv; on the contrary, the aforementioned end of the rod SL associated with the internal wheel will be approached with respect to the rack SR ("retraction" motion with respect to the nut screw 200) generating a negative variation (toe-in) of the convergence angle Cv.

L’azione del dispositivo 196 è sinergica con quella del braccio superiore 104 e del gruppo attuatore che lo comanda in quanto ambedue intervengono in modo mirato, puntuale e in tempo reale per garantire che le condizioni di aderenza fra veicolo e terreno siano le migliori possibili in relazione all’impiego. Inoltre, il dispositivo 196 può essere azionato in modo da compensare la variazione di convergenza (che di per sé può avvenire con verso non funzionale al miglioramento delle prestazioni dinamiche del veicolo) indotta dalla variazione dell’angolo di campanatura γ comandata tramite il gruppo attuatore 188 e il braccio superiore 104. The action of the device 196 is synergistic with that of the upper arm 104 and of the actuator unit that controls it as both intervene in a targeted, punctual and real-time manner to ensure that the conditions of adherence between the vehicle and the ground are the best possible in employment relationship. Furthermore, the device 196 can be operated in such a way as to compensate for the toe variation (which in itself can occur with a direction not functional to the improvement of the dynamic performance of the vehicle) induced by the variation of the camber angle γ controlled by the actuator unit 188 and upper arm 104.

Ad esempio, su una vettura da competizione gli angoli di campanatura γ e di convergenza Cv possono essere regolati in modo continuo in funzione delle caratteristiche del veicolo e del tracciato al fine di ottenere prestazioni dinamiche nettamente migliori rispetto all’impiego di una sospensione di tipo tradizionale. Quest’ultima, seppur regolata in modo fine e in funzione del tracciato, è sempre caratterizzata da un comportamento condizionato e limitato dalla propria geometria. Al contrario, la sospensione 100 può essere regolata in continuazione in modo da ottenere un comportamento – per così dire - “artificiale” (non ottenibile con una sospensione a geometria fissata) volto all’inseguimento della condizione di massima aderenza (o ad ogni modo di aderenza ottimale) fra pneumatico e terreno che consenta, ad esempio, di anticipare l’accelerazione in uscita di curva e/o di ritardare la frenata e/o di percorrere la curva con velocità più elevata. For example, on a racing car, the angles of camber γ and toe-in Cv can be continuously adjusted according to the characteristics of the vehicle and the track in order to obtain significantly better dynamic performance than using a traditional suspension. . The latter, albeit finely adjusted and according to the track, is always characterized by a behavior that is conditioned and limited by its geometry. On the contrary, the suspension 100 can be continuously adjusted in order to obtain an - so to speak - "artificial" behavior (not obtainable with a suspension with fixed geometry) aimed at pursuing the condition of maximum grip (or in any case of optimal grip) between the tire and the ground which allows, for example, to anticipate acceleration when exiting corners and / or to delay braking and / or to travel the curve at a higher speed.

Su veicoli di impiego prettamente stradale, le regolazioni dinamiche degli angoli di campanatura e di convergenza possono invece essere finalizzate – ad esempio – all’ottimizzazione del confort di marcia e/o al miglioramento del comportamento dinamico su fondi a bassa aderenza. On vehicles for purely road use, the dynamic adjustments of the camber and toe angles can instead be aimed - for example - at optimizing driving comfort and / or improving dynamic behavior on low-grip surfaces.

Gli interventi testé descritti risultano in una compensazione delle variazioni dei parametri di assetto (γ e Cv) finanche ad arrivare – come descritto – all’adattamento degli stessi in funzione degli obiettivi prestazionali desiderati in termini di dinamica di marcia del veicolo. The interventions described above result in a compensation of the variations of the trim parameters (γ and Cv) up to - as described - the adaptation of the same according to the desired performance objectives in terms of vehicle driving dynamics.

Si osservi, inoltre, che le variazioni dei parametri di assetto del veicolo (campanatura e convergenza) possono naturalmente avere entità differente in ragione della predisposizione – su ciascuna sospensione - di un dispositivo per la variazione dell’angolo di campanatura e di un dispositivo 196 per la variazione dell’angolo di convergenza dedicati e indipendenti rispetto a quelli associati alle altre ruote: l’azionamento dei dispositivi associati a ruote diverse ad ogni modo prevede generalmente una relazione e un’interazione in quanto tutte le sospensioni sono parte del sistema veicolo e il loro comportamento è funzione – fra l’altro – della posizione che occupano sul veicolo. It should also be noted that the variations in the vehicle attitude parameters (camber and toe-in) can naturally have different entities due to the arrangement - on each suspension - of a device for varying the camber angle and of a device 196 for the variation of the dedicated and independent toe angle with respect to those associated with the other wheels: the actuation of the devices associated with different wheels in any case generally involves a relationship and an interaction as all the suspensions are part of the vehicle system and the their behavior is a function - among other things - of the position they occupy on the vehicle.

A tal proposito, ciò rappresenta un significativo vantaggio rispetto alle sospensioni con mezzi di controllo e recupero dell’angolo di campanatura attivi di tipo noto in cui la variazione di campanatura comandata può essere solo simmetrica. La variazione di campanatura indotta dal moto di rollio del telaio del veicolo e dalla cinematica delle sospensioni non è generalmente simmetrica sui due lati del veicolo: ciò implica che lo spostamento dei cursori 156, 158 comandato dai singoli corrispondenti gruppi attuatori 188 deve avvenire in funzione della posizione della ruota rispetto alla traiettoria curvilinea (ossia ruota interna o ruota esterna). In this regard, this represents a significant advantage over suspensions with active control and camber angle recovery means of a known type in which the controlled camber variation can only be symmetrical. The camber variation induced by the rolling motion of the vehicle chassis and by the suspension kinematics is not generally symmetrical on the two sides of the vehicle: this implies that the movement of the sliders 156, 158 controlled by the individual corresponding actuator groups 188 must take place according to the position of the wheel with respect to the curvilinear trajectory (i.e. internal wheel or external wheel).

Medesime considerazioni valgono per quanto riguarda le variazioni dell’angolo di convergenza Cv: la compensazione può avere entità differente sui due lati del veicolo in ragione dell’asimmetria nel comportamento dinamico di esso. In sintesi, tramite l’unità (o le unità) di controllo che gestisce le sospensioni 100 a bordo di un veicolo si realizza un azionamento continuo e in tempo reale del motore elettrico 198 (per la variazione dell’angolo di convergenza Cv) e del gruppo attuatore 188 (per la variazione dell’ angolo di campanatura γ) al fine di impostare angoli di convergenza e di campanatura obiettivo scelti in funzione di almeno uno fra i seguenti criteri: The same considerations apply with regard to variations in the convergence angle Cv: the compensation may have different amounts on the two sides of the vehicle due to the asymmetry in the dynamic behavior of it. In summary, through the control unit (or units) which manages the suspensions 100 on board a vehicle, a continuous and real-time drive of the electric motor 198 (for the variation of the toe angle Cv) and of the actuator unit 188 (for the variation of the camber angle γ) in order to set the toe and camber angles chosen according to at least one of the following criteria:

- caratteristiche del tracciato stradale percorso da un veicolo includente la sospensione 100 (in generale coppie di sospensioni 100) - characteristics of the road layout traveled by a vehicle including the suspension 100 (in general pairs of suspensions 100)

- ottimizzazione del comportamento dinamico di un veicolo includente la sospensione 100 (in generale coppie di sospensioni 100. - optimization of the dynamic behavior of a vehicle including the suspension 100 (generally suspension pairs 100.

La sospensione 100 come qui descritta è inoltre di tipo completamente universale: può essere utilizzata indifferentemente come sospensione per ruota sterzante o per ruota non sterzante, anteriore o posteriore: il mozzo ruota 106 – che è realizzato come un mozzo per ruota sterzante – anche su ruota non sterzante funzionale alla compensazione dell’angolo di convergenza precedentemente descritta. Nel caso di impiego come sospensione posteriore sterzante la sospensione 100 è sostanzialmente identica a quella illustrata nelle figure, mentre nel caso di impiego come sospensione posteriore non sterzante la cremagliera SR e il pignone SP sono sostituiti da un semplice punto di attacco sul telaio del veicolo, sul quale si innesta il dispositivo 196. The suspension 100 as described here is also of the completely universal type: it can be used indifferently as a suspension for a steering wheel or for a non-steering wheel, front or rear: the wheel hub 106 - which is made as a hub for a steering wheel - also on a wheel non-steering functional to the compensation of the toe angle described above. In the case of use as a rear steering suspension, the suspension 100 is substantially identical to that shown in the figures, while in the case of use as a non-steering rear suspension the rack SR and the pinion SP are replaced by a simple attachment point on the vehicle frame, on which the device 196 is inserted.

La sospensione consente di attuare una riduzione significativa di ingombri e di peso rispetto all’esempio noto da EP 2 418 108 A1. Ciò è possibile in quanto il cinematismo che consente di variare l’angolo di campanatura è di tipo a ginocchiera con un rapporto di trasmissione sfavorevole alle forze resistenti (ossia quelle che agiscono in corrispondenza della prima estremità del braccio 104) e combina quindi i vantaggi dell’azionamento a vite, che di per sé già riduce notevolmente la richiesta di coppia al motore elettrico 190, con i vantaggi in termini di trasmissione di forza del cinematismo a ginocchiera: è quindi possibile installare un motore elettrico di taglia decisamente inferiore, quindi con peso decisamente inferiore. Oltretutto, un motore di dimensioni inferiori ha una minore inerzia di rotazione ed è capace di accelerazioni angolari più spinte, che migliorano le prestazioni dinamiche del sistema. Nondimeno, la forza resistente che si scarica sugli accoppiamenti vitemadrevite del gruppo attuatore 188 è decisamente inferiore rispetto al caso di EP 2 418 108 A1, con conseguenti minori attriti e risposta dinamica del sistema ulteriormente migliorata. The suspension allows for a significant reduction in size and weight compared to the example known from EP 2 418 108 A1. This is possible since the kinematic mechanism that allows the camber angle to be varied is of the toggle type with an unfavorable transmission ratio to the resisting forces (i.e. those acting at the first end of the arm 104) and therefore combines the advantages of '' screw drive, which in itself already considerably reduces the torque request to the electric motor 190, with the advantages in terms of power transmission of the toggle linkage: it is therefore possible to install an electric motor of a much smaller size, therefore with weight definitely lower. Furthermore, a smaller motor has a lower rotational inertia and is capable of more extreme angular accelerations, which improve the dynamic performance of the system. Nevertheless, the resisting force that is discharged on the screw-and-screw couplings of the actuator assembly 188 is decidedly lower than in the case of EP 2 418 108 A1, with consequent lower friction and a further improved dynamic response of the system.

In base inoltre a un vantaggioso aspetto della presente invenzione, è possibile programmare una strategia di controllo dei gruppi attuatori 188 (così come del dispositivo 196) tale per cui è possibile escludere la loro azione qualora il conducente del veicolo – in particolare se il veicolo è per uso stradale e non agonistico - lo ritenga necessario, ad esempio percorrendo un tratto di strada non impegnativo e pressoché interamente rettilineo. Furthermore, on the basis of an advantageous aspect of the present invention, it is possible to program a control strategy of the actuator units 188 (as well as of the device 196) such that it is possible to exclude their action if the driver of the vehicle - in particular if the vehicle is for road and non-competitive use - deems it necessary, for example along an undemanding and almost entirely straight stretch of road.

In tal caso, mediante un comando posto all’interno del veicolo si può inviare un segnale all’unità di controllo per comandare una variazione di geometria dei bracci 104 risultante in un tradizionale assetto a campanatura negativa. Il mantenimento dell’assetto sarebbe quindi assicurato dall’irreversibilità dell’accoppiamento fra le viti 192, 194 e i cursori 156, 158. In this case, by means of a command placed inside the vehicle, a signal can be sent to the control unit to command a variation in the geometry of the arms 104 resulting in a traditional negative camber attitude. The maintenance of the set-up would therefore be ensured by the irreversibility of the coupling between the screws 192, 194 and the sliders 156, 158.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di esecuzione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente invenzione, così come definito dalle rivendicazioni annesse. Naturally, without prejudice to the principle of the invention, the construction details and the embodiments may be widely varied with respect to those described and illustrated purely by way of example, without thereby departing from the scope of protection of the present invention, as well as defined by the appended claims.

Ad esempio, è possibile predefinire alcune configurazioni di lavoro del sistema tramite software, al pari di quanto avviene sulle vetture da competizione con il ripartitore di frenata oppure come avviene con la selezione delle impostazioni per la regolazione dell'altezza della vettura o la rigidità delle sospensioni per l’adattamento ad un'andatura "sportiva". L'elettronica potrà variare l'uso del sistema secondo le prestazioni richieste. For example, it is possible to predefine some system work configurations via software, like what happens on racing cars with the brake distributor or as happens with the selection of settings for car height adjustment or suspension stiffness. for adaptation to a "sporty" gait. The electronics may vary the use of the system according to the required performance.

Inoltre, qualora la richiesta prestazionale dell’applicazione non sia esasperata, è possibile eliminare il dispositivo 196 per la variazione della convergenza, confidando sulla sola regolazione dell’angolo di campanatura. In questo caso, tuttavia, nel caso di impiego della sospensione in associazione a una ruota non sterzante è consigliabile sostituire uno dei due accoppiamenti sferici alle estremità del supporto ruota 106 con un accoppiamento a cerniera con asse sostanzialmente longitudinale, in modo da impedire la sterzatura della ruota. Furthermore, if the application performance request is not exaggerated, it is possible to eliminate the device 196 for the variation of the convergence, relying only on the adjustment of the camber angle. In this case, however, if the suspension is used in association with a non-steering wheel, it is advisable to replace one of the two spherical couplings at the ends of the wheel support 106 with a hinge coupling with a substantially longitudinal axis, so as to prevent the steering of the wheel.

È inoltre possibile ipotizzare, ad esempio in considerazione di particolari geometrie del braccio 104 (intendendo con ciò in particolare geometrie triangolari differenti da un triangolo isoscele – che è la geometria realizzata con il posizionamento degli assi ZA, ZB, ZC della sospensione qui descritta-), che i filetti delle viti 192, 194 abbiano passi differenti in modo – fra l’altro – da garantire la costanza dell’angolo di incidenza longitudinale (angolo di caster della sospensione 100) durante la variazione dell’angolo di campanatura. It is also possible to hypothesize, for example in consideration of particular geometries of the arm 104 (meaning by this in particular triangular geometries different from an isosceles triangle - which is the geometry created with the positioning of the axes ZA, ZB, ZC of the suspension described here -) , that the threads of the screws 192, 194 have different pitches so as - among other things - to guarantee the constancy of the longitudinal angle of incidence (caster angle of the suspension 100) during the variation of the camber angle.

Infine, qualora il veicolo che impiega le sospensioni 100 sia equipaggiato di un sistema di sterzo senza collegamento meccanico fra volante e cinematismo di sterzo (c.d. comando “drive by wire”), il dispositivo 196 può fungere esso stesso da attuatore di sterzo del veicolo, mantenendo naturalmente anche la funzione di dispositivo di variazione dell’angolo di convergenza Cv. In tal caso, il comando impartito ai dispositivi 196 non sarà più sovrapposto a quello impartito mediante il cinematismo di sterzo, ma sarà di tipo assoluto e frutto della somma algebrica dei contributi dovuti allo sterzo del veicolo e alla variazione in tempo reale della convergenza. Finally, if the vehicle employing the suspensions 100 is equipped with a steering system without mechanical connection between the steering wheel and the steering mechanism (so-called "drive by wire" command), the device 196 can itself act as a steering actuator of the vehicle, naturally also maintaining the function of a device for varying the angle of convergence Cv. In this case, the command given to the devices 196 will no longer be superimposed on that given by the steering kinematics, but will be of an absolute type and the result of the algebraic sum of the contributions due to the steering of the vehicle and to the real-time variation of the convergence.

Claims

CLAIMS A suspension (100) for a motor vehicle comprising, in association with a corresponding wheel of said motor vehicle: - a first transverse arm (102), - a second transverse arm (204), - a wheel support (106) coupled to said first and second transverse arms (102, 104), - an elastic-damping unit (108) including an elastic element (186) and a shock absorber (184), in which: each of said first and second transverse arms (102, 104) includes a first end articulated to said wheel support (106) and a second end configured for articulation with respect to a support structure (110) around a respective axis of oscillation (X102, X104) the suspension (100) being characterized by the fact that: - said second transverse arm (104) includes a first and a second element (152, 154) articulated to each other at the first end thereof, the first and second element (152, 154) also being articulated, at the second end (155B) of the second transverse arm (104), respectively with a first and a second slider (156, 160; 158, 162), - an actuator unit (188) is provided configured for the movement of said first and second sliders (156, 160; 158, 162) with opposite directions along the axis of oscillation (X104) of said second transverse arm (104), said actuator assembly (188) and said second transverse arm (104) defining a device for varying a camber angle (γ), - includes a control unit operatively connected to said actuator group (188) to control the operation of said first and second sliders (156, 160; 158, 162) for the variation of the camber angle (γ).

Suspension (100) according to claim 1, wherein said first wishbone (102) is a lower wishbone and wherein said second wishbone (104) is an upper wishbone.

Suspension (100) according to claim 1 or 2, wherein said actuator assembly (188) includes: - an electric motor (190), preferably of the direct drive type, - a first and a second screw (192, 194) connected in rotation to a rotor of said electric motor (190), said first and second screw (192, 194) having threads with opposite winding directions, wherein each slider (156, 158) includes a nut screw (160, 162) engaged on a respective of said first and second screws (192, 194).

Suspension (100) according to claim 3, wherein said electric motor (190), said first screw (192) and said second screw (194) are coaxial with each other and with respect to the axis of oscillation (X104) of the second arm transverse (104).

Suspension (100) according to claim 3 or 4, wherein said electric motor (190) is fixed to said support structure (110).

Suspension (100) according to claim 1, further including a device (196) for changing a toe angle (Cv), including: - an electric motor (198) and a nut screw (200) which can be rotated by means of said electric motor (198), in which the electric motor (198) and the nut screw (200) of said device (196) for changing an angle of toe-in (Cv) are fixed to a rack (SR) of a steering linkage (ST), - a threaded rod (SL) engaged in said nut screw (200), connected and articulated (202, 144) to said wheel support (106), said electric motor (198) being operated by said control unit to control an extraction or retraction movement of said threaded rod (SL) with respect to said nut screw (200) to vary the toe angle (Cv) of said wheel.

Suspension (100) according to claim 6, wherein said wheel support (106) comprises: - a foot (116) to which a first pin (146) with a spherical head is fixed, in which said first pin with a spherical head (146) is housed in a spherical seat provided at said first end (116) of said first transverse arm (102) defining a first spherical joint by means of which said first transverse arm (102) is articulated to said wheel support (106), - a head (148) to which a pin (150) with a spherical head is fixed, in which said pin (150) with a spherical head is housed in a spherical seat provided at said first end of said second transverse arm (104) defining a second ball joint by means of which said second transverse arm (104) is articulated to said wheel support (106), and - a steering arm (144) connected to said threaded rod (SL).

Suspension (100) according to claim 2, wherein said shock absorber (184) comprises a first end articulated to said first transverse arm (102) and a second end articulated to said support structure (110), said elastic element (186 ) being coaxial to said damper (184).

Suspension (100) according to claim 6, wherein said electronic control unit is configured to operate the electric motor (198) of the device (196) continuously and in real time for changing the convergence angle (Cv ) and to operate the actuator unit (188) of the device for varying the camber angle (γ) for setting the toe (Cv) and camber angles (γ) target chosen according to at least one of the following criteria: - characteristics of the road layout traveled by a vehicle including the suspension (100) - optimization of the dynamic behavior of a vehicle including the suspension (100).

Suspension (100) according to any one of the preceding claims, wherein said support structure (110) is a frame of said motor vehicle, or part thereof.