L'invention concerne les dispositifs de connexion et de déconnexion des systèmes anti-roulis pour véhicules automobiles, en particulier les véhicules à trois ou quatre roues. Le document FR-2 697 474 divulgue un dispositif anti-roulis relié aux roues du train avant d'un véhicule. Ainsi, les mouvements de roulis de la caisse sont atténués, ce qui est favorable au confort des passagers du véhicule. Néanmoins, dans certaines circonstances, il peut être utile de supprimer cet effet antiroulis. Un but de l'invention est de fournir un dispositif anti-roulis peu coûteux, peu encombrant et suffisamment souple d'utilisation pour présenter par exemple deux états différents en fonction d'une donnée prédéterminée telle qu'un paramètre de fonctionnement du véhicule, notamment le fait que la vitesse du véhicule franchit un seuil prédéterminé. A cet effet, on prévoit selon l'invention un dispositif anti-roulis pour véhicule qui comprend deux bras aptes à être reliés à deux roues du véhicule et des moyens commandables pour contrôler le mouvement relatif des bras, ces moyens reliant les bras l'un à l'autre et étant à engrenage. Le dispositif selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes :
- il comporte un support, chaque bras étant monté mobile à rotation par rapport au support ;
- les bras forment des pièces distinctes ;
- il comprend au moins un suiveur relié à au moins un des bras et dont le mouvement est contrôlé par les moyens de contrôle ;
- il comprend deux suiveurs reliés aux bras respectifs ;
- le ou chaque suiveur est en engrènement avec un secteur denté relié au bras ou à l'un des bras ;
- le ou chaque suiveur est monté mobile à coulissement par rapport à un support des moyens de contrôle ;
- les moyens de contrôle sont aptes à interdire le mouvement indépendant de chaque bras par rapport à l'autre ;
- les moyens de contrôle sont aptes à définir une amplitude du mouvement indépendant de chaque bras par rapport à l'autre parmi au moins deux valeurs d'amplitude non nulles ;
- les moyens de contrôle comprennent au moins une butée et des moyens de réglage d'une position de la ou chaque butée ;
- les moyens de contrôle comprennent deux butées ;
- les moyens de réglage comprennent un organe, notamment une vis, formant un assemblage vis-écrou avec la ou chaque butée ;
- il est agencé de sorte que le ou chaque suiveur est apte à venir en appui contre la ou chaque butée ;
- les moyens de contrôle sont aptes à exercer une sollicitation sur les bras à rencontre de leur mouvement notamment à partir d'une position prédéterminée ;
- les moyens de contrôle sont aptes à définir une intensité de la sollicitation parmi au moins deux valeurs non nulles d'intensité ;
- les moyens de contrôle comprennent au moins un ressort de rappel ;
- les moyens de contrôle comprennent au moins deux ressorts de rappel aptes à rappeler tes bras en sens opposés ;
- les moyens de contrôle comprennent deux paires de ressorts associées aux bras respectifs ;
- le ou chaque ressort est en appui sur le suiveur ou l'un au moins des suiveurs ;
- le ou chaque ressort est en appui sur la butée ou l'une au moins des butées ;
- il comprend des moyens, notamment un vérin, pour amortir le mouvement des bras ;
- il comprend des moyens de rappel des bras dans une position prédéterminée, ces moyens étant distincts des moyens de contrôle commandables ; et
- il est agencé pour modifier le contrôle du mouvement indépendant de chaque bras par rapport à l'autre à réception d'une donnée prédéterminée
telle qu'un paramètre de fonctionnement du véhicule, par exemple le fait que la vitesse du véhicule franchit un seuil prédéterminé. On prévoit également selon l'invention un véhicule comprenant un dispositif anti-roulis selon l'invention. Le véhicule pourra présenter au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - les bras sont mobiles dans un plan vertical ; - les bras sont mobiles dans un plan transversal à une direction de marche du véhicule ; et
- les bras sont mobiles à rotation autour de leurs axes longitudinaux respectifs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante de trois modes préférés de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de principe en élévation depuis l'avant du véhicule montrant un premier mode de réalisation du dispositif de l'invention associé aux deux roues du train avant du véhicule ;
- la figure 2 est une vue schématique partielle en plan du dispositif de la figure 1 suivant le plan INI ;
- la figure 3 est une vue en élévation en coupe suivant un plan vertical transversal à la direction de marche du véhicule des moyens de contrôle du dispositif de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue en coupe suivant un plan horizontal IV-IV des moyens de contrôle de la figure 3 ;
- les figures 5 et 6 sont deux vues analogues aux figures 3 et 4 illustrant un deuxième mode de réalisation du dispositif ;
- la figure 7 est une vue schématique en perspective illustrant un troisième mode de réalisation du dispositif ; et
- la figure 8 est une vue en coupe horizontale des moyens de contrôle du dispositif de la figure 7.
Nous allons décrire en référence aux figures 1 à 4 un premier mode de réalisation de l'invention. Le mode de réalisation concerne en l'espèce un véhicule automobile à trois ou quatre roues. Dans le cas où le véhicule est à trois roues, le dispositif anti-roulis concernera le train de suspension arrière. Dans le cas d'un véhicule à quatre roues, le dispositif anti-roulis pourra être présent sur l'un quelconque des trains avant ou arrière, ou encore chacun de ces deux trains pourra être prévu pour avoir un tel dispositif. Le véhicule comprend deux roues 6a, 6b appartenant à un même train du véhicule. Chaque roue est associée à un support de roue 7. Le dispositif anti-roulis 2 comprend pour chaque roue un bras de suspension 8 essentiellement orienté suivant une direction horizontale parallèle à la direction de marche 3 du véhicule. Le bras 8 est relié par une extrémité au support de roue 7 et par une autre extrémité au châssis 10 du véhicule au moyen d'une articulation à rotation 12 autour d'un axe horizontal perpendiculaire à la direction de marche du véhicule. Le bras 8 suit par conséquent la roue lors de ses débattements dans un plan vertical. Le dispositif comporte des moyens commandables de contrôle 14. Ces moyens comprennent un boîtier 15 rigidement fixé au châssis 10 du véhicule de façon non illustrée. Le dispositif 2 comprend deux leviers 16 ayant chacun une forme en « V » ou en « L » présentant deux bras. Les deux bras de chaque levier ont une extrémité commune formant un coude. L'extrémité libre du bras inférieur 18 est montée mobile à rotation par rapport au support ou boîtier 15 autour d'un arbre 20 horizontal, parallèle à la direction de marche 3 du véhicule, et illustré aux figures 3 et 4. Le dispositif comprend pour chaque roue une biellette verticale 22 reliée par une extrémité inférieure à une partie médiane du bras 8 et par une extrémité supérieure au coude du levier 16 associé à la roue.
Les bras supérieurs 24 des deux leviers 16 ont leurs extrémités supérieures reliées entre elles par des moyens d'amortissement et des moyens de rappel. Précisément, le dispositif comprend un vérin hydraulique amortisseur 26 dont le corps 28 est relié à l'extrémité supérieure de l'un des bras 24 tandis que le piston 30 du vérin a son extrémité reliée à l'extrémité supérieure de l'autre bras 24. L'axe du vérin est sensiblement horizontal et perpendiculaire à la direction de marche du véhicule. De même, le dispositif comprend un ressort de rappel 32 coaxial au vérin, ayant une extrémité en butée contre un flasque solidaire du piston 30 tandis que l'autre extrémité est en butée contre un flasque solidaire du corps 28 du vérin. Nous allons maintenant décrire plus en détail les moyens commandables de contrôle 14. Comme on l'a vu, chaque bras 18 est rigidement fixé à un arbre de rotation 20 respectif s'étendant suivant une direction horizontale parallèle à la direction de marche du véhicule. A une autre extrémité de chaque arbre 20 est fixé rigidement un pignon 34. Les axes des pignons 34 sont par conséquent parallèles entre eux. Entre les pignons 34 est interposée une chambre 36 aménagée dans le boîtier 15. La chambre a une forme essentiellement cylindrique d'axe vertical 37. Le dispositif comprend en l'espèce deux suiveurs ou coulisseaux 38 ayant chacun la forme d'un demi cylindre et constituant ensemble un cylindre d'axe 37. Chacun des suiveurs est monté mobile à coulissement vertical dans la chambre 36 parallèlement à l'axe 37 indépendamment de l'autre suiveur. Le dispositif comprend deux platines 40 en forme de disque d'axe 37 et disposées en regard des extrémités respectives des suiveurs 38. Chaque suiveur présente sur sa face latérale externe une denture 42 faisant de chaque suiveur une crémaillère engrenant avec le pignon correspondant 34. Les pignons 34 ayant une denture droite à génératrice horizontale, il en est de même pour la denture de chaque suiveur comme le montrent les figures 3 et 4, cette denture étant taillée dans la forme cylindrique de la face externe des suiveurs.
Le dispositif comprend deux butées 44 mobiles elles aussi à coulissement vertical suivant l'axe 37 à l'intérieur de fa chambre 36. Chaque butée présente une face externe cylindrique lui permettant de coulisser par appui contre la face cylindrique de cette chambre. Une carrelure 41 et/ou un ergot adapté 43 bloque par ailleurs sa rotation autour de l'axe 37. Une des butées s'étend au-dessus des suiveurs tandis que l'autre s'étend au- dessous. Le dispositif présente également une vis filetée 46 s'étendant au centre de la chambre suivant l'axe 37. La vis présente un filet en prise avec la butée inférieure 44 de sorte qu'une rotation de la vis dans un sens provoque la montée de la butée inférieure 44 en direction de la butée supérieure tandis qu'une rotation de la vis en sens contraire provoque la descente de la butée inférieure et son éloignement de la butée supérieure. La butée inférieure 44 forme avec la vis 46 un assemblage vis-écrou. Le dispositif comprend un moteur 48 actionnant la vis 46 pour sa rotation. Le stator du moteur est fixé à la butée supérieure 44 tandis que son rotor est fixé à la vis 46. Le dispositif comprend deux ressorts de rappel 50. Le ressort supérieur prend appui par son extrémité supérieure dans un évidement annulaire de la butée supérieure 44 et par son extrémité inférieure contre la platine supérieure 40. De façon analogue, le ressort inférieur est en appui par le bas contre la butée inférieure et par le haut contre la platine correspondante. Les deux ressorts ont pour fonction de rappeler les suiveurs dans une position médiane dans la chambre 36 à rencontre de leur déplacement vers le haut ou vers le bas. Le dispositif comprend des moyens non illustrés de commande du moteur 48 en fonction d'une ou plusieurs données prédéterminées. Ces données pourront être des paramètres de fonctionnement du véhicule par exemple en relation avec l'environnement dans lequel roule le véhicule (terrain accidenté, route inclinée, etc.). Une donnée pertinente à ce sujet pourra être en particulier la vitesse de déplacement du véhicule. Les moyens de contrôle seront par conséquent reliés de façon adaptée à un capteur de
vitesse du véhicule ou à un ordinateur de bord disposant de cette donnée. De la sorte, il est possible de modifier la configuration des moyens de contrôle commandables 14 en fonction des circonstances voire des souhaits du conducteur. Ainsi, on pourra donner aux moyens 14 une configuration dite « rigide » dans laquelle ces moyens interdisent tout mouvement relatif des suiveurs 38. Il suffit pour cela de commander le moteur 48 pour faire tourner la vis 46, rapprocher les deux butées 44 l'une de l'autre et les mettre en contact avec les platines 40. Dans cette configuration, les deux suiveurs peuvent seulement coulisser ensemble dans le boîtier. Ils sont suivis dans ce déplacement par les platines 40, les butées 44 et le moteur 48, de sorte que tout cet ensemble peut coulisser d'un seul bloc verticalement. Il s'ensuit que les pignons 34 peuvent tourner seulement simultanément et en sens contraire l'un de l'autre. Il en est de même pour les leviers 16 dont les mouvements respectifs auront donc même amplitude. Les deux leviers ne peuvent donc pas tourner indépendamment l'un de l'autre. Par conséquent, si l'un des leviers 16 tourne autour de l'axe 20, par exemple en raison d'un mouvement de virage du véhicule ou du passage de la roue correspondante sur un obstacle, l'autre levier est conduit à tourner autour de son propre axe 20 sur une même amplitude en sens contraire. Il s'ensuit que l'ensemble constitué par les leviers, le dispositif 14, le vérin et le ressort 32, reste globalement horizontal tout comme la caisse du véhicule. On évite ainsi un effet de roulis ou une inclinaison du véhicule. Par ailleurs, le vérin 26 amortit les chocs et le ressort 32 se déforme pour permettre le déplacement conjoint des deux roues. A l'inverse, on peut prévoir une ou plusieurs configurations dans laquelle les moyens de contrôle commandables 14 sont « assouplis ». Il s'agit par exemple de la configuration illustrée à la figure 3 dans laquelle les butées 44 s'étendent en contact avec (es extrémités supérieure et inférieure respectivement de la chambre 36. Dans cette configuration et comme
précédemment, si l'une des roues roule par-dessus un obstacle, le débattement vertical vers le haut de la roue engendre une montée de la biellette 22 correspondante, ce qui entraîne le pivotement du levier 16 correspondant autour de l'axe constitué par l'arbre 20. Le vérin 26 se trouve comprimé de façon à amortir le mouvement d'un levier par rapport à l'autre. Le ressort 32 est également comprimé. Par ailleurs, la rotation du levier engendre une rotation correspondante du pignon 34. Mais cette fois, cette rotation provoque la descente du seul suiveur 42 correspondant. L'autre suiveur 42 peut rester fixe, de même que le levier associé. Cette descente se fait à rencontre du ressort de rappel inférieur 50. Lorsque l'obstacle est passé, la roue reprend sa position normale provoquant le mouvement inverse de toutes les pièces, aidée en cela par le rappel provoqué par le ressort 32 ainsi que le rappel provoqué par le ressort 50 intégré au boîtier 16. Le suiveur se retrouve alors dans la position de la figure 3. Dans cette configuration, chaque bras 18 peut par conséquent se déplacer indépendamment de l'autre bras. Lors du déplacement de l'un des leviers 16, celui des ressorts 50 qui se trouve comprimé ainsi que le ressort 32 produisent un effort de résistance de plus en plus fort à mesure que se poursuit le mouvement du levier jusqu'à sa course de déplacement maximale. Entre ces deux configurations extrêmes, de nombreuses configurations intermédiaires sont possibles dans lesquelles les butées 44 sont à la fois éloignées des extrémités axiales de la chambre 36 et des suiveurs 38. Dans une telle configuration intermédiaire, le débattement indépendant de chaque bras 18 se trouve limité par rapport au débattement maximum autorisé dans la précédente configuration. Au-delà de ce débattement, les bras 18 doivent tourner ensemble, en sens contraires et sur la même amplitude. On limite ainsi l'amplitude d'un effet de roulis éventuel. De plus, les ressorts 50 se trouvant davantage comprimés, le débattement de chaque bras est rendu plus difficile et doit se faire moyennant un effort plus élevé. Naturellement, il sera possible de prévoir différentes
circonstances de fonctionnement associées à des configurations intermédiaires dans lesquelles les butées sont plus ou moins rapprochées ou éloignées des suiveurs et des extrémités axiales de la chambre. Les figures 5 et 6 illustrent un deuxième mode de réalisation du dispositif. Le dispositif est, dans ses grandes lignes, semblable à celui du premier mode de réalisation. Toutefois, c'est maintenant la partie coudée de chaque levier 16 qui se trouve montée à rotation sur l'arbre 20 situé dans le boîtier 15. Et c'est donc cette fois, l'extrémité libre du bras inférieur 18, qui se trouve reliée à la biellette 22. Comme précédemment, c'est l'extrémité fibre supérieure du bras supérieur 24 qui est reliée à l'ensemble à vérin 26 et ressort 32. Dans ce mode de réalisation, la chambre 36 se trouve divisée en trois zones différentes se faisant suite suivant la hauteur de la chambre, à savoir la direction de l'axe 37. Les parties supérieure et inférieure de la chambre sont essentiellement identiques à la configuration qui était la leur dans le précédent monde de réalisation. La partie médiane est en revanche différente. Elle présente deux chambres intermédiaires 160 de forme cylindrique, d'axe vertical parallèle à l'axe 37 et s'étendant de part et d'autre d'un conduit central cylindrique 162 occupé par la vis 46. Chacune des chambres 160 reçoit un suiveur respectif 138. Chaque suiveur a cette fois une forme cylindrique permettant comme précédemment son coulissement dans la chambre 160 associée et suivant la direction verticale. Il présente comme précédemment un secteur denté dans sa zone en regard avec le pignon 34 correspondant permettant son engrènement avec ce dernier. Le nombre de ressorts de rappel 150 est cette fois porté à quatre. En effet, chaque suiveur 138 se voit associée en propre une paire de ressorts 150 prenant chacun appui par une extrémité proximale dans une cavité du suiveur et par une extrémité distale dans une cavité correspondante de l'une des deux butées. Le suiveur inférieur 138 est encore ici en prise avec la vis 46.
Le fonctionnement de ce mode de réalisation est identique au précédent. A nouveau, le débattement vertical des suiveurs indépendamment l'un de l'autre dans chaque chambre peut être plus ou moins limité par la commande du moteur 48 engendrant grâce à l'arbre 46 le déplacement relatif des butées. Un troisième mode de réalisation est illustré aux figures 7 et 8. Dans ce mode de réalisation, chaque bras 218 est d'une seule pièce avec le bras 208 relié à la roue. L'articulation 12 au châssis illustrée à la figure 2 persiste donc mais c'est le bras 218 qui en constitue l'axe de rotation. On est donc en fait en présence d'un système à deux demi barres anti-roulis ou barres de torsion. Dans ce mode de réalisation, l'extrémité libre de chaque bras 218 est rendue solidaire en rotation avec l'un respectif des pignons 34. Les moyens de contrôle commandables seront identiques à ceux du premier mode de réalisation ou du deuxième mode de réalisation mis à part que les axes des pignons, constitués par les bras 218, se trouvent cette fois dans une direction horizontale transversale à la direction de marche 3 du véhicule. Les bras 218 sont coaxiaux dans le plan horizontal et perpendiculaires à la direction de marche 3 du véhicule. On retrouve la chambre 36, les chambres intermédiaires 260, les suiveurs 238 et le conduit central 262. Le fonctionnement de ce mode de réalisation est identique au précédent. Il peut par exemple avoir une configuration rigide dans laquelle le dispositif se comporte essentiellement comme une barre anti-roulis d'un seul tenant. Dans ce cas, le mouvement indépendant des deux pignons 34 est interdit, de sorte qu'est également interdite toute rotation des bras 218 indépendamment l'un de l'autre. Dans une configuration assouplie, en revanche, le mouvement indépendant des pignons 34 est permis, de sorte qu'est aussi permis le mouvement indépendant de chaque bras 218 par rapport au boîtier 15. Le mouvement est une rotation de chaque bras 218 autour de son propre axe longitudinal. Le débattement indépendant de chaque roue est donc possible.
On pourra prévoir que la valeur seuil à partir de laquelle on modifie la position des butées dans l'un quelconque de ces modes de réalisation pour passer d'une configuration à une autre est par exemple de 5 km/h ou 15 km/h. Ce système est applicable en particulier aux véhicules à trois roues. Le dispositif anti-roulis sera appliqué au train de suspension arrière comprenant deux roues de ce véhicule. Ainsi, il pourra être agencé pour offrir la possibilité que le véhicule se couche dans les virages à grande vitesse, par exemple pour obtenir une sensation analogue à celle d'une moto. En revanche, il pourra offrir à l'arrêt ou à faible vitesse, une stabilité du véhicule qui restera bien horizontal. A faible vitesse (par exemple moins de 15 km/h), le dispositif représentera par conséquent l'équivalent d'une barre de torsion entre les deux bras portant chaque roue. En revanche, à vitesse moyenne ou à grande vitesse, cette barre de torsion n'entravera pas la possibilité que l'un des bras, le bras à l'intérieur du virage, subisse un affaissement vertical plus important que l'autre. Le dispositif sera donc agencé pour passer de l'une à l'autre des configurations lorsqu'une certaine vitesse se trouve atteinte. L'invention est également applicable aux véhicules à quatre roues motrices en particulier pour améliorer leur utilisation en terrain accidenté. Sur un tel terrain, le dispositif rendra possible de diminuer la fonction anti-roulis au moyen d'une commande spécifique actionnée par le conducteur depuis l'habitacle. Les deux premiers modes de réalisation seront particulièrement adaptés à un véhicule à trois roues. Le troisième mode de réalisation sera bien adapté à un véhicule à quatre roues motrices. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. On pourra notamment prévoir que les engrenages comprennent des liaisons par chaîne.