FR2897330A1 - Motor vehicle, has stub axle and actuator connected to stub axle through MacPherson strut for controlling orientation of stub axle, where strut has spring and shock absorber with body and rod sliding inside body - Google Patents

Abstract

The vehicle has a stub axle (31) and an actuator (14) connected to the stub axle through a MacPherson strut (16) for controlling orientation of the stub axle. The strut has a spring (20) and a shock absorber (18) with a body (22) and a rod (24) sliding inside the body. Two flanges are presented in the form of lower and upper disks (28, 30) which are rigidly fixed to the body of the shock absorber and an upper end of the rod, respectively, where the flanges slide with respect to each other along a direction of a vertical axis (26) of the strut.

Description

L'invention concerne les directions de véhicule automobile et enThe invention relates to the directions of a motor vehicle and

particulier, mais non exclusivement, les directions dites by-wire c'est-à-dire dans lesquelles il n'existe pas de lien mécanique entre le volant et les systèmes d'actionnement des roues.  particularly, but not exclusively, so-called by-wire directions that is to say in which there is no mechanical link between the steering wheel and the wheel operating systems.

On connaît des véhicules à direction by-wire où les roues sont dépendantes l'une de l'autre pour leur orientation. Les roues peuvent par exemple être actionnées au moyen d'une crémaillère motorisée. Mais cet agencement limite à la fois les prestations supplémentaires et la faculté de proposer de nouvelles architectures du bloc avant. En effet, il existe toujours un élément qui traverse le bloc avant, lequel est plus volumineux qu'une crémaillère actuelle. De plus, de fortes contraintes de position pèsent sur la crémaillère pour assurer les épures du train. On connaît par ailleurs des directions à roues indépendantes quant à leur orientation et pilotées chacune par un actionneur. C'est ainsi le cas du document US-6 484 839 dans lequel l'actionneur agit sur le porte-fusée. Mais les épures de train se trouvent conditionnés par la longueur et la position de la biellette reliant l'actionneur au porte-fusée. Cela complique les contraintes de positionnement de l'actionneur. Les possibilités géométriques pour implanter l'actionneur sont donc limitées.  By-wire steering vehicles are known where the wheels are dependent on each other for their orientation. The wheels can for example be actuated by means of a motorized rack. But this arrangement limits both the additional benefits and the ability to propose new architectures of the front block. Indeed, there is always an element that passes through the front block, which is larger than a current rack. In addition, strong position constraints weigh on the rack to ensure the train's cleanliness. We also know wheel directions independent of their orientation and each driven by an actuator. This is the case of US-6,484,839 in which the actuator acts on the knuckle. But the train sketches are conditioned by the length and position of the rod connecting the actuator to the stub axle. This complicates the positioning constraints of the actuator. The geometric possibilities for implanting the actuator are therefore limited.

Un but de l'invention est d'offrir plus de liberté pour positionner l'actionneur. A cet effet, on prévoit selon l'invention un véhicule comprenant, pour au moins une roue directrice : - un porte-fusée ; - une jambe de force reliée au porte-fusée ; et - un actionneur de commande d'une orientation du porte-fusée, relié au porte-fusée par l'intermédiaire de la jambe de force. Ainsi, le positionnement de l'actionneur n'est plus conditionné par le respect des épures de pince du train. En effet, le point de liaison entre l'actionneur et la jambe de force ne présentant pas de débattement, l'amplitude et l'orientation de l'actionneur n'ont pas d'influence sur les épures  An object of the invention is to offer more freedom to position the actuator. For this purpose, the invention provides a vehicle comprising, for at least one steering wheel: - a rocket carrier; - a strut connected to the stub axle; and a control actuator for an orientation of the stub axle, connected to the stub axle by means of the strut. Thus, the positioning of the actuator is no longer conditioned by the respect of the pinch patterns of the train. Indeed, the connection point between the actuator and the strut having no deflection, the amplitude and the orientation of the actuator have no influence on the drawings

2 du train. De plus, la zone sous le coude de longeron du véhicule se trouve dégagée. On peut donc faire évoluer le dessin de celui-ci pour une meilleure résistance aux chocs. Le véhicule selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - l'actionneur est relié au porte-fusée par l'intermédiaire d'une extrémité supérieure de la jambe de force ; - l'actionneur est relié au porte-fusée par l'intermédiaire d'une partie de la jambe de force mobile à coulissement par rapport au porte-fusée ; - la jambe de force comprend au moins un amortisseur et/ou un ressort ; - l'actionneur est articulé à la jambe de force ; - l'actionneur est en prise par engrénement avec la jambe de force ; - le véhicule comprend des moyens pour solidariser en rotation au porte-fusée une partie de la jambe de force reliée à l'actionneur ; - les moyens de solidarisation comprennent un pantographe ; - la jambe de force comprend un amortisseur monté en parallèle avec un organe de coulissement tel qu'un deuxième amortisseur ou un guide ; et - le véhicule comprend un organe de commande de direction actionnable par le conducteur et des moyens de liaison non mécaniques entre l'organe et l'actionneur, la roue faisant partie de préférence d'un train de deux roues orientables indépendamment l'une de l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation et de deux variantes donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un organigramme d'une direction dans un véhicule selon un mode préféré de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'une partie de la direction du véhicule de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective de plus grand détail de l'ensemble de la figure 2 ; - les figures 4 et 5 sont deux vues de dessus de l'agencement de la figure 3 montrant deux orientations respectives de la roue ; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 2 illustrant une variante de réalisation ; et - la figure 7 est une vue analogue à la figure 3 illustrant une autre variante de réalisation. Un premier mode de réalisation du véhicule selon l'invention est illustré aux figures 1 à 5. La volonté du conducteur 2 est imprimée par ce dernier à un organe de commande de direction du véhicule tel qu'un volant 4. Cet organe est relié à un restituteur 6 qui transmet sous forme de signal la commande ainsi choisie à une unité centrale 8 assurant la définition des stratégies de pilotage à l'aide de signaux transmis par des détecteurs 9 connus en eux-mêmes. On considère ici un train de deux roues orientables 12 tel que le train avant du véhicule. A chaque roue est associée une électronique de puissance 10 et un actionneur 14 orientant la roue. L'unité 8 envoie aux électroniques de puissance respectives des signaux fonction de la stratégie de pilotage retenue. Il s'agit donc, comme on le voit, d'une direction dite by-wire c'est- à-dire sans liaison mécanique intégrale entre l'organe 4 et les roues 12. De plus, dans le présent exemple, les deux roues 12 peuvent être orientées indépendamment l'une de l'autre. Comme illustré aux figures 2 à 5, à chaque roue est associée une suspension du type Mc Pherson. Ce type de suspension est connu en lui- même et ne sera pas décrit ici en grand détail. Seuls les aspects touchant à l'invention seront présentés. Pour chaque roue, comme illustré à la figure 2, la suspension comprend une jambe de force ou coulisse 16 comprenant un amortisseur 18 et un ressort 20. L'amortisseur comprend un corps 22 et une tige 24 mobile à coulissement dans le corps pour sortir plus ou moins de ce dernier vers le haut. La jambe 16 s'étend essentiellement suivant la direction verticale de  2 of the train. In addition, the area under the elbow of the vehicle spar is released. We can change the design of it for better impact resistance. The vehicle according to the invention may also have at least any of the following characteristics: the actuator is connected to the stub axle via an upper end of the strut; - The actuator is connected to the knuckle through a portion of the movable strut movable relative to the knuckle; the strut comprises at least one shock absorber and / or a spring; - the actuator is articulated to the strut; the actuator is engaged by meshing with the strut; - The vehicle comprises means for securing in rotation to the rocket carrier part of the strut connected to the actuator; the securing means comprise a pantograph; the strut comprises a damper mounted in parallel with a sliding member such as a second damper or a guide; and the vehicle comprises a driver-actuable steering control member and non-mechanical linkage means between the member and the actuator, the wheel being preferably part of a train of two independently steerable wheels. the other. Other features and advantages of the invention will become apparent in the following description of a preferred embodiment and two variants given as non-limiting examples with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a flowchart steering in a vehicle according to a preferred embodiment of the invention; FIG. 2 is a partial perspective view of part of the direction of the vehicle of FIG. 1; FIG. 3 is a perspective view of greater detail of the assembly of FIG. 2; FIGS. 4 and 5 are two views from above of the arrangement of FIG. 3 showing two respective orientations of the wheel; - Figure 6 is a view similar to Figure 2 illustrating an alternative embodiment; and - Figure 7 is a view similar to Figure 3 illustrating another alternative embodiment. A first embodiment of the vehicle according to the invention is illustrated in Figures 1 to 5. The will of the driver 2 is printed by the latter to a vehicle steering control member such as a steering wheel 4. This body is connected to a restituteur 6 which transmits in the form of a signal the command thus selected to a central unit 8 ensuring the definition of control strategies using signals transmitted by detectors 9 known in themselves. Here is considered a train of two steerable wheels 12 such as the front axle of the vehicle. Each wheel is associated with a power electronics 10 and an actuator 14 orienting the wheel. The unit 8 sends signals to the respective power electronics according to the selected driving strategy. It is therefore, as can be seen, a so-called by-wire direction that is to say without an integral mechanical connection between the member 4 and the wheels 12. Moreover, in the present example, the two wheels 12 can be oriented independently of one another. As illustrated in Figures 2 to 5, each wheel is associated with a Mc Pherson type suspension. This type of suspension is known in itself and will not be described here in great detail. Only the aspects relating to the invention will be presented. For each wheel, as shown in Figure 2, the suspension comprises a strut or slide 16 comprising a damper 18 and a spring 20. The damper comprises a body 22 and a rod 24 movable in the body to slide out more or less of it up. The leg 16 extends essentially in the vertical direction of

4 sorte que la direction de coulissement correspond à cette direction. La jambe 16 porte deux flasques sous la forme de disques horizontaux coaxiaux. Le disque inférieur 28 est fixé rigidement au corps 22 de l'amortisseur tandis que le disque supérieur 30 est fixé rigidement à une extrémité supérieure de la tige 24. Les deux flasques sont donc mobiles à coulissement l'un par rapport à l'autre suivant la direction de l'axe vertical 26 de la jambe. Le ressort 20 est en appui vers le haut contre le flasque supérieur 30 et vers le bas contre le flasque inférieur 28. A son extrémité supérieure correspondant à l'extrémité supérieure de la tige 24 et au flasque 30, la jambe 16 est reliée d'une façon connue en elle-même au châssis du véhicule, par exemple par une liaison rotule. La jambe 16 est reliée par son extrémité inférieure au porte-fusée 31 portant notamment la fusée qui supporte la roue. Cette liaison est un encastrement de sorte que la rotation de la jambe 16 autour de l'axe 26 entraîne en rotation le porte-fusée 31. Une extrémité inférieure du porte-fusée est reliée de façon connue en soi à un triangle de suspension 32, par exemple par une liaison rotule. Ce dernier est relié de façon adaptée au châssis du véhicule, par exemple en étant articulé au châssis autour d'un axe 33.  So the direction of sliding corresponds to that direction. The leg 16 carries two flanges in the form of coaxial horizontal discs. The lower disc 28 is fixed rigidly to the body 22 of the damper while the upper disc 30 is rigidly fixed to an upper end of the rod 24. The two flanges are thus slidably movable relative to one another. the direction of the vertical axis 26 of the leg. The spring 20 is supported upwards against the upper flange 30 and downwards against the lower flange 28. At its upper end corresponding to the upper end of the rod 24 and the flange 30, the leg 16 is connected to a manner known in itself to the chassis of the vehicle, for example by a ball joint. The leg 16 is connected by its lower end to the stub axle 31 including the rocket which supports the wheel. This connection is a recess so that the rotation of the leg 16 about the axis 26 rotates the stub axle 31. A lower end of the stub axle is connected in a manner known per se to a suspension triangle 32, for example by a ball joint. The latter is adapted to the chassis of the vehicle, for example by being articulated to the frame about an axis 33.

Les flasques 28 et 30 sont sensiblement coaxiaux à un axe de pivotement 29 du porte-fusée 31, passant par la liaison de l'amortisseur à la caisse et par la rotule de bras inférieur. L'amortisseur est coaxial à l'axe de coulissement 26. Le ressort, quant à lui, est sensiblement coaxial à l'axe de pivotement 29.  The flanges 28 and 30 are substantially coaxial with a pivot axis 29 of the knuckle 31, passing through the connection of the damper to the body and the lower arm ball joint. The damper is coaxial with the sliding axis 26. The spring, meanwhile, is substantially coaxial with the pivot axis 29.

Dans le présent exemple, l'actionneur 14 comprend un vérin électrique dont le corps 34 est articulé par son extrémité arrière 36 au châssis du véhicule, par exemple au moyen d'un cardan 38. Le vérin comprend une tige 40 mobile à coulissement par rapport au corps 34 et articulée par son extrémité avant directement sur le flasque 30 par une rotule.  In the present example, the actuator 14 comprises an electric jack whose body 34 is articulated by its rear end 36 to the chassis of the vehicle, for example by means of a gimbal 38. The jack comprises a rod 40 movable relatively to to the body 34 and articulated by its front end directly to the flange 30 by a ball joint.

Dans le présent exemple, pour assurer la solidarisation en rotation entre le flasque 30 et la partie inférieure de la jambe 16, des moyens sont prévus tels qu'un pantographe 42 comprenant deux couples de biellettes 44, 46. Dans chaque couple, l'extrémité inférieure de la biellette inférieure 44 est articulée sur le flasque 28 tandis que l'extrémité supérieure de la biellette supérieure 46 est articulée sur le flasque 30. Les biellettes sont articulées directement l'une à l'autre par leurs autres extrémités. Les axes de rotation des biellettes sont parallèles, situés dans des plans perpendiculaires à l'axe 26 et coïncident avec les axes de l'autre paire de biellettes. Comme illustré à la figure 3, les deux biellettes supérieures 46 peuvent être d'une seule pièce en étant fixées à un manchon commun à leur extrémité inférieure formant l'axe de rotation avec les biellettes 44 comme c'est le cas dans le présent exemple. Lorsque l'actionneur 14 reçoit un signal électrique au moyen de la connexion 50 prévue à cette fin, il déplace la tige 40 par rapport au corps 34 suivant une direction de coulissement horizontale qui sera pour l'essentiel perpendiculaire à la direction de marche du véhicule. Ce coulissement provoque la rotation du flasque supérieur 30 et donc de l'ensemble de la jambe 16 autour de l'axe 29, laquelle entraîne dans le même mouvement de rotation le porte-fusée 31 et la roue 12 associée. La cinématique résultant de l'actionneur est présentée aux figures 4 et 5 pour deux angles de braquage opposés de la roue. Une variante de réalisation de l'invention a été illustrée à la figure 6. L'agencement diffère de celui de la figure 2 par le type de liaison entre l'actionneur 14 et le flasque supérieur 30. Cette fois, l'actionneur 14 est un actionneur rotatif dont l'arbre de rotation 60, émergeant en partie supérieure, est vertical d'axe 62. Une roue 64 est coaxiale à un pignon 66 et solidaire de ce dernier en rotation. La roue 64 engrène avec une denture prévue sur l'arbre 60 tandis que le pignon 66 engrène avec un secteur de couronne dentée 68 prévue sur le flasque 30. L'ensemble pignon 66 - roue 64 est  In the present example, in order to secure the rotation between the flange 30 and the lower part of the leg 16, means are provided such as a pantograph 42 comprising two pairs of links 44, 46. In each pair, the end The bottom of the lower link 44 is hinged to the flange 28 while the upper end of the upper link 46 is hinged to the flange 30. The links are articulated directly to one another by their other ends. The axes of rotation of the links are parallel, located in planes perpendicular to the axis 26 and coincide with the axes of the other pair of rods. As illustrated in FIG. 3, the two upper links 46 may be in one piece being attached to a common sleeve at their lower end forming the axis of rotation with the links 44 as is the case in this example. . When the actuator 14 receives an electrical signal by means of the connection 50 provided for this purpose, it moves the rod 40 relative to the body 34 in a horizontal sliding direction which will be substantially perpendicular to the direction of travel of the vehicle . This sliding causes the rotation of the upper flange 30 and therefore of the entire leg 16 about the axis 29, which causes in the same rotational movement the stub axle 31 and the wheel 12 associated. The resulting kinematic of the actuator is shown in Figures 4 and 5 for two opposite steering angles of the wheel. An alternative embodiment of the invention has been illustrated in Figure 6. The arrangement differs from that of Figure 2 by the type of connection between the actuator 14 and the upper flange 30. This time, the actuator 14 is a rotary actuator whose rotation shaft 60, emerging in the upper part, is vertical axis 62. A wheel 64 is coaxial with a pinion 66 and integral with the latter in rotation. The wheel 64 meshes with a toothing provided on the shaft 60 while the pinion 66 meshes with a ring gear sector 68 provided on the flange 30. The pinion assembly 66 - wheel 64 is

6 monté mobile à rotation par rapport au corps de l'actionneur 14. La rotation de l'arbre 60 provoque donc la rotation du flasque 30 autour de son axe 29. On pourra prévoir que le moteur 14, l'engrenage 60, 66 et le secteur denté sont solidarisés pour suivre les débattements angulaires de la jambe de force 16 autour des axes classiques X (longitudinal) et Y (transversal). Une autre variante de réalisation a été illustrée à la figure 7. Cette fois, en remplacement du pantographe 42, les moyens prévus pour interdire la rotation relative entre les extrémités supérieure et inférieure de la jambe 16 consistent en un doublement de l'amortisseur 18 sous la forme d'un amortisseur 18 et d'un amortisseur 19 disposés en parallèle l'un de l'autre et reliés tous deux d'une part au porte-fusée 31 et d'autre part au flasque supérieur 30. Cet agencement pourrait être remplacé par un agencement dans lequel l'actionneur 14 reste unique tandis qu'est prévu en supplément et en parallèle un guidage du mouvement de coulissement du flasque supérieur 30 par rapport au flasque inférieur 28 interdisant leur rotation relative. L'invention s'applique à un train Mc Pherson modifié. Elle permet d'agir sur la jambe de force du train au point de fixation de la jambe de force sur la caisse du véhicule. Comme on le voit, l'actionneur est fixé à proximité du point F reliant l'extrémité supérieure de la jambe de force 16 au châssis du véhicule. Pour que la rotation du point F puisse être communiquée au porte-fusée et donc à la roue, le point F et le porte-fusée sont solidarisés en rotation sans l'être à coulissement suivant la direction verticale pour autoriser le débattement de la suspension.  6 rotatably mounted relative to the body of the actuator 14. The rotation of the shaft 60 thus causes the rotation of the flange 30 about its axis 29. It can be provided that the motor 14, the gear 60, 66 and the toothed sector are secured to follow the angular deflections of the strut 16 around the conventional axes X (longitudinal) and Y (transverse). Another variant of embodiment has been illustrated in FIG. 7. This time, replacing the pantograph 42, the means provided for prohibiting the relative rotation between the upper and lower ends of the leg 16 consist of a doubling of the damper 18 under the form of a damper 18 and a damper 19 arranged in parallel with each other and both connected on the one hand to the knuckle 31 and the other to the upper flange 30. This arrangement could be replaced by an arrangement in which the actuator 14 remains unique while is provided in addition and in parallel guiding the sliding movement of the upper flange 30 relative to the lower flange 28 prohibiting their relative rotation. The invention applies to a modified Mc Pherson train. It allows to act on the strut of the train at the point of attachment of the strut on the vehicle body. As can be seen, the actuator is fixed close to the point F connecting the upper end of the strut 16 to the chassis of the vehicle. So that the rotation of the point F can be communicated to the knuckle and therefore to the wheel, the point F and the knuckle are secured in rotation without being slid in the vertical direction to allow the movement of the suspension.

L'invention permet de rapprocher les actionneurs des roues pour libérer de l'espace dans le compartiment moteur. De plus, les épures de pince en pompage deviennent indépendantes de l'implantation de la direction. On prévoira de préférence que les actionneurs sont réversibles.  The invention brings the actuators closer to the wheels to free space in the engine compartment. In addition, the pumping pinch patterns become independent of the implantation of the direction. It will preferably be provided that the actuators are reversible.

Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.  Of course, we can bring to the invention many changes without departing from the scope thereof.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Véhicule comprenant, pour au moins une roue directrice (12) : - un porte-fusée (31) ; - une jambe de force (16) reliée au porte-fusée ; et -un actionneur (14) de commande d'une orientation du porte-fusée, caractérisé en ce que l'actionneur (14) est relié au porte-fusée (31) par l'intermédiaire de la jambe de force (16).  A vehicle comprising, for at least one steering wheel (12): - a stub axle (31); - a strut (16) connected to the stub axle; and an actuator (14) for controlling an orientation of the stub axle, characterized in that the actuator (14) is connected to the stub axle (31) via the strut (16). 2. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'actionneur (14) est relié au porte-fusée (31) par l'intermédiaire d'une extrémité supérieure (30) de la jambe de force (16).  2. Vehicle according to the preceding claim, characterized in that the actuator (14) is connected to the knuckle (31) via an upper end (30) of the strut (16). 3. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur est relié au porte-fusée (31) par l'intermédiaire d'une partie (30) de la jambe de force (16) mobile à coulissement par rapport au porte-fusée (31).  3. Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that the actuator is connected to the stub axle (31) via a portion (30) of the sliding strut (16) movable sliding relative to the knuckle (31). 4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jambe de force (16) comprend au moins un amortisseur (18) et/ou un ressort (20).  4. Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that the strut (16) comprises at least one damper (18) and / or a spring (20). 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (14) est articulé à la jambe de force (16).  5. Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that the actuator (14) is articulated to the strut (16). 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'actionneur (14) est en prise par engrénement avec la jambe de force (16). 30  6. Vehicle according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the actuator (14) is engaged by meshing with the strut (16). 30 7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (42 ; 19) pour solidariser en25 8 rotation au porte-fusée (31) une partie (30) de la jambe de force (16) reliée à l'actionneur (14).  7. Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (42; 19) for securing in rotation 8 to the stub axle (31) a portion (30) of the strut (16). ) connected to the actuator (14). 8. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comprennent un pantographe (42).  8. Vehicle according to the preceding claim, characterized in that the securing means comprise a pantograph (42). 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jambe de force comprend un amortisseur (18) monté en parallèle avec un organe de coulissement tel qu'un deuxième amortisseur (19) ou un guide.  9. Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that the strut comprises a damper (18) mounted in parallel with a sliding member such as a second damper (19) or a guide. 10. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de commande de direction (4) actionnable par le conducteur et des moyens de liaison non mécaniques entre l'organe et l'actionneur, la roue (12) faisant partie de préférence d'un train de deux roues orientables indépendamment l'une de l'autre.  10. Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a steering control member (4) actuable by the driver and non-mechanical connecting means between the member and the actuator, the wheel (12) preferably part of a train of two steerable wheels independently of one another.