FR3090500A1 - Suspension pneumatique a deux modes de fonctionnement avec cellules d’air en parallele - Google Patents

Suspension pneumatique a deux modes de fonctionnement avec cellules d’air en parallele Download PDF

Info

Publication number
FR3090500A1
FR3090500A1 FR1873829A FR1873829A FR3090500A1 FR 3090500 A1 FR3090500 A1 FR 3090500A1 FR 1873829 A FR1873829 A FR 1873829A FR 1873829 A FR1873829 A FR 1873829A FR 3090500 A1 FR3090500 A1 FR 3090500A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
mode
vehicle
suspension
damping
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1873829A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3090500B1 (fr
Inventor
Vincent Hernette
Jean-Louis BOUVIN
Xavier Moreau
André BENINE-NETO
Alain Oustaloup
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto Sas Fr
Original Assignee
PSA Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Priority to FR1873829A priority Critical patent/FR3090500B1/fr
Publication of FR3090500A1 publication Critical patent/FR3090500A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3090500B1 publication Critical patent/FR3090500B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0152—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
    • B60G17/0155—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit pneumatic unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/26—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs
    • B60G11/30—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs having pressure fluid accumulator therefor, e.g. accumulator arranged in vehicle frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/052—Pneumatic spring characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/049—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall multi-chamber units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/15—Fluid spring
    • B60G2202/152—Pneumatic spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/15—Fluid spring
    • B60G2202/154—Fluid spring with an accumulator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/20—Type of damper
    • B60G2202/24—Fluid damper
    • B60G2202/242—Pneumatic damper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/90—Maintenance
    • B60G2206/99—Suspension element selection procedure depending on loading or performance requirements, e.g. selection of damper, spring or bush
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80—Exterior conditions
    • B60G2400/82—Ground surface
    • B60G2400/821—Uneven, rough road sensing affecting vehicle body vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80—Exterior conditions
    • B60G2400/82—Ground surface
    • B60G2400/824—Travel path sensing; Track monitoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/14—Photo or light sensitive means, e.g. Infrared
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/15—Doppler effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/16—GPS track data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B60G2500/204—Pressure regulating valves for air-springs
    • B60G2500/2041—Pressure regulating valves for air-springs for variable volume air springs, e.g. using accumulators as expansion chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B60G2500/22—Spring constant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18—Automatic control means
    • B60G2600/184—Semi-Active control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/16—Running
    • B60G2800/162—Reducing road induced vibrations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

L’invention concerne une suspension pneumatique (1) comprenant un vérin pneumatique destiné à être interposé entre une portion d’un véhicule (7) roulant et un appui au sol (6) dudit véhicule, le vérin pneumatique présentant un volume interne (Vp) de réserve d’air. Le volume (Vp) est connecté pneumatiquement à au moins deux cellules (3a, 3b) comportant un volume d’air additionnel (V1, V2) respectif avec une restriction (R1, R2) disposée à l’entrée de chacun des volumes additionnels (V1, V2) piqués en parallèle sur une conduite (5) débouchant dans le volume (Vp), une électrovanne (4), positionnée entre le volume (Vp) et les volumes additionnels (V1, V2) des cellules (3a, 3b), fermant une circulation d’air dans la conduite (5) dans une première position correspondant à un mode à raideur augmentée de la suspension, et l’ouvrant dans au moins une deuxième position correspondant à un mode d’amortissement doux de la suspension. FIGURE 4

Description

Description
Titre de l’invention : SUSPENSION PNEUMATIQUE A DEUX MODES DE FONCTIONNEMENT AVEC CELLULES D’AIR EN PARALLELE
Domaine technique de l’invention
[0001] La présente invention concerne une suspension pneumatique comprenant un vérin pneumatique destiné à être interposé entre une portion d’un véhicule roulant et un appui au sol dudit véhicule, le vérin pneumatique présentant un volume interne de vérin de réserve d’air. Le véhicule roulant peut-être avantageusement mais non limitativement un véhicule automobile avec une telle suspension pneumatique pour chacune de ses roues.
[0002] La présente invention s’inscrit dans la problématique de l’isolation vibratoire des sollicitations de la surface de roulage vis-à-vis du véhicule roulant et, notamment pour un véhicule automobile, de la problématique de la tenue de route, en assurant le contact permanent du pneu de chaque roue au sol. Ce compromis entre confort et tenue de route est amélioré par la suspension pneumatique multi-cellules proposée par la présente invention.
Art antérieur
[0003] Les suspensions pneumatiques existantes peuvent être schématisées comme montré à la figure 1. La référence 1 désigne une suspension pneumatique à membrane déroulante et correction d’assiette intégrée. La référence 2 désigne un amortisseur hydraulique délivrant l’amortissement b2. La référence ml est la masse de la roue 6 tandis que la référence m2 est la masse de la caisse 7 du véhicule automobile.
[0004] LO(t) est la force exercée sur la masse à l’instant t tandis que v2(t) est la vitesse selon une direction verticale appliquée à la caisse. La référence vl(t) est la vitesse selon la direction verticale appliquée au centre de la roue, kl est la raideur du pneu et bl l’amortissement du pneu. La référence vo(t) indique la vitesse de la surface de roulage.
[0005] La raideur de la suspension pneumatique Kzpneu est donnée par la formule suivante : [0006] [Math.l] _ y(Seff)2 iri , n „ jd(Seff)
Kzpneu = (Pre I +Patmo) + Prel^—^L
[0007] Avec γ égal à Cp/Cv=l,4 Seff une section efficace du piston pneumatique, Prel une pression relative, Patmo la pression atmosphérique, V le volume d’air du ressort, z la direction verticale de la suspension (combiné ressort amortisseur).
[0008] La plupart du temps, on conçoit un piston avec une section constante indépendante de la position verticale. L’expression de la raideur pneumatique se simplifie en :
[0009] [Math.2]
Kzpneu = ^P^-(Prel + Patmo )
[0010] La façon la plus simple de moduler la raideur se fait par le volume d’air du ressort pneumatique délimité par la position du piston pneumatique en ajoutant ou retranchant des volumes morts d’air à la chambre initiale qui est celle du vérin.
[0011] Si la section du piston est choisie pour avoir une pression d’équilibre élevée Prel, par exemple supérieure à 10 fois la pression atmosphérique, on tend vers une suspension iso-fréquence où la fréquence propre de la suspension devient indépendante de la masse portée.
[0012] On a donc la possibilité, avec la technologie pneumatique, de réaliser une suspension souple, a priori confortable du point de vue de l’isolation vibratoire. De plus, l’inconvénient de cette suspension souple à grandes variations d’assiette sous charge, est ici compensé par la possibilité de réaliser une correction d’assiette pneumatique.
[0013] Les constructeurs et équipementiers automobiles présents dans le haut de gamme proposent ce type de suspension, le confort étant assuré classiquement par la souplesse de la suspension pneumatique.
[0014] En revanche, cette souplesse est inadaptée à la maîtrise des mouvements de caisse sous sollicitation du conducteur où l’on souhaite privilégier la tenue de route. La solution retenue est de raidir la suspension en limitant le volume d’air compressé dans la chambre de suspension tout en augmentant l’amortissement dans les mêmes proportions.
[0015] Il existe donc des suspensions pneumatiques à amortissement variable, notamment à trois états de raideur. Le mode confort est classiquement obtenu par la souplesse de la suspension amortie au juste nécessaire.
[0016] Le document EP-B-2 032 377 décrit une gestion d’un mode d’ajustement d’une assiette pneumatique d’un véhicule automobile par une unité de commande. Cette unité peut commander une électrovanne de fermeture d’une réserve d’air.
[0017] Ce document divulgue principalement un système de correction d’assiette pneumatique et non une suspension pneumatique à deux modes d’amortissement. Dans ce document, la mise en communication d’un réservoir d’air avec une chambre d’un ressort pneumatique par une valve permet, selon la pression de ce réservoir, d’injecter ou retirer de l’air pour ajuster l’assiette à la valeur donnée par un capteur.
[0018] Cette correction peut devenir instable suivant le débit d’air injecté et il faut donc l’amortir. C’est ce que réalise un amortisseur hydraulique, la vitesse relative entre la roue et la caisse étant prise en compte par l’unité de commande.
[0019] Ce document concerne donc une correction d’assiette pneumatique et non une suspension pneumatique à deux modes d’amortissement.
[0020] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est de concevoir une suspension pneumatique d’un véhicule automobile avec deux modes d’amortissement dont l’un, à mode d’amortissement à raideur augmentée, est adapté à la tenue de route et l’autre, à mode d’amortissement doux, est adapté à garantir un confort dans un habitacle du véhicule.
[0021] Un autre problème à la base de la présente invention est de mettre en œuvre d’un mode d’une telle suspension pneumatique du véhicule automobile en fonction d’un profil de roulage à venir.
Résumé de l’invention
[0022] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention une suspension pneumatique comprenant un vérin pneumatique destiné à être interposé entre une portion d’un véhicule roulant et un appui au sol dudit véhicule, le vérin pneumatique présentant un volume interne de vérin de réserve d’air, caractérisée en ce que le volume de vérin est connecté pneumatiquement à au moins deux cellules comportant un volume d’air additionnel respectif avec une restriction disposée à l’entrée de chacun des volumes additionnels piqués en parallèle sur une conduite débouchant dans le volume de vérin, une électrovanne, positionnée entre le volume de vérin et les volumes additionnels des cellules, fermant une circulation d’air dans la conduite dans une première position correspondant à un mode à raideur augmentée de la suspension, et l’ouvrant dans au moins une deuxième position correspondant à un mode d’amortissement doux de la suspension.
[0023] L’effet technique est d’obtenir un mode d’amortissement doux par ajout d’air contenu dans des cellules additionnelles disposées en étant connectées en parallèle à une conduite d’air pouvant être ouverte ou fermée par une électrovanne, ceci en position ouverte de l’électrovanne. Ceci procure un confort robuste, avec un bon comportement en isolation vibratoire, quelques soient les variations de la masse embarquée dans le véhicule roulant. Les deux cellules additionnelles sont en parallèle et non directement l’une après l’autre sur la conduite ce qui empêche des interférences entre l’air contenu dans les cellules additionnelles.
[0024] Pour le mode d’amortissement doux de la suspension pneumatique, ce mode est issu d’un dimensionnement par une approche par commande robuste d’ordre non entier ou CRONE, qui conduit au dimensionnement d’un mode confort robuste aux variations de masse.
[0025] La suspension pneumatique selon la présente invention bénéficie d’une architecture de suspension pneumatique originale avec des arrangements de volumes d’air formant chacun une cellule d’air additionnelle raccordés entre eux par des restrictions.
[0026] C’est le dimensionnement de ces restrictions et volumes additionnels, obtenus par la commande robuste d’ordre non entier qui conduit à une coopération entre les effets dissipatifs engendrés par les restrictions et les effets capacitifs obtenus par les volumes additionnels qui est primordial. Ce dimensionnement conditionne le bon comportement de la suspension sur la bande de fréquence comprenant le mode de la masse suspendue, c'est-à-dire la caisse du véhicule automobile et le mode de la masse non suspendue qu’est chaque roue.
[0027] Le mode alternatif à raideur augmentée, donc raide et amorti, est adapté à la tenue de caisse sous sollicitation du conducteur et au passage d’obstacles de grande amplitude.
[0028] Il est ainsi procuré deux modes de suspension, l’un adapté à la tenue de route et l’autre adapté au confort. Un principal avantage de la présente invention tient au mode confort qui conduit aux mêmes mouvements contenus de la caisse du véhicule roulant et à la même bonne isolation vibratoire malgré d’importantes variations de masse suspendue. La présente invention conduit à un mode confort amélioré et robuste, toujours adapté à contrôler les mouvements de caisse sous sollicitation route, notamment des obstacles ou une rugosité de la surface de roulage à venir.
[0029] Les restrictions en entrée des cellules effectuent un laminage de l’air entre les volumes additionnels lors d’un mode confort à amortissement doux. La démarche de commande robuste d’ordre non entier issue des théories de la Commande et de l’Automatique définit les valeurs des restrictions et des volumes des cellules avec des propriétés d’isolation vibratoire efficaces pour obtenir un mode confort basse fréquence, robuste aux variations de la charge embarquée dans le véhicule roulant.
[0030] La présente invention utilise donc le laminage de l’air à travers les restrictions entre des volumes séparés des cellules et le vérin pneumatique. Aucune suspension pneumatique de l’état de la technique n’utilisait le laminage de l’air pour amortir la suspension. Ceci procure un intérêt économique si l’on considère l’amortissement dans le mode amortissement doux du fait de la simplicité que représente des cellules avec pour chaque cellule une restriction et un volume d’air.
[0031] Avantageusement, le volume de vérin en mode à raideur augmentée est supérieure au volume de vérin en mode d’amortissement doux de la suspension afin de garantir une plus grande course d’un piston de vérin dans le vérin pneumatique, le volume de vérin en mode à raideur augmentée étant inférieure à la somme du volume de vérin en mode d’amortissement doux avec les volumes additionnels des cellules.
[0032] Avantageusement, il est défini une capacité respective pour le vérin pneumatique ainsi que pour chaque cellule étant égale au volume interne du vérin ou au volume additionnel de la cellule divisé par une pression de raideur dans le vérin ou la cellule, Cl et RI étant respectivement la capacité et la restriction de la cellule la plus proche du vérin pneumatique et C2 et R2 étant respectivement la capacité et la restriction de la cellule la plus en aval du vérin pneumatique, les valeurs d’une surface d’un piston Sv, d’une capacité du vérin pneumatique Cp, des capacités Cl et C2 et des restrictions RI et R2 respectives de chaque cellule étant égales à:
[0033] Sv = 44.104m2
[0034] Cp = 1,13.10 10m5/N
[0035] Cl =9,34.10 10m5/N
[0036] C2 = 3,82.109 m5/N
[0037] RI = 4,84.107 Ns/m5
[0038] R2 = 1,75.108 Ns/m5
[0039] m étant une unité en mètre, N en newton et s en seconde.
[0040] Ces valeurs sont définies selon une commande robuste d’ordre non entier sur la base de la surface du piston de la suspension pneumatique qui est une donnée du constructeur du vérin pneumatique de la suspension.
[0041] Avantageusement, l’électrovanne prend au moins une troisième position d’ouverture partielle de la conduite. Il est alors possible d’avoir un mode intermédiaire entre un mode d’amortissement doux et un mode à raideur augmentée.
[0042] L’invention concerne aussi un ensemble d’une suspension pneumatique et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique à modulation pilotée, caractérisée en ce que la suspension pneumatique est telle que précédemment décrit, l’ensemble comprenant des moyens de désactivation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique pendant un mode d’amortissement doux de la suspension et des moyens d’activation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique pendant un mode à raideur augmentée, le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique assurant seul l’amortissement en faisant butée hydraulique tandis que la suspension pneumatique assure une plus grande course d’un piston de vérin dans le vérin pneumatique en mode à raideur augmentée que dans un mode à amortissement doux.
[0043] Le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique est opérant lors du mode à raideur augmentée, la suspension pneumatique n’assurant alors qu’une augmentation de la course du pison du vérin, l’amortissement étant alors assuré par le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique.
[0044] Par contre, en mode amortissement doux, le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique est inopérant et l’amortissement est réalisé uniquement par la suspension pneumatique.
[0045] Un tel ensemble peut s’appliquer de manière très avantageuse pour des suspensions pneumatiques haut de gamme qui se diffusent sur le segment des véhicules automobiles sportifs haut de gamme.
[0046] Avantageusement, l’ensemble comprend une unité de contrôle commande comprenant des moyens de commande de l’électrovanne pour un passage en mode à raideur augmentée dans au moins un mode à amortissement doux et inversement, des moyens d’activation du dispositif auxiliaire d’amortissement en mode à raideur augmentée et des moyens de désactivation du dispositif auxiliaire d’amortissement en mode à amortissement doux, l’unité de contrôle commande comprenant des moyens de réception de prévisions d’un profil d’une surface de roulage à venir pour le véhicule.
[0047] L’invention concerne un véhicule roulant, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un tel ensemble d’une suspension pneumatique et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement à modulation pilotée, le véhicule comprenant des moyens de détection du profil de la surface de roulage à venir, les moyens de détection étant sélectionnés unitairement ou en combinaison parmi les moyens de détection suivants : une caméra ou un radar dirigé vers le profil de la surface de roulage à venir, un système de positionnement global du véhicule par satellite ayant mémorisé le profil de la surface de roulage à venir, un système de reconnaissance et d’apprentissage du profil d’une surface de roulage à venir fréquemment empruntée et un système d’échange de données de profils de roulage avec un autre véhicule roulant en avant du véhicule ou un serveur externe comprenant des moyens de mémorisation des données d’un profil de roulage à venir.
[0048] Une des caractéristiques essentielles du véhicule roulant selon la présente invention est de prévoir le profil de la surface de roulage à venir, c’est-à-dire le profil de la route à venir pour un véhicule automobile afin d’adapter l’amortissement de l’ensemble au profil de la surface de roulage à venir.
[0049] Dans le cas d’un véhicule roulant, ce véhicule peut précéder le véhicule ou croiser le véhicule en roulant en sens inverse.
[0050] La connaissance préalable de l’état de la route par la mutualisation des informations issues notamment de capteurs d’aides à la conduite pilote le passage d’un mode de suspension à l’autre, ce qui adapte l’amortissement au profil de la surface de roulage.
[0051] Avantageusement, le véhicule est un véhicule automobile avec au moins un ensemble d’une suspension pneumatique et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement à modulation pilotée disposé entre une portion respective d’une caisse du véhicule automobile et une roue du véhicule automobile.
[0052] Avantageusement, l’unité de contrôle commande dudit au moins un ensemble est l’unité électronique de contrôle du véhicule.
[0053] L’invention concerne aussi un procédé d’amortissement par au moins une suspension interposée entre une portion d’un véhicule roulant et un appui au sol dudit véhicule dans un tel véhicule roulant, caractérisé en ce que ladite au moins une suspension pneumatique alterne entre un mode à raideur augmentée et au moins un mode d’amortissement doux de la suspension selon des prévisions d’un profil de roulage à venir du véhicule.
Brève description des figures
[0054] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :
[0055] [fig.l]
- la figure 1 est une représentation schématique d’une vue d’une suspension pneumatique associée à un amortisseur hydraulique selon l’état de la technique, [0056] [fig.2]
- la figure 2 est une représentation schématique d’une vue d’une suspension pneumatique selon la présente invention à deux modes d’amortissement avec deux cellules d’air additionnelles connectées au volume de vérin de la suspension pneumatique, ces deux cellules d’air étant disposées en parallèle l’une de l’autre, [0057] [fig.3]
- la figure 3 est une représentation schématique d’une vue de la suspension pneumatique selon la présente invention montrée à la figure 2 associée à un amortisseur hydraulique,
[0058] [fig.4]
- la figure 4 est une représentation schématique d’une vue d’un ensemble selon la présente invention d’une suspension pneumatique associée à un amortisseur hydraulique entre une caisse d’un véhicule roulant et son appui au sol, l’ensemble étant en mode d’amortissement doux, les cellules d’air additionnelles étant alimentées par l’ouverture d’une électrovanne et l’amortisseur hydraulique étant inopérant,
[0059] [fig.5]
- la figure 5 est une représentation schématique à titre de comparaison de deux vues de suspensions pneumatiques selon la présente invention comme montré à la figure 4 sans la présence de l’amortisseur hydraulique, un premier ensemble étant en mode d’amortissement doux et un deuxième ensemble étant en mode d’amortissement à raideur augmentée, une course du piston du vérin dans la suspension pneumatique étant augmentée dans le deuxième mode et la portion de châssis connectée à la suspension pneumatique étant rehaussée en éloignement de l’appui au sol du véhicule roulant,
[0060] [fig.6a]
- La figure 6a représente des courbes d’accélération verticale du châssis en fonction du temps en mode d’amortissement doux pour trois cas de figure avec véhicule roulant vide, moyennement chargé et très chargé, ceci pour un ensemble d’une suspension pneumatique et d’un amortisseur hydraulique selon la présente invention,
[0061] [fig.6b]
- La figure 6b représentent des courbes d’accélération verticale du châssis en fonction du temps en mode d’amortissement doux pour trois cas de figure avec véhicule roulant vide, moyennement chargé et très chargé, ceci pour un ensemble d’une suspension pneumatique et d’un amortisseur hydraulique selon l’art antérieur, [0062] [fig.7a]
- la figure 7a représente des courbes de dérivée de l’accélération verticale du châssis en fonction du temps en mode d’amortissement doux pour trois cas de figure avec véhicule roulant vide, moyennement chargé et très chargé, ceci pour un ensemble d’une suspension pneumatique et d’un amortisseur hydraulique selon la présente invention.
[0063] [fig.7b]
- la figure 7b représente des courbes de dérivée de l’accélération verticale du châssis en fonction du temps en mode d’amortissement doux pour trois cas de figure avec véhicule roulant vide, moyennement chargé et très chargé, ceci pour un ensemble d’une suspension pneumatique et d’un amortisseur hydraulique selon l’art antérieur. Description détaillée de l’invention
[0064] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
[0065] Dans les équations la constante dite de Laplace ou variable séquentielle laplacienne notée s n’est pas à confondre avec l’unité de seconde exprimant le temps aux figures ou dans les unités.
[0066] En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne une suspension pneumatique 1 comprenant un vérin pneumatique destiné à être interposé entre une portion d’un véhicule 7 roulant et un appui au sol 6 dudit véhicule, le véhicule roulant étant préférentiellement mais non limitativement un véhicule automobile avec une suspension automatique pour chacune de ses roues alors réalisant l’appui au sol.
[0067] Aux figures 2 et 3, les références ml et m2 désignent respectivement la masse de la roue et la masse d’une portion de la caisse du véhicule.
[0068] En se référant à toutes les figues, le vérin pneumatique présente un volume interne Vp, V’p de vérin de réserve d’air pouvant varier lors des deux modes d’amortissement respectifs, comme un mode d’amortissement doux et un mode à raideur augmentée de la suspension.
[0069] Le mode à raideur augmentée de la suspension est destiné à maîtriser les mouvements de caisse du véhicule et à contribuer à augmenter le comportement de conduite du véhicule roulant. Ce mode à raideur augmentée contrôle également le rebond de la ou des surfaces d’appui au sol 6 du véhicule automobile, avantageusement une roue, qui conditionne l’adhérence.
[0070] Selon l’invention, comme montré notamment aux figures 2 à 4, le volume Vp, V’p de vérin est connecté pneumatiquement à au moins deux cellules 3a, 3b comportant un volume d’air additionnel VI, V2 respectif avec une restriction RI, R2 disposée à l’entrée de chacun des volumes additionnels VI, V2 piqués en parallèle sur une conduite 5 débouchant dans le volume Vp, V’p de vérin.
[0071] Une électrovanne 4 pilotée, positionnée entre le volume Vp, V’p de vérin et les volumes additionnels VI, V2 des cellules 3a, 3b, ferme une circulation d’air dans la conduite 5 dans une première position correspondant à un mode à raideur augmentée de la suspension, et l’ouvrant dans au moins une deuxième position correspondant à un mode d’amortissement doux de la suspension.
[0072] Comme il peut être vu à la figure 5 qui montre une comparaison du vérin pneumatique respectivement dans un mode d’amortissement doux, montré à gauche de la figure 5, et dans un mode à raideur augmentée de la suspension pneumatique 1, montré à droite de la figure 5, le volume V’p de vérin en mode à raideur augmentée peut être supérieur au volume Vp de vérin en mode d’amortissement doux de la suspension afin de garantir une plus grande course d’un piston de vérin dans le vérin pneumatique.
[0073] La portion de châssis du véhicule roulant se trouve surélevée en mode à raideur augmentée par rapport à la position que la portion de châssis présente en mode doux, l’écart étant référencé e, le véhicule roulant présentant une assiette plus haute dans le mode à raideur augmentée. La raideur de la suspension pneumatique 1 est plus élevée du fait de la déconnexion pneumatique des volumes des cellules, ceci malgré l’augmentation du volume d’air dans la suspension pneumatique 1.
[0074] En effet, l’électrovanne 4 est fermée dans ce mode à raideur augmentée, la conduite 5 étant montrée en pointillés dans ce mode à raideur augmentée à la figure 5 alors que la conduite 5 est en traits pleins dans le mode doux à la figure 5 à gauche de cette figure.
[0075] Aux figures 2 et 3, la suspension pneumatique 1 était montrée de manière schématique alors que la suspension pneumatique 1 est montrée de manière plus complète aux figures 4 et 5.
[0076] En se référant principalement aux figures 4 et 5, le volume V’p de vérin en mode à raideur augmentée peut cependant être inférieur à la somme du volume Vp de vérin en mode d’amortissement doux avec les volumes additionnels VI, V2 des cellules 3a, 3b.
[0077] Il peut être défini une capacité Cp, C’p ; Cl, C2 respective pour le vérin pneumatique ainsi que pour chaque cellule 3a, 3b étant égale au volume Vp, V’p interne de vérin ou au volume additionnel VI, V2 de la cellule 3a, 3b divisé par une pression dans le vérin ou chaque cellule.
[0078] L’architecture et le dimensionnement de cette suspension pneumatique 1 multi cellules 3a, 3b peuvent être issus d’une démarche mécatronique qui repose ici sur les techniques de l’automatique, en particulier par la mise en œuvre d’une commande robuste d’ordre non entier ou CRONE. Les résultats de la démarche sont illustrés par la simulation numérique, sachant qu’une phase de corrélation a déjà été obtenue dans le passé en technologie hydropneumatique.
[0079] Aux figures 2 et 3, il peut être vu que la suspension pneumatique 1 en mode doux ou confort est définie par un arrangement parallèle de cellules 3a, 3b d’air disposés en parallèle. Il est évalué par la commande robuste d’ordre non entier une première restriction RI et une première capacité Cl pour la première cellule 3a de même qu’une deuxième restriction R2 et une deuxième capacité C2 pour la deuxième cellule 3b, ceci en fonction de la capacité du vérin et de la surface du piston du vérin.
[0080] Il peut ainsi être déterminé une impédance de l’étage de suspension pneumatique 1 et des valeurs des restrictions RI, R2 et des capacités Cl, C2 des première et deuxième cellules 3a, 3b. La présente invention repose sur cette architecture et sur les plages de valeur définissant les restrictions RI, R2 et capacités Cl, C2 des cellules 3a, 3b ainsi que le volume initial Vp du vérin pneumatique auquel elles sont connectées.
[0081] L’impédance Ipneu(s) de l’appui au sol 6, avantageusement mais non limitativement une roue et son pneu quand le véhicule roulant est un véhicule automobile, est donné par l’équation suivante :
[0082] [Math.3]
Figure FR3090500A1_D0001
[0083] s étant une variable fréquentielle ou variable de Laplace, Cls et RI étant respectivement la capacité multipliée par la variable fréquentielle et la restriction de la première cellule 3a la plus proche du vérin pneumatique et C2s et R2 étant respectivement la capacité multipliée par la variable fréquentielle s et la restriction de la cellule 3b la plus en aval du vérin pneumatique, Sv une surface d’un piston de vérin, Cps une capacité du vérin pneumatique multipliée par la variable fréquentielle s.
[0084] A la figure 3 comme à la figure 4, la suspension pneumatique 1 est associée à un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 à modulation pilotée ou amortisseur hydraulique inopérant pendant le mode d’amortissement doux ou en fonctionnement d’amortissement le plus faible possible.
[0085] Avec la commande robuste d’ordre non entier, en considérant une valeur de surface d’un piston de vérin Sv, il est possible de donner des valeurs de la capacité Cl et la restriction RI de la cellule 3a la plus proche du vérin pneumatique, de la capacité C2 et la restriction R2 de la cellule 3b la plus en aval du vérin pneumatique, d’une capacité du vérin pneumatique Cp, ce qui donne: Sv = 44.104m2 ; Cp = 1,13.10 10m5/N; Cl = 9,34.10 10 m5/N; C2 = 3,82.10 9m5/N; RI = 4,84.107 Ns/m5; R2 = 1,75.108 Ns/m5.
[0086] m étant une unité en mètre, N en newton et s en seconde.
[0087] Avantageusement, l’électrovanne 4 peut prendre au moins une troisième position d’ouverture partielle de la conduite 5, ce qui permet d’avoir des modes intermédiaires d’amortissement doux plus ou moins prononcé.
[0088] Comme montré notamment aux figures 3 et 4, l’invention concerne aussi un ensemble d’une suspension pneumatique 1 et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 à modulation pilotée.
[0089] La suspension pneumatique 1 est telle que précédemment décrite, l’ensemble comprenant des moyens de désactivation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 pendant un mode d’amortissement doux de la suspension et des moyens d’activation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 pendant un mode à raideur augmentée.
[0090] Le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 assure seul l’amortissement en faisant butée hydraulique tandis que la suspension pneumatique 1 assure une plus grande course d’un piston de vérin dans le vérin pneumatique en mode à raideur augmentée que dans un mode à amortissement doux.
[0091] Dans le mode à raideur augmentée, l’électrovanne 4 est en position fermée, ce qui est montré à la figure 5 sur la suspension pneumatique 1 de droite. Dans le mode à amortissement doux, le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 est inopérant ou opérant à son amortissement minimal. Le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 peut être du type amortissement modulé et variable.
[0092] Le mode à raideur augmentée montré à la figure 5, suspension pneumatique 1 de droite se traduit par une raideur augmentée comparée au mode d’amortissement doux obtenue par l’isolation desdites au moins deux cellules 3a, 3b avec leur capacité respective Cl et C2. L’électrovanne 4 est alors fermée en isolant pneumatiquement les cellules 3a, 3b du vérin pneumatique de la suspension pneumatique 1.
[0093] Dans ce mode à raideur augmentée, l’amortissement est globalement augmenté, modulé continûment et adapté au contrôle de la roue, de la caisse faisant office de portion du véhicule 7 automobile, du déplacement relatif entre la roue en tant qu’appui au sol 6 et la caisse disponible. Dans le cas du franchissement d’obstacle, l’amortissement remplit le fonctionnement d’une butée hydraulique.
[0094] Comme visible à la figure 5, lors d’un franchissement d’obstacle, il est effectué, de par le passage en mode à raideur augmentée, un rallongement de la course d’attaque du vérin de la suspension pneumatique 1 pour faciliter le franchissement de l’obstacle. Ceci se produit avec l’isolement des capacités Cl et C2 des cellules 3a, 3b tout en augmentant la capacité de Cp à C’p pour la suspension pneumatique 1 par son allongement du vérin pneumatique.
[0095] Au final, en mode à raideur augmentée, la capacité se trouve réduite par rapport au mode à amortissement doux et la suspension est donc plus raide. L’amortissement est aussi augmenté, en étant modulé en fonction de la course de suspension restante selon le principe d’une butée hydraulique.
[0096] A la figure 4, l’amortissement hydraulique est déconnecté ou en fonctionnement doux maximal. L’amortissement de la suspension est réalisé par les restrictions pneumatiques RI et R2 entre le volume Vp de vérin et les volumes additionnels VI, V2 des cellules 3a, 3b.
[0097] La capacité Cp de la suspension pneumatique 1 ou souplesse est maximale. Cette capacité Cp est donnée par la somme des volumes d’air mis en œuvre, c’est-à-dire du volume du vérin Vp additionné des volumes VI, V2 des cellules 3a, 3b pour obtenir le meilleur confort. Le désagrément lié à une telle souplesse sur le mouvement de caisse est ici contrecarré par l’amortissement résultant issu du dimensionnement par commande robuste non entière ou CRONE qui concerne les valeurs des restrictions RI et R2 des cellules 3a, 3b.
[0098] Le dimensionnement issu de l’approche par commande robuste non entière proposé à au moins deux cellules 3a, 3b reliées pneumatiquement au vérin, réalise un certain accord entre restrictions RI, R2 et volumes d’air VI, V2. Il en résulte une certaine robustesse aux variations de masse m2 du véhicule roulant. Ainsi, la suspension reste confortable quelle que soit la charge qu’elle supporte.
[0099] Le volume cible du vérin pneumatique Vp, V’p est obtenu par ajustement de l’assiette, une assiette la plus basse correspondant au volume Vp de vérin garantissant l’isolation vibratoire maximale par le mode amortissement doux. L’assiette la plus haute augmente la course d’attaque pour faciliter le franchissement d’obstacle. En effet, comme montré à la figure 5, une transition entre un mode à raideur augmentée et un mode à amortissement doux implique une adaptation de l’assiette du véhicule roulant.
[0100] Dans le cas où la tenue de route, c’est-à-dire l’adhérence ou la tenue de caisse sous sollicitation du conducteur ou encore lorsque le véhicule aborde un obstacle, comme un ralentisseur dont l’amplitude est importante vis-à-vis de la course d’attaque, en étant par exemple supérieure à la moitié de la course d’attaque du vérin pneumatique de la suspension pneumatique 1, une unité de contrôle commande de la suspension impose le mode à raideur augmentée.
[0101] En se référant toujours plus particulièrement à la figure 5, le mode à raideur augmentée implique une raideur plus importante correspondant à la capacité Cp’ du vérin pneumatique réduite en mode à raideur augmentée par rapport à la capacité Cp de celle du mode d’amortissement doux en étant inférieure à la somme de la capacité Cp du mode amortissement doux additionnée des capacités Cl et C2des cellules 3a, 3b.
[0102] L’isolation des volumes VI et V2 des cellules 3a, 3b par l’électrovanne 4 ne met plus enjeu l’amortissement par le laminage des restrictions RI et R2, associées aux cellules 3a, 3b. C’est maintenant le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 à modulation pilotée qui module l’amortissement et l’adapte en temps réel à la situation de vie.
[0103] Ainsi en mode à raideur augmentée, l’amortissement est commandé différemment, à un niveau globalement relevé lorsque les tenues de la caisse et de roue sont requises. En revanche pour le franchissement d’un obstacle, le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 à modulation pilotée est modulé pour émuler le fonctionnement d’une butée hydraulique.
[0104] Par exemple, pour un obstacle du type bosse, l’attaque du front montant peut se faire avec un amortissement faible. Cet amortissement augmente ensuite très fortement et d’autant plus que la course d’attaque disponible se réduit, à l’image du fonctionnement d’une butée hydraulique.
[0105] Un ensemble d’une suspension automatique 1 et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 à modulation pilotée comprend une unité de contrôle commande électronique comprenant des moyens de commande de l’électrovanne 4 pour un passage en mode à raideur augmentée dans au moins un mode à amortissement doux et inversement.
[0106] L’unité de contrôle commande comprend des moyens d’activation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 en mode à raideur augmentée et des moyens de désactivation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 en mode à amortissement doux. Enfin, l’unité de contrôle commande comprend des moyens de réception de prévisions d’un profil d’une surface de roulage à venir pour le véhicule.
[0107] De préférence, la suspension pneumatique 1 à au moins deux modes comporte des capteurs pour gérer le passage d’un mode de suspension à l’autre. Il est proposé que des informations prédictives sur le profil de roulage à venir proviennent de capteurs d’assistance à la conduite pour le conducteur afin d’utiliser aux mieux ces deux modes de suspension et d’effectuer les transitions entre les deux modes dans les meilleures conditions.
[0108] Ainsi, pour un véhicule comprenant au moins un tel ensemble d’une suspension pneumatique 1 et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 à modulation pilotée, ceci avantageusement à chacun de ses points d’appui au sol 6, le véhicule comprend des moyens de détection du profil de la surface de roulage à venir.
[0109] De manière non limitative, les moyens de détection peuvent être sélectionnés unitairement ou en combinaison parmi les moyens de détection suivants : une caméra ou un radar dirigé vers le profil de la surface de roulage à venir, un système de positionnement global du véhicule par satellite ayant mémorisé le profil de la surface de roulage à venir, un système de reconnaissance et d’apprentissage du profil d’une surface de roulage à venir fréquemment empruntée et un système d’échange de données de profils de roulage avec un autre véhicule roulant en avant du véhicule, soit dans le même sens ou dans le sens inverse en croisant le véhicule ou un serveur externe comprenant des moyens de mémorisation des données d’un profil de roulage à venir pour le véhicule roulant.
[0110] De nombreux capteurs sont regroupés sous la dénomination de capteurs ADAS ou capteurs d’aide à la conduite. Ces capteurs déjà embarqués ou prochainement embarqués sur un bon nombre de véhicules permettent ou permettront à l’avenir une connaissance au préalable du profil routier à venir. Cette reconnaissance proviendra de la fusion de données issues de plusieurs capteurs au sens large. On peut déjà citer les caméras, les radars comme les lidars ou les scanneurs laser.
[0111] En complément ou en remplacement, il peut être utilisé des informations données par des systèmes de positionnement global du véhicule par satellite ayant mémorisé le profil de la surface de roulage à venir et les échanges entre véhicules ou avec une base de données, notamment par Internet.
[0112] Toutes ces informations seront utilisées pour piloter le changement de mode d’amortissement doux en mode amortissement à raideur augmentée dans les meilleures conditions compte tenu de la situation du profil de la surface de roulage, essentiellement la route qui se présente.
[0113] Ainsi, lorsque le conducteur ne sollicite pas les commandes, par son volant ou les pédales de frein, d’embrayage ou d’accélération et que les dénivellations de la chaussée sont très inférieures à la course globale, par exemple inférieures à l/10ème de la course totale, l’unité de contrôle commande privilégie le confort avec une isolation vibratoire maximale en imposant le mode amortissement doux impliquant une assiette abaissée.
[0114] De manière non limitative mais préférentielle, le véhicule est un véhicule automobile avec au moins un ensemble d’une suspension pneumatique 1 et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 à modulation pilotée disposé entre une portion respective d’une caisse du véhicule automobile et chaque roue du véhicule automobile. Dans ce cas, l’unité de contrôle commande dudit au moins un ensemble peut être l’unité électronique de contrôle du véhicule qui centralise toutes les données prédictives.
[0115] L’invention concerne enfin un procédé d’amortissement par au moins une suspension interposée entre une portion d’un véhicule 7 roulant et un appui au sol 6 dudit véhicule dans un tel véhicule roulant. La ou les suspensions pneumatiques 1 alternent entre un mode à raideur augmentée et au moins un mode d’amortissement doux de la suspension selon des prévisions d’un profil de roulage à venir du véhicule. En général, il peut être considéré que le mode doux peut concerner une partie majoritaire du roulage, par exemple plus de 80% du roulage.
[0116] Les figures 6a et 6b, tout en se référant aux autres figures, montrent des courbes d’accélération verticale a2(t) du châssis exprimée en m/s2 et les figures 7a et 7b représentent des courbes de dérivée de l’accélération verticale j2t exprimée en m/s3 du châssis en fonction du temps t exprimé en secondes s en mode d’amortissement doux pour un ensemble d’une suspension pneumatique 1 et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique 2 à modulation pilotée selon la présente invention pour les figures 6a et 7a et en mode selon l’état de la technique pour les figures 6b et 7b.
[0117] Chaque figure montre trois courbes correspondant respectivement à un véhicule roulant à vide m2 vide, à un véhicule moyennement chargé m2 ref et à un véhicule très chargé m2 charge. Pour chacune de ces figures, il est montré un agrandissement de certaines parties des courbes.
[0118] Pour l’élaboration de ces figures 6a et 7a, il a été simulé un confort au passage d’un échelon de route de 1cm de hauteur. On compare, respectivement à la figure 6a et à la figure 7a, l’accélération caisse a2(t) et sa dérivée j2(t) pour un mode doux par commande robuste d’ordre non entier conformément à un mode de réalisation de la présente invention à une accélération caisse a2(t) et sa dérivée j2(t) obtenues avec une suspension pneumatique 1 de l’état de la technique comme il est montré aux figures 6b et 7b. On observe en particulier l’effet des variations de masse suspendue dans les deux cas.
[0119] On remarque que les accélérations et les dérivés des accélérations sont bien moindres pour le mode selon la présente invention aux figures 6a et 7a que pour une suspension selon état de la technique aux figures 6b et 7b, la suspension pneumatique 1 selon la présente invention se révélant plus confortable.
[0120] De même le comportement similaire de la caisse vis-à-vis des variations de charge souligne la robustesse de ce mode doux selon l’invention et contribue au confort.
[0121] Les figures 6a et 6b permettent d’établir une comparaison des accélérations caisse a2(t) au passage de l’échelon route. L’amplitude entre un minimum et un maximum de l’accélération est bien inférieure dans le mode selon la présente invention à la figure 6a par commande robuste d’ordre non entier en particulier pour la contribution négative de l’accélération comparée à l’amplitude de l’accélération obtenue par une suspension de l’état de la technique comme montré à la figure 6b.
[0122] De même, aux figures 7a et 7b qui compare la dérivée j2(t) de l’accélération verticale de la caisse, il peut être vu que l’écart sur cette dérivée J2t de l’accélération entre le mode selon la présente invention comme montré à la figure 7a et le mode de l’état de la technique comme montré à la figure 7b.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Suspension pneumatique (1) comprenant un vérin pneumatique destiné à être interposé entre une portion d’un véhicule (7) roulant et un appui au sol (6) dudit véhicule, le vérin pneumatique présentant un volume interne (Vp, V’p) de vérin de réserve d’air, caractérisée en ce que le volume (Vp, V’p) de vérin est connecté pneumatiquement à au moins deux cellules (3a, 3b) comportant un volume d’air additionnel (VI, V2) respectif avec une restriction (RI, R2) disposée à l’entrée de chacun des volumes additionnels (VI, V2) piqués en parallèle sur une conduite (5) débouchant dans le volume (Vp, V’p) de vérin, une électrovanne (4), positionnée entre le volume (Vp, V’p) de vérin et les volumes additionnels (VI, V2) des cellules (3a, 3b), fermant une circulation d’air dans la conduite (5) dans une première position correspondant à un mode à raideur augmentée de la suspension, et l’ouvrant dans au moins une deuxième position correspondant à un mode d’amortissement doux de la suspension. [Revendication 2] Suspension pneumatique (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le volume (V’p) de vérin en mode à raideur augmentée est supérieur au volume (Vp) de vérin en mode d’amortissement doux de la suspension afin de garantir une plus grande course d’un piston de vérin dans le vérin pneumatique, le volume (V’p) de vérin en mode à raideur augmentée étant inférieure à la somme du volume (Vp) de vérin en mode d’amortissement doux avec les volumes additionnels (VI, V2) des cellules (3a, 3b). [Revendication 3] Suspension pneumatique (1) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans laquelle il est défini une capacité (Cp, C’p, Cl, C2) respective pour le vérin pneumatique ainsi que pour chaque cellule (3a, 3b) étant égale au volume (Vp, V’p) interne de vérin ou au volume additionnel (VI, V2) de la cellule (3a, 3b) divisé par une pression de raideur dans le vérin ou la cellule (3a, 3b), Cl et RI étant respectivement la capacité et la restriction de la cellule (3a) la plus proche du vérin pneumatique et C2 et R2 étant respectivement la capacité et la restriction (R2) de la cellule (3b) la plus en aval du vérin pneumatique, les valeurs d’une surface d’un piston Sv, d’une capacité du vérin pneumatique Cp, des capacités Cl et C2 et des restrictions RI et R2 respectives de chaque cellule (3a, 3b) étant égales à: Sv = 44.104m2
    Cp = 1,13.10 10m5/N Cl = 9,34.10 10 m5/N C2 = 3,82.109m5/N RI = 4,84.107 Ns/m5 R2= 1,75.108 Ns/m5 m étant une unité en mètre, N en newton et s en seconde. [Revendication 4] Suspension pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’électrovanne (4) prend au moins une troisième position d’ouverture partielle de la conduite (5). [Revendication 5] Ensemble d’une suspension pneumatique (1) et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique (2) à modulation pilotée, caractérisée en ce que la suspension pneumatique (1) est selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’ensemble comprenant des moyens de désactivation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique (2) pendant un mode d’amortissement doux de la suspension et des moyens d’activation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique (2) pendant un mode à raideur augmentée, le dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique (2) assurant seul l’amortissement en faisant butée hydraulique tandis que la suspension pneumatique (1) assure une plus grande course d’un piston de vérin dans le vérin pneumatique en mode à raideur augmentée que dans un mode à amortissement doux. [Revendication 6] Ensemble selon la revendication précédente, lequel comprend une unité de contrôle commande comprenant des moyens de commande de l’électrovanne (4) pour un passage en mode à raideur augmentée dans au moins un mode à amortissement doux et inversement, des moyens d’activation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique (2) en mode à raideur augmentée et des moyens de désactivation du dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique (2) en mode à amortissement doux, l’unité de contrôle commande comprenant des moyens de réception de prévisions d’un profil d’une surface de roulage à venir pour le véhicule. [Revendication 7] Véhicule roulant, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un ensemble d’une suspension pneumatique (1) et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique (2) à modulation pilotée selon la revendication précédente, le véhicule comprenant des moyens de détection du profil de la surface de roulage à venir, les moyens de détection étant sélectionnés unitairement ou en combinaison parmi les moyens de
    détection suivants : une caméra ou un radar dirigé vers le profil de la surface de roulage à venir, un système de positionnement global du véhicule par satellite ayant mémorisé le profil de la surface de roulage à venir, un système de reconnaissance et d’apprentissage du profil d’une surface de roulage à venir fréquemment empruntée et un système d’échange de données de profils de roulage avec un autre véhicule roulant en avant du véhicule ou un serveur externe comprenant des moyens de mémorisation des données d’un profil de roulage à venir. [Revendication 8] Véhicule selon la revendication précédente, lequel est un véhicule automobile avec au moins un ensemble d’une suspension pneumatique (1) et d’un dispositif auxiliaire d’amortissement hydraulique (2) à modulation pilotée disposé entre une portion respective d’une caisse du véhicule automobile et une roue du véhicule automobile. [Revendication 9] Véhicule selon la revendication précédente, dans lequel l’unité de contrôle commande dudit au moins un ensemble est une unité électronique de contrôle du véhicule. [Revendication 10] Procédé d’amortissement par au moins une suspension interposée entre une portion d’un véhicule (7) roulant et un appui au sol (6) dudit véhicule dans un véhicule roulant selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une suspension pneumatique (1) alterne entre un mode à raideur augmentée et au moins un mode d’amortissement doux de la suspension selon des prévisions d’un profil de roulage à venir du véhicule.
    1/4
FR1873829A 2018-12-21 2018-12-21 Suspension pneumatique a deux modes de fonctionnement avec cellules d’air en parallele Active FR3090500B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1873829A FR3090500B1 (fr) 2018-12-21 2018-12-21 Suspension pneumatique a deux modes de fonctionnement avec cellules d’air en parallele

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1873829A FR3090500B1 (fr) 2018-12-21 2018-12-21 Suspension pneumatique a deux modes de fonctionnement avec cellules d’air en parallele

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3090500A1 true FR3090500A1 (fr) 2020-06-26
FR3090500B1 FR3090500B1 (fr) 2021-06-11

Family

ID=66641093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1873829A Active FR3090500B1 (fr) 2018-12-21 2018-12-21 Suspension pneumatique a deux modes de fonctionnement avec cellules d’air en parallele

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3090500B1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022038231A1 (fr) * 2020-08-21 2022-02-24 Jaguar Land Rover Limited Système de commande de suspension de véhicule
DE102021212192A1 (de) 2021-10-28 2023-05-04 Zf Friedrichshafen Ag Luftfederspeichersystem für ein Fahrzeug mit einem Luftfeder-Fahrwerk

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0166702A2 (fr) * 1984-06-27 1986-01-02 FIAT AUTO S.p.A. Ressort pneumatique à rigidité variable, en particulier pour suspensions de véhicule à moteur
DE10007357A1 (de) * 2000-02-18 2001-08-23 Volkswagen Ag Fahrwerksregelvorrichtung und Verfahren zum Regeln eines Fahrwerks eines Kfz
US20030067103A1 (en) * 2001-10-04 2003-04-10 Easter Mark R. Dual rate air spring
DE10236621A1 (de) * 2002-08-09 2004-03-04 Daimlerchrysler Ag Luftfedersystem eines McPherson-Federbeins
DE10336342A1 (de) * 2003-08-08 2005-02-17 Bayerische Motoren Werke Ag Luftfedersystem für ein Fahrzeug-Fahrwerk
EP2032377B1 (fr) 2006-06-12 2010-05-05 Continental Aktiengesellschaft Procédé de réglage d'une installation de régulation de niveau
DE102013212978A1 (de) * 2012-10-18 2014-04-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg Luftfedermodul
DE102014208318A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Dämpfer eines Kraftfahrzeugs
FR3049226A1 (fr) * 2016-03-25 2017-09-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de suspension hydraulique d'un vehicule

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0166702A2 (fr) * 1984-06-27 1986-01-02 FIAT AUTO S.p.A. Ressort pneumatique à rigidité variable, en particulier pour suspensions de véhicule à moteur
DE10007357A1 (de) * 2000-02-18 2001-08-23 Volkswagen Ag Fahrwerksregelvorrichtung und Verfahren zum Regeln eines Fahrwerks eines Kfz
US20030067103A1 (en) * 2001-10-04 2003-04-10 Easter Mark R. Dual rate air spring
DE10236621A1 (de) * 2002-08-09 2004-03-04 Daimlerchrysler Ag Luftfedersystem eines McPherson-Federbeins
DE10336342A1 (de) * 2003-08-08 2005-02-17 Bayerische Motoren Werke Ag Luftfedersystem für ein Fahrzeug-Fahrwerk
EP2032377B1 (fr) 2006-06-12 2010-05-05 Continental Aktiengesellschaft Procédé de réglage d'une installation de régulation de niveau
DE102013212978A1 (de) * 2012-10-18 2014-04-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg Luftfedermodul
DE102014208318A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Dämpfer eines Kraftfahrzeugs
FR3049226A1 (fr) * 2016-03-25 2017-09-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de suspension hydraulique d'un vehicule

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022038231A1 (fr) * 2020-08-21 2022-02-24 Jaguar Land Rover Limited Système de commande de suspension de véhicule
DE102021212192A1 (de) 2021-10-28 2023-05-04 Zf Friedrichshafen Ag Luftfederspeichersystem für ein Fahrzeug mit einem Luftfeder-Fahrwerk

Also Published As

Publication number Publication date
FR3090500B1 (fr) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1926616B1 (fr) Dispositif de commande de suspension, vehicule muni de celui-ci, procede d'obtention et programme
EP1197362B1 (fr) Dispositif de suspension comportant un vérin électrique et un ressort en parallèle
EP1926615A1 (fr) Dispositif de commande de suspension, vehicule muni de celui-ci, procede d'obtention et programme
EP3541644B1 (fr) Dispositif de suspension à inertie fluidique variable, pour un train de véhicule
FR2674304A1 (fr) Procede et appareil permettant d'influencer de maniere operationnelle un dispositif de support d'amortissement dispose entre un chassis et une caisse d'un vehicule a moteur.
FR3033756B1 (fr) Systeme et procede utilisant une detection de charge pour le comportement d'un vehicule
FR3090500A1 (fr) Suspension pneumatique a deux modes de fonctionnement avec cellules d’air en parallele
EP1926613A1 (fr) Dispositif de commande de suspension, vehicule muni de celui-ci, procede d'obtention et programme
FR2977833A1 (fr) Procede de suspension et ensemble amortisseur destine a un vehicule automobile
FR3049257A1 (fr) Procede de gestion de direction assistee avec reconstruction indirecte de l'information de couple volant
EP1926614B1 (fr) Dispositif de commande de suspension, vehicule muni de celui-ci, procede d'obtention et programme
FR3090499A1 (fr) Suspension pneumatique a deux modes de fonctionnement avec cellules d’air en cascade
FR3090544A1 (fr) Dispositif et procédé de contrôle de trajectoire d’un véhicule automobile
EP2487057A1 (fr) Procédé de pilotage simplifié d'amortisseurs
FR3084291A1 (fr) Dispositif d'amortissement d'un vehicule et procede associe
FR3057222A1 (fr) Procede et dispositif autonomes de determination d'une assiette d'un vehicule automobile.
FR3104106A1 (fr) Module d’apprentissage, dispositif de contrôle en temps réel de trajectoire et procédé associés
FR3089923A1 (fr) Système d’entraînement pour un véhicule destiné à se déplacer sur un terrain en pente et en dévers, procédé et véhicule équipé
WO2019102091A1 (fr) Suspension active avec fonction d'anticipation d'obstacle sur la route
WO1996030224A1 (fr) Dispositif de commande d'une suspension telle qu'une suspension hydropneumatique de vehicule automobile
FR2687201A1 (fr) Procede de commande d'un amortisseur et son utilisation dans un dispositif de suspension pour vehicule automobile.
FR3015371A1 (fr) Suspension hydropneumatique pour vehicule automobile comportant un verin a double effet relie a deux accumulateurs de pression
FR2899844A1 (fr) Procede de commande de suspension pour vehicule automobile minimisant la sensibilite a l'aquaplanning et systeme integrant le procede de commande
FR3108878A1 (fr) Dispositif d’aide à la manœuvre d’évitement d’une cible destiné à être incorporé dans un véhicule automobile
EP1844962B1 (fr) Procédé de commande de suspension pour véhicule automobile et système intégrant le procédé de commande

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20200626

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

CD Change of name or company name

Owner name: STELLANTIS AUTO SAS, FR

Effective date: 20240423