Brevet FR2520077A1 — publié le 19830722

Il a été proposé, par exemple dans le brevet U S. Ne 4 030 580, de commander électriquement l'effet d'amor- tissement exercé sur les supports des roues dans un véhicu- le routier pour obtenir les caractéristiques de déplace- ment vertical et/ou d'accélération désirées de la carros- serie du véhicule relativement au sol Ce brevet décrit un dispositif amortisseur hydraulique dans lequel l'écoule- ment du fluide entre les faces opposées d'un piston amor- tisseur est régulé par une servo-valve électrohydraulique et dans lequel la pression d'actionnement pour la servo- valve est obtenue à partir du déplacement du fluide d'amor- tissement, de sorte qu'aucune source extérieure de pression hydraulique n'est nécessaire. Un inconvénient de ce dispositif connu réside dans le fait que la position de la servo-valve est uniquement fonction du courant électrique de commande et que cette valve ne réagit pas directement aux pressions exercées sur le piston amortisseur Il est nécessaire que la force ap- pliquée à ce dernier soit proportionnelle au courant de commande Dans les agencements connus, ce résultat ne peut être obtenu qu'en faisant réagir le courant de commande à la force d'amortissement détectée, donc en introduisant u- ne boucle de commande supplémentaire Dans l'agencement selon la présente invention, là servo-valve réagit direc- tement à la pression d'amortissement, ainsi qu'au courant de commande, ce qui permet de se passer de la boucle de commande supplémentaire précitée. L'invention a pour objet de réaliser un disposi- tif d'amortissement pour une suspension de véhicule, dis- positif qui présente les avantages ci-dessus exposés. A cet effet, l'invention consiste en un agence- ment de valves de régulation des pressions exercées sur les faces opposées d'un piston amortisseur dans une suspen- sion de véhicule, en réponse à un signal d'entrée électri- que, qui est caractérisé en ce qu'il comprend deux disposi- ti Ss de valve sensiblement identiques munis d'éléments de commande accouplés de façon à se déplacer ensemble à la même vitesse pour que les sections d'écoulement effecti- ves de ces dispositifs soient sensiblement égales dans toutes les positions de fonctionnement de ceux-ci, lesdits éléments de commande réagissant à un signal de pression d' asservissement, ainsi qu'une autre valve, qui réagit à la pression entre les dispositifs de valve et à un signal d' entrée électrique pour réguler le signal de pression d'as- servissement. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de cet agencement: Fig 1 est un schéma d'une suspension de véhicule et du dispositif amortisseur associé; Fig 2 est un schéma d'une variante de réalisation de la suspension de fig 1. Comme le montre la figure 1, un support 10 pour une roue Il d'un véhicule est articulé sur une partie fixe de la carrosserie et il est accouplé à un piston 12 coulis- sant dans un cylindre 13 Cet ensemble piston-cylindre 12, 13 a pour fonction d'amortir les mouvements du support 10 et de la roue Il relativement à la carrosserie et les cham- bres 14, 15 formées dans le cylindre 13, une de chaque cô- té du piston 12 sont reliées l'une à l'autre par un passa- ge 16, l'agencement de valves selon l'invention 17 et un autre passage 18. L'agencement de valves 17 comporte un tiroir 20 muni de deux tables identiques 21, 22, qui coopèrent avec des orifices respectifs 23, 24 pour former deux dispositifs de valve identiques, l'ensemble étant agencé de façon que dans toutes les positions du tiroir 20, les sections d'é- coulement effectives des orifices 23, 24 soient égales Les dispositifs de valve 21, 23 et 22, 24 sont reliés l'un à l'autre par un passage 25 Les extrémités 26, 27 du tiroir 20 ont des sections respectives a et A qui ont entre elles une relation de surface telle que A = 2 a Une pression in- termédiaire Pl dans le passage 25 agit donc sur une surfa- ce effective a sur la table 22. Une autre valve, ou valve pilote 28, comporte un tiroir 29 qui est soumis à la pression Pl régnant dans le passage 25 à travers un étrangleur 31, une augmentation de cette pression Pl repoussant le tiroir 29 de façon qu' il mette en communication la chambre 32 sur le côté de I' extrémité 27 du tiroir 20 avec une conduite de basse pres- sion X 2 et diminuer ainsi une pression d'asservissement Ps qui agit sur ladite extrémité 27 du tiroir 20 Le tiroir 29 de la valve pilote est repoussé contre la force de la pression Pl par un levier 34, sur lequel agit un moteur à couple constant 35 L'ensemble est agencé de façon qu'en état d'équilibre, lorsque la force exercée par le couple T du moteur 35 sur le tiroir 29 est contrebalancée par celle appliquée par la pression Pi, la chambre 32 est isolée à la fois de la pression Pl et de la pression dans la condui- te de retour 33 Des clapets de non, retour 36, 37 sont a- gencés de façon que la conduite 33 soit en communication avec celui des passages 16, 18 qui se trouve à la pression la plus basse Un réservoir 38 communique avec la conduit. J 3 et maintient le système plein de fluide Des ressorts 9, 40 maintiennent le tiroir 20 en position d'équilibre en l'absence de pressions hydrauliques sur celui-ci. Lorsque la roue 11 se déplace vers le bas de la figure 1, la pression d'amortissement la plus élevée PD règne dans la chambre 15 et dans le passage 18, et une pression plus faible PL règne dans la chambre 14 et dans le passage 16 Etant donné que la section d'écoulement ef- fective dans la valve 21, 23 est égale à celle dans la valve 22, 24, on a pression Pl (PD+PL)/2 ( 1) et, pour l'équilibre de la valve pilote 28: k T = Pi-PL ( 2) o k est un facteur qui dépend de la géométrie de la valve et T est le couple exercé par le moteur 35 et il est pro- portionnel à la grandeur de l'intensité du courant que re- çoit ce dernier Etant donné que la pression PL est tou- jours très basse, étant égale à la pression statique du liquide dans le réservoir 3-8, on peut tirer des équations ( 1) et ( 2): k Te Pl A PD/2 ( 3) ce qui revient à dire que pour les applications pratiques la pression d'amortissement PD est proportionnelle au cou- ple T du moteur 35 et donc à l'intensité du courant qu'il reçoit. Avec un couple T constant fourni par le moteur 35, une augmentation de la pression d'amortissement PD provoque une augmentation de la pression intermédiaire Pl qui s'e- xerce sur la surface a de la table 22 et qui déplace le ti- roir 29 vers la droite, ce qui, en provoquant une diminu- tion de la pression Ps, permet au tiroir 20 de se déplacer aussi vers la droite La quantité de liquide qui s'écoule de la chambre 15 vers la chambre 14 augmente ju squ'à ce qu'il n'y ait plus aucune différence de pression entre ces deux chambres La pression intermédiaire Pl diminue aussi jusqu'à une valeur qui est en accord avec le couple T du moteur 25 Dans cet état, le tiroir 29 retourne à sa posi- tion d'équilibre et la pression PD est de nouveau propor- tionnelle au couple T. On comprendra que, puisque la pression intermé- diaire est, comme le montre l'équation ( 1), indépendante du sens d'écoulement du liquide à travers les dispositifs à valve 21, 23 et 22, 24, la pression d'amortissement PD sera approximativement proportionnelle au couple T, que la pression PD s'établisse dans la chambre 14 ou dans la chambre 15 du cylindre 13. On comprendra aussi qu'on peut facilement, à 1 ' aide du moteur à couple-constant 35, faire varier la pres- sion d'amortissement pour l'un ou l'autre sens du mouve- ment de la roue 11. La suspension représentée à la figure 2 est, dans son ensemble, similaire à celle qui vient d'être décrite en référence à la figure 1, mais sa valve pilote est munie à la place d'un tiroir d'un obturateur en forme de clapet. Un support 110 pour une roue 111 d'un véhicule est articulé sur une partie fixe de la carrosserie et ac- couplé à un piston 112 coulissant dans un cylindre 113 L ensemble piston-cylindre 112, 113 a pour fonction d'amor- tir les mouvements de la roue 111 et de son support 110 relativement à la carrosserie et, à cet effet, deux cham- bres 114, 115 formées dans le cylindre 113, une de chaque côté du piston 112, communiquent entre elles par l'inter- médiaire d'un passage 116, d'un agencement de valves 117 et d'un autre passage 118. L'agencement de valves 117 comporte un tiroir 120 muni de deux tables identiques 121, 122, qui coopèrent a- vec des orifices respectifs 123, 124 pour former deux dis- positifs de valve identiques, l'ensemble étant agencé de façon que dans toutes les positions du tiroir 120 les sec- tions d'écoulement effectives des orifices 123, 124 soient égales Les dispositifs de valve 121, 123 et 122, 124 sont reliés l'un à l'autre par un passage 125 Une extrémité 126 du tiroir 120 a une section a, tandis que l'autre ex- trémité 127 a une section A et la relation entre ces sec- tions est telle que A = 2 a Une pression intermédiaire Pl dans le passage 125 agit ainsi sur une surface effective a sur chacune des tables 121, 122. Le passage 125 communique avec une valve pilote 1 à travers un étrangleur 131 L'extrémité 127 du tiroir est soumise à une pression d'asservissement Ps entre la valve 130 et l'étrangleur 131 La valve pilote 130 pos- sède, un obturateur de type levier 132 et un moteur à cou- ple constant 134, l'obturateur 132 étant repoussé par ce moteur contre la force exercée sur lui par la pression Ps, lorsqu'on augmente le couple qu'il fournit Le côté aval de la valve pilote 130 communique par un passage D-5 avec une chambre 136 située à l'extrémité 126 du tiroir 120. Une valve sélectrice 137 fait en sorte que la pression PL dans le passage 135 corresponde à la plus basse des pres- sions respectives des passages 116 et 118 Deux ressorts peu puissants 138, 139 maintiennent le tiroir 120 en posi- tion d'équilibre lorsqu'aucune pression hydraulique n'agit sur lui Un réservoir 140 maintient le système plein de fluide. Si la roue 111 se déplace vers le bas de la figu- re 2, la pression d'amortissement PD, la plus élevée, rè- gne dans le passage 118, tandis que la pression la plus basse PL règne dans le passage 116 Comme dans la forme d' exécution précédente, les sections d'écoulement effectives dans les dispositifs de valve 121, 123 et 122, 124 sont é- gales et la pression intermédiaire Pl = (PD+PL)/2 ( 4) En position d'équilibre du tiroir 120, les forces qui agissent sur lui par suite de la pression hydraulique sont données par l'équation a Pl + a PL = A Ps ( 5) En position d'équilibre de l'obturateur 132, le couple T fourni par le moteur 134 est donné par l'équation k T = Ps-PL ( 6) o k est un facteur qui dépend de la géométrie de la valve pilote 130. Etant donné que PL est une pression très basse, correspondant à la pression statique du liquide dans le ré- servoir 140, on peut tirer de ( 4), Pl PD/2 et de ( 6) k T m Ps ét, en remplaçant Pl et k T par ces valeurs dans l'équation ( 5), a PD/2 r ak T, soit en simplifiant PD t 4 k T. La pression d'amortissement PD est donc, ici aus- si, approximativement proportionnelle au couple T appliqué par le moteur 134. On comprendra que, puisque la pression intermé- diaire Pl est, comme l'indique l'équation ( 4), indépendan- te du sens de l'écoulement du fluide à travers les dispo- sitifs de valve 121, 123 et 122, 124, la pression d'amorr tissement PD est approximativement proportionnelle au cou- ple T, que la pression PD règne dans la chambre 114 ou 115 du cylindre 113. Lorsque la roue 111 se déplace vers le bas, la pression d'amortissement PD s'établit dans la chambre 115 et dans le passage 118 Le couple T fourni par le moteur 134 étant constant, une augmentation de la pression PD provoque une augmentation de la pression intermédiaire Pl qui s'exerce sur la section a de la table 122 du tiroir et une augmentation de la pression d'asservissement Ps exercée sur la section A, à l'extrémité 127 de ce dernier. Etant donné que la pression Ps est considérablement infé- rieure à la pression Pi, il ne se produit au début aucun déplacement notable-du tiroir 120 Par contre, cette aug- -mentation de la pression d'asservissement Ps déplace l'ob- turateur 132 dans le sens d'une augmentation du débit à travers la valve pilote 130, ce qui provoque une diminu- tion de cette même pression Ps et permet au tiroir de se déplacer vers la droite de la figure, provoquant ainsi une augmentation du débit de fluide de la chambre 115 vers la chambre 114 jusqu'à ce que la différence de pression entre ces deux chambres tombe à une valeur compatible avec le couple T du moteur 134. Dans cet état-du système, l'élément 132 retourne à sa position initiale et le dispositif est de nouveau en équilibre. REVENDICATIONS - 1. Agencement de valves pour réguler les pres- sions exercées sur les faces opposées d'un piston amortis- seur dans une suspension de véhicule, en réponse à un si- gnal d'entrée électrique, caractérisé en ce qu'il com- prend deux dispositifs de valve ( 21,23 et 22,24) sensible- ment identiques, munis d'éléments de commande du débit ( 21,22) accouplés de façon à se déplacer ensemble à la mê- me vitesse pour que les sections d'écoulement effectives de ces dispositifs ( 21,23 et 22,24) soient sensiblement é- gales dans toutes les positions de fonctionnement de ceux- ci, les dits éléments de commande du débit ( 21,22) réagis- sant à un signal de pression d'asservissement (Ps), ainsi qu'une autre valve ( 28), qui réagit à une pression de flui- de (Pil entre les dispositifs de valve ( 21,23 et 22,24) pour réguler le signal de pression d'asservissement (Ps). 2. Agencement selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte des passages ( 16,18) pour relier les dispositifs de valve ( 21,23 et 22,24) l'un à l'autre en série entre des chambres ( 14,15) situées de part et d' autre du piston amortisseur ( 12), et des dispositifs ( 36, 37) pour ramener le fluide depuis ladite autre valve ( 281 jusqu'à celui des passages ( 16,18) o règne la pression la plus basse. 3 Agencement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les dispositifs de valve ( 21,23 et 22,24) comprennent des tables respectives ( 21,22) sur un tiroir commun ( 20), une extrémité de ce ti- roir ( 201 étant soumise à la pression d'asservissement (Ps), tandis que l'autre extrémité est soumise à la pres- sion (Pi) qui règne entre les dispositifs de valve. 4. Agencement selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la pression d'asservissement (Ps) est tirée par ladite autre valve ( 28) de la pression (Pi) qui règne entre les dispositifs de valve. 5. Agencement selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que ladite autre valve ( 281 comprend un élément de commande du débit ( 29; 132), qui réagit à une pression d'actionnement tirée de l a pression (Pi) qui règne entre les dispositifs de valve et à un moteur à couple constant ( 35; 134), lequel exerce sur lui une poussée antagoniste de celle de la pression d'ac- tionnement. 6. Agencement selon la revendication 5, caracté- risé en ce que l'élément de commande du débit ( 29) de ladi- te autre valve ( 28) comprend un tiroir sur les extrémités duquel agissent respectivement la pression d'actionnement et le moteur à couple constant ( 35). 7. Agencement selon la revendication 5, caracté- risé en ce que l'élément de commande du débit ( 132) de la- dite autre valve ( 130) comprend un levier sollicité dans des sens opposés par la pression d'asservissement (Ps) et par le moteur à couple constant ( 134), respectivement.