Brevet FR2560325A1 — publié le 19850830

L'invention concerne un système d'amortissement d'oscillations pour véhicules, comprenant au moins un organe d'amor- tissement entre une roue et la carrosserie du véhicule, qui présente une chambre de travail destinée à recevoir du fluide d'amortissement et qu'un piston partage en deux parties de chambre qui sont reliées l'une à l'autre à travers au moins une soupape d'amortissement. On connaît des amortisseurs hydrauliques téles- copiques (voir par exemple les brevets allemands DE-PS 26 55 705, DE-PS 27 44 301) o une chambre de travail est partagée par un piston d'amortissement en deux parties de chambre et o ce piston porte les soupapes - de type mécanique - nécessaires pour produire l'effort d'amortissement. Un tel amortisseur classique a l'incon- vénient que sa caractéristique d'amortissement, adaptée au type de véhicule, est invariable et doit par conséquent réaliser un compromis pour différentes conditions de marche. Un tel amortisse- ment des oscillations d'un véhicule par amortisseurs télescopiques est fortement limité dans ses propriétés pendant le service, ce qui est encore aggravé par le fait que le système d'amortissement est influencé par les différents états de charge du véhicule. On connaît aussi un procédé pour l'amortissement actif des oscillations (voir par exemple la demande de brevet allemand DE-OS 27 38 455) o l'effort d'amortissement peut être adapté. Cette solution a toutefois l'inconvénient que les pertes d'amortissement doivent être compensées par une pompe externe. Un tel système avec amenée d'énergie de l'extérieur exige un système hydraulique supplémentaire à source d'alimentation extérieure, de sorte qu'il devient très coûteux. De nombreux types de véhicules ne possèdent pas un tel système hydraulique supplémentaire et certains n'en permettent m8me pas l'installation. De plus, en cas de panne de cette pompe externe, la sécurité de marche n'est plus assurée puisque tout le système d'amortissement est alors défaillant. Partant de cet état de la technique, l'invention vise à doter un système d'amortissement pour véhicule d'une adapta- tion de l'amortissement qui soit variable, a comsmande électronique intelligente et permette, sans apport d'énergie extérieure, d'optimiser le confort, la sécurité et la tenue de route pendant la marche du véhicule. A cet effet, selon l'invention, un système d'amortissement comme défini au début est caractérisé en ce que l'une au moins des soupapes d'amortissement est réalisée comme une vanne commandée par un dispositif électronique adapté. Cette solution a l'avantage que la vanne d'amor- tissement peut être adaptée par voie électronique a l'état de la route et du véhicule. Les soupapes mécaniques qui restent et qui servent & l'amortissement de base, assurent la sécurité de marche dans le cas d'une défaillance éventuelle du dispositif électronique. Un autre avantage est qu'une telle régulation permet en même temps de compenser l'usure et les tolérances de fabrication, de même que les variations en fonction de la température du système d'amortis- sement. Selon une autre caractéristique essentielle, le dispositif électronique est attaqué par au moins un capteur qui détecte les amplitudes de mouvement entre la roue et la carrosserie du véhicule. Il est possible de prévoir une adaptation supplémen- taire de la vanne, et par suite de l'ensemble du système d'amortis- sement, en utilisant un capteur supplémentaire pour détecter un ou plusieurs autres paramètres. Il peut s'agir de l'état de charge du véhicule, de son état de marche, de sa vitesse ou encore de la température dans le système par exemple. On peut également obtenir une réalisation sans problèmes du système d'amortissement grâce au fait que les valeurs relevées sur l'essieu avant peuvent être utilisées comme signaux pour l'essieu arrière. La prévision de plusieurs capteurs permet en outre de créer un système d'asservissement a plusieurs variables. Une autre caractéristique de l'invention prévoit que la vanne est disposée à l'extérieur de la chambre de travail de l'organe d'amortissement. On peut alors utiliser une construc- tion modulaire, permettant le cas échéant l'application ultérieure de la solution selon l'invention a un système d'amortissement existant si la construction de base de celui-ci le permet. Lorsque le principe d'une telle construction est appliqué dès le départ, on peut en outre obtenir un montage simple de l'ensemble du sys- tème d'amortissement. Selon un autre mode de réalisation proféré, la vanne coopère avec des soupapes d'étranglement installées dans la chambre de travail et/ou dans le fond de l'organe d'amortissement. Un système d'amortissement classique peut ainsi être rendu variable par l'addition de la vanne à commande électronique. Un autre mode de réalisation prévoit la dispo- sition de la vanne dans le piston ou à proximité de celui-ci. La vanne est également conformée dans ce cas de manière que sa section d'écoulement ou section d'amortissement puisse être variée.électro- niquement. Le capteur peut détecter le déplacement du piston et être installé à l'intérieur du cylindre de travail, ce qui donne un système compact. La géométrie des organes d'amortis- sement peut dans ce cas être exploitée de façon avantageuse en utilisant un condensateur tubulaire comme capteur de déplacement du piston fournissant les signaux de mesure nécessaires. Un tel capteur peut âtre installé dans la tige de piston creuse du piston d'amortissement. Selon un perfectionnement de l'invention, pour obtenir un système d'asservissement à plusieurs variables, on prévoit au moins un capteur pour détecter une grandeur telle que l'effort d'amortissement, le déplacement du piston, sa vitesse, son accé1ératî, la fréquence des oscillations, la température et ainsi de suite. ainsi que pour délivrer des signaux de mesure utilisés par le dis- positif électronique pour agir sur la vanne de la manière désirée. Il s'est avéré particulièrement avantageux d'utiliser une vanne réglable à action proportionnelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation préférés mais nullement limi- tatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'un organe d'amortissement comportant une électrovanne à commande électronique; - la figure 2 est une coupe analogue d'un amor- tisseur bitube dont le principe correspond a l'organe d'amortissement 2560'325 représenté sur la figure 1, sauf que le fluide d'amortissement circule dans un sens seulement; - la figure 3 est une coupe analogue d'un amor- tisseur bitube dont le principe correspond à celui de figure 2 et qui comporte un capteur intégré dans la tige de piston creuse; et - la firure 4 est une coupe analogue d'un amor- tisseur bitube dont le principe correspond également à celui de figure 2, mais o l'électrovanne est installée sur le c8té. La figure 1 montre schématiquement un organe d'amortissement qui se compose essentiellement d'un corps 1, attaché par un dispositif de fixation 2 à un organe de guidage non repré- senté d'une roue de véhicule, et d'une tige de piston 3 qui est attachée par un dispositif de fixation 4 à la carrosserie du véhi- cule. Le piston d'amortissement 8, solidaire de la tige de piston 3, partage l'intérieur du cylindre de travail 5 en une chambre de travail supérieure 6 et une chambre de travail inférieure 7. Le piston 8 est équipé d'une soupape d'amor- tissement de compression 9 et d'une soupape d'amortissement de traction ou de détente 10. Dans le fond 11 du cylindre de travail sont incorporées une soupape d'amortissement de compression supplé- mentaire 12 et une soupape antiretour 13. Le volume refoulé par la tige de piston 3 pénètre à travers des orifices 14 dans une chambre de compensation 15. L'espace annulaire 16 situé à l'extérieur de la chambre de compensation 15 communique à travers des canaux 17 et 18 avec la chambre de travail supérieure 6 et la chambre de compensation 15, cette dernière communiquant à travers les ori- fices 14 et la soupape antiretour 13 avec la chambre de travail inférieure 7. Sur la communication entre l'espace annulaire 16 et la chambre inférieure 7 peut agir, dans le canal 17, par un prolongement 20 de son armature, une électrovanne d'amortissement 19 à commande électronique. Celle-ci se compose d'une armature mobile 21 avec le prolongement 20, d'une bobine 22, d'un ressort 31 et de connexions 23. Suivant l'excitation électrique de sa bobine, cette électrovanne ferme plus ou moins le canal 17 par le prolongement 20 de son armature, permettant ainsi une circulation de liquide d'amortissement variable. L'êlectrovanne 19 est montée dans un logement 24 et peut baigner dans le fluide d'amortissement. LV'lectrovanne d'amortissement 19 est commandée par le dispositif électronique (non représenté) à travers les con- lnexions 23 et en fonction des paramètres relevé,s ce qui permet d'obtenir une caract4ristique d'amortissement déterminée, suivant la position qu'occupe le prolongement 20 de l'armature dans le canal 17, donc suivant la section d'écoulement qui subsiste dans ce canal. La partie supérieure 27 de la chambre de com- pensetion 15 peut être remplie d'un fluide gazeux, lequel peut Zre sous pression ou non, auivant les besoins et les fonctions s assurer par l'organe d'amortissement. La figure 2 montre uu exemple de réalisation dont le principe co respond P. celui de figure 1, maia dont le piston 8 porte sculemet uu'e soupapse stiretour 25 et dont le fond Il est dgalement pouryu seulement d'une soupape antiretour 26, de norte que le fude aortisament ne peut circuler que dans un s:ns. Plus pri t. ?e fluide circule de la chambre de travail supérieure $ 5 trave$s le canal 18 et 'espace annulaire 16, le canal 17. devant l'lectrovanne d'amortissement 19, puis dans la chambre de travail infUrienra 7. La cireulation du fluide dans nez organe d=amortissememn Cat importante car la régulation propre- ment dite le P'amortissement s'effectue dans ce cas exclusivement par la variation de la section d'écoulement au moyen de l'électrovanne 19. La chambre d'égalisation 15 peut &tre remplie dans sa partie supé- rieure 27 avec un fluide gazeux, pouvant &tre sous pression ou non, suivant les besoins et les fonctions à sccomplir. La figure 3 montre un exemple de réalisation dont le principe correspond à celui de figure 2, à ceci près que la tige de piston 3 possède un volume intérieur 28 dans lequel est logé un capteur 29. Par les connexions 30, ce capteur applique les paramètres mesurés par lui au dispositif électronique, com- mandant à son tour l'électrovanne d'amortissement 19 par les con- nexions 23. Le capteur 29 peut ftre réalisé à la façon d'un conden- sateur tubulaire dont les parties tubulaires forment un demi-pont capacitif. 2S60325 La figure 4 montre également un exemple de réalisation dont le principe correspond à celui de la figure 2, sauf que l'électrovanne d'amortissement 19 est installée à c8té de l'axe longitudinal de l'organe et que ce dernier ne comporte pas d'espace tubulaire 16 autour de la chambre de compensation 15. Le canal 17, sur lequel agit l'dlectrovanne 19, établit dans ce cas une communication entre la chambre de travail supérieure 6 et la chambre de compensation 15. Cette dernière communique en bas par les orifices 14 et la soupape antiretour 26 avec la chambre de travail inférieure 7. La constitution de l'électrovanne d'amor- tissement 19 elle-mâme correspond à celle des exemples précédents. Liste des références 1 - Corps 2 - Dispositif de fixation 3 - Tige de piston 4 - Dispositif de fixation - Cylindre de travail 6 - Chambre de travail supdrieure 7 - Chambre de travail inférieure 8 - Piston d'amortissement 9 - Soupape d'amortissement de compression - Soupape d'amortissement de traction ou de détente 11- Fond 12 - Soupape d'amortissement de compression 13 - Soupape antiretour 14 - Perçages Chambre de compensation 16 - Espace annulaire 17 - Canaux 18 - Canaux 19 Soupape d'amortissement - Prolongement d'armature 21 - Armature 22 Bobine 23 - Connexions 24 - Logement d'amature - Soupape antiretour 26 Soupape antiretour 27 - Partie supérieure de la chambre de compensation 28 - Intérieur creux 29 - Capteur - Connexions 31 - Ressort REVENDICATIONS 1. Système d'amortissement d'oscillations pour véhicules, comprenant au moins un organe d'amortissement entre une roue et la carrosserie du véhicule, qui présente une chambre de travail destinée à recevoir du fluide d'amortissement et qu'un piston partage en deux parties de chambre sui sont reliées l'une à l'autre à travers au moins une soupape d'amortissement, caracté- risé en ce que l'une au moins des soupapes d'amortissement est réalisée comme une vanne (19) commandée par un dispositif électro- nique adapté. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif électronique est attaqué par au moins un capteur détectant les amplitudes de mouvement entre la roue et la carrosserie du véhicule. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que la vanne (19) est disposée à l'extérieur du cylindre de travail (5) de l'organe d'amortissement. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vanne (19) coopère avec des soupapes d'étranglement (9, 10) installées dans la chambre de travail et avec des soupapes (12,13) installées dans le fond du cylindre de travail. 5. Système selon la revendication I ou 2, carac- térisé en ce que la vanne (19) est disposée dans le piston (8) ou à proximité de celui-ci. 6. Système selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, en tant que capteur, un capteur (29) détectant le déplacement du piston (8) et installé à l'intérieur du cylindre de travail (5). 7. Système selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur pour détecter une grandeur telle que l'effort d'amortisse- ment, le déplacement du piston (8), sa vitesse, son accélération, la fréquence des oscillations entre la roue et la carrosserie, la température et ainsi de suite, ainsi que pour délivrer des signaux de mesure utilisés par le dispositif électronique pour agir sur la vanne d'amortissement (19). 8. Système selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que la vanne (19) est une vanne réglable à action proportionnelle.