Brevet FR2562844A1 — publié le 19851018

2562844- La présente invention concerne un dispositif de commande de la dureté de la suspension d'un véhicule, et de préférence d'un véhi- cule routier, avec une valve de commande hydraulique qui surveille une liaison entre deux chambres de travail d'un élément de suspension hydraulique, complété par liaison avec deux accumulateurs hydropneu- matiques, et le cas échéant une pompe pour former un ressort hydro- pneumatique avec correction d'assiette. Un tel dispositif est connu (brevet de la République fédérale d'Allemagne n 16 30 058). Dans ce dispositif connu, deux chambres de travail d'un "amortis- seur" ou d'une'3ambe de force" sont reliées par des canalisations extérieures à un dispositif constitué par une pompe et deux accumu- lateurs. Les canalisations de liaison avec l'amortisseur ne contiennent que des clapets de non-retour à simple effet. Un tel dispositif ne permet toutefois pas de faire varier la dureté de l'amortisseur. De l'énergie doit être fournie de l'extérieur, par la pompe, pour faire varier la dureté, cette opération étant relativement lente et consom- mant de la puissance. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n 33 04 815 décrit par ailleurs la variation de dureté d'un amortisseur par une commande particulière. Le système de suspension des types de véhicules actuels, et notam- ment des voitures, présente une dureté de la suspension et une dureté d'amortissement optimisées pour une utilisation moyenne. Les paramètres sont fixés au bureau d'étude et ne varient pas, indépendamment des phénomènes de vieillissement en utilisation. Dans des cas limites, tels que véhicule vide ou à pleine charge, de tels véhicules ne pré- sentent pas et de loin une suspension optimale ou un amortissement optimal de la suspension. Ces cas sont d'autant plus éloignés de l'op- timum que le rapport des poids du véhicule vide et à charge maximale est grand. Une construction légère est en outre de plus en plus recherchée lors de l'étude de nouveaux véhicules, pour des raisons d'économie de carburant et de matières premières. La charge utile possible ne doit toutefois pas en souffrir. En d'autres termes, le rapport pondéral précité augmentera encore à l'avenir et l'adaptation des duretés de la suspension et de l'amortissement deviendra de plus en plus difficile. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le disposi- tif est combiné avec une commande connue de la dureté de l'amortisse- ment; et une seule valve de commande (17) effectue les deux commandes de dureté de la suspension et de l'amortissement pour influencer la raideur. Le dispositif selon l'invention présente les avantages sui- vants: les duretés de la suspension et de l'amortissement sont conti- nûment variables en marche et les conditions limites de charge et de répartition de la charge peuvent être adaptées de façon automatique ou optimale aux essieux, à la vitesse, aux accélérations longitudi- nale (accélération ou freinage) et transversale (franchissement de virage) et aux irrégularités de la chaussée. Un autre avantage réside dans le fait qu'un tel dispositif de suspension adaptative peut fonctionner sans apport notable d'énergie extérieure, c'est-à-dire que le dispositif de suspension fonctionne passivement et par suite très vite, ce qui est une condition pour influencer par exemple l'inclinaison transversale en virage. Il est avantageux enfin de pouvoir réaliser toutes les possibili- tés de variation à l'aide d'une seule valve de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente le dispositif selon l'invention; et la figure 2 représente la variation de pression. Un élément 3 et un ressort 4, participant à la suspension et réalisé sous forme d'un ressort à boudin, sont disposés entre un essieu 1 et la corrosserie 2 du véhicule. L'élément 3 est appelé "amortisseur" ci-après, mais a toutefois une fonction de suspension en plus de la fonction d'amortissement. L'amortisseur 3 comporte deux chambres de travail 5 et 6, séparées par un piston 7. Ce dernier, d'un diamètre relativement faible, est porté par une tige 8 qui est munie d'un trou borgne 9 à partir de la face du piston 7. Un capteur 10, pénétrant dans ce trou borgne 9, délivre un signal de la course d'affaissement. Le signal est délivré par une borne 11 à un dispositif électronique 12, qui reçoit en outre des signaux de capteurs d'accé- lération, vitesse, braquage et autres grandeurs. Deux canalisations 13 et 14 relient les deux chambres de travail et 6 à un accumulateur hydropneumatique 15 et à une pompe 16. Cette dernière peut être supprimée quand on renonce à une correction d'as- siette. L'accumulateur 15 transforme l'amortisseur en un ressort hydropneumatique. Une valve de commande 17 est en outre insérée dans la liaison entre les deux chambres de travail 5 et 6. Deux clapets de nonretour 18 et 19 agissant en sens inverse sont en outre insérés dans cette liaison. La valve de commande 17 est une valve électromagnétique à deux étranglements, réalisée sous forme de distributeur à tiroir rotatif. Son tiroir 20 comporte deux arêtes de commande inclinées 21 et 22 interagissant avec les orifices 23 et 24 des deux canalisations 13 et 14. Les arêtes de commande 21 et 22 forment avec les orifices 23 et 24 des étrangleurs 21/23 et 22/24, c'est-à-dire un double étrangleur 21/23, 22/24. La valve de commande 17 comporte une borne 25 permettant sa com- mande électrique par le dispositif électronique 12. Le tiroir de com- mande actionne un aimant 26 combiné avec une réaction de position 27, qui délivre le signal de position instantanée de la valve au dispositif électronique 12. Par sa caractéristique, la valve de commande est une valve à fonctionnement continu. Elle fonctionne à une fréquence qui peut être un multiple des fréquences propres apparaissant dans l'ensemble du dispositif. Il est ainsi possible de faire varier plusieurs fois la dureté d'amortissement DH au cours d'un cycle d'oscillation. La dureté de la suspension et la dureté de l'amortissement varient en fonction de diverses influences. Ces dernières sont décelées par des capteurs appropriés, qui transmettent des signaux au dispositif électronique 12, de même que le signal du capteur 10 d'amortisseur est transmis au dispositif 12. L'emploi de la pompe 16, pour laquelle une faible capacité suffit, permet d'augmenter ou de réduire le volume de la chambre de travail 6 ou 5, pour faire varier le niveau de la caisse par rapport à l'essieu. La variation de pression dans les chambres de travail 6 et 5 de l'amortisseur permet de produire une dissymétrie quelconque souhaitée de l'amortissement. Les possibili- tés de réglage du dispositif selon l'invention sont ainsi notablement augmentées par rapport à celles offertes par les solutions conven- tionnelles, y compris une suspension hydropneumatique. Il convient toutefois d'éliminer aussi les méthodes faisant varier simultanément le niveau moyen de l'essieu, telles qu'une variation de CH, c'est-à- dire la raideur ou la dureté de la suspension hydropneumatique uni- quement en fonction du relevage et/ou de l'affaissement de l'amortis- seur 3. L'unique valve de commande 17 assure la totalité du travail de commutation. En présence d'une dureté de la suspension finie et com- mandée, la valve de commande 17 se trouve en position neutre quand l'essieu 1 du véhicule est au repos. Il en est par exemple ainsi au point d'inversion d'une oscillation de l'essieu ou sur une chaussée parfaitement plane. Cette position de repos est déterminée pour tout état de charge au choix, puis introduite dans l'électronique. Cette opération s'effectue par intégration de la course S pendant un temps T assez long. Le temps T doit être nettement plus long que la période d'une lente oscillation de l'essieu, faute de quoi les opérations de régulation haute fréquence et la formation superposée de la valeur moyenne risquent de se perturber mutuellement. Pour éviter une dérive de la position moyenne, il est également concevable de déterminer la course S sous une charge D donnée, avant le démarrage du véhicule et l'essieu étant au repos, puis de la mémoriser dans le dispositif électronique 12 jusqu'à l'arrêt suivant du véhicule. Lors du relevage ou de l'affaissement, la dureté de la suspension est affectée à la partie constituée par l'accumulateur hydropneumatique 15. La valve de commande 17 présente la déviation maximale pour une commande appropriée. La dureté de la suspension commandée par la valve de commande 17 est alorsminimale. La valve de commande 17 ouvre ses étrangleurs 21/23 et 22/24 à la section maximale, mais pour un seul d'entre eux à la fois. La dureté de la suspension serait infinie dans le cas d'une section d'étranglement fermée en permanence. Cela n'est pas souhaité. Il en résulte que la valve de commande 17 doit maintenir ouverte une section résiduelle de ses étrangleurs 21/23 et 22/24 sur toutes les positions atteintes en service. La valve de commande 17 est également réalisa- ble sous forme d'un distributeur 3/3. A partir d'un état d'équilibre, le comportement du dispositif selon l'invention est sensiblement symétrique pendant le relevage et l'affaissement. La dureté instantanée de l'amortissement est mesurée à tout instant de fonctionnement du dispositif et sa valeur souhaitée est calculée par le dispositif électronique 12, puis appliquée à la valve de commande 17. La dureté de l'amortisseur est ainsi variable à volonté et il est possible de créer une dissymétrie entre les chambres supérieure et inférieure de l'amortisseur. Une telle fonction est possible pour une excitation quelconque de l'essieu 1, sans variation d'assiette. La variabilité de la caractéristique d'ensemble du dispositif, constituée par la dureté d'amortissement et la dureté de suspension est utilisable de diverses façons. 1. Diminution de la dureté de la suspension à faible vitesse V (la vitesse V constitue la grandeur pilote). 2. Influence à symétrie latérale sur la dureté de la suspension en fonction de l'accélération ou de l'inclinaison transversale mesurée du véhicule (correction du roulis). 3. Influence sur les essieux avant et arrière en fonction de la décé- lération ou de l'accélération du véhicule (correction du tangage). 4. Influence en fonction de l'état de charge (correction d'assiette). 5. Influence en fonction de l'état de la chaussée ou de l'adaptation souhaitée de la sususpension/de l'amortissement, par exemple confortable ou sportive. Ces points sont déterminés par des capteurs appropriés et transmis sous forme de signaux au dispositif électronique 12, qui les convertit en ordres de réglage pour la valve de commande 17. Sur le diagramme de la figure 2, la course de suspension S est portée en abscisse et la force K du dispositif selon l'invention en ordonnée. La position neutre 0 représente le point d'équilibre stati- que. Des écarts -AS et +AS sont représentés à partir de cette position 25628.44 neutre. Il convient de noter que la ligne de base A du ressort à gaz ne passe pas par l'origine du diagramme K(S). Deux droites CHi et CHII, caractérisant deux raideurs différentes du ressort hydropneu- matique, se coupent à ce point d'équilibre statique. Un cycle B illustre la variabilité de la dureté de la suspension pendant un cycle d'oscillation, de 0 à 1, 1' puis retour à 0 et de 0 à 2, 24 et retour à 0. Un diagramme temps-course, représenté au-dessous du diagramme force-course, montre que la raideur du dispositif augmente sans modi- fication de l'assiette. L'unique valve de commande 17 à commutation rapide est déplacée pendant l'oscillation de l'essieu 1 du véhicule de façon à faire varier la raideur du dispositif. Ce fonctionnement est donc totalement diffé- rent de celui d'une variation superposée de l'amortissement d'un amor- tisseur. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif de commande de la dureté de la suspension d'un véhicule, et de préférence d'un véhicule routier, avec une valve de commande hydraulique qui surveille la liaison entre deux chambres de travail d'un élément de suspension hydraulique, complété par liaison avec un accumulateur hydropneumatique et le cas échéant une pompe pour former un ressort hydropneumatique avec correction d'assiette, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il est combiné avec une commande connue de la dureté de l'amortissement; et une seule valve de commande (17) effectue les deux commandes de dureté de la suspension et de l'amortissement pour influencer la raideur. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que la valve de commande (17) fonctionne à une fréquence multiple des fréquences propres apparaissant dans l'ensemble de la suspension du véhicule. 3. Dispositif selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la valve de commande (17) est une électrovalve. 4. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce que la valve de commande (17) est un distributeur électromagnétique. 5. Dispositif selon une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la valve de commande (17) et de préférence un distributeur à tiroir avec réaction de position. 6. Dispositif selon une quelconque des revendications 3 à 5, carac- térisé en ce que la valve de commande (17) est une valve à fonctionne- ment continu. 7. Dispositif selon une quelconque des revendications 3 à 6, carac- térisé en ce que les signaux d'attaque de la valve de commande (17) sont déterminés par un dispositif électronique (12) dont les signaux d'entrée sont délivrés par des capteurs (10) de suspension, accéléra- tion, vitesse, braquage ou autres grandeurs, montés sur le véhicule. 8. Dispositif selon une quelconque des revendications 3 à 7, carac- térisé en ce que la valve de commande (17) est un distributeur 3/3. 9. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 8, carac- térisé par sa combinaison avec un ressort (4) participant à la sus- pension, et en particulier un ressort à boudin.