Brevet FR2874071A1 — publié le 20060210

DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT VIBRATOIRE POUR VEHICULE AUTOMOBILE, ET VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D'UN TEL DISPOSITIF. La présente invention se rapporte à un dispositif d'amortissement vibratoire pour un véhicule automobile, équipé d'une unité de commande qui détecte des vibrations perturbatrices et applique, sur cette base, des signaux de commande à au moins un élément d'actionnement, en vue de la sollicitation d'un module d'amortissement vibratoire logé dans le véhicule, de manière à introduire dans ledit véhicule automobile, par l'intermédiaire dudit module, des vibrations antagonistes amortissant lesdites vibrations perturbatrices. D'après la demande de brevet DE-Al-39 39 822, un système d'amortissement vibratoire équipant un véhicule automobile fait partie de l'état de la technique. Des vibrations perturbatrices sont détectées et il est ensuite engendré, à l'adresse d'un organe de manoeuvre, des signaux de commande par l'intermédiaire desquels un corps vibratoire, logé dans le véhicule, est excité et mis en vibrations. Le corps vibratoire a pour objet d'induire, dans le véhicule automobile, des vibrations antagonistes à décalage de phase qui viennent se superposer aux vibrations perturbatrices dudit véhicule, en amortissant alors ces dernières. Le corps vibratoire est matérialisé par un élément fonctionnel propre au véhicule, par exemple la batterie ou le radiateur du moteur. Des éléments d'actionnement piézocéramiques peuvent être utilisés en tant qu'organes de manoeuvre. Le brevet DE-C2-198 20 617 décrit un autre ensemble actif d'amortissement vibratoire pour véhicules automobiles, dans lequel des entretoises de longueur 2874071 2 variable sont agencées dans le sens longitudinal, à la face inférieure du véhicule. Lesdites entretoises sont scindées en leur centre et sont emboîtées les unes dans les autres à la manière de douilles. La longueur des entretoises peut être régulée par l'intermédiaire d'éléments d'actionnement piézoélectriques, afin d'engendrer des vibrations compensatrices. Un système réducteur de bruits provoqués par des vibrations, dans des véhicules, est mis en lumière par la demande de brevet EP-Al-0 720 144. Un ensemble détecteur enregistre la vitesse angulaire du moteur, puis transmet cette dernière à un appareil de commande. Ledit appareil de commande renferme un amplificateur et active plusieurs éléments d'actionnement piézoélectriques qui sont agencés avec décalage mutuel, sur une pièce structurelle de la carrosserie, et sont consignés à demeure par collage. La demande de brevet DE-Al-197 12 292 décrit un ensemble unitaire à brides prévu pour la suppression ou la réduction efficace de vibrations. Ledit ensemble unitaire est interposé entre un excitateur vibratoire et une structure de support, et comprend deux brides entre lesquelles se trouvent un élément générateur de pression pouvant être commandé activement, ainsi que des boucles en fibres composites et une tubulure. Outre des forces de traction et de pression, ledit ensemble peut également répercuter des tensions de poussée. Les vibrations antagonistes sont engendrées par allongement ou contraction de l'élément de pression. L'ensemble amortisseur de vibrations conforme à la demande de brevet DEAl-199 23 704 comprend des longerons de longueur variable montés, en diagonale, à la face inférieure du plancher de la carrosserie. Lesdits longerons servent à compenser des forces longitudinales, transversales et de torsion, ainsi que des vibrations agissant dans ces directions. Des éléments 2874071 3 piézoélectriques, prévus pour provoquer les variations de longueur, remplissent en alternance des fonctions de détection et d'actionnement, en mode cadencé. Les éléments d'actionnement peuvent également occuper des positions latérales, sur les longerons, afin d'exciter ces derniers par des vibrations transversales. En se fondant sur l'art antérieur, l'invention a pour objet de fournir un dispositif d'amortissement vibratoire pour véhicule automobile, qui présente une réalisation compacte, possède des propriétés améliorées d'amortissement vibratoire et peut être intégré dans des pièces structurelles d'un véhicule automobile exposées à des contraintes vibratoires. Conformément à l'invention, cet objet est atteint, dans un dispositif d'amortissement, grâce à la présence d'au moins trois éléments d'actionnement logés, dans le boîtier, avec décalage mutuel sur une circonférence partielle, l'étendue longitudinale desdits éléments d'actionnement étant orientée parallèlement à l'étendue longitudinale du boîtier, et ledit boîtier étant obturé, aux faces extrêmes, par l'intermédiaire de pièces obturatrices transmettrices de forces. L'aspect crucial de l'invention réside dans la présence d'au moins trois éléments d'actionnement renfermés, avec décalage les uns des autres sur une circonférence partielle, dans un boîtier cylindrique creux du module d'amortissement vibratoire. L'étendue longitudinale respective des éléments d'actionnement est orientée parallèlement à l'étendue longitudinale dudit boîtier du module d'amortissement vibratoire. Des vibrations de flexion peuvent, de la sorte, être compensées de manière particulièrement efficace. Etant donné que les éléments d'actionnement sont fixées sur la face intérieure du boîtier, la distance, vis-à-vis de la fibre neutre dudit boîtier, est modeste en cas de 2874071 4 flexion, de sorte qu'une vibration de flexion peut être supprimée suite à l'effet dynamique s'exerçant par l'intermédiaire desdits éléments d'actionnement. Le boîtier est obturé par des pièces obturatrices aux faces extrêmes. Aux deux faces extrêmes du boîtier cylindrique creux, les pièces obturatrices sont intégrées dans ledit boîtier par collage ou sont soudées avec ledit boîtier, sachant que lesdites pièces peuvent également être exploitées pour la transmission de forces. Les mesures énoncées ci-avant autorisent un mode de réalisation compact d'un module d'amortissement vibratoire. Ledit module peut être adéquatement intégré dans des pièces structurelles du véhicule automobile soumises à des contraintes vibratoires, par exemple dans la tubulure principale du support de tableau de bord, voire également dans une colonne de la carrosserie du véhicule. Le module d'amortissement vibratoire constitue un composant structurel intégré parmi les composants du véhicule et peut également, de la sorte, assurer une très bonne compensation des vibrations de flexion survenant dans cette zone. Des vibrations survenant au cours du déplacement sont détectées par l'intermédiaire de capteurs et, au moyen d'une unité de commande faisant partie du dispositif, il est engendré dans le module d'amortissement vibratoire une vibration compensatrice, qui est répercutée sur les pièces structurelle du véhicule automobile couplées audit module. La vibration compensatrice amortit la vibration perturbatrice et provoque sa neutralisation, ou bien décale ladite vibration perturbatrice dans une plage de fréquence qui n'exerce pas d'influences négatives, et n'est pas perçue. En tant qu'éléments d'actionnement, on utilise de préférence des éléments piézoélectriques revêtant la forme d'actionneurs piézocéramiques en batterie. Il est 2874071 5 également possible d'employer de petits vérins hydrauliques ou pneumatiques, ainsi que des éléments d'actionnement électrodynamiques. L'on peut aussi envisager la combinaison d'éléments piézoélectriques avec des vérins de dimensions infimes, qui agissent associativement en tant qu'élément d'actionnement. Les éléments d'actionnement ont pour effet d'induire une tension dans le module d'amortissement vibratoire, si bien que ce dernier est excité en des vibrations. Il en résulte une superposition et une compensation de vibrations perturbatrices provenant d'excitations occasionnées par le châssis, le moteur ou des organes similaires. Les éléments d'actionnement sont implantés sur la 15 face intérieure du boîtier, sur laquelle ils sont par exemple consignés à demeure par collage. D'après une caractéristique avantageuse de l'invention, il peut être prévu, sur le boîtier, des brides de rattachement destinées à accoupler le module d'amortissement vibratoire entre des pièces structurelles du véhicule automobile. Comme déjà mentionné, des éléments piézoélectriques sont utilisés de préférence en tant qu'éléments d'actionnement. Dans des éléments piézoélectriques, une conversion d'énergie électrique en de l'énergie mécanique s'opère sans pièces mises en mouvement, ce qui garantit une réaction très rapide, ainsi qu'une grande longévité des pièces constitutives. Les éléments piézoélectriques se fondent sur le principe selon lequel les cristaux, noyés dans lesdits éléments, changent de forme sous l'influence d'un champ électrique. Cela autorise une excitation active desdits éléments par l'intermédiaire d'une unité de commande extérieure. Lesdits éléments piézoélectriques induisent des tensions dans le boîtier du module d'amortissement vibratoire, ce 2874071 6 qui génère les vibrations antagonistes ou compensatrices respectivement recherchées. Les éléments d'actionnement sont logés dans le boîtier et sont, de préférence, alimentés en énergie par l'intermédiaire d'une source extérieure de tension. L'alimentation desdits éléments en énergie électrique s'effectue par l'intermédiaire de conducteurs introduits dans le boîtier et gagnant lesdits éléments. Des brides de rattachement sont prévues, sur le boîtier, pour assurer l'accouplement du module d'amortissement vibratoire entre des pièces structurelles du véhicule automobile. Lesdites brides sont typiquement conçues en fonction de la pièce structurelle à l'emplacement d'utilisation considéré dudit module. Ainsi, ledit module peut être intégré dans des pièces structurelles du véhicule telles que la tubulure principale de support du tableau de bord, ou bien d'autres pièces structurelles de la carrosserie. L'invention a également pour objet un véhicule automobile équipé d'au moins un dispositif d'amortissement vibratoire propre à l'invention et tel que présenté ci-dessus. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard 25 du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue, techniquement simplifiée, du module d'amortissement vibratoire d'un dispositif conforme à l'invention, destiné à l'amortissement vibratoire dans un véhicule automobile; et la figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1,. Les figures 1 et 2 illustrent, de manière techniquement simplifiée, un module 1 d'amortissement vibratoire faisant partie intégrante d'un dispositif d'amortissement vibratoire dans un véhicule automobile. 2874071 7 Ledit dispositif englobe, par ailleurs, une unité de commande 2 évoquée sur la figure 1 et connectée à des capteurs 3. Des vibrations perturbatrices, induites dans le véhicule suite au déplacement, sont détectées par l'intermédiaire desdits capteurs de vibrations 3. Des signaux de commande, engendrés en fonction des vibrations perturbatrices, activent des éléments d'actionnement 4 du module d'amortissement 1. Lesdits éléments d'actionnement 4 sont intégrés dans un boîtier cylindrique creux 5 dudit module 1. Leur activation a pour effet d'induire respectivement des tensions, dans le module 1 ou le boîtier 5, si bien que ledit module 1 introduit, dans le véhicule, des vibrations antagonistes à décalage de phase qui viennent se superposer aux vibrations perturbatrices, et exercent alors un effet d'amortissement. Les éléments d'actionnement 4 se présentent comme des éléments piézoélectriques fixés rigidement sur une face intérieure 6 du boîtier 5. Une observation de la figure 1 atteste la présence de trois éléments d'actionnement 4 logés, dans le boîtier 5, avec décalage mutuel sur une circonférence partielle TK. L'étendue longitudinale LA des éléments 4 est orientée parallèlement à l'étendue longitudinale LG du boîtier 5 (figure 2). Les deux faces extrêmes ou frontales 7 dudit boîtier 5 sont obturées par des pièces obturatrices 8 transmettrices de forces. Des brides de rattachement 9 sont en outre prévues, sur le boîtier 5, pour l'accouplement du module 1 d'amortissement vibratoire entre des pièces structurelles du véhicule automobile. Le module 1 d'amortissement vibratoire ainsi agencé peut, par exemple, être intégré dans la tubulure principale 10 d'un support de tableau de bord. Ledit module d'amortissement 1 est très compact et de réalisation ramassée. Il est relié rigidement à deux 2874071 8 tronçons tubulaires l0a et 10b de la tubulure principale en étant, par exemple, intégré par soudage. Les éléments d'actionnement 4 intégrés dans ledit module 1 sont alimentés en tension depuis l'extérieur. A cette fin, des conducteurs d'alimentation 11 pénètrent dans l'espace interne et gagnent lesdits éléments 4 en traversant des orifices 12 pratiqués dans le boîtier 5 du module 1. Les capteurs mesurent des vibrations survenant au cours du déplacement. Les données saisies sont interprétées dans l'unité de commande 2. Sur cette base, des signaux correspondants sont appliqués aux éléments d'actionnement 4, lesquels sont activés. Une modification de la forme ou du volume des éléments 4, respectivement un déport pondéral s'opérant à l'intérieur de ces derniers, se traduisent par l'induction, dans le boîtier 5, de tensions qui excitent le module 1 d'amortissement vibratoire en des vibrations compensatrices à commande directionnelle, d'où résultent une superposition et une compensation des vibrations perturbatrices induites du fait du déplacement. Si des éléments piézoélectriques sont utilisés en tant qu'éléments d'actionnement 4, la forme ou l'épaisseur desdits éléments est respectivement modifiée par commande de la tension électrique, ce qui autorise une maîtrise adéquate des vibrations. La fixation des éléments d'actionnement, sur la face intérieure 6 du boîtier 5 du module 1 d'amortissement vibratoire, se répercute de façon particulièrement avantageuse. Il en résulte une courte distance s vis-avis d'une fibre neutre NF logée dans la paroi 13 dudit boîtier. Des vibrations de flexion agissant dans la pièce structurelle du véhicule automobile, c'est-à-dire par exemple dans la tubulure principale 10 du support du tableau de bord, peuvent être supprimées de manière active et particulièrement efficace étant donné qu'une induction de force, par 2874071 9 l'intermédiaire des éléments d'actionnement 4, peut avoir lieu à proximité de la fibre neutre. Qui plus est, ladite pièce structurelle du véhicule peut être rigidifiée par l'effet dynamique des éléments 4 et par la tension mécanique imposée. Le module 1 d'amortissement vibratoire, intégré dans une pièce structurelle du véhicule automobile, permet d'exécuter adéquatement un amortissement efficace de vibrations indésirables dans ladite pièce soumise à des contraintes vibratoires. Cela autorise un amortissement effectif de vibrations inopportunes. Ces dernières sont neutralisées ou décalées vers une plage de fréquence qui n'exerce pas d'influences négatives, et n'est pas perçue en cours de déplacement. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. Liste des références numériques: 20 1 module d'amortissement vibratoire 2 unité de commande 3 capteur 4 élément d'actionnement 5 boîtier de 1 6 face intérieure de 5 7 face extrême de 5 8 pièce obturatrice 9 bride de rattachement 10 tubulure principale 10a tronçon tubulaire 10b tronçon tubulaire 11 conducteur d'alimentation 12 orifice 13 paroi du boîtier LA étendue longitudinale de 4 LG étendue longitudinale de 5 TK circonférence partielle s distance NF fibre neutre - R E V E N D I C A T I O N S - 1. Dispositif d'amortissement vibratoire pour un véhicule automobile, équipé d'une unité de commande qui détecte des vibrations perturbatrices et applique, sur cette base, des signaux de commande à des éléments d'actionnement, en vue de la sollicitation d'un module d'amortissement vibratoire destiné à être logé dans le véhicule, de manière à introduire dans ledit véhicule automobile, par l'intermédiaire dudit module, des vibrations antagonistes amortissant lesdites vibrations perturbatrices, lesdits éléments d'actionnement étant intégrés dans un boîtier cylindrique creux du module, et fixés sur la face intérieure dudit boîtier, dispositif caractérisé par la présence d'au moins trois éléments d'actionnement (4) logés, dans le boîtier (5), avec décalage mutuel sur une circonférence partielle (TK), l'étendue longitudinale (LA) desdits éléments d'actionnement (4) étant orientée parallèlement à l'étendue longitudinale (LG) du boîtier (5), et ledit boîtier (5) étant obturé, aux faces extrêmes, par l'intermédiaire de pièces obturatrices (8) transmettrices de forces. 2. Dispositif selon la revendication 1, 25 caractérisé par le fait que l'élément d'actionnement (4) est un élément piézoélectrique. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que des brides de rattachement (9) sont prévues, sur le boîtier (5), pour permettre l'accouplement du module (1) d'amortissement vibratoire entre des pièces structurelles du véhicule automobile. 4. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif à amortissement vibratoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.