Brevet FR2892973A1 — publié le 20070511

La présente invention concerne une suspension de roue à amortissement sélectif d'un véhicule automobile. La figure 1 représente schématiquement un quart de véhicule automobile équipé d'une suspension de la roue associée 1 et comprenant un ressort de suspension 2 monté entre la caisse 3 du véhicule et le support de roue non représenté. La suspension comprend en outre un amortisseur 4 permettant d'amortir les oscillations du ressort de suspension 2, généralement du type hydraulique et monté entre la caisse 3 et le support de roue sensiblement parallèlement au ressort de suspension 2. Les courbes Cl et C2 de la figure 2 représentent l'amplitude des mouvements de la caisse 3 du véhicule en fonction de la fréquence de l'excitation que peut subir une suspension sans amortisseur (courbe Cl) et une suspension classique de la figure 1 (courbe C2), excitation due aux aspérités de la chaussée C sur laquelle se déplace le véhicule. Ainsi, la courbe Cl montre la présence de deux modes gênants de fonctionnement de la suspension sans amortisseur se traduisant par des amplitudes relativement importantes de mouvements de la caisse du véhicule à une fréquence d'environ 1Hz correspondant à la fréquence de propre de la caisse du véhicule et à une fréquence d'environ 15Hz correspondant à la fréquence de battement de la roue. Dans une suspension classique, l'amplitude des mouvements de la caisse du véhicule à ces deux fréquences particulières n'est pas complètement atténuée comme le montre la courbe C2, de sorte qu'une telle suspension est source d'inconfort à ces deux fréquences. La présente invention propose une suspension de roue à amortissement sélectif permettant d'atténuer considérablement les amplitudes de déplacement de la caisse du véhicule à la fréquence propre de cette caisse et à la fréquence de battement de la roue. A cet effet, selon l'invention, la suspension de roue à amortissement sélectif d'un véhicule automobile, du type comprenant un ressort de suspension monté entre la caisse du véhicule et le support de roue, est caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble amortisseur associé au ressort de suspension et constitué par deux paires en série respectivement de deux éléments parallèles de suspension à ressort et amortisseur et un corps monté entre les deux paires d'éléments de suspension correspondant à une masse déterminée pouvant osciller avec ces éléments de suspension lorsqu'ils sont soumis à une excitation due aux aspérités de la chaussée de manière à amortir sélectivement l'amplitude des mouvements de la caisse du véhicule à des fréquences correspondant à la fréquence de battement de la roue du véhicule et à la fréquence propre de la caisse de celui- ci. De préférence, le corps oscillant comprend une conduite remplie d'un fluide hydraulique incompressible constituée d'une tubulure centrale, de deux cylindres d'extrémités de plus grand diamètre solidaires de la conduite fixés à la caisse du véhicule et de deux pistons dont les têtes sont disposées de façon étanche respectivement dans les deux cylindres pour renfermer le fluide hydraulique dans le corps oscillant et les tiges sont reliées cinématiquement respectivement aux deux paires d'éléments de suspension dont l'une est fixée à la caisse du véhicule et l'autre est reliée au support de roue. L'ensemble constitué par les deux paires d'éléments de suspension et le corps oscillant est monté sensiblement parallèlement à la caisse du véhicule et la tige de piston de l'autre paire d'éléments de suspension est reliée au support de roue par l'intermédiaire d'une biellette de renvoi montée pivotante à la caisse du véhicule suivant un axe sensiblement transversal à l'axe longitudinal du véhicule. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente une suspension de roue classique d'un véhicule automobile ; - la figure 2 représente diverses courbes de l'amplitude des mouvements de la caisse d'un véhicule automobile relativement à la fréquence d'excitation que subit une suspension à cause des aspérités de la chaussée sur laquelle se déplace le véhicule ; - la figure 3 représente une suspension de roue à amortissement sélectif conforme à l'invention ; - la figure 4 représente un mode de réalisation de la suspension de roue de la figure 3 ; et - la figure 5 représente une conduite hydraulique faisant partie de la suspension de roue de la figure 4. La figure 3 représente un quart de véhicule à suspension constituée d'un ressort hélicoïdal de suspension 2 monté entre la caisse 3 du véhicule et le support, non représenté, de la roue 1. La suspension de l'invention comporte également un ensemble amortisseur 5 représenté schématiquement comme étant interposé entre la caisse 3 et le support de roue du véhicule sensiblement parallèlement au ressort de suspension 2. Cet ensemble comprend une première paire d'éléments parallèles de suspension à ressort 6 et amortisseur hydraulique 7 et une seconde paire d'éléments parallèles de suspension à ressort 8 et amortisseur 9 interposés en série entre la caisse 3 et le support de roue du véhicule. Cet ensemble comprend également une masse déterminée formant batteur 10 montée entre les deux paires d'éléments de suspension 6, 7 ; 8, 9 et telle qu'en oscillant avec ces éléments de suspension soumis à une excitation due aux aspérités de la chaussée C sur laquelle se déplace le véhicule, elle atténue les amplitudes de déplacement de la caisse 3 aux fréquences critiques de fonctionnement des suspensions classiques et que sont la fréquence propre de la caisse 3 et la fréquence de battement de roue 1. La figure 2 montre ainsi la courbe C3 de réponse de la suspension de la figure 3 et montre que l'amplitude des mouvements de la caisse 3 à la fréquence propre de la caisse 3 d'environ 1Hz et à la fréquence de battement de la roue 1 d'environ 15Hz est considérablement atténuée voire même complètement atténuée notamment à la fréquence de battement de roue. La courbe C3 montre le gain important obtenu par la suspension de la figure 3 relativement à la courbe C2 de la suspension classique de la figure 1. En ajustant convenablement les différents paramètres de la suspension, à savoir les raideurs des ressorts de suspension 6, 8, les coefficients d'amortissement des amortisseurs 7, 9 et la masse du batteur 10, les deux modes caractéristiques de fonctionnement de la suspension aux fréquences de 1Hz et 15Hz peuvent être parfaitement lissés. Compte tenu du fait que la masse du batteur 10 de la suspension de la figure 3 accroît la masse du véhicule, il est préférable de créer un système hydraulique équivalent à cette masse en s'appuyant sur l'analogie existant entre l'inertie mécanique Im = M, où M est la masse du batteur, et l'inertie hydraulique Ih du système représenté en figure 5. Selon cette figure, le système hydraulique est constitué par un corps 11 généralement en forme de conduite remplie d'un fluide hydraulique incompressible et comprenant une tubulure centrale 12, deux cylindres d'extrémité 13 d'un diamètre plus grand que celui de la tubulure 12 et qui sont fixés de manière appropriée, par exemple par soudage, à la caisse 3 du véhicule comme représenté en figure 4. Le corps 11 comprend également deux pistons 14 dont les têtes 15 sont montées coulissantes de façon étanche respectivement dans les deux cylindres 13 pour enfermer de manière étanche le fluide hydraulique dans le corps oscillant et les tiges 16 sont reliées cinématiquement respectivement aux deux paires d'éléments de suspension 6, 7 ; 8, 9 dont l'une 6, 7 est fixée à la caisse 3 du véhicule et l'autre 8, 9 est reliée au support de roue. Comme le montre la figure 4, l'ensemble constitué par les deux paires d'éléments de suspension 6, 7 ; 8, 9 et le corps hydraulique 11 est monté sensiblement parallèlement à la caisse du véhicule suivant sa direction longitudinale et la tige de piston de la paire d'éléments de suspension 8, 9 non reliée à la caisse 3 est reliée au support de roue par l'intermédiaire d'une biellette de renvoi 17 montée pivotante à la caisse 3 du véhicule suivant un axe sensiblement transversal à l'axe longitudinal de ce véhicule. L'inertie hydraulique du corps de la figure 5 peut être définie par la relation : Ih = p 1 A22 / A1, où 1 est la longueur de la tubulure 12, Al la section de cette tubulure, A2 la section de chaque cylindre d'extrémité 13 et p est la densité du fluide contenu dans le corps 11. Les paramètres 1, Al et A2 sont ajustés pour satisfaire la relation Im = Ih de manière que le corps hydraulique 11 soit équivalent de la masse du batteur 10. La position parallèle à la caisse 3 de l'ensemble de la suspension comprenant le corps hydraulique 11 et les paires d'éléments de suspension 6, 7 ; 8, 9 permet d'éviter la présence d'une composante verticale de l'effort de réaction du corps 11 sur la caisse 3 du véhicule. Autrement, le système hydraulique de la figure 4 se comporte de la même manière que le système de suspension de la figure 3 en référence à la courbe C3 pour absorber ou atténuer les amplitudes de déplacement de la caisse du véhicule aux fréquences caractéristiques de battement de roue et propre de la caisse 3 du véhicule. REVENDICATIONS 1. Suspension de roue à amortissement sélectif d'un véhicule automobile et comprenant un ressort de suspension (2) monté entre la caisse (3) du véhicule et le support de roue, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble amortisseur (5) associé au ressort de suspension (2) et constitué par deux paires en série respectivement de deux éléments parallèles de suspension (6, 7 ; 8, 9) à ressort (6 ;8) et amortisseur (7 ; 9) et un corps (10) monté entre les deux paires d'éléments de suspension correspondant à une masse déterminée pouvant osciller avec ces éléments de suspension lorsqu'ils sont soumis à une excitation due aux aspérités de la chaussée (C) de manière à amortir sélectivement l'amplitude des mouvements de la caisse (3) du véhicule à des fréquences correspondant à la fréquence de battement de la roue (1) du véhicule et à la fréquence propre de la caisse (3) de celui-ci. 2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps oscillant (10) comprend une conduite (11) remplie d'un fluide hydraulique incompressible constituée d'une tubulure centrale (12), de deux cylindres d'extrémités (13) de plus grand diamètre solidaires de la conduite (12) fixés à la caisse (3) du véhicule et de deux pistons (14) dont les têtes (15) sont disposées de façon étanche respectivement dans les deux cylindres (13) pour renfermer le fluide hydraulique dans le corps oscillant (10) et les tiges (16) sont reliées cinématiquement respectivement aux deux paires d'éléments de suspension dont l'une (6, 7) est fixée à la caisse (3) du véhicule et l'autre (8, 9) est reliée au support de roue. 3. Suspension selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'ensemble constitué par les deux paires d'éléments de suspension (6, 7 ; 8, 9) et le corps oscillant (10) est monté sensiblement parallèlement à lacaisse (3) du véhicule et la tige de piston (16) de l'autre paire d'éléments de suspension (8, 9) est reliée au support de roue par l'intermédiaire d'une biellette de renvoi (17) montée pivotante à la caisse (3) du véhicule suivant un axe sensiblement transversal à l'axe longitudinal du véhicule.