Brevet FR3047444A1 — publié le 20170811

"SYSTEME DE SUSPENSION A BARRE ANTI DEVERS D'UN VEHICULE" [0001] La présente invention concerne un système de suspension à barre anti-dévers d'un véhicule, notamment automobile. [0002] L'invention vise également un véhicule automobile équipé d'un tel système de suspension. [0003] Un système de suspension d'un train de véhicule automobile comprend de manière générale deux amortisseurs, une barre anti-dévers solidaire du châssis du véhicule et reliée aux amortisseurs respectivement par deux biellettes, les extrémités de chaque biellette étant reliées respectivement par des articulations à rotules à la barre anti- dévers et au corps de l'amortisseur correspondant. [0004] La barre anti-dévers a pour fonction de limiter la déformation du système de suspension de manière que les deux pneumatiques du train conservent de l'adhérence lorsque le véhicule est dans un virage. En outre, la barre anti-dévers limite le roulis inconfortable du véhicule dans un virage. [0005] Cependant, la barre anti-dévers engendre des phénomènes dynamiques inconfortables lorsque le véhicule se déplace en ligne droite, notamment sur route bosselée. Ces phénomènes inconfortables, appelés renvois de roulis, sont engendrés par la raideur du train due à la présence de la barre anti-dévers. [0006] Pour améliorer le confort du véhicule, il est connu d'utiliser dans son système de suspension des biellettes dites actives. [0007] Le document FR 2 742 382 divulgue un dispositif de suspension dont les biellettes actives sont constituées par un vérin comprenant un cylindre raccordé à une extrémité de la barre anti-dévers et un piston monté à coulissement dans le cylindre, la tige de piston étant reliée au corps d'amortisseur par l'intermédiaire d'une patte radiale externe solidaire du corps d'amortisseur. [0008] Un tel dispositif de suspension a pour inconvénients de modifier considérablement la conception de ce dispositif pour y intégrer les biellettes actives à vérins, de surcroît radialement encombrantes relativement aux amortisseurs. En outre, un tel dispositif de suspension est relativement coûteux. 3047444 2 [0009] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur. [0010] A cet effet, l'invention propose un système de suspension d'un véhicule, notamment automobile, comprenant deux amortisseurs, une barre anti-dévers solidaire du 5 châssis du véhicule et reliée aux amortisseurs respectivement par deux biellettes, les extrémités de chaque biellette étant reliées respectivement par des articulations à rotules à la barre anti-devers et au corps de l'amortisseur correspondant, et qui est caractérisé en ce que chaque biellette est reliée au corps de l'amortisseur par l'intermédiaire d'un ensemble formant vérin hydropneumatique comprenant un cylindre de vérin solidaire du 10 corps de l'amortisseur concentriquement à ce dernier et rempli d'un fluide hydraulique, une jupe cylindrique à laquelle est reliée l'extrémité articulée de la biellette et montée à coulissement dans le cylindre de vérin concentriquement au corps de l'amortisseur, un réservoir hydropneumatique à piston divisant le réservoir en deux chambres respectivement supérieure en communication de fluide avec le cylindre de vérin et 15 inférieure contenant du gaz sous pression compressible, et une électrovanne pouvant être commandée entre une position de fermeture de la communication de fluide entre le cylindre de vérin et la chambre supérieure du réservoir hydropneumatique à laquelle la jupe cylindrique est bloquée relativement au cylindre de vérin pour assurer la fonction antidévers de la barre anti-dévers et une position de libération de la communication de fluide 20 entre le cylindre de vérin et la chambre supérieure du réservoir hydropneumatique à laquelle la jupe cylindrique peut coulisser dans le cylindre de vérin en comprimant par le piston le gaz dans la chambre inférieure du réservoir hydropneumatique pour désactiver la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers. [0011] Avantageusement, chaque biellette est reliée articulée à une patte radiale 25 solidaire de la jupe cylindrique correspondante en partie supérieure de cette dernière et la jupe cylindrique est bloquée en position haute relativement au cylindre de vérin en configuration anti-dévers de la barre anti-dévers de manière que la patte radiale soit adjacente et en-dessous d'une coupelle d'appui d'un ressort hélicoïdal de suspension concentrique au corps de l'amortisseur. [0012] Avantageusement, un clapet anti-retour est logé dans un passage débouchant dans la chambre supérieure du réservoir hydropneumatique et communiquant avec le cylindre de vérin pour autoriser la circulation de fluide hydraulique de cette chambre vers 3047444 3 le cylindre de vérin lors d'une remontée du piston dans le réservoir hydropneumatique provoquant la remontée de la jupe cylindrique relativement au cylindre de vérin. [0013] L'électrovanne est du type à pointeau à déplacement commandé entre les deux positions de fermeture et de libération de la communication de fluide entre le cylindre de 5 vérin et la chambre supérieure du réservoir hydropneumatique. [0014] L'électrovanne est pilotée manuellement ou selon une loi de commande d'un calculateur de manière à assurer la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers lorsque le véhicule aborde un virage ou désactiver la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers lorsque le véhicule se déplace en ligne droite. 10 [0015] L'invention vise également un véhicule automobile, qui est caractérisé en ce qu'il comprend un système de suspension tel que défini précédemment. [0016] De préférence, le système de suspension est installé sur le train avant du véhicule. [0017] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et 15 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - La figure 1 représente schématiquement un train avant d'un véhicule automobile équipé d'un système de suspension pourvu de deux ensembles formant vérins 20 hydropneumatiques intégrés à ce système et occupant une position assurant la fonction anti-dévers d'une barre anti-dévers ; - la figure 2 est une vue agrandie du demi-train à droite de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 2 et montrant un ensemble formant vérin hydropneumatique de l'invention occupant sa position de désactivation de la fonction 25 anti-dévers de la barre anti-dévers ; - les figures 4 et 5 sont des vues semblables à celle de la figure 3 et montrant deux configurations de l'ensemble formant vérin hydropneumatique lorsque le véhicule se déplace en ligne droite sur une route bosselée ; 3047444 4 - la figure 6 représente l'ensemble formant vérin hydropneumatique à la position représentée en figure 5 et à nouveau bloqué en configuration anti-dévers de la barre antidévers ; - les figures 7 et 8 représentent les configurations de l'ensemble formant vérin hydraulique 5 ramené sa position haute anti-dévers de la figure 2. [0018] Le système de suspension, tel que représenté notamment en figure 1, est utilisé sur un train de roues avant d'un véhicule automobile, mais il peut être utilisé sur un train de roues arrière d'un tel véhicule. [0019] Le système de suspension comprend deux amortisseurs hydrauliques 1 10 comprenant chacun un cylindre ou corps 2, dont la partie inférieure est solidaire d'un support 3 de la roue correspondante 4. Un piston, non représenté, est monté à coulissement guidé dans le corps d'amortisseur 2, la tige de piston 5 faisant saillie en partie supérieure de ce corps d'amortisseur. [0020] Un ressort hélicoïdal de suspension 6 est interposé concentriquement au corps 15 d'amortisseur 2 et à la tige de piston 5 entre une coupelle 7 solidaire du corps d'amortisseur 2 et un support supérieur 8 fixé avec l'extrémité supérieure de la tige de piston 5 au châssis C du véhicule. [0021] Le système de suspension comprend en outre une barre anti-dévers ou barre antiroulis 9 présentant une forme générale de U, dont la partie centrale rectiligne 10 est 20 fixée au châssis C du véhicule par deux paliers 11. [0022] La barre anti-dévers 9 est reliée aux deux amortisseurs 1 respectivement par deux biellettes rigides 12, les extrémités de chaque biellette 12 étant reliées respectivement par des articulations à rotules 13 à l'extrémité correspondante de la barre anti-dévers 9 et au corps d'amortisseur correspondant 2. 25 [0023] Selon l'invention, chaque biellette 12 est reliée au corps d'amortisseur 2 par l'intermédiaire d'un ensemble formant vérin hydropneumatique 14. [0024] Chaque ensemble formant vérin hydropneumatique 14 comprend un cylindre de vérin 15 solidaire du corps d'amortisseur 2 concentriquement à ce dernier en définissant une chambre annulaire 16 remplie d'un fluide hydraulique (huile). 3047444 5 [0025] L'ensemble formant vérin hydropneumatique 14 comprend en outre une jupe cylindrique 17 montée à coulissement guidé dans la chambre annulaire 16 du cylindre de vérin 15 concentriquement au corps d'amortisseur 2. [0026] La jupe cylindrique 17 comprend une patte 18 dénommée patte drapeau, qui est 5 solidaire de la partie supérieure de la jupe cylindrique 17 en faisant saillie radialement de celle-ci vers l'axe longitudinal du véhicule. L'extrémité de la biellette correspondante 12 est reliée de manière articulée par la rotule 13 à l'extrémité de la patte radiale 18. Cette dernière est fixée à la jupe cylindrique 17 en affleurement avec le bord supérieur de la jupe. 10 [0027] L'ensemble formant vérin hydropneumatique 14 comprend également un réservoir hydropneumatique 19 dans lequel est monté flottant un piston 20, qui divise de manière étanche le réservoir en deux chambres supérieure 21 et inférieure 22. [0028] La chambre supérieure 21 du réservoir hydropneumatique 19 est en communication de fluide avec la chambre annulaire 16 du cylindre de vérin 15 par 15 l'intermédiaire d'une conduite 23. La conduite 23 débouche par l'une de ses extrémités dans la chambre annulaire 16 au voisinage du fond du cylindre de vérin 15 et par son extrémité opposée dans la chambre supérieure 21 du réservoir hydropneumatique 19. Plus précisément, l'extrémité de la conduite 23 débouchant dans la chambre supérieure 21 du réservoir hydropneumatique 19 est raccordée à un canal interne 24 réalisé dans la 20 paroi supérieure 19a du réservoir 19, lequel canal 24 communique dans la chambre supérieure 21 par l'intermédiaire de deux tronçons de canaux parallèles 25, 26 débouchant dans cette chambre. [0029] La chambre inférieure 22 du réservoir hydropneumatique 19 est remplie d'un gaz sous pression compressible, tel que de l'air ou de l'azote. 25 [0030] Une bille 27 formant clapet anti-retour du fluide hydraulique de la chambre annulaire 16 vers la chambre supérieure 21 est logée dans le tronçon de canal 25. Par contre, la bille 27 autorise le passage de fluide hydraulique de la chambre 21 vers la chambre annulaire 16 au travers du tronçon de canal 25 et de la conduite 23. [0031] L'ensemble formant vérin hydropneumatique 14 comprend enfin une électrovanne 30 28 à pointeau mobile 29 pouvant être commandé entre une position de fermeture ou d'obturation du canal 24 et du tronçon de canal 26 pour empêcher le passage de fluide 3047444 6 hydraulique de la chambre annulaire 16 du cylindre de vérin 15 dans la chambre supérieure 21 du réservoir 19 et une position dégagée du canal 24 et du tronçon de canal 26 permettant la circulation du fluide hydraulique de la chambre annulaire 16 dans la chambre supérieure 21 du réservoir 19. 5 [0032] L'électrovanne 28 est connue en soi comme comportant un électro-aimant et un ressort de rappel du pointeau 29 à sa position d'obturation du canal interne 24 et dont la bobine, lorsque alimentée en courant, déplace le pointeau 29 à l'encontre de la force de rappel du ressort à la position désengagée du canal interne 24. [0033] L'électrovanne 28 peut être pilotée suivant une loi de commande d'un calculateur 10 embarqué au véhicule pour configurer deux situations de conduite du véhicule, l'une dite de sport, dans laquelle la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers 9 est activée pour limiter le roulis du véhicule en virage et à laquelle le pointeau 29 de l'électrovanne 28 bloque la communication de fluide entre la chambre réservoir annulaire 16 du cylindre de vérin 15 et la chambre supérieure 21 du réservoir 19 et l'autre dite confort, dans laquelle la 15 fonction anti-dévers de la barre anti-dévers 4 est désactivée et à laquelle le pointeau 29 de l'électrovanne 28 libère la communication de fluide entre la chambre annulaire 16 et la chambre supérieure 21 du réservoir 19. Cette loi de commande peut intégrer en temps réel les données d'une caméra embarquée au véhicule pour détecter l'arrivée d'un virage et configurer le système de suspension en fonction anti-dévers de la barre anti-dévers 9 20 ou détecter la circulation du véhicule sur une route rectiligne pour désactiver la fonction anti-dévers. [0034] En variante, l'électrovanne 28 peut être commandée par un commutateur présent dans l'habitacle du véhicule et relié en série à la bobine de l'électro-aimant de l'électrovanne 28 pour permettre au conducteur de commander l'électro-aimant de 25 manière que le pointeau 29 occupe la position d'obturation de la communication de fluide entre la chambre annulaire 16 et la chambre supérieure 21 du réservoir 19 ou la position libérant cette communication de fluide pour configurer le système de suspension en fonction anti-dévers ou en fonction de désactivation de l'anti-dévers. [0035] Le réservoir hydropneumatique 19 et l'électrovanne 28 solidaire du réservoir 30 peuvent être fixés au châssis C du véhicule à proximité du cylindre de vérin 15. [0036] Le fonctionnement du système de suspension ressort déjà en grande partie de la description qui précède et va être maintenant expliqué. 3047444 7 [0037] Les figures 1 et 2 représentent le système de suspension dans une configuration suivant laquelle la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers 9 est activée lorsque le véhicule aborde un virage. A cette configuration, la jupe cylindrique 17 occupe une position haute relativement au cylindre de vérin 15 à laquelle la patte radiale 18 et le bord 5 supérieur de la jupe cylindrique 17 sont adjacents et en-dessous de la coupelle 7 d'appui du ressort de suspension 6 et le pointeau 29 de l'électrovanne 28 obture la communication de fluide entre la chambre annulaire 16 du cylindre de vérin 15 et la chambre supérieure 21 du réservoir hydropneumatique 19, dont le piston 20 occupe sa position haute dans ce réservoir. Ainsi, la jupe cylindrique 17 est bloquée ou verrouillée à sa position haute non 10 seulement par le pointeau 29 mais également par la bille 27 empêchant le passage de fluide hydraulique de la chambre annulaire 16 dans la chambre supérieure 21 du réservoir 19. De la sorte, l'ensemble formant vérin hydropneumatique 14 est neutralisé pour permettre à la barre anti-dévers d'assurer sa fonction anti-dévers lorsque le véhicule se déplace dans un virage. 15 [0038] Si des capteurs, non représentés, du véhicule ne détectent pas de mouvement vertical des roues 4 du véhicule, alors le calculateur embarqué du véhicule en déduit que ce véhicule circule en ligne droite sur une route plane. Dans ces conditions, le calculateur, par la loi de commande intégrée dans celui-ci, pilote l'électrovanne 28 de manière que le pointeau 29 soit amené à sa position désengagée du canal interne 24 de communication 20 de fluide entre la chambre annulaire 16 du cylindre de vérin 15 et la chambre supérieure 21 du réservoir 19 comme représenté en figure 3, désactivant la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers 9. [0039] Dans ces conditions, lorsque le véhicule se déplace en ligne droite sur une route bosselée, la jupe cylindrique 17 va coulisser dans le cylindre de vérin 15 vers le fond de 25 celui-ci à l'opposé de la coupelle 7 comme représenté aux figures 4 et 5 et pendant ce déplacement de la jupe cylindrique 17, le fluide hydraulique circule de la chambre annulaire 16 dans la chambre supérieure 21 du réservoir hydropneumatique 19 au travers de la conduite 23, du canal interne 24 et du tronçon de canal 26 en provoquant le déplacement du piston 20 vers le fond du réservoir 19 avec compression du gaz présent 30 dans la chambre 22 de ce réservoir, compensant de la sorte le volume de la jupe cylindrique 17. Ainsi, la patte 18 de la jupe cylindrique 17 peut se déplacer suivant la raideur du ressort pneumatique formé par le piston 20 comprimant le gaz présent dans la chambre 22 du réservoir 19 afin d'inactiver la barre anti-dévers 9. 3047444 8 [0040] La désactivation de la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers peut être commandée par le conducteur du véhicule à partir du commutateur présent dans l'habitacle du véhicule, par exemple au tableau de bord de celui-ci. [0041] Lorsque le véhicule doit aborder à nouveau un virage, l'électrovanne 28 est 5 pilotée, soit manuellement, soit par le calculateur suivant la loi de commande, pour amener le pointeau 29 à sa position d'obturation de la communication de fluide entre la chambre annulaire 16 du cylindre de vérin 15 et la chambre supérieure 21 du réservoir 19 comme représenté en figure 6 où la jupe cylindrique 17 occupe sa position basse dans le cylindre de vérin 15. Le gaz comprimé dans la chambre 22 du réservoir 19 exerce sur le 10 piston 20 une force de rappel du piston vers la paroi supérieure 19a du réservoir 19 pour déplacer le fluide hydraulique de la chambre supérieure 21 dans la chambre annulaire 16 du cylindre du vérin 15 au travers du tronçon de canal interne 25 et de la bille 27 pour déplacer la jupe cylindrique 17 jusqu'à sa position haute juste en-dessous de la coupelle 7 d'appui du ressort de suspension 6 comme représenté aux figures 7 et 8 de manière à 15 verrouiller ou bloquer l'ensemble à jupe cylindrique 17 et patte radiale 18 relativement au cylindre de vérin 15 et permettre au véhicule de se déplacer dans le virage avec la barre anti-dévers 9 accomplissant sa fonction anti-dévers ou d'antiroulis du véhicule. Ce blocage est réalisé par la bille anti-retour 27. [0042] En résumé, le comportement de la barre anti-dévers 9 est automatiquement ou 20 manuellement sélectionné en fonction des situations de conduite du véhicule. En abordant un virage, le calculateur ou le conducteur commande l'électrovanne 28 à sa position de blocage de la jupe cylindrique 17 et de patte radiale 18 pour activer la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers 9 et limiter le roulis du véhicule lorsqu'il se déplace dans le virage. Lorsque le véhicule se déplace en ligne droite sur une route, le calculateur ou le 25 conducteur commande l'électrovanne 28 pour permettre le déplacement de la jupe cylindrique 17 et de la patte radiale 18 relativement au cylindre du vérin 15, ajoutant une certaine souplesse telle que la fonction anti-dévers de la barre antiroulis 9 est désactivée et n'agit pas lorsque le véhicule se déplace sur la route bosselée, améliorant de la sorte le confort de conduite du véhicule. 30 [0043] Le système de suspension de l'invention tel que décrit précédemment est d'une structure relativement simple, ne nécessite pas de revoir la conception des essieux pour intégrer les composants de l'ensemble formant vérin hydropneumatique de ce système. En outre, l'ensemble formant vérin hydropneumatique est peu encombrant notamment en 3047444 9 ce qui concerne l'intégration du cylindre de vérin 15 et de la jupe cylindrique 17 concentriquement au corps d'amortisseur correspondant 2. Enfin, le système de suspension pourvu de l'ensemble formant vérin hydropneumatique de l'invention est relativement peu coûteux. 5 REVENDICATIONS1. Système de suspension d'un véhicule, notamment automobile, comprenant deux amortisseurs (1), une barre anti-dévers (9) solidaire du châssis (C) du véhicule et reliée aux amortisseurs (1) respectivement par deux biellettes (12), les extrémités de chaque biellette (12) étant reliées respectivement par des articulations à rotules (13) à la barre anti-dévers (9) et au corps (2) de l'amortisseur correspondant (1), caractérisé en ce que chaque biellette (12) est reliée au corps (2) de l'amortisseur (1) par l'intermédiaire d'un ensemble formant vérin hydropneumatique (14) comprenant un cylindre de vérin (15) solidaire du corps (2) de l'amortisseur (1) concentriquement à ce dernier et rempli d'un fluide hydraulique, une jupe cylindrique (17) à laquelle est reliée l'extrémité articulée de la biellette (12) et montée à coulissement dans le cylindre de vérin (15) concentriquement au corps (2) de l'amortisseur (1), un réservoir hydropneumatique (19) à piston (20) divisant le réservoir (19) en deux chambres respectivement supérieure (21) en communication de fluide avec le cylindre de vérin (15) et inférieure (22) contenant du gaz sous pression compressible, et une électrovanne (28) pouvant être commandée entre une position de fermeture de la communication de fluide entre le cylindre de vérin (15) et la chambre supérieure (21) du réservoir hydropneumatique (19) à laquelle la jupe cylindrique (17) est bloquée relativement au cylindre de vérin (15) pour assurer la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers (9) et une position de libération de la communication de fluide entre le cylindre de vérin (15) et la chambre supérieure (21) du réservoir hydropneumatique (19) à laquelle la jupe cylindrique (17) peut coulisser dans le cylindre de vérin (15) en comprimant par le piston (20) le gaz dans la chambre inférieure (22) du réservoir hydropneumatique (19) pour désactiver la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers (9). 2. Système de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque biellette (12) est reliée articulée à une patte radiale (18) solidaire de la jupe cylindrique correspondante (17) en partie supérieure de cette dernière et la jupe cylindrique (17) est bloquée en position haute relativement au cylindre de vérin (15) en configuration antidévers de la barre anti-dévers (9) de manière que la patte radiale (18) soit adjacente et en-dessous d'une coupelle d'appui (7) d'un ressort hélicoïdal de suspension (6) concentrique au corps (2) de l'amortisseur (1). 3. Système de suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un clapet anti-retour (27) est logé dans un passage (25) débouchant dans la chambre supérieure (21) du réservoir hydropneumatique (19) et communiquant avec le cylindre de vérin (15) 3047444 11 pour autoriser la circulation de fluide hydraulique de cette chambre vers le cylindre de vérin (15) lors d'une remontée du piston (20) dans le réservoir hydropneumatique (19) provoquant la remontée de la jupe cylindrique(17) relativement au cylindre de vérin (15). 4. Système de suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 5 l'électrovanne (28) est du type à pointeau (29) à déplacement commandé entre les deux positions de fermeture et de libération de la communication de fluide entre le cylindre de vérin (15) et la chambre supérieure (21) du réservoir hydropneumatique (19). 5. Système de suspension selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'électrovanne (28) est pilotée manuellement ou selon une loi de commande d'un 10 calculateur de manière à assurer la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers (9) lorsque le véhicule aborde un virage ou désactiver la fonction anti-dévers de la barre anti-dévers (9) lorsque le véhicule se déplace en ligne droite. 6. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprenant un système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 15 7. Véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de suspension est installé sur le train avant du véhicule.