Brevet FR3120016A1 — publié le 20220826

L’invention concerne un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, comprenant - un vérin délimitant une chambre de détente (C1) et une chambre de compression (C2) ; - des chambres de compensation (S1, S2) correspondantes, - un circuit de fluide (Ci) correspondant incluant des augmentateurs inertiels correspondant (IS1, IS2), et un augmentateur inertiel principal (IP) dans une branche parallèle (Bip), caractérisé en ce que le circuit de fluide (Ci) comprend en outre au moins une deuxième branche parallèle (Bs1, Bs2) connectée à une troisième chambre de compensation (S3) associée à au moins un moyen de réduction de débit (R1, R2) et/ou au moins un moyen d’orientation de flux (Cl2, Cl3) dans un sens de vidage de troisième chambre de compensation (S3). L’invention concerne également une méthode de mise en œuvre de suspension inertielle hydraulique correspondante, ainsi qu’un amortisseur et un véhicule comprenant un tel dispositif de suspension inertielle hydraulique. Figure 4 DISPOSITIF DE SUSPENSION INERTIELLE HYDRAULIQUE, METHODE, AMORTISSEUR ET VEHICULE SUR LA BASE D’UN TEL DISPOSITIF L’invention se rapporte au domaine des dispositifs et systèmes de suspension inertielle hydraulique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules automobiles. Il s’agit plus particulièrement de systèmes de suspension verticale des véhicules permettant une amélioration du confort de suspension. Dans ce domaine, des dispositifs de suspension inertielle hydraulique utilisent un fluide pour créer une inertie à la place d’un amortisseur conventionnel. Malheureusement, sur certains obstacles à front raide, il peut y avoir une cavitation dans le circuit. Pour limiter ce risque, il est possible d’augmenter la pression statique du circuit mais cela génère plus de frottement en particulier dans le vérin. Or, ces frottements diminuent l’efficacité du système en particulier pour la prestation en confort vibratoire du véhicule. Cet inconvénient est observé en détente dans certaines architectures. Ainsi, un objectif de l’invention est de proposer une nouvelle architecture de dispositif de suspension hydraulique permettant de limiter à la fois le risque de cavitation dans le circuit, et aussi les frottements dans le vérin, en particulier spécifiquement en détente. Pour atteindre cet objectif l’invention propose un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, le dispositif comprenant - un vérin comportant un corps et un piston délimitant une chambre de détente et une chambre de compression ; - une chambre de compensation de détente en regard de la chambre de détente, - une chambre de compensation de compression en regard de la chambre de compression, - un circuit de fluide comprenant une branche de détente mettant en communication fluidique la chambre de détente avec la chambre de compensation de détente ; et une branche de compression mettant en communication fluidique la chambre de compression avec la chambre de compensation de compression, la branche de détente comprenant un augmentateur inertiel de détente, et la branche de compression comprenant un augmentateur inertiel de compression, le circuit de fluide comprenant en outre une première branche parallèle connectant la branche de détente à la branche de compression, la première branche parallèle comprenant un augmentateur inertiel principal. Selon un premier aspect, le circuit de fluide comprend en outre au moins une deuxième branche parallèle connectant la branche de détente à la branche de compression, ladite deuxième branche parallèle étant connectée à une chambre de compensation parallèle associée à au moins un moyen de réduction de débit et/ou au moins un moyen d’orientation de flux pour orienter dans un sens de vidage de la chambre de compensation parallèle. Avantageusement, l’invention permet de limiter l’augmentation de la pression en intégrant une troisième sphère d’accumulation permettant de réalimenter les chambres du vérin. Ainsi, le volume de fluide présent dans les chambres du vérin est toujours égal au volume de la chambre. La cavitation est alors évitée. En outre, ledit moyen de réduction de débit permet d’activer ou de désactiver les branches de compression et de détente au dessus d’un seuil de fréquence de vibrations du dispositif. Selon d’autres aspects pris isolément, ou combinés selon toutes les combinaisons techniquement réalisables : - le circuit de fluide comprend une deuxième branche parallèle comprenant ledit moyen de réduction de débit, et une troisième branche parallèle comprenant ledit moyen d’orientation de flux, lesdites branches parallèles étant reliées à la chambre de compensation parallèle par une branche perpendiculaire ; et/ou - ledit moyen de réduction de débit est configuré pour autoriser le passage de fluide à des fréquences de vibration de dispositif supérieures à environ 20 Hz ; et/ou - ledit moyen d’orientation de flux comprend un clapet anti-retour ; et/ou - les chambres de compensation sont des sphères de compensation ; et/ou - le fluide du circuit de fluide comprend de l’huile de suspension ; et/ou - le fluide du circuit de fluide comprend du glycol. L’invention porte en outre sur une méthode de mise en œuvre de suspension inertielle hydraulique pour un dispositif de suspension inertielle hydraulique comprenant - un vérin comportant un corps et un piston délimitant une chambre de détente et une chambre de compression ; - une chambre de compensation de détente en regard de la chambre de détente, - une chambre de compensation de compression en regard de la chambre de compression, - un circuit de fluide comprenant une branche de détente mettant en communication fluidique la chambre de détente avec la chambre de compensation de détente ; et une branche de compression mettant en communication fluidique la chambre de compression avec la chambre de compensation de compression, la branche de détente comprenant un augmentateur inertiel de détente, et la branche de compression comprenant un augmentateur inertiel de compression, le circuit de fluide comprenant en outre une première branche parallèle connectant la branche de détente à la branche de compression, la première branche parallèle comprenant un augmentateur inertiel principal, le procédé comprenant - une étape d’attaque dans laquelle la chambre de compression se vide et la chambre de détente se remplit, - une étape de détente dans laquelle lorsque la chambre de compression se remplit et la chambre de détente se vide, et étant caractérisé par - si les fréquences de vibrations du dispositif sont supérieures ou égales à un seuil, de préférence d’environ 20Hz, une sous-étape de dérivation de flux vers au moins une deuxième branche parallèle étant connectée à une chambre de compensation parallèle. L’invention concerne en outre un amortisseur pour véhicule, comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’invention. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles : - illustre schématiquement un dispositif de suspension inertielle selon une variante préférée de l’invention en attaque avec des vibrations de fréquence inférieure à 20Hz ; - illustre le dispositif de suspension inertielle de la figure précédente en attaque avec des vibrations de fréquence supérieure ou égale à 20Hz ; - illustre le dispositif de suspension inertielle de la figure précédente en détente avec des vibrations fréquence inférieure à 20Hz ; et - illustre le dispositif de suspension inertielle de la figure précédente en détente avec des vibrations de fréquence supérieure ou égale à 20Hz. L’invention concerne un dispositif de suspension inertielle hydraulique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules automobiles. Le dispositif de suspension inertielle comprend un vérin comportant un corps et un piston P. Le corps et le piston P délimitent une chambre de détente C1 et une chambre de compression C2. Dans la variante illustrée, la chambre de détente C1 est disposée au dessus de la chambre de compression C2. La tige de piston s’étend dans la chambre de détente C1. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre une chambre de compensation de détente S1 en regard de la chambre de détente C1. En particulier, la chambre de compensation de détente S1 comprend une sphère de compensation. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre une chambre de compensation de compression S2 en regard de la chambre de compression C2. En particulier, la chambre de compensation de compression S2 comprend une sphère de compensation. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre un circuit de fluide Ci comprenant un fluide amortisseur se déplaçant entre les chambres. Le fluide amortisseur peut comprendre de l’huile de suspension, telle que celle du type « LDS » (Liquide de Direction et Suspension) comme certains démonstrateurs de la demanderesse. Le fluide amortisseur peut aussi comprendre du glycol plus dense et donc aussi plus efficace, avec l’avantage supplémentaire de réduire les pertes de charge par sa caractéristique de viscosité réduite. Le circuit de fluide Ci comprend une branche de détente Bd et une branche de compression Bc. La branche de détente Bd met en communication fluidique la chambre de détente C1 avec la chambre de compensation de détente S1. En outre, la branche de compression Bc met en communication fluidique la chambre de compression C2 avec la chambre de compensation de compression S2. Par ailleurs, la branche de détente Bd comprend un augmentateur inertiel de détente IS1, et la branche de compression comprenant un augmentateur inertiel de compression IS2. Les augmentateurs inertiels IS1, IS2 prennent par exemple la forme d'une colonne de fluide. De préférence, les inerties des augmentateurs inertiels de détente IS1, et de compression IS2 sont identiques. Le circuit de fluide Ci comprend en outre une première branche parallèle Bip connectant la branche de détente Bc à la branche de compression Bc. La première branche parallèle Bip comprend un augmentateur inertiel principal IP. De préférence, l’inertie de l’augmentateur inertiel principal IP est différente des inerties des augmentateurs inertiels de détente IS1, et de compression IS2. Par exemple, la colonne de fluide de l’augmentateur inertiel principal IP est plus courte que celles des augmentateurs inertiels de détente IS1, et de compression IS2. Selon un aspect de l’invention, le circuit de fluide Ci comprend en outre au moins une deuxième branche parallèle Bs1, Bs2 connectant la branche de détente Bd à la branche de compression Bc. En outre, ladite deuxième branche parallèle Bs1, Bs2 est connectée à une chambre de compensation parallèle S3. Il s’agit en particulier d’une troisième sphère de compensation. La chambre de compensation parallèle S3 est associée à au moins un moyen de réduction de débit R1, R2. Alternativement ou de préférence en combinaison, la chambre de compensation parallèle S3 est associée à au moins un moyen d’orientation de flux Cl2, Cl3 pour orienter dans un sens de vidage de la chambre de compensation parallèle S3. Avantageusement, l’invention permet de limiter l’augmentation de la pression en intégrant une troisième sphère d’accumulation S3 permettant de réalimenter les chambres C1, C2 du vérin. Ainsi, le volume de fluide présent dans les chambres C1, C2 du vérin est toujours égal au volume dans les chambres de compensation S1, S2, S3. La cavitation est alors évitée. En outre, ledit moyen de réduction de débit R1, R2 permet d’activer ou de désactiver les branches de compression Bc et de détente Bd au dessus d’un seuil de fréquence de vibrations du dispositif détaillé plus bas. L’invention est particulièrement avantageuse car la cavitation aurait aussi pu être limitée en augmentant la pression de service mais cela augmenterait le frottement entre le piston et le cylindre. L’invention permet de limiter l’augmentation de la pression en intégrant une troisième sphère d’accumulation S3 permettant de réalimenter les chambres du vérin C1, C2. Cela permet de réduire les frottements dans le système. En particulier, le circuit de fluide Ci comprend une deuxième branche parallèle Bs1, et une troisième branche parallèle Bs2. La deuxième branche parallèle Bs1 comprend ledit moyen de réduction de débit R1, R2. En outre, la troisième branche parallèle Bs2 comprend ledit moyen d’orientation de flux Cl2, Cl3. Les deuxième Bs1 et troisième Bs2 branches parallèles sont en parallèle de la première branche parallèle Bip et court-circuitent l’augmentateur inertiel principal IP. Les deuxième Bs1 et troisième Bs2 branches parallèles sont reliées à la chambre de compensation parallèle S3 par une branche perpendiculaire Bp. La branche perpendiculaire Bp forme une dérivation sur les deuxième Bs1 et troisième Bs2 branches parallèles. En particulier, la deuxième branche parallèle Bs1 comprend deux réducteurs de débit R1, R2 de part et d’autre de la dérivation de la branche perpendiculaire Bp. Il s’agit par exemple d’étrangleurs. Ledit moyen de réduction de débit est configuré pour limiter le passage de fluide en fonction d’un seuil de fréquence des vibrations du véhicule. En particulier, ledit moyen de réduction de débit R1, R2 est configuré pour autoriser le passage de fluide à des fréquences de vibration de dispositif supérieures à environ 20 Hz. Par ailleurs, la troisième branche parallèle Bs2 comprend deux clapets anti-retour Cl2, Cl3 de part et d’autre de la dérivation de la branche perpendiculaire Bp. Les clapets anti-retour Cl2, Cl3 sont disposés de sorte à autoriser un flux sortant et pas un flux entrant. Cela peut être illustré par les figures 2 et 4. L’invention concerne en outre une méthode de mise en œuvre de suspension inertielle hydraulique pour un dispositif de suspension inertielle hydraulique ayant une structure telle que décrite précédemment. Le procédé comprend une étape d’attaque dans laquelle la chambre de compression C2 du vérin est en compression et se vide, et la chambre de détente C1 est en décompression et se remplit. Lors de l’étape d’attaque, si les fréquences des vibrations du dispositif sont supérieures ou égales à un seuil, de préférence d’environ 20Hz, alors le procédé comprend une sous-étape de dérivation de flux vers au moins une deuxième branche parallèle Bs1, Bs2, Bp connectée à une chambre de compensation parallèle S3. Il s’agit en particulier des deuxième Bs1 et troisième Bs2 branches parallèles et de la chambre de compensation parallèle S3 décrites précédemment. Cela peut être illustré par la . Par contre, si les fréquences des vibrations du dispositif sont inférieures à un ou de préférence audit seuil, alors le procédé ne comprend pas ladite sous-étape de dérivation de flux. En particulier, la deuxième branche parallèle Bs1 connectée à la troisième sphère S3 est désactivée par la calibration des réducteurs de débit R1, R2. En outre, la troisième branche parallèle Bs2 connectée à la troisième sphère S3 est désactivée par l’orientation des clapets Cl2, Cl3. Cela peut être illustré par la . Ainsi, la configuration des réducteurs de flux R1, R2 permet de discriminer les flux correspondant aux vibrations supérieures ou inférieurs au seuil choisi. En conséquence, on peut distinguer deux plages de fréquences différentes offrant deux fonctionnements distincts. De 0 Hz au seuil, ici à 20Hz : l’inertie est la somme des inerties des augmentateurs inertiels IP, IS1 IS2. Ainsi, le fluide D pénètre dans les conduites inertielles Bc, Bd. Le système réagit alors comme une suspension inertielle classique. Cela peut être illustré par la . A partir dudit seuil, ici de 20Hz, le fluide passe plus facilement à la troisième sphère d’accumulation S3. Les conduites inertielles Bc, Bd sont désactivées. Cela peut être illustré par la . Cette phase de fonctionnement permet d’améliorer le comportement de la voiture lors d’un rebond de roue. Le procédé comprend en outre une étape de détente dans laquelle la chambre de compression C2 du vérin est en décompression et se remplit, et la chambre de détente C1 est en compression et se vide. Pendant cette étape, on a un fort risque de cavitation. Le volume de la chambre C2 alimentée est supérieur au volume de la chambre C1 vidée (présence de la tige du vérin dans la chambre supérieure C1). Lors de l’étape de détente, si les fréquences des vibrations du dispositif sont supérieures ou égales à un ou de préférence audit seuil, alors le procédé comprend une sous-étape de dérivation de flux vers ladite au moins une deuxième branche parallèle Bs1, Bs2, Bp connectée à ladite chambre de compensation parallèle S3. Cela peut être illustré par la . Par contre, si les fréquences des vibrations du dispositif sont inférieures à un ou de préférence audit seuil, alors le procédé ne comprend pas ladite sous-étape de dérivation de flux. Cela peut être illustré par la . Ainsi, le risque de cavitation est compensé par les sphères d’accumulation S1, S2 et S3 qui permettent de fournir le volume nécessaire à l’alimentation de chacune des chambres en toute circonstance. La sphère d’accumulation S3 assure également le lissage du courant tout au long du fonctionnement. Ainsi, la quantité de fluide circulant dans le circuit est constante tout au long du mouvement. Comme pour le fonctionnement en attaque, on distingue deux plages de fréquences différentes qui offrent deux comportements distincts : De 0 Hz au seuil, ici à 20Hz, le fluide D pénètre dans les conduites inertielles Bd, Bc. La dérivation de l’augmentateur inertiel IP implique une séparation du flux en deux parties D1, D2.Cela peut être illustré par la . Le système réagit alors comme une suspension inertielle classique. A partir dudit seuil, ici de 20Hz, le fluide passe plus facilement à la troisième sphère d’accumulation S3. Les conduites inertielles Bd, Bc sont désactivées. Cela peut être illustré par la . Cette phase de fonctionnement permet d’améliorer le comportement de la voiture lors d’un rebond de roue. De plus, l’activation de la troisième sphère d’accumulation S3 permet d’annuler le phénomène de cavitation. La troisième sphère de compensation S3 permet, à haute fréquence (au seuil de 20 Hz par exemple) et faible amplitude, de ne pas faire circuler le fluide dans les augmentateurs inertiels IS1, IS2, IP mais plutôt à travers des restrictions. Ceci permet de générer peu d’effort dans la suspension et d’améliorer le confort vibratoire au-delà dudit seuil. L’invention porte également sur un amortisseur pour véhicule, comprenant un dispositif de suspension inertielle tel que décrit précédemment. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule comprenant un dispositif de suspension inertielle tel que décrit précédemment. Il s’agit en particulier d’un véhicule automobile. Dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, le dispositif comprenant - un vérin comportant un corps et un piston (P) délimitant une chambre de détente (C1) et une chambre de compression (C2) ; - une chambre de compensation de détente (S1) en regard de la chambre de détente (C1), - une chambre de compensation de compression (S2) en regard de la chambre de compression (C2), - un circuit de fluide (Ci) comprenant une branche de détente (Bd) mettant en communication fluidique la chambre de détente (C1) avec la chambre de compensation de détente (S1) ; et une branche de compression (Bc) mettant en communication fluidique la chambre de compression (C2) avec la chambre de compensation de compression (S2), la branche de détente (Bd) comprenant un augmentateur inertiel de détente (IS1), et la branche de compression (Bc) comprenant un augmentateur inertiel de compression (IS2), le circuit de fluide (Ci) comprenant en outre une première branche parallèle (Bip) connectant la branche de détente (Bd) à la branche de compression (Bc), la première branche parallèle (Bip) comprenant un augmentateur inertiel principal (IP), caractérisé en ce que le circuit de fluide (Ci) comprend en outre au moins une deuxième branche parallèle (Bs1, Bs2) connectant la branche de détente (Bd) à la branche de compression (Bc), ladite deuxième branche parallèle (Bs1, Bs2) étant connectée à une chambre de compensation parallèle (S3) associée à au moins un moyen de réduction de débit (R1, R2) et/ou au moins un moyen d’orientation de flux (Cl2, Cl3) pour orienter dans un sens de vidage de la chambre de compensation parallèle (S3). Dispositif de suspension inertielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de fluide (Ci) comprend une deuxième branche parallèle (Bs1) comprenant ledit moyen de réduction de débit (R1, R2), et une troisième branche parallèle (Bs2) comprenant ledit moyen d’orientation de flux (Cl2, Cl3), lesdites branches parallèles étant reliées à la chambre de compensation parallèle (S3) par une branche perpendiculaire (Bp). Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ledit moyen de réduction de débit (R1, R2) est configuré pour autoriser le passage de fluide à des fréquences de vibration de dispositif supérieures à environ 20 Hz. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit moyen d’orientation de flux comprend un clapet anti-retour (Cl2, Cl3). Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les chambres de compensation (S2, S2, S3) sont des sphères de compensation. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fluide du circuit de fluide (Ci) comprend de l’huile de suspension. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fluide du circuit de fluide (Ci) comprend du glycol. Méthode de mise en œuvre de suspension inertielle hydraulique pour un dispositif de suspension inertielle hydraulique comprenant - un vérin comportant un corps et un piston (P) délimitant une chambre de détente (C1) et une chambre de compression (C2) ; - une chambre de compensation de détente (S1) en regard de la chambre de détente (C1), - une chambre de compensation de compression (S2) en regard de la chambre de compression (C2), - un circuit de fluide (Ci) comprenant une branche de détente (Bd) mettant en communication fluidique la chambre de détente (C1) avec la chambre de compensation de détente (S1) ; et une branche de compression (Bc) mettant en communication fluidique la chambre de compression (C2) avec la chambre de compensation de compression (S2), la branche de détente (Bd) comprenant un augmentateur inertiel de détente (IS1), et la branche de compression (Bc) comprenant un augmentateur inertiel de compression (IS2), le circuit de fluide (Ci) comprenant en outre une première branche parallèle (Bip) connectant la branche de détente (Bd) à la branche de compression (Bc), la première branche parallèle (Bip) comprenant un augmentateur inertiel principal (IP), le procédé comprenant - une étape d’attaque dans laquelle la chambre de compression (C2) se vide et la chambre de détente (C1) se remplit, - une étape de détente dans laquelle lorsque la chambre de compression (C2) se remplit et la chambre de détente (C1) se vide, et étant caractérisé par - si les fréquences de vibrations du dispositif sont supérieures ou égales à un seuil, de préférence d’environ 20Hz, une sous-étape de dérivation de flux vers au moins une deuxième branche parallèle (Bs1, Bs2, Bp) étant connectée à une chambre de compensation parallèle (S3). Amortisseur pour véhicule, comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Véhicule comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.