Brevet FR3120818A1 — publié le 20220923

L’invention concerne un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, comprenant un vérin comportant un corps et un piston (P) délimitant une chambre de détente (C1) et une chambre de compression (C2), la première étant connectée à une chambre de compensation (S1) par une branche de détente (Bd). Le dispositif comprenant une branche de compression (Bc) connectée à une dérivation de la branche de détente (Bd). La branche de compression comprend deux augmentateurs inertiels (IP1, IP2), avec un court-circuit hydraulique (Bp) du deuxième augmentateur inertiel (IP2), activé en attaque en particulier au moyen d’un clapet anti-retour (Cl1). 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. Fig. 2 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 frottements 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 en regard de la chambre de détente, - un circuit de fluide comprenant une branche de détente mettant en communication fluidique la chambre de détente avec la chambre de compensation, et une branche de compression mettant en communication fluidique la chambre de compression avec la chambre de compensation via une dérivation de la branche de détente en amont de chambre de compensation, la branche de compression comprenant un premier augmentateur inertiel en amont de la chambre de compensation Selon un premier aspect, la branche de compression comprend en outre au moins un deuxième augmentateur inertiel en amont du premier augmentateur inertiel, le circuit de fluide comprenant en outre un court-circuit hydraulique du deuxième augmentateur inertiel, activé en attaque. Avantageusement, l’invention permet de limiter l’augmentation de la pression en intégrant un court-circuit activé en attaque, permettant de réduire l’inertie dans le mouvement de détente en l’occurrence. Selon d’autres aspects pris isolément, ou combinés selon toutes les combinaisons techniquement réalisables : - le court-circuit hydraulique est activé à des fréquences supérieures ou égales à 20 Hz ; et/ou - le court-circuit hydraulique est activé au moyen d’un clapet anti-retour orienté pour court-circuiter le deuxième augmentateur inertiel en attaque ; et/ou - la chambre de compensation est une sphère 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 en regard de la chambre de détente, - un circuit de fluide comprenant une branche de détente mettant en communication fluidique la chambre de détente avec la chambre de compensation, et une branche de compression mettant en communication fluidique la chambre de compression avec la chambre de compensation via une dérivation de la branche de détente en amont de chambre de compensation, la branche de compression comprenant un premier augmentateur inertiel en amont de la chambre de compensation, la branche de compression comprenant en outre au moins un deuxième augmentateur inertiel en amont du premier augmentateur inertiel , la méthode comprenant - une étape de détente dans laquelle la chambre de compression se remplit et la chambre de détente se vide, - une étape d’attaque dans laquelle la chambre de compression se vide et la chambre de détente se remplit, et étant caractérisé par - si les fréquences de vibrations du dispositif sont supérieures ou égales à un seuil en attaque, de préférence d’environ 20Hz, une sous-étape de déviation de flux de sorte à court-circuiter le deuxième augmentateur inertiel . 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 ; et - illustre le dispositif de suspension inertielle des figures précédentes en détente. 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 S1 en regard de la chambre de détente C1. En particulier, la chambre de compensation S1 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). 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 S1. En outre, la branche de compression Bc met en communication fluidique la chambre de compression C2 avec la chambre de compensation S1. A cet effet, une première dérivation d1 est prévue sur la branche de détente Bd, de préférence juste avant la connexion de la branche de détente Bd à la chambre de compensation S1. On pourra parler de connexion en amont de la chambre de compensation S1. Ainsi, la branche de compression Bc est connectée à la branche de détente Bd de sorte que du fluide sortant de S1 peut aller dans la branche de détente Bd ou dans la branche de compression Bc, et inversement. Par ailleurs, la branche de compression Bc comprend un premier augmentateur inertiel IP1 en amont de la chambre de compensation S1. Selon un aspect, la branche de compression Bc comprend en outre au moins un deuxième augmentateur inertiel IP2 en amont du premier augmentateur inertiel IP1. Les augmentateurs inertiels IP1, IP2 prennent par exemple la forme d'une colonne de fluide. De préférence, les inerties des augmentateurs inertiels IP1, IP2 sont identiques. De plus, le circuit de fluide Ci comprenant en outre un court-circuit hydraulique Bp du deuxième augmentateur inertiel IP2. Dans le cadre de l’invention, le court-circuit Bp est activé en attaque. Avantageusement, l’invention permet de mettre en œuvre une inertie différente en attaque et en détente, alors que les architectures connues de suspensions inertielles hydrauliques ont des inerties symétriques. En outre, l’invention permet de limiter l’augmentation de la pression en intégrant un court-circuit Bp activé en attaque. Il en résulte une réduction de l’inertie dans le sens choisi, dans le mouvement de détente en l’occurrence. L’invention est particulièrement avantageuse car la cavitation aurait aussi pu être limitée en augmentant la pression de service mais cela augmenterait les frottements entre le piston P et le cylindre. L’invention permet de limiter l’augmentation de la pression en intégrant le court-circuit Bp susvisé. Ainsi, une deuxième dérivation d2 est prévue entre les deux augmentateurs inertiels IP1, IP2, et une troisième dérivation d3 est prévue en amont du deuxième augmentateur inertiel IP2. En particulier, le court-circuit hydraulique Bp est activé à des fréquences supérieures ou égales à un seuil de préférence d’environ 20 Hz. On pourra parler de vibrations à haute fréquence au-delà du seuil, et à basse fréquence en dessous du seuil. Pour ce faire, le court-circuit Bp comporte un clapet anti-retour Cl1 orienté pour court-circuiter le deuxième augmentateur inertiel IP2 en attaque. En particulier, le clapet anti-retour Cl1 est configuré pour laisser passer des débits correspondants à des fréquences supérieures ou égales audit seuil en attaque. En dessous de ces fréquences, le fluide est bloqué et passe en particulier par le deuxième augmentateur inertiel IP2. En détente, le clapet anti-retour Cl1 est configuré pour bloquer le passage de fluide quelle que soit la fréquence. De préférence, le circuit de fluide Ci comprend en outre une première branche parallèle Br connectant la branche de détente Bd à la branche de compression Bc. La première branche parallèle Br est montée en parallèle des augmentateurs inertiels IP1, IP2. La première branche parallèle Br comprend un réducteur de débit R pouvant être réglable. Le réducteur de débit R permet de mettre en court-circuit la chambre de compression C2 et la chambre de détente C1 en cas de vibrations à haute fréquence (calibré pour une fréquence seuil). Le réducteur de débit R est de préférence calibré en fonction du véhicule d’utilisation du dispositif. Il s’agit par exemple d’un étrangleur comme illustré dans les figures. En outre, de préférence, le circuit de fluide Ci comprend une deuxième branche parallèle Bt connectant la branche de détente Bd à la branche de compression Bc. La deuxième branche parallèle Bt est montée en parallèle de la première branche parallèle Br, en particulier entre celle-ci et les augmentateurs inertiels IP1, IP2. La deuxième branche parallèle Bt comprend une double dérivation avec de chaque côté un clapet anti-retour Cl2, Cl3 en sens opposé (tête-bêche). Les deux clapets anti-retour Cl2, Cl3 permettent de mettre en court-circuit la chambre de compression C2 et la chambre de détente C1 dans le cas de vibrations à haute fréquence afin d'éviter que ces dernières remontent vers la caisse du véhicule. 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 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. Le procédé comprend en outre 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 déviation de flux de fluide de sorte à court-circuiter le deuxième augmentateur inertiel IP2. En particulier, la dérivation de flux se fait au moyen d’un clapet anti-retour Cl1 orienté pour court-circuiter le deuxième augmentateur inertiel IP2 en attaque. Plus particulièrement, en basse fréquence (entre 0 et 20Hz), le système libère toute l’inertie possible. Le fluide passe dans les conduites inertielles principales IP1 et IP2, ce qui permet à la suspension inertielle d’amortir correctement le véhicule. Par contre, si les fréquences des vibrations du dispositif sont inférieures à un seuil ou de préférence audit seuil en attaque, alors le procédé ne comprend pas ladite sous-étape de dérivation de flux. En particulier, le fluide passe dans le deuxième inertiel IP2, étant bloqué par le clapet anti-retour Cl1 dessous du seuil. Plus particulièrement, en haute fréquence (à partir de 20Hz), l’inertie fournie par la suspension doit être réduite afin de limiter le rebond de roue. La seconde inertie principale IP2 est donc court-circuitée par la branche Bp équipée du clapet Cl1 formant soupape de décompression. De plus, pour toutes les plages de fréquence, la sphère d’accumulation S1 permet d’éviter les phénomènes de cavitation apparaissant principalement dans la chambre C1 du vérin. En outre, quelle que soit la fréquence en détente, le procédé ne comprend pas ladite sous-étape de dérivation de flux, en particulier en raison d’un blocage de flux au moyen dudit clapet anti-retour Cl1. Plus particulièrement, pendant la phase de détente, le volume de la chambre alimentée C2 est supérieur au volume de la chambre vidée C1 du fait de la présence de la tige du vérin dans la chambre supérieure C1, impliquant un fort risque de cavitation. Ce risque de cavitation est compensé par la sphère d’accumulation S1 qui permet de fournir le volume nécessaire à l’alimentation de chacune des chambres C1, C2 en toute circonstance. La sphère d’accumulation S1 assure également le lissage du courant tout au long du fonctionnement. Ainsi, la quantité de fluide circulant dans le circuit Ci est constante tout au long du mouvement. L’invention permet de repousser l’apparition de la cavitation dans la chambre de compensation S1 lors des mouvements de détente, permettant de limiter la pression statique dans le système et ainsi de réduire le frottement dans le système. 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 (S1) en regard de la chambre de détente (C1), - 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 (S1), et une branche de compression (Bc) mettant en communication fluidique la chambre de compression (C2) avec la chambre de compensation (S1) via une dérivation (d1) de la branche de détente (Bd) en amont de chambre de compensation (S1), la branche de compression (Bc) comprenant un premier augmentateur inertiel (IP1) en amont de la chambre de compensation (S1), caractérisé en ce que la branche de compression (Bc) comprend en outre au moins un deuxième augmentateur inertiel (IP2) en amont du premier augmentateur inertiel (IP1), le circuit de fluide (Ci) comprenant en outre un court-circuit hydraulique (Bp) du deuxième augmentateur inertiel (IP2), activé en attaque. Dispositif de suspension inertielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le court-circuit hydraulique (Bp) est activé à des fréquences supérieures ou égales à 20 Hz. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le court-circuit hydraulique (Bp) est activé au moyen d’un clapet anti-retour (Cl1) orienté pour court-circuiter le deuxième augmentateur inertiel (IP2) en attaque. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de compensation (S1) est une sphère de compensation. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, 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 5, 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 (S1) en regard de la chambre de détente (C1), - 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 (S1), et une branche de compression (Bc) mettant en communication fluidique la chambre de compression (C2) avec la chambre de compensation (S1) via une dérivation (d1) de la branche de détente (Bd) en amont de chambre de compensation (S1), la branche de compression (Bc) comprenant un premier augmentateur inertiel (IP1) en amont de la chambre de compensation (S1), la branche de compression (Bc) comprenant en outre au moins un deuxième augmentateur inertiel (IP2) en amont du premier augmentateur inertiel (IP1), la méthode comprenant - une étape de détente dans laquelle la chambre de compression (C2) se remplit et la chambre de détente (C1) se vide, - une étape d’attaque dans laquelle la chambre de compression (C2) se vide et la chambre de détente (C1) se remplit, et étant caractérisé par - si les fréquences de vibrations du dispositif sont supérieures ou égales à un seuil en attaque, de préférence d’environ 20Hz, une sous-étape de déviation de flux de sorte à court-circuiter le deuxième augmentateur inertiel (IP2). Amortisseur pour véhicule, comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Véhicule comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.