EP3433117A1 - Systeme de suspension hydraulique d'un vehicule - Google Patents

Systeme de suspension hydraulique d'un vehicule

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EP3433117A1
EP3433117A1 EP17715208.9A EP17715208A EP3433117A1 EP 3433117 A1 EP3433117 A1 EP 3433117A1 EP 17715208 A EP17715208 A EP 17715208A EP 3433117 A1 EP3433117 A1 EP 3433117A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
damper
cylinder
piston
vehicle
hydraulic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17715208.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas BERLINGER
Antonin Groult
Frederic Guingand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1652613A external-priority patent/FR3049228B1/fr
Priority claimed from FR1652612A external-priority patent/FR3049227B1/fr
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Publication of EP3433117A1 publication Critical patent/EP3433117A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60G2500/22—Spring constant

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic suspension system of a vehicle, especially automobile.
  • a hydraulic suspension system of a vehicle in particular a vehicle, comprises for each of the wheels of the vehicle a piston damper movable in its corresponding cylinder and interposed between the body and the wheel stub axle. of the vehicle.
  • the role of this damper is to greatly limit the oscillations transmitted by the wheels to the vehicle when the wheels encounter roughness or obstacles present on the road on which the vehicle is traveling.
  • the latter comprises compressible mechanical strikers and optionally mechanical expansion stops, or possibly hydraulic. The role of these stops is also to protect the chassis of the vehicle when there are strong deflections of the corresponding wheel, due to incidents or significant obstacles, such as the retarders of the type dos-d'astae or the potholes.
  • the present invention aims to overcome the above disadvantages of the prior art.
  • the invention relates to a hydraulic suspension system of a vehicle, particularly an automobile, according to claim 1. [008] Other features are set forth in the dependent claims.
  • the invention also relates to a vehicle, including automobile, comprising such a hydraulic suspension system.
  • FIGS. 1A and 1B show a longitudinal sectional diagram of a damper of the prior art and a graph illustrating the arrangement of the components of the damper as a function of the piston stroke of the damper in the cylinder of the shock absorber;
  • FIGS. 2A and 2B show a longitudinal sectional diagram of a damper according to a first embodiment of the invention when the vehicle is at a reference attitude and a graph of the arrangement of the elements of the damper corresponding to the position of the piston marked in Figure 2A;
  • FIG. 3A and 3B show a longitudinal sectional diagram of a damper according to the first embodiment of the invention when the stroke of the damper piston exceeds a first stroke in the cylinder of the shock absorber and a graph of the arrangement of the elements of the damper corresponding to the position of the piston indicated in FIG. 3A;
  • FIGS. 4A and 4B show a longitudinal sectional diagram of a damper according to the first embodiment of the invention when the stroke of the damper piston exceeds a second attacking stroke in the damper cylinder as well as a graph of the arrangement of the elements of the damper corresponding to the position of the piston indicated in FIG. 4A;
  • FIGS. 6A and 6B show a longitudinal sectional diagram of a damper according to the second embodiment of the invention when the vehicle is at a reference attitude and a graph of the arrangement of the elements of the damper corresponding to the position of the piston marked in Figure 5A;
  • FIGS. 6A and 6B show a longitudinal sectional diagram of a damper according to the second embodiment of the invention when the stroke of the damper piston exceeds a first stroke in attack in the damper cylinder as well as a graph of the arrangement of the elements of the damper corresponding to the position of the piston indicated in FIG. 6A;
  • FIGS. 7A and 7B show a longitudinal sectional diagram of a damper according to the second embodiment of the invention when the stroke of the damper piston exceeds a second attacking stroke in the damper cylinder as well as a graph of the arrangement of the elements of the damper corresponding to the position of the piston indicated in FIG. 7A;
  • FIGS. 8A and 8B show a longitudinal sectional diagram of a damper according to the second embodiment of the invention when the stroke of the damper piston exceeds a third expansion stroke in the damper cylinder as well as a graph of the arrangement of the elements of the damper corresponding to the position of the piston indicated in FIG. 8A.
  • the suspension of the vehicle comprises, for each wheel of the vehicle, a hydraulic damper 1 comprising a body 2 in the form of a cylinder and a piston 3 movable in the cylinder 2.
  • This damper 1 is interposed between the body 6 of the vehicle and the corresponding wheel knuckle.
  • each hydraulic damper 1 of the vehicle hydraulic suspension system can be described according to a damping law in which the force exerted by the damper 1 depends on the speed of movement of the corresponding wheel. In other words, the faster the piston 3 moves in the cylinder 2 of the damper, the greater the force exerted by the damper 1 on the body 6 of the vehicle is important.
  • the hydraulic suspension system also comprises, for each wheel of the vehicle, a suspension spring 17 mounted around the damper 1 and whose ends are respectively supported against the body 6 of the vehicle via a cup 18 and against a cup 19 secured to the cylinder 2 of the damper.
  • the suspension spring 17 is a stiffness element whose behavior can be described by a law in which the force exerted by the spring 17 on the body 6 of the vehicle depends on the amplitude of the displacement of the corresponding wheel. In other words, the more the suspension spring 17 is compressed, the greater the force exerted on the body 6 of the vehicle is important.
  • the suspension spring 17 essentially serves to carry the body 6 of the vehicle while allowing the deflections.
  • the suspension system also comprises, for each wheel of the vehicle, two respectively mechanical and hydraulic driving abutments 7 and 9 respectively mechanical and hydraulic 16 and hydraulic expansion stops respectively.
  • Each mechanical stop 7, 16 is similar to a stiffness, and therefore exerts a force on the body 6 according to the movement of the corresponding wheel.
  • the force exerted on the body 6 of the vehicle by the mechanical stops respectively of attack 7 and relaxation 16 is even greater than the deflection in attack and relaxation of the corresponding wheel is important.
  • each hydraulic stop of attack 9 and relaxation 15 is in turn assimilable to a damper and therefore exerts a force on the body 6 of the vehicle according to the speed of travel of the corresponding wheel.
  • the force exerted on the body 6 of the vehicle by the hydraulic stops respectively of attack 9 and relaxation 15 is even greater than the speed of travel of the corresponding wheel is important.
  • the mechanical attack abutment 7 is secured to one end of the cylinder 2 of the damper and positioned between the cylinder 2 of the damper and the body 6 of the vehicle. It also has an annular cross-section so as to be traversed by the rod 14 of the piston 3 of the damper 1.
  • the mechanical attack stop 7 is compressed between the end of the cylinder 2 of the damper 1 and the body 6 of the vehicle so as to strongly slow the stroke of the piston 3 in the cylinder 2 of the damper.
  • the mechanical attack abutment 7 is made of elastomer material having a very high stiffness constant, so that the force exerted by the mechanical attack abutment 7 on the body 6 of the vehicle increases very rapidly with the deflection in attack of the wheel.
  • the hydraulic attack stop 9 is mounted in the compression chamber 4 of the cylinder 2 of the damper 1.
  • the hydraulic attack abutment 9 comprises a piston 1 1 secured to the bottom bottom wall 12 of the cylinder 2 of the damper, and a cylinder 10 intended to be displaced along the piston 1 1 of the attack abutment 9 by the piston 3 of the damper 1 when it reaches the vicinity of the end of stroke attack.
  • the cylinder 10 of the hydraulic abutment 7 forms a compression chamber 20 filled with the hydraulic fluid, which is likely to escape from this chamber 20 by leaks around the piston 1 1 of hydraulic abutment 9 when the piston 3 of the damper moves the cylinder 10 of the hydraulic attack stop 9 towards the lower bottom wall 12 of the damper.
  • the piston 3 of the damper 1 arriving near its end stroke attack is very quickly braked.
  • the hydraulic attack abutment 9 comprises a return spring 21 surrounding the piston 1 1 of the hydraulic abutment 9 and whose ends bear against respectively the lower bottom wall 12 of the cylinder 2 of the damper and the annular end edge flanking the cylinder 10 hole of the hydraulic stop 9.
  • the return spring 21 allows the cylinder 10 of the hydraulic attack stop 9 to return to the rest position when the piston 3 of the damper 1 moves away from the cylinder 10 of the hydraulic stop 9.
  • the hydraulic expansion stop 15 is in turn a floating piston surrounding the rod 14 of the damper 1 so as to maintain an annular space 23 between the rod 14 and the inner edge of the floating piston through which the hydraulic fluid is likely to circulate.
  • the hydraulic expansion stop 15 is positioned in the expansion chamber 5 of the cylinder 2 of the damper, between the upper end wall 8 of the cylinder 2 of the damper through which the rod 14 of the damper and a collar 22 forming a valve secured to the rod 14 of the damper.
  • the mechanical expansion stop 16 is in turn a high stiffness spring positioned in the expansion chamber 5 and whose ends bear respectively against the floating piston 15 and the upper end wall 8 of the cylinder 2 of the damper 1.
  • the vertical scale represents the stroke in millimeters of the piston 3 of the damper in the cylinder 2 of the damper 1 during deflections of the vehicle wheel.
  • the horizontal scale is a visual scale representing the force exerted by each element of the hydraulic suspension at a wheel as a function of the stroke of the piston 3 in the cylinder 2 of the corresponding damper 1.
  • the zero stroke corresponds to the position of the piston 3 of the damper 1 in the cylinder when the suspension of the vehicle does not undergo any other effort than that exerted by the mass of the vehicle. The vehicle is then at the reference base AR.
  • the negative races of the piston 3 of the damper in the cylinder 2 correspond to deflections in attack of the wheel, that is to say that the suspension tends to compress and the body 6 of the vehicle to move closer to the road compared to the reference base AR.
  • the positive strokes of the piston 3 of the shock absorber 1 in the cylinder 2 correspond to displacements in relaxation of the wheel, that is to say that the suspension tends to relax and the body 6 of the vehicle to move away from the road relative to the reference base AR.
  • the wheel deflections correspond to the strokes of the piston 3 in the corresponding damper.
  • the wheel deflections are greater than the piston strokes 3 of the corresponding damper 1.
  • the wheel deflections are proportional to the piston stroke 3 of the corresponding damper 1.
  • wheel deflections in attack or relaxation corresponding to the races in attack or relaxation of the piston 3 of the damper 1, between -15 mm and 15 mm from the reference base AR correspond to low energy DLE deflections which represent the most frequent solicitations encountered on roads of good quality.
  • deflections of the wheel in attack or relaxation corresponding to the races in piston attack 3 of the damper 1, between - 15 mm and -50 mm from the reference base AR
  • displacements of the wheel in attack or in expansion corresponding to the strokes of the piston 3 of the shock absorber 1, between 15 mm and 50 mm from the reference base AR
  • medium energy displacements DME which represent solicitations also frequent.
  • deflections of the wheel in attack or relaxation corresponding to the races in piston attack 3 of the damper 1, beyond -50 mm from the reference base AR
  • deflections of the wheel in attack or relaxation corresponding to the strokes of the piston 3 of the shock absorber 1, greater than 50 mm from the reference base AR correspond to high energy DHE deflections which represent little solicitations frequent.
  • the mechanical attack stop 7 is compressed as soon as the stroke of the piston 3 of the damper 1 exceeds an attack stroke of about 10 mm.
  • the mechanical attack stop 7 intervenes quickly to slow the stroke of the piston 3 of the damper 1 from the medium energy deflections DME.
  • the piston 3 of the hydraulic damper 1 causes the cylinder 10 of the hydraulic attack stop 9 to move around its corresponding piston 1 1, to rapidly brake the piston 3 of the damper 1 in its corresponding cylinder 2 and better protect the body 6 of the vehicle.
  • the floating piston 15 of the hydraulic expansion stop is moved and simultaneously compresses the spring constituting the mechanical expansion stop 16 when the expansion stroke of the piston 3 of the damper 1 exceeds a value between 50 and 70 mm, preferably 50 mm, to quickly brake the piston 3 of the damper 1 in its corresponding cylinder 2.
  • each wheel of the vehicle a damper 1 and two respectively mechanical 16 and hydraulic expansion stops 15 as described above.
  • the suspension system according to the first embodiment of the invention comprises for each wheel of the vehicle a more flexible suspension spring 17b, whose stiffness constant is lower than the stiffness constant of a suspension spring 17 of the prior art, while providing a support S identical to the body 6 of the vehicle relative to the suspension spring 17 of the prior art.
  • a more flexible suspension spring 17b makes it possible to reduce the vertical resonance frequency of the vehicle body. While with a suspension spring 17 of the prior art the resonant frequency of the body 6 of the vehicle is between 1.2 Hz and 1.4 Hz, the latter is between 1 Hz and 1.1 Hz for a suspension spring 17b more flexible. This results in increased comfort for the occupants of the vehicle.
  • the suspended mass is the mass of the vehicle elements located above the hydraulic suspension, excluding including the wheels, rockets and stub axles of the vehicle.
  • the mass suspended from a quarter of the vehicle at a wheel is defined as follows: once the center of gravity of the vehicle has been defined, the mass suspended from the rear part of the vehicle and the suspended mass of the front part of the vehicle. vehicle are in their defined laps.
  • the front portion includes the portion of the vehicle between the front of the vehicle and a direction transverse to the vehicle passing through its center of gravity. The rear part of the vehicle is therefore the part from the rear of the vehicle to this transverse direction.
  • the hydraulic suspension system also comprises for each wheel of the vehicle a mechanical attack abutment 7b shorter that the mechanical attack abutment 7 of the prior art, as well as, preferably, a hydraulic abutment 9b whose cylinder 10b has an amplitude of displacement around the corresponding piston 1 1b between its end stroke in attack and its end of stroke in relaxation for example between 40 and 60 mm.
  • This displacement amplitude is greater than the displacement amplitude of the cylinder 10 of the hydraulic attack stop 9 of the prior art, which is of the order of 30 mm.
  • the structure of the cylinder 10b of the hydraulic attack stop 9b is different, since the cylinder 10b comprises in its wall a plurality of through radial holes 13, and allowing the entry or exit of the hydraulic fluid of the compression chamber 4 of the cylinder 2 of the damper 1 when the piston 1 1b and the cylinder 10b of the hydraulic abutment 9b move relative to each other.
  • the arrangement of the mechanical attack abutments 7b and hydraulic 9b as a function of the strokes of the piston 3 of the damper 1 is also different compared to that of the prior art. Indeed, when the piston 3 of the hydraulic damper 1 exceeds an attack stroke CA1 between 0 and 20 mm, preferably 10 mm, the latter causes the displacement of the cylinder 10b of the hydraulic attack stop 9b around its corresponding piston 1 1 b. For low and medium energy deflections, the overall section of a large number of the holes 13 passing through the cylinder 10b of the hydraulic thrust bearing 9b is sufficiently high to ensure gentle braking of the piston 3 of the shock absorber 1.
  • the overall section of a smaller number of holes 13 through the cylinder 10b of the attack abutment hydraulic 9b decreases because an increasing number of through holes 13 are plugged by the piston 1 1 b of the hydraulic thrust bearing 9b as the cylinder 10b moves around the piston 1 1 b of the hydraulic thrust bearing 9b in direction of the bottom bottom wall 12 of the cylinder 2 of the damper 1: this ensures a more abrupt braking piston 3 of the damper 1 in order to protect the body 6 and the chassis of the vehicle.
  • the mechanical attack stop 7b is compressed and contributes to the strengthening of the braking of the piston 3 of the shock absorber 1.
  • the comfort of the suspension is significantly improved by the hydraulic suspension system of the first embodiment of the invention. Indeed, the discontinuity of the force exerted by the suspension system, and generator of discomfort for the passengers of the vehicle, is greatly reduced thanks to the hydraulic attack stop 9b, whose cylinder 10b has an extended range of displacement , who acts before the mechanical attack stop 7b.
  • the force exerted by the hydraulic attack stop 9b depends both on the speed and the amplitude of displacement of the piston 3 of the damper 1 in its cylinder 2, the braking of the piston 3 of the shock absorber is adapted to the amplitude and speed of its stroke in the cylinder 2, which also has a positive effect on passenger comfort.
  • the hydraulic attack stop 9b dissipates the energy without accumulating it, thereby avoiding any stimulus effect during low and medium energy deflections.
  • the use of a suspension spring 17b of low stiffness reduces the vertical resonance frequency of the body 6, which improves the comfort of the suspension of the vehicle. This increase in the flexibility of the suspension spring 17b is of course compensated by the additional damping provided by the hydraulic attack stop 9b from the medium energy DME deflections.
  • the hydraulic suspension system according to the second embodiment of the invention also comprises for each wheel of the vehicle a mechanical expansion stop 16b longer than the mechanical expansion stop 16 of the prior art. Consequently, and preferably, the floating piston of the hydraulic expansion stop 15b according to the invention has an amplitude of displacement around the rod 14 of the damper 1, between its rest position and its end-of-travel position. relaxation, for example between 40 and 80 mm. This displacement amplitude is greater than the displacement amplitude of the floating piston of the hydraulic expansion stopper 15 of the prior art, which is of the order of 20 to 30 mm.
  • the extension of the displacement amplitude of the hydraulic expansion stop 15b makes it possible to reduce the stiffness of the spring of the mechanical expansion stop 16b, so that it contributes little to the braking of the piston 3 of the shock absorber 1 in relaxation.
  • the floating piston 15b of the hydraulic expansion stop is formed by an annular ring radially split over its entire thickness and intended to slide along the rod 14 of the damper 1 so as to maintain an annular space 23b between the rod 14 and the inner edge of the floating piston 15b, while the upper part of the expansion chamber 5 of the cylinder 2 of the damper 1 comprises a wall 2b of substantially frustoconical shape whose cross section decreases in the upper direction towards the wall 8 of the shock absorber 1.
  • the force exerted by the detent stops 15b, 16b on the vehicle body increases very gradually with the stroke of the floating piston 15b: as the floating piston 15b moves towards the upper end wall 8 of the cylinder 2 of the damper 1 along the frustoconical wall 2b, the slot and the annular space 23b of the floating piston 15b closes gradually, thereby decreasing the passage section of the hydraulic fluid.
  • This therefore ensures a variable damping according to the stroke of the floating piston 15b, significantly improving control of the vertical movements of the vehicle body, and thus the comfort of the vehicle.
  • the arrangement of the mechanical expansion stops 16b and hydraulic 15b according to the strokes of the piston 3 of the damper 1 is also different compared to that of the prior art. Indeed, when the piston 3 of the hydraulic damper 1 exceeds a relaxation stroke CD between 10 and 50 mm, preferably 20 mm, the flange 22 moves the floating piston 15b towards the upper end wall 8 of the cylinder 2 of the shock absorber 1. The floating piston 15b moving then simultaneously compresses the mechanical expansion stop 16b. Thus, as soon as the piston 3 of the hydraulic damper 1 exceeds the CD relaxation stroke, the latter is gradually braked by the two stops of relaxation 15b, 16b.
  • the comfort of the suspension is significantly improved by the hydraulic suspension system of the second embodiment of the invention. Indeed, not only does it have the same advantages as the first embodiment, but in addition, the combined use of a hydraulic expansion stop 15b whose floating piston has a greater amplitude of displacement and a stop of mechanical expansion 16b whose spring has a relatively low stiffness allows a gradual increase in the braking of the piston 3 of the damper 1 during the expansion movements of the wheel of the corresponding vehicle, significantly improving the control of the vertical movements of the vehicle body 6 .
  • a suspension spring 17b of low stiffness reduces the vertical resonance frequency of the body 6, which improves the comfort of the suspension of the vehicle. This increase in the flexibility of the suspension spring 17b is of course compensated by the damping complementary provided by the hydraulic attack stop 9b, the hydraulic expansion stopper 15b and the mechanical expansion stop 16b from the medium energy DME deflections.
  • the outer side of the vehicle has elements of the suspension moving in attack and the inner side of the vehicle has suspension elements in relaxation.
  • the combined use of the attack and detent stops according to the invention increases the level of damping as a function of the amplitude of the roll of the vehicle, which improves the stability of the latter in turns.
  • the configuration as described is not limited to the embodiments described above and shown in FIGS. 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B, 7A, 7B, 8A, 8B. It has been given only as a non-limiting example. Multiple modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • the invention is not limited to a single hydraulic thrust bearing configuration 9b.
  • a hydraulic attack stopper 9b whose cylinder 10b is secured to the inner walls of the compression chamber 4 of the damper 1 and whose piston 1 1b is intended to be moved in its corresponding cylinder 10b by the piston 3 of the damper 1.
  • any type of hydraulic drive stop 9b known and adapted to be housed in the compression chamber 4 of a damper 1 may be considered.
  • a hydraulic attack stopper 9b whose displacement of the piston 1 1b or cylinder 10b is as described in the prior art, is perfectly conceivable as long as the piston 3 of the damper 1 is able to ensure the displacement of the piston 1 1b or the cylinder 10b of the hydraulic abutment 9b from the medium energy deflections DME.
  • each hydraulic damper 1 of the suspension by a hydraulic damper detaré or softened, that is to say that the orifices ensuring the passage of hydraulic fluid from and the other of the piston 3 in one or the other of the compression chambers 4 and the expansion chamber 5 of the detuned hydraulic damper 1b are wider than the orifices of a shock absorber 1 of the prior art.

Abstract

L'invention concerne un système de suspension hydraulique d'un véhicule, notamment automobile. Le système de suspension hydraulique comprend une butée d'attaque hydraulique (9b) dont le piston et le cylindre sont destinés à être déplacés l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire du piston d'un amortisseur (1) lorsque ce dernier atteint une première course en attaque dans le cylindre de l'amortisseur, une butée d'attaque mécanique (7b) destinée à être comprimée entre le cylindre de l'amortisseur et la caisse du véhicule lorsque le piston de l'amortisseur atteint une seconde course en attaque (CA2) dans le cylindre de l'amortisseur supérieure à la première course (CA1), et un ressort de suspension dont la raideur est telle que la fréquence de résonance de la caisse du véhicule est comprise entre 1 Hz et 1,1 Hz. L'invention trouve son application dans le domaine de l'industrie automobile.

Description

SYSTEME DE SUSPENSION HYDRAULIQUE D'UN VEHICULE
[001 ] L'invention concerne un système de suspension hydraulique d'un véhicule, notamment automobile.
[002] De manière connue en soi, un système de suspension hydraulique d'un véhicule, notamment automobile, comprend pour chacune des roues du véhicule un amortisseur à piston mobile dans son cylindre correspondant et interposé entre la caisse et le porte- fusée de roue du véhicule. Le rôle de cet amortisseur est de fortement limiter les oscillations transmises par les roues à la caisse du véhicule lorsque les roues rencontrent des aspérités ou des obstacles présents sur la route sur laquelle le véhicule circule. [003] De manière à limiter et amortir la course du piston de l'amortisseur, ce dernier comprend des butées d'attaque et éventuellement de détente mécaniques compressibles, ou éventuellement hydrauliques. Le rôle de ces butées est également de protéger le châssis du véhicule lors de l'apparition de forts débattements de la roue correspondante, dus à des incidents ou à des obstacles importants, comme par exemple les ralentisseurs du type dos-d'âne ou les nids de poule.
[004] Il est notamment connu du document FR 2995048 une butée d'attaque hydraulique à piston mobile dans son cylindre correspondant, et dont le piston est destiné à être déplacé par le piston de l'amortisseur lorsque ce dernier approche de sa fin de course. [005] Cependant, comme les courses importantes du piston de l'amortisseur sont majoritairement de nature incidentelle, le confort de la suspension n'est pas une priorité au regard de la préservation de l'intégrité mécanique du véhicule. Pour cette raison, les butées d'attaque et de détente sont généralement très raides et génèrent des discontinuités d'efforts brutales. Le confort pour les occupants du véhicule en est alors fortement pénalisé dans ces situations.
[006] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur.
[007] Pour atteindre ce but, l'invention concerne un système de suspension hydraulique d'un véhicule, notamment automobile, conforme à la revendication 1 . [008] D'autres caractéristiques sont énoncées dans les revendications dépendantes.
[009] L'invention concerne également un véhicule, notamment automobile, comprenant un tel système de suspension hydraulique.
[0010] 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 annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant l'art antérieur et deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels :
- Les figures 1 A et 1 B représentent un schéma en coupe longitudinale d'un amortisseur de l'art antérieur ainsi qu'un graphe illustrant l'agencement des éléments composant l'amortisseur en fonction de la course du piston de l'amortisseur dans le cylindre de l'amortisseur ;
- Les figures 2A et 2B représentent un schéma en coupe longitudinale d'un amortisseur selon un premier mode de réalisation de l'invention lorsque le véhicule est à une assiette de référence ainsi qu'un graphe de l'agencement des éléments de l'amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 2A ;
- Les figures 3A et 3B représentent un schéma en coupe longitudinale d'un amortisseur selon le premier mode de réalisation l'invention lorsque la course du piston de l'amortisseur dépasse une première course en attaque dans le cylindre de l'amortisseur ainsi qu'un graphe de l'agencement des éléments de l'amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 3A ;
- Les figures 4A et 4B représentent un schéma en coupe longitudinale d'un amortisseur selon le premier mode de réalisation de l'invention lorsque la course du piston de l'amortisseur dépasse une seconde course en attaque dans le cylindre de l'amortisseur ainsi qu'un graphe de l'agencement des éléments de l'amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 4A ;
- Les figures 5A et 5B représentent un schéma en coupe longitudinale d'un amortisseur selon un second mode de réalisation de l'invention lorsque le véhicule est à une assiette de référence ainsi qu'un graphe de l'agencement des éléments de l'amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 5A ; - Les figures 6A et 6B représentent un schéma en coupe longitudinale d'un amortisseur selon le second mode de réalisation de l'invention lorsque la course du piston de l'amortisseur dépasse une première course en attaque dans le cylindre de l'amortisseur ainsi qu'un graphe de l'agencement des éléments de l'amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 6A ;
- Les figures 7A et 7B représentent un schéma en coupe longitudinale d'un amortisseur selon le second mode de réalisation de l'invention lorsque la course du piston de l'amortisseur dépasse une seconde course en attaque dans le cylindre de l'amortisseur ainsi qu'un graphe de l'agencement des éléments de l'amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 7A ;
- Les figures 8A et 8B représentent un schéma en coupe longitudinale d'un amortisseur selon le second mode de réalisation de l'invention lorsque la course du piston de l'amortisseur dépasse une troisième course en détente dans le cylindre de l'amortisseur ainsi qu'un graphe de l'agencement des éléments de l'amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 8A.
[001 1 ] En référence à la figure 1 A, un système de suspension hydraulique d'un véhicule, notamment automobile, va maintenant être décrit.
[0012] La suspension du véhicule comprend, pour chaque roue du véhicule, un amortisseur hydraulique 1 comprenant un corps 2 en forme de cylindre et un piston 3 mobile dans le cylindre 2. Cet amortisseur 1 est interposé entre la caisse 6 du véhicule et le porte-fusée de roue correspondant. Le piston 3, solidaire d'une première extrémité d'une tige 14 dont l'autre extrémité est reliée à la caisse 6 du véhicule, délimite dans le cylindre 2 deux chambres 4, 5 respectivement de compression et de détente dans lesquelles du fluide hydraulique incompressible (huile) compris dans le cylindre 2 est destiné à circuler de part et d'autre du piston 3 au gré des mouvements de ce dernier dans le cylindre 2.
[0013] Le comportement de chaque amortisseur hydraulique 1 du système de suspension hydraulique du véhicule peut être décrit selon une loi d'amortissement dans laquelle l'effort exercé par l'amortisseur 1 dépend de la vitesse de débattement de la roue correspondante. Autrement dit, plus le piston 3 se déplace rapidement dans le cylindre 2 de l'amortisseur, plus l'effort exercé par l'amortisseur 1 sur la caisse 6 du véhicule est important. [0014] Le système de suspension hydraulique comprend également, pour chaque roue du véhicule, un ressort de suspension 17 monté autour de l'amortisseur 1 et dont les extrémités sont en appui respectivement contre la caisse 6 du véhicule par l'intermédiaire d'une coupelle 18 et contre une coupelle 19 solidaire du cylindre 2 de l'amortisseur. Le ressort de suspension 17 est un élément de raideur dont le comportement peut être décrit par une loi selon laquelle l'effort exercé par le ressort 17 sur la caisse 6 du véhicule dépend de l'amplitude du débattement de la roue correspondante. Autrement dit, plus le ressort de suspension 17 est comprimé, plus l'effort exercé sur la caisse 6 du véhicule est important. Le ressort de suspension 17 permet essentiellement de porter la caisse 6 du véhicule tout en autorisant les débattements.
[0015] Le système de suspension comprend également pour chaque roue du véhicule deux butées d'attaque respectivement mécanique 7 et hydraulique 9, ainsi que deux butées de détente respectivement mécanique 16 et hydraulique 15.
[0016] Chaque butée mécanique 7, 16 est assimilable à une raideur, et exerce donc un effort sur la caisse 6 en fonction du débattement de la roue correspondante. De la même manière que le ressort de suspension 17, l'effort exercé sur la caisse 6 du véhicule par les butées mécaniques respectivement d'attaque 7 et de détente 16 est d'autant plus grand que le débattement en attaque et en détente de la roue correspondante est important.
[0017] Chaque butée hydraulique d'attaque 9 et de détente 15 est quant à elle assimilable à un amortisseur et exerce donc un effort sur la caisse 6 du véhicule en fonction de la vitesse du débattement de la roue correspondante. De la même manière que l'amortisseur hydraulique 1 , l'effort exercé sur la caisse 6 du véhicule par les butées hydraulique respectivement d'attaque 9 et de détente 15 est d'autant plus grand que la vitesse du débattement de la roue correspondante est importante. [0018] En référence à la figure 1 A, la butée d'attaque mécanique 7 est solidaire d'une extrémité du cylindre 2 de l'amortisseur et positionnée entre le cylindre 2 de l'amortisseur et la caisse 6 du véhicule. Elle présente en outre une section transversale annulaire de manière à être traversée par la tige 14 du piston 3 de l'amortisseur 1 . Ainsi, quand le piston 3 dépasse une certaine course en attaque, la butée d'attaque mécanique 7 est comprimée entre l'extrémité du cylindre 2 de l'amortisseur 1 et la caisse 6 du véhicule de manière à fortement freiner la course du piston 3 dans le cylindre 2 de l'amortisseur. [0019] De préférence, la butée d'attaque mécanique 7 est en matériau élastomère présentant une très forte constante de raideur, de sorte que l'effort exercé par la butée d'attaque mécanique 7 sur la caisse 6 du véhicule augmente très rapidement avec le débattement en attaque de la roue. [0020] La butée d'attaque hydraulique 9 est montée dans la chambre de compression 4 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 . La butée d'attaque hydraulique 9 comprend un piston 1 1 solidaire de la paroi inférieure de fond 12 du cylindre 2 de l'amortisseur, et un cylindre 10 destiné à être déplacé le long du piston 1 1 de la butée d'attaque 9 par le piston 3 de l'amortisseur 1 quand celui-ci arrive au voisinage de la fin de course en attaque. Le cylindre 10 de la butée hydraulique 7 forme une chambre de compression 20 remplie du fluide hydraulique, qui est susceptible de s'échapper de cette chambre 20 par des fuites autour du piston 1 1 de butée d'attaque hydraulique 9 lorsque le piston 3 de l'amortisseur déplace le cylindre 10 de la butée d'attaque hydraulique 9 en direction de la paroi inférieure de fond 12 de l'amortisseur. Ainsi, le piston 3 de l'amortisseur 1 arrivant au voisinage de sa fin de course en attaque est très rapidement freiné.
[0021 ] En outre, la butée d'attaque hydraulique 9 comprend un ressort de rappel 21 entourant le piston 1 1 de la butée hydraulique 9 et dont les extrémités sont en appui contre respectivement la paroi inférieure de fond 12 du cylindre 2 de l'amortisseur et le bord annulaire d'extrémité bordant l'orifice du cylindre 10 de la butée hydraulique 9. De la sorte, le ressort de rappel 21 permet au cylindre 10 de la butée d'attaque hydraulique 9 de revenir à la position de repos lorsque le piston 3 de l'amortisseur 1 s'éloigne du cylindre 10 de la butée hydraulique 9.
[0022] La butée de détente hydraulique 15 est quant à elle un piston flottant entourant la tige 14 de l'amortisseur 1 de manière à conserver un espace annulaire 23 entre la tige 14 et le bord interne du piston flottant au travers duquel le fluide hydraulique est susceptible de circuler. La butée de détente hydraulique 15 est positionnée dans la chambre de détente 5 du cylindre 2 de l'amortisseur, entre la paroi d'extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l'amortisseur traversée par la tige 14 de l'amortisseur et une collerette 22 formant clapet solidaire de la tige 14 de l'amortisseur. La butée de détente mécanique 16 est quant à elle un ressort à forte raideur positionné dans la chambre de détente 5 et dont les extrémités sont en appui respectivement contre le piston flottant 15 et la paroi d'extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 . [0023] Lorsque le piston 3 de l'amortisseur hydraulique 1 se déplace au voisinage de sa fin de course en détente, la collerette 22 formant clapet déplace le piston flottant 15 en direction de la paroi d'extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 . Le piston flottant 15 se déplaçant comprime alors simultanément la butée de détente mécanique 16. En outre, la collerette 22 formant clapet, en entrant en contact avec le piston flottant 15, obture l'espace 23 entre le bord interne du piston flottant 15 et la tige 14 augmentant ainsi la résistance de la butée de détente hydraulique au déplacement vers la paroi d'extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 . Ainsi, le piston 3 de l'amortisseur hydraulique 1 arrivant au voisinage de sa fin de course est très rapidement freiné par les deux butées de détente 15, 16.
[0024] En référence au graphe de la figure 1 B, l'agencement des butées d'attaque 7, 9 et de détente 15, 16 en fonction de la course du piston 3 de l'amortisseur 1 dans le cylindre 2 de l'amortisseur 1 va être décrit.
[0025] L'échelle verticale représente la course en millimètres du piston 3 de l'amortisseur dans le cylindre 2 de l'amortisseur 1 lors des débattements de la roue du véhicule. L'échelle horizontale est une échelle visuelle représentant l'effort exercé par chaque élément de la suspension hydraulique au niveau d'une roue en fonction de la course du piston 3 dans le cylindre 2 de l'amortisseur 1 correspondant. La course nulle (zéro millimètres) correspond à la position du piston 3 de l'amortisseur 1 dans le cylindre lorsque la suspension du véhicule ne subit d'autre effort que celui exercé par la masse du véhicule. Le véhicule se trouve alors à l'assiette de référence AR.
[0026] Les courses négatives du piston 3 de l'amortisseur dans le cylindre 2 correspondent à des débattements en attaque de la roue, c'est-à-dire que la suspension a tendance à se comprimer et la caisse 6 du véhicule à se rapprocher de la route par rapport à l'assiette de référence AR. A l'inverse, les courses positives du piston 3 de l'amortisseur 1 dans le cylindre 2 correspondent à des débattements en détente de la roue, c'est-à-dire que la suspension a tendance à se détendre et la caisse 6 du véhicule à s'éloigner de la route par rapport à l'assiette de référence AR.
[0027] Pour simplifier, dans la suite de la description, on considère que les débattements de roue correspondent aux courses du piston 3 dans l'amortisseur correspondant. Dans le cas où l'amortisseur 1 est incliné par rapport à une direction verticale, les débattements de roue sont plus grands que les courses du piston 3 de l'amortisseur 1 correspondant. Bien entendu, les débattements de roue sont proportionnels aux courses du piston 3 de l'amortisseur 1 correspondant.
[0028] On considère que des débattements de roue en attaque ou en détente, correspondant aux courses en attaque ou en détente de piston 3 de l'amortisseur 1 , compris entre -15 mm et 15 mm à partir de l'assiette de référence AR correspondent à des débattements de faible énergie DLE qui représentent les sollicitations les plus fréquentes, rencontrées sur les routes de bonne qualité.
[0029] On considère que des débattements de roue en attaque ou en détente, correspondant aux courses en attaque de piston 3 de l'amortisseur 1 , compris entre - 15 mm et -50 mm à partir de l'assiette de référence AR, et des débattements de roue en attaque ou en détente, correspondant aux courses en détente de piston 3 de l'amortisseur 1 , compris entre 15 mm et 50 mm à partir de l'assiette de référence AR correspondent à des débattements de moyenne énergie DME qui représentent des sollicitations également fréquentes. Ces sollicitations sont rencontrées sur les routes légèrement dégradées, où lorsque les roues franchissent des petits obstacles, comme par exemple des petits ralentisseurs.
[0030] Enfin, on considère que des débattements de roue en attaque ou en détente, correspondant aux courses en attaque de piston 3 de l'amortisseur 1 , au-delà de -50 mm à partir de l'assiette de référence AR, et des débattements de roue en attaque ou en détente, correspondant aux courses en détente de piston 3 de l'amortisseur 1 , supérieurs à 50 mm à partir de l'assiette de référence AR correspondent à des débattements de forte énergie DHE qui représentent des sollicitations peu fréquentes. Ces sollicitations se rencontrent notamment quand les roues franchissent un obstacle important de type ralentisseur en dos-d'âne, ou un nid de poule relativement profond. [0031 ] Pour plus de commodités dans la suite de la description, nous parlerons des courses en attaque ou en détente du piston 3 de l'amortisseur 1 en valeur absolue.
[0032] En se référant au graphe de la figure 1 B, la butée d'attaque mécanique 7 est comprimée dès que la course du piston 3 de l'amortisseur 1 dépasse une course en attaque d'environ 10 mm. Ainsi, la butée d'attaque mécanique 7 intervient rapidement pour freiner la course du piston 3 de l'amortisseur 1 dès les débattements de moyenne énergie DME. Au-delà d'une course en attaque du piston 3 de l'amortisseur 1 de 50 mm, c'est-à- dire pour des débattements de forte énergie DHE, le piston 3 de l'amortisseur hydraulique 1 provoque le déplacement du cylindre 10 de la butée d'attaque hydraulique 9 autour de son piston correspondant 1 1 , pour rapidement freiner le piston 3 de l'amortisseur 1 dans son cylindre 2 correspondant et mieux protéger la caisse 6 du véhicule.
[0033] En se référant à nouveau au graphe de la figure 1 B, le piston flottant 15 de la butée de détente hydraulique est déplacé et comprime simultanément le ressort constituant la butée de détente mécanique 16 lorsque la course en détente du piston 3 de l'amortisseur 1 dépasse une valeur entre 50 et 70 mm, préférentiellement 50 mm, pour rapidement freiner le piston 3 de l'amortisseur 1 dans son cylindre correspondant 2.
[0034] Ces valeurs de courses en attaque et en détente du piston 3 de l'amortisseur 1 sont bien entendu revues à la baisse si l'amortisseur 1 est incliné par rapport à une direction verticale.
[0035] En référence aux figures 2A, 2B, 3A, 3B, 4A et 4B, le système de suspension selon le premier mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit.
[0036] Il comprend pour chaque roue du véhicule un amortisseur 1 et deux butées de détente respectivement mécanique 16 et hydraulique 15 tels que décrits précédemment.
[0037] Le système de suspension selon le premier mode de réalisation de l'invention comprend pour chaque roue du véhicule un ressort de suspension 17b plus flexible, dont la constante de raideur est plus faible que la constante de raideur d'un ressort de suspension 17 de l'art antérieur, tout en assurant un support S identique de la caisse 6 du véhicule par rapport au ressort de suspension 17 de l'art antérieur. Ainsi l'effort exercé par le ressort de suspension 17b plus flexible est inchangé lorsque le véhicule se trouve à l'assiette de référence AR. Un tel ressort de suspension 17b plus flexible permet la diminution de la fréquence de résonance verticale de la caisse du véhicule. Alors qu'avec un ressort de suspension 17 de l'art antérieur la fréquence de résonance de la caisse 6 du véhicule est comprise entre 1 ,2 Hz et 1 ,4 Hz, cette dernière est comprise entre 1 Hz et 1 ,1 Hz pour un ressort de suspension 17b plus flexible. Il en résulte un confort accru des occupants du véhicule.
[0038] La fréquence de résonnance verticale fr de la caisse du véhicule est définie par la formule fr =— , où M est la masse suspendue d'un quart du véhicule supportée par r 2π une roue du véhicule, et K est la raideur du ressort de suspension 17b au niveau de la roue correspondante.
[0039] La masse suspendue est la masse des éléments du véhicule situés au-dessus de la suspension hydraulique, excluant notamment les roues, fusées et porte-fusées du véhicule. La masse suspendue d'un quart du véhicule au niveau d'une roue est défini de la manière suivante : une fois le centre de gravité du véhicule défini, la masse suspendue de la partie arrière du véhicule et la masse suspendue de la partie avant du véhicule sont à leurs tours définies. La partie avant comprend la portion du véhicule entre l'avant du véhicule et une direction transversale au véhicule passant par son centre de gravité. La partie arrière du véhicule est par conséquent la partie allant de l'arrière du véhicule à cette direction transversale.
[0040] Ainsi, on est en mesure de calculer la masse suspendue d'un quart respectivement avant et arrière du véhicule, en divisant par deux la masse suspendue de la partie respectivement avant et arrière du véhicule. Connaissant chaque quart de masse suspendue du véhicule, ainsi que la fréquence de résonnance fr de la caisse 6 du véhicule désirée, on en déduit directement la constante de raideur du ressort de suspension 17b devant être monté sur la roue correspondante du véhicule, à partir de la formule
[0041 ] Pour compenser la diminution de l'effort exercé par le ressort de suspension 17b sur la caisse 6 du véhicule, le système de suspension hydraulique selon l'invention comprend également pour chaque roue du véhicule une butée d'attaque mécanique 7b moins longue que la butée d'attaque mécanique 7 de l'art antérieur, ainsi que, préférentiellement, une butée d'attaque hydraulique 9b dont le cylindre 10b présente une amplitude de déplacement autour du piston correspondant 1 1 b entre sa fin de course en attaque et sa fin de course en détente comprise par exemple entre 40 et 60 mm. Cette amplitude de déplacement est plus grande que l'amplitude de déplacement du cylindre 10 de la butée d'attaque hydraulique 9 de l'art antérieur, qui est de l'ordre de 30 mm.
[0042] En outre, la structure du cylindre 10b de la butée d'attaque hydraulique 9b est différente, puisque le cylindre 10b comprend dans sa paroi une pluralité de trous radiaux traversants 13, et permettant l'entrée ou la sortie du fluide hydraulique de la chambre de compression 4 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 lorsque le piston 1 1 b et le cylindre 10b de la butée d'attaque hydraulique 9b se déplacent l'un par rapport à l'autre. Ainsi, à mesure que le cylindre 10b de la butée d'attaque hydraulique 9b se déplace autour du piston correspondant 1 1 b vers la paroi inférieure de fond 12 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 , un nombre croissant de trous traversants 13 sont bouchés par le piston 1 1 b de la butée d'attaque hydraulique 9b, diminuant ainsi la section globale des trous traversants 13 de sorte que l'effort exercé par la butée d'attaque hydraulique 9b sur la caisse 6 du véhicule augmente pour une vitesse de déplacement du cylindre 10b constante.
[0043] L'agencement des butées d'attaque mécanique 7b et hydraulique 9b en fonction des courses du piston 3 de l'amortisseur 1 est également différent par rapport à celui de l'art antérieur. [0044] En effet, lorsque le piston 3 de l'amortisseur hydraulique 1 dépasse une course en attaque CA1 comprise entre 0 et 20 mm, préférentiellement 10 mm, ce dernier entraine le déplacement du cylindre 10b de la butée d'attaque hydraulique 9b autour de son piston correspondant 1 1 b. Pour des débattements de faible et moyenne énergies, la section globale d'un grand nombre des trous 13 traversant le cylindre 10b de la butée d'attaque hydraulique 9b est suffisamment élevée pour assurer un freinage doux du piston 3 de l'amortisseur 1 . Pour des débattements de plus forte énergie DHE au cours desquels le piston 3 d'amortisseur 1 se rapproche de sa fin de course en attaque, la section globale d'un moins grand nombre des trous 13 traversant le cylindre 10b de la butée d'attaque hydraulique 9b diminue car un nombre croissant de trous traversants 13 sont bouchés par le piston 1 1 b de la butée d'attaque hydraulique 9b à mesure que le cylindre 10b se déplace autour du piston 1 1 b de la butée d'attaque hydraulique 9b en direction de la paroi inférieure de fond 12 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 : cela assure un freinage plus brusque du piston 3 de l'amortisseur 1 dans le but de protéger la caisse 6 et le châssis du véhicule. [0045] En outre, dès que le piston 3 de l'amortisseur 1 dépasse une course en attaque CA2 comprise entre 30 et 50 mm, préférentiellement entre 40 et 50 mm, la butée d'attaque mécanique 7b est comprimée et participe au renforcement du freinage du piston 3 de l'amortisseur 1 .
[0046] Le confort de la suspension est significativement amélioré par le système de suspension hydraulique du premier mode de réalisation de l'invention. En effet, la discontinuité de l'effort exercé par le système de suspension, et génératrice d'inconfort pour les passagers du véhicule, est fortement diminuée grâce à la butée d'attaque hydraulique 9b, dont le cylindre 10b a une amplitude de déplacement allongée, qui agit avant la butée d'attaque mécanique 7b. En outre, l'effort exercé par la butée d'attaque hydraulique 9b dépendant à la fois de la vitesse et de l'amplitude de déplacement du piston 3 de l'amortisseur 1 dans son cylindre 2, le freinage du piston 3 de l'amortisseur est adapté à l'amplitude et à la vitesse de sa course dans le cylindre 2, ce qui a également un effet positif sur le confort des passagers. De plus, la butée d'attaque hydraulique 9b dissipe l'énergie sans l'accumuler, évitant de fait tout effet de relance lors des débattements de faible et moyenne énergies. Enfin, l'utilisation d'un ressort de suspension 17b de faible raideur réduit la fréquence de résonnance verticale de la caisse 6, ce qui permet d'améliorer le confort de la suspension du véhicule. Cette augmentation de la flexibilité du ressort de suspension 17b est bien entendu compensée par l'amortissement complémentaire assuré par la butée d'attaque hydraulique 9b dès les débattements de moyenne énergie DME.
[0047] En référence aux figures 5A, 5B, 6A, 6B, 7A, 7B, 8A et 8B, le système de suspension selon le second mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit. [0048] Les éléments qui portent sur ces figures les mêmes références que sur les figures 2A, 2B, 3A, 3B, 4A et 4B sont identiques à ceux-ci et ne sont donc pas décrits à nouveau ici.
[0049] Pour compenser la diminution de l'effort en détente exercé par le ressort de suspension 17b sur la caisse 6 du véhicule, le système de suspension hydraulique selon le second mode de réalisation de l'invention comprend également pour chaque roue du véhicule une butée de détente mécanique 16b plus longue que la butée de détente mécanique 16 de l'art antérieur. Par conséquent et de manière préférentielle, le piston flottant de la butée de détente hydraulique 15b selon l'invention présente une amplitude de déplacement autour de la tige 14 de l'amortisseur 1 , entre sa position de repos et sa position de fin de course en détente, comprise par exemple entre 40 et 80 mm. Cette amplitude de déplacement est plus grande que l'amplitude de déplacement du piston flottant de la butée de détente hydraulique 15 de l'art antérieur, qui est de l'ordre de 20 à 30 mm. En outre, l'allongement de l'amplitude de déplacement de la butée de détente hydraulique 15b permet de diminuer la raideur du ressort de la butée de détente mécanique 16b, de sorte qu'il contribue peu au freinage du piston 3 de l'amortisseur 1 en détente. De plus, le piston flottant 15b de la butée de détente hydraulique est formé par une bague annulaire fendue radialement sur toute son épaisseur et destiné à coulisser le long de la tige 14 de l'amortisseur 1 de manière à conserver un espace annulaire 23b entre la tige 14 et le bord interne du piston flottant 15b, tandis que la partie supérieure de la chambre de détente 5 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 comprend une paroi 2b de forme sensiblement tronconique dont la section transversale diminue en direction supérieure vers la paroi 8 de l'amortisseur 1 . Ainsi, l'effort exercé par les butées de détente 15b, 16b sur la caisse du véhicule augmente de manière très progressive avec la course du piston flottant 15b : à mesure que le piston flottant 15b se déplace vers la paroi d'extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 le long de la paroi tronconique 2b, la fente et l'espace annulaire 23b du piston flottant 15b se referme progressivement, diminuant de fait la section de passage du fluide hydraulique. Cela assure donc un amortissement variable en fonction de la course du piston flottant 15b, améliorant significativement la maîtrise des mouvements verticaux de la caisse du véhicule, et de fait le confort du véhicule.
[0050] L'agencement des butées de détente mécanique 16b et hydraulique 15b en fonction des courses du piston 3 de l'amortisseur 1 est également différent par rapport à celui de l'art antérieur. [0051 ] En effet, lorsque le piston 3 de l'amortisseur hydraulique 1 dépasse une course en détente CD comprise entre 10 et 50 mm, préférentiellement 20 mm, la collerette 22 déplace le piston flottant 15b en direction de la paroi d'extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l'amortisseur 1 . Le piston flottant 15b se déplaçant comprime alors simultanément la butée de détente mécanique 16b. Ainsi, dès que le piston 3 de l'amortisseur hydraulique 1 dépasse la course en détente CD, ce dernier est progressivement freiné par les deux butées de détente 15b, 16b.
[0052] Le confort de la suspension est significativement amélioré par le système de suspension hydraulique du second mode de réalisation de l'invention. En effet, non seulement il possède les mêmes avantages que le premier mode de réalisation, mais en outre, l'utilisation combinée d'une butée de détente hydraulique 15b dont le piston flottant a une amplitude de déplacement plus importante et d'une butée de détente mécanique 16b dont le ressort a une raideur relativement faible permet une augmentation progressive du freinage du piston 3 de l'amortisseur 1 lors des débattements en détente de la roue du véhicule correspondante, améliorant significativement la maîtrise des mouvements verticaux de la caisse 6 du véhicule. De plus l'utilisation d'un ressort de suspension 17b de faible raideur réduit la fréquence de résonnance verticale de la caisse 6, ce qui permet d'améliorer le confort de la suspension du véhicule. Cette augmentation de la flexibilité du ressort de suspension 17b est bien entendu compensée par l'amortissement complémentaire assuré par la butée d'attaque hydraulique 9b, la butée de détente hydraulique 15b et la butée de détente mécanique 16b dès les débattements de moyenne énergie DME.
[0053] Enfin, en virage, le côté extérieur du véhicule présente des éléments de la suspension se déplaçant en attaque et le côté intérieur du véhicule présente des éléments de suspension en détente. L'utilisation combinée des butées d'attaque et de détente selon l'invention augmente le niveau d'amortissement en fonction de l'amplitude du roulis du véhicule, ce qui améliore la stabilité de ce dernier dans les virages.
[0054] La configuration telle que décrite n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et représentés sur les figures 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B, 7A, 7B, 8A, 8B. Elle n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier, l'invention n'est pas limitée à une seule configuration de butée d'attaque hydraulique 9b. On pourrait par exemple imaginer une butée d'attaque hydraulique 9b dont le cylindre 10b est solidaire des parois internes de la chambre de compression 4 de l'amortisseur 1 et dont le piston 1 1 b est destiné à être déplacé dans son cylindre correspondant 10b par le piston 3 de l'amortisseur 1 . Bien entendu, tout type de butée d'attaque hydraulique 9b connue et apte à être logée dans la chambre de compression 4 d'un amortisseur 1 pourra être envisagée. En particulier, l'utilisation d'une butée d'attaque hydraulique 9b, dont l'amplitude de déplacement du piston 1 1 b ou du cylindre 10b est tel que décrit dans l'art antérieur, est parfaitement envisageable du moment que le piston 3 de l'amortisseur 1 est en mesure d'assurer le déplacement du piston 1 1 b ou du cylindre 10b de la butée d'attaque hydraulique 9b dès les débattements de moyenne énergie DME. On pourrait également imaginer pour chaque roue du véhicule un ressort de suspension 17 déporté à l'extérieur de l'amortisseur hydraulique 1 , monté en parallèle avec l'amortisseur hydraulique 1 entre le porte-fusée de roue et la caisse 6 du véhicule. On pourrait également envisager qu'au niveau du train arrière du véhicule, les butées d'attaque mécanique 7b soient déportées et chacune interposée entre le porte-fusée de la roue correspondante et la caisse 6 du véhicule. Enfin, on pourrait imaginer, pour encore améliorer le confort des occupants du véhicule, remplacer chaque amortisseur hydraulique 1 de la suspension par un amortisseur hydraulique détaré ou assoupli, c'est-à-dire que les orifices assurant le passage du fluide hydraulique de part et d'autre du piston 3 dans l'une ou l'autre des chambres de compression 4 et de détente 5 de l'amortisseur hydraulique détaré 1 b sont plus larges que les orifices d'un amortisseur 1 de l'art antérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de suspension hydraulique d'un véhicule, notamment automobile, comprenant pour chaque roue du véhicule un amortisseur (1 ) à cylindre (2) et piston (3) mobile dans le cylindre pour y délimiter deux chambres (5, 4) respectivement de détente et de compression et interposé entre la caisse (6) et le porte-fusée de roue du véhicule, une butée d'attaque hydraulique (9b) montée dans la chambre de compression (4) et comportant un cylindre (10b) et un piston (1 1 b) mobiles l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque roue une butée d'attaque mécanique compressible (7b) positionnée entre le cylindre (2) et la caisse (6) du véhicule ou entre le porte-fusée de roue et la caisse (6) du véhicule, en ce que le piston (1 1 b) et le cylindre (10b) de la butée d'attaque hydraulique (9b) sont destinés à être déplacés l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire du piston (3) de l'amortisseur (1 ) lorsque ce dernier atteint une première course en attaque (CA1 ) dans le cylindre (2) de l'amortisseur (1 ), en ce que la butée d'attaque mécanique (7b) est destinée à être comprimée entre le cylindre (2) de l'amortisseur et la caisse (6) du véhicule ou entre le porte-fusée de roue et la caisse (6) du véhicule lorsque le piston (3) de l'amortisseur (1 ) atteint une seconde course en attaque (CA2) dans le cylindre de l'amortisseur supérieure à la première course (CA1 ), et en ce que le système de suspension hydraulique comprend en outre pour chaque roue du véhicule un ressort de suspension (17b) dont la raideur est choisie telle que la fréquence de résonance verticale de la caisse (6) du véhicule est comprise entre 1 Hz et 1 ,1 Hz.
2. Système de suspension selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la fréquence de résonance verticale de la caisse (6) du véhicule est définie par la formule fr
où M est la masse suspendue d'un quart du véhicule supportée par une roue du véhicule, et K est la raideur du ressort de suspension (17b) au niveau de la roue du véhicule correspondante.
3. Système de suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'amortisseur (1 ) est un amortisseur détaré.
4. Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première course en attaque (CA1 ) du piston (3) de l'amortisseur (1 ) est comprise entre zéro et vingt millimètres à partir d'une assiette de référence (AR) du véhicule.
5. Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde course en attaque (CA2) du piston (3) de l'amortisseur (1 ) est comprise entre quarante et cinquante millimètres à partir de l'assiette de référence (AR) du véhicule.
6. Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le cylindre (10b) de la butée hydraulique (9b) est solidaire de la paroi interne du cylindre (2) de l'amortisseur (1 ) et en ce que le piston (1 1 b) de la butée d'attaque hydraulique (9b) est destiné à être déplacé dans son cylindre correspondant (10b) par le piston (3) de l'amortisseur lorsque ce dernier atteint la première course en attaque (CA1 ) dans le cylindre (2) de l'amortisseur.
7. Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le piston (1 1 b) de la butée hydraulique (9b) est solidaire de la paroi de fond (12) du cylindre (2) de l'amortisseur et en ce que le cylindre (10b) de la butée d'attaque hydraulique (9b) est destiné à être déplacé le long du piston (1 1 b) de la butée hydraulique (9b) par le piston (3) de l'amortisseur lorsque ce dernier atteint la première course en attaque (CA1 ) dans le cylindre (2) de l'amortisseur (1 ).
8. Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le cylindre (10b) de la butée hydraulique (9b) comprend une pluralité de trous radiaux (13) traversant la paroi du cylindre (10b) et permettant l'entrée ou la sortie du liquide de la chambre de compression du cylindre (10b) de l'amortisseur (1 ) lorsque le piston (1 1 b) et le cylindre (10b) de la butée d'attaque hydraulique (9b) se déplacent l'un par rapport à l'autre.
9. Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque roue du véhicule au moins une butée de détente (15, 16) montée dans la chambre de détente (5) du cylindre (2) de l'amortisseur correspondant (1 )-
10. Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre pour chaque roue une butée de détente mécanique compressible (16b) et une butée de détente hydraulique (15b) à piston montées dans la chambre de détente (5), et en ce que le piston de la butée de détente hydraulique (15b) est destiné à être déplacé dans le cylindre correspondant (2) par le piston (3) de l'amortisseur (1 ) en même temps que la butée de détente mécanique (16b) est comprimée par le piston (3) de l'amortisseur lorsque ce dernier atteint une troisième course en détente (CD) dans le cylindre (2) de l'amortisseur (1 ).
1 1 . Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 8 et 10, caractérisé en ce que la troisième course en détente (CD) du piston (3) de l'amortisseur (1 ) est comprise entre dix et vingt millimètres à partir de l'assiette de référence (AR) du véhicule.
12. Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 8, 10 et 1 1 , caractérisé en ce que la butée de détente hydraulique est un piston flottant (15b) entourant la tige (14) de l'amortisseur (1 ) et positionnée dans la chambre de détente (5) du cylindre (2) de l'amortisseur entre la paroi d'extrémité supérieure (8) du cylindre (2) de l'amortisseur traversée par la tige (14) de l'amortisseur et une collerette (22) solidaire de la tige (14) de l'amortisseur.
13. Système de suspension selon la revendication 12, caractérisé en ce que la butée de détente mécanique (16b) est un ressort de rappel positionné dans la chambre de détente (5) et dont les extrémités sont en appui respectivement contre le piston flottant (15b) et la paroi d'extrémité supérieure (8) du cylindre (2) de l'amortisseur.
14. Véhicule, notamment automobile, comprenant un système de suspension hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
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