FR2860564A1 - Systeme d'amortissement de vibrations - Google Patents

Abstract

Système d'amortissement de vibrations par apport d'énergie à un élément vibrant, dont on souhaite amortir les vibrations, dans un véhicule automobile.Ce système comprend- un batteur (150) comprenant lui-même un élément inertiel adapté pour être mis en mouvement selon au moins un axe de déplacement et apporter ainsi de l'énergie cinétique à l'élément vibrant, et- des moyens de contrôle du batteur (150), pour commander le déplacement de l'élément inertiel, selon l'axe de déplacement, et générer ainsi des contre-vibrations adaptées pour amortir au moins une partie des vibrations de l'élément vibrant.Les moyens de contrôle commandent le déplacement de l'élément inertiel à au moins une fréquence comprise entre 20 et 50 Hz, lorsque l'élément vibrant est lui-même le siège de vibrations majoritairement comprises dans cette gamme de fréquence.

Description

SYSTEME D'AMORTISSEMENT DE VIBRATIONS

La présente invention est relative au domaine des systèmes et procédés d'amortissements de vibrations, destinés par exemple à amortir les vibrations des moteurs de véhicules automobiles.

Plus spécifiquement, la présente invention est relative aux systèmes d'amortissement de vibrations par apport d'énergie à un élément vibrant, dont on souhaite amortir les vibrations, dans un véhicule automobile, comprenant - un batteur comprenant lui-même un élément inertiel adapté pour être mis en mouvement selon au moins un axe de déplacement et apporter ainsi de l'énergie cinétique à l'élément vibrant, et - des moyens de contrôle du batteur, pour commander le déplacement de l'élément inertiel, selon l'axe de déplacement, et générer ainsi des contre-vibrations adaptées pour amortir au moins une partie des vibrations de l'élément vibrant.

On connaît déjà, notamment grâce au document EP-A-936376 un système dans lequel les moyens de contrôle sont pneumatiques.

Récemment, sont apparus: - des véhicules avec des moteurs à essence fonctionnant avec des mélanges pauvres (pour permettre des économies de carburants), - des véhicules diesel comportant une boîte de vitesse automatique, - des véhicules avec des moteurs utilisant des régimes de ralenti faibles (inférieurs à 600 tours par minutes), etc. Dans tous ces véhicules sont apparues des vibrations plus importantes, notamment aux basses fréquences correspondant au ralenti.

Ces vibrations à basses fréquences ont été jusqu'alors tolérées ou amorties passivement en utilisant des supports moteurs placés entre deux éléments rigides, par exemple le moteur et la caisse du véhicule.

Il s'agit par exemple de supports moteurs pilotables bimodes du type de ceux décrits dans le document FR-A-2812361: les vibrations du moteur sont transmises au support qui absorbe les vibrations par les déformations d'au moins une chambre hydraulique avec une raideur variable en fonction de la fréquence. Cependant ce type de solution atteint aujourd'hui les limites de son efficacité. En effet, si ces supports présentent une raideur adaptée hors régime de ralenti ou à des régimes de ralenti à relativement hautes fréquences, les amplitudes des vibrations au ralenti, pour les nouveaux moteurs mentionnés ci-dessus, ont fortement augmenté, et réduire la raideur du support ne suffit plus à assurer le confort du passager.

La présente invention vise à pallier notamment cet inconvénient.

A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention propose un système d'amortissement de vibrations qui outre les caractéristiques déjà mentionnées est caractérisé par le fait que les moyens de contrôle commandent le déplacement de l'élément inertiel à au moins une fréquence comprise entre 20 et 50 Hz, lorsque l'élément vibrant est lui-même le siège de vibrations majoritairement comprises dans cette gamme de fréquence.

Grâce à l'invention, il est possible de traiter des vibrations à basses fréquences avec un batteur actif. L'invention dépasse ainsi le préjugé selon lequel l'amortissement des vibrations aux basses fréquences, notamment aux fréquences inférieures à 50 Hz, n'était pas possible avec des systèmes à batteur actifs, ceux-ci ne développant pas un effort suffisant pour amortir les forces engendrées lors des déplacements de grande amplitude de masses importantes telles que celles des moteurs de véhicules automobiles.

Dépassant ce préjugé, les inventeurs ont mis au point un système dans lequel l'élément inertiel est adapté pour que les contre-vibrations fournissent un effort d'au moins 120N, à une fréquence comprise entre 20 et 50Hz.

En particulier, grâce à l'invention il est possible de générer des efforts à la même fréquence que le ralenti du moteur et ceci dans toute direction.

Dans le système selon l'invention, il est possible de fixer le (ou les) batteur(s) en de multiples endroits du véhicule et d'incliner l'axe de déplacement de chaque batteur en fonction de la direction des vibrations que l'on souhaite amortir.

Si nécessaire, le système selon l'invention comporte plusieurs batteurs, la résultante des contre-vibrations de l'ensemble des batteurs contribuant à compenser les vibrations générées au niveau de l'élément vibrant.

Dans le système selon l'invention, les déplacements de l'élément 5 inertiel peuvent être commandés par des moyens de contrôle pneumatiques, hydrauliques ou électromagnétiques.

Dans le cas de moyens de contrôle électromagnétiques, on peut avoir recours à une et/ou à plusieurs autres des dispositions suivantes: - le batteur actif est adapté pour que l'élément inertiel effectue des déplacements dont l'amplitude peut s'étendre sur 6 mm de part et d'autre d'une position d'équilibre, selon l'axe de déplacement, à une fréquence comprise entre 20 et 50 Hz; - le batteur comporte un actionneur comportant lui même É une bobine, s'étendant circulairement dans un plan, autour de l'axe de déplacement, associée à une carcasse magnétiquement perméable, coulissant dans un mouvement alternatif selon l'axe de déplacement perpendiculaire au plan de la bobine, un courant électrique variable parcourant la bobine pour générer un champ magnétique, É et une armature magnétiquement perméable, liée à l'élément vibrant dont on souhaite amortir les vibrations, par action de forces de réaction sur l'armature, le déplacement de la bobine par rapport à l'armature étant engendré par des forces correspondant à des lignes du champ magnétique généré par la bobine, concentrées dans l'armature et la carcasse et dirigées essentiellement dans un entrefer (e) situé entre l'armature et la carcasse; - l'entrefer consiste en un espace radial, par rapport à l'axe de déplacement, entre l'armature et la carcasse; - la bobine est centrée sur l'axe de déplacement et la carcasse comporte une cavité annulaire dans laquelle est logée la bobine, cette cavité annulaire comportant elle-même une paroi latérale s'étendant, à l'intérieur de la bobine, sensiblement parallèlement à l'axe de déplacement; - une partie de la paroi latérale présente une forme sensiblement conique centrée sur l'axe de déplacement, tandis que l'entrefer correspondant à cette partie est sensiblement constant; - la carcasse comprend un circuit magnétique inférieur et un circuit magnétique supérieur, chacun sensiblement en forme de gorge, ces gorges étant ouvertes l'une vers l'autre sensiblement pour former la cavité annulaire de la carcasse; - les circuits magnétiques inférieur et supérieur sont constitués des deux mêmes circuits magnétiques, disposés l'un sur l'autre symétriquement par 10 rapport au plan de la bobine; - les circuits magnétiques inférieur et supérieur comportent chacun respectivement un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur et adapté pour être emmanché en force avec l'autre rebord; - les circuits magnétiques inférieur et supérieur comportent chacun 15 respectivement un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur et adapté pour être emmanché en force sur un anneau périphérique; - les circuits magnétiques inférieur et supérieur sont maintenus ensemble grâce à une bague de sertissage; - l'armature comporte un noyau central magnétiquement perméable qui 20 s'étend selon l'axe de déplacement, au centre de la bobine; - la carcasse comprend une base s'étendant au-dessus du noyau central selon un plan perpendiculaire à l'axe de déplacement, le noyau central et la base étant séparés par un entrefer axial; - il comporte des moyens de suspension, adaptés pour solliciter la 25 carcasse et la bobine en contre réaction de la force exercée par le champ magnétique selon l'axe de déplacement; - les moyens de suspension sont des ressorts métalliques ou des ressorts en caoutchouc; - il comporte des bagues de guidage fixées à la carcasse ou à 30 l'armature, adaptées pour guider le déplacement de la bobine et coulissant le long du noyau central; - la bobine est au moins partiellement enchâssée dans un matériau plastique comportant des reliefs adaptés pour exercer une précontrainte sur la bobine, lorsque celle-ci est logée dans la carcasse, pour limiter les mouvements de la bobine dans la carcasse; - il comporte un palier de guidage qui prolonge l'armature selon l'axe de déplacement, adapté pour coopérer avec la carcasse et guider le déplacement le long de l'axe de déplacement, de l'ensemble mobile constitué de la bobine et de la carcasse; et - le palier de guidage a un diamètre inférieur à celui de l'armature.

Selon un autre aspect, l'invention est relative à un véhicule automobile comportant un moteur vibrant au ralenti à des fréquences comprises entre 20 et 50 Hz, et équipé d'au moins un système d'amortissement tel que mentionné ci-dessus.

Ce véhicule comporte éventuellement une et/ou plusieurs des dispositions suivantes: - il comporte un ou plusieurs batteur(s) ; - l'axe de déplacement de l'élément inertiel d'au moins un batteur est horizontal; l'axe de déplacement de l'élément inertiel d'au moins un batteur est vertical; - il comporte une caisse et au moins un batteur est fixé sur la caisse; ce qui va à l'encontre de la manière habituelle de procéder pour l'Homme du Métier qui, d'une manière générale, produit des contre-vibartions à partir d'un support situé en un point de fixation déterminé sur le moteur; grâce à l'invention on évite les difficultés de l'obtention de fortes contre-vibrations en des points du véhicule où la structure de celui-ci est très raide; cette disposition rend aussi possible un amortissement dans des axes différents de l'axe du support moteur, dans lesquels les vibrations transférées par le moteur sont parfois très importantes; - il comporte une biellette de fixation du moteur et au moins un batteur est disposé à proximité de cette biellette; - le moteur est disposé sur un berceau et au moins un batteur est fixé sur le berceau du moteur; - il comporte au moins un radiateur et au moins un batteur est fixé à proximité de ce radiateur; - il comporte des tabliers avant et au moins un batteur est fixé au niveau des tabliers avant.

Selon encore un autre aspect, l'invention est relative à un procédé d'amortissement de vibrations par apport d'énergie à un élément vibrant, dont on souhaite amortir les vibrations, dans un véhicule automobile, procédé dans lequel on fait vibrer un élément inertiel selon au moins un axe de déplacement pour générer des contre-vibrations adaptées pour amortir au moins une partie des vibrations de l'élément vibrant, caractérisé par le fait que, lorsque l'élément vibrant génère des vibrations majoritairement comprises entre 20 et 50 Hz, on déclenche et on contrôle le déplacement de l'élément inertiel à au moins une fréquence comprise dans cette gamme de fréquence.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.

Sur les dessins: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un berceau de moteur pour véhicule automobile, équipé d'un batteur actif, dans une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un véhicule automobile, équipé d'un batteur actif, dans une seconde forme de réalisation de l'invention; - la figure 3 représente schématiquement en coupe radiale un premier mode de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon l'invention; - la figure 4 représente schématiquement en coupe radiale un second mode de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon l'invention; - la figure 5 représente schématiquement en coupe radiale un 30 troisième mode de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon l'invention; la figure 6 représente schématiquement en coupe radiale un quatrième mode de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon l'invention - la figure 7 représente schématiquement en coupe radiale un 5 cinquième mode de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon l'invention - la figure 8 représente schématiquement en coupe radiale un sixième mode de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon l'invention; - la figure 9 représente schématiquement en coupe radiale un septième mode de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon l'invention - la figure 10 représente schématiquement en coupe radiale un huitième mode de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon 15 l'invention; la figure 11 représente un modèle simplifié linéaire de batteur actif; la figure 12a représente, pour différentes valeurs de courant, la force magnétique Fmag en fonction de l'entrefer axial ea; - la figure 12b représente la force magnétique Fmag en fonction du 20 courant I; - la figure 13 représente la réponse de l'effort Ft en fonction de la fréquence f.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

La figure 1 représente en perspective schématiquement un berceau 200 de véhicule automobile destiné à supporter un moteur (non représenté) qui génère des vibrations au ralenti à des fréquences dans une plage allant de 20 à 50 Hz. Le berceau 200 s'étend dans un plan essentiellement parallèle à la route et décrit une forme sensiblement rectangulaire. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, un batteur actif 150 peut par exemple être fixé sur le berceau 200 du véhicule comme représenté sur la figure 1. Les vibrations générées par le batteur 150 sont transmises à un élément vibrant, ici le berceau 200. Ce positionnement peut permettre de bénéficier d'un phénomène d'amplification des vibrations de la part du berceau 200, selon sa flexibilité.

Plusieurs emplacements pour la fixation du batteur actif 150 sont possibles sur le berceau 200 du véhicule. Quatre de ces emplacements sont représentés sur la figure 1 et référencés A, B, C et D. Les emplacements A, B et D correspondent sensiblement au milieu respectivement d'un des côtés du berceau 200. Le batteur actif 150 représenté en figure 1 est disposé à l'emplacement A. Le batteur actif 150 représenté présente un axe de déplacement Z1 vertical, c'est-à-dire perpendiculaire au plan de la route. L'emplacement C correspond à des emplacements de plots de berceau 3.

Dans ce dernier mode de réalisation, le batteur 150 pourra par exemple être inséré dans un support de berceau destiné à être engagé dans un plot de berceau. L'emplacement D est sensiblement au milieu de la traverse, entre les plots de berceau 3.

La figure 2 illustre une seconde forme de réalisation de l'invention.

La figure 2 représente un véhicule automobile 100. Ce véhicule automobile 100 comporte un moteur 40. Une biellette haute 50 de reprise de couple d'une suspension pendulaire est reliée au moteur 40 par l'intermédiaire d'un support 60. Un batteur actif 150 est disposé à proximité de la biellette 50. Le batteur actif 150 est disposé de telle sorte que son axe de déplacement Z2 est horizontal, donc parallèle à la route et parallèle au déplacement de la voiture quand elle roule. L'axe de déplacement Z2 est avantageusement parallèle à l'axe Zb le long duquel s'étend la biellette 50.

Au ralenti, ce positionnement représenté en figure 2 correspond au phénomène de transfert principal de vibrations entre le moteur et la caisse pour 25 ce véhicule.

Dans d'autres types de suspension moteur ou d'autres configurations, il est possible de fixer le batteur par exemple en un point E situé à proximité du radiateur 70 du véhicule, et donc loin à la fois des points de fixation entre le moteur et la caisse, et également loin de l'habitacle.

Le batteur actif pourra dans d'autres modes de réalisation encore, être fixé en un point F situé au niveau des tabliers avant T du véhicule.

Un véhicule automobile peut comporter un batteur actif ou plusieurs de ces batteurs actifs disposés en encore d'autres endroits et selon des axes de déplacement variés.

Selon les modes de réalisation, les endroits de fixation et l'axe des contre-vibrations générées peuvent par exemple être déterminés expérimentalement, afin de permettre une bonne atténuation des vibrations et du bruit dans l'habitacle du véhicule. De nombreuses solutions équivalentes d'un point de vue vibratoire et acoustique peuvent exister, ce qui permet de choisir celle qui nécessite le moins d'effort et donc le ou les batteurs les moins coûteux.

II est possible, par rapport aux solutions de l'art antérieur, que des augmentations locales de vibrations au niveau de la suspension moteur ou du berceau aient lieu, mais cela n'a pas grande importance puisque ces vibrations ne sont pas ressenties par le conducteur et les passagers dans l'habitacle, l'objectif de l'invention, qui est une réduction des vibrations et du bruit dans l'habitacle, étant atteint.

Le pilotage du batteur actif est effectué, par des moyens de contrôle (non représentés), par exemple en boucle ouverte, à l'aide de la seule information de top tour moteur. Dans un autre mode de réalisation, il est en outre adapté de temps en temps à l'aide d'informations de vibrations etlou de bruit en provenance d'une électronique embarquée sur le véhicule 1 utilisant des capteurs véhicules.

Huit exemples de modes de réalisation d'un batteur pour équiper le système selon l'invention sont décrits ci-dessous.

Selon le premier mode de réalisation illustré sur la figure 3, le batteur comporte un actionneur 2. L'actionneur 2 comprend une bobine 1 qui s'étend circulairement autour d'un axe de déplacement Z. La bobine 1 est connectée par l'intermédiaire de moyens de connexion 3 électriquement à des moyens d'alimentation et pilotage (non représentés) permettant la délivrance d'un courant électrique, et le pilotage du dispositif selon l'invention.

L'actionneur 2 comprend une carcasse 4 magnétiquement perméable solidarisée avec la bobine 1. La carcasse 4 forme une cavité annulaire 4int s'étendant circulairement autour de l'axe de déplacement Z. La bobine 1 est logée dans cette cavité annulaire 4int.

La carcasse 4 comporte une paroi latérale 6 s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe de déplacement Z, à l'intérieur de la bobine 1. Cette paroi latérale 6 se trouve en regard d'une armature 5 magnétiquement perméable. Au moins en certaines parties suivant l'axe de déplacement Z, la paroi 6 est séparée de l'armature 5 par un entrefer radial e.

L'armature 5 est ici de forme sensiblement cylindrique. Elle est constituée, dans le mode de réalisation de la figure 3, d'un noyau central s'étendant le long de l'axe de déplacement Z et centré par rapport à cet axe de déplacement Z. Cette armature 5 centrale est destinée à être reliée, directement ou indirectement, à l'élément vibrant dont on souhaite réduire les vibrations.

Sous l'effet du champ magnétique généré par un courant électrique variable appliqué via les moyens de connexion 3 et parcourant la bobine 1, celle-ci et la carcasse 4 l'enserrant coulissent dans un mouvement alternatif selon l'axe de déplacement Z. Les lignes du champ magnétique sont concentrées dans l'armature 5 et la carcasse 4 et ces dernières sont concentrées dans l'entrefer e. Cet entrefer e est invariant lors du déplacement de la bobine. Le déplacement de la carcasse 4 et de la bobine 1 est essentiellement engendré par des forces dues aux variations de reluctance du circuit magnétique.

Par action de forces de réaction sur l'armature 5 liées au déplacement de la bobine 1 associée à la carcasse 4, des efforts sont générés dans l'armature 5. Ceux-ci produisent des contre-vibrations. Ces contrevibrations générées par le dispositif selon l'invention sont adaptées pour amortir les vibrations de l'élément vibrant.

Dans le mode de réalisation représenté en figure 3, la paroi latérale 6 comporte deux parties respectivement supérieure 6s et inférieure 6i. Chaque partie supérieure 6s ou inférieure 6i présente une largeur transversale décroissante en direction de l'autre partie 6i ou 6s de la paroi latérale 6. Ces parties 6s et 6i appartiennent respectivement à deux circuits magnétiques 4s et 4i, chacun sensiblement en forme de gorge et comportant un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur, symétriques (un usinage sur une des deux pièces permet éventuellement de les différencier) qui s'emboîtent par conformage, constituant ainsi la cavité annulaire intérieure 4int de la carcasse 4. Ils peuvent par exemple être emmanchés l'un dans l'autre en force.

Le batteur du système selon l'invention comporte en outre des bagues de guidage 8 fixées ici sur la paroi latérale inférieure 6i de la carcasse 4.

La partie supérieure 6s de la paroi 6 est séparée de l'armature 5 par l'entrefer e.

L'espacement entre l'armature 5 et la partie inférieure 6i est ici occupé par les bagues de guidage.

Le batteur du système selon l'invention représenté en figure 3 comporte des moyens de suspension 7 comprenant des ressorts métalliques ou en caoutchouc disposés sur la bobine 1 (ou la carcasse 4 associée) pour la solliciter en contre réaction de la force Fmag s'exerçant entre la carcasse 4 et l'armature 5. Ce type de suspension offre une bonne résistance aux contraintes subies et permet de grands débattements nécessaires pour des battements par exemple à basse fréquence (f entre 15 et 50 Hz). Elles sont donc utilisées avantageusement, plutôt que des suspensions à lames métalliques ou composites.

En figure 11 est représenté un modèle simplifié linéaire d'un batteur actif utilisant une force magnétique Fmag afin de transmettre une force Ft à l'élément vibrant à une fréquence f, avec un débattement z, à l'aide d'une suspension (k représentant la constante de raideur du batteur, et c représentant le coefficient d'amortissement de ce batteur) permettant à la résonance une amplification du débattement de la masse m en suspension. Les équations régissant ce batteur sont: Ft = kz + cz - Fmag = mz mz = kz - c2 + Fmag En figure 13 est représentée la réponse de l'effort Ft en fonction de la fréquence f. Cette force dépend en outre du courant. Par un choix judicieux des différents paramètres (à titre illustratif, m = 1, 1 kg, c = 40 NSIm, k = 22 000 N/m et Fmag = 40 N), on constate que ce batteur peut transmettre, à l'élément vibrant, un effort important (supérieur à 80 N) pour des fréquences sensiblement inférieures à 30Hz.

L'ensemble est recouvert d'un élément de sertissage extérieur 10 qui permet de mettre une précontrainte sur les ressorts de telle sorte qu'ils travaillent toujours en compression.

On notera que la position moyenne de l'armature centrale 5 est non 5 centrée selon l'axe Z par rapport aux deux parties 6s et 6i de la carcasse 4, ce qui permet de produire l'effort.

Dans d'autres modes de réalisation, l'armature peut être disposée de façon à entourer la bobine et la carcasse.

Les matériaux utilisés sont de préférence standards et peu coûteux.

Ainsi, on peut utiliser comme matériau magnétiquement perméable de l'acier magnétique faiblement allié, par exemple du fer doux à faible taux de carbone (XC48, XC42) pour qu'il y ait peu de rémanence, ou encore un alliage fer-silicium ou fer-nickel. Les pièces 6s et 6i de la carcasse ont sensiblement une forme cylindrique de révolution, par conséquent aisée à réaliser. Elles pourraient être obtenues par exemple par moulage d'un acier magnétique, ou par une compression importante à chaud d'un mélange de poudre de fer-résine ayant des caractéristiques magnétiques, ou par usinage à grande vitesse, etc. On peut utiliser du cuivre pour la bobine.

Le pilotage du dispositif selon l'invention via les moyens de connexion 3 peut être effectué soit en boucle ouverte, à l'aide de la seule information "top tour moteur", soit adapté de temps en temps à l'aide d'informations, de vibration et/ou de bruit, provenant d'un outil électronique par exemple délivré par le constructeur automobile.

Avantageusement, la bobine est recouverte, sur les faces extérieures destinées à être mises en contact avec la carcasse 4, d'un matériau plastique muni de picots 9 s'écrasant lorsque l'on solidarise la bobine et la carcasse 4, par exemple par sertissage. Cette précontrainte de la bobine 1 permet, lorsque le courant est appliqué, que ce soit l'ensemble comprenant la bobine 1 et la carcasse 4 qui vibre.

Les références sur les figures 4 à 10 suivantes portant les mêmes numéros que des références de la figure 1, désignent des éléments similaires. Pour chacune des figures 4 à 10, seules sont décrites ci-dessous les principales caractéristiques la différenciant des figures décrites précédemment.

Dans le deuxième mode de réalisation, représenté en figure 4, les parties respectivement supérieure 6s et inférieure 6i de la carcasse 4 sont fixées l'une avec l'autre à l'aide de pions ou d'anneaux 11.

Dans le troisième mode de réalisation, représenté en figure 5, la carcasse 4 n'est plus constituée de pièces symétriques du type représenté en figures 1 et 2, mais comprend trois parties différentes assemblées, respectivement inférieure 12i, supérieure 12s et latérale 121.

L'armature 5 est constituée de deux parties sensiblement cylindriques de diamètre R1 et R2, telles que la partie supérieure 12s de la carcasse 4 coulisse le long de la partie de diamètre R1 de l'armature 5 et que la partie inférieure 12i de la carcasse 4 coulisse le long de la partie de diamètre R2 de l'armature 5.

L'élément de sertissage extérieur 10 comporte en outre des butées en caoutchouc 15 disposées en direction de l'ensemble constitué de la bobine 1 et de l'armature 5, afin d'amortir les débattements en fin de course avant le contact avec l'élément de sertissage 10, avant contact entre les spires des ressorts métalliques, quand des ressorts métalliques sont utilisés pour réaliser la suspension.

Dans le quatrième mode de réalisation représenté en figure 6, l'armature 5 est surmontée d'une pièce de guidage 13 de même diamètre que l'armature 5, en matériau non magnétique. Les parties supérieure 6s et inférieure 6i de la carcasse 4 sont équipées de bagues de guidage 14, adaptées pour guider le déplacement le long de l'axe de déplacement Z de la bobine 1 en la carcasse 4, sur l'armature 5 prolongée de la pièce de guidage 13.

L'assemblage de l'armature 5 et de la pièce 13 peut par exemple être réalisé par emmanchement, l'armature 5 présentant un alésage 19 centré sur l'axe Z dans lequel une partie de la pièce 13 vient s'emboîter serrée.

L'élément de sertissage extérieur 10 présente une forme adaptée pour sertir de façon serrée l'ensemble constitué de la bobine 1 et de la carcasse 4, en maintenant ainsi assemblées les parties inférieures 4i et 4s de la carcasse 4. L'élément de sertissage 10 est constitué d'une partie supérieure 10' et d'une partie inférieure 10". La partie inférieure 10" décrit deux coudes à l'intérieur desquels elle enserre la bobine 1. La partie supérieure 10' joue le rôle de couvercle de l'élément de sertissage 10 et décrit également un coude, respectivement bloqué entre un coude de la partie inférieure 10" et la bobine. Dans ce mode de réalisation (et les suivants décrits ci-dessous), c'est donc l'ensemble constitué de l'élément de sertissage 10, de la bobine 1 et de la carcasse 4, qui se déplace selon l'axe de déplacement Z. Dans ce mode de réalisation et ceux décrits ci-dessous, les moyens de suspension 7 sont constitués de caoutchoucadhérisé sur l'armature 5 et la paroi intérieure de l'élément de sertissage 10. Les moyens de suspension permettent un débattement de l'ensemble bobine 1-carcasse 4 par rapport à l'armature 5, en même temps qu'ils amortissent ce débattement et rappellent élastiquement la bobine 1 en position d'équilibre par rapport à l'armature 5.

Dans le cinquième mode de réalisation représenté en figure 7, les parties supérieure et inférieure 4s et 4i de la carcasse 4 sont munies d'épaulements 8' et 14' s'étendant selon l'axe de déplacement Z pour assurer un meilleur guidage de l'ensemble constitué de la bobine 1 et de la carcasse 4, sur l'armature 5.

Dans le sixième mode de réalisation, représenté en figure 8, figure un palier de guidage 16 qui peut être réalisé seul ou éventuellement en complément des paliers de guidage décrits dans les représentations précédentes.

Ce palier de guidage 16 est constitué par une pièce en matière plastique faisant partie de la partie en plastique de la bobine 1 autour de laquelle est réalisé l'enroulement. II vient quasiment en contact de l'armature 5, entre les parties inférieure 6i et supérieure 6s et s'étend le long de l'armature 5 selon l'axe Z. Cette pièce en plastique sert donc de palier de guidage; la partie en plastique dont elle est élément sert de support au bobinage et l'ensemble peut constituer par exemple un moule pour mouler la carcasse 4 à partir de poudre métallique.

De plus, la carcasse 4 comprend une base 18 en matériau magnétiquement perméable s'étendant au-dessus de l'armature 5 selon un plan perpendiculaire à l'axe de déplacement Z. Le dispositif selon l'invention représenté en figure 8 présente ainsi un entrefer axial ea, qui varie en fonction du déplacement de la bobine 1, et un entrefer e comme précédemment, mais ici constitué de l'épaisseur de la paroi en plastique de cette pièce 16.

En figure 12a figure un réseau de courbes représentant la force magnétique Fmag en fonction de l'entrefer axial ea, pour différentes valeurs croissantes de courant Il, l.

Dans une zone dite d'utilisation correspondant à un intervalle de valeurs prises par l'entrefer axial ea, les valeurs de Fmag en fonction du courant F, pour un entrefer ea fixé, sont sensiblement linéaires, comme par exemple représenté en figure 12b, pour une valeur de ea fixée à 6 mm.

Dans le septième mode de réalisation, représenté en figure 9, la carcasse 4 est équipée de deux bagues de guidage 8 et 14 de diamètre respectivement R3 et R4, supérieur à R3. La bague de guidage 14, de diamètre R3, équipe la paroi interne d'un passage ménagé dans la base 18.

L'armature 5 présente une cavité 20 sur sa partie supérieure centrée par rapport à l'axe de déplacement Z. Une tige centrale ou palier de guidage 21 en matériau magnétique ou non magnétique et sensiblement cylindrique est encastré(e) dans la cavité 20. Ce palier de guidage 21 présente un diamètre adapté pour guider en coopérant avec la bague de guidage 14, la bobine 1 lors de son déplacement selon l'axe Z. Dans un autre mode de réalisation, le palier de guidage 21 et l'armature 5 peuvent être réalisés d'une seule pièce, lorsque le matériau utilisé est le même pour les deux éléments.

Dans le huitième mode de réalisation, représenté en figure 10, l'armature 5 est évidée sur sensiblement toute sa longueur selon l'axe Z et présente un logement, par exemple sensiblement cylindrique 5'. La base 18 est pourvue, en regard du logement 5' de l'armature, d'un élément cylindrique 22 de dimensions adaptées pour coulisser dans le logement 5' le long d'un palier de guidage 23 cylindrique situé entre l'armature 5 et l'élément cylindrique 22. Selon le mode de réalisation, ce palier de guidage est solidaire de l'armature 5 ou de l'élément cylindrique 22.

Le dispositif actif d'amortissement de vibrations selon l'invention présente une bonne efficacité. En effet, la force développée par un tel dispositif est fonction de la masse mobile et du débattement. Or la technologie d'actionneur, le guidage par des paliers et la suspension permettent de grands débattements. Et la masse mobile du dispositif selon l'invention, du fait qu'elle comporte la bobine 1 et la carcasse 4 en particulier, constituent un élément inertiel qui peut représenter plus de 80% de sa masse totale. Les deux paramètres utiles cités sont donc optimisés dans le dispositif selon l'invention.

Claims (1)

17 REVENDICATIONS

1. Système d'amortissement de vibrations par apport d'énergie à un. élément vibrant, dont on souhaite amortir les vibrations, dans un véhicule automobile, ce système comprenant - un batteur (150) comprenant lui-même un élément inertiel adapté pour être mis en mouvement selon au moins un axe de déplacement (Z;Z1,Z2) et apporter ainsi de l'énergie cinétique à l'élément vibrant, et - des moyens de contrôle du batteur, pour commander le déplacement de l'élément inertiel, selon l'axe de déplacement (Z;Z1,Z2), et générer ainsi des contre-vibrations adaptées pour amortir au moins une partie des vibrations de l'élément vibrant, caractérisé par le fait que les moyens de contrôle commandent le déplacement de l'élément inertiel à au moins une fréquence comprise entre 20 et 50 Hz, lorsque l'élément vibrant est lui-même le siège de vibrations majoritairement comprises dans cette gamme de fréquence.

2. Système selon la revendication 1, comportant plusieurs batteurs (150), la résultante des contre-vibrations de l'ensemble des batteurs (150) contribuant à compenser les vibrations générées au niveau de l'élément vibrant.

3. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément inertiel est adapté pour que les contre-vibrations fournissent un effort 25 d'au moins 120N, à une fréquence comprise entre 20 et 50Hz.

4. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le batteur actif (150) est adapté pour que l'élément inertiel effectue des déplacements dont l'amplitude peut s'étendre sur 6 mm de part et d'autre d'une position d'équilibre, selon l'axe de déplacement (Z;Z1,Z2), à une fréquence comprise entre 20 et 50 Hz.

5. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le batteur comporte un actionneur (2) comportant lui même - une bobine (1), s'étendant circulairement dans un plan, autour de l'axe de déplacement (Z;Z1,Z2), associée à une carcasse magnétiquement perméable (4), coulissant dans un mouvement alternatif selon l'axe de déplacement perpendiculaire au plan de la bobine, un courant électrique variable parcourant la bobine pour générer un champ magnétique, - et une armature magnétiquement perméable (5), liée à l'élément vibrant dont on souhaite amortir les vibrations, par action de forces de réaction sur l'armature, le déplacement de la bobine (1) par rapport à l'armature (5) étant engendré par des forces correspondant à des lignes du champ magnétique généré par la bobine, concentrées dans l'armature et la carcasse et dirigées essentiellement dans un entrefer (e) situé entre l'armature et la carcasse.

6. Système selon la revendication 5, dans lequel l'entrefer (e) consiste en un espace radial, par rapport à l'axe de déplacement (Z), entre l'armature (5) et la carcasse (4).

7. Système selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel la bobine (1) est centrée sur l'axe de déplacement (Z) et la carcasse (4) comporte une cavité annulaire (4int) dans laquelle est logée la bobine, cette cavité annulaire comportant elle-même une paroi latérale (6) s'étendant, à l'intérieur de la bobine, sensiblement parallèlement à l'axe de déplacement (Z).

8. Système selon la revendication 7, dans lequel une partie (6s;6i) de la paroi latérale (6) présente une forme sensiblement conique centrée sur l'axe de déplacement (Z), tandis que l'entrefer (e) correspondant à cette partie est sensiblement constant.

9. Système selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel la carcasse (4) comprend un circuit magnétique inférieur (4i) et un circuit magnétique supérieur (4s), chacun sensiblement en forme de gorge, ces gorges étant ouvertes l'une vers l'autre sensiblement pour former la cavité annulaire de la carcasse (4int).

10. Système selon la revendication 9, dans lequel les circuits magnétiques inférieur (4i) et supérieur (4s) sont constitués des deux mêmes circuits magnétiques, disposés l'un sur l'autre symétriquement par rapport au plan de la bobine.

11. Système selon la revendication 9, dans lequel les circuits magnétiques inférieur (4i) et supérieur (4s) comportent chacun respectivement un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur et adapté pour être emmanché en force avec l'autre rebord.

12. Système selon la revendication 10, dans lequel les circuits magnétiques inférieur (4i) et supérieur (4s) comportent chacun respectivement un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur et adapté pour être emmanché en force sur un anneau périphérique (11).

13. Système selon l'une des revendications 9 à 12, dans lequel les circuits magnétiques inférieur (4i) et supérieur (4s) sont maintenus ensemble grâce à une bague de sertissage (10).

14. Système selon l'une des revendications 5 à 13, dans lequel l'armature (5) comporte un noyau central magnétiquement perméable qui s'étend selon l'axe de déplacement (Z), au centre de la bobine (1).

15. Système selon la revendication 14, dans laquelle la carcasse (4) comprend une base (18) s'étendant au-dessus du noyau central selon un plan perpendiculaire à l'axe de déplacement, le noyau central et la base étant séparés par un entrefer axial (ea).

16. Système selon l'une des revendications 5 à 15 comportant des moyens de suspension (7), adaptés pour solliciter la carcasse (4) et la bobine (1) en contre réaction de la force exercée par le champ magnétique selon l'axe de déplacement (Z).

17. Système selon la revendication 16, dans lequel les moyens de suspension (7) sont des ressorts métalliques ou des ressorts en caoutchouc.

18. Système selon l'une des revendications 14 à 17 comportant des bagues de guidage (8, 14, 16) fixées à la carcasse (4) ou à l'armature (5), adaptées pour guider le déplacement de la bobine (1) et coulissant le long du noyau central.

19. Système selon l'une des revendications 5 à 18, dans lequel la bobine (1) est au moins partiellement enchâssée dans un matériau plastique comportant des reliefs (9) adaptés pour exercer une précontrainte sur la bobine, lorsque celle-ci est logée dans la carcasse (4), pour limiter les mouvements de la bobine (1) dans la carcasse (4).

20. Système selon l'une des revendications 5 à 19, dans lequel un palier de guidage (21) prolonge l'armature (5) selon l'axe de déplacement (Z), adapté pour coopérer avec la carcasse (4) et guider le déplacement le long de l'axe de déplacement (Z), de l'ensemble mobile constitué de la bobine (1) et de la carcasse.

21. Système selon la revendication 20, dans lequel le palier de guidage (21) a un diamètre inférieur à celui de l'armature (5).

22. Système selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le batteur est hydraulique.

23. Véhicule automobile comportant un moteur (40) vibrant au ralenti à des fréquences comprises entre 20 et 50 Hz, et équipé d'au moins un système d'amortissement selon l'une quelconque des revendications précédentes.

24. Véhicule automobile selon la revendication 23, dans lequel l'axe de déplacement (Z2) de l'élément inertiel d'un batteur est horizontal.

25. Véhicule automobile selon la revendication 23 ou 24, dans lequel l'axe de déplacement (Z1) de l'élément inertiel d'un batteur est vertical.

26. Véhicule automobile selon l'une des revendications 23 à 25, comportant une caisse et dans lequel le batteur (150) est fixé sur la caisse.

27. Véhicule automobile selon l'une des revendications 23 à 26, comportant une biellette (50) de fixation du moteur (40) et dans lequel un batteur (150) est disposé à proximité de cette biellette.

28. Véhicule automobile selon l'une des revendications 23 à 26, dans lequel le moteur (40) est disposé sur un berceau (200) et un batteur (150) 25 est fixé sur le berceau (200) du moteur.

29. Véhicule automobile selon l'une des revendications 23 à 28, comportant au moins un radiateur (70) et dans lequel un batteur (150) est fixé à proximité de ce radiateur (70).

30. Véhicule automobile selon l'une des revendications 23 à 29, comportant des tabliers avant (T) et dans lequel un batteur (150) est fixé au niveau des tabliers avant.

31. Procédé d'amortissement de vibrations par apport d'énergie à un élément vibrant, dont on souhaite amortir les vibrations, dans un véhicule automobile, procédé dans lequel on fait vibrer un élément inertiel selon au moins un axe de déplacement (Z;Z1,Z2) pour générer des contre-vibrations adaptées pour amortir au moins une partie des vibrations de l'élément vibrant, caractérisé par le fait que, lorsque l'élément vibrant est le siège de vibrations majoritairement comprises entre 20 et 50 Hz, on déclenche et on contrôle le déplacement de l'élément inertiel à au moins une fréquence comprise dans cette gamme de fréquence.