L'invention concerne les dispositifs de suspension qui équipent les trains de véhicule comportant des roues propres à rouler sur des routes ou des voies (éventuellement de chemin de fer).

Certains véhicules, généralement de type automobile, comprennent au moins un train couplé à leur caisse et comportant deux dispositifs de suspension associés respectivement à chacune des roues et comprenant chacun un ressort (généralement hélicoïdal) et un amortisseur montés en parallèle.

Ces dispositifs de suspension, parfois dits « métalliques », offrent un domaine de réglage qui est limité en raideur et en amortissement. Cela résulte du fait, d'une part, que la raideur doit être suffisamment grande pour garantir les assiettes du véhicule à vide, en charge et en fonctionnement, et suffisamment petite pour permettre une fréquence de filtrage basse (typiquement inférieure à 1 ,6 Hz en général), et, d'autre part, que l'amortissement doit être suffisant pour maîtriser le mode de rebond de roue et garantir la tenue de route sur sol bosselé et suffisamment souple pour permettre un filtrage des irrégularités de la roue à hautes vitesses.

Pour que de tels dispositifs de suspension puissent offrir des prestations en confort vertical de haut niveau en flexibilisant la suspension, de manière analogue aux dispositifs de suspension hydraulique dont les coûts sont très élevés, il faut leur adjoindre des moyens de correction de hauteur complexes et onéreux.

Une solution alternative, offrant des prestations de niveau intermédiaire entre le « métallique » et « l'hydraulique », consiste à utiliser un effet d'inertie.

Ainsi, il a été proposé dans le document « Investigation on semi- active control of vehicle suspension using adaptative inerter», Panshuo Li, James Lam et Kie Chung Cheung, the 21 st international congress on sound and vibration, 13-17 July, 2014, Beijing/China, d'utiliser des moyens d'inertie (ou « inerter ») permettant de limiter la surtension du mode de caisse.

De même, il a été proposé dans le document « On the benefits of semi-active suspensions with inerters », Xin-Jie Zhanga, Mehdi Ahmadianb, and Kong-Hui Guo, Shock and Vibration 19 (2012) 257-272 257, DOI 10.3233/SAV-201 1 -0628, de contrôler l'effort optimal de suspension à apporter pour que la liaison au sol avec les moyens d'inertie ait un gain sur un critère d'énergie vibratoire du déplacement de la masse suspendue dû au roulage sur une route dégradée moyenne.

Ces solutions proposées ne s'avèrent pas satisfaisantes du fait qu'elles décalent la fréquence du mode de rebond de roue (classiquement situé dans la gamme 12 Hz - 15 Hz) autour de 5 Hz et que ce mode de rebond de roue n'est plus amorti convenablement par l'amortisseur de suspension.

L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation dans le cas d'un dispositif de suspension métallique.

Elle propose notamment à cet effet un dispositif de suspension, destiné à faire partie d'un train de véhicule comportant des roues propres à rouler (sur une route ou une voie (éventuellement de chemin de fer)), et comprenant un ressort et un amortisseur montés en parallèle.

Ce dispositif de suspension se caractérise par le fait qu'il comprend :

- un circuit inertiel comprenant au moins un premier tuyau présentant des longueur et section prédéfinies, éventuellement couplé à un réservoir de fluide, et propre à produire de façon contrôlée une inertie fluidique,

- un vérin monté en parallèle des ressort et amortisseur et comprenant une chambre couplée au premier tuyau, et

- des moyens de contrôle propres à contrôler l'inertie fluidique produite par le circuit inertiel en fonction d'au moins une information représentative d'une valeur en cours d'au moins un paramètre choisi du véhicule.

Grâce à cette activation pilotée de l'inertie fluidique, on peut maîtriser en temps réel l'effort de suspension et garantir à la fois une maîtrise de la surtension du mode de caisse (typiquement entre 0,5 Hz et 2,0 Hz) et un excellent filtrage des tressautements (typiquement entre 2,0 Hz et 6,0 Hz), voire des trépidations (typiquement entre 6 Hz et 20 Hz).

Le dispositif de suspension selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- chaque paramètre peut être choisi parmi (au moins) une accélération verticale du véhicule, une vitesse du véhicule, des débattements de suspension, un angle de volant du véhicule, une vitesse d'action sur un volant du véhicule, un état de la route ou voie sur laquelle circule le véhicule, une action sur un système de freinage du véhicule, une action sur une accélération du véhicule, et un mode de conduite choisi par un conducteur du véhicule,

- le premier tuyau peut comprendre des première et seconde extrémités couplées respectivement à des entrées/sorties de la chambre et d'un réservoir de fluide, et ses moyens de contrôle peuvent comprendre des premiers moyens d'action installés entre les entrées/sorties de la chambre et du réservoir de fluide afin de contrôler la connexion/déconnexion du premier tuyau ;

son circuit inertiel peut comprendre un deuxième tuyau présentant des longueur et section prédéfinies, et ayant une première extrémité connectée à la seconde extrémité du premier tuyau et une seconde extrémité couplée à l 'entrée/sortie du réservoir de fluide. Dans ce cas, ses moyens de contrôle peuvent également comprendre des deuxièmes moyens d'action installés entre la première extrémité du deuxième tuyau et l'entrée/sortie du réservoir de fluide afin de contrôler la connexion/déconnexion du deuxième tuyau ;

• son circuit inertiel peut également comprendre un troisième tuyau présentant des longueur et section prédéfinies, et ayant une première extrémité connectée à la seconde extrémité du deuxième tuyau et une seconde extrémité couplée à l'entrée/sortie du réservoir de fluide. Dans ce cas, ses moyens de contrôle peuvent également comprendre des troisièmes moyens d'action installés entre la première extrémité du troisième tuyau et l'entrée/sortie du réservoir de fluide afin de contrôler la connexion/déconnexion du troisième tuyau ;

les moyens d'action peuvent être de type actif. Dans ce cas, ses moyens de contrôle peuvent être propres à contrôler chacun des moyens d'action en fonction d'une loi de commande qui est fonction de chaque information représentative de la valeur en cours d'au moins un paramètre choisi du véhicule ;

• les moyens d'action peuvent être agencés sous la forme d'électrovannes à orifice de section variable. Par exemple, chaque électrovanne peut être de type tout ou rien ou proportionnel ;

en variante, les moyens d'action peuvent être de type passif ;

• les moyens d'action peuvent être agencés sous la forme de paires de clapets limiteurs de pression montés en parallèle selon des sens opposés ;

• en variante, les moyens d'action peuvent être des lumières qui s'ouvrent et qui se ferment en fonction des débattements de la suspension ;

chacun des moyens d'action peut être associé à un ajutage qui est propre à induire une perte de charge choisie. En variante, son amortisseur peut être de type non linéaire ou bien piloté ;

il peut également comprendre en parallèle du circuit inertiel une membrane de découplage propre à faire varier le débit dans le circuit inertiel en fonction de l'amplitude de débattement de la suspension. En variante, il peut comprendre un ressort non linéaire monté en série avec le vérin et comprenant une première raideur de faible valeur pour empêcher les effets de l'inertie fluidique en présence de petites amplitudes de débattement de suspension à hautes fréquences d'excitation, et une seconde raideur de forte valeur pour autoriser les effets de l'inertie fluidique en présence de grandes amplitudes de débattement de suspension à basses fréquences d'excitation.

L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un train comportant des roues propres à rouler (sur une route ou une voie) et deux dispositifs de suspension du type de celui présenté ci-avant.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une partie d'un exemple de train de véhicule équipé d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de suspension selon l'invention, à réservoir de fluide externe,

- la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une partie d'un exemple de train de véhicule équipé d'une variante du dispositif de suspension de la figure 1 , à réservoir de fluide interne,

- la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une partie d'un exemple de train de véhicule équipé d'un second exemple de réalisation d'un dispositif de suspension selon l'invention à réservoir de fluide externe, et

- la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une partie d'un exemple de train de véhicule équipé d'une variante du dispositif de suspension de la figure 3, à réservoir de fluide interne.

L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de suspension DS destiné à équiper un train TV (avant ou arrière) d'un véhicule.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le train TV est destiné à équiper un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule comportant au moins un train solidarisé à une partie de sa caisse et pouvant rouler sur une route ou une voie (éventuellement de chemin de fer).

On a schématiquement représenté sur les figures 1 à 4 deux parties d'un train TV de véhicule automobile, équipées respectivement de deux exemples de réalisation d'un dispositif de suspension DS selon l'invention.

Comme illustré, un dispositif de suspension DS, selon l'invention, comprend au moins un ressort RS, un amortisseur AS, un circuit inertiel Cl, un vérin VS et des moyens de contrôle MC.

Le ressort RS et l'amortisseur AS sont montés en parallèle. Par exemple, le ressort RS est de type hélicoïdal.

Le vérin VS est monté en parallèle des ressort RS et amortisseur AS, et comprend au moins une chambre CH couplée au circuit inertiel Cl. On notera que le vérin VS pourrait abriter la fonction assurée par l'amortisseur AS en lieu et place de ce dernier (AS).

Le circuit inertiel Cl comprend au moins un premier tuyau T1 qui présente des longueur et section prédéfinies, et est propre à produire une inertie fluidique sous le contrôle des moyens de contrôle MC, comme on le verra plus loin. Le fluide peut, par exemple, être une huile, comme par exemple celle qui est utilisée classiquement dans les amortisseurs.

On notera que ce premier tuyau T1 (et plus généralement le circuit inertiel Cl) peut être couplé soit à un réservoir de fluide RF dit externe, comme cela est illustré non limitativement sur les figures 1 et 3, soit à un réservoir de fluide CH' dit interne du fait qu'il s'agit d'une seconde chambre du vérin VS, située derrière la chambre CH et dans laquelle se translate la tige qui est solidarisée fixement au piston et qui sert alors de réservoir de fluide, comme cela est illustré non limitativement sur les figures 2 et 4. En d'autres termes, dans la première alternative le circuit inertiel Cl est monté entre la chambre CH et le réservoir de fluide externe RF, tandis que dans la seconde alternative le circuit inertiel Cl est monté entre la chambre CH (du vérin VS) et la seconde chambre (ou réservoir de fluide interne) CH' de ce dernier (VS).

On notera également que ce premier tuyau T1 peut être rigide ou flexible, par exemple pour mieux maîtriser l'impact des débattements de suspension.

Les moyens de contrôle MC sont propres à contrôler l'inertie fluidique produite par le circuit inertiel Cl en fonction d'au moins une information représentative d'une valeur en cours d'au moins un paramètre choisi du véhicule.

Chaque paramètre peut être choisi parmi au moins l'accélération verticale (de la caisse) du véhicule, la vitesse du véhicule, les débattements de suspension, l'angle du volant du véhicule, la vitesse d'action sur le volant, l'état de la route ou voie sur laquelle circule le véhicule, l'action sur le système de freinage du véhicule, l'action sur l'accélération du véhicule, et un mode de conduite choisi par le conducteur du véhicule (par exemple confort, sport ou économique). D'une manière générale on peut utiliser au moins un paramètre représentatif de la dynamique du véhicule, de l'état de la route ou voie ou d'une action effectuée par le conducteur et ayant une influence sur le comportement du véhicule.

Chaque information utilisée peut être une valeur en cours d'un paramètre ou le résultat d'un calcul effectué en temps réel au moyen d'au moins un algorithme embarqué.

On dispose ainsi d'un dispositif de suspension DS dans lequel l'inertie fluidique, qui est apportée avec un effet de levier fonction du rapport entre la section du piston du vérin VS et la section du premier tuyau T1 (et d'éventuels tuyaux suivants), peut prendre des valeurs discrètes grâce aux différents tuyaux du circuit inertiel Cl. Cet effet de levier permet de créer des inerties pouvant atteindre plusieurs centaines de kilogrammes.

Un tel dispositif de suspension DS garantit les assiettes statiques du véhicule du fait que le ressort RS utilisé peut être identique à celui que comprend un dispositif de suspension métallique de l'art antérieur.

De plus, il permet un réglage par l'inertie fluidique de la fréquence de filtrage de suspension (par exemple pour atteindre une valeur égale à 1 Hz), et un filtrage des excitations de la route similaire à celui offert par une suspension hydraulique (typiquement entre deux et trois Hertz). Cela résulte du fait que l'inertie fluidique en mouvement s'ajoute à la masse portée du véhicule et donc permet de baisser la fréquence de filtrage de la suspension à la valeur requise (ou choisie) en dimensionnant correctement la longueur et la section du premier tuyau T1 et d'éventuels tuyaux suivants (l'inertie fluidique est proportionnelle à la longueur du tuyau et inversement proportionnelle à la section de passage du tuyau). Par exemple, la longueur de l'ensemble des tuyaux (au moins T1 ) peut être comprise entre 10 cm et 1000 cm, et la section de passage des tuyaux (au moins T1 ) peut être comprise entre 1 mm ² et 1000 mm ² .

Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 4, le premier tuyau T1 peut comprendre des première et seconde extrémités qui sont couplées respectivement à des entrées/sorties de la chambre CH et du réservoir de fluide (externe) RF ou (interne) CH'. Dans ce cas, les moyens de contrôle MC comprennent des premiers moyens d'action MA1 installés entre les entrées/sorties de la chambre CH et du réservoir de fluide (externe) RF ou (interne) CH' afin de contrôler la connexion/déconnexion du premier tuyau T1 . Par exemple, le réservoir de fluide externe RF peut être placé à la pression atmosphérique.

En présence d'un réservoir de fluide externe RF l'entrée/sortie du circuit inertiel Cl communique avec ce dernier (RF). En présence d'un réservoir de fluide interne (ou seconde chambre) CH', l'entrée/sortie du circuit inertiel Cl peut communiquer avec la seconde chambre CH' du vérin VS, qui est située derrière la chambre CH et dans laquelle se translate la tige qui est solidarisée fixement au piston.

Comme évoqué précédemment, le circuit d'inertie Cl peut comprendre plusieurs tuyaux Tj montés en série. Cette option est destinée à augmenter le nombre de valeurs différentes de l'inertie fluidique que l'on peut obtenir.

Ainsi, dans le premier exemple de réalisation illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le circuit inertiel Cl comprend en complément du premier tuyau T1 (j = 1 ) un deuxième tuyau T2 (j = 2) présentant des longueur et section prédéfinies, et ayant une première extrémité connectée à la seconde extrémité du premier tuyau T1 et une seconde extrémité couplée à l'entrée/sortie du réservoir de fluide externe RF (figure 1 ) ou interne CH' (figure 2). Dans ce cas, les moyens de contrôle MC comprennent également des deuxièmes moyens d'action MA2 installés entre la première extrémité du deuxième tuyau T2 et l'entrée/sortie du réservoir de fluide externe RF ou interne CH' afin de contrôler la connexion/déconnexion du deuxième tuyau T2.

Les longueur et section du deuxième tuyau T2 peuvent être identiques à, ou différentes de, celles du premier tuyau T1 . Cela offre un degré de liberté supplémentaire afin de maîtriser à la fois l'inertie fluidique et les pertes de charge visqueuses dans les tuyaux et donc d'optimiser la réponse vibratoire de la suspension.

Dans le second exemple de réalisation illustré non limitativement sur les figures 3 et 4, le circuit inertiel Cl comprend en complément des premier T1 et deuxième T2 tuyaux un troisième tuyau T3 (j = 3) présentant des longueur et section prédéfinies, et ayant une première extrémité connectée à la seconde extrémité du deuxième tuyau T2 et une seconde extrémité couplée à l'entrée/sortie du réservoir de fluide externe RF (figure 3) ou interne CH' (figure 4). Dans ce cas, les moyens de contrôle MC comprennent également des troisièmes moyens d'action MA3 installés entre la première extrémité du troisième tuyau T3 et l'entrée/sortie du réservoir de fluide externe RF ou interne CH' afin de contrôler la connexion/déconnexion du troisième tuyau T3.

Les longueur et section du troisième tuyau T3 peuvent être identiques à, ou différentes de, celles des premier T1 et deuxième T2 tuyaux. Cela offre un autre degré de liberté supplémentaire afin de maîtriser à la fois l'inertie fluidique et les pertes de charge visqueuses dans les tuyaux et donc d'optimiser la réponse vibratoire de la suspension.

Le nombre N de valeurs d'inertie fluidique disponibles dépend du nombre de tuyaux mis en série et du nombre de moyens d'action MAj associés à chacun de ces tuyaux. Plus précisément, en présence de N tuyaux et de N moyens d'action MAj, on dispose de N+1 valeurs d'inerties discrètes disponibles.

On notera que les moyens d'action MAj (ici j = 1 à 3) peuvent être de type actif ou passif.

Lorsque les moyens d'action MAj sont actifs, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, les moyens de contrôle MC sont propres à contrôler chacun d'entre eux en fonction d'une loi de commande qui est fonction de chaque information représentative de la valeur en cours d'au moins un paramètre choisi du véhicule. Pour ce faire, les moyens de contrôle MC comprennent une partie dédiée au contrôle et chargée de déterminer à chaque instant avec la loi de commande, pour chacun des moyens d'action MAj, une commande. Cette partie dédiée est par exemple implantée dans un calculateur CA, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2. Mais elle pourrait comprendre son propre calculateur. Par conséquent, cette partie dédiée peut être réalisée soit sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), soit sous la forme d'une combinaison de modules logiciels et de circuits électroniques (ou « hardware »).

Par exemple, les moyens d'action MAj actifs peuvent être agencés sous la forme d'électrovannes (ou robinets) à orifice de section variable. Dans ce cas, chaque électrovanne peut, par exemple être de type tout ou rien ou bien de type proportionnel.

Lorsque les moyens d'action MAj sont passifs, ils peuvent, par exemple et comme illustré non limitativement sur les figures 3 et 4, être agencés sous la forme de paires de clapets limiteurs de pression montés en parallèle selon des sens opposés pour contraindre la pression à rester dans un domaine limité de variation autour d'une pression de tarage. En variante, les moyens d'action MAj (passifs) peuvent être des lumières qui s'ouvrent et qui se ferment en fonction des débattements de la suspension.

On notera qu'afin d'améliorer le filtrage des petites amplitudes, le dispositif de suspension DS peut, par exemple, comprendre en parallèle de son circuit inertiel Cl une membrane de découplage propre à faire varier le débit dans le circuit inertiel Cl en fonction de l'amplitude de débattement de la suspension. Plus précisément, cette membrane de découplage est destinée à bloquer le fluide (et donc activer l'inertie fluidique) en présence d'une forte amplitude de déplacement du piston du vérin VS, et à laisser passer le fluide (et donc désactiver l'inertie fluidique) en présence d'une faible amplitude de déplacement du piston du vérin VS. Par exemple, cette membrane de découplage peut être logée dans un logement dédié défini dans le piston du vérin VS et communiquant via des trous avec la chambre CH de ce dernier (VS) et avec la partie arrière du vérin VS dans laquelle se translate la tige qui est solidarisée fixement au piston. Cette membrane de découplage peut, par exemple, être réalisée en caoutchouc, éventuellement synthétique.

En variante, le dispositif de suspension DS peut, par exemple, également comprendre un ressort non linéaire monté en série avec le vérin VS et comprenant une première raideur de faible valeur pour empêcher (ou filtrer) les effets de l'inertie fluidique en présence de petites amplitudes de débattement de suspension à hautes fréquences d'excitation, typiquement supérieures à 8 Hz, et une seconde raideur de forte valeur pour autoriser (ou 5 exciter) les effets de l'inertie fluidique en présence de grandes amplitudes de débattement de suspension à basses fréquences d'excitation, typiquement inférieures à 3 Hz.

On notera également qu'afin d'améliorer l'amortissement du mode de caisse en présence de petites excitations de la route, chacun des moyens î o d'action MAj peut être associé à un ajutage qui est propre à induire une perte de charge choisie. En variante, on peut utiliser un amortisseur AS non linéaire ou bien piloté.

Grâce à l'invention, un dispositif de suspension métallique peut désormais offrir des performances de confort vertical quasiment au niveau de 15 celles qui sont offertes par les dispositifs de suspension hydrauliques, pour un surcoût faible dans le cas de l'utilisation de moyens d'action passifs et un surcoût modéré dans le cas de l'utilisation de moyens d'action actifs et pilotés.