Brevet FR2486898A1 — publié le 19820122

La présente invention concerne les améliorations d'un procédé de direction assistée et un dispositif pour la réalisation de ce procédé. Généralement, le but d'un dispositif de direction assistée est que, pour un véhicule roulant au ralenti 17- l'alimentation en fluide moteur qui aide à la rotation du volant de direction soit augmenté9pour permettre par là-même au volant de tourner facilement, et, pour un véhicule roulant plus vite, l'alimentation en fluide moteur soit diminuée pour que par là- même le volant de direction tourne avec plus de difficulté de manière à être stabilisé. A l'état antérieur de la technique, la direction assistée était réalisée en utilisant un détecteur de vitesse pour commander la réaction de pression d'huile de manière à appliquer au vérin moteur la puissance de direction qui varie-selon la vitesse de roulement du véhicule ou la pompe à huile ou le servo- moteur qui commande le retour d'huile en dérivation. Cependant un tel dispositif présente des inconvénients: le fluide provenant de la pompe à huile ne peut être effectivement utilisé et les économies d'énergie qui sont l'objectif prioritaire d'aujourd'hui ne peuvent être réalisées. Ainsi, le but de la présente invention est l'obtention d'un procédé et dispositif de direction assistée éliminant les inconvénients inhérents au procédé et dispositif antérieurs. Selon la présente invention, la pompe à huile est entraînée par un moteur électrique et la vitesse de rotation de cette pompe dépend de la vitesse du véhicule. C'est-à-dire que lorsque le véhicule roule au ralenti, l'alimentation en fluide aidant à la rotation du volant de direction est augmentée pour que celui-ci tourne facilement, et lorsque le véhicule roule plus vite, l'alimentation en fluide est réduite pour que le volant de direction tourne plus difficilement pour stabiliser par là même la tenue de route du véhicule. De plus la vitesse de rotation de la pompe à huile ne peut varier selon la vitesse du véhicule que lorsque le volant de direction tourne, de manière à réaliser des économies d'énergie. Les variations de vitesse de la pompe à huile se font en commandant le moteur électrique. Selon un aspect de la présente invention, la rotation du volant de direction est décelée par un détecteur. Selon un autre aspect de la présente invention, la rotation du volant de direction est détectée par un courant de charge de direction passant dans le moteur électrique. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant trois modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est le schéma d'un premier mode de réalisation du dispositif de direction assistée de la présente invention; - la figure 2 est le schéma d'un deuxième mode de réalisation du dispositif de direction assistée de la présente invention; - la figure 3 estE une vue de dessus partielle d'un mode de réalisation du codeur de détection de grande vitesse incorporé au dispositif et montrant la partie génératrice d'impulsions de celui-ci; - la figure 4 est un diagramme de pulsations électriques données par le codeur de la figure 3 la figure 5 est une courbe des tensions de sortie des moyens de détection de vitesse du véhicule incorporé aux deux modes de réalisation ci-dessus du dispositif de direction assistée; - les figures 6 et 7 sont des courbes de variation de la vitesse de rotation du moteur d'une pompe à huile réglée par les deux modes de réalisation précités du dispositif de direction assistée; - la figure 8 est le schéma d'un troisième mode de réalisation du îspositif de direction assistée selon l'invention; - Enfin la figure 9 est une courbe de variation de la vitesse de rotation du moteur d'une pompe à huile réglée par le dispositif de direction assistée illustré figure 8. La présente invention va maintenant être décrite en détail par référence aux schémas et plus particulièrement à la figure 1 représentant le premier mode de réalisation du dispositif de direction assistée selon l'invention. Dans cette figure, le numéro 1 désigne le volant de direction, et la vanne de commande ou servo-valve 2 est montée à la partie'inférieure de la colonne de direction du volant 1. La servo-valve est actionnrepar un engrenage (non représenté), comprenant un pignon d'engrenage 3 situé à l'extrémité inférieure de la colonne de direction. La pompe à huile 4 est fonctionnel- lement reliée à la servo-valve 2 et le vérin moteur (non représenté) est fonctionnellement relié à la servo- valve 2 par l'intermédiaire des conduits A et B. Un régulateur 12 conçu pour le réglage de la pompe - à huile 4 comprend un entraînement, enlbccurence le moteur 11, un circuit de commande du moteur et un moyen de détection de vitesse du véhicule 13, fonctionnellement relié au circuit de commande. Le moyen de détection de vitesse du véhicule 13 comprend un câble de transmis- sion 14 relié à la valeur rotationnelle D d'entrée de vitesse du véhicule, et un détecteur de vitesse 15 du véhicule relié au câble de transmission 14. Le signal de vitesse du véhicule provenant de la valeur rotationnelle d'entréede vitesse du véhicule D est décelé par le détecteur de vitesse 15 du véhicule par l'intermédiaire du câble de transmission 14 et le détecteur de vitesse du véhicule engendre une tension E1 analogique de vitesse du véhicule comme montré figure 5a. La tension analogique esttransmise au circuit de commande qui à son tour commande le moteur 11 de manière à ce que la tension augmente de valeur et que par conséquent, du fait de l'augmentation de vitesse de roulement du véhicule, la vitesse de rotation du moteur 11 soit réduite. Par corséquent.la vitesse de rotation de la pompe à huile 4 décroît proportionnellement à l'accroissement de la vitesse du véhicule. Ceci entraîne une réduction de la quantité d'huile à amener au vérin moteur du fait de l'augmentation de la vitesse du véhicule et ainsi, du fait d'une telle augmentation, la résistance à la rotation du volant de direction s'accroît. Au contraire, lorsque la vitesse du véhicule baisse, du fait que la vitesse de rotation de la pompe à huile 4 augmente, la quantité d'huile à amener au vérin moteur s'accroit pour par là- même réduire la résIstance à la rotation du volant de direction. Pour la commande de la vitesse de rotation du moteur 11 par le circuit de commande, on peut utiliser par exemple un générateur comme détecteur de vitesse 15 du véhicule et un régulateur à circuit à semi-conducteur comme. circuit de commande, par lequel la tension engendrée par le générateur commande le régulateur pour ainsi commander la vitesse de rotation du moteur 11. Selon un autre mode de réalisation, la vitesse du véhicule est affichée numériquement par le détecteur et la rotation du moteur est commandée en fonction de la valeur affichée. Selon la présente invention, pour régler la pompe à huile lorsque la direction fonctionne ou lorsque le -olant est en rotation, le régulateur 12 est doté d'un moyen d'excitation (non représenté). Ce moyen d'excita- tion comprend un détecteur 21 monté sur l'arbre du volant de direction 1 pour déceler l'opération de rotation ou la puissance de direction et un circuit amplificateur (non représenté) qui est conçu pour amplifier un signal électrique provenant du détecteur 21 et qui peut contenir un circuit de commutation à retard. La tension captée par le détecteur 21 sert de signal de commutation réglant par exemple la valeur d'entrée à appliquer à partir du détec- teur de vitesse 15 au circuit de commande. Pour ce qui est du détecteur 21, on emploie de préférence un agencement dans lequel l'arbre de direction est entrainé en rotation par un petit moteur, un détecteur à torsions (cellule de charge), un agencement dans lequel la corrélation de phase entre l'arbre de direction et la servo-valve est déceléepar une tension électrique par exemple, un détecteur durable tel qu'un photodétecteur utilisant une source lumineuse ou bien un détecteur de proximité utilisant un champ magnétique ou bien un détecteur oscillant utilisant des courants de Foucault. Pour une direction du type à pignon à crémaillère, un détecteur peut être situe à l'arrière de la crémaillère. Le couple de direction est décelé par le détecteur lorsque la crémaillère est poussée vers l'arrière à cause de la charge qu'elle supporte lorsque le pignon est en rotation. Lorsque la soetie du circuit d'amplificateur est appliquée au circuit de commande ou lorsque le volant de direction tourne, le réglage de la vitesse de rotation de la pompe à huile se fait en fonction de la vitesse du véhicule comme mentionnée ci-dessus. Dans les figures 1 et 2, le numéro 23 désigne un véhicule dont la source de carburant est reliée au régulateur 12. La figure 2 montre le deuxième mode de réalisation du dispositif de direction assistée de la présente invention et pour ce deuxième mode de réalisation, les différents détecteurs remplissent leur fonction d'une manière différente de celle des détecteursdu premier mode de réalisation, mais le moteur est commandé comme ci-dessus en liaison avec le premier mode de réalisation. Selon ce mode de réalisation, le débit F de la pompe à huile reliée à la servo-valve est conçu pour être converti en un signal électrique prédéterminé qui actionne le régulateur par l'intermédiaire d'un détecteur de pression d'huile 30 (fontionnant à un certain débit ou pression d'huile) conçu pour détecter le mouvement du fluide lorsque le volant de direction tourne. D'autre part, pour détecter la vitesse du véhicule, un disque fendu 53 monté sur le compteur de vitesse 32 du véhicule et des détecteurs de vitesse numériques annexes 53a, 33b et 33c illustrés figure 3 produisent des signaux de vitesse numériques et des détecteurs de vitesse du véhicule 34a, 34b, et 54c produisent des sorties de-vitesse iumériq4esdu veéhcule37a 17b, et 37c respectivement sous la forme de egnaux électriqoes comme montrés figure 4. Ces signaux sont introduits dans un décodeur de niveau 35 qui à son tour produit des impulsions de vitesse du véhicule à huit niveaux différents. Les impulsions de vitesse du véhicule sont introduites dans un convertisseur numérique analogi- que 36, qui à son tour produit une tension E2 numérique à huit niveaux pour la commande de la vitesse du moteur comme illustré figure 5b. Ainsi selon la présente invention, les signaux provenant des deux systèmes du véhicule et du détecteur de rotation du volant de direction peuvent commander la rotation du moteur 11 comme illustré figures6 et 7 La figure 6 représente les variations de rotation de la pompe à huile en fonction de la vitesse du véhicule selon le mode de réalisation de la figure 1, et la figure 7 représente les variations de rotation de la pompe à huile en fonction de la vitesse du véhicule selon le mode de réalisation de la figure 2 respectivement. Lorsque le volant de direction ne tourne pas le moteur est normalement maintenu à une faible vitesse de rotation telle que P1 ou à l'arrêt, de manière à ce que la pompe à huile ne dépense pas d'énergie, tandis que lorsque le volant de direction tourne ou pour une durée prédéterminée après la fin de sa rotation, le moteur tourne selon le niveau de rotation de P2 en fonction de la vitesse de roulement du véhicule pour actionner la pompe à huile qui à son tour pompe le fluide au vérin moteur par l'intermédiaire des conduits de débit et pour par là- même augmenter la rotation du volant de direction. Alter- nativement, lorsque le volant de direction ne tourne pas, le moteur ne tourne à faible vitesse que lorsque le volant de direction tourne, la vitesse de la pompe à huile pouvant être réduite selon l'augmentation de la vitesse du véhicule comme illustré par la courbe P dans les figiures 6 et 7. Les figures 8 et 9 représentent le troisième mode de réalisation du dispositif de direction assistée de la présente invention. Ce troisième mode de réalisation est en substance identique au premier excepté que pour le réglage de la pompe à huile, un moyen ou circuit de détection du courant est utilisé à la place du moyen d'excitation 20 du premier mode de réalisation. Le moyen ou circuit 16 de détection du courant est situé entre le moteur 11 et le régulateur 12 du dispositif de direction assisté, et est conçu pour détecter le débit de courant de charge de direction passant par le. moteur 11 lorsque la direction fonctionne ou lorsque le volant de direction tourne. Ce moyen de détection du courant sous forme d'un circuit électronique situé entre le moteur 11 et le régulateur 12 dans le circuit général calcule le courant de charge de direction passant dans le moteur lf- Le signal provenant du moyen, de détection de courant 16 sert de signal de départ commandant l'entrée au régulateur 12 par le détecteur de vitesse du véhicule 15. Ainsi pour le troisième mode de réalisation du dispositif de direction assistée décrit ci-dessus, les signaux électriques provenant du détecteur de vitesse du véhicule et le moyen de conversion du courant conçus pour détecter la rotation du volant de direction peuvent commander la rotation du moteur 11 comme montré figure 9. La figure 9 est une courbe de variation de la vitesse de rotation de la pompe à huile en fonction de la vitesse du véhicule. Lorsque le volant de direction ne tourne pas (PO) la pompe à huile continue normalement à tourner faiblement (P1) jusqu'à ce que la vitesse du véhicule s'élève à 60 Km/h par exemple, mais si la vitesse du véhicule dépasse la valeur prescrite, le moteur 11 est maintenu à un taux de rotation à nouveau réduit ou bien à l'arrêt de manière à ce que le moteur ne consomme pas d'énergie. Lorsque le volant de direction tourne ou pour une durée prédéterminée après la fin de sa rotation, le circuit de commande fait tourner le moteur à une valeur P selon la courbe P (figure 9), en fonction de la vitesse de roulement du véhicule, et le fluide est pompé au vérin moteur par l'intermédiaire des conduits de débit A et B pour là -même augmenter la rotation du volant de direction. Dans ce cas, lorsque le moyen de détection du courant de rotation 16 est doté d'un moyen temporisateur tel qu'un circuit à constante de temps par exemple, et que ce moyen temporisa- teur est réglé de sorte que la pompe cesse de fonctionneramc uri retrd adrés que la wtation du volant de dire ction pendant la durée t1 par exemple, est terminée tandis que le volant de direction est continuellement en rotation, quand le véhicule prend un long virage ou une voie rapide, la pompe à huile fonctionne toujours pour accrottre la rdation du volant de direction. De même que pour les modes de réalisation ci-dessus, la vitesse de rotation de la pompe à huile peut être réduite comme montré sur la courbe P3 de la figure 9, lorsque la vitesse du véhicule augmente, lorsque le volant de direction est en rotation. Comme mentionné, ci-dessus, selon la présente invention, en faisant tourner le moteur à une vitesse élevée par l'intermédiaire d'une batterie indépendamment de la vitesse de roulement du véhicule, le taux de rotation et la capacité de refoulement de la pompe à huile peuvent augmenter et ainsi, même lorsque le volume de la pompe à huile est réduit à une fraction similaire à celle des pompes de la technique antérieure, la pompe à huile peut pleinement satisfaire la capacité exigée par le vérin moteur quand le véhicule est dirigé pour par là même permettre une réduction de la taille et du poids de la pompe à huile. Lorsque le volant de direction ne tourne pas, la pompe à huile est normalement réglée à une vitesse réduite ou à l'arrêt pour par là même Permettre des économies d'énergie et/ou réduire l'usure du balai du moteur de la pompe à huile avec pourrésultat iue plus longue utilisation de ce balai. Les rKsultats des tests de consommation d'énergie des véhicules montrent que les véhicules du type à commande électrique et à détection de précision d'huile par charge de courant présentent une réduction d'au moins 4 % de consommation de combustible comparé à celle des directions convention- nelles pour un vélicule roulant sur une voie rapide aussi biai que sur une route classique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnésqu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiqué R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé de direction assistée pour un véhicule Gans lequel le passage d'huile dans une vanne de contrôle est commandé en fonction de la rotation du volant de direction et ledit passage est alimenté en huile sous pression par une pompe à huile pour assouplir par là même la direction dudit véhicule, caractérisé en ce que ladite pompe à huile (4) est mise en rotation le cas échéant par moteur électrique (11) fonctionnant au moyen d'une source motrice reliée au véhicule. 2. Dispositif de direction assistée pour un véhicule dans lequel le passage d'huile dans ladite vanne de contrôle est commandé en fonction de la rotation du volant de direction et ledit passage est alimenté en huile sous pression par une pompe à huile pour assouplir par là- même la direction dudit véhicule, caractérisé par un moteur électrique (11) entraîné au moyen d'une source motrice reliée au véhicule, une pompe à huile (4) mise en 4 rotation par ledit moteur électrique et un régulateur (12) entraînant ledit moteur électrique le cas échéant. 3. Dispositif de direction assistée pour véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pompe à huile est mise en rotation en fonction de la vitesse du véhicule seulement lorsque le volant (1) de direction est en rotation. 4. Dispositif de direction assistée pour véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un détecteur de vitesse du véhicule (15) a pour fonction d'agir sur ledit régulateur (12)àun tauxde rotation de ladite pompe à huile entraînée par ledit moteur électrique pour commander la rotation de ladite pompe à huile entraînée par le moteur pour que la vitesse de rotation de la pompe à ha4le soit réduite lorsque ledit il véhicule augmente sa vitesse de roulement. 5. Dispositif de direction assistée selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pompe à huile entraînée par le moteur est en rotation à faible vitesse ou à l'arrêt lorsque ledit volant de direction ne tourne pas et ladite pompe à huile entraînée par le moteur est en rotation à un taux nécessaire pour la direction, en faisant agir un détecteur de direction sur ledit régulateur, Irsque ledit volant de direction tourne. 6. Dispositif de direction assistée selon la revendi- cation 2 caractérisé en ce que ladite pompe à huile est en rotation à faible vitesse lorsque ledit volant de direction n'est pas en rotation et la vitesse de la pompe à huile est diminuée en fonction de l'augmentation de la vitesse du véhicule, seulement lorsque le volant de direction est en rotation. 7.Dispositif de direction assistée selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que la rotation de ladite pompe à huile entraînée par le moteur, provoquée par la rotation dudit volant de direction, continue pour une durée prédéterminée après la fin de la rotation dudit volant de direction. 8. Dispositif de direction assistée comprenant un vérin moteur, une pompe à huile alimentant en huile sous pression ledit vérin moteur, un moteur entraînant ladite pompe à huile et une vanne de contrôle reliée au volant de direction pour alimenter en huile sous pression ledit vérin moteur, caractérisé en ce qu'un régulateur (12) est relié à ladite pompe à huile pour la régler de manière à abaisser la vitesse de rotation de la pompe lorsque la vitesse du roulement du véhicule augmente, ainsi, lorsque le volant de direction tourne, le taux de rotation de ladite pompezà huile actionnée par une vanne de contrôle est réglé par détection d'une charge de courant de direction dans ledit moteur en fonction de la pression de pompage. 9. Dispositif de direction assistée pour un véhicule comprenant un vérin moteur, une pompe à huile alimentant en huile sous pression ledit vérin moteur, une vanne de contrôle réglant l'alimentation de ladite huile sous pression dudit vérin moteur un régulateur relié à ladite pompe à huile pour le réglage de la vitesse de rotation de la pompe de manière à réduire la vitesse de rotation de la pompe lorsque la vitesse dudit véhicule augmente, et un moyen de détection décelant un courant de charge de commande passant à travers ledit moteur, frsque ledit volant de direction est en rotation, caractérisé en ce que ladite pompe à huile est normalement en rotation à faible taux à une vitesse prédéterminée du véhicule, et mise en rotation à un taux encore plus faible ou bien mise à l'arrêt en cas d'excès de la vitesse prédéterminée du véhicule et la vitesse de rotation de ladite pompe à huile est accrue pendant la rotation dudit volant de direction, ou pour une durée prédéterminée après la fin de la rotation du volant de direction pour alimenter en huile ledit vérin moteur, en une quantité nécessaire diminuant en fonction de l'augmen- tation de la vitesse du véhicule. 10. Dispositif de direction assistée selon-la revendica- tion 8, caractérisé en ce que ledit moyen de détection du courant de charge de direction comprend un circuit temporisé qui accroît la vitesse de rotation de ladite pompe à huile seulement pour une durée prédéterminée après la fin de la rotation dudit volant de direction. 11. Dispositif de direction assistée selon la revendica- tion 9, caractérisé en ce que ladite pompe à huile est mise en rotation à faible vitesse lorsque le volant de direction ne tourne pas et la vitesse de la pompe à huile baisse en fonction de l'augmentation de la vitesse du véhicule, seule- ment lorsque le volant de direction est en rotation.