Brevet FR2502570A1 — publié le 19821001

La présente invention se rapporte à un dispositif de direction assistée d'un véhicule, comportant, des moyens pilotes agissant sur des moyens de braquage par un élément tournant de transmission en deux parties, un jeu angulaire relatif limité étant ménagé entre ces deux parties pour permettre un décalage angulaire des dites parties sous l'action des moyens pilotes, un capteur étant monté sur l'élément tournant de transmission et adapté à délivrer, en réponse à un décalage angulaire des dites parties, un signal électrique qui fait agir des moyens d'assistance sur les moyens de braquage dans le même sens que les moyens pilotes. Dans un tel dispositif, les circuits électriques sont compliqués par le fait que l'élément de transmission est tournant et comportent généralement des contacts de type frottant, créant des parasites qui nuisent à la fidèlité de la commande. La présente invention a pour objet un dispositif de direction assistée d'un véhicule du type sus-indiqué, qui est exempt de ces inconvénients et dont la construction est simple et commode. Suivant un aspect de l'invention, le dispositif est ca ractérisé en ce qu'il comporte un transformateur électrique ayant deux bobines coaxiales, libres en rotation l'une par xap- port à l'autre, dont l'une est fixe et l'autre solidaire d'une des deux parties de l'élément tournant de transmission. Ce transformateur est mis en oeuvre, soit pour l'alimentation du capteur par une source de courant électrique via ledit transformateur, soit pour que le capteur délivre le signal électrique aux moyens d'assistance via ledit transformateur, soit encore, de préférence, pour que le capteur soit ali menté par la source de courant électrique via ledit transformateur dans un sens, et délivre le signal électrique aux moyens d'assistance, via ledit transformateur, dans l'autre sens. Ainsi, suivant l'invention, on supprime les risques de parasites pouvant résulter d'un contact frottant, et ceci avec un seul transformateur. Suivant un autre aspect de l'invention, le capteur est photoélectrique et comporte un émetteur de rayons qui est ali menté en courant électrique et un récepteur différentiel des rayons qui est apte, en réponse à une réception des rayons émis par l'émetteur, à délivrer le signal électrique, lesdits emet- teur et récepteur différentiel étant respectivement montés sur les deux parties de l'élément tournant de transmission et étant munis de moyens de fenêtres optiques. De préférence, ces deux aspects de l'invention sont combinés et le dispositif suivant l'invention comporte un transformateur pour l'alimentation électrique du capteur et/ou pour la délivrance du signal par le capteur aux moyens d'assistance, tandis que ce capteur est photoélectrique et comporte l'émetteur et le récepteur différentiel de rayons respectivement montés sur les deux parties de l'élément tournant de transmission. Suivant une autre caractéristique, une barre de torsion, connue en soi, accouple les deux parties de l'élément tournant de transmission et tend à les rappeler dans une position moyenne de repos. Suivant une autre caractéristique, le signal électrique fait agir les moyens d'assistance sur les moyens de braquage d'une manière corrigée en fonction d'au moins un paramètre. Ce paramètre peut être de toute nature appropriée. Par exemple, il est sensible à l'état de fonctionnement du capteur, de façon à mettre l'assistance hors jeu en cas d'invalidité. Ce paramètre peut également être sensible à la vitesse du véhicule de façon à rendre l'assistance d'autant plus forte que la vitesse du véhicule est elle-mêe plus lente. Le paramètre peut aussi être déterminé par une commande manuelle et adapté à rendre l'assistance plus ou moins forte au gré de l'usager. Le paramètre, peut, d'une façon générale être de toute autre nature appropriée. Bien entendu, deux ou plusieurs paramètres, tels que ceux gui viennent d'être indiques peuvent être mis en oeuvre simultanément. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est un schéma d'un dispositif de direction assistée d'un véhicule suivant l'invention; la figure 2 est une vue d'un bottier de ce dispositif, en coupe longitudinale suivant la ligne II-II de la figure 3; la figure 3 est une vue correspondante de ce boîtier, en coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, un dispositif de direction assistée suivant l'invention est appliqué, à titre d'exemple non limitatif, à un véhicule automobile. Ce dispositif comporte (figure 1) des moyens pilotes 10 agissant sur des moyens de braquage tels que des biellettes 11. Les moyens pilotes 10 comportent un volant 12 et une colonne de direction 13 formant un élément de transmission tournant. La colonne 13 comporte deux parties alignées 13A et 13B prévues avec un jeu relatif limité, permettant un décalage angulaire entre les parties 13A et 13B, sous l'action des moyens pilotes 10. La partie 13A est solidaire du volant 12 tandis que la partie 13B est solidaire d'un pignon 14 qui engrène avec une crémaillère 15. Celle-ci commande l'orientation des roues directrices 16 du véhicule par l'intermédiaire des biellettes de braquage 11. Une centrale hydraulique d'assistance comporte par exemple et tel que représenté un réservoir 17 et une pompe 18 puisant dans ce réservoir 17. La ligne de pression 19 de la pompe 18 comporte un dispositif conjoncteur-disjoncteur 20, un clapet anti-retour 21 et un accumulateur de pression 22 et est reliée à des électrovannes 23 et 24. Celles-ci sont elles-mêmes aptes à alimenter, par des conduits 25 et 26, respectivement, l'un ou l'autre des deux côtés d'un vérin hydraulique 27. La tige 28 de ce vérin 27 agit sur la crémaillère 15, soit dans un sens, soit dans l'autre, suivant la manière dont les électrovannes 23 et 24 sont excitées. Les bobines électriques 29 et 30 des électrovannes 23 et 24 sont alimentées par des conducteurs 31, en réponse à un ordre transmis par un démodulateur synchrone 32, lequel fait partie d'un circuit électrique de commande (figure 1) qui va maintenant être décrit. Ce circuit électrique comporte une source de courant continu formée par la batterie du véhicule et désignée par 33. La source 33 est reliée, par l'intermédiaire d'une diode de protection 34, à un stabilisateur 35 et à un générateur de fréquence 36 qui rend pulsé le courant électrique délivré par la source 33, par exemple sous forme de signaux carrés. Le générateur de fréquence 36 donne une référence de fréquence par la ligne 45 au démodulateur synchrone 32. En outre, le générateur de fréquence 36 -pilote, par llintermé- diaire d'un amplificateur 37, d'une capacité 38 et d'une impédance 39, la bobine primaire 40 d'un transformateur 41 dont on voit la bobine secondaire en 42. La bobine 41 est mise à la masse 43 par un conducteur 44 auquel est relié le retour 46 du générateur de fréquence 36. On se référera maintenant plus particulièrement à la figure 2 où est représenté plus en détail, le transformateur 41. On voit à la figure 2 que les parties 13A et 13B sont disposées coaxialement l'une à la suite de l'autre et sont logées dans un boitier 50. On voit en 51 une barre de torsion qui accouple les deux parties 13A et 13B et qui tend à les rappeler dans une position moyenne de repos. On voit en 52 une pièce en forme de manchon à section polygonale (figure 3) qui est engagée autour de la barre de torsion 51 et qui s'étend à l'intérieur des parties 13A et 13B, de maniere à définir un jeu angulaire limité entre les parties 13A et 13Bs Ce jeu est de quelques degrés de part et d'autre de la position moyenne de repos qui tend à être rappelée par la barre de torsion 51 Les bobines 40 et 42 du trans"ormlateur 41 sont coaxiales et libres en rotation l'une par rapport à 11 autre. La bobine 40 est fixe et montée dans le boîtier 5O, tandis que la bobine 42 est solidaire de la partie 13A de l'élément de transmission tournant 13. Un capteur, généralement e-signe par 55, est monté sur l'élément tournant de transmission 13 et est adapté à délivrer, en réponse à un décalage angulaire entre les parties 13A et 13B, un signal électrique qui fait agir les moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 sur les moyens de braquage 11, dans le même sens que les moyens pilotes 10. Le capteur 55 est photoélectrique (figures 1 à 3) et comporte un émetteur de rayons 56 qui est alimenté en courant électrique, et un recepteur différentiel de rayons 57 qui est adapté, en réponse à une rëception des rayons émis par l'émet- teur 56, à délivrer le signal électrique. L'émetteur 56 et le récepteur différentiel 57 du capteur 55 sont respectivement montés sur les deux parties 13A et 13B et sont munis de fenôtres optiques 58 et 59. Le capteur 55 est alimenté par la source de courant électrique 33, via le transformateur 41, dans un sens et délivre le signal électrique aux moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 via le même transformateur 41, dans l'autre sens. On voit aux figures 2 et 3 en 80 les divers conducteurs pour l'alimentation électrique du capteur 55 dans un sens et la transmission du signal dans l'autre sens. Ces conducteurs consistent en des fils souples dont la tenue est excellente puisque l'écart angulaire entre les parties 13A et 13B est toujours très faible. La bobine secondaire 42 du transformateur 41 alimente (figure 1) l'émetteur 56 par l'intermédiaire d'un redresseur 60, d'un filtre 61, d'un stabilisateur 65 et d'une résistance 66. Le filtre 61 comporte une diode anti-retour 62, une résistance 63 et une capacité 64. Le récepteur différentiel 57 pilote un modulateur synchrone 70 par l'intermédiaire de résistances 71 et d'un amplificateur 72. En outre, un comparateur de sécurité, désigné par 73, est prévu pour valider les signaux émis par le capteur 55 lorsque l'installation est en bon état de marche et pour mettre hors jeu les moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 si l'installation est défectueuse. Le modulateur synchrone 70 transmet son information aux bornes du redresseur 60 par l'intermédiaire d'un transistor de court-circuit 74. Le signal issu du récepteur différentiel 57 est transmis, via le transformateur 41, dans le sens allant de 42 à 40, au démodulateur synchrone 32 par l'intermédiaire d'un amplificateur 75. On voit donc que le transformateur 41 sert à alimenter l'émetteur 56 du capteur 55 dans le sens allant de 40 à 42 et sert en même temps à transmettre le signal émis par le modulateur synchrone 70, dans l'autre sens allant de 42 à 40, au démodulateur synchrone 32 en vue de rendre active l'assistance 18, 23, 24, 27 sur l'ordre du récepteur différentiel 57. I1 est d'ailleurs à noter que le transformateur 41 per met également le passage, dans le sens allant de 42 à 40, du signal de validation émis par le comparateur de sécurité 73 quand l'installation est en bon état de marche. Ainsi, le signal électrique émis par le récepteur différentiel 57 fait agir les moyens d'assistance 23, 24, 27, 18 sur les moyens de braquage Il d'une manière qui est susceptible d'être corrigée en fonction d'au moins un paramètre, qui sous l'action du comparateur 73, est un paramètre d'invalidation intervenant en cas de défaillance de l'installation. On peut également prevoir tout autre paramètre agissant à la place ou en addition de ce dernier paramètre. Par exemple, on peut prévoir un paramètre sensible à la vitesse du véhicule de façon à rendre l'assistance d'autant plus efficace que la vitesse du véhicule est elle-même plus raible. On peut aussi faire intervenir un paramètre de correction grace à une commande manuelle mise à la disposition de l'usager et adaptée à rendre l'assistance plus ou moins efficace au gré de l'usager. En l'absence d'action de l'usager sur le volant 12, les parties 13A et 13B sont maintenues en position moyenne de repos par la barre de torsion 51. Les moyens de fenêtres 58 et 59 respectivement solidalies des parties 13A et 13B occupent alors des positions relatives telles que l'émetteur 56 agit sur le récepteur différentiel 57 en sorte que le modulateur synchrone reçoive une information équilibrée. De ce fait, le démodulateur synchrone 32 reçoit cette information comme une information neutre. Les électrovannes 29 et 30 occupent une position neutre dans iaquelle la pompe est isolée. Dans ces conditions, le vérin 27 n'est pas sollicité. Lorsque l'usager exerce une action sur le volant 12 pour braquer les roues 16, les parties 13A et 13B sont décalées 1' une par rapport à l'autre dans un sens determiné par cette action sur le volant 12 et la position angulaire relative des fenêtres 58 et 59 devient telle que l'émission de rayons par l'émetteur 56 sur le récepteur différentiel 57 est transmise au modulateur synchrone 70 comme un déséquIlibre par rapport à la position de repos d'autant plus fort que l'écart entre 13A et 13B est élevé. Celui-ci transmet un signal, via le transfor mateur 41, vers le démodulateur synchrone 32 de telle façon qu'une des électrovannes 24 ou 23 est excitée dans le sens qui correspond à l'alimentation du vérin 27 par l'accumulateur 22, dans le sens qui fait déplacer le vérin 27 dans le sens désiré du braquage. Lorsque l'usagerexoerceune action sur le volant 12 dans l'autre sens, le fonctionnement est le même que celui qui vient d'être décrit mais les fenêtres 58 et 59 prennent une position angulaire relative telle que le signal transmis par le modulateur synchrone 70 vers le démodulateur synchrone 32 fasse agir l'autre des électrovannes 23 ou 24 dans l'autre sens sur le vérin 27. En cas de défaillance des moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 pour une raison quelconque, l'action sur le volant 12 pour braquer a pour effet d'absorber le jeu angulaire relatif limité entre les parties 13A et 13B et défini par la pièce 52. L'usager surmonte la résistance élastique opposée par la barre de torsion 51 et ensuite, grâce à la liaison rigide réalisée par la pièce 52 entre les parties 13A et 13B, entraine en rotation la partie 13B en même temps que la partie 13A, ce qui assure la commande. On appréciera la construction particulièrement simple et commode du dispositif suivant l'invention et également le fait que le transformateur 41 permet d'éviter tout contact frottant susceptible d'engendrer des parasites aussi bien dans le sens d'alimentation en courant du capteur 55 que dans l'autre sens pour la transmission du signal émis par ce capteur 55 vers les moyens d'assistance 18, 23, 24, 27. En outre, le dispositif permet une mise en oeuvre commode de paramètres de correction, tels qu'un paramètre d'invalidation, un paramètre d'indexation sur la vitesse du véhicule, un paramètre mis à la disposition de l'usager, ou tout autre paramètre. REVENDICATIONS 1) Dispositif de direction assistee d'un véhicule, comportant des moyens pilotes 10 agissant sur des moyens de braquage 11 par unélément tournant de transmission 13 en deux parties 13A, 13B, un jeu angulaire relatif limité etant ménagé entre les parties 13A, 13B pour permettre un décalage angulaire des dites parties sous l'action des moyens pilotes 10, un capteur 55 monté sur l'élément tournant de transmission 13 et adapté à délivrer, en réponse à un décalage angulaire desdites parties, 13A, 13B, un signal électrique qui fait agir des moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 sur les moyens de braquage 11 dans le meme sens que les moyens pilotes 10, dispositif ca caractérisé en ce qu'il comporte un transformateur électrique 41 ayant deux bobines coaxiales 40, 42 libres en rotation l'une par rapport à l'autre, dont l'une 40 est fixe, et l'autre 42 solidaire de l'une des dites parties, et en ce que ledit capteur 55 est alimenté par une source de courant électrique 33 via ledit transformateur 41. 2) Dispositif de direction assistée d'un véhicule, comportant des moyens pilotes 10 agisant sur des moyens de braquage 11 par un élément tournant de transmission 13 en deux parties 13A, 13B, un jeu angulaire relatif limité étant ménagé entre les parties 13A, 13B pour permettre un décalage angulaire des dites parties sous 'action des moyens pilotes 10, un capteur 55 monté sur l'élément tournant de transmission 13 et adapté à délivrer, en réponse à un décalage angulaire des dites parties 13A, 13B, un signal électrique qui fait agir des moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 sur les moyens de braquage ll dans le même sens que les moyens pilote i qu dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un transforma:eur lectrique 41 ayant deux bobines coaxiales 40, 42 libres en rotation 1'une par rapport à l'autre dont l'une 40 est rixe, et l'autre 42 solidaire de l'une des dites parties, et en ce sue le dit capteur 55, délivre le signal électrique aux moyens d'assistance ie, 23, 24, 27 via le dit transformateur 41. 3) Dispositif de direction assistée d'un véhicule, coin- portant des moyens pilotes 10 agissant sur des moyens de braquage 11 par un élément tournant de transmission 13 en deux parties, 13A, 13B, un jeu angulaire relatif limité étant ména gé entre les parties 13A, 13B pour permettre un décalage angu laire des dites parties 13A, 13B sous l'action des moyens pi lotes 10, un capteur 55 monté sur l'élément tournant de trans mission 13 et adapté à délivrer, en réponse à un décalage an gulaire des dites parties 13A, 13B, un signal électrique qui fait agir des moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 sur les moyens de braquage 11 dans le même sens que les moyens pilotes 10, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un transforma teur électrique 41 ayant deux bobines coaxiales 40, 42 libres en rotation l'une par rapport à l'autre, dont l'une 40 est fixe et l'autre 42 solidaire de l'une des dites parties, et en ce que le dit capteur 55 est alimenté par une source de courant électrique 33 via le dit transformateur 41 dans un sens et dé livre le signal électrique aux moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 via le dit transformateur 41 dans l'autre sens. 4) Dispositif de direction assistée d'un véhicule, com portant des moyens pilotes 10 agissant sur des moyens de bra quage 11 par un élément tournant de transmission 13 en deux parties 13A, l3B, un jeu angulaire relatif limité étant ménagé entre les parties 13A, 13B pour permettre un décalage angulaire des dites parties sous l'action des moyens pilotes 10, un cap teur 55 monté sur l'élément tournant de transmission 13 et a dapté à délivrer, en réponse à un décalage angulaire desdites parties, un signal électrique qui fait agir des moyens d'as sistance 18, 23, 24, 27 sur les moyens de braquage 11 dans le même sens que les moyens pilotes 10, dispositif caractérisé en ce que le capteur 55 est photoélectrique et comporte un emet teur de rayons 56 qui est alimenté en courant électrique et un récepteur de rayons 57 qui est apte, en réponse à une réception des rayons émis par l'émetteur 56, à délivrer le dit signal électrique, les dits émetteur 56 et récepteur 57 étant respec tivement montés sur les deux dites parties 13A ou 13B de l'é lément tournant de transmission 13 et munis de moyens de fe nêtres optiques 58, 59. 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce que le capteur 55 est photoélec trique et comporte un émetteur de rayons 56 qui est alimenté en courant électrique et un récepteur de rayons 57 qui est apte, en réponse à une réception des rayons émis par l'émetteur 56, à délivrer le dit signal électrique, les dits émetteur 56 et récepteur 57 étant respectivement montés sur les deux dites parties 13A, 13B de l'élément tournant de transmission 13 et munis de moyens de fenêtres optiques 58, 59. 6) Dispositif suivant la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le dit récepteur 57 est différentiel. 7) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une barre de torsion 51, connue en soi, accouple les deux parties 13A, 13B de l'élément tournant de transmission 13 et tend à les rappeler dans une position moyenne de repos. 8) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le signal électrique fait agir les moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 sur les moyens de braquage 11 d'une manière corrigée en fonction d'au moins un paramètre. 9) Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ce paramètre est sensible à l'état de fonctionnement du capteur de façon à mettre les moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 hors jeu en cas d'invalidité électrique du circuit. 1G) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ce paramètre est sensible à la vitesse du véhicule de façon à rendre des moyens d'assistance 18, 23, 24, 27 d'autant plus forts que la vitesse du véhicule est elle-même plus lente. liì Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ce paramètre est déterminé par une commande manuelle et est adapté à rendre l'assistance plus ou moins efficace au gré de l'usager.