Brevet FR2528785A1 — publié le 19831223

La présente invention se rapporte à une direction assistée du type économisant l'énergie, où l'assistane à la manoeuvre peut être modifiée en réponse à la vitesse de rotation d'un moteur ou à la vitesse d'un véhicule. En général, on sait bien que, de préférence, dans une direction assistée, l'alimentation en fluide de puissance vers un cylindre (moyen de mise en action) augmente pour effectuer une assistance à la manoeuvre ou à la direction pour un volant, à l'état d'arrêt ou à l'état de fonctionnement à vitesse lente d'un véhicule, tandis que l'alimentation en fluide de puissance diminue pour réduire l'assistance au volant aux vitesses supérieures afin d'élever ainsi la stabilité du véhicule. Jusqu'à maintenant, afin d'obtenir la caractéristique ci-dessus dans une direction assistée, on prévoyait une direction assistée telle que révélée dans la publication du brevet Japonais NO 54-9774, ce dispositif utilisant un embrayage électromagnétique pour entraîner et contrôler une pompe à huile déchargeant le fluide de puissance en utilisant la rotation du moteur de façon que, en remarquant qu'un angle plus important de rotation du volant est requis à 1 'é- tat d'arrêt ou à un état de fonctionnement à vitesse lente, l'embrayage électromagnétique fonctionne pour aider à la manoeuvre quand l'angle de rotation du volant dépasse une valeur prédéterminée.Cependant, dans un tel dispositif conventionnel, comme le degré dé direction assistéeest déterminé par l'angle de rotation du volant, l'assistance i la direction est brusquement appliquée à proximité de l'angle prédéterminé de rotation, et cet état instable peut par conséquent produire une condition dangereuse. Par ailleurs, comme cela est révélé dans la publication du brevet japonais NO 54-111707, on a prévu une direction assistée où l'alimentation en fluide de puissance d'une pompe à huile vers un cylindre est contrôlée par une vanne de by-pass électromagnétique ou est ajustée par une vanne d'ajustement de l'écoulement en réponse à l'état de fonctionnement du véhicule. Cependant, la direction assistée de ce type dépense beaucoup d'énergie et ne répond pas aux necessités d'économie d'énergie parce que à un état de fonctionnement à vitesse rapide du véhicule, la plus grande partie du fluide évacué de la pompe à huile qui tourne = tinuellementàune vitesse supérieure , proportionnellement à la vitesse de rotation du moteur, est ramenée ensuite au réservoir d'huile sans produire aucun effet. Récemment, une mesure d'économie d'énergie a montré une tendance à diminuer le nombre de rotations d'un moteur à l'état de ralenti et à élever la zone de vitesse maximum de rotation afin de miniaturiser et d'alléger le poids du moteur. Cependant, dans une pompe à huile conventionnelle déchargeant un fluide de puissance en réponse à la vitesse de rotation du moteur, il y a des inconvénients parce que lapuissance de direction peut manquer à un état d'arrêt ou d'une vitesse extrêmement faible, et si la quantité de fluide évacué par la pompe augmente à un état de vitesse lente, alors la quantité évacuée augmente excessivement avec en conséquence une forte consommation d'énergie. La présente invention concerne une direction assistée perfectionnée, permettant d'éliminer les inconvénients ci-dessus. La présente invention a pour conséquent pour objet une direction assistée du type économisant l'énergie. La présente invention a pour autre objet une direction assistée où le nombre de rotations d'une pompe à huile peut être modifié en réponse à la vitesse du véhicule et à l'angle de manoeuvre d'un volant, pour changer ainsi la puissance de la direction assistée. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours dela description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation et dans lesquels - la figure I est une vue schématique d'un mode de réalisation préféré de la direction assistée selon l'invention; - les figures 2 et 3 sont des courbes caractéristiques montrant la relation entre la vitesse du véhicule, sur l'axe des abscisses et le nombre de tours de rotation de la pompe à huile du mode de réalisation de la figure 1, sur l'axe des ordonnées; et - la figure 4 est une courbe caractéristique montrant la relation entre le nombre de rotations ou de tours de la pompe, sur l'axe des abscisses et la quantité d'évacuation de la pompe à huile sur l'axe des ordonnées, en comparant la présente invention et l'art antérieur. La figure 1 montre un mode de réalisation préféré d'une direction assistée selon l'invention. Un volant 1 est couplé par une vanne de contrôle ou commande 2 et une botte de direction 3, à un moyen de mise en action 4, et le moyen de mise en action 4 et une vanne de communication 5 sont connectés, par la vanne de contrôle ou commande 2, à une pompe à huile 6 au moyen de lignes A et B. La vanne 2 contre le la quantité etla direction d'écoulement du fluide qui est évacué par 1A ppmpe à huile 6 vers le moyen de mise en action 4 en réponse à une opération de manoeuvre du volant 1.La vanne de communication 5 sert à fermer un trajet de by.-pass entre les lignes d'alimentation A et B du moyen de mise en action 4 quand un organe de la vanne est actionné par le fluide dans une ligne pilote C qui transmet la pression d'huile appliquée par la rotation de la pompe à huile 6, afin d'obtenir ainsi un état de direction assistée, tandis que la vanne 5 sert à ouvrir le trajet de by-pass entre les lignes d'alimentation A et B quand la pompe à huile 6 s'arrête ou que sa rotation est à un état de vitesse extrêmement faible, afin de relâcher ainsi la puissance de direction assistée et d'effectuer un état de direction manuelle. L'arbre rotatif du moteur 7 est couplé à la pompe à huile 6 par un embrayage électromagnétique 8 ayant une caractéristique de transmission linéaire. Sur le volant 1 est également prévu un capteur de direction 9 qui comprend, par exemple, un générateur de courant continu de petite dimension et qu;émet un signal électrique selon l'opération de direction du volant 1. Un capteur 10 de la rotation du moteur prévu sur le moteur 7 détecte, par exemple, une impulsion d'allumage ou la convertit en un signal analogique en intégrant l'impulsion pour émettre un signal électrique correspondant au nombre de tours du moteur. De même, un capteur de vitesse 12 détecte le nombre de rota tions d'un cible d'un tachymètre qui est relié à une boite de transmission 11, et émet des signaux électriques correspondant à la vitesse du véhicule. Un circuit de commande électronique (non représen té) reçoit les signaux à X sortie d'un dispositif de manoeuvre 13, c'est-à-dire les signaux respectifs à la sortie du capteur de direction 9, du capteur 10 de la rotation du moteur et du capteur de vitesse 12 et, quand le volant 1 fonctionne et que par conséquent le signal de sortie du capteur de direction 9 est reçu , il amplifie la quantité ET du signal de sortie du capteur de rotation du moteur 10 et du signal de sortie de capteur de vitesse 12 pour appliquer le signal ET amplifié à l'embrayage électromagnétique 8. En conséquence, une caractéristique répondant à la vitesse du véhicule s'ajoute à l'embrayage électromagnétique 8 ayant la caractéristique de transmission linéaire, et donc quand le véhicule est arrêté, le courant d'excitation d'une bobine de solénoïde de l'embrayage électromagnétique 8 arrive à une valeur maximum pour transmettre la rotation du moteur 7 à la pompe à huile 6 sans glissement et quand la vitesse du véhicule est accrue, le courant d'excitation diminue pour augmenter le glissement. Ainsi,le champ magnétique produit par la bobine de solénoïde de l'embrayage électromagnétique 8 est contrôlé pour changer électriquement le degré de transmission avec glissement afin de pouvoir obtenir en réponse à la vitesse du véhicule, la puissance de direction assistée.Bien que, dans le mode de réalisation préféré, ltembrayage électromagnétique 8 fonctionne selon le sigral détecté par le capteur de direction 9 uniquement dans le cas d'une direction selon la quantité de transmission préétablie afin d'entraîner ainsi la pompe à huile 6, il est possible que l'embrayage électromagnétique 8 soit entraîné continuellement par les signaux détectés au capteur de vitesse 12 et au capteur 10 dè la rotation du moteur sur une zone préétablie et variable de lz quantité d transmission, afin d'entrainer la pompe à huile 6.De même, il est facile de prévoir que l'embrayage électromagnétique 8 puisse fonctionner selon une quantité variable de transmission sur la base du signal détecté par le capteur de rotation du moteur 10, pour contrôler la quantité d'évacuation de la pompe à huile. Par ailleurs, bien que dans le mode de réalisation préféré, on prévoit une vanne de communication 5 pour by-passer les deux chambres du moyen de mise en action 4 et réduire la résistance du trajet d'huile de la direction à l'état non assisté quand la pompe à huile 6 est arrêtée ou tourne à une vitesse extrêmement lente, la vanne de communication peut être retirée des lignes d'huile étant donnée la légère augmentation du couple de direction à l'état de direction manuelle quand la pompe à huile 6 ne décharge pas de fluide de puissance etde la résistance mécanique de la vanne de contrôle 2 (barre de torsion;; De préférence, on dispose d'un embrayage à poudre, d'un embrayage à hystérésis et analogues pour 1' embrayage électromagnétique ayant uoe caractéristique de transmission linéaire, le premier utilisant une poudre magnétique de façon qu'en condition excitée, le couple soit transmis par la force d'attraction mutuelle de la poudre magnétique et la force de frottement entre la poudre et une surface de transmission de l'embrayage, et le dernier étant tel qu'un accouplement sans contact soit magnétiquement accompli sans utiliser de force mécanique de frottement. La figure 2 montre une caractéristique vitesse du véhicule-rotation de la pompe du dispositif de direction assistée selon l'invention, et sur les dessins, a1 désigne une caractéristique de rotation fixe de la pompe à huile, a2 désigne une caractéristique de rotation d'atténuation de la pompe à huile, b désigne une caractéristique de rotation d'atténuation linéaire en réponse à la vitesse du véhicule et D désigne un point de fonctionnement de la vanne de communication.Par ailleurs, la figure 3 montre une caractéristique vitesse du véhicule-rotaton de la pompe illustrant l'effet d'économie d'énergie du dispositif de direction assis tée selon l'invention, et sur le dessin, cl désigne une caractéristique de rotation d'une pompe à huile lors d'une manoeuvre, c2 désigne une caractéristique d'arrêt de la pompe à huile à l'état de non -manoeuvre ou de non-directon, et c3 désigne une caractéristique de rotation à l'échauffement, à vitesse extrêmement lente, de la pompe à huile lors d'une non-manoeuvre. Selon la figure 3, il est apparent que l'alimentation en fluide de puissance par la pompe à huile est réduite ou arrêtée quand la direction assistée n'est pas nécessaire.De même, la vanne de communication fonctionne à un point de vitesse supérieureD' pourby-passer les deux chambres du moyen de mise en action afin de provoquer un état de direction manuelle. La figure 4 montre la caractéristique quantité de décharge -rotation de la pompe à huile, pour comparer la caractéristique de décharge de la pompe à huile selon l'invention à la caractéristique de décharge d'une pompe à huile telle qu'utilisée dans un dispositif conventionnel de direction assistée où l'alimentation en fluide de la pompe à huile au cylindre est ajustée par la vanne d'ajustement d'écoulement selon l'état de fonctionnement du véhicule et, sur le dessin, dl désigne une caractéristique apparente d'évacuation de la pompe à huile, d2 désigne une caractéristique générale d'évacuation de la pompe à huile à laquelle ne s'ajoute pas la caractéristique répondant à la vitesse du véhicule (dans cette condition, l'huile évatiéerxyiutilisée est ramenée au réservoir par la vanne d'ajustement d'écoulement) et e désigne une caractéristique de la pompe à huile selon l'invention. En conséquence, sur la figure 4, la zone I est une zone non valable d'évacuation et selon l'invention, si l'embrayage électromagnétique avec une caractéristique de transmission linéaire fonctionne à proxi mité d'un point P, alors rs parrpe à htdle efficacement fonc- tionner dans la zone II, c'est-à-dire une zone valable. Bien que dans le mode de réalisation préféré tel que représenté sur la figure 1, l'embrayage électromagnétique 8 soit prévu pour être directement couplé à la pompe à huile 6, même si l'on utilise une pompe à huile de plus petites dimensions, d'un poids plus léger et ayant une plus faible quantité d'évacuation, il est possible de prévoir un moyen de transmission pour augmenter la vitesse de rotation de la pompe à huile entre l'embrayage et la pompe à huile, afin d'obtenir ainsi la puissance de direction souhaitée à un état de ralenti du moteur ou à un état de fonctionnement à vitesse inte. Comme on l'a décrit di-dessus, la présente invention, contrairement à une commande partout ou rien", permet de donner une assistance variable à la direction ou à la manoeuvre selon la vitesse préétablie du véhicule et cela par conséquent, ne donne pas à un opérateur une sensation instable lorsqu' il conduit. De même, selon l'invention, le changement entre l'état de direction assistéeet l'état de direction manuelle peut être effectué régulièrement ou en douceur par le fonctionnement de la vanne de communication, ce qui stabilise ainsi le fonctionnement du volant. REVENDICATIONS 1. Direction assistée pour un véhicule où un trajet d'huile d'une vanne de contrôle est contrôlé selon une opération de manoeuvre d'un volant et où un fluide déchargé par une pompe à huile est amené à un moyen de miseen action pour aider à l'opération de direction, caractérisée en ce qu 'elle comprend un moyen pour entrat- ner ladite pompe à huile (6) relié à un moteur (7) par un embrayage électromagnétique (8) qui peut changer la quantité de transmission de rotation du moteur et un moyen de manoeuvre (13) pour contrôler la rotation de la pompe à huile. 2. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de manoeuvre précité détecte la vitesse du véhicule et l'état de rotation du moteur et produit un signal d'excitation pour entraîner l'embrayage électromagnétique afin que la quantité de transmission de rotation du moteur diminue en réponse à l'augmentation de la vitesse du véhicule. 3. Direction assistée selon la revendication 2, caractérisée en ce que, quand le volant (1) fonctionne, le moyen de manoeuvre détecte la puissance de direction ou un angle de direction et produit un signal électrique pour contrôler l'embrayage électromagnétique de façon que la pompe à huile ne soit entraînée que lors d'une manoeuvre. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage électromagnétique est précédemment entrainé par un signal préétabli pour faire tourner la pompe à huile à un état de vitesse inférieure et quand le volant fonctionne le signal d'excitaton s'ajoute au signal préétabli pour entrainer en puissance l'embrayage électromagnétique. 5. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une vanne de communication (5) pour by-passer les deux chambres du moyen de mise en action (4) est prévue afin que lorsque la pompe à huile est arrêtée ou est entraînée à une vitesse extrêmement lente, l'état de direction assistée soit désexcité pour passer à un état de direction manuelle. 6. Direction assistée selon la revendication 5, caractérisée en ce que la vanne de communication précitée est entratnée par le fluide de puissance évacué de la pompe à huile afin que, quand le nombre de rotations de la pompe à huile dépasse une valeur prédéterminée, la vanne soit fermée et quand le nombre de rotations est inférieur à la valeur prédéterminée, elle soit ouverte. 7. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embrayage électromagnétique est un embrayage à poudre utilisant une poudre magnétique. 8. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embrayage électromagnétique est un embrayage à hystérésis utilisant une perte par courant de Foucauld ou une perte par hystérésis. 9. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un moyen de transmission du type augmentant la vitesse est prévu entre l'embrayage électromagnétique et la pompe à huile. 10. Direction assistée selon la revendication 1, caractériséeen ce que l'embrayage électromagnétique est entraîné selon une quantité de transmission variable sur la base d'un signal détecté de la rotation du moteur pour con tabler la quantité d'évacuation de la pompe à huile.