Brevet FR2610275A1 — publié le 19880805

La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif de commande de braquage des roues arrière d'un véhicule. Elle vise également un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif. On sait qu'en actionnant le volant de direction d'un véhicule pour effectuer un virage, on agit généralement sur les roues avant du véhicule, tandis que les roues arrière qu'elles soient motrices ou simplement porteuses, sont montées sur des moyeux fixes. Pour améliorer la stabilité des véhicules en virage, il serait souhaitable de braquer les roues arrière d'un angle qui dépend d'un certain nombre de paramètres de conduite tels que l'angle de braquage des roues avant, la vitesse du véhicule, la vitesse de braquage ou éventuellement d'autres paramètres. Aussi, on a déjà proposé des dispositifs de commande du braquage des roues arrière d'un véhicule qui comprennent essentiellement des moyens de commande électrique propres à déterminer à chaque instant l'angle de braquage souhaité pour les roues arrière, ces moyens agissant sur un moteur électrique qui déplace une crémaillère reliée à une tringlerie qui permet le pivotement des roues arrière du véhicule. Un dispositif comportant les moyens ci-dessus est par exemple décrit dans la demande de brevet. internationale PCT/EP85/00146. Toutefois, ce genre de dispositif présente un certain nombre d'inconvénients parmi lesquels il faut citer la difficulté d'asservir avec précision un moteur électrique qui doit être suffisamment puissant pour permettre le braquage des roues arrière. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs antérieurs en ce qu'elle propose, pour le braquage des roues arrière, un système d'asservissement hydraulique piloté de manière fiable par des moyens à consommation d'énergie très faible. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande du braquage des roues arrière d'un véhicule et du type comprenant une crémaillère coopérant avec une tringlerie dont le déplacement permet le braquage des roues arrière, ainsi que des moyens électriques qui commandent le déplacement de cette crémaillère en fonction de certains paramètres de conduite tels que par exemple l'angle du volant ou la vitesse du véhicule, pour appliquer aux roues arrière du véhicule un angle déterminé de braquage, caractérisé en ce que lesdits moyens électriques pilotent un moteur pas-à-pas entraînant l'arbre de commande d'un système d'asservissement hydraulique de position angulaire comprenant notamment cet arbre de commande relié avec Jeu à un arbre suiveur qui coopère avec la crémaillère de commande du braquage des roues arrière et auquel est imposé une rotation à chaque instant identique à celle qui est appliquée à l'arbre de commande par le moteur pas-à-pas. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arbre suiveur est solidaire en rotation d'un pignon en prise avec la crémaillère et possédant une extrémité coopérant avec des moyens de verrouillagedes roues arrière en position ligne droite. Ces moyens de verrouillage sont constitués par une came solidaire de l'extrémité précitée du pignon de crémaillère et coopérant avec des moyens conférant à cette came une orientation qui correspond à la position ligne droite des roues arrière notamment en cas de défaillance du système d'asservissement hydraulique précité. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens précités d'orientation de la came comprennent un galet monté pivotant à l'extrémité d'un tiroir hydraulique sollicité en permanence par un moyen de rappel, tel que par exemple un ressort, réalisant l'appui du galet sur la came. On précisera ici que le tiroir hydraulique précité comporte à son extrémité opposée à celle portant le galet, un piston coulissant dans une chambre munie d'une entrée communiquant avec le circuit de fluide hydraulique associé au système d'asservissement hydraulique, de façon à permettre le déplacement du piston à l'encontre du moyen de rappel dans le sens du deverrouillage de la came. Selon une autre caractéristique de l'invention, le galet précité est monté sur un axe traversant une chape fixée sur l'extrémité du tiroir, ledit axe portant à ses extrémités deux roulements coopérant avec des pistes appartenant à une pièce agencée autour du tiroir hydraulique. De telles pistes permettront avantageusement l'absorption des efforts exercés par la came sur le galet. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le moyen de rappel ou ressort précité est monté entre une plaque ou analogue solidaire du tiroir hydraulique et un corps dans lequel est formée la chambre du piston précité. On comprend donc déjà de ce qui précède que le moteur pas-à-pas agissant sur l'arbre de commande du système d'asservissement hydraulique ne consomme qu'une énergie négligeable puisqu'il s'agit simplement d'effectuer le déplacement d'un tiroir hydraulique. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparartront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble et en élévation d'un dispositif de commande de braquage des roues arrière d'un véhicule - la figure 2 est une vue schématique du système d'asservissement hydraulique - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 - la figure 4 est une vue suivant la flèche IV de la figure 3 - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 3 et montrant la came dans une position correspondant à un angle de braquage des roues arrière d'environ 50 ; et - la figure 6 est une vue de la came en position verrouillée et correspondant à la position ligne droite des roues arrière du véhicule. En se reportant à la figure 1, on voit qu'un dispositif de commande de braquage des roues arrière d'un véhicule selon cette invention comprend essentiellement un moteur pas-à-pas M qui entrasse 1 'arbre de commande 1 d'un système d'asservissement hydraulique de position angulaire S comprenant notamment ledit arbre de commande 1 relié avec Jeu à un arbre suiveur 2 qui coopère avec une crémaillère située dans un logement tubulaire 3 qui contient également des moyens de commande hydraulique de la crémaillère, étant entendu que ladite crémaillère coopère avec une tringlerie (non représentée) dont le déplacement permet le braquage des roues arrière du véhicule. Le moteur pas-à-pas M entraînant l'arbre de commande 1 du système d'asservissement S reçoit ses instructions d'un calculateur ou ordinateur O qui calcule l'angle qu'il faut appliquer aux roues arrière à partir des instructions que lui donnent des capteurs C1, C2, C3 aptes à déterminer les paramètres à prendre en compte pour la commande du braquage des roues arrière du véhicule. Mais on décrira maintenant plus en détail le système d'asservissement hydraulique S en se reportant à la figure 2. La crémaillère contenue dans le logement tubulaire 3 et qui est ici visible en 4 engrène avec un pignon 5 possèdant une extrémité 5a solidaire en rotation de l'arbre suiveur 2 (ce qui est schématiquement représenté par la flèche F), et une autre extrémité 5b coopérant avec des moyens de verrouillage des roues arrière en position ligne droite, qui sont représentés sur les figures 3 à 6 et qui seront décrits ultérieurement. La crémaillère 4 est solidaire du piston 6 d'un vérin formé dans le logement 3 et dont les déplacements sont commandés par un tiroir hydraulique T. On a montré schématiquement en 7 la liaison avec Jeu de l'arbre de commande 1 à l'arbre suiveur 2, et en 8 un ensemble de leviers rotulés 8. Dès lors, tout écart angulaire entre l'arbre de commande 1 et l'arbre suiveur 2 est transformé par le système à leviers rotulés 8 en un déplacement longitudinal du tiroir T. Il en résulte un déplacement du piston 6 et donc de la crémaillère 4, de sorte que le pignon 5 et donc l'arbre suiveur 2 pivotent de manière à annuler l'écart angulaire initial entre les arbres 1 et 2 et à ramener le tiroir hydraulique T en position d'équilibre. On se reportera maintenant aux figures 3 à 6 qui illustrent les moyens de verrouillage des roues arrière en position ligne droite. Ces moyens de verrouillage sont constitués par une came 10 solidaire de l'extrémité 5b du pignon 5 par l'intermédiaire d'un porte-came il fixé rigidement sur ladite extrémité 5b du pignon 5 engrenant avec la crémaillère 4. I1 est possible, sans sortir du cadre de l'invention, de procéder à un réglage angulaire entre la came 10 et le porte-came 11 à l'aide de lumières par exemple. La came 10 coopère avec un galet 12 monté sur un axe 13 traversant une chape 14 fixée, par exemple vissée, sur l'une 15 des extrémités d'un tiroir hydraulique 16 dont l'autre extrémité forme un piston 17 monté coulissant dans une chambre 18. Cette chambre 18 est, comme on le voit bien sur les figures 3 et 5, formée dans un corps 19 solidaire d'un carter 20a. Dans le corps 19 est prévue au moins une entrée 20 communiquant avec le circuit de fluide hydraulique montré en H sur la figure 2. Un moyen de rappel, tel que par exemple un ressort 21, sollicitant en permanence l'extrémité 15 du tiroir hydraulique 16 vers la came 1Q, et donc l'appui du galet 12 sur ladite came, est monté entre le corps 19 et une plaque ou analogue 22 solidaire du tiroir hydraulique 16. On notera que la pression du fluide hydraulique pénétrant dans la chambre 18 par l'entrée 20 s'exercera sur le piston 17 de façon à permettre le déplacement de ce piston à l'encontre de la force de compression du ressort 21, c'est-à-dire dans le sens du deverrouillage de la came 10, comme on le voit mieux sur la figure 5. L'axe 13 sur lequel pivote le galet 12 porte à ses extrémités, de chaque côté des branches de la chape 14, un roulement 23. Les deux roulements 23 roulent sur des pistes 24 bien visibles sur la figure 4, et appartenant à une pièce 25 (figure 3) agencée autour du tiroir hydraulique 16. Les roulements 23 et les pistes 24 absorberont avantageusement les efforts exercés par la came 10 sur le galet 12. Comme on le voit bien sur les figures 5 et 6, la came 10 comporte une encoche 26 et l'orientation de cette came correspond à la position ligne droite des roues arrière du véhicule lorsque l'encoche 26 est en appui sur le galet 12 (figure 6). On comprend donc de la description qui précède que non seulement le dispositif selon cette invention permet le braquage des roues arrière d'un véhicule à l'aide d'un système d'asservissement hydraulique de position angulaire piloté par un moteur pas-à-pas commandé par un système électronique recevant divers paramètres de conduite du véhicule pour en déduire un angle de rotation à appliquer aux roues arrière d'un véhicule, mais permet aussi de rétablir l'orientation en ligne droite des roues arrière en cas de défaillance du système électronique ou du système d'asservissement hydraulique, et cela grâce au tiroir hydraulique 16 avec galet 12 coopérant avec la came 10 solidaire en rotation du pignon 5 engrenant avec la crémaillère 4. Il est à noter ici que le tiroir hydraulique 16 se déplace dans le corps 19 soit sous l'effet de la pression du fluide hydraulique qui entre dans la chambre 18 et qui dégage le contact du galet 12 de la came 10 comme on le voit sur la figure 5, soit sous l'action du ressort 21 qui agit chaque fois que la chambre 18 est sans pression pour rétablir le contact du galet avec la came et faire tourner cette dernière jusqu'à la position de crantage visible sur la figure 6 et qui correspond à la position de ligne droite des roues arrière du véhicule. Dans ce cas, le vérin avec son piston 6 lié à la crémaillère 4, comme on le voit sur la figure 2, a été mis à l'échappement par l'intermédiaire d'une électrovanne par exemple. Cette électro-vanne peut être déclenchée par un capteur de pression qui détecte une anomalie hydraulique ou encore par un défaut d'alimentation électrique du moteur pas-à-pas M. Il est à noter que l'électro-vanne en question peut être commandée volontairement par le conducteur qui ne désire pas faire braquer les roues arrière de son véhicule. Dans tous les cas, l'arrivée de fluide hydraulique dans la chambre 18 sera interrompue, par le fait que l'électro-vanne assurera la mise à l'échappement tant de la chambre 18 (ce qui provoquera le retour des roues arrière à la position de ligne droite grâce à l'action du ressort 21) que du vérin de commande de la crémaillère 4, ce qui annulera la commande de l'essieu arrière. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que le dispositif selon eette invention peut permettre le braquage des roues de l'essieu avant d'une automobile ou d'un engin quelconque par télécommande agissant sur le moteur pas-à-pas. L'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande du braquage des roues arrière d'un véhicule et du type comprenant une crémaillère coopérant avec une tringlerie dont le déplacement permet le braquage des roues arrière, ainsi que des moyens électriques qui commandent le déplacement de cette crémaillère en fonction de certains paramètres de conduite tels que par exemple l'angle du volant, pour appliquer aux roues arrière du véhicule un angle déterminé de braquage, caractérisé en ce que lesdits moyens électriques pilotent un moteur pas-à-pas (M) entraînant l'arbre de commande (1) d'un système d'asservissement hydraulique de position angulaire (S) comprenant notamment cet arbre de commande relié avec jeu à un arbre suiveur (2) qui coopère avec la crémaillère (4) de commande du braquage des roues arrière et auquel est imposé une rotation à chaque instant identique à celle qui est appliquée à l'arbre de commande (1) par le moteur pas-à-pas (M). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre suiveur (2) est solidaire en rotation d'un pignon (5) en prise avec la crémaillère (4) et possèdant une extrémité (5b) coopérant avec des moyens de verrouillage des roues arrière en position ligne droite. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage sont constitués par une came (10) solidaire de l'extrémité précitée (5b) du pignon (5) de crémaillère (4) et coopérant avec des moyens conférant à cette came une orientation qui correspond à la position ligne droite des roues arrière notamment en cas de défaillance du système d'asservissement hydraulique précité (S). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens précité d'orientation de la came comprennent un galet (12) monté pivotant à l'extrémité (15) d'un tiroir hydraulique (16) sollicité en permanence par un moyen de rappel, tel que par exemple un ressort (21) réalisant l'appui du galet (12) sur la came (10). 5. Dispositif selon la revendication 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que le tiroir hydraulique précité (16) comporte à son extrémité opposée à celle portant le galet (12), un piston (17) coulissant dans une chambre (18) munie d'une èntrée (20) communiquant avec le circuit de fluide hydraulique (H) associé au système d'asservissement hydraulique précité, de façon à permettre le déplacement du piston (17) à l'encontre du moyen de rappel (21) dans le sens du déverrouillage de la came. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le galet précité (12) est monté sur un axe (13) traversant une chape (14) fixée sur l'extrémité (15) du tiroir (16). 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'axe précité (13) porte à ses extrémités deux roulements (23) coopérant avec des pistes (24) appartenant à une pièce (25) agencée autour du tiroir hydraulique (16). 8. Dispositif selon la revendication 4 à 5, caractérisé en ce que le moyen de rappel ou ressort précité (21) est monté entre une plaque ou analogue (22) solidaire du tiroir hydraulique et un corps (19) dans lequel est formée la chambre (18) du piston précité (17). 9. Véhicule automobile équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 8.