Brevet FR2671041A1 — publié le 19920703

Dispositif de commande pour un système de direction totalement hydraulique L'invention concerne un système de commande pour un système de direction totalement hydraulique comprenant une section moteur de mesure, une section direction reliée par un parcours à fluide à la section moteur de mesure, un raccord de pompe, un raccord de réservoir et deux raccords de direction. Les dispositifs de direction de ce type sont habituellement utilisés pour des directions totalement hydrauliques La section moteur de mesure refoule à partir du raccord de pompe et vers le raccord de direction une quantité de fluide hydraulique qui est prédéterminée par le sens du mouvement du volant, et qui provoque un mouvement du moteur de direction correspondant à la valeur de la distance parcourue ou de l'angle parcouru par le volant L'expression "système de direction" ne doit pas être limitée aux seules directions de véhicules Il convient de comprendre par l'expression système de direction totalement hydraulique tous les systèmes dans lesquels est réglée un mouvement du moteur de travail ou de direction en fonction du mouvement ou de la rotation d'un levier de manoeuvre ou d'un volant Il peut s'agit par exemple également du positionnement d'un bras d'une machine de travail Pour faciliter la compréhension, on se référera dans ce qui suit à la direction d'un véhicule. Dans le cas d'un système de direction totalement hydraulique, il est souhaitable de maintenir une concordance entre la position du volant et la position du moteur de direction Par exemple, un véhicule dirigé doit se déplacer en ligne droite quand le volant se trouve dans la position "en ligne droite" En raison d'insuffisances d'étanchéité ou de fuites pouvant être également provoquées par des soupapes ou des pistons du moteur de direction qui ne sont pas totalement étanches, il peut cependant arriver que l'angle du volant et l'angle du moteur de direction soient différents l'un de l'autre Dans ce cas, il est souhaitable d'effectuer une compensation de l'erreur d'angle de direction Pour effectuer cette compensation, il est connu par exemple par le document US-A-4 703 819 de faire bifurquer un fluide entre le dispositif de commande et le moteur de direction et de le diriger directement vers le réservoir de manière que le volant puisse continuer de tourner sans que le moteur de direction suive nécessairement cette rotation De ce fait, il est possible d'obtenir une concordance entre les positions du volant et du moteur de direction Mais l'inconvénient est que cette construction est relativement coûteuse Il faut en fait prévoir des soupapes pour chaque direction En outre, elles doivent supporter une pression relativement élevée Il est vrai que la pression n'est pas nécessairement produite pendant la direction, c'est-à-dire pendant que le moteur de direction est actionné Mais il peut arriver que des forces extérieures aient un effet sur la ou les roues dirigées quand le dispositif de commande de direction est fermé, forces qui appliquent avec pression le fluide hydraulique contenu dans les conduites de travail entre le moteur de direction et le dispositif de commande de direction. L'invention a pour but de rendre possible une correction d'erreur de direction grâce à des mesures limitées. Ce but est atteint avec un dispositif de commande du type indiqué dans le préambule du fait qu'un parcours de fluide auxiliaire comprenant un dispositif à soupapes commandables bifurque du parcours de fluide entre la section moteur de mesure et la section direction et est relié au raccord de la pompe et/ou au raccord du réservoir. Grâce au parcours de fluide auxiliaire, il est possible de modifier facilement le déplacement de l'unité de commande dans certaines limites Il n'est donc plus nécessaire de prévoir pour chaque raccord de direction, c'est-à-dire pour chaque conduite de travail, un dispositif à soupapes séparé, le courant de fluide envoyé par le dispositif de direction étant déjà modifié avant qu'il atteigne les raccords de direction individuels Le nombre des soupapes peut être ainsi réduit de moitié En outre, les soupapes ne doivent être dimensionnées que pour une pression relativement réduite, à savoir la pression de direction Quand aucune manoeuvre de direction n'est effectuée, c'est-à-dire quand le dispositif de commande de direction a interrompu la liaison entre la pompe et le moteur de direction, il n'existe également aucune liaison entre le moteur de direction et le dispositif à soupapes La force de fermeture des soupapes peut ainsi être maintenue à un faible niveau On peut donc utiliser des soupapes de prix avantageux En outre, des insuffisances d'étanchéité des soupapes ne se font pas remarquer de façon aussi négative que dans le cas d'un montage des soupapes dans les raccords de direction Une insuffisance d'étanchéité dans le dispositif à soupapes s'applique toujours de la même manière sur les deux côtés du moteur de direction. On ne peut avoir une influence sur ce moteur de direction que lorsqu'une liaison du dispositif à soupapes est établie avec le moteur de direction par l'intermédiaire de la section direction. Selon un mode de réalisation préféré, le parcours de fluide auxiliaire comprend un parcours d'amenée qui est relié au raccord de la pompe et un parcours de prélèvement qui est relié au raccord du réservoir Grâce au parcours d'amenée, on peut obtenir une augmentation du mouvement, c'est-à-dire de la puissance de refoulement du dispositif de commande, et une diminution grâce au parcours de prélèvement Du fait de la présence de ces deux possibilités, il est possible de compenser un retard ou une avance de la position du moteur de direction par rapport à la position du volant en déplaçant le moteur de direction dans l'un ou l'autre sens. De préférence, le dispositif à soupapes comprend des électrovannes cadencées L'excitation des électrovannes a lieu par un signal à modulation d'impulsions en durée Le degré d'ouverture des électrovannes est déterminé en moyenne par le taux d'impulsion du signal à modulation d'impulsions en durée, c'est-à-dire par le rapport entre la longueur des impulsion et la longueur des périodes Les électrovannes commandées par la largeur des impulsions sont relativement peu susceptibles de défaillance et leur fonctionnement peut être facilement contrôlé On peut déterminer la précision du réglage par la précision du signal d'excitation à modulation d'impulsions en durée. Selon un mode de réalisation préféré, on prévoit un capteur d'angle du moteur de direction et un capteur d'angle du volant, qui sont reliés à un dispositif de traitement, ce dispositif de traitement déterminant une erreur d'angle de direction et modifiant le courant du fluide passant par le parcours de fluide en un courant de fluide auxiliaire passant par le parcours de fluide auxiliaire de manière à compenser l'erreur d'angle de direction. L'invention va maintenant être décrite dans ce qui suit au moyen d'un exemple de réalisation préféré et en référence au dessin. L'unique figure de ce dernier représente un système de direction. Un système de direction 1 comprend une pompe 2, qui refoule le fluide hydraulique d'un réservoir 3 vers un dispositif de commande de direction 4 Le dispositif de commande de direction 4 est actionné par un volant 5 Le dispositif de commande de direction 4 comprend un raccord P qui est relié à la pompe 2, un raccord T qui est relié au réservoir 3 et deux raccords de direction L, R qui sont reliés à un moteur de direction 6, ou plus précisément à une chambre de travail de gauche 7 et à une chambre de travail de droite 8 du moteur de direction 6 Les deux chambres de travail 7, 8 sont séparées par un piston 9 auquel est fixé une tige 10, qui est reliée à une roue qui n'est pas représentée Quand le piston 9 se déplace dans le moteur de direction 6, la direction de la roue est modifiée. Le dispositif de commande de direction 4 comprend de manière connue une section moteur de mesure 11 reliée au raccord P de la pompe et une section direction 12 reliée d'une part à la section moteur de mesure 11 par l'intermédiaire d'un parcours de fluide et d'autre part aux raccords de direction R et L qui servent de raccords de travail. Les deux sections sont commandées par le volant 5. La section moteur de mesure 11 comprend un moteur de mesure 13. Une soupape de direction 14 est ouverte dans la système de direction 12 par le volant 5 Le fluide peut alors s'écouler depuis la pompe 2 et en passant par le moteur de mesure 13 vers l'un ou l'autre des raccords de direction L, R des chambres de travail correspondantes 7, 8 du moteur de direction 6 Le moteur de mesure 13 détermine la quantité de fluide qui s'est écoulée et referme la soupape de direction 14 quand une quantité de fluide hydraulique correspondant à l'angle de rotation du volant 5 est parvenue dans le moteur de direction 6 Ce n'est que tant que le moteur de direction 6 n'a pas encore occupé une position correspondant à la position du volant 5, qu'une liaison existe entre la pompe 2 et le moteur de direction 6 ou entre le moteur de direction 6 et le réservoir 3 Lorsque cette concordance est atteinte, c'est-à- dire quand une quantité suffisante de fluide hydraulique est parvenue dans le moteur de direction 6, la soupape de direction 14 interrompt ces liaisons. Parallèlement à la section moteur de mesure 11 est prévu un Do dispositif à soupapes 15 qui court-circuite la section moteur de mesure 11 Le dispositif à soupapes 15 est en dérivation du parcours de fluide entre la section moteur de mesure Il et la section direction 12 et est monté dans un parcours de fluide auxiliaire 16 qui est relié au raccord P de la pompe ou au raccord T du réservoir La liaison s'effectue par l'intermédiaire d'une soupape positive 17 dans laquelle le fluide hydraulique peut être dirigé de la pompe 2 vers la système de direction 12, et une soupape négative 18 par laquelle le fluide provenant du parcours de fluide entre la section moteur de mesure Il et le système de direction 12 est renvoyé vers le raccord de réservoir T, et peut donc être séparé du parcours de fluide. La soupape positive 17 et la soupape négative 18 sont toutes les deux constituées sous forme d'électrovannes à modulation d'impulsions en durée Ces électrovannes comprennent une position d'ouverture et une position de fermeture Lorsque parvient une impulsion, elles se mettent dans la position d'ouverture A la fin de l'impulsion, elles reviennent à la position de fermeture et ferment totalement le passage au fluide Le degré d'ouverture de soupapes de ce type est réglé par le taux d'impulsion, c'est-à-dire le rapport entre longueur d'impulsion et longueur de période. La soupape positive 17 et la soupape négative 18 sont commandées par un dispositif de traitement 19 Ce dispositif de traitement est relié à un détecteur d'angle 20 du volant et à un détecteur d'angle 21 du moteur de direction Le dispositif de traitement 19 détermine une erreur d'angle de direction, c'est-à-dire la différence entre l'angle du volant et l'angle du moteur de direction, et compense cette erreur par une ouverture appropriée de la soupape positive 17 ou de la soupape négative 18 La compensation peut s'effectuer du fait que le courant auxiliaire de fluide créé soit par la soupape positive 17 soit par la soupape négative 18 est fonction de la vitesse du volant et/ou de l'erreur d'angle du volant. Si par exemple la position du volant 5 est en retard par rapport à la position du moteur de direction 6, le dispositif de commande 19 ouvre la soupape négative 18, ceci signifiant que le volant peut être tourné sans qu'il en découle un mouvement correspondant du moteur de direction 6 Si dans un autre cas la position du volant 5 est en avance sur la position du moteur de direction 6, le dispositif de traitement 19 ouvre la soupape positive de manière qu'un courant auxiliaire de fluide additionnel soit envoyé au moteur de direction 6. Le moteur de direction 6 se déplace alors au-delà de la position o il devrait en fait correspondre à la position du volant 5. Entre le raccord de pompe P et le raccord de réservoir T est montée une soupape de surpression 22 Celle-ci empêche qu'une pression trop élevée soit appliquée à la soupape positive 17 ou à la soupape négative 18 Cette pression élevée ne peut pas non plus être produite par le moteur de direction 6 car dans le cas o le moteur de direction 6 n'est pas actionné, aucune liaison n'existe entre le parcours de fluide auxiliaire 16, et de ce fait entre la soupape positive 17 et la soupape négative 18, et le moteur de direction La soupape de surpression 22 empêche en outre que la pression de la pompe agisse directement sur la soupape négative 18 Si cela était le cas, aucun fluide ne pourrait être envoyé par la soupape négative vers le réservoir 3 Un étranglement 23 empêche qu'une quantité trop importante de fluide soit pompée directement par la pompe 2 dans le réservoir 3. REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande pour un système de direction totalement hydraulique comprenant une section moteur de mesure, une section direction reliée par un parcours de fluide à la section moteur de mesure, un raccord de pompe, un raccord de réservoir et deux raccords de direction, caractérisé en ce qu'un parcours de fluide auxiliaire ( 16) comprenant un dispositif à soupapes commandables ( 15) bifurque du parcours de fluide entre la section moteur de mesure ( 11) et la section direction ( 12) et est relié au raccord (P) de la pompe et/ou au raccord (T) du réservoir. 2 Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le parcours de fluide auxiliaire ( 16) comprend un parcours d'amenée qui est relié au raccord (P) de la pompe et un parcours de prélèvement qui est relié au raccord (T) du réservoir. 3 Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif à soupapes ( 15) comprend au moins une électrovanne ( 17, 18) cadencée. 4 Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif à soupapes ( 15) comprend une soupape positive ( 17) et une soupape négative ( 18). Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on prévoit un capteur d'angle ( 21) du moteur de direction et un capteur d'angle ( 20) du volant, qui sont reliés par un dispositif de traitement ( 19), le dispositif de traitement ( 19) déterminant une erreur d'angle de direction et remplaçant le courant du fluide dans le parcours de fluide par un parcours de fluide auxiliaire ( 16) de manière à compenser l'erreur d'angle de direction.