Brevet FR2670736A1 — publié le 19920626

La présente invention concerne un mécanisme d'assistance temporaire pour colonne de direction de véhicules à roues directrices. Dans l'art antérieur, on a déjà proposé des mécanismes d'assistance pour colonne de direction de véhicules à roues directrices. Un mécanisme de ce genre comporte en général un moto-réducteur comprenant un moteur électrique et un réducteur. L'arbre de sortie du moteur est couplé par un pignon ou par un autre moyen de transmission de façon à être en liaison mécanique avec la colonne de direction ou avec un pignon monté sur celleci. De ce fait, la détection des efforts exerces par le conducteur sur le volant, par exemple par un capteur d'angle volant ou un capteur de couple exercé sur le volant, permet d'élaborer un ordre d'action proportionnelle du moto-réducteur d'assistance sur la colonne de direction. On a aussi proposé des systèmes d'assistance pneumatiques ou hydrauliques, bien que le mode préféré de réalisation de l'invention exploite un moteur électrique comme source d'énergie mécanique d'assistance de direction. Dans un premier type d'asservissement, le groupe moto-réducteur ou source d'énergie mécanique d'assistance est astreint à suivre des lois complexes permettant de faire un asservissement dans diverses situations de conduite. De tels dispositifs sont chers, compliqués et de fiabilité relative. On a donc aussi proposé d'activer temporairement l'assistance pendant des durées d'assistance où les situations de conduite le demande ou pendant lesquelles les efforts du conducteur sont importants. C'est notamment le cas de la direction assistée en parking. Dans ce cas, le véhicule se déplace à une vitesse lente et le conducteur a souvent besoin d'exercer des efforts importants sur le volant pour ranger son véhicule ou faire des manoeuvres à basses vitesses en général. Dans ce type de direction assistée, quand la vitesse du véhicule dépasse une certaine valeur limite, l'assistance n'est plus opérante et le conducteur perçoit sur le volant un couple résistant constitué par l'ensemble des actions de la route sur les roues et par l'inertie du groupe moto-réducteur, c'est-à-dire principalement l'inertie des parties tournantes du motoréducteur. Cette caractéristique de l'art antérieur est particulièrement désavantageuse car le rapport de multiplication du réducteur fait que l'inertie du rotor du moteur électrique prend une part prépondérante qui réduit le confort apporté par ce genre d'assistance temporaire, alors qu'il présente l'avantage d'être peu coûteux. La présente invention apporte remède à cet inconvénient de l'art antérieur. En effet, la présente invention concerne un mécanisme d'assistance temporaire pour colonne de direction d'un véhicule à roues motrices. Le mécanisme d'assistance est du type comportant un moteur d'assistance permettant d'assister les efforts du conducteur sur la colonne de direction. Le mécanisme d'assistance se caractérise principalement en ce qu'il comporte un moyen ne transmettant le couple du moteur que pendant la durée d'assistance de la colonne de direction. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins annexés qui sont - la figure 1 : un schéma général d'une direction assistée de véhicule selon l'art antérieur - la figure 2 : un mode préféré de réalisation d'un mécanisme d'assistance, selon l'invention ; - la figure 3 : un autre mode de réalisation de l'invention. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le moyen permettant d'assister temporairement les efforts du conducteur sur la colonne de direction consiste en un coupleur de type oléocinétique ou plus généralement fluidique qui est interposé entre la colonne de direction et le groupe moto-réducteur. Un tel coupleur présente la caractéristique selon laquelle, quand le moteur électrique engrené sur l'impulseur du coupleur tourne à faible vitesse, aucun couple n'est transmis sur l'arbre de sortie du coupleur. Inversement, quand l'arbre de sortie du coupleur exerce des mouvements de faible amplitude, le coupleur ne transmet pas le couple résistant sur l'impulseur de l'arbre d'entrée sur lequel est fixé le moteur. De ce fait, on constate que si le moteur électrique est arrêté, l'inertie de son rotor n'est pas ajoutée à la charge d'inertie sur la colonne de direction.Ce mécanisme est passif, c'est-à-dire que son activation ne dépend pas d'une commande externe. A la figure 1, on a représenté schématiquement une direction assistée pour expliquer les éléments principaux, causes de l'invention. A la figure 1, le train avant du véhicule est un train de roues directrices 1. Les roues directrices sont connectées par des biellettes comme la biellette 2 à un système pignon conique 4 - crémaillère 3, comme il est bien connu de l'art antérieur. Le pignon conique 4 est connecté à la colonne de direction par un arbre 5. Un engrenage ou pignon d'attaque 8 est monté entre les deux parties 6 et 5 de la colonne de direction. D'autre part, l'autre extrémité de la colonne de direction est montée sur un volant 7 actionné par le conducteur. D'autre part, un capteur des efforts du conducteur sur le volant 7 est représenté par un détecteur 12 qui peut mesurer notamment l'angle de rotation du volant, ou encore le couple exercé par le conducteur sur le volant. Le signal de sortie du capteur 12 est transmis à un calculateur 13 qui permet d'élaborer un ordre d'asservissement sur une sortie 14 transmise à un motoréducteur 10,11. Le moto-réducteur 11,10 est alimenté en fonction du programme enregistré dans le programmateur 13 de façon à fournir un asservissement variable en fonction des efforts détectés par le détecteur 12 par le biais d'un pignon 9 engrené sur le pignon 8. Dans les dispositifs à bas coût, le calculateur 13 reçoit un signal (non représenté) détectant la vitesse réelle du véhicule. En fonction de ce signal, le calculateur décide ou non de sélectionner au moins une loi d'asservissement. Mais, si l'asservissement n'est pas activé, on constate que l'ensemble de l'équipage mobile pignon 9 - partie mobile du moteur réducteur 10,11, reste en charge sur la colonne de direction 6 par l'intermédiaire du pignon 8. La présente invention apporte un remède à cet inconvénient de l'art antérieur. A la figure 2, on a représenté un mode de réalisation préféré d'un mécanisme selon l'invention. A la figure 2, le mécanisme d'asservissement comporte un réducteur entre la colonne de direction et un dispositif oléocinétique ou fluidique. Le moteur d'asservissement 90 entraîne un arbre moteur 91 qui met en rotation un coupleur fluidique 92 dont l'arbre de sortie est connecté à la colonne de direction 96 par le réducteur 110 avant l'ensemble pignon/crémaillère 95,94 relié à une première extrémité de la colonne de direction 96, dont l'autre extrémité est connectée au volant 97 manipulé par le conducteur. Le réducteur 110 comporte au moins un pignon d'entrée 110a lié à l'arbre de sortie du coupleur et un pignon de sortie 110b couplé à la colonne de direction 93. Les axes respectivement du moteur 90, du coupleur 92 et du pignon 110b du réducteur 110 sont parallèles à l'axe de la colonne de direction. Le boîtier, qui contient le mécanisme de l'invention, est attaché à un point fixe du véhicule. L'arbre moteur 91 pénètre à l'intérieur du boîtier du coupleur fluidique 92 pour être relié à l'impulseur 98 ou rotor primaire. Cet impulseur comporte un certain nombre de coupelles placées vis-à-vis des coupelles réciproques d'une turbine 99 ou rotor secondaire. Le rotor de sortie 99 est monté en bout d'arbre 93, traversant par un palier 101, le boîtier du coupleur fluidique 92. Le principe de fonctionnement est celui des coupleurs hydrocinétiques. La rotation du rotor primaire 98 provoque le mouvement de l'huile contenue entre ces coupelles ou aubes ; le fluide en rotation est soumis à trois champs de forces - la pesanteur, - la force centrifuge, - la force d'inertie de Coriolis. Sous l'action de la force centrifuge, il s'établit une circulation méridienne de l'huile entre le rotor primaire et secondaire réalisant le contact hydrodynamique entre les deux pièces. De la différence des quantités de mouvement du fluide circulant entre les deux rotors résulte un couple d'entraînement du rotor secondaire 99. Le couple transmis est proportionnel à Kn2D5 (n, vitesse de rotation du moteur, D, diamètre du tore des deux rotors). Inversement, quand le moteur électrique d'assistance n'est pas alimenté, les variations de vitesse induites par la rotation du volant 97 ne sont pas transmises à la sortie primaire du coupleur. De ce fait, on constate que, si le moteur électrique est arrêté, l'inertie de son rotor n'est pas ajoutée à celle de la colonne de direction. A la figure 3, un autre mode de réalisation a été représenté. On remarque que dans ce mode de réalisation, l'ensemble du dispositif d'asservissement est aligné sur l'axe de la colonne de direction. A la figure 3, on a représenté le montage en ligne d'une colonne de direction asservie avec un dispositif d'embrayage du type oléocinétique ou fluidique. Le moteur d'asservissement 900 entraîne un arbre moteur 910 qui entraîne un coupleur fluidique 920 dont la sortie est connectée à la colonne de direction 930 de l'autre côté de l'ensemble pignon/crémaillère 950,940 relié à la colonne de direction 930. L'autre extrémité de la colonne de direction est connectée au volant 970 manipulé par le conducteur. Les axes respectivement du moteur 900, du coupleur 920, du pignon 950 et du volant sont alignés sur l'axe de la colonne de direction. En particulier, moteur et coupleur peuvent être logés dans un boîtier (non représenté) fixé à la base de la colonne de direction et/ou sur le support de la crémaillère. L'arbre moteur 910 pénètre à l'intérieur du boîtier du coupleur fluidique 920 pour être relié à l'impulseur 98 ou rotor primaire. Cet impulseur comporte un certain nombre de coupelles placées vis-à-vis des coupelles réciproques d'une turbine 99 ou rotor secondaire. Le rotor secondaire 990 est monté en bout d'arbre 930, traversant par un palier 101, le boîtier du coupleur fluidique 920, jusqu'à une valeur donnée Cg du couple, les variations de vitesses ne sont pas transmises entre l'impulseur à la turbine. On constate ainsi que, quand le moteur d'asservissement 90 ne tourne pas à son régime nominal Nm, le couple résistant perçu sur l'arbre de sortie 930 est réduit. Ainsi, quand le moteur d'asservissement n'est pas activé par le signal 14 de commande provenant du calculateur et appliqué à un relais ou interface de puissance connectant et déconnectant le moteur de sa source d'énergie, l'inertie du rotor du moteur n'est pas transmise intégralement en sortie du coupleur fluidique 92. On remarque que, selon l'invention, les moyens de commande du dispositif d'asservissement actionnent directement le moteur d'assistance. En particulier, un calculateur de direction assistée reçoit des mesures 12 de paramètres d'assistance comme la vitesse du véhicule, la valeur instantanée de l'angle de rotation du volant, et/ou le couple instantané appliqué par le conducteur sur le volant. Le calculateur contient en mémoire un programme de commande qui élabore un ordre de mise en action du moteur d'assistance, à partir de conditions prédéterminées d'assistance. D'une manière générale, selon l'invention, le couple moteur du moteur d'asservissement ou d'assistance n'est transmis qu'à partir d'une certaine valeur limite. Dans le mode de réalisation préféré, cette valeur limite est représentée par une vitesse de rotation. Mais, dans d'autres modes de réalisation, d'autres paramètres peuvent être choisis, séparément ou en combinaison. A l'inverse, à cause du rapport du réducteur, le couple résistant du moteur arrêté n'est pas transmis. En particulier, il est prévu un moyen combinant vitesse de rotation et accélération de rotation de façon à ce que l'asservissement s'adapte de façon non programmée, mais bien déterminée, à diverses situations de conduite. REVENDICATIONS 1.- Mécanisme d'assistance temporaire pour moyen de braquage comme une colonne de direction d'un véhicule à roues directrices, du type comportant un moteur d'assistance permettant d'assister temporairement les efforts d'un conducteur sur la colonne de direction, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen ne transmettant le couple du moteur que pendant la durée de l'assistance du moyen de braquage. 2.- Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen ne transmettant les efforts d'assistance du moteur que pendant la durée de l'assistance est un coupleur fluidique, le moteur d'assistance étant connecté à l'impulseur d'entrée dudit coupleur fluidique. 3. Mécanisme, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre de sortie du coupleur est directement lié à la colonne de direction. 4. Mécanisme, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre de sortie du coupleur est connecté au pignon d'entrée d'un réducteur. 5. Mécanisme, selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le coupleur fluidique est dimensionné pour ne transmettre le couple moteur du moteur d'assistance qu'à partir d'une certaine valeur limite, comme une vitesse limite de rotation du moteur, et inversement, le moteur d'assistance n'étant pas actionné, à ne pas transmettre son couple résistant ou d'inertie à la colonne de direction couplée à l'arbre de sortie du réducteur. 6. Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un calculateur de direction assistée reçoit des mesures (12) de paramètres d'assistance comme la vitesse du véhicule, la valeur instantanée de l'angle de rotation du volant, et/ou le couple instantané appliqué par le conducteur sur le volant, en ce que le calculateur contient en mémoire un programme de commande qui élabore un ordre de mise en action du moteur d'assistance, à partir de conditions prédéterminées d'assistance.