Brevet FR2662133A1 — publié le 19911122

La présente invention se rapporte à un système de direction, par exemple de véhicule automobile. On a proposé depuis longtemps des systèmes de direction de véhicules automobiles de type divers, grâce auxquels les manoeuvres de braquage d'un volant de direction sont transmises aux roues directrices du véhicule par exemple par l'intermédiaire d'organes mobiles tels que crémaillère, barre de renvoi ou analogue. Toutefois, les directions connues ont pour inconvénient de transmettre au volant les chocs subis par les roues directrices lorsque celles-ci passent sur des irrégularités de la chaussée. Ce phénomène se traduit par des à-coups dans le volant qui sont désagréables et qui augmentent la fatigue du conducteur du véhicule. La présente invention a pour but de résoudre cet inconvénient en proposant une direction d'un type quelconque, et qui permette de supprimer les à-coups transmis au volant, de façon à augmenter le confort de conduite et donc de façon à réduire la fatigue du conducteur du véhicule. A cet effet, la présente invention a pour objet un système de direction, par exemple de véhicule automobile, et du type à crémaillère, barre de renvoi ou analogue, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme d'immobilisation de la direction, pour la verrouiller temporairement en l'absence de toute manoeuvre de braquage exercée sur le volant de direction. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ce système comporte un détecteur sensible aux manoeuvres de braquage exercées sur le volant de direction et à l'absence de telles manoeuvres. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, un élément élastiquement déformable est interposé entre le volant et la crémaillère ou analogue, pour permettre un mouvement du volant perceptible par le détecteur alors que la direction est verrouillée. On précisera encore ici que le mécanisme d'immobilisation est constituée par un cylindre rempli d'un fluide et dans lequel est monté coulissant un piston solidaire de crémaillère ou analogue, ledit cylindre étant partagé par le piston en deux chambres à fluide communiquant l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un circuit de racccordement qui peut être obturé afin d'immobiliser le piston et donc la crémaillère. Selon encore une autre caractéristique de l'inventon, le circuit de raccordement des chambres comprend un alésage de guidage dans lequel est monté coulissant un tiroir apte à obturer ledit circuit pour interrompre la circulation du fluide entre les deux chambres, lorsqu'aucune action du braquage n'est exercée sur le volant de direction. On observera encore ici que le tiroir est agencé entre un organe élastique tel que par exemple ressort et un électro-aimaint permettant de déplacer le tiroir à l'encontre de la force exercée par ledit organe élastique. En outre, l'invention est caractérisée en ce que l'électro-aimant est commandé par un microprocesseur qui est connecté au détecteur précité afin de commander l'électro-aimant en fonction de l'état logique du détecteur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le tiroir coulissant comporte un conduit interne permettant la communication du circuit de raccordement précité avec un réservoir de fluide. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère à la figure unique annexée, donnée uniquement à titre d'exemple, et illustrant schématiquement un mode de réalisation d'un système de direction conforme à l'invention. Sur la figure unique, on a repéré en 1 un volant de direction fixé sur une colonne 2 qui est montée sur la caisse (non représentée) d'un véhicule, de façon à pouvoir pivoter autour de son axe longitudinal X-X'. A l'extrémité de la colonne 2 qui est opposée au volant 1, est fixé un pignon denté 3 qui vient en prise avec un organe mobile formant crémaillère 4. Cette crémaillère 4 est montée coulissante dans un support de guidage 5 qui est fixe par rapport à la caisse du véhicule D'autres organes mobiles de direction tels que par exemple des bielles (non représentées) sont solidaires de la crémaillère 4 de manière à transmettre aux roues (non représentées) du véhicule les déplacements de braquage de la crémaillère 4, qui sont provoqués par les manoeuvres de braquage exercées sur le volant 1 par le conducteur du véhicule. La direction conforme à l'invention comprend un mécanisme d'immobilisation 6 de la crémaillère 4 par rapport à son support 5, qui permet comme on l'expliquera plus bas, de verrouiller la direction en question en l'absence de toute manoeuvre de braquage exercée sur le volant 1, de manière à éviter la transmission des à-coups dûs aux chocs des roues directrices avec des inégalités de la chaussée sur laquelle le véhicule circule. Suivant le mode de réalisation illustré, le mécanisme d'immobilisation 6 comporte un cylindre interne 7, obturé à ses deux extrémités par des bouchons 8 et 9. Un piston 10 est monté coulissant à l'intérieur du cylindre 7 de façon à partager la cavité délimitée par le cylindre 7 et les bouchons 8, 9 en deux chambres remplies d'un fluide F et repérées en A et B. On notera ici que le mécanisme d'immobilisation 6 est notamment fixé sur une pièce 5a de la direction ou de la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'une patte de fixation 9a venant de matière avec le bouchon 9. Le piston 10 comporte une rainure périphérique 10a dans laquelle est logé un joint d'étanchéité 11. Une tige 12 est fixée sur une face du piston et traverse un perçage 13 formé dans le bouchon 8, de façon à faire saillie de ce dernier. On a repéré en 13a une gorge circulaire usinée à la périphérie du perçage 13 du bouchon 8 et dans laquelle est disposé un joint d'étanchéité 14 qui est traversé par la tige 12 du piston 10. L'extrémité 15 de la tige 12 comporte un doigt 16 qui est fixé perpendiculairement à la crémaillère 4 par l'intermédiaire d'une bague repérée en 17. Les deux chambres A et B qui sont remplies d'un fluide F tel qu'un liquide présentant des propriétés hydrauliques appropriées, sont raccordées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un circuit de transfert du fluide F entre les chambres A et B, et qui va maintenant être décrit plus précisément. En se reportant à la figure unique, on voit que le circuit de transfert du fluide F comporte notamment un évidement 18 qui est formé dans le bouchon 8 de façon à s'étendre depuis la chambre B jusqu'à une cavité 19. Cette cavité 19 s'étend depuis le bouchon 8 jusqu'au bouchon 9, entre le cylindre 7 et un deuxième cylindre 20 de diamètre supérieur au cylindre 7. Ce deuxième cylindre 20 est disposé concentriquement au cylindre 7, et l'une de ses extrémités est fixée, par exemple par emmanchement à force, sur un épaulement 21 du bouchon 9. L'autre extrémité du cylindre 20 enserre le bouchon 8 de manière à venir se fixer sur ce dernier. On notera ici que le bouchon 8 comporte à sa périphérie externe une gorge circulaire 22 dans laquelle est disposé un joint d'étanchéité 23 qui vient en appui contre l'intérieur du deuxième cylindre 20. On voit bien sur la figure unique qu'un épaulement du bouchon 8 repose contre le cylindre 7, le bouchon étant plaqué en appui contre ce cylindre par des parties recourbées 24 du cylindre 20 qui sont rabattues contre un chanfrein 25 du bouchon 8. Un perçage repéré en 26 débouche dans la cavité 19 et est formé dans une partie conique 27 du bouchon 9 qui s'étend entre les cylindres 7 et 20 à l'intérieur de cette cavité. Ce perçage 26 s'étend à l'intérieur du bouchon 9 et débouche dans un autre perçage repéré en 28 et formé dans le bouchon 9. Ce perçage 28 s'étend généralement dans l'axe longitudinal du piston 10 depuis la chambre A sensiblement jusqu'au point d'intersection avec le perçage 26. On comprend donc que la chambre A est raccordée à la chambre B par un circuit constitué par les perçages 26 et 28, la cavité 19 et par l'évidement 18. Sur la figure unique, on voit à gauche du mécanisme 6 un alésage 29 qui s'étend d'une extrémité à l'autre du bouchon 9, c'est-à-dire depuis l'extrémité du mécanisme 6 jusqu'à la chambre A. Cet alésage 29 est traversé radialement par le perçage 26 et constitue ainsi une partie du circuit de racccordement des chambres A et B. En se reportant à la figure unique, on remarque qu'à son extrémité débouchant dans la chambre A, l'alésage 29 est obturé à l'aide d'un capuchon 30 qui prend appui contre un épaulement de l'alésage 29 et qui est maintenu en position d'appui par une bague élastique 31. L'autre extrémité de l'alésage 29 comporte une partie filetée dans laquelle est monté de façon étanche un électro-aimant 32 qui sera décrit ultérieurement. On a repéré en 33 un tiroir cylindre qui est monté coulissant dans l'alésage 29. Un organe élastique ou ressort de renvoi 34 est également monté dans l'alésage 29 et prend appui d'une part contre le capuchon 30 et d'autre part contre le fond d'un évidement 35 s'étendant axialement à l'intérieur du tiroir 33. On voit bien sur la figure unique que le tiroir 33 est monté entre le ressort de renvoi 34 et un doigt coulissant 36 de l'électro-aimant 32. Dans la position représentée sur la figure unique, le tiroir 33 est en position de repos, c'est-à-dire répoussé par le ressort 34 vers l'extrémité de l'alésage 29 où est monté l'électro -aimant 32, de manière à permettre le passage du fluide F entre les deux orifices par lesquels le perçage 26 débouche dans l'alésage 29. On comprend que pour cette position de repos du tiroir 33, les chambres A et B sont hydrauliquement reliées. A l'inverse, lorsque le tiroir 33 est placé au regard des orifices du perçage 26 de façon à obturer le circuit de passage du fluide F, les chambres A et B ne sont plus reliées. A la partie supérieure du bouchon 9, un troisième perçage 37 débouche dans un filetage 38 qui permet le montage du goulot fileté 39 d'un réservoir 40. Ce réservoir 40 contient du fluide F et est fermé à sa partie supérieure par un capuchon 41. Le perçage 37 s'étend depuis le goulot 39 jusqu'à l'alésage 29 dans lequel est monté le tiroir 33, de façon à établir une communication de fluide F entre le réservoir 40 et le circuit de raccordement des chambres A et B. Le tiroir 33 comporte à cet effet un évidement périphérique dans lequel débouche un conduit interne 48 de raccordement à l'évidement 35 qui communique avec le circuit de raccordement des deux chambres A et B. Grâce à un tel arrangement, les variations de volume liées à l'entrée et à la sortie de la tige 12 du piston 10 dans la chambre B peuvent être compensées par l'admission et le refoulement du fluide F contenu dans le réservoir 40. L'électro-aimant 32 du mécanisme d'immobilisation 6 de la crémaillère 4 qui vient d'être décrit est connecté à un microprocesseur ou analogue 42 par l'intermédiaire d'un branchement 43. Le microprocesseur 42 est raccordé à la masse M du véhicule et est également raccordé à un détecteur 44. Ce détecteur 44 est disposé à proximité du volant 1 et au regard d'une roue phonique ou crénelée 45 qui est fixée sur la colonne de direction 2 perpendiculairement à l'axe X-X' de façon à être solidaire des manoeuvres de braquage exercées sur le volant 1. On a repéré en 46 un élément élastiquement déformable ayant la forme d'un raccord élastique qui est interposé entre une partie de la colonne 2 à laquelle est fixé le volant 1 et une autre partie de la colonne 2 à laquelle est fixé le pignon 3.Le raccord 46 est fixé à chacune des parties de la colonne 2 à l'aide de vis 47 et est évidemment choisi de manière à permettre un mouvement du volant 1 qui est perceptible par le détecteur 44 alors que la direction est verrouillée. Le système de direction équipé d'un mécanisme d'immobilisation qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante. Lorsqu'aucune manoeuvre de braquage n'est exercée sur le volant 1, la roue phonique 45 reste immobile et le détecteur perçoit cette absence de manoeuvre 44 et fournit au microprocesseur 42 un signal correspondant. Le microprocesseur 42 transmet alors par l'intermédiaire du branchement 43 un signal de commande à l'électro-aimant 32. En réponse à ce signal de commande, l'électro-aimant 32 est activé et le doigt 36 coulisse de façon à déplacer le tiroir 33 à l'encontre de la force exercée sur ce dernier par le ressort de renvoi 34. Tant que le détecteur 44 émet des signaux correspondant à l'absence de manoeuvres de braquage exercées sur le volant 1, l'électro-aimant 32 maintient le doigt coulissant 36 dans cette position dite de travail.Dans sa position de travail, le tiroir 33 est disposé au regard des orifices de perçages 26 qui débouchent dans l'alésage 29 de manière à obturer le circuit de raccordement des chambres A et B. Une fois le circuit de raccordement des chambres A et B obturé par le tiroir 33, le piston 10 est positivement immobilisé, ce qui a pour effet de bloquer des déplacements de la tige 12 et par conséquent, de verrouiller la crémaillère 4 par rapport à son support fixe 5. Un tel verrouillage de la crémaillère 4 empêche la transmission au volant 1 des à-coups provoques par les chocs subis par les roues directrices lorsque celles-ci passent sur une irrégularité de la chaussée. Dès que le conducteur du véhicule effectue une manoeuvre de braquage, le détecteur 44 perçoit un mouvement de la roue phonique 45 et transmet au microprocesseur 42 un signal d'information correspondant. Le microprocesseur 42 émet alors un signal de repos à l'électro-aimant 32 qui cesse de maintenir le doigt 36 dans sa position de travail. Le tiroir 33 et le doigt 36 sont alors renvoyés, sous l'effet du ressort 34, dans une position dite de repos de manière à relier hydrauliquement les chambres A et B. On comprend que le fluide F peut alors librement circuler d'une chambre à l'autre et autorise ainsi le coulissement du piston 10 dans le cylindre 7. Avec le tiroir 33 en position de repos, comme visible sur la figure unique, la crémaillère 4 peut alors se déplacer sans entrave et permettre l'exécution normale de toutes les manoeuvres de braquage de la direction. On insistera ici que sur le fait grâce au raccord élastique 46, le volant 1 peut être manoeuvré même lorsque la crémaillère 4 est immobilisée par le mécanisme 6. En effet, en position verrouillée de la direction, ce raccord 46 se déforme pour permettre une rotation du volant 1 (et par conséquent de la roue phonique 45) lorsqu'une manoeuvre de braquage est exercée sur ce volant. Les caractéristiques dimensionnelles et élastiques de cet organe élastiquement déformable 46 sont évidemment choisies pour permettre un déplacement de la roue phonique 45 qui est suffisamment important pour être perçu par le détecteur 44. On a donc réalisé suivant l'invention, un système de direction équipé d'un mécanisme d'immobilisation et qui permet, en l'absence de toute manoeuvre de braquage, de supprimer les à-coups transmis par la direction depuis les roues directrices vers le volant du véhicule. 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. Ainsi, le tiroir d'obturation et l'organe élastiquement déformable peuvent avoir une forme quelconque en fonction par exemple des systèmes de direction auxquels ceux-ci sont destinés. De plus, l'électro-aimant de déplacement du tiroir peut être remplacé par un autre organe moteur approprié ou encore être commandé par un circuit logique approprié et comportant ou non un microprocesseur. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Système de direction de véhicule automobile, et du type à crémaillère, barre de renvoi ou analogue, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme (6) d'immobilisation de la direction pour la verrouiller temporairement en l'absence de toute manoeuvre de braquage exercée sur le volant de direction (1). 2. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur (44) sensible aux manoeuvres de braquage exercées sur le volant de direction (1) et à l'absence de telles manoeuvres. 3. Système de direction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un élément élastiquement déformable (46) est interposé entre le volant (1) et la crémaillère ou analogue, pour permettre un mouvement du volant (1) perceptible par le détecteur (44) alors que la direction est verrouillée. 4. Système de direction selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'immobilisation (6) est constitué par un cylindre (7) rempli d'un fluide (F) et dans lequel est monté coulisant un piston (10) solidaire de la crémaillère (4) ou analogue, ledit cylindre (7) étant partagé par le piston (10) en deux chambres à fluide (A, B) communiquant l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un circuit de raccordement qui peut être obturé afin d'immobiliser le piston (10) et donc la crémaillère. 5. Système de direction selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de raccordement des chambres (A, B) comprend un alésage dans lequel est monté coulissant un tiroir (33) apte à obturer ledit circuit pour interrompre la circulation du fluide (F) entre les deux chambres (A, B), lorsqu'aucune action de braquage n'est exercée sur le volant de direction (1). 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tiroir (33) est agencé entre un organe élastique tel que par exemple un ressort (34) et un électro-aimant (32) qui permet de déplacer le tiroir (33) à l'encontre de la force exercée par ledit organe élastique. 7. Système de direction selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'électro-aimant (32) est commandé par un microprocesseur (42) qui est connecté au détecteur (44) précité afin de commander l'électro-aimant (32) en fonction de l'état logique du détecteur (44). 8. Système de direction selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le tiroir coulissant (33) comporte un conduit interne (48) permettant la communication du circuit de raccordement précité avec un réservoir (40) de fluide (F).