Brevet FR2692219A1 — publié le 19931217

La présente invention concerne l'assistance de direction d'un véhicule, du genre où l'on commande, notamment en fonction du couple exercé sur une timonerie de commande des roues directrices, une transmission motrice d'assistance en rotation sur un élément de liaison mécanique entre volant de direction et roues directrices, ladite transmission de puissance motrice s'effectuant à partir d'un moteur électrique asservi à au moins une grandeur de mesure, qui est la valeur de couple exercé sur ladite liaison mécanique entre volant de direction et roues directrices, la puissance dudit moteur étant transmise audit élément de liaison mécanique par des moyens comprenant un moyen d'embrayage-débrayage et un moyen de réduction de vitesse. Ainsi, l'assistance est fournie sur une colonne de direction ou sur une crémaillère à la fois pour le moteur électrique d'assistance et pour le réducteur de vitesse et cette assistance est fonction de l'effort exercé par le conducteur sur le volant, cet effort étant mesuré par un capteur de couple. Ce mode d'assistance électrique presente l'avantage de pouvoir être encore amélioré en faisant en sorte que l'effort d'assistance dépende en outre de la vitesse du véhicule en aménageant un capteur de vitesse de véhicule. On peut distinguer deux genres de mise en oeuvre d'un tel système d'assistance - soit un système pour lequel l'assistance n'est disponible qu'aux basses vitesses du véhicule, ce qui est le cas notamment dans les manoeuvres d'entrée et de sortie d'emplacement de stationnement, et au-delà d'une vitesse plafond, le système est débrayé et le conducteur du véhicule retrouve une direction de type purement manuelle. Le fait de ne fournir une assistance qu'aux basses vitesses permet de simplifier la gestion des modes dégradés ; - soit une assistance de direction électrique qui est mise en oeuvre de façon permanente, avec moteur d'assistance pratiquement en fonctionnement continu. D'une façon générale la liaison entre moteur d'assistance et timonerie de direction peut être assurée par différents moyens mécaniques à réducteurs de vitesse, tels par exemple roue et vis sans fin, vis-écrou à billes, etc.... De même l'embrayage utilisé pour désaccoupler le moteur d'assistance de la timonerie de direction est pour des raisons dimensionnelles placé entre le moteur électrique et le réducteur de vitesse. La présente invention vise à améliorer l'assistance électrique de direction des véhicules en réduisant le coût de réalisation, tout en améliorant encore les performances du système d'assistance. Ces objectifs sont atteints, selon le procédé de l'invention, en ce qu'on agence le moyen d'embrayagedébrayage entre le moyen de réduction de vitesse et un élément de la liaison mécanique entre volant et roues directrices. Plus précisément, dans le cas général ou le moyen de réduction de vitesse est du type à engrenages comprenant une roue dentée secondaire montée coaxialement sur un élément, du type à rotation axiale de liaison volant-roues directrices, on aménage le moyen d'embrayagedébrayage entre un corps de roue dentée secondaire du moyen réducteur de vitesse et ledit élément du type à rotation de la liaison entre volant et roues directrices. Et de façon tout à fait préférentielle, on choisit le moyen d'embrayage-débrayage parmi les coupleurs électromagnétiques à poudre ou à courants de Foucault. Dans ce cas, et selon une forme particulière de mise en oeuvre, le moteur d'assistance est du type à alimentation par tout ou rien, la régulation du niveau d'assistance étant assurée par la commande du coupleur électromagnétique. Cet agencement de position du moyen d'embrayagedébrayage permet une intégration mécanique avec le moyen réducteur de vitesse, ce qui conduit à des réductions de coût de fabrication. Dans le cas où la commande d'assistance, notamment en fonction du couple exercé sur la timonerie de commande des roues directrices, incorpore successivement des moyens de traitement électrique de toute grandeur mesurée et un moyen électrique d'amplification de puissance des signaux de commande d'assistance, on fait en sorte que l'un desdits signaux de puissance assure l'alimentation du moteur électrique d'assistance, tandis qu'un autre signal de puissance assure l'alimentation du moyen d'embrayagedébrayage. Dans tous les cas, le débrayage du moyen d'embrayage-débrayage déconnecte totalement le moyen réducteur de vitesse, ce qui réduit, de façon utile, les pertes de puissance au niveau des efforts exercés par le conducteur en l'absence de l'assistance. L'invention concerne également un dispositif de direction assistée pour véhicule, du genre comprenant des moyens de mesure d'au moins un parametre opératoire, qui est un capteur de couple inséré sur une timonerie de commande de roues directrices, des moyens électriques de traitement et d'amplification de puissance de tout signal mesuré, délivrant d'une part un signal de puissance de commande d'un moteur électrique d'assistance de direction en prise par un moyen réducteur de vitesse avec un élément de la timonerie situé en aval dudit capteur, d'autre part un signal de puissance de commande d'un moyen électrique d'embrayage-débrayage, et un tel dispositif est caractérisé en ce que le moyen d'embrayage-débrayage est agencé entre le moyen réducteur et ledit élément de timonerie. Selon une forme préférentielle de réalisation selon laquelle le moyen de réduction de vitesse est du type mécanique à engrenages avec une roue dentée secondaire coaxialement agencée autour dudit élément de timonerie, le moyen d'embrayage-débrayage présente une partie menante faisant corps avec ladite roue secondaire du moyen réducteur de vitesse et une partie menée solidaire dudit élément de timonerie, avec un moyen électrique de commande d'entraînement de ladite partie menée d'embrayage par ladite partie menante d'embrayage. Avantageusement le moyen d'embrayage-débrayage est du genre coupleur électromagnétique à poudre ou à courants de Foucault avec une partie menante d'entrée extérieurement formant l'engrenage secondaire du moyen réducteur de vitesse. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, a titre d'exemple, en référence au dessin annexé qui présente une vue partielle d'une timonerie de direction assistée, partiellement schématique et avec arrachement partiel. En se référant à ce dessin, une timonerie de direction 2 assure la liaison entre un volant 3 et des roues directrices non représentées. Une partie 1 de la timonerie 2 est équipée d'un moyen incorporé de réduction de vitesse et d'embrayagedébrayage, qui est constitué, autour de l'axe de timonerie 2 d'un moyeu 13 supportant par des flasques 12 un enroulement électrique 11 d'un coupleur électromagnétique à poudre, formant la partie menée d'un moyen d'embrayagedébrayage, alors que la partie menante est formée d'un boîtier externe 18 monté à rotation sur des roulements 19 avec une paroi annulaire 20 à face externe à dentures formant une roue secondaire 10 d'un réducteur de vitesse à engrenages, dont la partie menante est une vis sans fin 9 en bout d'arbre d'un moteur électrique 8. L'alimentation électrique de l'enroulement 11 du coup leur électromagnétique est assurée par une unité de commande de puissance 7 délivrant deux signaux de puissance 21, 22. Le signal 21 est transmis via des contacts à charbon 16-17 sur des bagues 14, 15 solidaires du moyeu 13 du coup leur avec raccordement électrique intégré dans ledit moyeu de coupleur 13. Le signal de puissance 22 de l'unité de commande de puissance 7 est directement transmis au moteur électrique 8. L'unité de commande de puissance 7 est elle-même asservie à une unité de contrôle 5 dont au moins une entrée 4 transmet un signal provenant d'un capteur de couple 23 placé en série sur la timonerie de direction 2, bien entendu en amont du moyen d'assistance décrit, et de préférence un signal 6 représentatif de la vitesse du véhicule. On comprend, à la lumière de la description qui vient d'être donnée, que la forme intégrée du coupleur et du réducteur permet de réduire à la fois le prix de cet ensemble et son encombrement. Les pièces mobiles en l'absence d'assistance, sont réduites au strict minimum. I1 en résulte un plus faible effort pour le conducteur en l'absence d'assistance et une réduction de la puissance du moteur électrique d'assistance. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assistance de direction d'un véhicule, du genre où l'on commande, notamment en fonction du couple exercé sur une timonerie (2) de commande de roues directrices, une transmission motrice d'assistance en rotation sur un élément de liaison mécanique (1) entre volant de direction (3) et roues directrices, ladite transmission de puissance motrice s'effectuant à partir d'un moteur électrique (8) asservi à au moins une grandeur de mesure, qui est la valeur de couple exercé sur ladite liaison mécanique (1) entre volant de direction et roues directrices, la puissance dudit moteur (8) étant transmise audit élément de liaison mécanique (1) par des moyens comprenant un moyen d'embrayage-débrayage (11) et un moyen de réduction de vitesse (9-10), caractérisé en ce qu'on agence ledit moyen d'embrayage-débrayage (11) entre ledit moyen de réduction de vitesse (9-10) et ledit élément de liaison mécanique (1) entre volant (3) et roues directrices. 2. Procédé d'assistance de direction selon la revendication 1, du genre où le moyen de réduction de vitesse (9-10) est du type à engrenages comprenant une roue dentée secondaire (10) montée coaxialement autour de l'élément (1), du type à rotation, de liaison (2) entre volant (3) et roues directrices, caractérisé en ce qu'on aménage le moyen d'embrayage-débrayage (11) entre un corps de roue dentée secondaire (10) du moyen réducteur de vitesse (9-10) et ledit élément (1), du type à rotation, de la liaison entre volant (2) et roues directrices. 3. Procédé d'assistance de direction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on choisit le moyen d'embrayage-débrayage (11) parmi les coupleurs électromagnétiques à poudre ou à courants de Foucault. 4. Procédé d'assistance de direction selon la revendication 1 et/ou 2 et/ou 3, du genre où la commande d'assistance, notamment en fonction du couple exercé sur la timonerie de commande (2) des roues directrices incorpore successivement des moyens de traitement électrique (5) de toute grandeur mesurée et un moyen électrique d'amplification de puissance (7) des signaux de commande d'assistance, caractérisé en ce que l'un (22) desdits signaux de puissance (21-22) assure l'alimentation du moteur électrique d'assistance (8), tandis qu'un autre signal de puissance (2) assure l'alimentation du moyen d ' embrayage-débrayage (11). 5. Procédé d'assistance de direction selon les revendications 3 et/ou 4, caractérisé en ce que le moteur d'assistance (8) est du type à alimentation par tout ou rien, la régulation du niveau d'assistance étant assurée par la commande du coupleur électromagnétique (11). 6. Dispositif de direction assistée pour véhicule, du genre comprenant des moyens de mesure d'au moins un paramètre opératoire (23), qui est un capteur de couple inséré sur une timonerie de commande (2) de roues directrices, des moyens électriques de traitement (5) et d'amplification de puissance (7) de tout signal mesuré, délivrant d'une part un signal de puissance (22) de commande d'un moteur électrique d'assistance de direction (8) en prise par un moyen réducteur de vitesse (9-10) avec un élément de la timonerie (1) situé en aval dudit capteur (23), d'autre part un signal de puissance (21) de commande d'un moyen électrique d'embrayage-débrayage (11), caractérisé en ce que le moyen d'embrayage-débrayage (11) est agencé entre le moyen réducteur (9-10) et ledit élément de timonerie (1). 7. Dispositif de direction assistée pour véhicule, selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de réduction de vitesse (9-10) étant du type mécanique à engrenages avec une roue dentée secondaire (10) coaxialement agencée autour dudit élément de timonerie (1), et en ce que le moyen d'embrayage-débrayage (11) présente une partie menante faisant corps avec ladite roue secondaire (10) du moyen réducteur de vitesse (9-10) et une partie menée (12) solidaire dudit élément de timonerie (1), avec un moyen électrique (11) de commande d'entraînement de ladite partie menée (12) d'embrayage par ladite partie menante d'embrayage. 8. Dispositif de direction assistée pour véhicule, selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen d'embrayage-débrayage est du genre coupleur électromagnétique à poudre ou à courants de Foucault avec une partie menante d'entrée extérieure (20) formant l'engrenage secondaire (10) du moyen réducteur de vitesse (9-10).