Brevet FR2720447A1 — publié le 19951201

L'invention concerne un dispositif de servocom- mande, notamment une direction assistée pour véhicule auto- mobile, avec démultiplication électromécanique ou électro- hydraulique de courses de réglage d'une manette, un moteur électrique fonctionnant en permanence pouvant être accouplé, au moyen d'un flux de force pouvant être commandé au moyen de la manette, à un organe de commande du dispositif de servocommande ou de la direction assistée. Dans des véhicules automobiles, on installe actuellement, de façon typique, des directions assistées hydrauliques, qui possèdent une pompe hydraulique qui est entraînée par le moteur électrique avec des vitesses de rotation différentes en fonction de l'état de fonctionne- ment. Sur le côté refoulement de la pompe est disposée une servovalve ouverte en position médiane et qui en principe comporte deux sections d'étranglement parallèles, qui aboutissent à un réservoir hydraulique et comportant respectivement deux étranglements commandables, disposés en série. Ces étranglements sont commandés en fonction de la force d'actionnement devant être appliquée au volant de direction de sorte que la résistance de l'étranglement d'entrée d'une section d'étranglement augmente et que la résistance de l'étranglement de sortie de cette section d'étranglement diminue, tandis que l'étranglement de l'autre section d'étranglement est commandé dans le sens respectivement opposé. De cette manière, un servomoteur hydraulique, en général une unité à piston et cylindre à double effet, dont un raccord est disposé entre les étranglements d'une section d'étranglement et dont l'autre raccord est disposé entre les étranglements de l'autre section d'étranglement, peut être chargé par une différence de pression commandable de manière que le servomoteur produise une force auxiliaire ou force d'asservissement commandable. Tant que les forces d'actionnement devant être appliquées au niveau de la manette sont faibles au point de s'annuler, la servovalve prend sa position médiane, dans laquelle les deux raccords du moteur sont à la même pression (relativement faible), de sorte qu'aucune force auxiliaire ni aucune force d'asservissement ne peut être produite. D'après la demande de brevet allemand 36 22 217 A1 il est connu d'entraîner la pompe d'un tel dispositif de servocommande à l'aide d'un moteur électrique indépendant du moteur du véhicule et dont la puissance est commandée au moyen d'un capteur de pression, qui détecte la pression hydraulique sur le côté refoulement de la pompe d'asservissement. Par conséquent, la puissance de la pompe ainsi que la puissance du moteur électrique entraîné en réponse peuvent être adaptées aux besoins respectifs. La demande de brevet allemand 42 08 004 A1 con- cerne également une direction assistée électro-hydraulique. Ici il est prévu d'équiper la pompe entraînée par le moteur électrique, d'un dispositif de soupape servomécanique, qui est intégrée dans la pompe et doit permettre, même lorsque la pompe est à l'arrêt et que par conséquent le moteur électrique est également à l'arrêt, également un braquage manuel suffisamment aisé du véhicule. En outre il a déjà été prévu de charger, dans une direction assistée hydraulique, au moyen d'une pompe entraînée par un moteur électrique, un accumulateur de pression hydraulique, en aval duquel est montée une servovalve fermée dans sa position médiane et qui, en fonction de la force d'actionnement devant être appliquée au niveau d'une manette, actionne un servomoteur, qui, lorsque la servovalve est dans la position médiane, est relié par ses deux raccords à un réservoir hydraulique à pression relativement faible, par le fait qu'un raccord du moteur est relié à l'accumulateur de pression tout en étant découplée par rapport au réservoir hydraulique. Ce concept fournit l'avantage consistant en ce que la pompe et par conséquent également le moteur électrique entrainé dans la pompe doivent travailler seulement par intermittence pour recharger l'accumulateur de pression hydraulique. De même ce concept est comparativement complexe étant donné que la pression dans l'accumulateur de pression doit être contrôlée en permanence. Par ailleurs, le comportement de commande de la servovalve peut poser des problèmes. D'après la demande de brevet allemand 36 19 703 C2 il est connu d'utiliser un moteur électrique direc- tement pour produire une force auxiliaire et une force d'asservissement. Dans le cas o la batterie du véhicule est relativement fortement déchargée et o seule encore une faible capacité résiduelle subsiste, il est prévu de limiter l'absorption de puissance électrique du moteur électrique en fonction de la tension (résiduelle) de la batterie. Par conséquent, la force d'asservissement possible pouvant être produite est en général limitée de façon correspondante. Cependant, ceci garantit dans une très large mesure que les phares d'un véhicule éclairent encore avec une luminosité suffisante en dépit d'une décharge partielle de la batterie. L'invention a pour but d'améliorer de façon conséquente un comportement normal de fonctionnement d'un dispositif de servocommande ou d'une direction assistée du type indiqué plus haut, moyennant une faible dépense. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait qu'une unité de commande du moteur comportant un système d'identification électronique de la charge est associé au circuit électrique du moteur électrique et - maintient du moteur électrique à une très faible puis- sance ou le règle sur une très faible puissance, lorsque le moteur électrique travaille contre une faible charge, ou - règle le moteur électrique sur une puissance élevée ou le maintient à une puissance élevée, lorsque le moteur électrique travaille contre une charge accrue. L'invention est basée sur l'idée générale de mettre à profit, pour la commande du moteur électrique, le fait que ce dernier doit travailler obligatoirement avec des charges différentes dans le cas d'une variation du flux de force entre le moteur et l'organe de commande. Dans le cas d'un moteur électrique fonctionnant en permanence, l'état de charge est contrôlé en permanence au moyen d'une unité de commande du moteur, qui travaille d'une manière purement électrique, afin de commander d'une manière optimale le moteur. Tant qu'aucune force auxiliaire ni aucune force d'asservissement n'est nécessaire, le moteur peut travailler avec une puissance extrêmement faible et avec une faible consommation de courant correspondante. C'est seulement lorsqu'une force auxiliaire ou une force d'asservissement est nécessaire, qu'il apparait une consommation en énergie notable du moteur. L'avantage particulier du moteur réside dans le fait que l'état de charge d'un moteur électrique peut être aisément déterminé, par exemple au moyen du contrôle de la résistance électrique intérieure - qui dépend de la charge - du moteur ou de la chute de tension électrique dans le moteur qui dépend également de la charge. L'état de charge d'un moteur électrique représente par conséquent un paramètre purement électrique, dont le contrôle peut être intégré avec une forte dépense dans une unité de commande électrique du moteur, qui est normalement présente. Par conséquent, grâce à l'invention, on peut réaliser une commande de puissance, qui est adaptée aux besoins, d'une direction assistée ou d'un dispositif de servocommande, moyennant une très faible dépense. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité électronique d'identification de la charge évalue la résistance électrique intérieure du moteur électrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité électronique d'identification de la charge évalue la chute de tension électrique dans le moteur électrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moteur électrique entraîne une pompe hydraulique équipée d'une servovalve branchée en aval sur le côté refoulement et ouverte en position médiane et dont la résistance d'étranglement est minimale dans la position médiane et augmente dans le cas d'un déplacement à partir de la position médiane. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moteur électrique est accouplé directement, par l'inter- médiaire d'accouplements à un flux de force commandable, à un organe de commande du dispositif de servocommande ou de la direction assistée et que le flux de force indiqué dépend de la force d'actionnement de la manette. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre une représentation sous la forme d'un schéma d'une direction assistée selon l'inven- tion, comportant une assistance électro-hydraulique; - la figure 2 représente une coupe d'une direction assistée selon l'invention comportant une assistance électromécanique; et - la figure 3 représente un diagramme pour la commande de puissance du moteur électrique. Conformément à la figure 1, une pompe 2, qui est reliée côté aspiration à un réservoir hydraulique 1 et qui est entrainée par un moteur électrique 3, est raccordée côté refoulement à une servovalve 4 ouverte dans sa position médiane et qui est reliée, par l'intermédiaire de deux raccords, à un servomoteur 5 agencé sous la forme d'une unité à piston et cylindre à double effet, ainsi que, par l'intermédiaire d'un autre raccord, au réservoir hydraulique 1. La servovalve 4, représentée schématiquement à la manière d'une soupape à tiroir, peut être déplacée progressivement à partir de la position médiane, dans laquelle tous les raccords sont reliés directement ou indirectement au réservoir 1, en direction de deux positions d'extrémité, dans lesquelles respectivement une chambre du servomoteur 5 est reliée au côté refoulement de la pompe 2, et l'autre côté respectif du servomoteur 5 est relié au réservoir hydraulique 1. Pour des raisons de sécurité, sur le côté refoulement de la pompe 2 est en outre disposée une soupape de sécurité 6, servant à limiter la pression maximale. Dans l'alimentation en courant du moteur électrique 3 est prévue une unité de commande automatique 7, qui réagit à l'état de charge du moteur électrique 3. Le moteur électrique 3 est maintenu à une très faible puissance par ces unités de commande 7, dans la mesure o il travaille avec une faible résistance, c'est-à-dire avec une faible charge. Dès que la charge du moteur électrique augmente, la puissance de ce moteur augmente fortement sous l'effet d'un accroissement net de sa vitesse de rotation. Dès que le moteur électrique 3 travaille ensuite à nouveau contre une faible charge, sa puissance est fortement réduite. Lors de cette commande, on met à profit le fait que la résistance d'étranglement, contre laquelle travaille la pompe 2, est minimale lorsque la servovalve 4 est dans la position médiane représentée, et augmente fortement dès que la servovalve 4 est écartée de sa position médiane. Par conséquent, le servomoteur 5 doit travailler à l'encontre d'une résistance, qui est prédéterminée par la position de la servovalve 4, et une charge déterminée par la position de la servovalve 4. Dans l'exemple d'une direction assistée d'un véhicule automobile, la servovalve 4 est commandée d'une manière connue dans son principe, en fonction de la force d'actionnement devant être appliquée au volant de direction, auquel cas la servovalve 4 prend sa position médiane représentée dans le cas o les forces d'actionne- ment disparaissent ou sont très faibles. Lorsque la servovalve 4 est dans cette position médiane, le servomoteur 5 ne peut produire aucune puissance utile, et ce indépendamment du fait que la pompe 2 ou le moteur électrique 3 travaille avec une puissance élevée. D'autre part, dans le cas de forces d'actionnement très faibles ou qui s'annulent au niveau du volant de direction, aucune force auxiliaire du servomoteur 5 n'est également nécessaire. Par conséquent globalement, dans cet état de fonctionnement, il n'est pas nécessaire d'avoir des puis- sances accrues de la pompe 2 ou du moteur électrique 3. Conformément à l'invention, le moteur électrique 3 - et par conséquent également la pompe 2 - travaille avec une puissance extrêmement faible. Lorsque les forces d'actionnement devant être appliquées au volant de direction augmentent, la servovalve 4 est déplacée à partir de sa position médiane représentée, ce qui a pour effet que la pompe 2 travaille à l'encontre d'une résistance d'étranglement nettement plus élevée et que par conséquent le moteur électrique 3 doit également travailler contre une charge accrue. L'unité de commande "note" ce fait avec comme conséquence le fait que le moteur électrique 3 est commandé sur une puissance élevée et que par conséquent également la pompe 2 travaille avec une puissance nettement accrue. Par conséquent, des différences de pression très élevées apparaissent entre les raccords de la servovovalve 4 raccordées au moteur - pour un déplacement supplémentaire correspondant de la servovalve - de sorte que le servomoteur 5 produit une force auxiliaire élevée correspondante. Si la servovalve 4 revient dans sa position médiane, la résistance d'étranglement, contre laquelle travaille la pompe 2, et par conséquent également la charge, contre laquelle le moteur électrique 3 doit travailler, diminuent à nouveau fortement, ce qui a pour effet que l'unité de commande 7 commute le moteur électrique 3 à nouveau sur une très faible puissance. Par conséquent, conformément à l'invention, la pompe 2 ainsi que le même moteur électrique d'entrainement 3 fonctionnent le cas échéant avec une puissance différente. Un avantage particulier de l'invention réside dans le fait que cette commande s'effectue nécessairement uniquement au moyen du contrôle de paramètres électriques, qui varient d'une manière analogue à la charge du moteur électrique. I1 peut s'agir par exemple de la résistance électrique intérieure du moteur 3 ou de la chute de tension électrique, qui apparaît dans le moteur. On peut prendre en compte des paramètres correspondants au moyen d'une commande ou d'une régulation électrique du moteur, devant être prévue de façon régulière, sans dépense accrue de construction. Un avantage de la forme de réalisation représentée sur la figure 1 réside également dans le fait que le fluide hydraulique circule en permanence, et ce également - avec un très faible écoulement + la servovalve 4 dans sa position médiane. Si le fluide hydraulique venait à être très visqueux par grand froid, ceci conduirait à une charge accrue correspondante pour le moteur électrique 3. Éventuellement, le moteur électrique 3 est alors commuté sur une puissance accrue, dans le cas d'une charge suffisamment élevée, pour l'unité de commande 7 avec comme conséquence le fait que le fluide hydraulique est également entrainé par pompage très rapidement et tout en étant réchauffé, lorsque la servovalve 4 est dans la position médiane, jusqu'à ce que le liquide devienne suffisamment fluide, et que la charge du moteur électrique 3 prenne à nouveau, alors que la servovalve 4 est dans la position médiane, des valeurs très faibles, pour lesquelles le moteur électrique 3 est commuté par l'unité de commande 7 sur une très faible puissance. L'invention n'est pas limitée à une direction assistée ou à un dispositif de servocommande électro- hydraulique. Comme cela est représenté sur la figure 2, le ressort peut être également utilisé dans des systèmes électromécaniques. Conformément à la figure 2, le moteur électrique 3 entraîne, d'une manière connue dans son principe, deux roues menées 8 et 9 qui tournent en des sens opposés et qui peuvent être accouplées par l'intermédiaire d'accouplements à friction 10 et 11 à une douille 12, qui pour sa part est accouplée selon une liaison motrice, pour son déplacement, à une broche 13 par l'intermédiaire de billes en circulation. Les accouplements à friction 10 et 11 sont commandés par des déplacements axiaux relatifs entre les parties, associées aux roues menées 8 et 9, des accouple- ments à friction 10 et 11 d'une part et les éléments d'accouplement associés à la douille 12 d'autre part, avec comme conséquence le fait qu'un accouplement 10 ou 11 est fermé lorsque la douille 12 tend à se déplacer vers la droite sur la figure 2, alors que dans le cas d'un déplacement inverse, l'autre accouplement est fermé. Dans la position médiane, les deux accouplements 10 et 11 sont ouverts. Dans le cas d'un braquage d'un véhicule automobile, l'état de fonctionnement des accouplements 10 et 11 dépend des forces d'actionnement devant être appliquées au volant de direction, avec comme conséquence le fait que, dans le cas de forces d'actionnement plus intenses, le moteur électrique 3 tend à entraîner la douille 12 dans un sens ou dans l'autre par l'intermédiaire de l'une des roues menées 8 et 9 et de l'un des accouplements 10 et 11 et charge la broche 13 avec une force auxiliaire dans un sens ou dans l'autre. Étant donné que, lors de la fermeture des accou- plements 10 et 11, la charge appliquée au moteur électrique 3 doit nécessairement augmenter, l'unité de commande 7 associée au moteur électrique 3 tend à réagir à la modification de la charge. Par conséquent, la puissance du moteur électrique peut être à nouveau commandée en fonction des besoins, c'est-à-dire que, lorsque les accouplements 10 et 11 sont ouverts, le moteur électrique 3 tourne avec une puissance très faible. Lors de la fermeture de l'un des accouplements 10 et 11 et de l'accroissement, qui y est lié, de la charge de moteur électrique 3, ce dernier est commuté sur une puissance élevée. La figure 3 représente le comportement de fonctionnement dans le cadre de l'invention. Aussi bien la charge L que la vitesse de rotation n du moteur sont représentées en fonction du temps t. Lorsqu'on part du fait que la charge L varie, dans la forme représentée, conformé- ment à une courbe rectangulaire, la vitesse de rotation n peut également varier d'une manière tout à fait analogue, c'est-à-dire que cette courbe A représente qualitativement les variations de la charge L et de la vitesse de rotation n. REVENDICATIONS 1. Dispositif de servocommande, notamment direc- tion assistée pour véhicule automobile, avec démultiplica- tion électromécanique ou électro-hydraulique de courses de réglage d'une manette, un moteur électrique fonctionnant en permanence pouvant être accouplé, au moyen d'un flux de force pouvant être commandé au moyen de la manette, à un organe de commande du dispositif de servocommande ou de la direction assistée, caractérisé en ce qu'une unité (7) de commande du moteur comportant un système d'identification électronique de la charge est associée au circuit élec- trique du moteur électrique (3) et - maintient le moteur électrique (3) à une très faible puissance ou le règle sur une très faible puissance, lorsque le moteur électrique (3) travaille contre une faible charge, ou règle le moteur électrique (3) sur une puissance élevée ou le maintient à une puissance élevée, lorsque le moteur électrique (3) travaille contre une charge accrue. 2. Dispositif de servocommande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité électronique d'identification de la charge évalue la résistance électrique intérieure du moteur électrique (3). 3. Dispositif de servocommande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité électronique d'identification de la charge évalue la chute de tension électrique dans le moteur électrique (3). 4. Dispositif de servocommande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur électrique (3) entraîne une pompe hydraulique (2) équipée d'une servovalve (4) branchée en aval sur le côté refoulement et ouverte en position médiane et dont la résistance d'étranglement est minimale dans la position médiane et augmente dans le cas d'un déplacement à partir de la position médiane. 5. Dispositif de servocommande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur électrique (3) est accouplé directement, par5 l'intermédiaire d'accouplements (10,11) à un flux de force commandable, à un organe de commande (13) du dispositif de servocommande ou de la direction assistée et que le flux de force indiqué dépend de la force d'actionnement de la manette.