Brevet FR2765848A1 — publié le 19990115

La présente invention concerne un dispositif de direction assistée avec valve hydraulique de détection de couple et elle s'étend à un véhicule automobile équipé de ce dispositif. Un dispositif de direction assistée comprend généralement, comme représenté sur la figure 1, une valve de distribution hydraulique V commandée par un volant de direction par l'intermédiaire d'une colonne de direction 2, laquelle valve de distribution hydraulique alimente par exemple deux chambres 3,4 d'un vérin hydraulique 5 qui sert à diriger les roues gauche G et droite D d'un véhicule automobile. Cette valve V est alimentée en fluide hydraulique par un groupe moto-pompe 6 comprenant une pompe hydraulique P entraînée par un moteur électrique M qui est piloté par un calculateur ou électronique de commande E. La valve de distribution V est généralement du type à pont de Wheastone hydraulique dont les diamètres des ajutages varient par paire opposée en fonction du couple exercé sur le volant 1 vers la gauche ou la droite. Cette valve V est bien entendu également en communication de fluide avec un réservoir R dans lequel la pompe P puise le fluide hydraulique. Pour économiser la quantité d'énergie consommée par le dispositif de direction assistée, il a déjà été proposé de mettre en veille le dispositif de direction assistée lorsque la valve de distribution est en position neutre, clest-à-dire lorsqu'aucun couple n'est exercé sur le volant. Inversement, le dispositif de direction assistée doit pouvoir basculer en pleine puissance dès qu'un couple est exercé sur le volant, sans retard. Par exemple, en mode puissance, le moteur M est alimenté par la batterie à sa tension nominale, généralement 12 V, alors qu'en mode veille, le moteur M est alimenté à une fraction de la tension nominale de la batterie, ce qui réduit d'autant le débit de la pompe. Pour basculer du mode veille au mode puissance, il est donc nécessaire de détecter le couple exercé sur le volant. Lorsqu'un couple est exercé sur le volant, la pression augmente dans le circuit hydraulique en aval de la pompe P, ce qui produit une augmentation de la consommation de l'intensité au niveau du moteur M, pour maintenir le débit de veille. On a alors pensé à équiper l'électronique de commande E du groupe moto-pompe d'un capteur de courant pour détecter l'intensité consommée par le moteur, car une augmentation de la consommation de courant traduit une augmentation de la pression donc la présence d'un couple au niveau du volant. Ce système fonctionne de manière satisfaisante dans les cas d'utilisation normale, mais lorsqu'un couple brutal est exercé sur le volant, le système ne pourra pas détecter dans un premier temps et l'assistance hydraulique interviendra avec un retard fort désagréable pour l'utilisateur. En effet, lorsqu'un couple violent est exercé sur le volant, le débit de fluide demandé par le vérin peut être supérieur au débit de veille de la pompe, ce qui provoque une chute de pression au niveau de la valve de distribution et non une augmentation de pression, ce qui a pour résultat que le capteur de courant ne pourra pas dans un premier temps détecter une augmentation de la consommation de courant. Pour pallier cet inconvénient, on a également proposé d'équiper la colonne de direction de capteurs du mouvement angulaire du volant, pour déclencher automatiquement le basculement en mode puissance, au delà d'une certaine vitesse de rotation du volant. On a également proposé des capteurs pour asservir la vitesse de fonctionnement du moteur M à celle de la rotation du volant. Toutefois, ces capteurs angulaires au niveau du volant sont d'un coût élevé et compliquent le montage de la direction assistée sur le véhicule. La présente invention a donc pour but d'éliminer les inconvénients précités et de proposer un dispositif de direction assistée fonctionnant de manière satisfaisante dans toutes les situations de braquage du volant, tout en étant de montage simple et économique. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de direction assistée, comportant une valve de distribution hydraulique commandée par un volant de direction et qui alimente un vérin ou un moteur hydraulique pour diriger les roues gauche et droite d'un véhicule, ladite valve étant alimentée par un groupe moto-pompe qui est adapté pour fonctionner soit en mode veille, dans lequel la pompe débite au ralenti lorsque l'assistance de direction n'est pas sollicitée, soit en mode puissance, dans lequel la pompe débite à pleine puissance lorsque l'assistance de direction est sollicitée, le groupe moto-pompe précité comportant un capteur de variation d'intensité pour piloter le basculement entre le mode puissance et le mode veille, caractérisé en ce qu'il comporte un système hydraulique entre la pompe et la valve pour engendrer en amont de ce système, une brève augmentation de pression en réponse à une chute de pression brutale en aval de ce système. Comme le capteur d'intensité ne provoque le basculement du dispositif en mode puissance que lorsqu'une augmentation de pression se produit au niveau de la pompe, on prévoit ce système hydraulique pour donner au capteur d'intensité l'image virtuelle d'une augmentation de pression, même lorsqu'une chute de pression se produit en réalité dans le circuit, dans le cas particulier d'un couple brutal exercé sur le volant. Ainsi, tout capteur additionnel est éliminé et grâce au système hydraulique le capteur d'intensité peut être utilisé dans tous les cas de figure. Ce système présente l'avantage de pouvoir être intégré directement dans le groupe moto-pompe, sans interférer avec le volant ou la colonne de direction. Dans un mode de réalisation particulier, ce système hydraulique comporte un piston ou tiroir hydraulique dont une extrémité est soumise à la pression de sortie de la pompe et l'autre extrémité vient obturer partiellement le passage entre la pompe et la valve avec une perte de charge prédéterminée, cette autre extrémité étant sollicitée en position d'obturation par un moyen élastique précalibré de façon à agir uniquement à partir d'une chute de pression donnée en aval du tiroir. Le moyen élastique précité peut être un ressort calibré à une pression nettement inférieure à la pression de veille de la pompe, de façon que ce système ne soit pas sensible aux faibles variations de pression dues aux variations de tension de la batterie ou à l'échauffement de l'huile. Ce système est en outre d'une grande sécurité car même s'il fonctionne de manière intempestive, cela se produira toujours dans le sens du basculement en mode puissance, ce qui ne sera d'aucune gêne pour l'utilisateur. L'invention vise également un véhicule automobile équipé de ce dispositif d'assistance hydraulique. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique fonctionnel du dispositif de l'invention ; et - la figure 2 est une vue schématique en coupe du système hydraulique prévu dans le dispositif de la figure 1. Selon l'exemple de réalisation représenté sur les dessins, le dispositif de l'invention comporte outre les composants classiques des directions assistées connues, un bloc 6' qui peut être distinct ou faire partie intégrante du groupe moto-pompe 6. Ce bloc 6' est intercalé entre la pompe P et la valve V et présente un tiroir hydraulique 7. Ce tiroir 7 est à une extrémité directement soumis à la pression de sortie de la pompe P, alors que son autre extrémité porte au bout d'une tige 8 une bille 9 venant obturer partiellement le passage 10 entre la pompe P et la valve V. Un ressort de compression 11 est également prévu pour solliciter la bille 9 vers sa position d'obturation du passage 10. Bien entendu, ce ressort 11 est précalibré à une pression nettement inférieure à la pression de veille de la pompe P. On va maintenant brièvement décrire le fonctionnement du dispositif de l'invention. En position neutre de la valve V, c'est-à-dire lorsqu'aucun couple n'est exercé sur la volant 1, le groupe moto-pompe 6 se trouve normalement dans son mode de veille, dans lequel la pompe fonctionne à un faible débit, par exemple sous une pression d'environ 1,2 bar. On voit sur la figure 2 que l'extrémité du tiroir ou du corps de piston 7 qui est directement en contact avec la sortie de la pompe P est également soumise à cette pression de veille, alors que l'autre extrémité du piston 7 est soumise à la pression de veille moins la perte de charge au niveau du passage rétréci 10 par la bille 9. Cette perte de charge peut être par exemple de l'ordre de 0,1 bar. Bien entendu, dans ce cas, le ressort 11 est taré à une pression nettement inférieure à la pression de veille qui s'exerce sur ladite autre extrémité du piston 7, par exemple de l'ordre de 0,8 bar. Dès lors, sous l'effet de cette différence de pression, le piston 7 est sollicité en butée vers la droite sur la figure 2 dans sa chambre 12, dans une position dans laquelle le fluide hydraulique peut librement passer vers la valve V avec une perte de charge minime. Lorsque l'on tourne doucement le volant 1 dans une direction, il se produit une augmentation de pression au niveau de la valve V, ce qui se traduit par une augmentation de pression légèrement supérieure encore à la sortie de la pompe P. Cette augmentation de pression entraîne un plus grand besoin en énergie au niveau du moteur M, ce besoin étant détecté par le capteur d'intensité précité. Dès que l'augmentation d'intensité dépasse une valeur de consigne prédéterminée dans l'électronique de commande E, celle-ci fait commuter la tension de fonctionnement du moteur M vers la tension nominale de la batterie du véhicule par exemple. On comprend donc que le système 6' de l'invention n'interfère par avec le fonctionnement normal de la direction assistée. Inversement, lorsque la valve V revient à sa position neutre, l'intensité consommée par le moteur M décroît progressivement étant donné que la pression diminue au niveau de la valve V, et lorsque la consommation de l'intensité devient inférieure à une valeur de seuil prédéterminée pendant une certaine durée, l'électronique de commande E bascule en retour vers le mode veille précité. Cette durée minimale est prévue pour ne pas nuire au confort d'utilisation de la direction assistée, et éviter des passages fréquents entre les modes veille et puissance. Enfin, lorsqu'un couple brusque est exercé sur le volant 1, une chute de pression se produit en aval du système 6', et lorsque cette chute de pression devient inférieure à la force de calibrage du ressort 11, ce dernier repousse légèrement la bille 9 vers sa position d'obturation du passage 10, provoquant immédiatement une augmentation de pression à la sortie de la pompe P, et donc la commutation en mode puissance grâce au capteur de courant. Simultanément, cette augmentation de pression en sortie de pompe, provoque le retour du piston 7 dans sa position de fonctionnement normal, dans laquelle le ressort 11 est comprimé par le piston 7. Autrement dit, on donne l'image virtuelle d'une augmentation de pression au capteur d'intensité lorsqu'un couple brutal est exercé sur le volant, ce qui permet la commutation en mode puissance sans retard. On peut également prévoir à la place du vérin hydraulique, un moteur hydraulique pour actionner une crémaillère de la direction dans les directions gauche et droite. On comprend bien entendu que le système hydraulique représenté sur la figure 2 peut être remplacé par tout autre système équivalent, dès lors qu'il permet d'établir une surpression transitoire en sortie de pompe lorsqu'une chute de pression se produit au niveau de la valve. Revendications 1. Dispositif de direction assistée avec valve hydraulique de détection de couple, comprenant une valve de distribution hydraulique (V) commandée par un volant de direction (1) et qui alimente un vérin (5) ou un moteur hydraulique pour diriger les roues gauche (G) et droite (D) d'un véhicule, ladite valve étant alimentée par un groupe moto-pompe (6) qui est adapté pour fonctionner soit en mode veille, dans lequel la pompe (P) débite au ralenti lorsque l'assistance de direction n'est pas sollicitée, soit en mode puissance, dans lequel la pompe débite à pleine puissance lorsque l'assistance de direction est sollicitée, le groupe moto-pompe précité comportant un capteur de variation d'intensité pour piloter le basculement entre le mode puissance et le mode veille, caractérisé en ce qu'il comporte un système hydraulique (6') entre la pompe et la valve pour engendrer en amont de ce système, une brève augmentation de pression en réponse à une chute de pression brutale en aval de ce système. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système hydraulique précité (6') est intégré directement dans le groupe moto-pompe (6). 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système hydraulique (6') comporte un piston ou tiroir hydraulique (7) dont une extrémité est soumise à la pression de sortie de la pompe et l'autre extrémité vient obturer partiellement le passage (10) entre la pompe et la valve avec une perte de charge prédéterminée, cette autre extrémité étant sollicitée en position d'obturation par un moyen élastique précalibré (11) de façon à agir uniquement à partir d'une chute de pression donnée en aval du tiroir. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen élastique précité est un ressort (11) calibré à une pression nettement inférieure à la pression de veille de la pompe. 5 - Véhicule automobile équipé du dispositif de direction assistée selon l'une des revendications précédentes.