Brevet FR2829534A1 — publié le 20030314

L'invention concerne une pompe, en particulier une pompe de servodirection, comprenant une soupape de régulation de débit, où la soupape de régulation de débit comprend, entre autres éléments, une résistance hydraulique telle qu'un dispositif d'étranglement principal, et un piston de régulation, où le dispositif d'étranglement principal peut être représenté, le cas échéant, par une goupille de réglage et par un diaphragme annulaire. De telles pompes sont connues. Ainsi, dans le cas de pompes de servodirection, l'on utilise généralement une soupape de régulation de débit, pour limiter le débit volumétrique fourni à la direction, à partir d'un certain débit volumétrique, et de faire en sorte que le débit volumétrique en excédent repasse à nouveau à l'intérieur de la pompe, directement via la soupape de régulation de débit, ce processus se produisant lorsque la vitesse de pompe augmente, laquelle vitesse de pompe est déclenchée par le régime croissant du moteur à combustion interne. Cela signifie que, par exemple, dès le régime de ralenti, la pompe est entraînée par le moteur à combustion interne, à une vitesse telle que l'on dispose du débit volumétrique nécessaire pour la direction, égal par exemple à 10 l/mn. Avec une vitesse croissante du véhicule et donc avec un régime du moteur à combustion interne qui augmente, les débits volumétriques de la pompe continuant à augmenter et répartis via la soupape de régulation de débit, dans le débit volumétrique égal à environ 10 l/mn s'écoulant jusqu'à la direction et dans un débit volumétrique de régulation supplémentaire qui repasse dans la zone d'aspiration de la pompe. On connaît également des soupapes de régulation de débit qui, lorsque le régime du moteur à combustion interne augmente, c'est-à-dire lorsque la vitesse du véhicule automobile augmente, diminuent le débit volumétrique jusqu'à la direction, afin que l'on ait une sensation plus directe de la maîtrise de la direction à grande vitesse. De telles soupapes de régulation de débit ont par exemple une goupille de réglage comportant une extrémité conique, laquelle goupille de réglage est positionnée dans un diaphragme annulaire et, lorsque la soupape de régulation de débit continue à s'ouvrir, le dispositif d'étranglement principal, qui est formé par cette goupille de réglage et par le diaphragme annulaire, se ferme de plus en plus, de sorte que le débit volumétrique s'écoulant jusqu'à la direction est réduit. D'autres possibilités ayant une influence sur le débit volumétrique ne sont cependant pas possibles dans le cas de tels dispositifs de régulation de débit, de sorte que le débit volumétrique fourni à la direction n'est influencé que par la vitesse de la pompe. On connaît également des pompes de servodirection comprenant des soupapes de régulation de débit dans lesquelles le dispositif d'étranglement principal peut être réglé par un solénoïde. Cela signifie que dans la zone de la soupape de régulation de débit, l'agencement du solénoïde est prédéterminé par la position du dispositif d'étranglement principal et, par conséquent, les possibilités de montage de la soupape électromagnétique sont limitées. De même, l'encombrement d'une telle pompe est plus important et, par conséquent, le montage dans différents compartiments moteur est plus difficile. Le but de l'invention est par conséquent de représenter une pompe qui ne comporte pas ces inconvénients. Le but est atteint par une pompe, en particulier par une pompe de servodirection, comprenant une soupape de régulation de débit, où la soupape de régulation de débit comprend, entre autres éléments, une résistance hydraulique telle qu'un dispositif d'étranglement principal, et un piston de régulation, où le dispositif d'étranglement principal peut être représenté, le cas échéant, par une goupille de réglage et par un diaphragme annulaire, où un élément d'étranglement et de dérivation, réglable électriquement, est disposé parallèlement au dispositif d'étranglement principal. Conformément à l'invention, le débit volumétrique fourni depuis la pompe jusqu'au système consommateur, tel que la direction, peut de ce fait être influencé en outre électriquement. De préférence, l'élément d'étranglement et de dérivation est sollicité par la même pression différentielle que celle du dispositif d'étranglement principal. Un mode de réalisation de la pompe, conforme à l'invention, se distingue par le fait que l'élément d'étranglement et de dérivation, lorsque le flux de commande augmente, réduit le débit depuis la pompe jusqu'au système consommateur. Un autre mode de réalisation préféré augmente le débit de la pompe jusqu'au système consommateur lorsque le flux de commande de l'élément d'étranglement et de dérivation augmente. Un mode de réalisation est également préféré, dans lequel l'élément d'étranglement et de dérivation, réglable électriquement, est adaptable à des pompes de série, de sorte que des positions de montage souples de l'élément d'étranglement et de dérivation sont possibles, indépendamment de l'endroit où est placé, dans la pompe, le dispositif d'étranglement principal disposé sur la soupape de régulation de débit. Cela a en particulier l'avantage que suivant la situation de montage d'une pompe existante dans un compartiment moteur déterminé, l'emplacement de montage de l'élément supplémentaire d'étranglement et de dérivation peut être adapté à ces conditions du compartiment moteur, sans avoir d'influence négative sur le dispositif d'étranglement principal se trouvant dans la soupape de régulation de débit et, par conséquent, sur la fonction de la soupape de régulation de débit. Un mode de réalisation de la pompe, conforme à l'invention, se distingue par le fait que le dispositif d'étranglement principal de la pompe de série garantit le débit de base du débit volumétrique fourni à la direction, avant tout dans le cas de sécurité intégrée, c'est-à-dire si par exemple l'alimentation électrique est en panne, et par le fait que l'élément d'étranglement et de dérivation, électriquement réglable, sert à la variation supplémentaire du débit jusqu'au système consommateur, en fonction de différents paramètres. Conformément à l'invention, les paramètres, qui doivent avoir une influence sur l'élément d'étranglement et de dérivation, électriquement réglable, peuvent être des paramètres tels que la vitesse du véhicule, le régime moteur, le comportement en virages, le comportement au freinage, la stabilité de conduite, l'angle de braquage, la vitesse d'angle de braquage, la vitesse des roues ou le patinage des roues. Une pompe conforme à l'invention se distingue également par le fait que des économies d'énergie sont réalisables sur des pompes de série, en utilisant l'élément électrique supplémentaire d'étranglement et de dérivation pour le dispositif d'étranglement principal existant. En outre, on peut représenter, conformément à l'invention, une pompe qui, grâce à l'utilisation de l'élément électrique supplémentaire d'étranglement et de dérivation sur des pompes de série, permet l'utilisation pour des véhicules équipés de systèmes de direction actifs. L'invention est expliquée à présent à l'aide des figures. La figure 1 montre un plan d'un circuit hydraulique d'une pompe conforme à l'invention. La figure 2 montre la zone caractéristique d'une pompe conforme à l'invention. La figure 3 montre une réalisation de construction d'une pompe conforme à l'invention. La figure 4 montre une autre réalisation de construction. La figure 5 montre également une autre réalisation. La figure 6 montre un diagramme schématique pour un procédé servant à déterminer la commande de débit magnétique de l'élément d'étranglement et de dérivation. Sur la figure 1, on représente un agencement de pompe conforme à l'invention, sous la forme d'un plan de circuit hydraulique. Une pompe formant un ensemble 1 est commandée, via un arbre d'entraînement 3, par une commande représentée ici de façon non détaillée, comme par exemple par une poulie, d'un moteur à combustion interne. Lorsque le régime moteur augmente, la pompe 1 fournit un débit volumétrique au niveau du point de jonction 5. A partir du point de jonction 5, une liaison 7 mène à un dispositif d'étranglement principal 9 variable qui est représenté par un symbole d'étranglement avec une flèche, une autre liaison 11 mène à un piston de régulation d'une soupape de régulation 13, et une troisième liaison 15 mène à un élément 17 d'étranglement et de dérivation, réglable électriquement. La conduite 11 mène à un point de jonction 19 à partir duquel une conduite 21 mène au piston de régulation de la soupape de régulation 13, tandis qu'une conduite de commande 23 agit sur le côté gauche du piston de régulation. Dans la conduite de commande 23, la pression PI s'appliquant à la sortie de la pompe est active, laquelle pression est également active dans les conduites 15,7, 11 et 21, via le point de jonction 5. Un débit volumétrique peut s'écouler au moyen de la conduite 25 jusqu'au point de jonction 27, via le dispositif d'étranglement principal 9, le point de jonction étant celui au niveau duquel arrive également une conduite 29 de l'élément 17 d'étranglement et de dérivation, réglable électriquement. En outre, une conduite de liaison 31 mène du point de jonction 27 jusqu'à un élément d'étranglement 33 et, via une conduite 35, continue jusqu'à un point de jonction 37 au niveau duquel une conduite de commande 39 est active sur le côté droit du piston de régulation. En outre, un ressort 41 agit sur le côté droit du piston de régulation de la soupape de régulation 13. A partir du point de jonction 37, part une conduite de commande 43 continuant jusqu'à un pilote 45 de limitation de pression et, via une conduite 47, jusqu'à un point de jonction 49 au niveau duquel arrive la conduite d'évacuation 51 de la soupape de régulation 13. Via un dispositif 53 à injecteur, dans lequel les flux d'huile provenant de la soupape de régulation de débit et de la soupape de limitation de pression peuvent entraîner de l'huile d'une conduite de réservoir 55, l'huile s'écoulant de la soupape de régulation de débit 13 et/ou du pilote 45 de pression, repasse dans la pompe formant l'ensemble 1, via la conduite d'aspiration 57 de la pompe. Le fonctionnement du dispositif de la pompe est le suivant : lorsque la vitesse de la pompe formant l'ensemble 1 augmente, un débit volumétrique augmente via le dispositif d'étranglement principal 9, lequel débit volumétrique alimente le système consommateur 59, comme par exemple une direction assistée. Lorsque le débit volumétrique augmente, via le dispositif d'étranglement principal 9, la différence de pression PI moins P2 augmente au niveau du dispositif d'étranglement principal. La différence de pression PI moins P2 qui, en association ave le ressort 41, agit sur le piston de régulation de la soupape de régulation 13, est finalement si importante que la pression PI peut déplacer le piston de régulation s'opposant à la pression P2 et déplacer vers la droite le ressort 41, de sorte qu'un débit volumétrique peut s'écouler, via le piston de régulation et, à nouveau, être acheminé jusqu'à la zone d'aspiration 57 de la pompe 1. Etant donné que dans cette représentation, le piston de régulation 13 est relié au dispositif d'étranglement principal 9 variable, via une liaison mécanique 61, le dispositif d'étranglement principal 9 variable continue à se fermer lors d'un mouvement d'ouverture croissant du piston 13, de sorte qu'avec une vitesse de pompe croissante, un débit volumétrique s'écoulant jusqu'au système consommateur est réduit. Par conséquent, le débit volumétrique s'écoulant jusqu'au système consommateur 59 est prédéterminé par les données mécaniques de la soupape de régulation 13 et du dispositif d'étranglement principal 9 réglable, le débit volumétrique n'étant plus modifiable. Pour que des paramètres supplémentaires puissent à présent être efficaces au niveau du débit volumétrique, jusqu'au système consommateur 59, l'invention utilise, parallèlement au dispositif d'étranglement principal 9, l'élément 17 d'étranglement et de dérivation, réglable électriquement, qui, lorsqu'un flux de commande croissant agit sur un solénoïde 63 en s'opposant à une force du ressort 65, peut pousser en continu le piston de l'élément d'étranglement et de dérivation et, ainsi, permet un débit volumétrique supplémentaire au niveau du point de jonction 27 et, donc, jusqu'au système consommateur 59. Ainsi, un champ caractéristique de débit volumétrique est réalisable indépendamment des données mécaniques du piston de régulation de la soupape de régulation 13 et du dispositif d'étranglement principal 9. La figure 2 montre la largeur de bande d'un tel champ caractéristique de débit volumétrique. Par la vitesse de pompe exprimée en tours/minute, vitesse comprise ici entre 0 et 6000 tours, on indique le débit régulé en l/mn jusqu'au système consommateur 59, compris ici entre 0 l/mn et 10 1/mn. Ce faisant, on doit identifier une bande 100 de courbe caractéristique de débit, laquelle bande, à une vitesse à peu près égale à 600 tours/mn, présente un débit volumétrique moyen de 4,5 l/mn qui, lorsque la vitesse augmente jusqu'à 6000 tours/mn, baisse pour atteindre un débit volumétrique moyen de 2 l/mn. Cette bande de débit volumétrique correspond par exemple au débit volumétrique qui est réglé par le piston de régulation de la soupape de régulation 13 et par le dispositif d'étranglement principal 9 variable, où la largeur de bande doit englober toutes les tolérances supplémentaires du système. Avec l'élément 17 d'étranglement et de dérivation réglable électriquement - montré sur la figure 1-, on peut représenter, par l'ouverture de l'élément d'étranglement et de dérivation, un débit volumétrique supplémentaire jusqu'au système consommateur, lequel débit volumétrique, jusqu'à l'ouverture maximale de l'élément 17 d'étranglement et de dérivation, conduit à la bande 101 de courbe caractéristique de la figure 2. Ainsi, à une vitesse égale à peu près à 1000 tours/mn, on peut obtenir un débit volumétrique de 8 1/mn qui peut être abaissé par le dispositif d'étranglement principal 9 variable, passant à environ 6,5 1/mn à une vitesse de 6000 tours/mn. Par le réglage en continu du dispositif d'étranglement principal 9 variable, toutes les courbes caractéristiques sont réalisables entre la courbe caractéristique 100 et 101. Ainsi, on peut disposer, par exemple pour le stationnement, d'un important débit volumétrique qui est abaissé à grande vitesse de conduite, pour représenter plus directement la sensation des efforts de commande de direction au niveau du volant. Exactement de la même manière, on peut régler une courbe caractéristique correspondante du débit fourni à la direction, mais correspondant à d'autres paramètres du véhicule, tels que la vitesse en virages, le comportement au freinage, le patinage des roues, etc. De même, il est possible, grâce au dispositif d'étranglement principal variable, d'abaisser de manière relativement rapide l'important débit volumétrique nécessaire en premier lieu pour le stationnement, passant à un débit volumétrique minimum et, ainsi, on peut contribuer à économiser l'énergie. Par principe, la façon de procéder peut être telle que le dispositif d'étranglement principal 9 variable garantit le débit de base de la pompe. Grâce à la goupille de réglage, qui est reliée mécaniquement au piston de régulation de la soupape de régulation 13, on peut obtenir, comme auparavant, différentes courbes caractéristiques du débit de base, en fonction du régime moteur. Grâce au dispositif 17 d'étranglement et de dérivation, électriquement réglable, qui est monté parallèlement au dispositif d'étranglement principal 9 et qui est sollicité par la même pression différentielle PI moins P2, on peut en plus faire varier le débit de la pompe. En fonction de la conception de construction, le dispositif 17 d'étranglement et de dérivation peut, lorsque le flux de commande augmente pour le solénoïde 63, diminuer ou augmenter le débit de la pompe 1 fourni au système consommateur 59. Pour le comportement en toute sécurité d'un tel dispositif de pompe, il est par conséquent également avantageux que lors d'une panne de l'alimentation électrique, la fonction du dispositif d'étranglement principal mécanique 9 soit maintenue, ce qui serait plus difficile à réaliser dans le cas d'un dispositif d'étranglement principal réglable uniquement de manière électrique. Sur la figure 3, on représente l'adaptation de construction d'un tel dispositif d'étranglement principal variable, à un carter de pompe de série. La soupape 201 d'étranglement et de dérivation, pouvant être commandée électriquement, est fixée, par une pièce de raccordement 203, sur un couvercle 205 d'une pompe de servodirection de série. Le couvercle 205 obture un carter de pompe 207 dans lequel sont disposés, dans une cage de soupape 209, la soupape de régulation de débit utilisée jusqu'ici et le dispositif d'étranglement principal variable, qui ne sont pas visibles ici. L'acheminement du débit volumétrique jusqu'au système consommateur est obtenu par un raccord 211 à la pompe, et le flux en retour, provenant du système consommateur et du réservoir, se produit via le raccord 213. En fonction des données de construction dans le compartiment moteur de la pompe représentée ici et utilisée jusqu'à présent, on peut obtenir une série de variations de la position de la soupape électrique 201, par une modification du couvercle 205 ou de la pièce de raccordement 203, sans modifier les autres données de construction de la pompe ou même du véhicule. Sur la figure 4, on représente l'adaptation d'un tel élément électrique d'étranglement et de dérivation, sur une autre pompe de série. La soupape électrique 201 d'étranglement et de dérivation est fixée ici sur le carter de pompe 207, au-dessus de la cage 209 de la soupape de régulation de débit, de sorte qu'il en résulte ici un montage vertical correspondant aux données de montage de cette pompe. Le raccord de pression au système consommateur 211 et le raccord d'aspiration de la pompe 213 sont disposés, dans le cas de cette pompe, dans d'autres positions, de sorte que l'on peut trouver ici, d'une autre manière, un emplacement libre pour le positionnement de l'élément d'étranglement et de dérivation, correspondant à ces données et à l'encombrement dans le véhicule. Sur la figure 5, on représente le même type de pompe que celui de la figure 4, comprenant un montage axial de l'élément électrique 201 d'étranglement et de dérivation. En fonction des données concernant l'emplacement de montage de la pompe dans le compartiment moteur, on peut utiliser ici l'emplacement derrière la pompe pour l'adaptation de l'électrovanne 201 si aucun emplacement n'est disponible dans les zones autour de la cage 209 de la soupape et dans la zone d'aspiration 213 ou dans la zone 211 de sortie de pression. On voit déjà, d'après ces représentations, que le dispositif supplémentaire d'étranglement et de dérivation permet, grâce à des positions de montage souples, une adaptation facile sur des pompes de série. La figure 6 montre un diagramme schématique concernant un procédé pour déterminer la commande de débit magnétique de l'élément 201 d'étranglement et de dérivation. Ici, le débit magnétique est déterminé par un dispositif de calcul électronique, sur la base de plusieurs variables d'entrée, un débit magnétique étant fourni en conséquence. Comme variables d'entrée pour l'algorithme servant à calculer le débit magnétique, on utilise des variables telles que la vitesse 301 du véhicule, la vitesse 303 d'angle de braquage, le régime 305 du moteur à combustion interne et l'angle de braquage 307. La vitesse 303 d'angle de braquage est obtenue pour un champ caractéristique 309, par une unité fonctionnelle servant de première variable d'entrée. La vitesse 301 du véhicule sert de seconde variable d'entrée pour le champ caractéristique 309. Dans le champ caractéristique 309, une valeur d'ouverture de soupape est représentée par conséquent comme fonction de la vitesse 301 du véhicule et de la vitesse 303 d'angle de braquage. Le champ caractéristique 309 sert à nouveau de première variable d'entrée pour un second champ caractéristique 311 qui, comme seconde variable d'entrée, analyse le régime 305 du moteur. Dans le champ caractéristique 311, une valeur d'ouverture de soupape est donc représentée comme fonction du champ caractéristique 309 et du régime 305 du moteur à combustion interne. Le second champ caractéristique 311 sert à nouveau de première variable d'entrée pour une unité fonctionnelle 315 pour laquelle une courbe caractéristique 313 sert de seconde variable d'entrée. La courbe caractéristique 313 est formée à partir du signal 307 d'angle de braquage et représente une valeur d'ouverture de soupape comme fonction de l'angle de braquage 307. La variable de sortie de l'unité fonctionnelle 315 est la variable d'entrée pour une unité fonctionnelle 317 dans laquelle la courbe caractéristique de débit magnétique pour le débit magnétique 319 de l'élément 201 d'étranglement et de dérivation est produite comme fonction de la valeur d'ouverture de la soupape. Le débit magnétique 319 est fourni alors au solénoïde de l'élément 201 d'étranglement et de dérivation. REVENDICATIONS 1. Pompe, en particulier pompe de servodirection, comprenant une soupape de régulation de débit, où la soupape de régulation de débit comprend, entre autres éléments, une résistance hydraulique telle qu'un dispositif d'étranglement principal (9), et un piston de régulation (13), où le dispositif d'étranglement principal peut être représenté, le cas échéant, par une goupille de réglage et par un diaphragme annulaire, caractérisée en ce qu'un élément d'étranglement et de dérivation, réglable électriquement, est disposé parallèlement au dispositif d'étranglement principal. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le débit volumétrique fourni depuis la pompe jusqu'au système consommateur (59), tel que la direction, peut être influencé en outre électriquement. 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément (17) d'étranglement et de dérivation est sollicité par la même pression différentielle que celle du dispositif d'étranglement principal (9). 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément (17) d'étranglement et de régulation, lors d'un flux de commande croissant, réduit le débit fourni depuis la pompe jusqu'au système consommateur (59). 5. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément (17) d'étranglement et de dérivation, lors d'un flux de commande croissant, augmente le débit fourni depuis la pompe jusqu'au système consommateur (59). 6. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément (17) d'étranglement et de dérivation, électriquement réglable, peut être adapté à des pompes de série, de sorte que l'on peut réaliser des positions de montage souples de l'élément d'étranglement et de dérivation, indépendamment de l'emplacement du dispositif d'étranglement principal (9) disposé dans la pompe. 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif d'étranglement principal (9) des pompes de série garantit le débit de base du débit volumétrique fourni à la direction, avant tout dans le cas de sécurité intégrée, et en ce que l'élément (17) d'étranglement et de dérivation, électriquement réglable, sert, en fonction de différents paramètres, à la variation supplémentaire du débit fourni au système consommateur. 8. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paramètres pour l'élément (17) d'étranglement et de dérivation, électriquement réglable, peuvent être des paramètres tels que la vitesse du véhicule, le régime moteur, le comportement en virages, le comportement au freinage, la stabilité de conduite, l'angle de braquage, la vitesse d'angle de braquage, les vitesses de roues et/ou le patinage des roues. 9. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'on peut réaliser des économies d'énergie, en utilisant l'élément électrique supplémentaire (17) d'étranglement et de dérivation, monté sur des pompes de série. 10. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des systèmes de direction actifs sont réalisables, en utilisant l'élément électrique supplémentaire (17) d'étranglement et de dérivation, monté sur des pompes de série.