Brevet FR2848520A1 — publié le 20040618

i La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes de direction assistée hydraulique pour véhicules automobiles. Cette invention se rapporte, plus particulièrement, à la commande motorisée d'une valve à assistance variable pour une telle direction assistée et, encore plus 5 spécialement, à l'alimentation d'un moteur électrique de type "pas à pas" qui assure la commande de l'assistance variable, au niveau de cette valve. Dans de nombreux systèmes de direction assistée hydraulique, afin d'améliorer l'agrément de conduite du véhicule, il est prévu un dispositif de régulation supplémentaire, au niveau de la valve d'assistance qui sert à 10 alimenter en fluide hydraulique la partie "vérin" de la direction. Ce dispositif de régulation supplémentaire est activé par un tiroir hydraulique, lui-même déplacé par un moteur électrique de type "pas à pas" Cette solution offre un agrément de conduite, notamment par une modulation de l'assistance en fonction de la vitesse du véhicule, généralement 15 en réduisant l'assistance disponible à grande vitesse afin d'améliorer la tenue de cap du véhicule, et en augmentant l'assistance à faible vitesse, voire à l'arrêt, afin de rendre les manoeuvres du volant plus aisées, par exemple pour garer le véhicule. A cet effet, un contrôleur ou calculateur électronique reçoit un 20 signal issu d'un capteur de vitesse du véhicule, et éventuellement d'autres signaux afin de réaliser une vérification de l'état instantané du véhicule, et ce contrôleur commande le déplacement du tiroir de la valve d'assistance via le moteur "pas à pas" selon des logiques programmées. Le contrôleur ou calculateur est, en général, alimenté électriquement par une tension fournie 25 directement par la batterie du véhicule, et par un signal indiquant la mise "sous contact" du véhicule. Une particularité, résultant de l'utilisation d'un moteur "pas à pas", est que le dispositif de régulation à tiroir n'est pas réversible ni rappelé. Autrement dit, lorsque le moteur n'est pas alimenté, le tiroir ne se déplace pas. 30 Cette conception ne pose pas de problème, dans un mode de fonctionnement normal c'est-à-dire lorsque le moteur "pas à pas" lui-même, son alimentation électrique et sa commande sont sans défaut. Par contre, il existe des cas de défaillance qui posent un sérieux problème de sécurité, le principal cas étant ici une rupture des fils 35 d'alimentation du contrôleur ou du moteur "pas à pas", laquelle va entraîner le non-déplacement du tiroir et une non-évolution des lois d'assistance. Ceci peut amener, dans certaines circonstances, à avoir une direction fonctionnant selon une loi d'assistance typique d'une faible vitesse, c'est-à-dire une direction fortement assistée, alors que le véhicule roule à haute vitesse. Il en résulte que la direction devient très instable et risque d'engendrer une perte de contrôle du véhicule, en particulier si le conducteur de celui-ci est peu expérimenté. Jusqu'à présent, les seuls moyens disponibles pour pallier à cette situation, sur le type de direction assistée ici concerné, consistaient en la génération d'un signal d'alarme, en général un signal lumineux, destiné à avertir le conducteur du véhicule de l'existence d'un défaut, donc d'un risque 10 associé à ce défaut. Cependant, il n'existe là aucune action préventive, c'est-àdire une action qui éviterait automatiquement la situation critique mise en évidence ci-dessus, dans laquelle l'assistance est trop forte à grande vitesse. La présente invention vise à éliminer autant que possible ce genre de situation, en fournissant une solution qui, en cas de rupture de l'alimentation 15 électrique, permette d'agir sur le moteur "pas à pas", ou sur tout autre moteur ou actionneur assurant le déplacement du tiroir de la valve d'assistance, pour ramener le tiroir dans une position réduisant l'assistance, donc évitant le maintien d'une forte assistance qui pourrait être dangereuse à grande vitesse. A cet effet, l'invention a pour objet une commande motorisée de 20 valve à assistance variable pour direction assistée hydraulique de véhicule automobile, avec un moteur électrique ou autre actionneur déplaçant un organe de régulation au niveau de la valve d'assistance, et avec un calculateur ou contrôleur pilotant le moteur ou actionneur, en vue de moduler l'assistance de la direction notamment en fonction de la vitesse du véhicule concerné, cette 25 commande étant essentiellement caractérisée par le fait que sont associés ou intégrés, au calculateur ou contrôleur, des moyens constituant une réserve d'énergie électrique capable d'alimenter temporairement le moteur ou actionneur, en cas de défaut d'alimentation électrique par la batterie du véhicule, de manière à amener de façon certaine l'organe de régulation précité 30 dans une position prédéfinie, correspondant à un niveau d'assistance défini de la direction, en particulier un niveau d'assistance faible tel qu'il est habituellement appliqué lorsque le véhicule roule à une vitesse élevée, ou un autre niveau d'assistance spécifié pour le type de véhicule concerné. En particulier, dans le cas o la commande comprend un moteur 35 électrique de type "pas à pas", déplaçant un tiroir hydraulique de la valve à assistance variable, ce moteur possédant une première position qui amène le tiroir dans une position d'assistance maximum, pour une faible vitesse du véhicule, et une deuxième position qui amène le tiroir dans une position d'assistance minimum, ou une autre position spécifique, pour une vitesse élevée du véhicule, l'invention prévoit que les moyens constituant réserve 5 d'énergie électrique sont dimensionnés de telle sorte qu'ils assurent euxmêmes, en cas de défaut d'alimentation électrique, une alimentation temporaire dudit moteur suffisante pour son déplacement de sa première position à sa deuxième position, ceci sous le contrôle du calculateur ou contrôleur. Ainsi, en cas de rupture de l'alimentation électrique à partir de la batterie du véhicule, la commande du moteur "pas à pas", ou autre moteur ou actionneur associé à la valve à assistance variable, agit en alimentant électriquement ce moteur pendant le temps nécessaire pour l'amener, dans tous les cas, à sa deuxième position par laquelle le niveau d'assistance est 15 minimum, ou à une autre position en fonction des niveaux d'assistance jugés opportuns sur les véhicules. On évite ainsi la situation critique, évoquée plus haut, d'une assistance trop forte alors que le véhicule avance à grande vitesse. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le calculateur ou contrôleur est prévu aussi pour, en fonctionnement normal, commander lors 20 de sa mise sous tension le déplacement du moteur précité de sa position actuelle à sa première position qui amène le tiroir de la valve dans la position d'assistance maximum, puis recharger les moyens constituant la réserve d'énergie électrique, et, à la mise à l'arrêt du véhicule, commander le déplacement du moteur précité vers sa deuxième position qui amène le tiroir 25 de la valve dans la position d'assistance minimum, ou dans une autre position spécifique, l'énergie nécessaire à ce dernier déplacement étant puisée dans les moyens constituant une réserve d'énergie, précédemment rechargés. Ces dispositions contribuent, d'une part, à assurer le rechargement des moyens constituant la réserve d'énergie, après chaque démarrage du 30 véhicule. D'autre part, elles limitent le bruit mécanique du moteur "pas à pas", au moment du démarrage, et plus particulièrement le cliquetis de ce moteur cherchant à se déplacer à partir de sa position correspondant à l'assistance maximum, qui est habituellement (dans l'état de la technique) sa position initiale. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens associés ou intégrés au calculateur ou contrôleur, constituant une réserve d'énergie électrique capable d'alimenter temporairement le moteur ou actionneur, en cas de défaut d'alimentation par la batterie, sont constitués par un simple condensateur. Selon un autre mode de réalisation de ces moyens constituant une 5 réserve d'énergie, ceux-ci sont constitués par une "pompe de charge", en particulier formée par un condensateur et un transistor montés en série, cette solution alternative réalisant la même fonction avec un cot et un encombrement réduits. Dans tous les cas, les moyens constituant une réserve d'énergie 10 étant montés sur le calculateur ou contrôleur, on doit autant que possible éviter toute rupture de conducteurs électriques entre ledit calculateur ou contrôleur et le moteur ou actionneur à alimenter, de manière à éviter le maximum de cas de défaillance. A cet effet, l'ensemble constitué par le calculateur ou contrôleur, et par les moyens constituant une réserve d'énergie, est de préférence placé 15 contre le moteur ou actionneur. Enfin, le calculateur ou contrôleur est avantageusement prévu pour déclencher, simultanément à l'action d'alimentation du moteur ou actionneur précité par les moyens constituant une réserve d'énergie, un signal d'alarme spécifique avertissant le conducteur du véhicule de cette situation de défaut 20 (qui toutefois, compte tenu du principe même de l'invention, ne met pas en péril le véhicule et ses passagers). L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette commande motorisée de 25 valve à assistance variable pour direction assistée hydraulique: Figure 1 représente, un vue extérieure, une direction assistée hydraulique pouvant être équipée de la commande motorisée de valve conforme à la présente invention; Figure 2 est une vue en perspective montrant, plus 30 particulièrement, la valve d'assistance de cette direction assistée; Figure 3 est un schéma électrique partiel de la commande, objet de l'invention, associée à cette valve d'assistance. La figure 1 montre une direction assistée hydraulique, avec un carter central tubulaire 2 dans lequel est montée coulissante une crémaillère, 35 en prise avec un pignon rotatif lié à la colonne de direction par l'intermédiaire d'une valve d'assistance 3. Les extrémités droite et gauche de la crémaillère, recouvertes et protégées par des soufflets 4 et 5, montés aux extrémités du carter 2, sont accouplées à des biellettes 6 et 7 qui commandent l'orientation des roues directrices gauche et droite du véhicule. Le système hydraulique d'assistance comprend, outre la valve 5 d'assistance 3, des canalisations globalement indiquées en 8, qui comprennent un conduit alimentant la valve 3 en fluide hydraulique depuis un réservoir avec pompe, un conduit de retour du fluide hydraulique de la valve 3 vers le réservoir, et des conduits qui relient cette valve 3 à la partie "vérin" du carter tubulaire 2, laquelle contient un piston solidaire de la crémaillère. La valve 10 d'assistance 3 envoie sélectivement le fluide hydraulique, par les conduits précités, vers l'une ou l'autre des chambres de cette partie "vérin", selon que le conducteur du véhicule commande, par le volant, un braquage à gauche ou un braquage à droite. On a indiqué en 9 l'arbre d'entrée de la direction, dépassant de la valve d'assistance 3, auquel est accouplée la colonne de direction, l'arbre 15 d'entrée 9 se situant dans le prolongement d'une barre de torsion montée à l'intérieur de la valve 3, ceci d'une manière habituelle. Dans le cas présent, la valve d'assistance 3 est une valve à régulation supplémentaire au moyen d'un tiroir, déplaçable par un moteur électrique "pas à pas" 10 - voir aussi la figure 2. Cette régulation réduit 20 l'assistance lorsque le véhicule roule à grande vitesse, et elle augmente au contraire l'assistance lorsque le véhicule circule à faible vitesse, voire se trouve à l'arrêt. Le moteur "pas à pas" 10 est piloté par un calculateur 11, dont l'entrée est visible sur la figure 3, le moteur 10 et le calculateur 11 étant 25 normalement alimentés électriquement par la batterie 12 du véhicule. D'une manière non représentée, connue en soi, le calculateur 11 reçoit un signal d'un capteur de vitesse du véhicule, afin de commander le déplacement du tiroir de la valve d'assistance 3, via le moteur 10, en fonction de ce signal de vitesse. Le calculateur 11 comporte, à son entrée c'est-à-dire juste derrière 30 ses bornes 13 et 14 recevant la tension de la batterie 12, un étage de filtration connu pour ce type de calculateur, comprenant lui-même un condensateur 15 et une inductance 16. Juste derrière l'étage de filtration 15, 16, il est prévu une "pompe de charge", sous la forme d'une branche de circuit 17 comportant, montés en série électriquement, un condensateur 18 et un transistor 19. La logique de contrôle du calculateur 11, qui de préférence est accolé au moteur 10, prend en compte la "pompe de charge" 17 et est décrite ciaprès. Pour la commodité de la description, on désigne dans la suite par Xo la position du moteur 10 qui amène le tiroir de la valve 3 dans la position d'assistance maximum (pour une faible vitesse du véhicule), et par Xv la position du moteur 10 qui amène le tiroir de la valve 3 dans la position 5 d'assistance minimum (pour une vitesse élevée du véhicule), ou dans une autre position appropriée. La "pompe de charge" 17 est dimensionnée de manière à permettre une poursuite de l'alimentation du moteur 10, pendant le temps nécessaire au passage de la position Xv à la position Xo, donc pendant un 10 temps permettant de ramener de façon certaine ce moteur 10 dans sa position Xo. Le fonctionnement normal, c'est-à-dire sans anomalie d'alimentation électrique, est le suivant: Lors de la mise sous tension du calculateur 11, au démarrage du 15 véhicule, un signal est envoyé au moteur 10 afin que celui-ci passe de sa position actuelle (en général la position Xv, comme il résulte de ce qui suit) à sa position Xo. Cette étape d'initialisation, prévue au démarrage du véhicule et amenant le moteur 10 dans sa position Xo, permet d'amener le moteur 10 dans une position certaine. Elle évite aussi le cliquetis du moteur cherchant à se 20 déplacer (ce qui est habituellement le cas, avec un moteur se trouvant alors dans la position Xo), donc procure une réduction du bruit mécanique. Ensuite, après un temps prédéterminé plus ou moins long, la "pompe de charge" 17 est mise en fonctionnement durant quelques secondes, afin d'obtenir la pleine charge du condensateur 18. A la mise à l'arrêt du moteur thermique du véhicule, l'alimentation du calculateur 11 étant coupée, ce calculateur 11 se met en mode "défaut d'alimentation" et, en puisant l'énergie nécessaire dans le condensateur 18, il commande le déplacement du moteur 10 jusqu'à sa position Xv. Le cycle de fonctionnement normal est ainsi bouclé, le moteur 10 30 retrouvant la position Xv qui sera celle prise en compte au redémarrage du véhicule (voir ci-dessus). En cas de défaillance de l'alimentation électrique lors du roulage du véhicule, le calculateur 11 se met en mode "défaut d'alimentation" et, en puisant l'énergie nécessaire dans le condensateur 18, il commande le 35 déplacement du moteur 10 de sa position actuelle, quelle que soit celleci, jusqu'à sa position Xv. Ainsi, le tiroir de la valve d'assistance 3 est ramené dans sa position d'assistance minimum, offrant toute sécurité même si le véhicule roule alors à grande vitesse. A cette action, le calculateur 11 associe avantageusement le déclenchement d'un signal d'alerte spécifique, indiquant au conducteur du 5 véhicule que ce dernier se trouve dans un cas de non-fonctionnement, mais ne mettant pas en danger le véhicule et ses passagers. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette commande motorisée de valve à assistance variable pour direction assistée hydraulique qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; 10 elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: - en remplaçant la "pompe de charge" par un simple condensateur, constituant une réserve d'énergie suffisante, cette solution alternative étant 15 toutefois plus encombrante, tous autres moyens constituant réserve d'énergie, qu'elle qu'en soit la forme, étant aussi envisageables; - en remplaçant le moteur électrique "pas à pas" par tout autre type de moteur électrique, ou plus généralement d'actionneur, capable de commander une assistance variable de la direction; - en destinant cette commande à une direction assistée hydraulique de toute configuration. REVENDICATIONS 1. Commande motorisée de valve à assistance variable pour direction assistée hydraulique de véhicule, avec un moteur électrique (10) ou 5 autre actionneur déplaçant un organe de régulation, au niveau de la valve d'assistance (3), et avec un calculateur ou contrôleur (11) pilotant le moteur (10) ou actionneur, en vue de moduler l'assistance de la direction notamment en fonction de la vitesse du véhicule concerné, caractérisé en ce que sont associés ou intégrés, au calculateur ou contrôleur (11), des moyens (17) 10 constituant une réserve d'énergie électrique capable d'alimenter temporairement le moteur (10) ou actionneur, en cas de défaut d'alimentation électrique par la batterie (12) du véhicule, de manière à amener de façon contraire l'organe de régulation précité dans une position prédéfinie, correspondant à un niveau d'assistance défini de la direction, en particulier un 15 niveau d'assistance faible tel qu'il est habituellement appliqué lorsque le véhicule roule à une vitesse élevée, ou un autre niveau d'assistance spécifié pour le type de véhicule concerné. 2. Commande motorisée de valve à assistance variable pour 20 direction assistée hydraulique, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un moteur électrique (10) de type "pas à pas", déplaçant un tiroir hydraulique de la valve à assistance variable (3), ledit moteur (10) possédant une première position (Xo) qui amène ledit tiroir dans une position d'assistance maximum, pour une faible vitesse du véhicule et une deuxième 25 position (Xv) qui amène le tiroir dans une position d'assistance minimum, ou une autre position spécifique, pour une vitesse élevée du véhicule, et en ce que les moyens (17) constituant une réserve d'énergie électrique sont dimensionnés de telle sorte qu'ils assurent euxmêmes, en cas de défaut d'alimentation électrique, une alimentation du moteur (10) suffisante pour son 30 déplacement de sa première position (Xo) à sa deuxième position (Xv), ceci sous le contrôle du calculateur ou contrôleur (11). 3. Commande motorisée de valve à assistance variable pour direction assistée hydraulique, selon la revendication 2, caractérisée en ce que 35 le calculateur ou contrôleur (11) est prévu aussi pour, en fonctionnement normal, commander lors de sa mise sous tension le déplacement du moteur (10) de sa position actuelle à sa première position (Xo) qui amène le tiroir de la valve (3) dans la position d'assistance maximum, puis recharger les moyens (17) constituant la réserve d'énergie électrique, et, à la mise à l'arrêt du véhicule, commander le déplacement du moteur (10) vers sa deuxième 5 position (Xv) qui amène le tiroir de la valve (3) dans la position d'assistance minimum, ou dans une autre position spécifique, l'énergie nécessaire à ce dernier déplacement étant puisée dans les moyens (17) constituant une réserve d'énergie, précédemment chargés. 4. Commande motorisée de valve à assistance variable pour direction assistée hydraulique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens associés ou intégrés au calculateur ou contrôleur (11), constituant une réserve d'énergie capable d'alimenter temporairement le moteur ou actionneur (10), en cas de défaut d'alimentation 15 par la batterie (12), sont constitués par un simple condensateur. 5. Commande motorisée de valve à assistance variable pour direction assistée hydraulique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens associés ou intégrés au calculateur ou 20 contrôleur (11), constituant une réserve d'énergie capable d'alimenter temporairement le moteur ou actionneur (10), en cas de défaut d'alimentation par la batterie (12), sont constitués par une pompe de charge (17), en particulier formée par un condensateur (18) et un transistor (19) montés en série. 6. Commande motorisée de valve à assistance variable pour direction assistée hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'ensemble constitué par le calculateur ou contrôleur (11), et par les moyens (17) constituant une réserve d'énergie, est placé contre 30 le moteur (10) ou actionneur. 7. Commande motorisée de valve à assistance variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le calculateur ou contrôleur (11) est prévu pour déclencher, simultanément à l'action 35 d'alimentation du moteur (10) ou actionneur par les moyens (17) constituant une réserve d'énergie, un signal d'alarme spécifique, avertissant le conducteur du véhicule de la situation de défaut.