Brevet FR2967390A1 — publié le 20120518

"Système de direction assistée pour véhicule automobile, comprenant une pompe d'alimentation en fluide hydraulique sous pression". L'invention concerne un système de direction assistée pour véhicule automobile, comprenant une pompe d'alimentation en fluide hydraulique sous pression, un réservoir de fluide hydraulique à basse pression, un vérin hydraulique d'assistance à la direction pour l'actionnement d'un train de direction du véhicule et alimenté en fluide hydraulique sous pression par la pompe par l'intermédiaire d'une valve de distribution, reliée à la colonne de direction et au pignon d'engrènement de la crémaillère de direction solidaire en translation du piston du vérin et des moyens anti-vibrations, adaptés pour au moins atténuer la transmission de vibrations et de bruit au volant d'actionnement de la colonne de direction. Un système de ce type est décrit dans le brevet français FR 2 918 029. Dans ce système connu, pour atténuer les vibrations, on propose de prévoir une restriction de la section d'écoulement du liquide dans la ligne haute pression, reliant la pompe à la valve. Cette solution présente l'inconvénient majeur qu'elle constitue une perte de charge qui augmente la consommation d'énergie du véhicule. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient. Pour atteindre ce but, l'agencement selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens antivibrations sont réalisés par un dispositif de restriction de la section d'écoulement du fluide hydraulique, qui est monté dans le circuit basse pression reliant la sortie basse pression de la valve au réservoir. Selon une caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que les moyens anti- vibrations sont formés par un dispositif de valve comportant une voie de section d'écoulement de fluide réduite et une voie sans restriction. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que la valve est commandée par la haute pression, régnant dans le circuit hydraulique en amont de l'entrée haute pression de la valve de distribution. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que le dispositif de valve comprend un tiroir qui est déplaçable à l'intérieur d'un corps de valve entre une position de non restriction du circuit basse pression et une position de restriction par engagement d'une de ses extrémités dans un canal traversant le corps et disposé dans le circuit basse pression pour produire une restriction de la section d'écoulement, l'autre extrémité étant exposée à la haute pression régnant dans une chambre à l'intérieur du corps, qui est reliée au circuit haute pression. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que le du tiroir 30 de sa position neutre dans sa restriction se fait à l'encontre de moyens de 30 déplacement position de rappel 40. Selon l'invention, l'extrémité d'écoulement annulaire quiencore une autre caractéristique de le système est caractérisé en ce que produisant la restriction du canal basse pression comporte une rainure se trouve à l'intérieur du canal lorsque le tiroir est dans sa position de restriction et dont les dimensions déterminent le degré de restriction de la section d'écoulement. Selon encore une autre caractéristique de 35 l'invention, le système est caractérisé en ce que le dispositif de valve est commandé par un actionneur électrique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que l'actionneur électrique commande la valve en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule, tels que la vitesse du véhicule, la vitesse du volant de direction, l'angle du volant, la température ou l'intensité consommée par le moteur électrique d'entraînement de la pompe de direction 1. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 montre le schéma d'un premier mode de réalisation d'un système de direction assistée selon 20 l'invention ; - les figures 2A et 2B sont des représentations schématiques d'une autre version de mise en oeuvre du mode de réalisation de l'invention selon la figure 1 et montrent ce système dans deux états de fonctionnement 25 différents ; - la figure 3 est une représentation schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un système de direction assistée selon l'invention. La figure 1 montre un premier mode de réalisation 30 d'un système de direction assistée hydraulique ou électro-hydraulique pour un véhicule automobile, qui est adapté pour assurer une assistance de direction lors d'un actionnement du volant par le conducteur du véhicule. Ce système comprend, de façon connue en soi, une 35 pompe 1 entraînée en rotation par un moteur 2 et destinée à envoyer du liquide sous pression à un vérin hydraulique d'assistance 3 par l'intermédiaire d'une valve 4 de distribution du liquide. La référence 5 désigne un réservoir d'alimentation en liquide basse pression de la pompe et de retour du liquide. Egalement de façon connue en soi, la valve 4 est commandée par la colonne de direction 7 du véhicule, par l'intermédiaire d'une barre de torsion 8. La colonne de direction 7 est actionnée par le conducteur au moyen d'un volant de direction 10 et porte à son extrémité inférieure un pignon 12 qui engrène la crémaillère 13 de la tige 14 du vérin hydraulique 3. La crémaillère 13 et la tige 14 sont reliées au train de direction (non représenté) du véhicule par l'intermédiaire de biellettes (non représentées). La tige 14 déplace, à l'intérieur du vérin, un piston 16 qui sépare le vérin, qui est du type à double effet, en deux chambres 17 et 18, dont le volume est variable en fonction du déplacement du piston 16 lorsque la tige 14 est déplacée axialement. Pour compléter la description de la structure classique d'un système de direction assistée, il est à noter qu'un limiteur de pression 20 est associé à la pompe 1. Conformément à l'invention, le système est pourvu d'un dispositif anti-vibrations 22, qui est configuré pour supprimer ou au moins atténuer la transmission de vibrations et de bruits du train avant du véhicule par la crémaillère jusqu'au volant. A cette fin le dispositif comporte une restriction de la section dans la voie d'écoulement du fluide hydraulique. Une caractéristique essentielle de l'invention réside dans le fait que le dispositif anti-vibrations 22 est disposé dans la ligne de retour basse pression du fluide hydraulique, c'est-à-dire entre la sortie basse pression 24 de la valve 4 et le réservoir 5. Conformément à la figure 1 montrant un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif antivibrations 22 est une valve qui est commandée par la pression régnant dans la ligne haute pression (HP) reliant la pompe 1 à l'entrée haute pression 26 de la valve 4, comme l'illustre la ligne fléchée interrompue. Le dispositif de valve 22 comporte un organe tiroir qui est déplaçable, à l'encontre d'un ressort 40 entre une position de restriction de la ligne BP indiquée en 27 et une position sans restrictions 28, lorsque la pression dans la ligne HP dépasse une valeur prédéterminée. Les figures 2A et 2B illustrent un exemple de réalisation d'un dispositif de valve 22 de la figure 1. Le dispositif 22 comporte un organe tiroir 30 déplaçable dans un corps de valve 31 entre ses deux positions respectivement de restriction 27 de la section d'écoulement du fluide hydraulique et une position neutre 28 dans laquelle il n'y a pas de restriction de section d'écoulement. Le corps 31 comporte une voie en forme d'un canal traversant 33 qui fait partie de la ligne basse pression du système et un canal traversant haute pression 34, qui fait partie de la ligne haute pression du système. Le canal 34 passe, à l'intérieur du corps 31, par une chambre 35. Le tiroir est déplaçable dans le corps 31 entre une position dans laquelle son extrémité 37 est engagée dans le canal 33 et rétrécit la section d'écoulement du fluide, comme le montre la figure 2B, et une position neutre représentée à la figure 2A, dans laquelle le canal 33 est dégagé. L'extrémité 37 est pourvue d'une gorge circulaire 38 qui permet l'écoulement du fluide dans le canal lorsque cette extrémité est engagée dans celui-ci. Les dimensions de la gorge déterminent le degré de restriction de la section d'écoulement de fluide et donc la perte de charge qu'elle occasionne. Le déplacement du tiroir 30 de sa position neutre dans sa position de restriction 27 de la section d'écoulement du canal 33 se fait sous l'effet de la pression dans la ligne haute pression du système et donc la pression qui règne à l'intérieur de la chambre 35, à l'encontre d'un ressort de rappel 40. A cette fin l'autre extrémité 42 du tiroir et une grande partie 43 du tiroir sont engagées dans la chambre 35, de façon que le liquide sous pression dans la chambre puisse agir sur la face d'extrémité 44, le ressort 40 étant interposé entre le fond de la chambre 35 et un anneau de butée 45 solidaire de l'extrémité 42. Le ressort 40 est précontraint de façon que le déplacement du tiroir dans sa position de restriction du canal 33 se fasse lors d'un dépassement d'une valeur prédéterminée de la haute pression régnant dans la ligne haute pression du circuit hydraulique en amont de la valve de distribution 4. La figure 3 montre un autre mode de réalisation qui se distingue du premier mode de réalisation par le fait que le dispositif anti-vibrations 22 n'est plus commandé par la pression hydraulique en amont de la valve 4, mais par un actionneur électrique 46, tel qu'une électro- valve, un moteur électrique ou analogue. Cet actionneur électrique agit via un dispositif de commande électronique utilisant plusieurs paramètres électriques du véhicule, tel que les informations de vitesse du véhicule, l'angle volant, la vitesse du volant, la température et l'intensité consommée par le moteur électrique 2 de la pompe 1. Sur la figure 3, le dispositif de commande est désigné par la référence 48 et les différents paramètres d'entrée du dispositif, qui viennent d'être énoncés, sont représentés par des courtes lignes interrompues fléchées. Il est à noter que les seuils des signaux de ces paramètres sont réglés de façon à supprimer ou au moins atténuer les instabilités qui se manifestent selon les conditions d'utilisation du véhicule. Comme il vient d'être démontré, la restriction de la voie d'écoulement du fluide par le dispositif antivibrations 22 est réalisée sous forme d'une section de passage du fluide hydraulique, qui est calibrée, pour générer une perte de charge à la sortie basse pression de la valve de direction 4, permettant de supprimer ou d'atténuer les instabilités. Cette perte de charge crée en tout point du circuit hydraulique un amortissement des variations de pression générées par l'instabilité du couplage train avant - système de direction. On notera que la commande du déplacement du dispositif anti-vibrations dans sa position de restriction de la section d'écoulement se fait à une valeur de pression ou un seuil haute pression réglable de l'ordre de 10 à 80 bars par la force de compression initiale d'un ressort, afin de ne pas créer de pression supplémentaire d'au moins 0,5 bars engendrant une surconsommation d'énergie de la pompe lorsque la pression d'alimentation est faible, par exemple inférieure à 10 bars, c'est-à-dire lors de faibles angles volant par exemple de l'ordre de 0 à f 90°, pour lesquels les instabilités ne se manifestent pas. REVENDICATIONS1. Système de direction assistée pour véhicule automobile, comprenant une pompe d'alimentation en fluide hydraulique sous pression, un réservoir de fluide hydraulique à basse pression, un vérin hydraulique d'assistance à la direction pour l'actionnement d'un train de direction du véhicule et alimenté en fluide hydraulique sous pression par la pompe, par l'intermédiaire d'une valve de distribution, reliée à la colonne de direction et au pignon d'engrènement de la crémaillère de direction, solidaire en translation du piston du vérin, et des moyens anti-vibrations adaptés pour au moins atténuer la transmission de vibrations et de bruits au volant d'actionnement de la colonne de direction, caractérisé en ce que les moyens antivibrations (22) sont réalisés par un dispositif de restriction de la section d'écoulement du fluide hydraulique, qui est monté dans le circuit basse pression reliant la sortie basse pression (24) de la valve (4) au réservoir (5). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens anti-vibrations (22) sont formés par un dispositif de valve comportant une voie (27) de section d'écoulement de fluide réduite et une voie (28) sans restriction. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valve est commandée par la haute pression régnant dans le circuit hydraulique en amont de l'entrée haute pression (26) de la valve de distribution (4). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de valve (22) comprend un tiroir (30) qui est déplaçable à l'intérieur d'un corps de valve (31) entre une position (28) de non restriction du circuit basse pression et une position (27) derestriction par engagement d'une (37) de ses extrémités dans un canal (33) traversant le corps (31) et disposé dans le circuit basse pression pour produire une restriction de la section d'écoulement, l'autre extrémité (42) étant exposée à la haute pression régnant dans une chambre (35) à l'intérieur du corps (31), qui est reliée au circuit haute pression. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le déplacement du tiroir (30) de sa position neutre dans sa position de restriction se fait à l'encontre de moyens de rappel (40). 6. Système selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'extrémité (37) produisant la restriction du canal d'écoulement basse pression comporte une gorge annulaire (38) qui se trouve à l'intérieur du canal (33) lorsque le tiroir est dans sa position de restriction et dont les dimensions déterminent le degré de restriction de la section d'écoulement. 7. Système selon la revendication 2, caractérisé en 20 ce que le dispositif de valve est commandé par un actionneur électrique (46). 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'actionneur électrique commande la valve en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule, 25 tels que la vitesse du véhicule, la vitesse du volant de direction, l'angle du volant, la température ou l'intensité consommée par le moteur électrique (2) d'entraînement de la pompe de direction (1).