Brevet FR3093067A1 — publié le 20200828

Description Titre de l'invention : Système électrohydraulique d'assistance à la direction pour un véhicule et véhicule muni d'un tel système [0001] La présente invention concerne un système électrohydraulique d'assistance à la direction pour un véhicule, en particulier un véhicule électrique ou hybride. Elle concerne également un véhicule muni d'un tel système. [0002] Le domaine de l'invention est le domaine des systèmes électrohydrauliques de direction assistée pour véhicule. Etat de la technique [0003] De nos jours, la plupart des véhicules électriques sont équipés d'un système d'assistance à la direction du véhicule, couramment appelé « direction assistée ». Cette dernière devient incontournable dans le cadre des véhicules lourds, tels que des véhicules de transport en commun de type bus. [0004] Les systèmes électrohydrauliques d'assistance à la direction comprennent géné- ralement un boitier de direction, une pompe alimentant ledit boîtier de direction en fluide hydraulique à partir d'un réservoir ou d'un vase d'expansion, et un moteur électrique actionnant la pompe. Généralement la pompe et le moteur électrique forment un seul bloc de sorte que l'expression moteur-pompe est utilisée pour les désigner. [0005] Les inventeurs de la présente invention ont constaté que le moteur électrique, ou le moteur-pompe, des systèmes de direction assistée à tendance à chauffer, ce qui peut engendrer une dégradation dudit moteur, respectivement dudit moteur-pompe, ou une diminution de leur efficacité. Une telle dégradation peut avoir des conséquences graves si elle survient en cours d'utilisation. 100061 Or, il n'existe actuellement aucune solution de refroidissement prévue pour refroidir le moteur, ou le moteur-pompe, d'un système électrohydraulique de direction assistée. 100071 Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités. 100081 Un autre but de -l'invention est de proposer un système électrohydraulique d'assistance à la direction dans lequel le réchauffement du moteur est évité ou limité, ou encore maitrisé ou contrôlé. 100091 Un autre but de -l'invention est de proposer un système électrohydraulique d'assistance à la direction dans lequel le réchauffement du moteur est évité, ou limité, de manière simple, peu coûteuse, et peu encombrante, tout en impliquant peu de modifications. Exposé de l'invention [0010] L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un système électrohy- draulique d'assistance à la direction pour un véhicule, en particulier un véhicule 2 électrique ou hybride, en particulier un véhicule lourd, en particulier un bus, ledit système comprenant : au moins un boîtier de direction, au moins un moteur électrique, et au moins une pompe, actionnée par ledit moteur électrique, pour alimenter ledit boiticr de direction en liquide hydraulique provenant d'un conteneur ; [0011] caractérisé en ce qu'il comprend au moins un échangeur thermique pour refroidir, au moins ledit moteur, et alimenté par au moins une partie dudit liquide hydraulique comme fluide caloporteur. [0012] Ainsi, l'invention propose un système électrohydraulique d'assistance à la direction proposant un refroidissement au moins du moteur électrique dudit système avec le liquide hydraulique utilisé dans ledit système. Ainsi, le système selon l'invention permet d'éviter, ou du moins de limiter, le réchauffement du moteur électrique lors de l'utilisation du système. [0013] De plus, et de manière particulièrement avantageuse, le système selon l'invention utilise au moins une partie du liquide hydraulique comme liquide caloporteur pour refroidir le moteur. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir un fluide caloporteur, autre que le fluide hydraulique, ce qui permet d'éviter l'utilisation de composants dédiés à un tel fluide caloporteur additionnel, tel qu'un circuit d'écoulement, un réservoir, etc. Ainsi, le système selon l'invention permet de refroidir le moteur électrique tout en restant simple, peu coûteux, peu complexe et peu encombrant. [0014] Le conteneur peut être un vase d'expansion du fluide hydraulique, ou un réservoir de fluide hydraulique. [0015] Suivant un mode de réalisation, au moins un échangeur thermique peut être un échangeur thermique dudit moteur électrique. [0016] Autrement dit, l'échangeur thermique peut être un échangeur thermique associé, ou intégré, au moteur électrique en sortie d'usine. [0017] Dans ce cas, le système selon l'invention peut être agencé pour alimenter cet échangeur thermique par au moins une partie du fluide hydraulique de sorte que cette dernière est utilisée comme fluide caloporteur dans l'échangeur du moteur. [0018] Dans ce mode de réalisation, le système selon l'invention peut ne pas comprendre d'échangeur thermique autre que celui qui équipe déjà le moteur électrique, ce qui diminue le coût, la complexité et l'encombrement du système selon l'invention. [0019] Alternativement, ou en plus, au moins un échangeur thermique peut être un échangeur thermique indépendant dudit moteur électrique. [0020] Autrement dit, l'échangeur thermique peut être un échangeur thermique qui n'est pas associé, ou intégré, au moteur électrique en sortie d'usine, et qui est ajouté dans le cadre du système selon l'invention. 3 [0021] Dans ce cas, le système selon l'invention peut être agencé pour alimenter cet échangeur thermique indépendant, externe au moteur, par au moins une partie du fluide hydraulique de sorte que cette dernière est utilisée comme fluide caloporteur dans l'échangeur externe. [0022] Dans ce mode de réalisation, le système selon l'invention permet un refroidissement du moteur électrique même s'il n'est pas équipé d'un échangeur thermique en sortie d'usine. [0023] Suivant un mode de réalisation, au moins un échangeur thermique peut être agencé en série avec la pompe, et/ou le boîtier de direction. [0024] Dans ce cas, l'au moins un échangeur thermique peut être disposé en amont ou en aval de la pompe, et/ou du boîtier de direction. [0025] Dans ce cas, l'au moins un échangeur thermique peut être parcouru par la totalité, ou une partie, du fluide hydraulique alimentant la pompe, et/ou du boîtier de direction [0026] Alternativement, ou en plus, au moins un échangeur thermique peut être agencé en dérivation avec la pompe, et/ou le boîtier de direction. [0027] Selon un mode de réalisation, au moins un échangeur thermique peut être relié au conteneur par un circuit de refroidissement entièrement distinct d'un circuit hydraulique alimentant la pompe et le [initier direction. [0028] Dans ce cas, il est possible d'avoir plus de liberté de fonctionnement pour le refroi- dissement du moteur électrique. Par exemple, avec ce mode de réalisation, il est possible de continuer à refroidir le moteur même lorsque la fonction d'assistance à la direction n'est pas utilisée. [0029] Alternativement, ou en plus, au moins un échangeur thermique peut être relié au conteneur par un circuit de refroidissement, au moins en partie commun avec un circuit hydraulique alimentant la pompe et le boitier direction. [0030] Ce mode de réalisation propose une plus grande simplicité de réalisation car le circuit de refroidissement vient se greffer sur le circuit hych-aulique existant. [0031] Dans ce mode de réalisation, l'échangeur thermique peut être alimenté par un conduit prélevant du fluide hydraulique en aval du boîtier de direction. [0032] Le fait de prélever le fluide hydraulique qui servira comme fluide caloporteur, en aval du boîtier hydraulique, permet de ne pas perturber la fonction cl' assistance à la direction. [0033] Le fluide sortant de l'échangeur thermique peut être injecté directement dans le conteneur. [0034] Alternativement, le fluide sortant de l'échangeur thermique peut être injecté dans le circuit hydraulique en aval du boîtier de direction. [0035] Alternativement, le fluide sortant de l'échangeur thermique peut être injecté dans le circuit hydraulique en amont de la pompe. [0036] Suivant un exemple de réalisation, au moins un échangeur thermique peut être formé par un tronçon de circuit hydraulique reliant, entre eux, le boitier de direction, la pompe et le conteneur. [0037] Pour ce faire, ledit tronçon du conduit hydraulique peut être modelé pour former un serpentin, ou similaire, augmentant la surface d'échange thermique avec le moteur électrique. [0038] Le liquide hydraulique peut être n'importe quel liquide hydraulique, présentant une conductance thermique suffisante pour réaliser un échange thermique. Plus la conductance thermique du fluide hydraulique est grande, plus l'échange thermique sera efficace. [0039] En particulier, le liquide hydraulique peut être de l'huile. [0040] Suivant un exemple de réalisation, le liquide hydraulique peut être de l'huile vendue sous la marque PENTOSIN CHF 11S (marque déposée). [0041] Suivant un autre aspect de la présente invention il est proposé véhicule, en particulier électrique ou hybride, équipé d'un système électrohydrauligue d'assistance à la direction selon l'invention. [0042] Le véhicule peut être un véhicule lourd de type bus par exemple. [0043] Avantageusement, le système élcctrohydraulique d'assistance à la direction peut être positionné en partie avant, en particulier à proximité d'un essieu avant dudit véhicule, et encore plus particulièrement sous un poste conducteur dudit véhicule. [0044] Ainsi, le circuit hydraulique entre le conteneur et l'arbre de crémaillère de direction du véhicule est diminué, ce qui permet de diminuer le coût, la complexité et les pertes hydrauliques et électriques, et de faciliter l'installation du système dans le véhicule. [0045] Suivant un exemple de réalisation préféré, mais nullement limitatif, le véhicule selon l'invention peut être un bus, un car, ou encore un tram-bus électrique. [0046] Dans la présente demande, l'expression « véhicule lourd » désigne un véhicule routier de plus de 3,5 tonnes de poids total autorisé en charge (PTAC). [0047] Par ailleurs, l'expression « tram-bus » désigne un véhicule électrique terrestre de transport en commun monté sur roues et qui se recharge à chaque station, afin de ne pas nécessiter des infrastructures lourdes de type rails, caténaires, sur la voirie. Un tel véhicule électrique se recharge à chaque station au moyen d'éléments de charge de la station et d'un connecteur reliant ledit véhicule à ladite station. Description des figures et modes de réalisation [0048] D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : les FIGURES 1-5 sont des représentations schématiques de plusieurs exemples de réalisation non-limitatifs d'un système électrohydraulique d'assistance à la direction selon l'invention ; et la FIGURE 6 est une représentation schématique partielle d'un exemple de réalisation non limitatif d'un véhicule selon l'invention. [0049] Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. [0050] Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence. [0051] La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réa- lisation non-limitatif d'un système électrohydraulique d'assistance à la direction selon l' invention. [0052] Le système 100, représenté sur la FIGURE 1, comprend de manière classique, un boitier de direction 102, un moteur électrique 104, et une pompe 106, actionnée par le moteur électrique 104. [0053] Selon un fonctionnement classique, la pompe 106 est actionnée par le moteur électrique 104 pour alimenter le boîtier de direction 102 avec un liquide hydraulique 108 provenant d'un conteneur 110, qui peut être par exemple un vase d'expansion ou un réservoir. [0054] Le liquide hydraulique est de l'huile. [0055] Le sens de circulation de liquide hydraulique 108 est représenté, de manière nullement limitative, sur la FIGURE 1. Le liquide hydraulique 108 est prélevé du conteneur 110 par un conduit hydraulique amont 112 reliant ledit conteneur 110 à la pompe 106. Le liquide hydraulique sortant de la pompe 106 alimente le boîtier de direction 102 par un conduit hydraulique intermédiaire 114. Enfin le fluide hydraulique sortant du boîtier de direction 102 est retourné au conteneur 110 par un conduit hydraulique aval 116 reliant le boîtier de direction 102 au conteneur 110. [0056] Les conduits 112-116 forment donc un circuit hydraulique. [0057] Le système 100, représenté sur la FIGURE 1, comprend en outre un échangeur thermique 120, utilisant au moins une partie du fluide hydraulique comme fluide caloporteur, pour refroidir le moteur électrique 104. [0058] Pour ce faire, le système 100 comprend un premier tronçon de conduit 122 prélevant 6 du fluide hydraulique, depuis le circuit hydraulique 118, en aval du boîtier de direction 102, sur le conduit hydraulique aval 116 pour alimenter l'échangeur thermique 120. Le liquide hydraulique, utilisé comme fluide caloporteur, sortant de l'échangeur 120, est réinjecté dans le circuit hydraulique 118, en amont de la pompe 106, c'est-à-dire dans le conduit amont 112, par un deuxième tronçon de conduit 124. [0059] Les tronçons de conduit 122 et 124 forment un circuit de refroidissement 126 du moteur électrique 104. [0060] L'échangeur thermique 120 peut être un radiateur intégré/associé au moteur électrique 104 en sortie d'usine, et en particulier peut consister en un circuit interne audit moteur 104. [0061] Alternativement, l'échangeur thermique 120 peut être un radiateur indépendant du moteur électrique 104 et couplé au moteur électrique 104, a posteriori pour les besoins du système selon l'invention. [0062] L'échangeur thermique 120 peut être formé par un serpentin, ou similaire, réalisé par modelage d'un unique conduit de refroidissement constituant le circuit de refroidissement 126 et comprenant les tronçons 122 et 124. [0063] Dans le système 100, l'échangeur thermique 120 est donc monté en parallèle avec la pompe 106 et le boîtier de direction 102, et est traversé par le fluide hydraulique dans le sens opposé. [0064] La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réa- lisation non-limitatif d'un système électrohych-aulique d'assistance à la direction selon l'invention. [0065] Le système 200, représenté sur la FIGURE 2, comprend tous les éléments du système 100 de la FIGURE 1. [0066] Dans le système 200, le sens de circulation du fluide hydraulique dans le circuit de refroidissement 126 est opposé à celui du système 100. [0067] Plus particulièrement, dans le système 200 de la FIGURE 2, l'échangeur thermique 120 est alimenté en fluide hydraulique par le deuxième tronçon 124, prélevant ledit fluide hydraulique depuis le conduit hydraulique amont 112. Le liquide hydraulique, utilisé comme fluide caloporteur dans l'échangeur 120 et sortant dudit échangeur 120, est réinjecté dans le circuit hydraulique 118, en aval du boîtier de direction 102, par le premier tronçon de conduit 122. [0068] Dans le système 200, l'échangeur thermique 120 est donc monté en parallèle avec la pompe 106 et le boîtier de direction 102, et est traversé par le fluide hydraulique dans le même sens. Dans cet exemple de réalisation, il peut être nécessaire d'utiliser un moyen (non représenté), tel qu'une pompe, pour faire circuler le fluide hydraulique dans le circuit de refroidissement 126, du fait des différences pouvant exister entre la pression en aval du boîtier de direction 102 et la pression en amont de la pompe 106. 7 [0069] La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un troisième exemple de réa- lisation non-limitatif, particulièrement préféré, d'un système électrohydraulique d'assistance à la direction selon l'invention. [0070] Le système 300, représenté sur la FIGURE 3, comprend tous les éléments du système 100 de la FIGURE 1. [0071] Dans le système 300, le sens de circulation du fluide hydraulique dans le circuit de refroidissement 126 est identique à celui du système 100. [0072] A la différence du système 100, dans le système 300 de la FIGURE 3, le liquide hy- draulique, utilisé comme fluide caloporteur dans l'échangeur thermique 120 et sortant dudit échangeur thermique 120 n'est pas réinjecté dans le circuit hydraulique 118 par le tronçon de conduit 122 [0073] En effet, dans le système 300, le tronçon de conduit 124 est relié directement au conteneur 110 et réinjecte le liquide hydraulique sortant de l'échangeur thermique 120 dans ledit conteneur 110. [0074] La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un quatrième exemple de réa- lisation non-limitatif d'un système électrohydraulique d'assistance à la direction selon l' invention. [0075] Le système 400, représenté sur la FIGURE 4, comprend tous les éléments du système 300 de la FIGURE 3. [0076] A la différence du système 300, dans le système 400 de la FIGURE 4, le conduit hy- draulique aval 116 n'est pas relié au conteneur 110, mais uniquement au tronçon de conduit 122. Ainsi, la totalité du fluide hydraulique sortant du boîtier de direction 102 traverse l'échangeur thermique 120. [0077] Dans ce mode de réalisation, le tronçon de conduit 122 et le conduit hydraulique aval peuvent être réalisé avec un seul conduit. [0078] La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un cinquième exemple de réa- lisation non-limitatif d'un système électrohydraulique d'assistance à la direction selon l'invention. [0079] Le système 500, représenté sur la FIGURE 5, comprend tous les éléments du système 400 de la FIGURE 4. [0080] Dans le système 500 de la FIGURE 5, à la différence du système 400, le premier tronçon de conduit 122 alimentant l'échangeur thermique 120, est directement relié au conteneur 110, et non pas à un conduit du circuit hydraulique 118. Ainsi, le liquide hydraulique utilisé comme liquide caloporteur, et alimentant l'échangeur thermique 120, est prélevé directement depuis le conteneur 110. [0081] Dans ce mode de réalisation, il peut être nécessaire d'utiliser en outre un moyen, tel qu'une pompe, pour faire circuler le liquide hydraulique dans le circuit de refroidissement 126. 8 [0082] La FIGURE 6 est une représentation schématique partielle d'un véhicule selon invention. [0083] Le véhicule 600 représenté sur la FIGURE 6 est un bus électrique comprenant des modules de stockage d'électricité rechargeables (non représentés), chaque module pouvant comprendre une ou plusieurs batteries ou une ou plusieurs supercapacités. [0084] Le véhicule 600 peut comprendre un système électrohydraulique d'assistance à la direction 602, qui peut être l'un quelconque des systèmes 100, 200, 300, 400 ou 500. [0085] Le système 602 est agencé dans le véhicule en partie avant du véhicule 600, par exemple sous un poste de pilotage 604 du véhicule 600, et/ou à proximité immédiat, d'un essieu avant directionnel 606 du véhicule 600. [0086] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci-dessus. Par exemple, l'invention n'est pas limitée aux bus et peut par exemple être appliquée, aux cars, aux tram-bus et à d'autres véhicules lourds terrestres de transport en commun sur route, de type car. [0087] De plus, système selon l'invention peut comprendre plus d'un échangeur thermique, et/ou de moteur électrique et/ou de pompe. 9 [Revendication 1]