FR2491422A1 - Systeme de direction assistee a huile sous pression et a commande electrique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE DIRECTION ASSISTEE A HUILE SOUS PRESSION ET A COMMANDE ELECTRIQUE. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UNE POMPE A HUILE 6 ENTRAINEE PAR UN MOTEUR ELECTRIQUE 20 POUR AMENER DE L'HUILE A UN CYLINDRE 1, UNE VANNE DE COMMANDE 7 POUR CONTROLER L'ALIMENTATION EN HUILE ET UN DISPOSITIF DE MANIPULATION 28 ET UN MOYEN DE MARCHE-ARRET A COMMANDE ELECTRONIQUE 27 QUI, EN COMMUN, CONTROLENT L'ALIMENTATION EN COURANT VERS LE MOTEUR; DANS LE DISPOSITIF, L'ETAT DE DIRECTION ASSISTEE PASSE A L'ETAT DE DIRECTION MANUELLE SELON L'ARRET DU MOTEUR ELECTRIQUE EFFECTUE PAR LE MOYEN DE MARCHE-ARRET A COMMANDE ELECTRONIQUE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.

Description

l 2 2491422 La présunte invention se rapporte généralement à un système de

direction assistée à huile sous pression et à commande électrique et plus particulièrement à un système de direction assistée à huile sous pression et à commande électrique o un moteur électrique est mis en marche ou arrêté par un moyen de marche-arrêt à commande électronique qui est contrôlé en réponse à la vitesse d'un véhicule et o l'on peut obtenir soit un état de direction assist(nou un état de direction manuelle selon le fonctionnement d'une pompe à huile entraînée par le moteur électrique. La présente invention se rapporte de plus à un système de direction assistée à huile sous pression et à commande électrique o une Vanne de by-piss est prévue entre les deux orifices des trajets pour amener l'huile provenant de la pompe à huile à un cylindre de puissance et le trajet d'alimentation peut être mis en communication par la vanne de by.pass. La présente invention se rapporte de plus à un système de direction assistée à huile sous pression et à commande électrique o une vanne de détente est prévue afin de réduire la pression à

la sortie de la pompe à huile.

Le nombre accru de fois o une opération de direction est accomplie, par exemple pour garer les automobiles, les

mettre au garage, une direction à vitesse nulle, un déplace-

ment latéral petit à petit ou une manoeuvre, est de plus en plus fréquemment demandé quand la vitesse des véhicules est presque nulle ou est faible et qu'il faut une force importante de direction. Selon la nécessité de prévoir une force importante de direction, un système de direction assistéeest prévu sur des voitures de grande3dimensions ainsi que sur des voitures de petites dimensions. Au contraire, il est nécessaire de réduire le volume d'huile etla pression de l'huile en diminuant la puissance assistée produite par la plus grande force de direction quand les

voitures fonctionnenttà vitesse rapide.

La direction assistée a pour fonction importante d'établir bien la force de direction et il est souhaitable

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au moment o les voitures roulent à grande vitesse, de maintenir un état de direction manuelle dans une gamme de direction minimum afin d'obtenir un bon couple contre la force de direction pour réduire celle-ci quand une direction importante est nécessaire et pour empê- cher la direction d'être trop facile à manipuler et il est également souhaitable au moment o les voitures roulent à vitesse lente ou quand elles s'arrêtentde résoudre le problème de la dure manipulation du volant en prévoyant la force de direction avec puissance assistée. Un tel système de direction assistée est connu o la manipulation du volant est rendue facile à basse vitesse en augmentant la quantité d'alimentation en huile et o la manipulation est rendue difficile à vitesse rapide en diminuant cette même quantité afin de pouvoir obtenir un fonctionnement

stable.

Dans un système de direction assistée selon l'art antérieur, l'huile à amener au cylindre est contrôlée en lui ajoutant la pression de réaction d'une pompe à huile

ou en la b-passant au moyen d'une soupape électromagné-

tique du type à solénoïde. L'efficacité d'utilisation de l'huile empire du fait d'un excès de circulation de cette huile dans un état de fonctionnement à vitesse rapide, avec perte d'énergie et on utilise un électro-aimant pour actionner une vanne d'inversion pour contrôler le

trajet en by-pass de l'huile de la pompe à huile au cylin-

dre,ainsi l'électro-aimant ne dure pas longtemps et est

coûteux à maintenir en une bonne condition. On peut recon-

naître que ce sont les défauts principaux.

Le contrôle constant de pression du dispositif de détente de l'huile dans le système de direction assistée selon l'art antérieur peut provoquer une augmentation de température de l'huile car la pompe à huile, en général, fonctionne à la pression maximum d'huile en maintenant une vanne à proximité de la pression maximum de détente du fait du blocage de la direction aux extrémités de celle-ci en direction vers la gauche et vers la droite, ce qui provoque

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également une perte d'énergie. Cela est également reconnu

comme étant un défaut.

On attend un système de direction assistée oỉ la performance inhérente de la direction assistée est maintenue parce que la force de direction est rendue légère à l'arrêt ou à une vitesse lente et cette force de direction ne peut

être trop légère à Oane vitesse rapide, et un excès de circu-

lation de l'huile dû à la vanne de lIy-pass ainsi que l'inconvénient du dispositif électrique pour faire fonctionner

1O cette vanne de bylass sont supprimés.

On attend de plus un système de direction assistée o l'état de direction assistée à la vitesse rapide peut être facilement changé pour un état de direction assistée à vitesse lente au moment o l'état de direction assistée à la vitesse rapide se termine ou bien o l'état de direction assistée peut facilement être passé à un état de direction

manuelle, sans devoir prévoir des instruments spéciaux.

La présente invention a pour objet un système de direction assistée à commande électrique et à huile sous pression ol'opeut choisir soit l'état de direction assistée ou l'état de direction manuelle en mettant en marche et en arrêtant un moteur électrique qui entraîne une pompe à huile, par un moyen de marche-arrêt à commande électronique, qui est contrôlé en réponse à la vitesse d'une voiture, afin de résoudre les défauts et inconvénients dé l'art antérieur. La présente invention a pour autre objet un système de direction assistée à commande électrique et à pression d'huile o une condition de surpression dûe à la pompe à huile est réduite par une vanne de détente par application

d'une pression pilote sur le tambour d'une vanne dely-pass.

Afin d'atteindre les objectifs ci-dessus, la présente invention est caractérisée en ce que l'état de direction assistée passe à l'état de direction manuelle en ouvrant et en fermant le trajet de communication de l'huile par fonctionnement de la vanneude by-pass en conjonction avec la manipulation de la pompe à huile dérivée de la mise en

marche et de l'arrêt du moteur électrique.

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La présente invention est de plus caractérisée en.

ce que des contacts électriques dans le moyen de marche-

arrêt à commande électrique, sont protégés en réduisant le courant de charge dans le moteur électrique produit quand une condition de direction est bloquée aux extrémités de la manipulation du volant en utilisant une vanne de détente qui doit être reliée à la pompe à huile et une économie

d'énergie peut être atteinte en diminuant la capacité élec-

trique d'éléments semi-conducteurs transportant un courant

transitoire vers le moteur électrique.

La présente invention est de plus caractérisée en ce que le courant électrique est totalement appliqué par des contacts de relais dans une région d'un courant important de direction ou *une puissance importante d' assistance est nécessaire dans une condition d'un fonctionnement de l'arrêt à une vitesse lente (cela est appelé région de relais à l'état de la région de direction assistée de la figure 11), en ce que le courant électrique est appliqué de façon variable dans une condition-de potentiel électrique réduit obtenue par commutation de l'élément semi-conducteur dans une région de faible courant de direction quand la puissance assistée est réduite à un fonctionnement à vitesse moyenne (cela est appelé région de commutation du semi-conducteur à l'état de la région de direction assistée de la figure 11), en ce qu'aucun courant électrique n'est appliqué au moteur électrique à un fonctionnement à vitesse rapide (cela est appelé état de région de direction manuelle sur la figure 11) et en ce que la commutation entre l'état de direction assistée

et l'état de direction manuelle est effectuée sans discon-

tinuité sensible.

Selon la construction de l'invention, le moteur électrique peut être contrôlé pour faire passer de l'état de direction assistée à l'état de direction manuelle par manipulation de la pompe à huile en ouvrant et en fermant un relais par un moyen de manipulation comprenant un capteur de la Vitesse du véhicule ou un capteur de conduite, en ouvrant et en fermant un relais par un signal provenant

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d'un capteur de direction prévu à la partie rotative d'un volant ou en ouvrant et fermant un élément semi-conducteur ayant une réponse rapide par un relais ayant un contact

principal et un contact auxiliaire.

Selon une construction de 1' invention, pour fournir de l'huile envoyée par une pompe à huile entraînée par un moteur électrique à un cylindre par une vanne de commande, une vanne de by-pass est prévue pour former un circuit

en parallèle avec la vanne de commande ou de contrôle.

Quand la vanne de bypass est manipulée pour fermer un circuit de by-pass entre les trajets gauche et droit du cylindre, la force de direction peut être assistée par le cylindre de puissance pour obtenir l'état de direction assistée et au contraire quand la vanne de by.pass est manipulée pour mettre en communication le circuit de by-pass, l'état de direction manuelle est obtenu quelle que soit la

situation du cylindre de puissance.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres détails caractéristiques et avaratgs de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant plusieurs modes de réalisation et dans lesquels - La figure 1 est une esquisse montrant l'ensemble complet de la construction d'un mode de réalisation du système de direction assistée à huileisous pression et à commande électrique selon l'invention; - La figure 2 est une esquisse o l'on peut voir l'ensemble complet de la construction d'un autre mode de réalisation du même système; - La figure 3 est une esquisse o est montré l'ensemble complet de la construction d'un autre mode de réalisation du même système; - Les figures 4 à 6 montrent, respectivement, la performance des circuits des figures 1 à 3; - Les figures 7 et 8 expliquent la construction et le fonctionnement d'un mode de réalisation d'une vanne de

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b ypass - Les figures 9 et 10 expliquent la construction et le fonctionnement d'un mode de réalisation d'une vanne réductrice de détente - La figure 11 montre la performance d'un circuit partiellement modifié; La figure 12 est un schéma d'explication o la relation de la connexion de l'agencement des tuyaux d'un mode de réalisation entre une pompe à huile à commande électrique, une vanne de commande, un cylindre de puissance, une vanne de bypass et une vanne réductrice de détente du système de direction assistée à huile sous pression et à commande électrique selon l'invention est illustrée; - La figure 13 est une esquisse montrant la position relative pour agencer les éléments constituant le système de la figure 12, et

- La figure 14 est une courbe expliquant le fonction-

nement de la soupape réductrice de détente.

Sur la figure l,une tige de piston 3 traverse un cylindre 1 qui est subdivisé par un piston 2 en deux chambres la et lb et un mécanisme à crémaillère et pignon 5 qui est

prévu à une extrémité de la tige de piston 3 est opérative-

ment relié à un volant 4 par une vanne de commande 7. Un orifice A de la chambre la (que l'on peut voir sur le côté gauche de la figure 1) et un orifice B de la chambre lb (que l'on peut voir sur le côté droit de la figure 1) du cylindre 1 sont reliés soit à un orifice d'alimentation P ou un à un orifice de retour T d'une pompe à huile à commande électrique 6 afin de communiquer avec la pompe à huile 6 par une vanne de b&pass 10 ou la vanne de commande 7. La vanne de bM.pass 10 est construite pour communiquer avec les chambres la et lb du cylindre 1 et elle est d'un mécanisme o la vanne 10 fonctionne du fait de la différence de pression qui existe entre un orifice à la pression de ligne

de la vanne de by.pass qui est relié à l'orifice d'alimen-

tation P de la pompe à huile et un orifice de réservoir de la vanne de bypass qui est relié à l'orifice de retour T

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de la pompe à huile, quand une huile est appliquée de la pompe à huile à commande électrique 6 à la vanne de

by.pass 10.

La construction et le fonctionnement de la vanne de bypass 10 seront rapidement expliqués en se référant aux figures 7 et 8. La vanne 10 est pourvue d'un tambour 103 qui glisse librement dans le cylindre 102. Un orifice à la pression de ligne BT 104 prévu à une extrémité du cylindre 102 est relié à un orifice d'alimentation P de la pompe à huile 6 et un orifice de réservoir BT 105 prévu à l'autre extrémité est relié à un orifice de retour T de la pompe à

huile 6, cette pompe 6 étant entraînée par un moteur électri-

que 20 qui est excité par une source de courant électrique 22 par l'intermédiaire d'un moyen de marche--arrêt 27 à commande électronique et pr m moyen manipulateur 28. Un orifice BA 106 et un orifice BB 106', respectivement, reliésà un orifice A et un orifice B, qui sont reliés au cylindre 1, sont prévus presque à la partie centrale du cylindre 102 pour communiquer avec lui. L'orifice BA 106 et l'orifice BB 106' communiquent l'un avec l'autre par une fente 103â sur le pourtour externe du tambour 103 et cette communication peut être interrompue par le glissement du tambour 103. Le tambour 103 est normalement sollicité vers l'orifice à la pression de ligne BP 104 par un ressort 107 enfermé dans le cylindre 102 pour être à la position représentée sur les

figures 7 et 8.

Comme la pompe à huile 6 ne tourne pas quand le moteur électrique 20 s'arrête et qu'il n'y a aucune huile, aucune pression n'est appliquée à l'orifice 104 par l'orifice d'alimentation P. Le tambour 103 est poussé vers le haut à la position représentée sur la figure 8 par le ressort 107 pour former une communication entre l'orifice BA 106 et l'orifice BB 106'. Dans cette condition, les orifices A et B du cylindre 1 sont bypassés pour libérer la puissance et

on obtient un état de commande manuelle.

La pompe à huile 6 tournc quand le moteur électrique fonctionne et la pression de l'huile est appliquée à

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l'orifice 104 par l'orifice d'alimentation T en tant que pression pilote pour pousser le tambour 103 vers le

bas à la position de la figure 7 contre le ressort 107.

En conséquence, la communication entre l'orifice BA 106 et l'orifice BB 106' est interrompue.Dans cette condition, comme les orifices A et B du cylindre 1 ne sont pas br.passés, la pression de l'huile venant de la pompe 6 agit directement

sur le cylindre 1 pour produire un état de direction assistée.

Le moteur électrique 20 qui entrâine la pompe 6 à commande électrique est électriquement relié à une source 22 de courant électrique qui est montée sur la voiture par un moyen à commande électronique marche-arrêt 27, et ce moyen 27 comporte un relais 21 qui ferme un contact de relais 21a lors d'une excitation et un contrôleur 23 qui est électriquement relié à unsignal d' alternateur 24 et un

moyen manipulateur 28 afin de recevoir les signaux électri-

ques. Le moyen manipulateur 28 comporte un capteur 25 de la vitesse de la voiture et un capteur de conduite 29. Le capteur 25 détecte la vitesse de la voiture et applique, au contrôleur 23, des tensions électriques qui sont produites en réponse à la vitesse. Le capteur de la vitesse de la

voiture est représenté par un codeur d'impulsicfls, un alterna-

teur de petite dimension ou un tachymètre et autres. Le capteur de conduite 29 applique un signal électrique au contrôleur 23 pour le contrôler en condition de marche ou d'arrêt. On expliquera ci-après le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 1 Quand les opérations du moteuretdl'alternateur sont terminées après mise en marche du moteur, un signal d'alternateur 24 est appliqué au contrôleur 23 pour l'activer. Alternativement, quand les opérations du moteur et de l'alternateur sont terminées, un retard est établi pour décaler le temps o le signal d'alternateur 24 est appliqué au contrôleur 23 de façon qu'un retard soit produit entre la mise en marche du moteur et l'activation du contrôleur. Alors, les signaux du capteur 25 de la vitesse de la voiture et du capteur de conduite 29 sont appliqués au contrôleur 23 afin que celui-ci excite le relais 21 pour fermer le contact 21a. Le moteur électrique est mis en marche par excitation par la source de courant électrique 22 pour faire tourner la pompe à huile 6 et l'huile envoyée de la pompe 6 est appliquée à la chahibre la ou à la chambre lb par l'orifice A ou l'orifice, en provenant de l'orifice d'alimentation P à travers lavanne de commande 7.. Le piston 2 du cylindre 1 se déplace dans une direction vers la chambre la ou la chambre lb avec la tige de piston 3 et le mouvement peut aider à la manoeuvre

du volant 4 par le mécanisme à crémaillère et pignon 5.

La tension électrique qui est produite par le capteur de la vitesse de la voiture en réponse à la vitesse de celle-ci est appliquée au contrôleur 23 et quand la, tension électrique atteint un niveau fixe prédéterminé, en d'autres termesquand la vitesse de la voiture augmente jusqu'à un niveau fixe prédéterminé, le contrôleur 23 ouvre le contact de relais 21a pour arrêter l'excitation du moteur électrique 20 et par conséquent, arrêter la rotation de la pompe à huile 6 afin que l'alimentation en huile vers le cylindre 1 soit également arrêtée. Ensuite, quand la vitesse de la voiture diminue et que la tension électrique produite par

le capteur 25 chute par rapport à son niveau fixe prédéter-

miné, le contact de relais 21a est de nouveau fermé pour

ouvrir de nouveau l'alimentation en huile.

Dans le mode de réalisation indiqué ci-dessus, la vitesse de la voiture quand le contrôleur 23 ouvre le

contact de relais 21a est établie à une vitesse relative-

ment lente, par exemple de l'ordre de 30 km/h. Alternative-

ment, le contrôleur 23 peut être établi pour exciter le moteur électrique 20 uniquement au moment d'avance à vitesse lente et de marche arrière en détectant le signal provenant du moyen manipulateur 28. Par ailleurs, le moteur électrique 20 peut fonctionner après un temps fixe et prédéterminé, par exemple au bout de l ou 2 secondes, après

mise en marche duumoteur de la voiture.

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Dans le mode de réalisation indiqué ci-dessus, le capteur de conduite 29 peut être établi pour exciter le moteur électrique 20 par le contrôleur 23 après avoir reçu les signaux provenant du volant, des mécanismes de puissance auxiliaire, de l'accélérateur, de la pédale du frein ou de la pédale d'embrayage et autres, ou peut être établi pour arrêter l'excitation du moteur électrique au bout d'un temps fixe prédéterminé au moyen d'un

temporisateur, auquel cas le temporisateur peut être cons-

truit pour fonctionner après avoir reçu les signaux

indiqués ci-dessus.

Comme on l'a indiqué ci-dessus, sur la figure 1, la

vitesse de la voiture quand le contrôleur 23 arrête l'exci-

tation du moteur électrique 20 est établie à une valeur faible. L'état de direction assistée ou de direction manuelle peut facilement être obtenu par communication de la vanne de bypass-l0, par la complète rotation de la pompe à huile 6 par l'excitation du moteur électrique 20 à vicesse lente ou par l'arrêt de la pompe à huile 6 par la non-excitation du moteur électrique 20 à la vitesse rapide. Pour résumer l'explication des figures,sur la figure 1, on peut voir le relais 21 et le contact de relais 21a en tant qu;éléments formant le moyen de marche-arrêt 27 à commande électronique tandis que sur la figure 2, on peut voir un thyristor 32 en combinaison avec eux et sur la figure 3 on peut voir une combinaison d'un relais 40 avec un contact principal 41 et un contact auxiliaire 42 ainsi

qu'un transistor 44.

Sur la figure 2, le thyristor 32 est combiné en plus de la construction représentée sur la figure 1. Le moteur électrique 20 est électriquement relié à la source de courant 22 par le thyristor 32 et la gachette du

thyristor 32 est électriquement reliée au contrôleur 23.

Le contrôleur 23 est électriquement relié à un capteur de direction 30 qui est prévu sur la partie rotative du volant 4. Le capteur de direction est de préférence représenté par il 2491422 un commutateur à touche, un codeur d'impulsions, un alternateur de petite dimension ou un capteur de couple et autres. Le contrôleur 23 est également électriquement relié à un commutateur de pression 31 pour l'huile du moteur pour être ainsi activé. Il faut naturellement noter que le thyristor 32 peut généralement être remplacé par un

élément semi-conducteur.

Le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 2 peut être expliqué comme suit: la manipulation du lu volant 4 produit un signal électrique dans le capteur de

direction 30 et le contrôleur 23 applique une tension élec-

trique à la gachette du thyristor 32 selon le signal élec-

trique pour mettre le thyristor 32 à un état conducteur.

Le moteur électrique 20 est excité avec une réponse rapide pour être mis en marche et alors le relais 21 ferme le contact 21a pour compléter un circuit qui peut exciter le

moteur électrique 20 en parallèle(avec le thyristor 32.

Comme on l'a indiqué ci-dessus, le contrôleur 23 reçoit un signal du capteur de direction 30 pour exciter le moteur électrique 20 et une pleine rotation de la pompe à

huile 6 est produite comme le montrent les lignes en pointil-

lés sur la figure 5, o la vitesse de la voiture est indiquée sur l'axe des abscisses et le nombre de tours de la pompe à huile sur l'axe des ordonnées, c'est-à-dire que l'état de direction assistée est produit.. Alternativement, si le capteur 25 de la vitesse de la voiture est agencé pour activer le contrôleur 23 avec priorité pour ie capteur de direction , la pompe à huile 6 effectue un fonctionnement ou un non fonctionnement comme on peut le voir dans la zone donnée par les lignes obliques et les lignes en trait plein. Le fait que l'état de direction assistée ou l'état de direction manuelle puisse être atteint par communication de la vanne de bypass 10 est le même que le fait obtenu dans le mode de

réalisation représenté sur la figure 1.

Sur la figure 3, le relais 40 ayant un contact princi-

pal ú'1 et un contact auxiliaire 42 ainsi que le transistor

44 sont combinés en plus de la construction de la figure 1.

-À Le moteur électrique 20 est électriquement relié à la source de courant 22 par le circuit collecteur-émetteur du transistor 44. Un point de contact du contact principal 41 est électriquement relié à la source 22 et l'autre point de contact du contact principal 41 est électriquement relié au moteur électrique 20, directement. Un point de contact du contact auxiliaire 42, qui se ferme avant le contact principal 41 et s'ouvre-après le contact principal 41, est électriquement relié à la base du transistor 44 par une in résistance 43 et l'autre point de contact du contact auxiliaire 42 est électriquement relié à l'autre point de contact du contact principal 41. Il faut naturellement noter que le transistor 44 peut généralement être remplacé par un

élément semi-conducteur.

On peut expliquer le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 3 comme suit: le signal à la

sortie du contrôleur 23 excite le relais 40 pour d'abord.

fermer le contact auxiliaire 42 pour réduire le potentiel électrique à la base du transistor 44 par la chute dans la résistance 43. Le transistor 44 passe à l'état conducteur et le moteur électrique 20 est excité avec une réponse rapide pour être mis en marche. Alors, le contact principal 41 est fermé pour compléter un circuit qui peut exciter le

moteur électrique 20 en parallèle avec le transistor 44.

Quand le moteur électrique 20 est arrêté par le contrôleur

23, le relais 40 ouvre d'abord le contact principal 41 seul.

Le courant excitant le moteur électrique 20 s'écoule dans un circuit de la source 22 au circuit émetteur-collecteur du transistor 44 ainsi que dans un circuit de la source électrique 22 par le circuit émetteur-base du transistor 44 jusqu'au contact auxiliaire 42. Ensuite, quand le contact auxiliaire 42 s'ouvre, le potentiel électrique à la base

du transistor 44 devient nul pour ouvrir le circuit émetteur-

collecteur du transistor 44. Dans cette condition, le courant s'écoulant par le contact auxiliaire 42 est plus

faible que le courant s'écoulant par le circuit émetteur-

collecteur du fait de l'existence de la résistance 43.

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Cela signifie qu'il y aura moins de dégât provenant de toute étincelle pour le contact principal ainsi que pour le contact auxiliaire. Il faut également bien noter qu'un commutateur à semi-conducteur est simplement utilisé pour contrôler le moteur électrique sans utiliser aucun relais

et ses contacts associés.

Comme on l'a indiqué ci-dessus, sur la figure 3, le courant dans le contact principal 41 est intermittent comme le montrent les lignes en trait plein sur la figure 6 o le courant est indiqué sur l'axe des ordonnées et le temps sur l'axe des abscisses et le courant dans le contact auxiliaire 42 est également intermittent comme le montrent les lignes en pointillés sur la même figure, en utilisant deux sortes de contacts et l'état de direction assistée peut être obtenu avec une réponse rapide et moins d'usure

dans les points de contact.

Comme on l'a expliqué pour les figures 1 à 3, il faut reconnaître que l'on obtient un certain bénéfice parce que le prix est moins élevé quand le relais est seulement utilisé comme élément qui. constitue le moyen de marche-arrêt à commande électronique, un autre bénéfice parce que la réponse est bonne quand une combinaison du relais et du thyristor est utilisée comme élément indiqué ci-dessus et un autre bénéfice parce que l'on obtient une réponse rapide et un fonctionnement de longue durée quand on utilise la combinaison du relais avec deux sortes de points de contacts

et que le transistor est utilisé comme on l'a indiqué ci-

dessus.

Les circuits des figures 1 à 3 donnent les perfor-

mances indiquées sur les figures 4 à 6 (sur la figure 4 est indiquée la vitesse de la voiture sur l'axe des abscisses et le nombre de tours de la pompe à huile sur l'axe des ordonnées) Sur ces performances, le moteur électrique s'arrête au moment o la vitesse de la voiture atteint une valeur précédemment déterminée pour diminuer la rotation de la pompe à huile à zéro et, comme on l'a indiqué ci-dessus, l'état de direction assistée est directement ramené à l'état de direction manuelle. Si les circuits sont partiellement modifiés,par exemple de façon que la tension à appliquer au moteur électrique soit réduite à environ 50 à 60 %É du potentiel à pleine charge de la source électrique au moyen d'un semiconducteur, le nombre de rotations de la pompe à huile peut en conséquence être réduit. Par conséquent, si des circuits ainsi modifiés sont enréalité utilisés, la performance est modifiée comme celle représentée sur la figure 11 o la vitesse de la LO voiture est indiquée sur l'axe des abscisses et le nombre de tours de la pompe à huile sur l'axe des ordonnées, A indique l'état de région de direction assistée, B l'état de région de direction manuelle, C la région de

relais et D la région de commutation du semi-conducteur.

Plus particulièrement, quand la vitesse de la voiture atteint une valeur précédemment déterminée, comme 15 km/h, après la mise en marche du moteur électrique en utilisant le relais, la tension appliquée au moteur électrique est réduite pour diminuer le nombre de tours de la pompe à huile de 2500 t/mn à 1500 t/mn et l'état de direction assistée passe à la région de commutation du semi-conducteur, de la région de relais. Après augmentation de la vitesse de la voiture, quand le moteur électrique est totalement arrêté à une autre vitesse précédemment déterminée de la voiture, comme 40 km/h, l'état de direction assistée est

alors totalement ramené à l'état de direction manuelle.

Cooime on l'a expliqué ci-dessus, le choc devant être produit dans l'agencement des tubes ou tuyaux entre les rotations complètes du moteur électrique et de l pompe à huile et leur arrêt complet, seront modérés en prévoyant la région de commutation du semi-conducteur entre la région de relais de l'état de région de direction assistée et

l'état de région de direction manuelle.

La construction et le fonctionnement de la vanne réductrice de détente 100 seraot rapidement expliqués en se référant aux figures 9 et 10. La vanne réductrice de détente 100 a un corps 203 et dans ce corps sont prévus

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un orifice de pression de ligne RP 204 relié à l'orifice d'alimentation P de la pompe à huile 6 et un orifice de réservoir RT 205 relié à l'orifice de retour T de la pompe

à huile 6, cet orifice 205 étant placé face à l'orifice 204.

Une première partie de dégagement 108 est formée à proximité de l'orifice 204 et une seconde partie de dégagement 109 est formée de façon à continuer la partie 108. Le diamètre interne de la seconde partie de dégagement 109 est plus

grand que celui de la première partie de dégagement 108.

Une sphère 200 est reçue dans la première partie de déga-

gement 108 et elle est normalement sollicitée vers l'orifice 204 au moyen d'un ressort 202 par un guidage 201, comme on

peut le voir sur la figure 9.

Quand la pression de l'huile appliquée à

l'orifice de pression de ligne RP 204 de la soupape réduc-

trice de détente 100 par l'orifice d'alimentation P de la pompe à huile 6 augmente pour forcer la-surpression à atteindre le point Pl sur la figure 14 o le temps est indiqué sur l'axe des abscisses et la pression sur l'axe des ordonnées, du fait de certaines causes extraordinaires par exemple, quand le volant 4 est maintenu à l'extrémité de la direction aux extrémités de la crémaillère ou si une surcharge est appliquée au cylindre 1 pour maintenir ce cylindre à un état de blocage, la bille 200 descend sur la figure contre le ressort 202 et entre à l'intérieur de la seconde partie 109. lUn trajet est ainsi produit entre la bille 200 et la seconde partie 109 et la pression au point Pl qui est appliquée à 1' orifice de pression de ligne RP 204 est conduite à l'orifice de réservoir RT 205 pour

S0 être réduite à un point P2 le long d'une ligne bl.

La figure 12 montre un mode de réalisation de la connexion entre la pompe à huile, la vanne de commande, le cylindre, la vanne de bypass et la vanne réductrice de

détente des modes de réalisation des figures 1 à 3.

Sur la figure 12, un orifice d'alimentation P de la pompe à huile à commande électrique 6 est relié à un orifice d'alimentation CP de la vanne de commande 7 par

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un tube 51 et il est relié à un orifice de pression de

ligne BP 104 de la vanne de bypass 10 par un tube 52.

L'orifice de retour T de la pompe à huile à commande électrique 6 est relié à un orifice de retour CT de la vanne de commande 7 par un tube 53 et est relié à l'orifice de réservoir BT 105 de la vanne de by-pass 10 par un tube 54. L'orifice A qui conduit à la chambre la du cylindre 1 est relié à l'orifice CA de la vanne de commande 7 par un tube 55 et il est relié à l'orifice BA 106 de la vanne de bypass 10 par un tube 56. L'orifice B qui conduit à la chambre lb du cylindre 1 est relié à l'orifice CB de la vanne 7 par un tube 57 et il est relié à l'orifice BB

106' de la vanne de by-pass 10 par un tube 58.

Sur la figure 13 est représenté un mode de réalisation de l'agencement entre la vanne de commande 7, la vanne de bypass 10 et la vanne réductrice de détente , toutes étant représentées sur la figure 12. La vanne de commande 7 est pourvue de son orifice d'alimentation CP, de son orifice de retour CT, de l'orifice CA et de l'orifice CB et comme la vanne de bypass 10 est montée dans la vanne de commande 7 dans ce mode de réalisation, tous les orifices de la vanne de commande 7 peuvent être utilisés comme orifices respectifs de la vanne de bm.dass 10,

mais cette vanne de by-pass 10 est en général montée indépen-

damment de la vanne de commande 7. Tandis que la vanne réductrice de détente est reçue dans le tambour 103 de la vanne de bypass 10 dans ce mode de réalisation, la vanne

de détente 100 est en général montée également indépendam-

ment de la vanne de bypass 10. La vanne de détente 100 est prévue afin de réduire la surpression produite quand la manipulation du volant est maintenue à l'extrémité de la crémaillère à l'état de direction assistée et l'orifice de pression de ligne AP 204 et l'orifice de réservoir RT 205 de la vanne réductrice 100 sont respectivement montés à proximité de l'orifice 104 de pression de ligne BP et de l'orifice 105 de pression de ligne BT, ces orifices 104 et 105 communiquant l'un avec l'autre par l'intérieur de

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la vanne réductrice 100.

Le fonctionnement général de la vanne de

commande 7, de la vanne de byçass 10 et de la vanne réduc-

trice 100 seront maintenant expliqués ensemble.

Dans un état normal de direction assistée, l'huile à une pression prescrite est appliquée à l'orifice d'alimentation CP et à l'orifice de pression de ligne BP 104 par l'orifice d'alimentation P et la pression de

l'huile augmente avec la rotation de la pompe à huile 6.

Quand la pression dépasse la pression de compression du ressort 107, le tambour 103 se déplace vers l'orifice de réservoir BT 105 et la communication entre l'orifice

BA 106 et l'orifice BB 106' est interrompue. La manipula-

tion du volant 4 conduit l'huile à l'orifice d'alimentation CP vers l'orifice CA -ou l'orifice CB selon la direction

dans laquelle le volant 4 estmanipulé. L'huile est appli-

quée à la chambre la ou à la chambre lb pour agir sur le piston 2 et l'action du piston 2 aide à la manipulation du

volant 4.

Ensuite, quand le moteur électrique 20 et la pompe à huile 6 s'arrêDni sous la commande du contrôleur 23, s'amorce un état de direction manuelle. Si le volant 4 est manipulé à la main, l'huile qui est alors ramenée à l'orifice d'alimentation CP, doit parcourir un trajet assez étroit, déterminé par la manipulation manuelle,

pour atteindre l'orifice CA oul'orifice CB et la relative-

ment forte résistivité dûe à cette étroitesse rend le volant assez difficile à manipuler. Dans cette condition, la pression de l'huile agissant sur l'orifice de pression de ligne BP 104 diminue graduellement à partir de la valeur prescrite, le tambour 103 retourne vers l'orifice de pression de ligne BP 104 du fait de la force de compression du ressort 107 et la communication entre l'orifice BA 106 et l'orifice BB 106' est rétablie. Le volant 4 peut alors être facilement manipulé du fait de la communication car l'huile ne subira que la résistivité inhérente au

tube dans lequel elle passe à ce moment.

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Enfin, quand la charge de la pompe à huile 6 est accrue de façon abrupte du fait de la situation de la route à une limite qui ne peut être ajustée par le contrôleur 23 ou le moyen de marche-arrêt à commande électronique 27, le moteur électrique 20 peut être surchargé. La pression de l'huile à l'orifice d'alimentation P peut atteindre une valeur indiquée par un point Pl que l'on peut voir sur la figure 14, comme 70 bars et si la pression est maintenue longtemps le long de la ligne s comme le montre la figure 1î 14, le moteur électrique 20 peut éventuellement brûler et être détruit. Quand la pression indiquée par le point Pl est appliquée à l'orifice de pression de-ligne RP 204, la sphère 200 se déplace vers l'orifice de réservoir RT 205 avec d'abord la partie de dégagement 108 et ensuite la partie de dégagement 109 ouverte. La pression indiquée par le point Pl se réduit jusqu'à une pression indiquée par un point P2 comme on peut le voir sur la même figure le long d'une ligne bl et elle est maintenue le long d'une ligne cl comme on peut le voir sur la même figure. Dans

cette condition, la soupape réductrice 100 fonctionne natu-

rellement de façon que la pression de l'huile soit établie à une limite qui est rendue possible par la capacité de maintenir la puissance assistée, en d'autres termes, la pression de-l'huile n'est réduite qu'avec l'état de

direction maintenu tel qu'il était.

On notera ici que la réduction de la pression due à la vanne de détente réductrice selon l'invention est efficacement obtenue par la performance d'hysteresis du moyen de détente ou de dégagement et par conséquent, que l'opération de détente peut être effectuée de façon

extrêmement stable.

Comme on l'a expliqué ci-dessus, dans le système de direction assistée à huile sous pression et à commande électrique selon l'invention, on peut noter les effets qui suivent: 1. L'état de direction assistée peut être passé à l'état de direction manuelle par manipulation de

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la vanne de by-pass en conjonction avec la pression de l'huile envoyée de la pompe à huile par son fonctionnement marche-arrêt. 2. Le choix des deux états de direction est extrêmement simple car la sélection est effectuée par la manipulation du moteur électrique. Tandis que la communication de l'huile dans la vanne de bypass est liée au fonctionnement de marche-arrêt du moteur électrique, toute la construction du dispositif est assez simple, la résistivité dans le trajet o l'huile s'écoule réellement est faible et les dégâts dûs à la résistance à l'écoulement

sont mineurs et l'on peut obtenir un fonctionnement sûr.

3. Quand la pression de l'huile est extraordi-

nairement accrue lors d'un excès de manoeuvre à l'extrémité de la rotation du volant, le courant dans le moteur-électrique est diminué par la vanne de détente pour protéger les contacts dans le moyen de marche- arrêt à commande électronique et diminuer la capacité de l'élément semiconducteur au point que l'énergie consommée dans le moteur électrique, comme

source de puissance de la pompe à huile, peut être économisée.

4. La performance de la vanne de détente peut être stabilisée en diminuant la pression d'huile à la sortie de la pompe à huile à la limite que la capacité de maintien de la direction peut permettre, en prévoyant une fonction d'hystérésis avec le fonctionnement de détente de

la vanne de détente.

5. La surpression de l'huile du fait d'une aug-

mentation brusque de la charge dans la pompe à huile est diminuée en prévoyant la vanne de détente entre l'orifice d'alimentation et l'orifice de retour de la pompe à huile et la température de l'huile est en conséquence diminuéeainsi

la bobine du moteur électrique ne peut brûler.

6. La commutation entre l'état de direction assistée et l'état de direction manuelle peut être effectuée sans aucune discontinuité sensible en changeant l'alimentation en courant vers.e moteur électrique selon la vitesse de

la voiture.

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Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Système de direction assistée à huile sous pression et à commande électrique pour véhicule automobile, du type comprenant-une pompe à huile entraînée par un moteur électrique et qui fournit de l'huile à un

cylindre, une vanne de commande qui commande l'alimentation-

en huile et un dispositif de manipulation ainsi qu'un moyen de marchearrêt à commande électronique qui, en commun, contrôlent l'alimentation en courant vers le moteur électrique, caractérisé en ce que l'état de direction assistée passe à l'état de direction manuelle selon l'arrêt

du moteur électrique (20) effectué par le moyen de marche-

arrêt à commande électronique (27).

2. Système selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comprend de plus une vanne de bypass (10) prévue dans les-trajets par o l'huile est amenée au

cylindre (1) afin de faire communiquer lesdits trajets.

3. Système selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que l'état de direction assistée est établi en un temps o la vanne de by.pass se ferme et en ce que l'état de direction manuelle est établi en un temps o la

vanne de by-pass s'ouvre.

4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une vanne réductrice de détente (100) reliée entre un orifice d'alimentation (P) de la pompe à huile et un orifice de retour (T) de ladite pompe à huile (6).

5. Système selon la revendication 2,caractérisé en ce que la-vanne de bypass précitée est construite de vo façon que les trajets d'alimentation en huile puissent être mis en communication selon les fonctionnements du dispositif de manipulation (28) et du moyen de marche-arrêt à commande électronique.

6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la communication signifie une fermeture de la vanne de by-passs!effectuant en un moment o la pompe à huile tourne et une ouverture de la vanne de bypass s'effectuant à un

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moment o la pompe à huile s'arrête.

7. Système selon la revendication l,caractérisé en ce que le dispositif de manipulation et le moyen de marche-arrêt à commande électronique font fonctionner le moteur électrique selon la manipulation du volant (4).

8. Système selon la revendication 1,caractérisé en ce que le dispositif de manipulation et le moyen de marche-arrêt à commande électronique font fonctionner le moteur électrique selon la détection d'une avance de l'automobile à une vitesse lente ou d'une marche arrière de l'automobile, au moyen de signaux de la transmission de l'automobile.

9. Système selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le dispositif de manipulation et le moyen de marche-

arrêt à commande électronique font fonctionner le moteur électrique selon les manipulations de diverses sortes de pédales.

10. Système selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le dispositif de manipulation et le moyen de marche-

arrêt à commande électronique contrôlent le moteur électrique pour qu'il fonctionne dans une condition o la vitesse de l'automobile est dans une gamme ne dépassant pas une gamme précédemment déterminée et 1- dispositif de manipulation et le moyen de marche-arrêt à commande électronique contrôlent le moteur pour qu'il ne fonctionne pas dans une condition o la vitesse de l'automobile atteint une gamme qui dépasse

la gamme précédemment déterminée.

11. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur électrique est contrôlé par le dispositif de manipulation et le moyen de marche-arrêt à commande

électronique selon le démarrage du moteur de l'automobile.

12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que "selon le démarrage" signifie que le démarrage

est terminé.

13. Système selon la revendication 11, caractérisé én ce que "selon le démarrage" signifie "après un certain

temps à partir du démarrage".

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14. Système selon la revendication lcarac-

térisé en ce que le moyen de marche-arrêt à commande électronique comprend des relais (21),

15. Système selon la revendication 14ecarac-

t-érisé en ce que le moyen de marche-arrêt à commande électronique comprend de plus des éléments semi-conducteurs

(32; 44).

16. Système selon la revendication 4,caractérisé en ce qu'une pression pilote appliquée au tambour (103) de la vanne de bypass précitée est de plus appliquée à l'orifice de pression de ligne pour appliquer ainsi une

condition de surpression.

17. Système selon la revendication 16, caracté-

risé en ce que la vanne réductrice de détente maintient une caracaéristique d'hyst6résis en ce que la condition de,urpressiondiminue à une limite qu'admet la puissance

pour maintenir la direction du volant.

18. Système selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que la vanne de détente est prévue dans la vanne

de bypass.

19. Système selon la revendication 15, carac-

térisé en ce que le moyen de marche-arrêt à commande électronique est pourvu d'un élément de circuit (43) par lequel une tension réduite de source est appliquée au moteur électrique par commande de commutation des éléments semi-conducteurs.

20. Système selon la revendication 19, caractéri-

sé en ce que le circuit de commande des éléments semi-

conducteurs se trouve actif lorsque la vitesse dépasse une vitesse précédemment déterminée afin d'appliquer ainsi

une tension de source réduite au moteur électrique.

21. Système selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que le circuit de commande des éléments semi-

conducteurs se trouve inactif lprsque la vitesse dépasse une autre vitesse ptécedemment déterminée pour arrêter ainsi le moteur électrique et alors que la performance passe à un état de région de direction manuelle par une région de 2 3 commutation de semi-conducteur dans un état de région de direction assistée à partir d'une région de relais

dans l'état de région de direction assistée.