FR2528785A1 - POWER-ASSISTED POWER STEERING - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à une direction assistée du type économisant l'énergie, où l'assistane à la manoeuvre peut être modifiée en réponse à la vitesse de rotation d'un moteur ou à la vitesse d'un véhicule. The present invention relates to a power-saving type power steering, where the maneuvering assistance can be modified in response to the rotational speed of an engine or to the speed of a vehicle.
En général, on sait bien que, de préférence, dans une direction assistée, l'alimentation en fluide de puissance vers un cylindre (moyen de mise en action) augmente pour effectuer une assistance à la manoeuvre ou à la direction pour un volant, à l'état d'arrêt ou à l'état de fonctionnement à vitesse lente d'un véhicule, tandis que l'alimentation en fluide de puissance diminue pour réduire l'assistance au volant aux vitesses supérieures afin d'élever ainsi la stabilité du véhicule. In general, it is well known that, preferably, in a power steering, the supply of power fluid to a cylinder (means of actuation) increases to provide assistance in the maneuver or in the steering for a steering wheel, a vehicle's stopped or low-speed operating state, while the supply of power fluid decreases to reduce steering assistance at higher speeds, thereby increasing vehicle stability .
Jusqu'à maintenant, afin d'obtenir la caractéristique ci-dessus dans une direction assistée, on prévoyait une direction assistée telle que révélée dans la publication du brevet Japonais NO 54-9774, ce dispositif utilisant un embrayage électromagnétique pour entraîner et contrôler une pompe à huile déchargeant le fluide de puissance en utilisant la rotation du moteur de façon que, en remarquant qu'un angle plus important de rotation du volant est requis à 1 'é- tat d'arrêt ou à un état de fonctionnement à vitesse lente, l'embrayage électromagnétique fonctionne pour aider à la manoeuvre quand l'angle de rotation du volant dépasse une valeur prédéterminée.Cependant, dans un tel dispositif conventionnel, comme le degré dé direction assistéeest déterminé par l'angle de rotation du volant, l'assistance i la direction est brusquement appliquée à proximité de l'angle prédéterminé de rotation, et cet état instable peut par conséquent produire une condition dangereuse. Until now, in order to obtain the above characteristic in a power steering, there has been provided a power steering as disclosed in the publication of Japanese patent NO 54-9774, this device using an electromagnetic clutch to drive and control a pump with oil discharging the power fluid using the rotation of the engine so that, noting that a larger angle of rotation of the flywheel is required in the stopped state or in a state of operation at low speed, the electromagnetic clutch operates to assist maneuvering when the angle of rotation of the steering wheel exceeds a predetermined value. However, in such a conventional device, as the degree of power steering is determined by the angle of rotation of the steering wheel, the assistance if the steering is suddenly applied near the predetermined angle of rotation, and this unstable state can therefore produce a dangerous condition.
Par ailleurs, comme cela est révélé dans la publication du brevet japonais NO 54-111707, on a prévu une direction assistée où l'alimentation en fluide de puissance d'une pompe à huile vers un cylindre est contrôlée par une vanne de by-pass électromagnétique ou est ajustée par une vanne d'ajustement de l'écoulement en réponse à l'état de fonctionnement du véhicule. Cependant, la direction assistée de ce type dépense beaucoup d'énergie et ne répond pas aux necessités d'économie d'énergie parce que à un état de fonctionnement à vitesse rapide du véhicule, la plus grande partie du fluide évacué de la pompe à huile qui tourne = tinuellementàune vitesse supérieure , proportionnellement à la vitesse de rotation du moteur, est ramenée ensuite au réservoir d'huile sans produire aucun effet. Furthermore, as revealed in the publication of Japanese patent No. 54-111707, power steering has been provided in which the supply of power fluid from an oil pump to a cylinder is controlled by a bypass valve. electromagnetic or is adjusted by a flow adjustment valve in response to the operating condition of the vehicle. However, this type of power steering consumes a lot of energy and does not meet the energy saving requirements because in a high speed operating state of the vehicle, most of the fluid discharged from the oil pump which rotates = continuously at a higher speed, proportional to the speed of rotation of the engine, is then brought back to the oil tank without producing any effect.
Récemment, une mesure d'économie d'énergie a montré une tendance à diminuer le nombre de rotations d'un moteur à l'état de ralenti et à élever la zone de vitesse maximum de rotation afin de miniaturiser et d'alléger le poids du moteur. Cependant, dans une pompe à huile conventionnelle déchargeant un fluide de puissance en réponse à la vitesse de rotation du moteur, il y a des inconvénients parce que lapuissance de direction peut manquer à un état d'arrêt ou d'une vitesse extrêmement faible, et si la quantité de fluide évacué par la pompe augmente à un état de vitesse lente, alors la quantité évacuée augmente excessivement avec en conséquence une forte consommation d'énergie. Recently, an energy saving measure has shown a tendency to decrease the number of revolutions of an engine in the idle state and to increase the maximum speed rotation zone in order to miniaturize and lighten the weight of the engine. However, in a conventional oil pump discharging a power fluid in response to the rotational speed of the engine, there are drawbacks because the steering power may fail in a stopped state or at an extremely low speed, and if the quantity of fluid evacuated by the pump increases at a slow speed state, then the quantity evacuated increases excessively with consequently a high consumption of energy.
La présente invention concerne une direction assistée perfectionnée, permettant d'éliminer les inconvénients ci-dessus. The present invention relates to an improved power steering, making it possible to eliminate the above drawbacks.
La présente invention a pour conséquent pour objet une direction assistée du type économisant l'énergie. The present invention therefore relates to a power-assisted type power steering.
La présente invention a pour autre objet une direction assistée où le nombre de rotations d'une pompe à huile peut être modifié en réponse à la vitesse du véhicule et à l'angle de manoeuvre d'un volant, pour changer ainsi la puissance de la direction assistée. Another object of the present invention is a power steering where the number of rotations of an oil pump can be modified in response to the speed of the vehicle and the steering angle of a steering wheel, thereby changing the power of the power steering.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours dela description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation et dans lesquels
- la figure I est une vue schématique d'un mode de réalisation préféré de la direction assistée selon l'invention;
- les figures 2 et 3 sont des courbes caractéristiques montrant la relation entre la vitesse du véhicule, sur l'axe des abscisses et le nombre de tours de rotation de la pompe à huile du mode de réalisation de la figure 1, sur l'axe des ordonnées; et
- la figure 4 est une courbe caractéristique montrant la relation entre le nombre de rotations ou de tours de la pompe, sur l'axe des abscisses et la quantité d'évacuation de la pompe à huile sur l'axe des ordonnées, en comparant la présente invention et l'art antérieur.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which will follow made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating a mode and in which
- Figure I is a schematic view of a preferred embodiment of the power steering according to the invention;
- Figures 2 and 3 are characteristic curves showing the relationship between the speed of the vehicle, on the abscissa axis and the number of rotations of the oil pump of the embodiment of Figure 1, on the axis ordinates; and
- Figure 4 is a characteristic curve showing the relationship between the number of rotations or revolutions of the pump, on the abscissa axis and the amount of evacuation of the oil pump on the ordinate axis, by comparing the present invention and the prior art.
La figure 1 montre un mode de réalisation préféré d'une direction assistée selon l'invention. Un volant 1 est couplé par une vanne de contrôle ou commande 2 et une botte de direction 3, à un moyen de mise en action 4, et le moyen de mise en action 4 et une vanne de communication 5 sont connectés, par la vanne de contrôle ou commande 2, à une pompe à huile 6 au moyen de lignes A et B. La vanne 2 contre le la quantité etla direction d'écoulement du fluide qui est évacué par 1A ppmpe à huile 6 vers le moyen de mise en action 4 en réponse à une opération de manoeuvre du volant 1.La vanne de communication 5 sert à fermer un trajet de by.-pass entre les lignes d'alimentation A et B du moyen de mise en action 4 quand un organe de la vanne est actionné par le fluide dans une ligne pilote C qui transmet la pression d'huile appliquée par la rotation de la pompe à huile 6, afin d'obtenir ainsi un état de direction assistée, tandis que la vanne 5 sert à ouvrir le trajet de by-pass entre les lignes d'alimentation A et B quand la pompe à huile 6 s'arrête ou que sa rotation est à un état de vitesse extrêmement faible, afin de relâcher ainsi la puissance de direction assistée et d'effectuer un état de direction manuelle. Figure 1 shows a preferred embodiment of a power steering according to the invention. A flywheel 1 is coupled by a control or command valve 2 and a steering boot 3, to an actuating means 4, and the actuating means 4 and a communication valve 5 are connected, by the control or command 2, to an oil pump 6 by means of lines A and B. The valve 2 against the quantity and the direction of flow of the fluid which is evacuated by 1A ppmpe oil 6 towards the means of actuation 4 in response to a steering wheel operation 1. The communication valve 5 is used to close a by-pass path between the supply lines A and B of the actuating means 4 when a member of the valve is actuated by the fluid in a pilot line C which transmits the oil pressure applied by the rotation of the oil pump 6, in order to thus obtain a state of power steering, while the valve 5 serves to open the by-pass path pass between supply lines A and B when the oil pump 6 stops or its rotation is in a state of extremely low speed, thereby releasing the power of the power steering and effecting a manual steering state.
L'arbre rotatif du moteur 7 est couplé à la pompe à huile 6 par un embrayage électromagnétique 8 ayant une caractéristique de transmission linéaire. The rotary shaft of the motor 7 is coupled to the oil pump 6 by an electromagnetic clutch 8 having a characteristic of linear transmission.
Sur le volant 1 est également prévu un capteur de direction 9 qui comprend, par exemple, un générateur de courant continu de petite dimension et qu;émet un signal électrique selon l'opération de direction du volant 1. Un capteur 10 de la rotation du moteur prévu sur le moteur 7 détecte, par exemple, une impulsion d'allumage ou la convertit en un signal analogique en intégrant l'impulsion pour émettre un signal électrique correspondant au nombre de tours du moteur. On the steering wheel 1 is also provided a direction sensor 9 which comprises, for example, a direct current generator of small dimension and which emits an electrical signal according to the steering operation of the steering wheel 1. A sensor 10 of the rotation of the engine provided on engine 7 detects, for example, an ignition pulse or converts it into an analog signal by integrating the pulse to emit an electrical signal corresponding to the number of engine revolutions.
De même, un capteur de vitesse 12 détecte le nombre de rota tions d'un cible d'un tachymètre qui est relié à une boite de transmission 11, et émet des signaux électriques correspondant à la vitesse du véhicule.Likewise, a speed sensor 12 detects the number of rotations of a target of a tachometer which is connected to a gearbox 11, and emits electrical signals corresponding to the speed of the vehicle.
Un circuit de commande électronique (non représen té) reçoit les signaux à X sortie d'un dispositif de manoeuvre 13, c'est-à-dire les signaux respectifs à la sortie du capteur de direction 9, du capteur 10 de la rotation du moteur et du capteur de vitesse 12 et, quand le volant 1 fonctionne et que par conséquent le signal de sortie du capteur de direction 9 est reçu , il amplifie la quantité ET du signal de sortie du capteur de rotation du moteur 10 et du signal de sortie de capteur de vitesse 12 pour appliquer le signal ET amplifié à l'embrayage électromagnétique 8. En conséquence, une caractéristique répondant à la vitesse du véhicule s'ajoute à l'embrayage électromagnétique 8 ayant la caractéristique de transmission linéaire, et donc quand le véhicule est arrêté, le courant d'excitation d'une bobine de solénoïde de l'embrayage électromagnétique 8 arrive à une valeur maximum pour transmettre la rotation du moteur 7 à la pompe à huile 6 sans glissement et quand la vitesse du véhicule est accrue, le courant d'excitation diminue pour augmenter le glissement. Ainsi,le champ magnétique produit par la bobine de solénoïde de l'embrayage électromagnétique 8 est contrôlé pour changer électriquement le degré de transmission avec glissement afin de pouvoir obtenir en réponse à la vitesse du véhicule, la puissance de direction assistée.Bien que, dans le mode de réalisation préféré, ltembrayage électromagnétique 8 fonctionne selon le sigral détecté par le capteur de direction 9 uniquement dans le cas d'une direction selon la quantité de transmission préétablie afin d'entraîner ainsi la pompe à huile 6, il est possible que l'embrayage électromagnétique 8 soit entraîné continuellement par les signaux détectés au capteur de vitesse 12 et au capteur 10 dè la rotation du moteur sur une zone préétablie et variable de lz quantité d transmission, afin d'entrainer la pompe à huile 6.De même, il est facile de prévoir que l'embrayage électromagnétique 8 puisse fonctionner selon une quantité variable de transmission sur la base du signal détecté par le capteur de rotation du moteur 10, pour contrôler la quantité d'évacuation de la pompe à huile. An electronic control circuit (not shown) receives the signals at X output from an operating device 13, that is to say the respective signals at the output of the direction sensor 9, of the sensor 10 of the rotation of the motor and speed sensor 12 and, when the steering wheel 1 operates and therefore the output signal from the direction sensor 9 is received, it amplifies the amount AND of the output signal from the motor rotation sensor 10 and the signal from speed sensor output 12 to apply the amplified AND signal to the electromagnetic clutch 8. Consequently, a characteristic corresponding to the speed of the vehicle is added to the electromagnetic clutch 8 having the characteristic of linear transmission, and therefore when the vehicle is stopped, the excitation current of a solenoid coil of the electromagnetic clutch 8 reaches a maximum value to transmit the rotation of the engine 7 to the oil pump 6 without slipping and when the vehicle speed is increased, the excitation current decreases to increase the slip. Thus, the magnetic field produced by the solenoid coil of the electromagnetic clutch 8 is controlled to electrically change the degree of slip transmission in order to be able to obtain, in response to the speed of the vehicle, the power of power steering. the preferred embodiment, the electromagnetic clutch 8 operates according to the sigral detected by the direction sensor 9 only in the case of a direction according to the quantity of transmission preset in order to thus drive the oil pump 6, it is possible that the electromagnetic clutch 8 is continuously driven by the signals detected at the speed sensor 12 and at the sensor 10 from the rotation of the engine over a predetermined and variable area of the amount of transmission, so as to drive the oil pump 6. Similarly, it is easy to foresee that the electromagnetic clutch 8 can operate according to a variable quantity of transmission on the basis of the signal detected by the sensor. r of rotation of the motor 10, to control the quantity of evacuation of the oil pump.
Par ailleurs, bien que dans le mode de réalisation préféré, on prévoit une vanne de communication 5 pour by-passer les deux chambres du moyen de mise en action 4 et réduire la résistance du trajet d'huile de la direction à l'état non assisté quand la pompe à huile 6 est arrêtée ou tourne à une vitesse extrêmement lente, la vanne de communication peut être retirée des lignes d'huile étant donnée la légère augmentation du couple de direction à l'état de direction manuelle quand la pompe à huile 6 ne décharge pas de fluide de puissance etde la résistance mécanique de la vanne de contrôle 2 (barre de torsion;; De préférence, on dispose d'un embrayage à poudre, d'un embrayage à hystérésis et analogues pour 1' embrayage électromagnétique ayant uoe caractéristique de transmission linéaire, le premier utilisant une poudre magnétique de façon qu'en condition excitée, le couple soit transmis par la force d'attraction mutuelle de la poudre magnétique et la force de frottement entre la poudre et une surface de transmission de l'embrayage, et le dernier étant tel qu'un accouplement sans contact soit magnétiquement accompli sans utiliser de force mécanique de frottement.Furthermore, although in the preferred embodiment, a communication valve 5 is provided for bypassing the two chambers of the actuating means 4 and reducing the resistance of the oil path from the steering to the non-state assisted when the oil pump 6 is stopped or runs at an extremely slow speed, the communication valve can be removed from the oil lines given the slight increase in the steering torque in the manual steering state when the oil pump 6 does not discharge power fluid and the mechanical resistance of the control valve 2 (torsion bar ;; Preferably, there is a powder clutch, a hysteresis clutch and the like for the electromagnetic clutch having uoe linear transmission characteristic, the first using a magnetic powder so that in excited condition, the torque is transmitted by the mutual attraction force of the magnetic powder and the friction force between the powder and a clutch transmission surface, and the latter being such that a non-contact coupling is magnetically accomplished without the use of mechanical friction force.
La figure 2 montre une caractéristique vitesse du véhicule-rotation de la pompe du dispositif de direction assistée selon l'invention, et sur les dessins, a1 désigne une caractéristique de rotation fixe de la pompe à huile, a2 désigne une caractéristique de rotation d'atténuation de la pompe à huile, b désigne une caractéristique de rotation d'atténuation linéaire en réponse à la vitesse du véhicule et D désigne un point de fonctionnement de la vanne de communication.Par ailleurs, la figure 3 montre une caractéristique vitesse du véhicule-rotaton de la pompe illustrant l'effet d'économie d'énergie du dispositif de direction assis tée selon l'invention, et sur le dessin, cl désigne une caractéristique de rotation d'une pompe à huile lors d'une manoeuvre, c2 désigne une caractéristique d'arrêt de la pompe à huile à l'état de non -manoeuvre ou de non-directon, et c3 désigne une caractéristique de rotation à l'échauffement, à vitesse extrêmement lente, de la pompe à huile lors d'une non-manoeuvre. Selon la figure 3, il est apparent que l'alimentation en fluide de puissance par la pompe à huile est réduite ou arrêtée quand la direction assistée n'est pas nécessaire.De même, la vanne de communication fonctionne à un point de vitesse supérieureD' pourby-passer les deux chambres du moyen de mise en action afin de provoquer un état de direction manuelle. FIG. 2 shows a speed characteristic of the vehicle-rotation of the pump of the power-assisted steering device according to the invention, and in the drawings, a1 denotes a fixed rotation characteristic of the oil pump, a2 denotes a rotation characteristic of oil pump attenuation, b designates a linear attenuation rotation characteristic in response to the vehicle speed and D designates an operating point of the communication valve. In addition, Figure 3 shows a vehicle speed characteristic- rotation of the pump illustrating the energy saving effect of the seated steering device according to the invention, and in the drawing, cl denotes a characteristic of rotation of an oil pump during an operation, c2 denotes a characteristic of stopping the oil pump in the non-operating or non-directing state, and c3 denotes a characteristic of rotation on heating, at extremely slow speed, of the oil pump during a no M maneuver. According to FIG. 3, it is apparent that the supply of power fluid by the oil pump is reduced or stopped when the power steering is not necessary. Similarly, the communication valve operates at a higher speed point. to bypass the two chambers of the actuating means in order to cause a state of manual steering.
La figure 4 montre la caractéristique quantité de décharge -rotation de la pompe à huile, pour comparer la caractéristique de décharge de la pompe à huile selon l'invention à la caractéristique de décharge d'une pompe à huile telle qu'utilisée dans un dispositif conventionnel de direction assistée où l'alimentation en fluide de la pompe à huile au cylindre est ajustée par la vanne d'ajustement d'écoulement selon l'état de fonctionnement du véhicule et, sur le dessin, dl désigne une caractéristique apparente d'évacuation de la pompe à huile, d2 désigne une caractéristique générale d'évacuation de la pompe à huile à laquelle ne s'ajoute pas la caractéristique répondant à la vitesse du véhicule (dans cette condition, l'huile évatiéerxyiutilisée est ramenée au réservoir par la vanne d'ajustement d'écoulement) et e désigne une caractéristique de la pompe à huile selon l'invention. En conséquence, sur la figure 4, la zone I est une zone non valable d'évacuation et selon l'invention, si l'embrayage électromagnétique avec une caractéristique de transmission linéaire fonctionne à proxi mité d'un point P, alors rs parrpe à htdle efficacement fonc- tionner dans la zone II, c'est-à-dire une zone valable. FIG. 4 shows the characteristic discharge quantity - rotation of the oil pump, to compare the discharge characteristic of the oil pump according to the invention with the discharge characteristic of an oil pump as used in a device conventional power steering where the fluid supply from the oil pump to the cylinder is adjusted by the flow adjustment valve according to the operating condition of the vehicle and, in the drawing, dl denotes an apparent evacuation characteristic of the oil pump, d2 denotes a general characteristic for evacuating the oil pump, to which the characteristic corresponding to the speed of the vehicle is not added (in this condition, the used exhaust oil is returned to the tank by the valve flow adjustment) and e denotes a characteristic of the oil pump according to the invention. Consequently, in FIG. 4, zone I is an invalid evacuation zone and according to the invention, if the electromagnetic clutch with a linear transmission characteristic operates near a point P, then rs parrpe à It works efficiently in zone II, that is to say a valid zone.
Bien que dans le mode de réalisation préféré tel que représenté sur la figure 1, l'embrayage électromagnétique 8 soit prévu pour être directement couplé à la pompe à huile 6, même si l'on utilise une pompe à huile de plus petites dimensions, d'un poids plus léger et ayant une plus faible quantité d'évacuation, il est possible de prévoir un moyen de transmission pour augmenter la vitesse de rotation de la pompe à huile entre l'embrayage et la pompe à huile, afin d'obtenir ainsi la puissance de direction souhaitée à un état de ralenti du moteur ou à un état de fonctionnement à vitesse inte. Although in the preferred embodiment as shown in FIG. 1, the electromagnetic clutch 8 is provided to be directly coupled to the oil pump 6, even if a smaller oil pump is used, d '' A lighter weight and having a lower amount of evacuation, it is possible to provide a transmission means to increase the speed of rotation of the oil pump between the clutch and the oil pump, in order to thus obtain the desired steering power in an idle state of the engine or in an operating state at inte speed.
Comme on l'a décrit di-dessus, la présente invention, contrairement à une commande partout ou rien", permet de donner une assistance variable à la direction ou à la manoeuvre selon la vitesse préétablie du véhicule et cela par conséquent, ne donne pas à un opérateur une sensation instable lorsqu' il conduit. De même, selon l'invention, le changement entre l'état de direction assistéeet l'état de direction manuelle peut être effectué régulièrement ou en douceur par le fonctionnement de la vanne de communication, ce qui stabilise ainsi le fonctionnement du volant. As described above, the present invention, unlike a command everywhere or nothing ", makes it possible to give variable assistance to the steering or to the maneuver according to the preset speed of the vehicle and this therefore does not give to an operator an unstable feeling when driving. Similarly, according to the invention, the change between the power steering state and the manual steering state can be carried out regularly or smoothly by the operation of the communication valve, which thus stabilizes the functioning of the steering wheel.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |