FR2767299A1 - Procede et mecanisme de commande du flux volumique d'un systeme hydraulique de direction assistee de vehicules automobiles - Google Patents

Abstract

Procédé suivant lequel un distributeur (3) de la direction, à centre ouvert, et un réservoir (7) séparable hydrauliquement de ce dernier reçoivent du fluide comprimé d'une pompe (5).Les variations de la pression du système provoquées par la mise en service du distributeur (3) sont déterminées et utilisées en signaux de commande d'un mécanisme de distribution (10) afin de régler un équilibre entre la pression de fermeture de ce dernier (10) et la pression du réservoir (7) de manière qu'en cas de chute brusque de la pression de braquage apparaissant dans le distributeur (3), le mécanisme (10) s'ouvre automatiquement et que la diminution du flux soit compensée.Application à l'uniformisation de la force apportée par une direction assistée.

Description

L'invention se rapporte à un procédé de commande du flux volumique d'un

système hydraulique de direction assistée pour véhicules automobiles, suivant lequel une pompe entraînée par un moteur électrique dirige un fluide comprimé sur un distributeur à centre ouvert et sur un réservoir hydraulique pouvant être séparé de ce distributeur au moyen d'un mécanisme de distribution. Par ailleurs, l'invention se rapporte à un mécanisme de distribution et également à un tel mécanisme à fonction intégrée de remplissage du réservoir pour la mise en oeuvre

du procédé.

Dans les systèmes de direction assistée qui utilisent des distributeurs à centre ouvert - dénommés distributeurs de direction CO -, la pompe envoie du fluide comprimé sous faible pression dans le réservoir par l'intermédiaire du distributeur ouvert alors que celui-ci est en position neutre. Ce distributeur de direction sert à l'alimentation en pression hydraulique d'un mécanisme réglant qui se compose de manière connue d'un arbre d'entrée, d'un arbre de sortie, d'une barre de torsion dont une extrémité est reliée à l'arbre d'entrée et dont l'autre l'est à l'arbre de sortie, ainsi que d'un manchon entourant l'arbre d'entrée. De plus, l'arbre d'entrée est relié à une bielle de direction, tandis que l'arbre de sortie est en prise au moyen d'un pignon avec la crémaillère d'une direction. Lors d'une rotation relative de l'arbre d'entrée et du manchon, une pression hydraulique est générée dans le sens correspondant pour assister le mouvement de braquage. Il est connu d'utiliser un moteur électrique séparé d'entraînement de la pompe refoulant le fluide comprimé, de sorte que d'une part la direction elle-même reste utilisable lorsque le moteur du véhicule est coupé et que d'autre part la consommation d'énergie du moteur électrique peut être commandée par un circuit électronique et qu'ainsi l'énergie peut être fournie à la pompe en fonction de la demande. Avec un tel système, la fraction de la consommation d'essence par une direction assistée peut être réduite jusqu'à 75%. La puissance de l'ensemble du moteur électrique et de la pompe est déterminée essentiellement par la consommation de courant qui est limitée par l'industrie automobile et qui est d'environ 60 à 80 ampères pour une tension du réseau de bord qui est en général de 13,5 volts. Cette limite de courant ne représente pour de petits véhicules, dont la charge de l'essieu avant est inférieure à 600 kg, aucune restriction notable de10 l'assistance, tandis que pour les catégories plus lourdes de véhicules (de 900 à 1200 kg) ou pour de grands rapports de démultiplication de la direction, il en résulte une restriction notable de puissance par rapport à une direction assistée classique. Ceci se fait sentir par le dénommé "effet de rattrapage" qui réside dans le fait que lors d'une rotation rapide de la direction, par exemple à l'arrêt, le conducteur ressent brièvement une réaction de dureté de la direction qui a pour origine une chute du flux volumique lorsqu'un point critique est dépassé. Avec un ensemble moteur-pompe conçu selon les règles imposées, une élévation de la puissance maximale du système de braquage est impossible lorsqu'est imposée une limite maximale

donnée de la consommation de courant.

Le document DE 44 09 928 Al décrit une servocommande hydraulique de la direction d'un véhicule automobile qui se caractérise par une élévation de la dynamique du braquage pour une consommation réduite d'énergie. Ceci s'obtient par une alimentation en fluide comprimé d'un distributeur de direction à centre ouvert au moyen d'un dispositif qui comprend une pompe entraînée par un moteur électrique et un réservoir séparé hydrauliquement du distributeur de direction par une soupape d'arrêt commandée de type à siège. La pression du réservoir hydraulique est contrôlée par un détecteur dont les signaux sont utilisés pour la commande du moteur électrique. Un distributeur de réglage met en dérivation un flux d'huile de commande et le dirige sur le distributeur de direction par un conduit qui contourne la soupape d'arrêt. L'élévation de pression provoquée par la mise en service du distributeur de la direction provoque une ouverture de la soupape d'arrêt, de sorte qu'un complément de flux volumique s'écoule du réservoir hydraulique vers ce distributeur afin d'assister

le mouvement de braquage.

Un inconvénient de cette servocommande hydraulique connue est que la mise en service du distributeur de la direction provoque en permanence, même sous de faibles pressions, un prélèvement d'huile sur le réservoir hydraulique qui est sous pression élevée et ceci se répercute négativement sur le bilan énergétique, car les pertes par étranglement échauffent inutilement l'huile. De plus, il faut en conséquence que le réservoir soit fréquemment rechargé, de sorte que la consommation moyenne de courant du moteur électrique augmente avec pour conséquence que la fraction de consommation d'essence du système de direction se dégrade notablement par rapport aux

75% mentionnés plus haut.

L'invention a pour objet de perfectionner un procédé du type tel que décrit en préambule de manière que tout en restant dans les conditions limites prescrites actuellement par l'industrie automobile, un flux volumique dépassant le débit maximal de la pompe soit rendu disponible à la demande sans pour autant augmenter la consommation moyenne

de courant.

Selon une particularité essentielle de l'invention, les variations de la pression du système qui sont dues à la mise en service du distributeur de la direction sont déterminées et utilisées en paramètres de commande du mécanisme de distribution afin de régler un équilibre établi entre la pression régnant dans le système et la pression de fermeture du mécanisme distributeur, d'une part, et de la pression du réservoir hydraulique, d'autre part, lorsque ce mécanisme est en position de fermeture, de façon qu'en cas de chute brusque de la pression à laquelle se trouve le distributeur de la direction par suite d'une diminution du flux volumique, le mécanisme de distribution s'ouvre automatiquement et que la diminution du flux volumique soit compensée par l'apport, qui est conforme à

la demande, de fluide comprimé provenant du réservoir.

Le procédé selon l'invention tient compte de l'"effet de rattrapage" apparaissant au-dessus d'une pression critique. De plus, il est possible d'obtenir une vitesse suffisante de braquage, en particulier dans les véhicules lourds, sans que la limite maximale de 80 ampères de la

consommation de courant du moteur électrique soit dépassée.

Il est particulièrement avantageux que le réservoir hydraulique soit chargé, c'est à dire rempli, par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt de protection et d'un distributeur de charge de manière à permettre d'obtenir un mode d'exécution bon marché et de maintenir les pertes

d'énergie à un minimum.

Suivant une suggestion particulièrement avantageuse de l'invention, le flux volumique quittant la pompe est étranglé par le distributeur de charge du réservoir en fonction de la pression régnant dans ce dernier afin de diriger une partie du flux volumique dans ce distributeur par l'intermédiaire de la soupape d'arrêt lorsque ce

réservoir hydraulique est déchargé.

Selon une particularité de l'invention, la pression de fermeture du mécanisme de distribution est modifiée en fonction de la pression régnant dans le système afin de permettre d'obtenir un équilibre entre cette pression régnant dans le système et la pression de fermeture, d'une part, et la pression du réservoir hydraulique, d'autre part. Les variations de la pression de fermeture sont avantageusement dans un rapport proportionnel avec des variations de la pression du système, de sorte qu'il ne se produit globalement aucune modification sur le côté de l'équilibre qui est formé de la pression du système et de

celle de fermeture.

Selon une autre particularité de l'invention, les variations de la pression du système sont détectées par un capteur ou au moyen de la consommation de courant du moteur électrique de commande de la pompe et sont converties par un module électronique en signaux de commande du mécanisme de distribution. Il est de plus particulièrement avantageux que, lorsque la pression de refoulement atteint une valeur critique, la pression de fermeture du mécanisme de distribution soit maintenue constante pendant un intervalle de temps prescrit, de sorte que ce mécanisme subit une ouverture par suite de l'équilibre auquel il se trouve. La consommation d'énergie du moteur électrique et donc le débit de la pompe sont aussi avantageusement commandés par le module électronique correspondant de manière à permettre d'obtenir un refoulement de fluide comprimé qui correspond

à celui de la demande.

L'invention se rapporte par ailleurs à un mécanisme de distribution assurant la commande de l'alimentation en fluide comprimé d'un réservoir destiné à un système hydraulique de direction assistée pour véhicules automobiles, qui est caractérisé par un tiroir déplaçable par électro-aimant et au moyen duquel un siège de soupape en communication hydraulique avec le réservoir peut être obturé et par un canal de passage sur lequel est dirigé un flux volumique qui est généré par une pompe commandée par un moteur électrique et qui est destiné à un distributeur de direction à centre ouvert qui fait partie du système hydraulique de direction assistée, le tiroir étant repoussé vers le siège de soupape par la pression du flux volumique qui règne dans le canal de passage. Le mode d'exécution selon l'invention du mécanisme de distribution permet de mettre en oeuvre le procédé décrit plus haut, c'est à dire qu'en cas d'une "situation de rattrapage", un complément de flux volumique est rendu disponible sans que la consommation d'énergie de la pompe monte au-dessus d'une valeur maximale prescrite de la consommation de courant, par exemple de 80 ampères. Ceci est fondé sur le fait que la diminution brusque de flux volumique dans le canal de passage, qui apparaît en cas d'une "situation de rattrapage", est concomitant d'une réduction simultanée de la pression régnant dans ce canal, de sorte que l'équilibre des forces agissant sur le tiroir est modifié de manière que celui-ci soit déplacé pour être mis en position d'ouverture et que le flux volumique

nécessaire de braquage sorte du réservoir hydraulique.

Selon une particularité de l'invention, la force magnétique agissant sur le tiroir du mécanisme de distribution est commandée en fonction de la pression régnant sur le côté refoulement de la pompe afin de garantir qu'en l'absence d'une "situation de rattrapage", ce tiroir se trouve à une position d'équilibre à laquelle il obture le siège de la soupape. A cette fin, les variations de pression du flux volumique à l'intérieur du canal de passage, qui sont provoquées par les mouvements de braquage et qui agissent aussi sur le tiroir, sont compensées par la force magnétique agissant à leur encontre. En l'absence d'une "situation de rattrapage", la pression régnant dans le canal de passage est égale à celle qui règne au côté refoulement de la pompe, de sorte que la position de fermeture du tiroir peut se régler par la commande de la force magnétique en fonction de la pression

régnant sur le côté refoulement de la pompe.

Il est particulièrement avantageux que le tiroir du mécanisme de distribution soit accessoirement soumis à la force d'un élément de ressort tendant à le pousser vers le siège de soupape afin de garantir que ce ressort ferme le siège même lorsque l'électro-aimant n'est pas excité. Selon une autre particularité de l'invention, la force de serrage du tiroir sur le siège de soupape, qui est exercée par l'élément de ressort, est au moins aussi grande que la force d'ouverture que la pression du réservoir hydraulique à l'état chargé exerce en sens inverse sur ce tiroir, de sorte que ce dernier ne peut se déplacer vers une position d'ouverture que sous l'effet de la force magnétique générée par l'électro-aimant. Suivant un mode de réalisation avantageux, l'extrémité du tiroir du mécanisme de distribution qui est tournée vers le siège de soupape est disposée dans une chambre dans laquelle est présente la pression du flux volumique régnant dans le canal de passage, de sorte que ce tiroir est repoussé de manière simple vers le siège de soupape par la pression du flux volumique régnant dans le canal de passage. La chambre est avantageusement en communication hydraulique avec le canal de passage de manière à permettre d'obtenir une coïncidence de la pression régnant dans le canal de passage et de celle régnant dans la chambre. Il est aussi particulièrement avantageux que l'élément de ressort soit logé dans la chambre afin de permettre

d'obtenir un encombrement aussi faible que possible.

Suivant une autre particularité de l'invention, la direction du mouvement du tiroir est perpendiculaire à l'axe longitudinal du canal de passage, de manière à obtenir sans perte un flux volumique provenant du réservoir et correspondant à la demande lorsque le tiroir est en position d'ouverture. Au moins une partie du tiroir est de préférence disposée de manière à pénétrer dans le canal de passage afin de permettre un mode d'exécution à faible encombrement du mécanisme de distribution. L'invention se rapporte par ailleurs à un mécanisme de distribution destiné à la commande d'un réservoir hydraulique alimenté en fluide hydraulique et à l'étranglement d'un flux volumique d'un distributeur de direction à centre ouvert d'un système hydraulique de direction assistée de véhicule, ce flux volumique étant généré par une pompe à commande par moteur électrique, ledit mécanisme étant caractérisé par un tiroir manoeuvré x par voie électromagnétique et au moyen duquel un siège de soupape communiquant avec le réservoir hydraulique peut être obturé, par un canal de passage sur lequel le flux volumique du distributeur de direction est dirigé et par un manchon monté coulissant, dont une extrémité subit la force d'un élément élastique orientée vers le siège de soupape, qui entoure le tiroir et par lequel le canal de passage peut être étranglé, le tiroir tendant à être repoussé vers le siège de soupape par la pression du flux volumique régnant dans le canal de passage et le côté extrême du manchon qui est à l'opposé de celui qui est soumis à la force élastique étant soumis à la pression du réservoir hydraulique. Ce mode d'exécution selon l'invention du mécanisme de distribution permet aussi la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment de commande du flux volumique d'un

système hydraulique de direction assistée pour véhicules.

Il offre de plus l'avantage non seulement d'assumer la fonction de commande du réservoir hydraulique, mais aussi de présenter la possibilité de provoquer un étranglement du flux volumique de braquage, ce qui correspond accessoirement à la fonction d'un distributeur de charge ou de remplissage de l'accumulateur selon le procédé décrit plus haut. La commande du réservoir hydraulique s'effectue de la même manière qu'avec le mécanisme de distribution décrit plus haut, c'est à dire qu'en cas d'une "situation de rattrapage", la force magnétique agissant sur le tiroir déplace ce dernier pour le mettre en position d'ouverture, de sorte qu'il en résulte une arrivée conforme à la demande de fluide comprimé provenant du réservoir hydraulique. La fonction de charge ou de remplissage du réservoir s'obtient par le manchon guidé coulissant, car celui-ci se déplace sous l'effet de la force du ressort qui l'attaque, lorsque le réservoir n'est pas chargé, de manière qu'un orifice d'entrée se rétrécisse progressivement et ainsi étrangle le flux volumique en amont du mécanisme de distribution, ce qui permet d'obtenir une charge ou un remplissage du réservoir hydraulique. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le tiroir est guidé parallèlement à la paroi interne du manchon de manière à obtenir un montage coulissant radial. Selon une autre particularité de l'invention, le manchon est disposé de manière à pénétrer dans le canal de passage de façon à permettre d'obtenir un étranglement du flux volumique qui se trouve dans ce

passage.

Le manchon comporte avantageusement, pour le cas o le réservoir hydraulique est chargé, au niveau du canal de passage, un orifice d'entrée et un orifice de sortie qui autorisent la circulation dans ce canal. Il est particulièrement avantageux que le déplacement du manchon ait pour conséquence que l'orifice d'entrée s'éloigne du canal de passage de manière à permettre d'obtenir que celui- ci puisse aussi être fermé. Il est par ailleurs avantageux que le diamètre de l'orifice de sortie soit égal au diamètre du canal de passage, tandis que l'orifice d'entrée est plus petit de manière qu'il en résulte de faibles pertes de pression à la sortie ainsi qu'une course aussi courte que possible du tiroir pour l'obturation totale du canal de passage. Il est par ailleurs suggéré que les orifices d'entrée et de sortie soient décalés afin de faire s'écouler un complément de flux volumique du réservoir vers l'orifice de sortie lorsque ce réservoir est

chargé et que l'orifice d'entrée est étranglé.

Il est aussi avantageux que la force magnétique agissant sur le tiroir soit également commandée en fonction

de la pression régnant sur le côté refoulement de la pompe.

Il est de plus avantageux que le tiroir soit aussi soumis accessoirement à la force d'un élément de ressort orientée

vers le siège de soupape.

Suivant un mode de réalisation avantageux, la force de serrage du tiroir sur le siège de soupape, qui est exercée par l'élément de ressort, est au moins aussi grande que la force d'ouverture que la pression du réservoir hydraulique à l'état chargé exerce à son encontre sur le tiroir afin d'obtenir que ce dernier soit en position de fermeture lorsque l'électro-aimant n'est pas excité. Il est avantageux que l'extrémité du tiroir tournée à l'opposé du siège de soupape soit disposée dans une chambre réalisée à l'intérieur du manchon et dans laquelle existe la pression du flux volumique qui règne dans le canal de passage, afin que ce flux volumique repousse le tiroir vers le siège de soupape. A cette fin et selon une autre particularité de l'invention, la chambre est en communication hydraulique avec le canal de passage. Il est par ailleurs suggéré que l'élément de ressort soit disposé

dans la chambre afin de permettre d'obtenir un encombrement particulièrement faible du mécanisme de distribution.

Il est finalement suggéré que la direction du mouvement du tiroir soit perpendiculaire à l'axe de symétrie du canal du passage et qu'au moins une partie de20 ce tiroir pénètre dans ce canal afin de garantir une arrivée automatique de fluide comprimé provenant du réservoir hydraulique en présence d'une "situation de rattrapage". L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un graphique du flux volumique refoulé en fonction de la pression; la figure 2 représente schématiquement le procédé de l'invention; la figure 3 est une coupe axiale d'un mécanisme de distribution destiné à la commande d'un réservoir hydraulique; la figure 4 est une coupe axiale d'un dispositif de distribution destiné à la commande d'un réservoir 1! hydraulique et à l'étranglement du flux volumique lorsque ce réservoir est chargé et la figure 5 est une coupe axiale du mécanisme de distribution destiné à la commande d'un réservoir hydraulique et à l'étranglement d'un flux volumique selon

la figure 4 lorsque ce réservoir est déchargé.

Comme le montre qualitativement la figure 1, il se produit au-dessus d'une pression critique une chute du flux volumique refoulé et donc aussi du flux volumique de la direction, ce qui apparaît par exemple lors d'une rotation rapide d'un volant à l'arrêt et ledit "effet de rattrapage" est ressenti par le conducteur sous la forme d'une dureté momentanée de la direction. Il faudrait augmenter le débit de la pompe pour pouvoir compenser cette diminution de flux volumique. Mais une élévation du débit de la pompe ne pouvant s'obtenir que par un supplément de consommation de courant par le moteur, ce qui est contraire aux prescriptions actuelles de l'industrie automobile, le procédé selon l'invention permet de compenser cette diminution de flux par une arrivée automatique et conforme à la demande de fluide comprimé provenant d'un réservoir hydraulique. Le procédé de l'invention que représente schématiquement la figure 2 peut se subdiviser en trois modules fonctionnels 1, 2, 3. Le module fonctionnel 1 comprend un moteur électrique 4 qui entraîne une pompe 5 de refoulement d'un fluide comprimé. Un module électronique 6 commande en fonction de la demande le flux volumique refoulé, c'est à dire par exemple en mode connu d'attente

et il contrôle la consommation de courant par le moteur.

Le module fonctionnel 2 comprend un réservoir hydraulique 7 qui peut être alimenté en fluide sous pression par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt 8 et d'un distributeur 9 de charge ou de remplissage du réservoir qui est commandé en fonction de la pression régnant dans le réservoir 7 de façon que, lorsque celui-ci est chargé, il se trouve en position de passage et que, lorsque le réservoir 7 n'est pas chargé, il se trouve à une position d'étranglement, ainsi qu'un mécanisme de distribution 10 à commande combinée électromagnétique et manométrique et qui, en cas de chute brusque de la pression du flux volumique dans le conduit de travail 11, permet une arrivée de fluide comprimé provenant du réservoir 7 et qui

correspond à la demande.

Le module fonctionnel 3 comprend finalement le schéma hydraulique connu d'un distributeur à centre ouvert d'un système de direction assistée. La structure d'un système de direction assistée se compose en général d'un arbre d'entrée relié à une bielle de direction et qui est relié par une barre de torsion à un arbre de sortie équipé d'un pignon, celui-ci coopérant avec la crémaillère d'une direction. Un manchon du distributeur qui est en prise avec l'arbre de sortie entoure de plus l'arbre d'entrée et représente le distributeur de la direction dans lequel est créée une pression hydraulique qui assiste le mouvement de la crémaillère lors d'une rotation relative de l'arbre d'entrée et du manchon du distributeur. Dans un distributeur à centre ouvert, le côté entrée est raccordé au côté de refoulement de la pompe 5 et le côté sortie est raccordé à un réservoir 12 qui n'est sensiblement pas sous pression, de sorte qu'en position neutre, un flux hydraulique permanent circule à basse pression en passant

par le distributeur.

Le distributeur de direction 3 se compose fonctionnellement de deux trajets parallèles d'étranglement qui comprennent des étrangleurs commandés 13 à 16. Selon le sens de la rotation relative entre arbre d'entrée et manchon du distributeur, soit la résistance des étrangleurs 13 et 15 est abaissée avec élévation simultanée de la résistance des étrangleurs 14 et 16, soit elle subit une élévation avec diminution simultanée de la résistance des étrangleurs 14 et 16. Il en résulte ainsi entre les raccords de travail 17 et 18 une différence de pression qui agit sur un cylindre hydraulique d'assistance du mouvement

de braquage.

Le mode opératoire du procédé selon l'invention correspond à celui du système classique de direction à centre ouvert lorsque le réservoir hydraulique est chargé et que les vitesses de braquage sont faibles ou moyennes et ne provoquent aucune pression supérieure à la pression critique. La pompe 5 refoule un flux volumique directement vers le distributeur 3 de la direction par l'intermédiaire du distributeur ouvert 9 de charge du réservoir. La pression régnant dans le réservoir hydraulique 7 maintient de plus ce distributeur 9 à une position d'ouverture par exemple à l'encontre de la force d'un ressort. Lors de l'exécution d'un mouvement de braquage, un flux volumique correspondant est mis à disposition de manière connue. A cette fin, il est possible aussi bien de détecter la consommation de courant par le moteur de la pompe que de déterminer des signaux correspondants au moyen de capteurs de proximité, de capteurs de pression ou analogues du module électronique de commande afin de passer par exemple à partir d'un mode en attente à un débit prescrit de refoulement. Le réservoir hydraulique chargé 7 reste de

plus séparé du flux volumique par la soupape d'arrêt 8 et25 le mécanisme de distribution 10.

Dans l'hypothèse d'une poursuite de la charge du réservoir hydraulique 7 et de vitesses élevées de braquage, des pressions élevées apparaissent dans le système et provoquent au-dessus de la pression critique une diminution du flux volumique refoulé et donc du flux volumique de la direction, comme montré sur la figure 1. La consommation de courant par le moteur électrique augmente avec l'élévation de la pression du système, ce que le module électronique de commande 6 détecte et transmet au mécanisme de distribution 10. Les signaux transmis servent à la commande d'un électro-aimant à l'aide duquel un corps obturateur fermant le réservoir hydraulique 7 peut être déplacé. Lorsque le corps obturateur est à la position de fermeture, un équilibre s'établit entre la pression régnant dans le système et la pression de fermeture, d'une part et la pression du réservoir hydraulique 7, d'autre part. A cette fin, les variations de la pression du système qui sont produites par le mouvement de braquage sont compensées par la force magnétique que l'électro-aimant exerce sur le corps obturateur. S'il se produit alors en présence d'une pression supérieure à la pression critique une diminution du flux volumique de braquage, il en résulte simultanément une chute brusque de la pression de braquage régnant dans le mécanisme de distribution 10, ce qui agit sur l'équilibre établi sur le corps obturateur. La force magnétique agissant sur le corps obturateur est modifiée en fonction de la pression du système régnant sur le côté refoulement de la pompe 5 de manière que la pression de braquage régnant dans le mécanisme de distribution lOa soit surcompensée avec pour conséquence que le corps obturateur se déplace vers sa position d'ouverture et que le flux volumique de braquage qui est nécessaire en complément sort du réservoir hydraulique 7 de manière qui tient compte de la demande. Ceci s'obtient par le fait qu'une constante de temps agissant sur les signaux de commande du mécanisme de distribution est adoptée de manière qu'en cas de chute brusque de la pression de refoulement, la force magnétique

demeure tout d'abord inchangée.

Avec l'hypothèse d'un réservoir hydraulique déchargé 7, le distributeur 9 de charge du réservoir passe à sa position d'étranglement. Ainsi, une fraction du flux volumique refoulé par la pompe 5 est dirigée sur la soupape d'arrêt 8 pour provoquer le remplissage du réservoir hydraulique 7. Il résulte de l'étranglement du flux volumique qui est provoqué par ce distributeur 9 qu'il règne dans le conduit de travail 11 une pression inférieure à celle qui règne sur le côté refoulement de la pompe 5. Le signal transmis par le module électronique de commande 6 à l'électro-aimant du mécanisme de distribution 10a provoque donc une ouverture du mécanisme de distribution 10. Il est ainsi possible qu'unflux volumique de braquage s'écoule par le réservoir hydraulique 7 et le mécanisme de distribution ouvert 10 vers le distributeur 3 de la direction. Lorsque le réservoir hydraulique 7 n'est pas encore totalement chargé, un supplément de flux volumique provenant de ce dernier peut donc être rendu disponible en

cas d'apparition d'une "situation de rattrapage".

La figure 3 représente un mode de réalisation selon l'invention d'un mécanisme de distribution 10. Celui-ci comprend un tiroir 19 à commande électromagnétique, qui est entouré d'un électro-aimant cylindrique 20. Une extrémité du tiroir 19 obture un siège de soupape 21 qui débouche dans une chambre 22 se rétrécissant en cône. La chambre 22 est en communication hydraulique avec le réservoir 7, de sorte qu'elle est sous la pression hydrostatique de ce dernier. Le côté du tiroir 19 qui est opposé au siège de soupape 21 est soumis à la charge d'un ressort 23 qui est orientée vers ce dernier. Le ressort 23 est logé dans une chambre 24 qui est en communication hydraulique avec un canal de passage 25. Ce dernier est disposé dans un élément de boîtier 26 qui comporte une cavité intérieure perpendiculaire à ce canal et destinée à loger le siège de soupape 21. De plus, l'électro-aimant 20 est vissé par un filetage 27 dans l'élément de boîtier 26. Le siège de

soupape 21 est fixé par soudage à l'électro-aimant 20.

Le flux volumique de la direction qui est refoulé par la pompe 5 circule dans le canal 25. De plus, la chambre 24 est sous la pression qui règne dans le canal de passage 25 et qui s'exerce en complément de la charge produite par le

ressort 23 dans le sens allant vers le siège de soupape 21.

La force magnétique générée par l'électro-aimant 20 compense cette charge complémentaire que subit le tiroir 19. Les variations de la pression du système qui règne dans le canal de passage 25 sont transmises par le module électronique de commande 6 sous forme de variations correspondantes de la force magnétique, c'est à dire que le tiroir 19 ne subit globalement que la poussée de la force de fermeture qu'exerce le ressort 23 vers le siège de soupape 21. La force de fermeture produite par le ressort 23 est de plus au moins aussi grande que la force d'ouverture que la pression hydrostatique régnant dans la chambre 22 exerce en sens opposé, de sorte qu'en l'absence d'excitation de l'électro-aimant 20, le siège de soupape 21

est obturé.

Lors de l'apparition d'une "situation de rattrapage" produite par une manoeuvre rapide de braquage, la diminution du flux volumique qui se produit lorsque la pression est supérieure à la valeur critique est concomitante d'une chute de la pression dans le canal de passage 25, de sorte que la pression s'exercant sur le tiroir 25 dans la chambre 24 diminue aussi. Le module électronique de commande 6 maintient constante l'alimentation en courant de l'électro- aimant 20 pendant un intervalle de temps prédéterminé, de sorte que la force magnétique agissant sur le tiroir 19 n'est pas modifiée, c'est à dire que la réduction de la pression régnant dans la chambre 24 provoque le déplacement de ce tiroir 19 pour le mettre en position d'ouverture. Le supplément nécessaire de flux volumique s'écoule du réservoir hydraulique 7 par la chambre 22 dans le canal 25 et compense la diminution

momentanée de ce volume en fonction de la demande.

Les figures 4 et 5 représentent une variante de réalisation du mécanisme de distribution 10a qui réunit les fonctions de commande du réservoir hydraulique 7 et d'étranglement du distributeur 9 de remplissage de ce dernier. La structure extérieure du mécanisme de distribution 10a des figures 4 et 5 diffère de celle du mécanisme 10 que représente la figure 3 par le fait que le tiroir 19 est guidé dans un manchon 29. Le manchon 29 est déplaçable de son côté dans une cavité cylindrique de l'électro-aimant 20 et dans un manchon de coulissement 30 disposé dans l'élément de boîtier 26. Le manchon 30 comporte un trou de traversée 31 qui est à l'alignement de canal du passage 25 et il est fixé par une soudure 32 à

l'électro-aimant 20 vissé dans l'élément de boîtier 26.

Le manchon 29 comporte à l'une des extrémités frontales le siège de soupape 21, tandis que le côté extrême opposé est fermé par un élément de couvercle 33. Un ressort 34 encastré entre le couvercle 33 et l'extrémité du tiroir 19 exerce sa force sur celui-ci vers le siège de soupape 21. Un ressort 35 attaque le côté extérieur du couvercle 33, son autre extrémité prenant appui contre une

paroi interne de l'électro-aimant 20.

De même que dans le mécanisme de distribution 10 de la figure 3, le flux volumique du distributeur de direction 3 circule aussi dans le canal de passage 25 de la variante de réalisation du mécanisme de distribution 10a des figures 4 et 5. La pression régnant en fonction du mouvement de braquage dans le canal de passage 25 s'exerce aussi dans la chambre 36 qui est formée entre le couvercle 33 et le tiroir 19. Ce dernier est donc soumis à la force élastique de l'élément de ressort 34 et à la pression particulière de25 braquage qui tendent à le repousser vers le siège de soupape 21. Cette force et cette pression sont contrariées par la pression du réservoir hydraulique 7 qui règne dans la chambre 22 et par la force magnétique qui est provoquée par l'électro-aimant 20 et qui compense la pression de braquage agissant sur le tiroir 19 en fonction de la pression du système régnant sur le côté refoulement de la pompe 5. Il est tenu compte également dans ce cas des variations particulières de la pression du système, qui sont provoquées lors des mouvements de braquage, par un35 réglage correspondant de la force magnétique qu'effectue le module électronique de commande 6. En l'absence de courant, c'est à dire lorsque l'électro-aimant 20 n'est pas excité et en l'absence d'action de la pompe, le tiroir 19 est tenu à la position de fermeture par la force de l'élément de

ressort 34.

Le manchon 29 comporte au niveau du canal de passage un orifice d'entrée 37 et un orifice de sortie 38 qui permettent la circulation dans le canal de passage 25 lorsque le réservoir hydraulique 7 est chargé, ce que représente la figure 4. Lorsque le réservoir 7 est chargé, la pression régnant dans la chambre 22 et s'exerçant dans la direction axiale sur le manchon 29 est juste suffisamment grande pour compenser la force que l'élément de ressort 35 exerce en sens opposé. Dans ce cas, l'orifice

d'entrée 37 se trouve en face du canal de passage 25.

Lorsque par contre la pression monte dans le réservoir hydraulique 7 par suite d'une diminution de volume, la force du ressort 35 déplace le manchon 29 vers la chambre 22, de sorte que l'orifice d'entrée 37 se rétrécit progressivement et que le flux volumique passant par lui subit un étranglement. Lorsque le réservoir hydraulique 7 est déchargé, l'orifice d'entrée 37 est totalement fermé, comme le montre la figure 5. A cette position, la pression régnant en amont du mécanisme de distribution 10a monte et le réservoir hydraulique 7 subit un remplissage par l'intermédiaire de la soupape d'arrêt 8 que représente la figure 2. Lors de l'élévation de la pression dans le réservoir 7, le manchon 29 subit un déplacement tendant à le remettre à la position initiale que représente la figure 4. Le tiroir 19 et le siège de soupape 21 se déplacent aussi lors du déplacement du manchon 29 en fonction de la pression régnant dans le réservoir hydraulique 7, de sorte qu'il n'y a aucune modification de la position relative du tiroir 19 et du siège de soupape 21. Lors de l'apparition d'une "situation de rattrapage", le tiroir 19 peut donc aussi se déplacer vers la position d'ouverture même lorsque le réservoir hydraulique 7 est encore en cours d'être chargé, de sorte que le complément nécessaire de flux volumique peut s'écouler de la chambre 22 dans le canal de

passage 25.

Le mécanisme de distribution 10a que représentent les figures 4 et 5 inclut les fonctions, conformes au procédé illustré sur la figure 2, du distributeur 9 d'emplissage du réservoir et du mécanisme de distribution 10 que cette figure illustre. Une densité élevée d'intégration s'obtient donc avec un faible encombrement, de sorte que la fabrication peut être bon marché. De plus, l'élément de ressort 35 offre la possibilité de régler la pression régnant dans le réservoir hydraulique 7, de sorte que le mécanisme de distribution 10a peut aussi trouver les utilisations les plus diverses sous forme d'un composant modulaire. Les mécanismes de distribution 10 et 10a que représentent la figure 3 ainsi que les figures 4 et 5 illustrent des modes d'exécution selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé, représenté sur la figure 2 de commande du flux volumique d'un système hydraulique de direction assistée pour véhicules automobiles. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des coudes très marqués de débit hydraulique, de sorte que son utilisation est aussi possible pour des véhicules lourds. La création de modules fonctionnels 1 à 3 permet de plus un mode d'exécution modulaire autorisant la production de composants standardisés tels que par exemple le module d'alimentation 1 ou le distributeur de direction à centre30 ouvert 3. Il est possible d'obtenir ainsi une fabrication bon marché et un montage simple. En comparaison avec les distributeurs de direction à centre fermé, également connus sous la dénomination de distributeurs de direction CF, il est possible d'utiliser des petits réservoirs hydrauliques35 7. La charge en courant est aussi inférieure et le braquage est bien moins critique. Le procédé selon l'invention mettant en oeuvre un distributeur de direction CO permet

donc d'obtenir globalement aussi des avantages de prix.

Claims (32)

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande du flux volumique d'un système hydraulique de direction assistée pour véhicules automobiles, suivant lequel une pompe (5) entraînée par un moteur électrique (20) dirige un fluide comprimé sur un distributeur de direction (3) à centre ouvert et sur un réservoir (7) pouvant être séparé hydrauliquement de ce distributeur par un mécanisme de distribution (10, 10a), caractérisé en ce que les variations de la pression du système provoquées par la mise en service du distributeur de direction (3) sont déterminées et utilisées en tant que signaux de commande du mécanisme de distribution (10, 10a) afin de régler un équilibre établi entre la pression régnant dans le système et la pression de fermeture du mécanisme de distribution (10, 10a), d'une part, et la pression du réservoir hydraulique (7), d'autre part, lorsque ce mécanisme (10, 10a) est en position de fermeture, de façon qu'en cas de chute brusque de la pression à laquelle se trouve le distributeur de la direction (3) par suite d'une diminution du flux volumique, le mécanisme de distribution (10, 10a) s'ouvre automatiquement et que la diminution de flux volumique soit compensée par l'apport, qui est conforme à la demande, de

fluide comprimé provenant du réservoir hydraulique (7).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir hydraulique (7) est chargé ou rempli par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt de sécurité (8) et

d'un distributeur de charge (9).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le flux volumique quittant la pompe (5) subit un étranglement par le distributeur (9) de charge du réservoir

(7) en fonction de la pression régnant dans ce dernier.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1

à 3, caractérisé en ce que la pression de fermeture du mécanisme de distribution (10, 10a) est modifiée en

fonction de la pression régnant dans le système.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les variations de la pression de fermeture sont dans un rapport proportionnel avec les variations de la pression du système.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1

à 5, caractérisé en ce que les variations de la pression du système sont détectées par un capteur ou par la consommation de courant du moteur électrique (4) entraînant la pompe (5) et sont converties par un module électronique de commande (6) en signaux de commande du mécanisme de

distribution (10, 10a).

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lorsque la pression de refoulement atteint une valeur critique, la pression de fermeture du mécanisme de distribution (10, 10a) est maintenue constante pendant un

intervalle de temps prescrit.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1

à 7, caractérisé en ce que la consommation d'énergie par le moteur électrique (4) et donc le débit de la pompe (5) sont

commandés par le module électronique de commande (6).

9. Mécanisme de distribution (10) assurant la commande de l'alimentation en fluide comprimé d'un réservoir (7) destiné à un système hydraulique de direction assistée pour véhicules automobiles, caractérisé par un tiroir (19) à commande électromagnétique des mouvements, au moyen duquel un siège de soupape (21) en communication hydraulique avec le réservoir (7) est obturable, et par un canal de passage (25) sur lequel est dirigé un flux volumique qui est généré par une pompe (5) à commande par moteur électrique et qui est destiné à un distributeur (3) de la direction à centre ouvert qui fait partie du système hydraulique de direction assistée, le tiroir (19) étant soumis dans le sens allant vers le siège de soupape (21) à la pression du flux

volumique qui règne dans le canal de passage (25).

10. Mécanisme de distribution selon la revendication 9, caractérisé en ce que la force magnétique agissant sur le tiroir (19) est commandée en fonction de la pression

régnant sur le côté de refoulement de la pompe (5).

11. Mécanisme de distribution selon l'une ou l'autre

des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le tiroir

(19) est soumis en outre à la force d'un élément de ressort

(23) orientée vers le siège de soupape (21).

12. Mécanisme de distribution selon la revendication 11, caractérisé en ce que la force de serrage du tiroir (19) exercée sur le siège de soupape (21) par l'élément de ressort (23) est au moins aussi grande que la force d'ouverture agissant à son encontre sur le tiroir (19) et produite par la pression du réservoir hydraulique (7) se

trouvant à l'état chargé.

13. Mécanisme de distribution selon l'une quelconque

des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que

l'extrémité du tiroir (19) qui est tournée à l'opposé du siège de soupape (21) est disposée dans une chambre (24) dans laquelle est présente la pression du flux volumique

régnant dans le canal de passage (25).

14. Mécanisme de distribution selon la revendication 13, caractérisé en ce que la chambre (24) est en

communication hydraulique avec le canal de passage (25).

15. Mécanisme de distribution selon l'une ou l'autre

des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que

l'élément de ressort (23) est logé dans la chambre (24).

16. Mécanisme de distribution selon l'une quelconque

des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que la

direction du mouvement du tiroir (19) est orientée perpendiculairement à l'axe de symétrie longitudinal du

canal de passage (25).

17. Mécanisme de distribution selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'au moins une partie du tiroir (19) est disposée de manière à pénétrer dans le canal de passage (25)

18. Mécanisme de distribution destiné à la commande d'un réservoir hydraulique (7) alimenté en fluide comprimé et à l'étranglement d'un flux volumique d'un distributeur (3) de la direction, à centre ouvert, d'un système hydraulique de commande assistée de véhicules, ledit flux volumique étant généré par une pompe (5) entraînée par moteur électrique, caractérisé par un tiroir (19) à commande électromagnétique, au moyen duquel un siège de soupape (21) qui est en communication hydraulique avec le réservoir correspondant (7) est obturable, par un canal de passage (25) sur lequel le flux volumique du distributeur (3) de la direction est dirigé et par un manchon (29) qui est monté déplaçable, dont une extrémité frontale est soumise à la force d'un élément de ressort (35) orientée vers le siège de soupape (21), qui entoure le tiroir (19) et par lequel le canal de passage (25) peut être étranglé, le tiroir (19) étant soumis dans le sens allant vers le siège de soupape (21) à la pression du flux volumique régnant dans le canal de passage (25) et le côté extrême du manchon (29) qui est opposé à celui qui est soumis à la force d'un ressort étant exposé à la pression du réservoir

hydraulique (7).

19. Mécanisme de distribution selon la revendication 18, caractérisé en ce que le tiroir (19) est guidé

parallèlement à la paroi interne du manchon (29).

20. Mécanisme de distribution selon l'une ou l'autre

des revendications 18 et 19, caractérisé en ce que le

manchon (29) est disposé de manière à pénétrer dans le

canal de passage (25).

21. Mécanisme de distribution selon la revendication , caractérisé en ce que le manchon (29) comprend un orifice d'entrée (37) et un orifice de sortie (38) qui se trouvent au niveau du canal de passage (25) lorsque le

réservoir hydraulique (7) est chargé.

22. Mécanisme de distribution selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée (37) est déplaçable par le déplacement du manchon (29) de manière

qu'il sorte de la zone du canal de passage (25).

23. Mécanisme de distribution selon la revendication 22, caractérisé en ce que le diamètre de l'orifice de sortie (38) est égal au diamètre du canal de passage (25),

tandis que l'orifice d'entrée (37) est plus petit.

24. Mécanisme de distribution selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée (37) et l'orifice de sortie (38) sont décalés l'un par rapport à l'autre.

25. Mécanisme de distribution selon l'une quelconque

des revendications 18 à 24, caractérisé en ce que la force magnétique agissant sur le tiroir (19) est commandée en

fonction de la pression régnant sur le côté refoulement de la pompe (5).

26. Mécanisme de distribution selon l'une quelconque

des revendications 18 à 25, caractérisé en ce qu'un élément

de ressort (34) charge en outre le tiroir (19) dans le sens

allant vers le siège de soupape (21).

27. Mécanisme de distribution selon la revendication 26, caractérisé en ce que la force de serrage du tiroir (19) sur le siège de soupape (21) qui est exercée par l'élément de ressort (34) est au moins aussi grande que la force d'ouverture agissant à son encontre sur le tiroir (19) et produite par la pression régnant dans le réservoir

hydraulique (7) se trouvant à l'état chargé.

28. Mécanisme de distribution selon l'une quelconque

des revendications 18 à 27, caractérisé en ce que

l'extrémité du tiroir (19) qui est tournée à l'opposé du siège de soupape (21) est disposée dans une chambre (36) réalisée à l'intérieur du manchon (29) et dans laquelle la pression du flux volumique qui règne dans le canal de

passage (25) est présente.

29. Mécanisme de distribution selon la revendication 28, caractérisé en ce que la chambre (36) est en

communication hydraulique avec le canal de passage (25).

30. Mécanisme de distribution selon l'une ou l'autre des revendications 28 et 29, caractérisé en ce que

l'élément de ressort (34) est logé dans la chambre (36).

31. Mécanisme de distribution selon l'une quelconque

des revendications 18 à 30, caractérisé en ce que la direction du mouvement du tiroir (19) est orientée

perpendiculairement à l'axe de symétrie longitudinal du canal de passage (25).

32. Mécanisme de distribution selon la revendication 31, caractérisé en ce qu'au moins une partie du tiroir (19) est disposée de manière à pénétrer dans le canal de passage (25).