FR2783485A1 - Systeme de direction pour un vehicule - Google Patents
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Abstract
Dans un tel système qui peut fonctionner dans un fonctionnement normal dans lequel un volant (5) et les roues (2) du véhicule sont reliés par une section de régulation et dans un fonctionnement d'urgence dans lequel le volant (5) et les roues sont couplés selon un accouplement forcé, comprend un appareil (1) de commande d'un régulateur (19) de l'angle de braquage ayant une unité de commande comparant les valeurs réelles et les valeurs de consigne délivrées par des générateurs (7, 15), et un appareil (33) de commande d'un régulateur (35) du couple manuel, les appareils (1, 33) se contrôlant eux-mêmes et contrôlant le système de direction, et une seconde commande du couple manuel redondante avec la première, et une deuxième unité de commande de l'angle de braquage redondante avec la première.Application notamment aux voitures de tourisme.
Description
L'invention concerne un système de direction pour un véhicule qui peut
fonctionner dans un fonctionnement normal lors duquel une manette de direction actionnée par le conducteur, par exemple un volant de direction, et des roues orientables du véhicule sont reliées entre elles par I'intermédiaire d'une section électrique ou électronique de régulation (plan de commande par câble) et dans un fonctionnement d'urgence, dans lequel la manette de direction et les roues orientables du véhicule sont couplées
selon un accouplement forcé mécanique et/ou hydraulique (plan de retour).
Un tel système de direction comporte habituellement un appareil de commande, qui contrôle en permanence la fonctionnalité des composants dits "de commande par câble" du système de direction, et notamment contrôle des informations présentes de façon redondante pour déterminer si elles sont vraisemblables. Dès que l'appareil de commande identifie une erreur, il réalise une commutation du fonctionnement normal au fonctionnement d'urgence afin qu'une haute sécurité de fonctionnement puisse être garantie pour le véhicule. Ce qu'on appelle le "plan de retour" du système de direction, c'est-à-dire l'accouplement forcé mécanique ou hydraulique, actionné dans le fonctionnement d'urgence, entre la manette de direction et les roues orientables du véhicule, peut par exemple être constitué par une section usuelle de direction, qui contient un accouplement, à l'aide duquel la section mécanique de direction peut être activée pour le fonctionnement d'urgence. Comme alternative à une section mécanique de direction, on peut également prévoir un accouplement forcé hydraulique au moyen de ce qu'on appelle une "barre hydraulique". Une telle barre hydraulique comporte une première unité à piston et cylindre côté conducteur, dont le piston est déplacé axialement dans le cylindre associé, sous l'effet d'actionnements de la manette de direction, un fluide hydraulique étant refoulé hors de la chambre formé par le piston dans le cylindre et étant envoyé à une seconde unité à piston et cylindre situé côté roue. Le fluide hydraulique refoulé par la première unité à piston et cylindre est refoulé dans la seconde unité à piston et cylindre du piston associé, qui est accouplé mécaniquement aux roues orientables du véhicule, ce qui
provoque un réglage de ces dernières.
D'après le document DE 196 22 731 A1, on connaît un dispositif
de direction hydrostatique qui possède deux systèmes de commande.
Chacun de ces systèmes de commande possède une pompe hydraulique, une servosoupape et un servomoteur. Les servosoupapes sont actionnées par l'intermédiaire d'un volant de direction commun. Le dispositif connu de direction possède en outre une soupape de commutation, qui, dans sa position de fonctionnement, relie entre elles hydrauliquement les canalisations du moteur du second système de commande et, dans une position d'urgence, relie entre elles hydrauliquement les canalisations du moteur du premier système de commande. En outre il est prévu un dispositif de réglage qui répond lors de l'apparition d'un défaut dans le premier système de commande et qui commute la soupape de commutation de la position de fonctionnement à la position d'urgence. C'est pourquoi dans le dispositif de direction connu, dans le cas de la défaillance du premier système de commande, il est possible d'avoir un fonctionnement de braquage assisté par une servocommande. Un tel dispositif de direction, qui dispose de deux systèmes de commande complets travaillant séparément,
est relativement compliqué.
La présente invention traite du problème d'indiquer, pour un système de braquage du type mentionné plus haut, un agencement qui augmente, avec des dispositions simples du point de vue construction, la
sécurité de fonctionnement du dispositif de braquage.
Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un système de direction du type indiqué plus haut, caractérisé en ce qu'il comporte un appareil de commande de l'angle de braquage pour un régulateur de l'angle de braquage, qui actionne les roues orientables du véhicule, par exemple un servomoteur électrique ou hydraulique, qui contient une première unité de commande de l'angle de braquage, qui compare des valeurs réelles de l'angle de braquage d'un générateur de valeurs réelles de l'angle de braquage, qui est actionné par les roues braquées du véhicule, et des valeurs de consigne de l'angle de braquage d'un générateur de valeurs de consigne d'un angle de braquage actionné au moyen de la manette de direction et, en fonction de cela, actionne le régulateur de l'angle de braquage, et comporte un appareil de commande du couple manuel pour un régulateur du couple manuel, qui actionne la manette de direction pour simuler des couples manuels et qui contient une première unité de commande du couple manuel, qui produit des valeurs de consigne du couple manuel, qui sont corrélées aux forces agissant sur les roues orientables du véhicule et les compare à des valeurs réelles du couple manuel d'un générateur de valeurs réelles du couple manuel actionné à l'aide de la manette de direction et, en fonction de cela, actionne le régulateur du couple manuel, et que les appareils de commande se contrôlent eux-mêmes et contrôlent le système de direction du point de vue sécurité de fonctionnement et vraisemblance et provoquent, en fonction de ce contrôle, une commutation entre le fonctionnement normal et le fonctionnement d'urgence du système de direction, que l'appareil de commande de l'angle de braquage comporte une seconde unité de commande du couple manuel, qui est branchée de manière redondante par rapport à la première unité de commande du couple manuel de l'appareil de commande du couple manuel, et que l'appareil de commande du couple manuel comporte une seconde unité de commande de l'angle de braquage, qui est branchée de manière redondante par rapport à la première unité de commande de l'angle de braquage de l'appareil de commande de l'angle de
braquage.
L'invention est basée sur l'idée générale de prévoir pour le plan de commande par câble un premier appareil de commande (appareil de commande de l'angle de braquage) pour l'actionnement du régulateur de l'angle de braquage et un second appareil de commande (appareil de commande du couple manuel) pour la simulation de couples manuels au niveau de la manette de braquage, les appareils de commande étant agencés respectivement de telle sorte que chaque appareil de commande peut en outre assumer des fonctions partielles ou également toutes les fonctions de l'autre appareil de commande respectif de sorte que pour chaque appareil de commande on dispose d'un appareil de commande redondant. Étant donné que les appareils de commande fonctionnent de préférence d'une manière assistée par ordinateur et par conséquent sont programmables, des fonctions supplémentaires peuvent être intégrées dans les appareils de commande, sans dépense très élevée, grâce à une programmation modifiée. La sécurité du système de braquage vis-à-vis d'une défaillance est nettement améliorée à l'aide de la proposition selon l'invention. Conformément à une forme de réalisation particulièrement avantageuse du système de direction selon l'invention, les appareils de commande et les capteurs associés à ces appareils sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un bus de transmission de données. De cette manière, on peut, moyennant une faible dépense, réaliser un échange complet d'informations entre les appareils de commande et les capteurs
respectivement associés.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse du système de direction selon l'invention, le système de direction peut fonctionner dans un fonctionnement d'urgence confortable, dans lequel pour l'accouplement forcé mécanique et/ou hydraulique du plan de retour il est prévu une assistance par servocommande, grâce à laquelle les couples manuels nécessaires pour l'actionnement de la manette de direction sont réduits de manière à faciliter ainsi le mouvement de braquage de la manette de direction. De préférence, I'assistance par servocommande est réalisée à l'aide d'éléments encore aptes à fonctionner du plan de commande par câble du système de direction. Par exemple, I'assistance par servocommande peut être réalisée au moyen du régulateur du couple manuel, qui, dans le cas d'une commande correspondante au moyen de son accouplement à la manette de direction, réduit les couples manuels
nécessaires pour l'opération de braquage.
Dans le cas d'un plan de commande par câble qui travaille avec un servomoteur par exemple hydraulique et dans le cas d'un plan de retour couplé par réaction par voie hydraulique, on peut utiliser, au moyen d'un accouplement correspondant des systèmes hydrauliques, le circuit hydraulique prévu pour l'actionnement du servomoteur en tant que système d'assistance par servocommande pour l'accouplement forcé hydraulique du
plan de retour.
Le comportement de commande du véhicule diffère très nettement du fonctionnement d'urgence en rapport avec les couples manuels nécessaires, devant être appliqués par le conducteur à la manette de direction, lors du fonctionnement normal, de sorte qu'une alternance des états de fonctionnement est dangereuse pendant un déplacement, notamment pendant le franchissement d'une courbe. Grâce au fonctionnement d'urgence confortable selon l'invention, le système de direction fournit, dans le cas d'une défaillance (partielle) du plan de commande par câble, un mode de fonctionnement qui correspond essentiellement à une servocommande usuelle. La commutation entre le fonctionnement normal et le fonctionnement d'urgence confortable peut
être agencée de manière qu'elle ne soit pas remarquée par le conducteur.
Cependant il est approprié que le conducteur reçoive une indication correspondante d'avertissement avec l'incitation tout d'abord d'atteindre un
poste de réparation.
Pour obtenir un tel fonctionnement d'urgence confortable assisté par servocommande, il suffit de mettre en oeuvre des dispositions de
construction d'une ampleur peu importante.
Une autre idée importante à la base du système de direction selon l'invention réside dans le fait que les appareils de commande du système de direction ont accès à des paramètres, des données, des signaux et analogues d'autres composants électriques ou électroniques du véhicule pour produire à partir de là des informations (valeurs de signaux), qui sont redondantes par rapport aux informations (valeurs de signaux), qui sont générées par les capteurs associés aux appareils de commande. Ce flux d'informations peut être réalisé d'une manière particulièrement simple par le fait que les appareils de commande sont reliés par l'intermédiaire d'un bus de transmission de données à un calculateur de la voiture, dans lequel les paramètres de fonctionnement du véhicule indiqué précédemment sont
présents ou bien auquel ces paramètres sont envoyés.
Selon une caractéristique de l'invention, il est prévu un ou plusieurs bus de transmission de données, auxquels sont raccordés les
appareils de commande et des capteurs associés à ces appareils.
Selon une autre caractéristique de l'invention, encore au moins un autre appareil de commande du véhicule est raccordé au(x) bus de
transmission de données.
Selon une autre caractéristique de l'invention, pendant le fonctionnement normal, les appareils de commande contrôlent la fonctionnalité de l'accouplement forcé mécanique et/ou hydraulique du plan
de retour.
Selon une autre caractéristique de l'invention, I'accouplement forcé mécanique et/ou hydraulique du plan de retour comporte une unité à piston et cylindre située côté conducteur, qui est actionnée mécaniquement par la manette de direction et actionne par voie hydraulique une unité à piston et cylindre, située côté roue, qui pour sa part actionne
mécaniquement les roues orientables du véhicule.
Selon une autre caractéristique de l'invention, pour contrôler la fonctionnalité du plan de retour, les appareils de commande contrôlent l'étanchéité et/ou le niveau de pression présent du système d'un circuit
hydraulique de l'accouplement forcé.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'accouplement forcé comporte une section mécanique de direction, qui peut être interrompue au moyen d'un accouplement actionné par voie électrique ou hydraulique, auquel cas pour le contrôle de fonctionnement il est prévu des interrupteurs de proximité qui répondent lorsque l'accouplement est fermé selon une routine pendant un bref intervalle de temps, et/ou pour le contrôle de la fonctionnalité de l'accouplement électrique, I'alimentation en courant et/ou en tension de cet accouplement est contrôlée et/ou pour le contrôle de la fonctionnalité de l'accouplement hydraulique, il est prévu des détecteurs de pression qui contrôlent la pression d'ouverture minimale
admissible.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les appareils de commande peuvent faire fonctionner le système de direction dans un fonctionnement d'urgence confortable, dans lequel une assistance par servocommande est prévue pour l'accouplement forcé mécanique et/ou
hydraulique du plan de retour.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le régulateur de l'angle de braquage est agencé sous la forme d'un servomoteur hydraulique, qui est actionné par une servosoupape reliée à une pompe hydraulique, et le système d'assistance par servocommande du fonctionnement d'urgence confortable est obtenu au moyen du circuit hydraulique du servomoteur, qui est accouplé hydrauliquement aux unités à piston et cylindre de l'accouplement forcé et dont l'actionnement est assisté
par servocommande.
Selon une autre caractéristique de l'invention, I'assistance par servocommande est réalisée au moyen du régulateur du couple manuel, qui
assiste les actionnements de la manette de direction.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les appareils de commande sont reliés par l'intermédiaire d'un bus de transmission de données à un calculateur du véhicule, auquel sont raccordés d'autres capteurs, et utilisent des paramètres de fonctionnement du véhicule, présents dans ce calculateur, pour produire des signaux qui sont redondants par rapport aux signaux qui sont générés sur la base de valeurs de mesure
d'au moins un capteur associé aux appareils de commande.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu des lignes individuelles séparées de commutation qui relient chaque appareil de commande à un ou plusieurs éléments de commutation, qui peuvent être
actionnés ainsi par les deux appareils de commande.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de commutation pouvant être actionnés par les deux appareils de commande comportent chacun deux enroulements, qui peuvent être alimentés en courant séparément pour l'actionnement de l'élément de commutation considéré et dont l'un est associé à un appareil de commande et dont
l'autre est associé à l'autre appareil de commande.
On comprendra que les caractéristiques indiquées précédemment et les caractéristiques qui seront encore expliquées plus loin peuvent être utilisées non seulement dans la combinaison respectivement indiquée, mais également selon d'autres combinaisons ou séparément, sans sortir du cadre
de la présente invention.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence au dessin
annexé, dont la figure unique montre une représentation schématique de
principe d'un système de direction selon l'invention.
Conformément à la figure, le système de direction selon l'invention comporte un appareil 1 de commande de l'angle de braquage, qui est utilisé pour actionner des roues orientables 2 du véhicule. L'appareil 1 de commande de l'angle de braquage est relié par l'intermédiaire d'une ligne 3 de transmission de signaux à un générateur 4 de valeurs de consigne de l'angle de braquage, qui est couplé à une manette de direction agencée sous la forme d'un volant de direction 5. En outre l'appareil de commande de l'angle de braquage est relié par l'intermédiaire d'une ligne 6 de transmission de signaux à un générateur 7 de valeurs réelles de l'angle de braquage. L'appareil i de commande de l'angle de braquage exécute une comparaison entre les valeurs de consigne et les valeurs réelles des angles de braquage et, en fonction de cela, commute une soupape de régulation 8 à laquelle il est relié par l'intermédiaire de lignes
correspondantes de commutation 9 et 10.
La soupape de régulation 8 est raccordée d'une part par l'intermédiaire d'une canalisation de retour 11 à un réservoir de fluide hydraulique 12 ainsi que par l'intermédiaire d'une canalisation hydraulique 14 au côté refoulement d'une pompe hydraulique 13, dont le côté aspiration est également relié au réservoir de fluide hydraulique 12. En outre un filtre de pression 15 ainsi qu'un appareil de mesure de pression 16 sont présents dans la canalisation hydraulique 14 entre la pompe hydraulique 13 et la soupape de régulation 8. D'autre part la soupape de régulation 8 est raccordée par l'intermédiaire de canalisations de pression 17 et 18 à un servomoteur 19 agencé sous la forme d'une unité à piston et cylindre. Dans le cas d'une panne de courant, la soupape de régulation 8 prend la position de commutation représentée sur la figure 1, dans laquelle toutes les bornes
de la soupape de régulation 8 sont court-circuitées.
Le servomoteur 19 comporte deux pistons 20 et 21, qui sont fixés à une tige de piston 23, qui traverse axialement un cylindre 22 du servomoteur 19. Une paroi axiale de séparation 24, qui est traversée par la tige de piston 23, est formée dans le cylindre 22 entre les pistons 20 et 21 de sorte que globalement quatre chambres 25, 26, 27 et 28 sont formées dans le cylindre 22 du servomoteur 19. Les chambres 26 et 27, qui sont disposées des deux côtés de la paroi de séparation 24, sont chargées par les canalisations de pression 17 et 18 de la soupape de régulation 8 de manière à déplacer axialement les pistons 20 et 21 et par conséquent la tige de piston 23. La tige de piston 23 est accouplée par l'intermédiaire de bielles de direction ou de bras de transmission 29 et 30 aux roues orientables 2 du véhicule de sorte qu'un déplacement axial de la tige de piston 23 provoque un réglage de braquage des roues orientables 2 du véhicule. En outre l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage est relié par l'intermédiaire d'une canalisation de commutation 31 à une première soupape de sécurité 32 qui, lorsqu'elle n'est pas alimentée en courant, est dans la position de commutation représentée sur la figure 1,
dans laquelle les canalisations de pression 17 et 18 sont courtcircuitées.
Pour le fonctionnement de commande par câble du système de direction, l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage commute la première soupape de sécurité 32 dans l'autre position de commutation, dans laquelle
les canalisations de pression 17 et 18 sont séparées l'une de l'autre.
Afin que l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage puisse assumer toutes les fonctions qui lui sont associées, il est équipé d'une première unité 74 de commande de l'angle de braquage. Cette unité peut
être agencée sous la forme d'un circuit ou sous la forme d'un programme.
Pour que le conducteur puisse avoir une sensation des forces latérales agissant sur les roues orientables 2 du véhicule, le système de direction selon l'invention comporte un appareil 33 de commande du couple manuel, qui actionne, par l'intermédiaire d'une ligne de commutation 34, un régulateur 35 du couple manuel, qui est agencé sous la forme d'un moteur électrique. Ce régulateur 35 du couple manuel est accouplé directement ou par l'intermédiaire d'une transmission 36 à un arbre de direction 37 qui est
actionné par le volant 5 et qui est supporté en 71.
L'appareil 33 de commande du couple manuel est en outre raccordé par l'intermédiaire de lignes de transmission de signaux 38 et 39 à deux appareils de mesure de pression 40 et 41, dont l'un 40 communique avec une canalisation de pression 17 et dont l'autre 41 communique avec l'autre canalisation de pression 18. L'appareil 33 de commande du couple manuel peut déterminer de cette manière des différences de pression entre les chambres 26 et 27 et déterminer, à partir de là, les forces latérales agissant sur les roues orientables 2 du véhicule. En fonction des forces latérales déterminées, l'appareil 33 de commande du couple manuel produit une valeur de consigne du couple manuel, qui doit agir sur le volant de direction 5. Pour simuler ce couple manuel appliqué au volant de direction , le régulateur 35 du couple manuel est actionné de façon correspondante. Un générateur 42 de valeurs de consigne du couple manuel, qui est relié par l'intermédiaire d'une ligne de transmission de signaux 43 à l'appareil 33 de commande du couple manuel, est accouplé à l'arbre de direction 37. Le couple manuel transmis par le régulateur 35 du couple manuel au volant de direction 5 est réglé au moyen d'une comparaison entre la valeur de
consigne et la valeur réelle des couples manuels.
Afin que l'appareil 33 de commande du couple manuel puisse assumer toutes les fonctions qui lui sont affectées, il est équipé d'une première unité 73 de commande du couple moteur qui peut être agencée
sous la forme d'un circuit ou sous la forme d'un programme.
Pour le fonctionnement d'urgence, c'est-à-dire dans le cas o le plan de commande par câble est défectueux, le système de direction selon l'invention comporte un plan d'urgence ou plan de retour, dans lequel un accouplement forcé mécanique et hydraulique est présent entre le volant de direction 5 et les roues orientables 2 du véhicule. À cet effet, I'arbre de direction 37, qui est actionné par le volant de direction 5, est accouplé à une unité à piston et cylindres 44. L'extrémité axiale de l'arbre de direction 37, qui coopère avec l'unité à piston et cylindre 44, est agencée sous la forme d'un dispositif d'entraînement d'arbre, qui coopère avec un piston 45 de l'unité à piston et cylindre 44 de telle sorte que des mouvements de rotation de l'arbre de direction 37 provoquent un déplacement axial du piston 45 dans un cylindre 46 de l'unité à piston et cylindre 44. Le piston 45 sépare axialement, à l'intérieur du cylindre 46, deux chambres 47 et 48, qui sont raccordées par l'intermédiaire de canalisations hydrauliques 49 et 50 à des chambres respectives 25 et 28 du servomoteur 19, qui sont situées axialement à l'extérieur. Étant donné que le système hydraulique de cet accouplement forcé est fermé entre le volant de direction 5 et les roues orientables 2 du véhicule et que le fluide hydraulique est essentiellement incompressible, conformément au sens de déplacement symbolisé par une flèche 51 la chambre de droite 47 de l'unité à piston et cylindre 44, la chambre de droite 48 du servomoteur 19 ainsi que la canalisation hydraulique de droite 49, qui relie entre elles ces chambres 47 et 48, sont désignées comme étant une "barre hydraulique de droite". De façon correspondante, la chambre de gauche 48 de l'unité à piston et cylindre 44, la chambre de gauche 25 du servomoteur 19 et la canalisation hydraulique de gauche 50 reliant ces unités, sont désignées comme étant une "barre
hydraulique de gauche".
La canalisation hydraulique de gauche 50 peut communiquer par l'intermédiaire d'une canalisation de liaison 52 avec la canalisation hydraulique de droite 49. Mais à cet effet, une seconde soupape de sécurité 53 et une troisième soupape de sécurité 54 doivent être actionnées de façon correspondante. La seconde soupape de sécurité 53 et la troisième soupape de sécurité 54 sont reliées par l'intermédiaire de lignes de commutation 55 et 56 à l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage et à l'appareil 33 de commande du couple manuel. Sur la figure 1, les première et troisième soupapes de sécurité 53 et 54 comportent une position de commutation, dans laquelle elles ne sont pas alimentées en courant et qu'elles prennent automatiquement pour le fonctionnement d'urgence. Dans cette position, les raccords des soupapes de sécurité 53 et 54 sont bloqués de sorte que les canalisations hydrauliques 49 et 59 ne peuvent pas communiquer entre elles par l'intermédiaire de la canalisation
de liaison 52.
Pour pouvoir garantir la sécurité de fonctionnement du plan de retour, à l'unité à piston et cylindre 54 sont raccordées trois canalisations de désaération 57, 58 et 59, qui forment respectivement les points, qui sont les plus élevés du point de vue géodésique, du système hydraulique du plan de retour. La canalisation de désaération 58, qui communique avec une chambre annulaire 60 du piston 46, qui est disposée entre les chambres 47 et 48 et est relativement sans pression, est reliée en permanence par l'intermédiaire d'une canalisation de retour 61 au réservoir de fluide hydraulique 12. Contrairement à cela, les canalisations de désaération 57 et , qui communiquent avec les chambres chargées par la pression, peuvent être raccordées uniquement par l'intermédiaire de soupapes d'aération 62 et 63 à la canalisation de retour 61. Les soupapes d'aération 62 et 63 peuvent être activées d'une part par l'intermédiaire de lignes de commutation 64 et
par l'appareil 33 de commande du couple manuel ainsi que par l'inter-
médiaire de canalisations de commutation 66 et 67, qui en sont séparées,
par l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage.
La charge en pression des barres hydrauliques ou de
l'accouplement forcé hydraulique du plan de retour s'effectue par l'inter-
médiaire d'une canalisation d'accouplement hydraulique 68 qui est raccordée à la canalisation de liaison 52 entre les seconde et troisièmes soupapes de sécurité 53 et 54 et relie cette canalisation de liaison à la canalisation de pression 17. Sous l'effet d'actionnements correspondants de commutation des soupapes de sécurité 53 et 54 ainsi que de la soupape de régulation 8, la canalisation hydraulique de gauche 50 ou la canalisation hydraulique de droite 49 ou ces deux canalisations peuvent être de ce fait
reliées au côté refoulement de la pompe hydraulique 13.
Des appareils de mesure de pression 69 et 70, à l'aide desquels les appareils de commande 1 et 33 peuvent contrôler l'état d'étanchéité du système hydraulique du plan de retour, communiquent avec les
canalisations hydrauliques 49 et 50.
Dans une forme de réalisation préférée, les appareils de commande 1 et 33 ainsi que tous les capteurs (par exemple appareils de mesure de pression, générateur de valeurs réelles/valeurs de consigne) sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un bus commun de transmission de données. De cette manière on peut avoir une vue d'ensemble nettement meilleure de la disposition des lignes de transmission de signaux et d'autre part chaque composant peut de ce fait accéder à toutes les informations, qui sont transmises dans le bus. En particulier lorsqu'on utilise un ou plusieurs bus de transmission de données pour relier les composants du système de direction, les appareils de commande 1 et 33, qui sont agencés de façon correspondante ou sont programmés de façon correspondante, se complètent ou se remplacent. À cet effet l'appareil i de commande de l'angle debraquage contient une seconde unité 75 de commande du couple manuel, qui peut exécuter toutes les fonctions de l'appareil 33 de commande du couple manuel et peut être agencée sous la forme d'un circuit ou d'un programme. En outre l'appareil 33 de commande du couple manuel contient une seconde unité 76 de commande de l'angle de braquage, qui peut exécuter toutes les fonctions de l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage et peut être agencée sous la forme d'un circuit ou d'un programme. Afin que les appareils de commande 1 et 33 puissent se compléter et se remplacer également en ce qui concerne leurs fonctions de commutation, on prévoit de préférence des amplificateurs séparés permettant de délivrer la puissance de commutation pour les éléments devant être commutés, comme par exemple des soupapes et des
organes de réglage.
De façon appropriée, I'appareil 33 de commande du couple manuel forme, conjointement avec le dispositif 35 du couple manuel, un module pouvant être monté en commun et qui est monté par exemple au niveau du tableau de bord d'un véhicule, à proximité du volant de direction 5. Le générateur 42 de valeurs de consigne du couple manuel est alors situé localement à proximité de ce module ou est intégré dans ce dernier. Seuls les appareils de mesure de pression 40 et 41 sont disposés à proximité du servomoteur 19 de sorte que pour la liaison avec l'appareil 33 de commande du couple manuel, il faut dans tous les cas disposer des câbles pour les lignes de transmission de signaux 38 et 39 dans le véhicule. De même l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage est habituellement réuni au servomoteur 19 pour former un module pouvant être commuté en commun, qui cependant est monté dans le véhicule au voisinage de la tringlerie de direction 29, 30, à proximité des roues orientables 2 du véhicule. De façon appropriée le générateur 7 de valeurs réelles de l'angle de braquage est également intégré dans ce module. De même la soupape de régulation 8 ainsi que l'ensemble du circuit hydraulique pour l'actionnement du servomoteur 19 sont logés à proximité de ce dernier. Seul le générateur 4 de valeurs de consigne de l'angle de braquage est disposé au voisinage du volant de direction 5 de sorte que dans tous les cas, il faut disposer un câble dans le véhicule pour la ligne 3 de transmission de signaux. La redondance réciproque des appareils de commande 1 et 33, qui est proposée conformément à l'invention, peut être réalisée d'une
manière particulièrement simple sans dépense élevée de construction.
Lorsque pour les appareils de commande i et 33 on utilise des composants standardisés programmables, le fait que l'appareil de commande 1 ou 33 soit utilisé pour l'actionnement du dispositif 35 du couple manuel ou pour l'actionnement du régulateur (servomoteur 19) de l'angle de braquage, dépend essentiellement de la programmation. Par conséquent les appareils de commande 1 et 33 peuvent être également agencés, et notamment programmés, de telle sorte qu'ils peuvent être utilisés aussi bien pour l'actionnement du régulateur 35 du couple manuel que du régulateur 19 de l'angle de braquage. Étant donné que par ailleurs il faut poser des câbles pour les lignes de transmission de signaux 38 et 39 destinées à relier les appareils de mesure de pression 40 et 41 à l'appareil 33 de commande du couple manuel et pour la ligne de transmission de signaux pour relier le générateur 4 de valeurs de consigne de l'angle de braquage à l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage, on peut installer à la place de cela, et ce sans dépense supplémentaire, un bus de transmission de données de telle sorte que d'une part les deux appareils de commande 1 et 33 peuvent appeler les valeurs de signaux de tous les capteurs et que d'autre part la totalité ou une partie des éléments de commutation peuvent être actionnés par l'intermédiaire de câbles véhiculant un courant qui s'étendent respectivement depuis les deux appareils de commande 1 et 33 jusqu'aux éléments de commutation. De cette manière les appareils de commande 1 et 33 peuvent s'assister et se remplacer l'un l'autre. L'agencement selon
l'invention accroft la sécurité du système de direction.
Dans une forme de réalisation préférée, les éléments de commutation qui peuvent être actionnés par les deux appareils de commande 1 et 33 sont par exemple des soupapes, un moteur électrique, un accouplement électrique dans une section de direction, sont équipés d'enroulements séparés, dont chacun est associé à l'un des appareils de commande 1 et 33. Par exemple des soupapes possèdent deux aimants d'actionnement qui peuvent être commutés séparément et d'une manière indépendante l'un de l'autre. Ceci améliore la sécurité en cas de défaillance,
notamment en ce qui concerne la résistance à un court-circuit.
Conformément à une forme de réalisation particulièrement avantageuse du système de direction selon l'invention les appareils de commande 1 et 33 peuvent, dans le cas o seules des parties du plan de commande par fil du système de direction travaillent de façon défectueuse, faire fonctionner le système de direction dans un fonctionnement d'urgence confortable, qui travaille essentiellement à la manière d'une direction assistée usuelle avec un accouplement forcé entre le volant de direction 5 et les roues orientables 2 du véhicule. Si par exemple la soupape de régulation 8 se bloque, les soupapes de sécurité 32, 53 et 54 passent dans la position de commutation représentée sur la figure 1 de sorte que le mouvement de braquage des roues orientables 2 du véhicule est exécuté, en fonction du déplacement axial du piston 45, dans l'unité à piston et cylindre 44 côté conducteur. Afin que le conducteur n'ait pas à appliquer manuellement au volant de direction 5 la totalité du couple manuel nécessaire pour un réglage de braquage des roues orientables 2 du véhicule, dans ce fonctionnement d'urgence confortable le dispositif 35 de réglage du couple manuel est utilisé en tant que système d'assistance et à cet effet il est commandé de façon correspondante par l'appareil 33 de commande du couple manuel par l'intermédiaire d'une ligne de commutation 34 ou par l'appareil 1 de commande de l'angle de braquage par l'intermédiaire d'une
ligne de commutation 72.
Dans un autre cas d'avarie ou de perturbation, la soupape de régulation 8 et les soupapes de régulation 53 et 54 doivent être commandées par les appareils de commande 1 et 33 de telle sorte que l'unité à piston et cylindre (servomoteur 19) située du côté des roues est actionnée hydrauliquement en fonction de l'actionnement du volant de direction 5 et ainsi on obtient une assistance hydraulique pour le réglage
axial du piston 45 ou pour la tige de piston 23 du servomoteur 19.
C'est seulement lorsque les composants, qui peuvent être utilisés pour produire l'assistance, du plan de commande par câble sont également défaillants que le système de direction selon l'invention doit fonctionner
dans un fonctionnement d'urgence sans assistance.
Un autre point de vue important du système de direction selon l'invention réside dans le fait que pendant le fonctionnement normal du système de direction, à des intervalles réguliers, d'une part le système hydraulique du plan de retour (les barres hydrauliques) est désaéré par I'intermédiaire des soupapes de désaération 62 et 63 de sorte que des
perturbations de fonctionnement du plan de retour peuvent être exclues.
D'autre part, des contrôles d'étanchéité des composants hydrauliques du plan de retour sont exécutés régulièrement, auquel cas la barre hydraulique de gauche peut être examinée indépendamment de la barre hydraulique de droite. De cette manière des fuites éventuellement présentes peuvent être localisées d'une manière relativement précise. Dans le cas o le système de direction ou ses appareils de commande 1 et 33 établissent l'existence d'un fonctionnement défectueux du plan de retour, ceci peut être indiqué au conducteur. Dans tous les cas, ce fonctionnement erroné est signalé lors de I'inspection suivante du véhicule. En fonction de la conception de sécurité, dans ce cas on peut également prévoir que la vitesse maximale du véhicule, la distance qu'il peut parcourir ou analogue soit limitée. Par exemple le véhicule doit encore seulement pouvoir circuler avec une faible vitesse
jusqu'au prochain atelier de réparation.
Lorsque les appareils de commande 1 et 33 communiquent par exemple avec un ou plusieurs calculateurs 78 du véhicule, par exemple par l'intermédiaire d'un bus 77, les informations détectées et traitées par le calculateur respectif peuvent être utilisées par les appareils de commande 1 et 33 de manière à exécuter des contrôles de vraisemblance ou à fournir
des signaux redondants pour des capteurs en panne ou pour leurs signaux.
Claims (13)
1. Système de direction pour un véhicule qui peut fonctionner dans un fonctionnement normal lors duquel une manette de direction (5) actionnée par le conducteur, par exemple un volant de direction, et des roues orientables (2) du véhicule sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'une section électrique ou électronique de régulation (plan de commande par câble) et dans un fonctionnement d'urgence, dans lequel la manette de direction (5) et les roues orientables du véhicule sont couplées selon un accouplement forcé mécanique et/ou hydraulique (plan de retour), caractérisé en ce qu'il comporte un appareil (1) de commande de l'angle de braquage pour un régulateur de l'angle de braquage (19), qui actionne les roues orientables du véhicule (2), par exemple un servomoteur électrique ou hydraulique, qui contient une première unité de commande de l'angle de braquage, qui compare des valeurs réelles de l'angle de braquage d'un générateur (7) de valeurs réelles de l'angle de braquage, qui est actionné par les roues braquées (2) du véhicule, et des valeurs de consigne de l'angle de braquage d'un générateur de valeurs de consigne d'un angle de braquage (4) actionné au moyen de la manette de direction (5) et, en fonction de cela, actionne le régulateur (19) de l'angle de braquage, et comporte un appareil (33) de commande du couple manuel pour un régulateur (35) du couple manuel, qui actionne la manette de direction (5) pour simuler des couples manuels et qui contient une première unité de commande du couple manuel, qui produit des valeurs de consigne du couple manuel, qui sont corrélées aux forces agissant sur les roues orientables (2) du véhicule et les compare à des valeurs réelles du couple manuel d'un générateur de valeurs réelles du couple manuel (42) actionné à l'aide de la manette de direction et, en fonction de cela, actionne le régulateur (35) du couple manuel, et que les appareils de commande (1, 33) se contrôlent eux-mêmes et contrôlent le système de direction du point de vue sécurité de fonctionnement et vraisemblance et provoquent, en fonction de ce contrôle, une commutation entre le fonctionnement normal et le fonctionnement d'urgence du système de direction, que l'appareil (1) de commande de l'angle de braquage comporte une seconde unité de commande du couple manuel, qui est branchée de manière redondante par rapport à la première unité de commande du couple manuel de l'appareil (33) de commande du couple manuel, et que l'appareil (33) de commande du couple manuel comporte une seconde unité de commande de l'angle de braquage, qui est branchée de manière redondante par rapport à la première unité de commande de l'angle de braquage de l'appareil (1) de
commande de l'angle de braquage.
2. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un ou plusieurs bus de transmission de données, auxquels sont raccordés les appareils de commande (1, 33) et des capteurs associés
à ces appareils.
3. Système de direction selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'encore au moins un autre appareil de commande du véhicule est
raccordé au(x) bus de transmission de données.
4. Système de direction selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pendant le fonctionnement
normal, les appareils de commande (1, 33) contrôlent la fonctionnalité de
l'accouplement forcé mécanique et/ou hydraulique du plan de retour.
5. Système de direction selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'accouplement forcé mécanique
et/ou hydraulique du plan de retour comporte une unité à piston et cylindre (44) située côté conducteur, qui est actionnée mécaniquement par la manette de direction (5) et actionne par voie hydraulique une unité à piston et cylindre (10), située côté roue, qui pour sa part actionne mécaniquement
les roues orientables (2) du véhicule.
6. Système de direction selon les revendications 4 et 5 prises
dans leur ensemble, caractérisé en ce que pour contrôler la fonctionnalité du plan de retour, les appareils de commande (1, 33) contrôlent l'étanchéité et/ou le niveau de pression présent du système d'un circuit hydraulique de
I'accouplement forcé.
7. Système de direction selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'accouplement forcé comporte une section mécanique de direction, qui peut être interrompue au moyen d'un accouplement actionné par voie électrique ou hydraulique, auquel cas pour le contrôle de fonctionnement il est prévu des interrupteurs de proximité qui répondent lorsque l'accouplement est fermé selon une routine pendant un bref intervalle de temps, et/ou pour le contrôle de la fonctionnalité de l'accouplement électrique, I'alimentation en courant et/ou en tension de cet accouplement est contrôlée et/ou pour le contrôle de la fonctionnalité de l'accouplement hydraulique, il est prévu des détecteurs de pression qui contrôlent la
pression d'ouverture minimale admissible.
8. Système de direction selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les appareils de commande (1,
33) peuvent faire fonctionner le système de direction dans un fonctionnement d'urgence confortable, dans lequel une assistance par servocommande est prévue pour l'accouplement forcé mécanique et/ou
hydraulique du plan de retour.
9. Système de direction selon les revendications 5 et 8 prises
dans leur ensemble caractérisé en ce que le régulateur de l'angle de braquage est agencé sous la forme d'un servomoteur hydraulique (19), qui est actionné par une servosoupape (8) reliée à une pompe hydraulique (13), et que le système d'assistance par servocommande du fonctionnement d'urgence confortable est obtenu au moyen du circuit hydraulique du servomoteur (19), qui est accouplé hydrauliquement aux unités à piston et cylindre (44, 19) de l'accouplement forcé et dont l'actionnement est assisté
par servocommande.
10. Système de direction selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'assistance par servocommande est réalisée au moyen du régulateur (35) du couple manuel, qui assiste les actionnements
de la manette de direction (5).
11. Système de direction selon l'une quelconque des
revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les appareils de commande (1,
33) sont reliés par l'intermédiaire d'un bus de transmission de données à un calculateur du véhicule, auquel sont raccordés d'autres capteurs, et utilisent des paramètres de fonctionnement du véhicule, présents dans ce calculateur, pour produire des signaux qui sont redondants par rapport aux signaux qui sont générés sur la base de valeurs de mesure d'au moins un
capteur associé aux appareils de commande.
12. Système de direction selon l'une quelconque des
revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est prévu des lignes
individuelles séparées de commutation (64, 65, 66, 67, 34, 72), qui relient chaque appareil de commande (1, 33) à un ou plusieurs éléments de commutation (62, 63, 35), qui peuvent être actionnés ainsi par les deux
appareils de commande (1, 33).
13. Système de direction selon la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments de commutation (62, 63, 35) pouvant être actionnés par les deux appareils de commande (1, 33) comportent chacun deux enroulements, qui peuvent être alimentés en courant séparément pour l'actionnement de l'élément de commutation considéré (62, 63, 35) et dont l'un est associé à un appareil de commande (1) et dont l'autre est associé à
l'autre appareil de commande (33).
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