La présente invention concerne, d'une façon générale, les systèmes de direction assistée électrique qui équipent des véhicules automobiles. Plus particulièrement, cette invention s'intéresse à de telles directions assistées, dans lesquelles un moteur électrique est accouplé, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse à vis sans fin et roue tangente, à un élément tournant tel que la colonne de direction ou le pignon de direction, en vue d'amplifier l'effort manuel exercé par le conducteur du véhicule sur le volant. Dans un tel système de direction, selon la conception habituelle, un moteur électrique unique a son arbre de sortie directement accouplé à une vis sans fin, laquelle est en prise avec une roue tangente liée en rotation à la colonne de direction ou au pignon de direction û voir par exemple les documents de brevets FR 2821312, FR 2829087 et FR 2912368. Le moteur électrique fournit ainsi un couple, de sens déterminé à un instant donné, à la colonne de direction ou directement au pignon de direction, dont le mouvement de rotation est transmis à la crémaillère qui convertit ce mouvement en une translation et commande ainsi l'orientation des roues directrices du véhicule, pour un braquage à gauche ou un braquage à droite. Le réducteur à vis sans fin et route tangente transmet ici le mouvement rotatif du moteur électrique à la colonne de direction ou au pignon de direction, en ayant un rôle de réducteur de vitesse et de multiplicateur de couple. Avec une telle réalisation, le réducteur à vis sans fin et roue tangente est sujet à des jeux de fonctionnement, qui sont eux-mêmes la cause de chocs et de bruits de claquement entre dents. Des artifices plus ou moins complexes sont nécessaires, notamment au niveau des paliers de la vis sans fin, pour réduire ces jeux et les bruits qui en résultent. En raison de l'unicité du moteur électrique d'assistance, les dents de la roue tangente sont fortement sollicitées. De plus, en cas de défaillance de ce moteur électrique, toute l'assistance de la direction est perdue. The present invention relates, in a general manner, electric power steering systems that equip motor vehicles. More particularly, this invention is concerned with such assisted steering, in which an electric motor is coupled, via a worm gear and tangent wheel gearbox, to a rotating element such as the steering column. or the steering pinion, to amplify the manual effort exerted by the driver of the vehicle on the steering wheel. In such a steering system, according to the usual design, a single electric motor has its output shaft directly coupled to a worm gear, which is engaged with a tangent wheel rotatably connected to the steering column or the steering gear. see for example the patent documents FR 2821312, FR 2829087 and FR 2912368. The electric motor thus provides a torque, of direction determined at a given moment, to the steering column or directly to the steering pinion, whose rotational movement is transmitted to the rack which converts this movement into a translation and thus controls the orientation of the steering wheels of the vehicle, for a left turn or a right turn. The worm reducer and tangent road here transmits the rotary motion of the electric motor to the steering column or the steering gear, acting as a speed reducer and a torque multiplier. With such an embodiment, the worm gear and tangent wheel is subject to operating clearances, which themselves are the cause of shocks and click noises between teeth. More or less complex fireworks are necessary, especially at the bearings of the worm, to reduce these games and the resulting noise. Due to the uniqueness of the electric assist motor, the teeth of the tangent wheel are strongly stressed. Moreover, in case of failure of this electric motor, all the assistance of the direction is lost.
La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, et elle a donc pour but d'améliorer le fonctionnement et la fiabilité d'une direction assistée électrique, en intervenant au niveau de sa motorisation. A cet effet, l'invention a pour objet une direction assistée électrique, dans laquelle un moteur électrique d'assistance est accouplé, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse à vis sans fin et roue tangente, à un élément tournant tel que la colonne de direction ou le pignon de direction, ou directement à la crémaillère, le moteur électrique d'assistance ayant son arbre de sortie accouplé à une vis sans fin en prise avec la roue tangente, cette direction assistée électrique étant essentiellement caractérisée par le fait qu'elle comprend un deuxième moteur électrique d'assistance, dont l'arbre de sortie est accouplé à une autre vis sans fin qui est en prise avec la même roue tangente que la vis sans fin accouplée au premier moteur électrique d'assistance. Ainsi, la direction assistée électrique objet de l'invention comprend deux moteurs électriques d'assistance, qui sont accouplés à des vis sans fin respectives en prise avec une roue tangente commune. En particulier, les deux moteurs électriques d'assistance peuvent être disposés avec leurs arbres parallèles, de telle sorte que les deux vis sans fin, elles-mêmes sensiblement parallèles l'une à l'autre, viennent en prise avec la roue tangente commune dans deux zones diamétralement opposées de cette roue. The present invention aims to eliminate these disadvantages, and therefore aims to improve the operation and reliability of an electric power steering, intervening at the level of its engine. For this purpose, the subject of the invention is an electric power steering, in which an electric assistance motor is coupled, by means of a worm gear speed and tangent wheel gearbox, to a rotating element such as the steering column or the steering pinion, or directly to the rack, the electric assistance motor having its output shaft coupled to a worm gear in engagement with the tangent wheel, this electric power steering being essentially characterized by the fact that it comprises a second electric assist motor, whose output shaft is coupled to another worm which is engaged with the same wheel tangent as the worm coupled to the first electric motor assistance. Thus, the electrical power steering object of the invention comprises two electric assistance motors, which are coupled to respective worm gear meshing with a common tangent wheel. In particular, the two electric assistance motors can be arranged with their parallel shafts, so that the two endless screws, themselves substantially parallel to each other, engage with the common tangent wheel in two diametrically opposite zones of this wheel.
La présence du deuxième moteur électrique d'assistance, notamment en association avec des moyens pilotant de façon coordonnée les deux moteurs, procure des avantages nombreux et importants par rapport à la solution technique habituelle utilisant un moteur d'assistance unique : - Le couple du deuxième moteur peut en particulier être utilisé pour rattraper et quasiment annuler les jeux de fonctionnement du sous-ensemble roue tangente et vis , et pour supprimer ainsi les bruits de claquement entre dents. - La présence de deux moteurs et de deux vis sans fin permet de doubler le nombre de dents sollicitées à un instant donné sur un même réducteur, ce qui permet de doubler le couple admissible pour un réducteur avec roue tangente de diamètre donné, ou bien de réduire notablement le diamètre de la roue tangente pour un couple admissible donné. - En raison de l'annulation des jeux et de la suppression des bruits, la roue tangente (habituellement réalisée en matière plastique pour atténuer les bruits) peut désormais être réalisée en métal et en particulier en acier, ce qui conduit à une réalisation mécaniquement plus résistante. - Les deux moteurs électriques peuvent être pilotés d'une manière antagoniste, pour améliorer la précision en couple. En particulier, dans une telle utilisation, le deuxième moteur électrique peut avoir un couple différent du premier moteur, à la fois en amplitude, en fréquence et en phase. - L'invention permet aussi d'obtenir une meilleure précision dans le calcul de position angulaire de la roue tangente, par la mesure des angles de rotor de chacun des deux moteurs électriques d'assistance. - Par la disposition diamétralement opposée des deux vis sans fin, l'invention permet aussi d'équilibrer les efforts tangentiels appliqués à la roue tangente en cas de couples élevés, ce qui améliore la durée de vie des vis sans fin, de la roue tangente et des roulements, et assure une répartition plus homogène des contraintes mécaniques sur le ou les carters. - La présence des deux moteurs électriques d'assistance permet, notamment dans le cas où l'un de ces moteurs a une puissance différente de l'autre, d'ajuster au mieux à chaque instant la puissance de l'assistance, en utilisant l'un ou l'autre des deux moteurs électriques d'assistance ou ces deux moteurs simultanément en additionnant ou soustrayant leurs puissances respectives. - Enfin, on peut disposer du secours du deuxième moteur électrique d'assistance, en cas de défaillance du premier, ce qui évite alors une perte totale d'assistance. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette direction assistée électrique à deux moteurs pour véhicule automobile : Figure 1 est un schéma rappelant le principe d'une direction assistée électrique classique ; Figure 2 est un schéma de principe analogue à celui de la figure 1 25 mais se rapportant à une direction assistée électrique conforme à la présente invention ; Figure 3 représente, plus en détail, une partie d'une direction assistée électrique classique ; Figure 4 est une vue de détail analogue à la figure 3 mais 30 représentant la partie correspondante d'une direction assistée électrique conforme à la présente invention. La figure 1 rappelle quels sont les principaux éléments composant un système de direction assistée électrique. Une telle direction comprend, d'une part, une partie mécanique comprenant un volant de conduite (non 35 représenté) lié en rotation à une colonne de direction 2, dont l'extrémité éloignée du volant porte un pignon de direction en prise avec une crémaillère 3, montée coulissante dans un carter de direction (non représenté). Les deux extrémités opposées de la crémaillère 3 sont respectivement liées, par l'intermédiaire de biellettes 4, 5 et de porte-fusée 6, 7, aux roues directrices gauche 8 et droite 9 du véhicule automobile concerné. La direction comprend, d'autre part, un dispositif d'assistance à moteur électrique 10, qui amplifie l'effort manuel exercé par le conducteur sur le volant de conduite. Comme le montre aussi plus en détail la figure 3, le moteur électrique d'assistance 10, qui est unique, possède un arbre de sortie 11 accouplé à une vis sans fin 12, laquelle est en prise avec une roue tangente 13, l'ensemble formé par la vis sans fin 12 et la roue tangente 13 constituant un engrenage réducteur de vitesse (et par conséquent multiplicateur de couple). Dans l'exemple illustré, la roue tangente 3 est portée par un élément de la colonne de direction 2. Le moteur électrique d'assistance 10 est piloté par un calculateur électronique embarqué 14, en fonction de divers signaux et, en particulier, à partir du signal électrique fourni par un capteur de couplel5 placé, lui aussi, sur la colonne de direction 2 et mesurant ainsi le couple exercé par le conducteur sur le volant de conduite. Selon l'invention, et comme le montrent les figures 2 et 4, le système de direction comprend un deuxième moteur électrique d'assistance 16, similaire au premier mais pouvant posséder une puissance différente, par exemple plus faible, que celle du premier moteur électrique d'assistance 10. Le deuxième moteur 16 est disposé avec son arbre de sortie 17 parallèle à l'arbre de sortie 11 du premier moteur 10, autrement dit les deux moteurs 10 et 16 sont eux-mêmes disposés parallèlement l'un à l'autre. The presence of the second electric assistance motor, in particular in combination with means controlling the two engines in a coordinated manner, provides numerous and important advantages over the usual technical solution using a single assistance motor: - The torque of the second In particular, the motor can be used to make up and almost cancel the operating clearances of the tangential wheel and screw subassembly, and thus to eliminate the clacking noise between teeth. - The presence of two motors and two worm screws allows to double the number of teeth urged at a given moment on the same reducer, which doubles the allowable torque for a gear with tangent wheel diameter given, or significantly reduce the diameter of the tangent wheel for a given allowable torque. - Due to the cancellation of games and the elimination of noise, the tangent wheel (usually made of plastic to reduce noise) can now be made of metal and in particular steel, which leads to a mechanically more resistant. - Both electric motors can be controlled in an antagonistic way, to improve the torque accuracy. In particular, in such a use, the second electric motor can have a different torque of the first motor, both in amplitude, in frequency and in phase. The invention also makes it possible to obtain better precision in the calculation of the angular position of the tangent wheel by measuring the rotor angles of each of the two electric assistance motors. - By the diametrically opposite arrangement of the two worm gear, the invention also makes it possible to balance the tangential forces applied to the tangent wheel in the case of high torque, which improves the lifetime of the worm, the tangent wheel and bearings, and ensures a more homogeneous distribution of mechanical stresses on the housing or casings. - The presence of the two electric assistance motors makes it possible, particularly in the case where one of these motors has a different power of the other, to adjust the power of the assistance at best, using the one or the other of the two electric assistance motors or these two motors simultaneously by adding or subtracting their respective powers. - Finally, we can have the help of the second electric motor assistance, in case of failure of the first, which then avoids a total loss of assistance. In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of example, an embodiment of this electric power steering with two motors for a motor vehicle : Figure 1 is a diagram recalling the principle of a conventional electric power steering; Figure 2 is a block diagram similar to that of Figure 1 but referring to an electric power steering according to the present invention; Figure 3 shows, in more detail, part of a conventional electric power steering; Figure 4 is a detail view similar to Figure 3 but showing the corresponding portion of an electric power steering according to the present invention. Figure 1 recalls the main components of an electric power steering system. Such a steering comprises, on the one hand, a mechanical part comprising a steering wheel (not shown) rotatably connected to a steering column 2, whose far end of the steering wheel carries a steering pinion engaged with a rack 3, slidably mounted in a steering box (not shown). The two opposite ends of the rack 3 are respectively connected, by means of rods 4, 5 and stub axle 6, 7, to the left and right steering wheels 9 of the motor vehicle concerned. The steering comprises, on the other hand, an electric motor assistance device 10, which amplifies the manual effort exerted by the driver on the steering wheel. As also shown in more detail in FIG. 3, the single assistance electric motor 10 has an output shaft 11 coupled to an endless screw 12, which is engaged with a tangential wheel 13, the assembly formed by the worm 12 and the tangent wheel 13 constituting a gear speed reducer (and therefore torque multiplier). In the illustrated example, the tangent wheel 3 is carried by an element of the steering column 2. The electric assistance motor 10 is controlled by an on-board electronic computer 14, according to various signals and, in particular, from the electrical signal provided by a couplel5 sensor also placed on the steering column 2 and thus measuring the torque exerted by the driver on the steering wheel. According to the invention, and as shown in Figures 2 and 4, the steering system comprises a second electric assist motor 16, similar to the first but may have a different power, for example lower than that of the first electric motor 10. The second motor 16 is disposed with its output shaft 17 parallel to the output shaft 11 of the first motor 10, ie the two motors 10 and 16 are themselves arranged parallel to each other. other.
L'arbre de sortie 17 du deuxième moteur électrique 10 est accouplé à une autre vis sans fin 18. Cette autre vis sans fin 18, ainsi orientée sensiblement parallèlement à la première vis sans fin 12, est en prise avec la même roue tangente 13 que la première vis sans fin 12, les deux vis sans fin 12 et 18 venant en prise avec la roue tangente 13 dans deux zones diamétralement opposées de cette roue 13. Le calculateur électronique embarqué 14 pilote ici simultanément les deux moteurs électriques d'assistance 10 et 16, toujours à partir du signal électrique fourni par le capteur de couple 15 placé sur la colonne de direction 2. Les stratégies de pilotage des deux moteurs 10 et 16 sont diverses et peuvent notamment comprendre : - Un fonctionnement dans lequel les couples respectifs exercés par les deux moteurs électriques d'assistance 10 et 16 s'additionnent, pour obtenir un couple total élevé, tout en équilibrant les efforts tangentiels auxquels est soumise la roue tangente 13 ; - Un fonctionnement dans lequel le couple du deuxième moteur électrique d'assistance 16 est utilisé pour rattraper les jeux de fonctionnement de l'ensemble roue et vis , c'est-à-dire de l'ensemble constitué par la roue tangente 13 et la vis sans fin 12 accouplée au premier moteur électrique d'assistance 10, et ainsi supprimer les bruits de claquements entre dents. The output shaft 17 of the second electric motor 10 is coupled to another endless screw 18. This other endless screw 18, thus oriented substantially parallel to the first worm 12, is engaged with the same tangential wheel 13 as the first worm 12, the two worm 12 and 18 engaging the tangent wheel 13 in two diametrically opposite zones of the wheel 13. The on-board electronic computer 14 here simultaneously driving the two electric motors 10 and assistance 16, again from the electrical signal provided by the torque sensor 15 placed on the steering column 2. The steering strategies of the two motors 10 and 16 are various and may include in particular: - An operation in which the respective pairs exerted by the two electric assist motors 10 and 16 add up, to obtain a high total torque, while balancing the tangential forces to which the wheel is subjected tangent 13; - An operation in which the torque of the second electric assist motor 16 is used to make up the operating clearances of the wheel and screw assembly, that is to say of the assembly consisting of the tangent wheel 13 and the worm 12 coupled to the first electric motor assistance 10, and thus remove the sounds of clicks between teeth.
Par ailleurs, le deuxième moteur électrique 16 peut intervenir comme moteur de secours, en cas de défaillance du premier moteur électrique d'assistance 10, afin d'empêcher une perte totale d'assistance. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette direction assistée électrique à deux moteurs qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - En modifiant la disposition spatiale relative des deux moteurs 20 électriques d'assistance ; - En prévoyant le deuxième moteur d'une puissance supérieure, égale ou inférieure à celle du premier moteur ; - En coordonnant les fonctionnements des deux moteurs selon toute stratégie adaptée. 25 - En appliquant l'invention à des directions assistées électriques de tous types, c'est-à-dire intervenant non seulement sur la colonne de direction mais aussi sur le pignon de direction, ou encore directement au niveau de la crémaillère. 30 Furthermore, the second electric motor 16 can act as a backup engine, in case of failure of the first electric motor assistance 10, to prevent a total loss of assistance. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiment of this two-motor electric power steering which has been described above, by way of example; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle. Thus, in particular, that one would not move away from the scope of the invention: - By modifying the relative spatial arrangement of the two electric motors 20 assistance; - By providing the second motor with a higher power, equal to or less than that of the first motor; - By coordinating the operation of the two engines according to any suitable strategy. - By applying the invention to electric power steering of all types, that is to say, not only involved on the steering column but also on the steering pinion, or directly at the rack. 30