FR2948087A1

FR2948087A1 - Systeme de direction en particulier pour vehicule automobile, comportant un arbre de direction

Info

Publication number: FR2948087A1
Application number: FR0954949A
Authority: FR
Inventors: Cyril Pracht
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-01-21
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: FR2948087B1

Abstract

Système de direction de véhicule, notamment de véhicule automobile, comportant un arbre de direction manoeuvré par le conducteur du véhicule pour réaliser le braquage des roues directrices (24) du véhicule, ce système de direction (21) comprenant un vérin hydraulique d'assistance (32) couplé à l'arbre de direction, alimenté en fluide sous pression par un circuit d'alimentation de fluide (34), caractérisé en ce que le circuit d'alimentation de fluide (34) comporte au moins une vanne (36) disposée entre une source de fluide sous pression (30) et le vérin d'assistance (32), qui permet de fermer ce circuit d'alimentation pour bloquer le vérin d'assistance.

Description

SYSTEME DE DIRECTION EN PARTICULIER POUR VEHICULE AUTOMOBILE, COMPORTANT UN ARBRE DE DIRECTION

La présente invention concerne un système de direction pour véhicule automobile comprenant un dispositif d'assistance au système de direction, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel système de direction. Les véhicules automobiles comportent un volant fixé à l'extrémité supérieure d'une colonne de direction comprenant un arbre de direction, qui est manoeuvré par le conducteur pour exercer une rotation sur un boîtier de direction relié à l'extrémité inférieure de cet arbre. Le boîtier de direction transforme le mouvement de rotation de l'arbre de direction, pour appliquer un angle de braquage sur les deux roues avant. Le volant de direction comporte généralement dans son moyeu central un coussin gonflable de sécurité, comprenant un dispositif pyrotechnique de gonflage rapide mis à feu par un calculateur électronique relié à des détecteurs de chocs, permettant de détecter un choc sur le véhicule entraînant un risque pour le conducteur. Le coussin de sécurité gonflé forme une protection face au conducteur pour, en collaboration avec la ceinture de sécurité, amortir le choc et protéger la tête ainsi que la partie supérieure du corps du conducteur. Le coussin de sécurité peut-être associé à une colonne de direction rétractable, qui se rétracte sous la pression exercée par le thorax du conducteur due à l'inertie de son corps, appliquée au volant par le coussin de sécurité gonflé. Pour assurer une meilleure protection du conducteur tout en limitant le volume du coussin de sécurité, il est connu de disposer d'un coussin qui n'est pas circulaire. La partie inférieure du coussin de sécurité tournée vers l'abdomen du conducteur, comporte un rayon plus grand pour assurer une meilleure protection.

Lors d'une collision importante sur l'avant du véhicule, cette partie avant en se déformant peut appliquer une contrainte sur les roues directrices, qui entraîne un braquage de ces roues. Le volant pivote alors, en s'écartant de la position neutre où les roues directrices sont droites.

Le coussin de sécurité qui se déclenche lors de cette collision, étant fixé sur le moyeu du volant, tourne aussi avec le volant autour de l'axe de la colonne de direction. Le coussin de sécurité est alors mal disposé, sa partie inférieure comportant un grand rayon ne se trouvant plus dans l'axe du conducteur, ne protège pas efficacement le corps du conducteur. De plus, le corps du conducteur peut être déstabilisé par la dissymétrie du coussin de sécurité par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, et glisser sur un côté du coussin, ce qui représente un danger. Pour apporter une solution à ce problème, le document JP-A-2007320537 présente un système de direction comportant un arbre de direction relié à un moteur électrique, apportant un couple d'assistance sur cet arbre pour effectuer les manoeuvres. Lorsqu'un choc sur le véhicule est détecté par des capteurs, le moteur électrique comporte un système électromagnétique qui maintient son rotor bloqué, pour empêcher une rotation de l'arbre de direction.

Un problème qui se pose est que dans le cas d'un système de direction comprenant une assistance hydraulique, on ne dispose pas de moteur électrique relié à l'arbre de direction pour réaliser ce blocage. La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple et efficace, au blocage d'un système de direction comportant une assistance hydraulique. Elle propose à cet effet un système de direction de véhicule, notamment de véhicule automobile, comportant un arbre de direction manoeuvré par le conducteur du véhicule pour réaliser le braquage des roues directrices du véhicule, ce système de direction comprenant un vérin hydraulique d'assistance couplé à l'arbre de direction, alimenté en fluide sous pression par un circuit d'alimentation de fluide, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation de fluide comporte au moins une vanne disposée entre une source de fluide sous pression et le vérin d'assistance, qui permet de fermer ce circuit d'alimentation pour bloquer le vérin d'assistance. Un avantage du système de direction suivant l'invention, est qu'en ajoutant des électrovannes d'un coût réduit sur les conduits d'alimentation du vérin hydraulique, et en utilisant des capteurs de détection de choc déclenchant les coussins de sécurité du véhicule, on peut bloquer très rapidement la direction en cas d'accident, et maintenir le coussin de sécurité du volant dans la position neutre pour assurer la sécurité du conducteur.

De plus, le système de direction selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les vannes comportent une commande électrique. Avantageusement, les vannes sont normalement fermées lorsqu'elles ne reçoivent pas de signal électrique. Avantageusement, les vannes sont fermées lorsque le contact établi par la clé de contact du véhicule est coupé. Selon une caractéristique de l'invention, les vannes sont fermées lorsqu'un choc sur le véhicule qui déclenche le gonflage de coussins de sécurité, est détecté. En combinaison avec le blocage de direction, avantageusement un volant de direction placé en haut de l'arbre de direction pour sa manoeuvre, comporte dans son moyeu un coussin de sécurité dont la partie inférieure tournée vers l'abdomen du conducteur, comprend un rayon plus grand que celui des autres parties. Avantageusement, en cas de choc les vannes sont ré-ouvertes automatiquement très peu de temps après avoir été fermées. Selon un mode de réalisation, le vérin d'assistance comporte deux chambres hydrauliques opposées commandant chacune un mouvement de la direction dans un sens, chaque chambre étant reliée à un conduit d'alimentation comportant une vanne.

L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un système de direction comportant un arbre de direction qui réalise le braquage des roues directrices, ce système de direction comprenant un vérin hydraulique d'assistance alimenté par un fluide sous pression, dont le mouvement est relié à la rotation de l'arbre de direction, le système de direction comportant de plus l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un coussin de sécurité de volant de direction, comportant une partie inférieure comprenant un rayon plus important ; - la figure 2 est un schéma d'un système de direction selon l'invention ; et - la figure 3 est un graphique de décision pour un procédé de commande du blocage du système de direction. La figure 1 représente vue de face un volant 2 comportant une jante reliée par deux bras à un moyeu 4 fixé sur un arbre de direction. Un coussin de sécurité 6 présenté gonflé après déclenchement d'un système pyrotechnique se trouvant dans le moyeu 4 du volant 2, forme un coussin sensiblement plat fixé au moyeu et posé sur le volant. Le contour extérieur du coussin de sécurité 6, délimité par une ligne fermée discontinue, dépasse de la jante du volant 2 radialement vers l'extérieur pour éviter lors d'un choc frontal tout contact avec ce volant, et fournir une surface suffisante permettant de recevoir la tête et le haut du corps du conducteur avec une pression assez faible. Le coussin de sécurité 6 est symétrique par rapport à un plan vertical perpendiculaire à un axe transversal du véhicule. La partie supérieure du coussin de sécurité 6 a un petit rayon sensiblement constant. Par contre la partie inférieure 8 du coussin de sécurité 6 en regard de l'abdomen du conducteur, a un rayon nettement plus grand pour protéger plus efficacement cet abdomen. De cette manière on optimise la protection du conducteur tout en réduisant la masse du coussin de sécurité 6, son volume une fois replié et son coût. Le coussin de sécurité 6 peut protéger de manière efficace avec sa partie inférieure 8 allongée, le corps du conducteur jusqu'à l'abdomen, à condition que cette partie inférieure reste sensiblement centrée suivant l'axe longitudinal du véhicule, le volant de direction 2 devant alors rester aussi dans la position neutre, sans braquage des roues directrices. La figure 2 présente un système de direction 21 comportant un boîtier de direction comprenant une crémaillère transversale 20, dont les extrémités sont reliées par des biellettes 22 aux moyeux des roues directrices avant 24. Le volant de direction 2 comportant le coussin de sécurité 6 présenté figure 1, entraîne la crémaillère de direction 20 pour réaliser le braquage des roues directrices 24. En variante, des boîtiers de direction comportant d'autres cinématiques, peuvent être utilisés pour transmettre le mouvement de l'arbre de direction aux roues directrices 24.

Un vérin hydraulique d'assistance 32 comprenant deux chambres opposées, est placé en parallèle de la crémaillère de direction 20. Le vérin d'assistance 32 prend appui sur le carter du boîtier de direction pour appliquer un effort complémentaire d'assistance sur cette crémaillère. Une pompe hydraulique 30 fournit un fluide sous pression au vérin d'assistance 32, par deux canalisations 34 alimentant respectivement chacune des deux chambres. Le vérin d'assistance 32 exerce un effort dans un sens ou dans l'autre suivant la chambre alimentée par le fluide sous pression, l'autre chambre étant alors mise en communication avec un réservoir de fluide à la pression atmosphérique, pour permettre un retour du fluide vers ce réservoir.

La distribution du fluide dans les deux chambres du vérin d'assistance 32, est régulée par des distributeurs hydrauliques, non représentés, dont l'ouverture dépend de l'effort exercé par le conducteur sur le volant de direction 2, pour délivrer à la crémaillère de direction 20 dans un sens ou dans l'autre, l'effort d'assistance. On dispose sur chaque canalisation 34 d'alimentation du vérin d'assistance 32, une électrovanne 36 reliée à une commande électrique 38 alimentée en courant par la clé de contact du véhicule. Avantageusement les électrovannes 36 sont intégrées sur le boîtier de la crémaillère de direction 20, ou dans le corps du système de commande de l'assistance, pour obtenir un montage plus compact et plus économique. Le fonctionnement du système de direction 21 est présenté par le graphique de la figure 3. Au repos le contact de la clé 50 n'étant pas établi, les électrovannes 36 ne reçoivent pas de signal électrique, on dit alors qu'elles sont normalement fermées. De cette manière, les alimentations hydrauliques des deux chambres du vérin d'assistance 32 sont fermées, ce qui produit un blocage 54 quasiment complet de ce vérin, le fluide étant quasiment incompressible. La crémaillère de direction 20, liée à ce vérin d'assistance 32, est aussi bloquée. Après l'établissement du contact par la clé 50, les électrovannes 36 reçoivent un signal électrique, on a alors un déblocage 56 de la direction. En cas de choc sur le véhicule, les capteurs de chocs qui déclenchent les coussins de sécurité 6, envoient un signal à la commande électrique 38 pour interrompre le signal électrique des électrovannes 36. De cette manière, les électrovannes 36 ferment très rapidement les alimentations hydrauliques des deux chambres du vérin d'assistance 32, on a alors un blocage 54 instantané de la direction du véhicule dans la position quelconque où elle se trouve.

Le blocage 54 de la direction du véhicule se produit dans un temps très court après un choc, qui peut être de l'ordre de 10ms, et empêche alors une rotation du volant de direction 2 causée par des déformations de la partie avant du véhicule, qui pourraient entraîner un braquage des roues directrices 24. Le volant de direction 2 conserve alors son angle d'origine qui est généralement sensiblement la position neutre, et le coussin de sécurité 6 peut se gonfler dans la position souhaitée. Le blocage du volant de direction 2 et le gonflage du coussin de sécurité 6, se combinent avantageusement avec un enfoncement de la colonne de direction sur son axe, provoqué par la pression donnée par le corps du conducteur, pour assurer la meilleure protection de ce conducteur. Avantageusement on dispose dans la commande 38 des électrovannes 36, une temporisation qui en cas de choc sur le véhicule, ouvre automatiquement ces électrovannes très peu de temps après leur fermeture. De cette manière, juste après la protection du conducteur par le blocage de la direction, on débloque cette direction pour pouvoir manoeuvrer le véhicule. On réalise ainsi, de manière simple et économique, un blocage de la direction efficace et très rapide, qui ne nécessite que peu de modifications du véhicule. On notera que l'on peut facilement généraliser ce moyen de blocage sur différentes gammes de véhicules, ce qui permet de standardiser le système et donc de réduire les coûts. Le blocage de la direction, réalisé par la fermeture des électrovannes 36 au repos, constitue de plus une sécurité supplémentaire contre le vol du véhicule. En effet, quand le véhicule est stationné et que le contact de la clé de contact est coupé, les électrovannes 36 sont normalement fermées ce qui bloque la direction et empêche une manoeuvre de ce véhicule. Les électrovannes 36 sont dimensionnées pour résister à la pression hydraulique venant d'un choc sur les roues directrices 24, ou venant d'efforts exercés sur le volant de direction lors dune tentative d'effraction. Avantageusement, une intégration des électrovannes 36 dans le boîtier de direction ou dans le corps de la commande de l'assistance, rend plus difficile l'accès à ces électrovannes pour éviter une manipulation avec effraction qui tenterait de les neutraliser. On notera aussi, qu'en stationnement, le système ne consomme pas de courant électrique, ce qui est avantageux pour l'autonomie des 5 accumulateurs électriques du véhicule.

Claims

REVENDICATIONS1 ù Système de direction de véhicule, notamment de véhicule automobile, comportant un arbre de direction manoeuvré par le conducteur du véhicule pour réaliser le braquage des roues directrices (24) du véhicule, ce système de direction (21) comprenant un vérin hydraulique d'assistance (32) couplé à l'arbre de direction, alimenté en fluide sous pression par un circuit d'alimentation de fluide (34), caractérisé en ce que le circuit d'alimentation de fluide (34) comporte au moins une vanne (36) disposée entre une source de fluide sous pression (30) et le vérin d'assistance (32), qui permet de fermer ce circuit d'alimentation pour bloquer le vérin d'assistance. 2 ù Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vannes (36) comportent une commande électrique. 3 ù Système de direction selon la revendication 2, caractérisé en ce que les vannes (36) sont normalement fermées lorsqu'elles ne reçoivent pas de signal électrique. 4 ù Système de direction selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les vannes (36) sont fermées lorsque le contact établi par la clé de contact du véhicule est coupé. 5 ù Système de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les vannes (36) sont fermées lorsqu'un choc sur le véhicule qui déclenche le gonflage de coussins de sécurité (6), est détecté. 6 ù Système de direction selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un volant de direction (2) placé en haut de l'arbre de direction pour sa manoeuvre, comporte dans son moyeu (4) un coussin de sécurité (6) dont la partie inférieure (8) tournée vers l'abdomen du conducteur, comprend un rayon plus grand que celui des autres parties.7 û Système de direction selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'en cas de choc, les vannes (36) sont ré-ouvertes automatiquement très peu de temps après avoir été fermées. 8 û Système de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin d'assistance (32) comporte deux chambres hydrauliques opposées commandant chacune un mouvement de la direction dans un sens, chaque chambre étant reliée à un conduit d'alimentation (34) comportant une vanne (36). 9 û Véhicule automobile comprenant un système de direction comportant un arbre de direction qui réalise le braquage des roues directrices (24), ce système de direction (21) comprenant un vérin hydraulique d'assistance (32) alimenté par un fluide sous pression, dont le mouvement est relié à la rotation de l'arbre de direction, caractérisé en ce que le système de direction est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.