WO2007068834A1 - Integrated active and electrically power-assisted steering system for a motor vehicle - Google Patents

Integrated active and electrically power-assisted steering system for a motor vehicle Download PDF

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WO2007068834A1
WO2007068834A1 PCT/FR2006/051172 FR2006051172W WO2007068834A1 WO 2007068834 A1 WO2007068834 A1 WO 2007068834A1 FR 2006051172 W FR2006051172 W FR 2006051172W WO 2007068834 A1 WO2007068834 A1 WO 2007068834A1
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WO
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steering
gear
wheel
motor
column
Prior art date
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PCT/FR2006/051172
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French (fr)
Inventor
Samir Boukhari
Eric Chauvelier
Olivier Fauqueux
Xavier Mouton
Didier Richer
Original Assignee
Renault S.A.S.
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column

Definitions

  • the invention relates to the field of steering systems for motor vehicles, in particular steering assistance systems and active steering systems.
  • Power steering systems are known to provide additional mechanical torque to the steering column, in correspondence with the movements of the steering wheel. Specifically, these power steering systems facilitate the handling of the steering wheel by the driver of the vehicle. Indeed, at a standstill, without power steering device, the handling of the steering wheel requires some effort, especially when the steering wheels do not roll. This type of system has long been used on a large part of private vehicles.
  • US Pat. No. 5,333,700 discloses an active steering system integrated with the power assistance device on the steering column.
  • Several possible solutions for mechanical integration of the two devices are proposed in the same system mounted along the column.
  • One embodiment provides a double stage gear train. The first allows to transmit a movement between the shaft connected to the steering wheel and the shaft connected to the steering rack.
  • the second consisting of an epicyclic train, allows to continuously vary the kinematic relationship of the steering column. This is achieved by means of an electric motor which transmits a motion to a planet carrier member of the epicyclic gear train.
  • a second electric motor connected by a worm system to the shaft connected to the rack, provides the steering assistance function.
  • this system does not integrate, in a single computer, the control computer part of the two electric motors with these connectors.
  • the control computer part of the two electric motors with these connectors.
  • the object of the invention is to overcome these disadvantages by providing an integrated system of active steering and power steering incorporated on the steering column.
  • the main object of the invention is an integrated active steering system, electrically assisted for the steering column of motor vehicles, placed between the output of the steering wheel and the input of the transmission to the steering wheels, comprising active steering means providing a steering angle of the steering wheels superimposed on the angle produced by the steering wheel, constituted among others by a first electric motor driving a first gear, and electrically assisted steering means, providing a contribution of rotation torque at the steering column on the rotational movement controlled by the steering wheel, consisting mainly of a second electric motor driving a second gearbox.
  • the system comprises: a single control system for the active steering means and the power steering means; and a single epicyclic gear train comprising both active steering means and power steering means, and the active steering means and the power steering means being housed in a single housing.
  • the epicyclic gear train is placed coaxially with the steering column,
  • the first gearbox of active steering means drives an input gear of the epicyclic gear and the second reduction gear of assisted reduction means drives a sun gear of the epicyclic gear, a first connected axis to a flywheel output shaft driving a ring of the epicyclic gear.
  • the first motors of the active steering means are positioned perpendicularly to the axis of the steering column, the first reducer being constituted by a first wheel / worm system.
  • the first motor of the active steering means is positioned parallel to the axis of the steering column, the first gear being constituted by a gear system.
  • the first motor of active steering means is positioned coaxially with the axis of the column, directly driving the input gear of the epicyclic gear train.
  • the second power steering motor is positioned perpendicular to the axis of the steering column, the second reducer being constituted by a second wheel / screw-endless system.
  • the second motor of the power steering means is positioned parallel to the axis of the steering column, the second reducer being constituted by a second gear system.
  • the second motor of the power steering means is positioned coaxially with the axis of the steering column and directly drives the sun gear of the epicyclic gear.
  • FIG. 1 a diagram of a main embodiment of the system according to the invention.
  • FIG. 2 a diagram of a main embodiment of the system according to the invention.
  • the active steering system makes it possible to phase shift the position of the steering wheel shaft 2 with respect to the steering wheel output position 1. It is pointed out that this integrated steering system can be installed on all types of steering column. Of course, the power steering system can provide additional power on the output shaft of the steering wheel.
  • the steering column of the vehicle mainly comprises a flywheel output shaft 1 connected to a ring gear 11 of an epicyclic gear train 10 via a torque and angle sensor 3. steering column is extended by a second axis 7B connected to an input axis of the steering wheels 2.
  • the active steering means mainly comprise a first electric motor 5A driving a reduction assembly here constituted by a first wheel / endless screw system 6A and a first axis 7A.
  • the power steering means comprise, inter alia, a second electric motor 5B driving a second gearbox here constituted by a second wheel / screw-endless system 6B and a second axis 7B.
  • the first and second axes 7A and 7B are each connected to the planetary gear train 10. More specifically, the first axis 7A is connected to an input gear 8A of the epicyclic gear train 10, placed coaxially with the axis A of the steering column. , while the second axis 7B is connected to the sun wheel 12.
  • the latter carries several satellites 13, mounted rotating relative to it. These satellites 13 mesh with the inner teeth of the ring 11 and the outer teeth of the input wheel 8A.
  • the epicyclic gear train 10 is part of both active steering means and power steering means.
  • the epicyclic gear train 10 is selected as a reduction gear to help reduce the rotational speeds provided by the two geared motor assemblies.
  • the assembly, and more precisely the first and second electric motors 5A and 5B are controlled by a single control system 4 designed for this purpose.
  • the assembly of the planetary gear train 10, the first and second axes 7A and 7B and the wheels of the first and second wheel-endless systems 6A and 6B are located inside a single housing 19.
  • the first and second second second electric motors 5A and 5B are placed next to the housing, so that their output shaft arrives to drive the first and second wheel-endless systems 6A and 6B.
  • the first motor 5A active steering means allows, through the epicyclic train 10, to modulate the speed of rotation of the input shaft of the steered wheels 2 with respect to the speed of rotation of the flywheel output shaft 1. In the event of failure of this first electric motor 5A, the latter is short-circuited in order to maintain the mechanical connection between the input shaft of the steered wheels 2 and the flywheel output shaft 1.
  • the first electric motor 5A active steering means when the first electric motor 5A active steering means has a zero speed, we obtain an average gear ratio corresponding to the overall mechanical reduction of the steering wheel to the wheels. For example, it may be 18 for a reason of the planetary gear train 10 of 2.
  • the assembly of the first electric motor 5A and the first gearbox consisting of the first wheel / endless screw system 6A are synchronous with the rotational speed the output axis of the steering wheel 1 and the speed of the steering gear, we obtain a more direct reduction, for example 12.
  • the elements constituting the active steering means and the power steering means except the first and second engines 5A and 5B and the first and second wheel / endless systems 6A and 6B are coaxially placed with the steering column.
  • the two electric motors 5A and 5B are placed perpendicular to the axis of the column.
  • the first motor 2OA of the assembly geared motor is placed parallel to the axis of the column A.
  • the gearbox is then composed of a first gear 2IA placed on the output shaft of the first output motor 2OA and a second gear 22A placed on the first axis 7A.
  • the flywheel output shaft 1 directly drives the crown 11 of the epicyclic gear train 10.
  • the second motor 20B of the power steering means is placed identically to the previous one. This is also the case in the embodiment shown in Figure 3, that is to say that the second motor 30B is arranged in the same way.
  • the first motor 3OA is designed and placed coaxially with the flywheel output shaft 1. It directly drives the input gear 8A of the epicyclic gear train 10.
  • the first motor 4OA which is positioned identically to the first embodiment, shown in Figure 2.
  • the second motor 4OB is placed parallel to the the wheel input shaft 2. It drives it through a gearbox which is composed of a drive wheel 41A and a driven wheel 42A.
  • the two motors 50A and 50B are placed parallel to the axes of the steering column and drive them by two gear systems, as previously described.
  • the first 6OA motor is coaxial and is placed coaxially around the flywheel output shaft 1. It directly drives the input gear 8A of the epicyclic gear train 10.
  • the second motor 6OB is placed parallel to the input axis of the wheels 2 and drives it through two gears 61B and 62B.
  • the first motor 70A is placed perpendicularly to the flywheel output axis 1, as in the first embodiment of FIG. 2.
  • the second motor 7OB is coaxial and is placed around the input axis of the steering wheels 2. Of course, it drives the latter directly.
  • FIGS. 8 and 9 This is also the case for the last two embodiments represented by FIGS. 8 and 9 where the second motor 8OB and 9OB are coaxial with the input axis of the steered wheels 2.
  • the first motor 8OA is parallel to the output shaft of the flywheel and drives the input gear 8A through two toothed wheels 81A and 82A.
  • the two motors 100A and 100B are therefore coaxial and directly respectively drive their respective axes.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The integrated steering system is able to be installed in any vehicle steering column because it is compact. A single control system (4) is used to control both the active steering motor (5A) and the power-assisted steering motor (5B). These motors are each coupled to a reduction gearset positioned inside a single casing (19). These reduction gearsets drive, in the case of one of them, an input gearwheel (8A) and, in the case of the other, a planet wheel (12) of an epicyclic reduction gearset (10). The output shaft of the steering wheel (1) directly drives the annulus gear (11) thereof. Application to all vehicle steering columns.

Description

SYSTEME INTEGRE DE DIRECTION ACTIVE INTEGRATED ACTIVE DIRECTION SYSTEM
ET ASSISTEE ELECTRIQUEMENTAND ELECTRICALLY ASSISTED
POUR VEHICULE AUTOMOBILEFOR MOTOR VEHICLE
DESCRIPTIONDESCRIPTION
Domaine de l ' inventionField of the invention
L'invention concerne le domaine des systèmes de direction pour véhicules automobiles, en particulier les systèmes d'assistance à la direction et les systèmes de direction active.The invention relates to the field of steering systems for motor vehicles, in particular steering assistance systems and active steering systems.
Art antérieur et problème poséPrior art and problem
Les systèmes de direction assistée sont connus pour fournir un couple mécanique supplémentaire à la colonne de direction, en correspondance avec les mouvements du volant. Concrètement, ces systèmes de direction assistée facilitent le maniement du volant par le conducteur du véhicule. En effet, à l'arrêt, sans dispositif de direction assistée, le maniement du volant demande un certain effort, surtout lorsque les roues directrices ne roulent pas . Ce type de système est, depuis longtemps, utilisé sur une grande partie des véhicules des particuliers .Power steering systems are known to provide additional mechanical torque to the steering column, in correspondence with the movements of the steering wheel. Specifically, these power steering systems facilitate the handling of the steering wheel by the driver of the vehicle. Indeed, at a standstill, without power steering device, the handling of the steering wheel requires some effort, especially when the steering wheels do not roll. This type of system has long been used on a large part of private vehicles.
D'autre part, dans le but de fournir de nouvelles prestations en terme de maniabilité aux conducteurs des véhicules, notamment le plaisir de la conduite et surtout le contrôle de la stabilité du véhicule, des dispositifs de direction active sont utilisés. Ce type de système permet de fournir un angle de braquage des roues directrices qui se superposent à l'angle commandé par le conducteur par l'intermédiaire du volant du véhicule. L'adjonction d'un tel système sur une colonne de direction conventionnelle disposant déjà d'un système d'assistance électrique monté sur cette colonne est très compliquée. En effet, l'environnement ainsi que le passage d'une colonne de direction, sont très contraints dans l'architecture d'un véhicule complet. Les dispositifs de rétraction de colonne, les cardans, les exigences vis-à-vis du réglage de position du volant, ainsi que le module d'assistance électrique disposé le long de la colonne ne permettent plus d'intégrer de nouveaux systèmes, tels que ces systèmes de direction active. Il en va de même concernant le calculateur permettant le pilotage d'un système de direction active, qui est un boîtier électronique supplémentaire à intégrer dans l'architecture du véhicule déjà très contrainte. Un autre problème est posé en cas de défaillance du système d'assistance de direction électrique. En effet, ces dispositifs peuvent présenter un niveau de défaillance et il peut arriver qu'il n'y ait plus du tout d'assistance à la direction pour le conducteur du véhicule. Les manoeuvres de direction deviennent alors très lourdes, limitant la capacité du conducteur de tourner le volant. Il en résulte des risques importants d'accidents suivant la situation de conduite dans lesquelles ce défaut est susceptible de survenir. Dans les systèmes de direction active, actuellement commercialisés, on n'intègre pas la fonction d'assistance de direction électrique. Au mieux, ces systèmes de direction active sont interfaces de façon judicieuse avec le système d'assistance à la direction, afin d'avoir un bon ressenti de la direction par le conducteur du véhicule. Néanmoins, ceci est principalement réalisé avec des systèmes d'assistance hydraulique . Toutefois, par le document de brevet américain US 5 333 700, on connaît un système de direction active intégré avec le dispositif d'assistance électrique sur la colonne de direction. Plusieurs solutions possibles d'intégration mécanique des deux dispositifs sont proposées dans un même système monté le long de la colonne. Une réalisation prévoit un double étage de train d'engrenage. Le premier permet de transmettre un mouvement entre l'arbre relié au volant et l'arbre relié à la crémaillère de direction. Le second, constitué par un train épicycloïdal, permet de faire varier en continu la relation cinématique de la colonne de direction. Ceci est réalisé par l'intermédiaire d'un moteur électrique qui transmet un mouvement à un élément porte-satellites du train épicycloïdal. Un second moteur électrique, relié par un système de vis sans fin à l'arbre relié à la crémaillère, assure la fonction d'assistance de la direction.On the other hand, in order to provide new services in terms of maneuverability to drivers of vehicles, including the pleasure of driving and especially the control of the stability of the vehicle, active steering devices are used. This type of system provides a steering angle of the steering wheels which are superimposed on the angle controlled by the driver via the steering wheel of the vehicle. The addition of such a system on a conventional steering column already having an electric assistance system mounted on this column is very complicated. Indeed, the environment and the passage of a steering column, are very constrained in the architecture of a complete vehicle. The column retraction devices, the gimbals, the requirements vis-à-vis the steering position of the steering wheel, and the electrical assistance module disposed along the column no longer allow to integrate new systems, such as these active steering systems. The same applies to the computer for controlling an active steering system, which is an additional electronic box to be integrated into the architecture of the vehicle already very constrained. Another problem is posed in case of failure of the electric steering assistance system. Indeed, these devices may have a level of failure and it may happen that there is no longer any management assistance for the driver of the vehicle. The steering maneuvers then become very heavy, limiting the ability of the driver to turn the steering wheel. This results in significant risks of accidents following the driving situation in which this defect is likely to occur. In active steering systems, currently marketed, does not integrate the electric steering assistance function. At best, these active steering systems are judiciously interfaced with the steering assistance system, in order to have a good sense of direction by the driver of the vehicle. Nevertheless, this is mainly done with hydraulic assistance systems. However, US Pat. No. 5,333,700 discloses an active steering system integrated with the power assistance device on the steering column. Several possible solutions for mechanical integration of the two devices are proposed in the same system mounted along the column. One embodiment provides a double stage gear train. The first allows to transmit a movement between the shaft connected to the steering wheel and the shaft connected to the steering rack. The second, consisting of an epicyclic train, allows to continuously vary the kinematic relationship of the steering column. This is achieved by means of an electric motor which transmits a motion to a planet carrier member of the epicyclic gear train. A second electric motor, connected by a worm system to the shaft connected to the rack, provides the steering assistance function.
Toutefois, ce système n'intègre pas, dans un seul calculateur, la partie calculateur de commande des deux moteurs électriques avec ces connecteurs . De plus, en cas de défaillance du système, il se produit un engrènement direct de l'arbre supérieur vers l'arbre inférieur, avec un certain jeu à l'inversion de sens de rotation. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un système intégré de direction active et de direction assistée incorporé sur la colonne de direction.However, this system does not integrate, in a single computer, the control computer part of the two electric motors with these connectors. Of moreover, in case of system failure, there is a direct meshing of the upper shaft towards the lower shaft, with a certain play at the reversal of direction of rotation. The object of the invention is to overcome these disadvantages by providing an integrated system of active steering and power steering incorporated on the steering column.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
A cet effet, l'objet principal de l'invention est un système intégré de direction active, et assistée électriquement pour la colonne de direction des véhicules automobiles, placé entre la sortie du volant et l'entrée de la transmission aux roues directrices, comprenant : des moyens de direction active fournissant un angle de braquage des roues directrices se superposant à l'angle produit par le volant, constitués entre autre par un premier moteur électrique entraînant un premier réducteur, et des moyens de direction assistée électriquement, fournissant un apport de couple de rotation à la colonne de direction sur le mouvement de rotation commandé par le volant, constitués principalement par un deuxième moteur électrique entraînant un deuxième réducteur.For this purpose, the main object of the invention is an integrated active steering system, electrically assisted for the steering column of motor vehicles, placed between the output of the steering wheel and the input of the transmission to the steering wheels, comprising active steering means providing a steering angle of the steering wheels superimposed on the angle produced by the steering wheel, constituted among others by a first electric motor driving a first gear, and electrically assisted steering means, providing a contribution of rotation torque at the steering column on the rotational movement controlled by the steering wheel, consisting mainly of a second electric motor driving a second gearbox.
Selon l'invention, le système comprend : - un unique système de commande pour les moyens de direction active et les moyens de direction assistée ; et un unique train épicycloïdal faisant partie à la fois des moyens de direction active et des moyens de direction assistée, et les moyens de direction active et les moyens de direction assistée étant logés dans un unique carter.According to the invention, the system comprises: a single control system for the active steering means and the power steering means; and a single epicyclic gear train comprising both active steering means and power steering means, and the active steering means and the power steering means being housed in a single housing.
De préférence, le train épicycloïdal est placé coaxialement à la colonne de direction,Preferably, the epicyclic gear train is placed coaxially with the steering column,
Dans une réalisation principale du système selon l'invention, le premier réducteur de moyens de direction active entraine une roue dentée d'entrée du train épicycloïdal et le deuxième réducteur de moyens de réduction assistée entraîne une roue planétaire du train épicycloïdal, un premier axe relié à un axe de sortie de volant entraînant une couronne du train épicycloïdal .In a main embodiment of the system according to the invention, the first gearbox of active steering means drives an input gear of the epicyclic gear and the second reduction gear of assisted reduction means drives a sun gear of the epicyclic gear, a first connected axis to a flywheel output shaft driving a ring of the epicyclic gear.
Dans une première catégorie de réalisations envisagées de l'invention, les premiers moteurs des moyens de direction active sont positionnés perpendiculairement à l'axe de la colonne de direction, le premier réducteur étant constitué par un premier système roue/vis sans fin. Dans une deuxième catégorie de réalisation du système selon l'invention, le premier moteur des moyens de direction active est positionné parallèlement à l'axe de la colonne de direction, le premier réducteur étant constitué par un système de roue dentée. Dans une troisième catégorie de système selon l'invention, le premier moteur de moyens de direction active est positionné coaxialement à l'axe de la colonne, entraînant directement la roue dentée d'entrée du train épicycloïdal .In a first category of envisaged embodiments of the invention, the first motors of the active steering means are positioned perpendicularly to the axis of the steering column, the first reducer being constituted by a first wheel / worm system. In a second embodiment of the system according to the invention, the first motor of the active steering means is positioned parallel to the axis of the steering column, the first gear being constituted by a gear system. In a third category of system according to the invention, the first motor of active steering means is positioned coaxially with the axis of the column, directly driving the input gear of the epicyclic gear train.
Dans une autre catégorie de réalisation de l'invention, le deuxième moteur de direction assistée est positionné perpendiculairement à l'axe de la colonne de direction, le deuxième réducteur étant constitué par un deuxième système roue/vis-sans-fin.In another embodiment of the invention, the second power steering motor is positioned perpendicular to the axis of the steering column, the second reducer being constituted by a second wheel / screw-endless system.
Dans une autre catégorie de réalisation du système selon l'invention, le deuxième moteur des moyens de direction assistée est positionné parallèlement à l'axe de la colonne de direction, le deuxième réducteur étant constitué par un deuxième système de roues dentées .In another embodiment of the system according to the invention, the second motor of the power steering means is positioned parallel to the axis of the steering column, the second reducer being constituted by a second gear system.
Enfin, dans une dernière catégorie de réalisation de l'invention, le deuxième moteur des moyens de direction assistée est positionné coaxialement à l'axe de la colonne de direction et entraîne directement la roue planétaire du train épicycloïdal .Finally, in a last embodiment of the invention, the second motor of the power steering means is positioned coaxially with the axis of the steering column and directly drives the sun gear of the epicyclic gear.
Liste des figuresList of Figures
L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture suivante, accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement : - figure 1, un schéma d'une réalisation principale du système selon l'invention ; et - figures 2 à 9, des schémas relatifs à d'autres réalisations du système selon l'invention.The invention and its various technical characteristics will be better understood on the following reading, accompanied by several figures respectively representing: FIG. 1, a diagram of a main embodiment of the system according to the invention; and - Figures 2 to 9, diagrams relating to other embodiments of the system according to the invention.
Description détaillée de plusieurs réalisations de l'inventionDetailed description of several embodiments of the invention
Le système de direction active permet de déphaser la position de l'arbre des roues directrices 2 par rapport à la position de sortie de volant 1. On signale que ce système de direction intégrée peut être installé sur tous les types de colonne de direction. Bien entendu, le système de direction assistée peut permettre de fournir la puissance additionnelle sur l'arbre de sortie du volant. En référence à la figure 1, la colonne de direction du véhicule comprend principalement un arbre de sortie de volant 1 relié à une couronne 11 d'un train épicycloïdal 10 par l'intermédiaire d'un capteur de couple et d'angle 3. La colonne de direction se prolonge par un deuxième axe 7B relié à un axe d'entrée des roues directrices 2.The active steering system makes it possible to phase shift the position of the steering wheel shaft 2 with respect to the steering wheel output position 1. It is pointed out that this integrated steering system can be installed on all types of steering column. Of course, the power steering system can provide additional power on the output shaft of the steering wheel. With reference to FIG. 1, the steering column of the vehicle mainly comprises a flywheel output shaft 1 connected to a ring gear 11 of an epicyclic gear train 10 via a torque and angle sensor 3. steering column is extended by a second axis 7B connected to an input axis of the steering wheels 2.
Les moyens de direction active comprennent principalement un premier moteur électrique 5A entraînant un ensemble réducteur constitué ici par un premier système roue/vis-sans-fin 6A et un premier axe 7A.The active steering means mainly comprise a first electric motor 5A driving a reduction assembly here constituted by a first wheel / endless screw system 6A and a first axis 7A.
Les moyens de direction assistée comprennent, entre autres, un deuxième moteur électrique 5B entraînant un deuxième réducteur constitué ici par un deuxième système roue/vis-sans-fin 6B et un deuxième axe 7B. Les premier et deuxième axes 7A et 7B sont reliés chacun au train épicycloïdal 10. Plus précisément, le premier axe 7A est relié à une roue dentée d'entrée 8A du train épicycloïdal 10, placée coaxialement à l'axe A de la colonne de direction, tandis que le deuxième axe 7B est relié à la roue planétaire 12. Cette dernière porte plusieurs satellites 13, montés tournants par rapport à elle. Ces satellites 13 s'engrènent sur les dents internes de la couronne 11 et sur les dents externes de la roue d'entrée 8A.The power steering means comprise, inter alia, a second electric motor 5B driving a second gearbox here constituted by a second wheel / screw-endless system 6B and a second axis 7B. The first and second axes 7A and 7B are each connected to the planetary gear train 10. More specifically, the first axis 7A is connected to an input gear 8A of the epicyclic gear train 10, placed coaxially with the axis A of the steering column. , while the second axis 7B is connected to the sun wheel 12. The latter carries several satellites 13, mounted rotating relative to it. These satellites 13 mesh with the inner teeth of the ring 11 and the outer teeth of the input wheel 8A.
Le train épicycloïdal 10 fait partie à la fois des moyens de direction active et des moyens de direction assistée. Le train épicycloïdal 10 est choisi de type réducteur pour contribuer à réduire les vitesses de rotation fournies par les deux ensembles motoréducteur .The epicyclic gear train 10 is part of both active steering means and power steering means. The epicyclic gear train 10 is selected as a reduction gear to help reduce the rotational speeds provided by the two geared motor assemblies.
L'ensemble, et plus exactement les premier et deuxième moteurs électriques 5A et 5B sont commandés par un unique système de commande 4 conçu à cet effet. L'ensemble du train épicycloïdal 10, des premier et second axe 7A et 7B et les roues des premier et second systèmes roue/vis-sans-fin 6A et 6B se trouvent à l'intérieur d'un unique carter 19. Les premier et second deuxièmes moteurs électriques 5A et 5B sont placés à côté du carter, de manière à ce que leur arbre de sortie arrive de manière à entraîner les premier et deuxième systèmes roue/vis-sans-fin 6A et 6B.The assembly, and more precisely the first and second electric motors 5A and 5B are controlled by a single control system 4 designed for this purpose. The assembly of the planetary gear train 10, the first and second axes 7A and 7B and the wheels of the first and second wheel-endless systems 6A and 6B are located inside a single housing 19. The first and second second second electric motors 5A and 5B are placed next to the housing, so that their output shaft arrives to drive the first and second wheel-endless systems 6A and 6B.
Le premier moteur 5A des moyens de direction active permet, par l'intermédiaire du train épicycloïdal 10, de moduler la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée des roues directrices 2 par rapport à la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du volant 1. En cas de défaillance de ce premier moteur électrique 5A, celui-ci est mis en court-circuit, afin de conserver la liaison mécanique entre l'arbre d'entrée des roues directrices 2 et l'arbre de sortie du volant 1.The first motor 5A active steering means allows, through the epicyclic train 10, to modulate the speed of rotation of the input shaft of the steered wheels 2 with respect to the speed of rotation of the flywheel output shaft 1. In the event of failure of this first electric motor 5A, the latter is short-circuited in order to maintain the mechanical connection between the input shaft of the steered wheels 2 and the flywheel output shaft 1.
Dans le fonctionnement de ce système, lorsque le premier moteur électrique 5A des moyens de direction active a une vitesse nulle, on obtient une démultiplication moyenne correspondant à la démultiplication mécanique globale du volant jusqu'aux roues. Par exemple, ell peut être de 18 pour une raison du train épicycloïdal 10 de 2. Quand l'ensemble du premier moteur électrique 5A et du premier réducteur constitué du premier système roue/vis-sans-fin 6A sont synchrones avec la vitesse de rotation de l'axe de sortie du volant 1 et la vitesse du pignon de direction, on obtient une démultiplication plus directe, par exemple de 12.In the operation of this system, when the first electric motor 5A active steering means has a zero speed, we obtain an average gear ratio corresponding to the overall mechanical reduction of the steering wheel to the wheels. For example, it may be 18 for a reason of the planetary gear train 10 of 2. When the assembly of the first electric motor 5A and the first gearbox consisting of the first wheel / endless screw system 6A are synchronous with the rotational speed the output axis of the steering wheel 1 and the speed of the steering gear, we obtain a more direct reduction, for example 12.
On remarque que les éléments constituants les moyens de direction active et les moyens de direction assistée, excepté les premier et deuxième moteurs 5A et 5B et les premier et deuxième systèmes roue/vis-sans-fin 6A et 6B sont placés de manière coaxiale avec la colonne de direction.It will be noted that the elements constituting the active steering means and the power steering means, except the first and second engines 5A and 5B and the first and second wheel / endless systems 6A and 6B are coaxially placed with the steering column.
Dans cette première réalisation, les deux moteurs électriques 5A et 5B sont placés de manière perpendiculaire à l'axe de la colonne. Dans une deuxième réalisation représentée par la figure 2, le premier moteur 2OA de l'ensemble moto réducteur est placé de manière parallèle à l'axe de la colonne A. Le réducteur est alors composé d'une première roue dentée 2IA placé sur l'arbre de sortie de ce premier moteur de sortie 2OA et d'une deuxième roue dentée 22A placé sur le premier axe 7A. L'axe de sortie de volant 1 entraine directement la couronne 11 du train épicycloïdal 10. Dans cette deuxième réalisation, le deuxième moteur 2OB des moyens de direction assistée est placé de façon identique à la précédente. C'est d'ailleurs également le cas dans la réalisation représentée dans la figure 3, c'est-à-dire que le deuxième moteur 3OB est agencé de la même manière. Par contre, le premier moteur 3OA est conçu et placé de façon coaxiale à l'arbre de sortie de volant 1. Il entraine directement la roue dentée d'entrée 8A du train épicycloïdal 10.In this first embodiment, the two electric motors 5A and 5B are placed perpendicular to the axis of the column. In a second embodiment represented by FIG. 2, the first motor 2OA of the assembly geared motor is placed parallel to the axis of the column A. The gearbox is then composed of a first gear 2IA placed on the output shaft of the first output motor 2OA and a second gear 22A placed on the first axis 7A. The flywheel output shaft 1 directly drives the crown 11 of the epicyclic gear train 10. In this second embodiment, the second motor 20B of the power steering means is placed identically to the previous one. This is also the case in the embodiment shown in Figure 3, that is to say that the second motor 30B is arranged in the same way. On the other hand, the first motor 3OA is designed and placed coaxially with the flywheel output shaft 1. It directly drives the input gear 8A of the epicyclic gear train 10.
Par contre, dans la réalisation représentée sur la figure 4. C'est le premier moteur 4OA qui est positionné de façon identique à la première réalisation, représentée par la figure 2. Par contre, le deuxième moteur 4OB est placé de façon parallèle à l'axe d'entrée des roues 2. Il entraine celui-ci par l'intermédiaire d'un réducteur qui est composé d'une roue d'entraînement 41A et d'une roue entraînée 42A. Dans la réalisation représentée par la figure 5, les deux moteurs 50A et 50B sont placés de manière parallèle aux axes de la colonne de direction et entraînent ceux-ci par deux systèmes de roues dentées, tels que précédemment décrits. Dans la réalisation représentée par la figure 6, le premier moteur 6OA est coaxial et est placé coaxialement autour de l'axe de sortie de volant 1. Il entraîne directement la roue dentée d'entrée 8A du train épicycloïdal 10. De son côté, le deuxième moteur 6OB est placé de façon parallèle à l'axe d'entrée des roues directrices 2 et l'entraîne par l'intermédiaire de deux roues dentées 61B et 62B.In contrast, in the embodiment shown in Figure 4. It is the first motor 4OA which is positioned identically to the first embodiment, shown in Figure 2. By cons, the second motor 4OB is placed parallel to the the wheel input shaft 2. It drives it through a gearbox which is composed of a drive wheel 41A and a driven wheel 42A. In the embodiment shown in FIG. 5, the two motors 50A and 50B are placed parallel to the axes of the steering column and drive them by two gear systems, as previously described. In the embodiment represented by FIG. 6, the first 6OA motor is coaxial and is placed coaxially around the flywheel output shaft 1. It directly drives the input gear 8A of the epicyclic gear train 10. On its side, the second motor 6OB is placed parallel to the input axis of the wheels 2 and drives it through two gears 61B and 62B.
Dans la réalisation représentée par la figure 7, le premier moteur 7OA est placé perpendiculairement à l'axe de sortie de volant 1, comme dans la première réalisation de la figure 2. Par contre, le deuxième moteur 7OB est coaxial et est placé autour de l'axe d'entrée de roues directrices 2. Bien entendu, il entraîne ce dernier directement.In the embodiment represented by FIG. 7, the first motor 70A is placed perpendicularly to the flywheel output axis 1, as in the first embodiment of FIG. 2. On the other hand, the second motor 7OB is coaxial and is placed around the input axis of the steering wheels 2. Of course, it drives the latter directly.
Ceci est également le cas pour les deux dernières réalisations représentées par les figures 8 et 9 où le deuxième moteur 8OB et 9OB sont coaxiaux avec l'axe d'entrée des roues directrices 2. Dans la réalisation de la figure 8, le premier moteur 8OA est parallèle à l'axe de sortie du volant et entraîne la roue dentée d'entrée 8A par l'intermédiaire de deux roues dentées 81A et 82A.This is also the case for the last two embodiments represented by FIGS. 8 and 9 where the second motor 8OB and 9OB are coaxial with the input axis of the steered wheels 2. In the embodiment of FIG. 8, the first motor 8OA is parallel to the output shaft of the flywheel and drives the input gear 8A through two toothed wheels 81A and 82A.
Enfin, dans la dernière réalisation représentée par la figure 9, les deux moteurs 100A et 100B sont donc coaxiaux et entraînent respectivement directement leurs axes respectifs.Finally, in the last embodiment shown in FIG. 9, the two motors 100A and 100B are therefore coaxial and directly respectively drive their respective axes.
Devant toutes ces réalisations, un seul carter est utilisé pour contenir les éléments mécaniques de ce système, mis à part les moteurs électriques et leur vis ou roues dentées de sortie. Ce système de direction intégré permet de réduire le nombre de connecteurs et de composants électroniques, puisque l'on utilise un unique système de commande pour les deux systèmes de direction.In front of all these achievements, a single housing is used to contain the mechanical elements of this system, apart from the electric motors and their screw or output gear wheels. This integrated steering system reduces the number of connectors and components electronic systems, since a single control system is used for both steering systems.
En cas de défaillance du système de direction active, il y a possibilité, avec le système selon l'invention, d'obtenir une démultiplication élevée, par exemple avoisinant 23, afin de réduire les efforts dans la direction. Ceci permet au conducteur du véhicule de pouvoir toujours tourner le volant, malgré la perte d'assistance due au système de direction assistée.In the event of failure of the active steering system, it is possible, with the system according to the invention, to obtain a high gear ratio, for example around 23, in order to reduce the forces in the direction. This allows the driver of the vehicle to always turn the wheel, despite the loss of assistance due to the power steering system.
Enfin, il est possible d'intégrer des fonctions évoluées de démultiplication variables dans ce type de système, ainsi que le contrôle de stabilité du véhicule, par adjonction d'un système d'angle de braquage. Finally, it is possible to integrate variable advanced gear ratios in this type of system, as well as the stability control of the vehicle, by adding a steering angle system.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système intégré de direction active et assistée électriquement pour la colonne de direction des véhicules automobile, placé entre la sortie de volant et l'entrée de la transmission aux roues directrices, comprenant : des moyens de direction active fournissant un angle de braquage des roues directrices se superposant à l'angle produit par le volant, constitués, entre autre, par premier un moteur électrique (5A, 2OA à 90A) entraînant un premier réducteur (6A) et des moyens de direction assistée électriquement fournissant un apport de couple de rotation à la colonne de direction sur les mouvements de rotation commandés par le volant, constitués principalement par un deuxième moteur électrique (5B, 2OB à 90B) entraînant un deuxième réducteur (6B), caractérisé en ce qu'il comprend : un unique système de commande (4) pour les moyens de direction active et les moyens de direction assistée, et un unique train épicycloïdal (10) faisant partie à la fois des moyens de direction active et des moyens de direction assistée et les moyens de direction active et les moyens de direction assistée étant logés dans un unique carter (19) .An electrically active, power-assisted steering system for the steering column of automotive vehicles, located between the steering wheel output and the steering wheel drive input, comprising: active steering means providing a steering angle of the wheels directions superimposed on the angle produced by the steering wheel, constituted, inter alia, by first an electric motor (5A, 2OA to 90A) driving a first gear (6A) and electrically assisted steering means providing a torque supply rotational to the steering column on the rotational movements controlled by the steering wheel, constituted mainly by a second electric motor (5B, 2OB to 90B) driving a second gear (6B), characterized in that it comprises: a single control system (4) for the active steering means and the power steering means, and a single epicyclic gear train (10) being both active steering set and power steering means and the active steering means and the power steering means being housed in a single housing (19).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le train épicycloïdal (10) est placé coaxialement à la colonne de direction. 2. System according to claim 1, characterized in that the epicyclic gear (10) is placed coaxially with the steering column.
3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier réducteur (6A) des moyens de direction active entraine une roue dentée d'entrée (8A) du train épicycloïdal (10) et que le deuxième réducteur (6B) des moyens de direction assistée entraine une roue planétaire (12) du train épicycloïdal (10), un premier axe (7A) relié à un axe de sortie de volant (1) entraînant une couronne (11) du train épicycloïdal (10) . 3. System according to claim 1, characterized in that the first gear (6A) of the active steering means drives an input gear wheel (8A) of the epicyclic gear train (10) and that the second gear (6B) means of power steering drives a sun gear (12) of the epicyclic gear train (10), a first axis (7A) connected to a flywheel output shaft (1) driving a ring gear (11) of the epicyclic gear train (10).
4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moteur (5A, 4OA et 70A) des moyens de direction active est positionné perpendiculairement à l'axe (A) de la colonne de direction, le premier réducteur étant constitué par un premier système roue / vis sans fin (6A) .4. System according to claim 1, characterized in that the first motor (5A, 40A and 70A) active steering means is positioned perpendicularly to the axis (A) of the steering column, the first reducer being constituted by a first wheel / worm system (6A).
5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moteur (2OA, 50A et 80A) des moyens de direction active est positionné parallèlement à l'axe (A) de la colonne, le premier réducteur étant constitué par un premier système de roues dentées (21A et 22A) .5. System according to claim 1, characterized in that the first motor (2OA, 50A and 80A) active steering means is positioned parallel to the axis (A) of the column, the first reducer being constituted by a first system gear wheels (21A and 22A).
6. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier moteur (3OA, 6OA et 90A) des moyens de direction active est positionné coaxialement à l'axe (A) de la colonne, entraînant directement la roue dentée d'entrée (8A) du train épicycloïdal (10) .6. System according to claim 3, characterized in that the first motor (30A, 60A and 90A) active steering means is positioned coaxially with the axis (A) of the column, directly driving the input gear ( 8A) of the epicyclic gear train (10).
7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième moteur (5B, 2OB et 30B) des moyens de direction assistée est positionné perpendiculairement à l'axe (A) de la colonne de direction, le deuxième réducteur étant constitué par un deuxième système roue / vis sans fin (6B) .7. System according to claim 1, characterized in that the second motor (5B, 2OB and 30B) power steering means is positioned perpendicularly to the axis (A) of the column of direction, the second reducer being constituted by a second wheel / worm system (6B).
8. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième moteur (4OB, 5OB et 60B) des moyens de direction assistée est positionné parallèlement à l'axe (A) de la colonne de direction, entraînant le deuxième réducteur constitué par un deuxième système de roues dentées (41B et 42B, 51B et 52B, 61B et 62B) . 8. System according to claim 1, characterized in that the second motor (4OB, 5OB and 60B) power steering means is positioned parallel to the axis (A) of the steering column, driving the second reducer constituted by a second gear system (41B and 42B, 51B and 52B, 61B and 62B).
9. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième moteur (7OB, 8OB et 90B) des moyens de direction assistée est positionné coaxialement à l'axe (A) de la colonne de direction, entraînant directement la roue planétaire (12) du train épicycloïdal (10) . 9. System according to claim 3, characterized in that the second motor (7OB, 8OB and 90B) of the power steering means is positioned coaxially with the axis (A) of the steering column, directly driving the sun wheel (12). ) of the epicyclic gear (10).
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