FR2627737A1 - Direction assistee hydrostatique pour vehicules - Google Patents

Abstract

Une direction assistée de véhicule présente un servomécanisme commandant la force d'un vérin de direction et il est prévu un circuit de réglage pour régler une quantité d'huile proportionnelle à la rotation du volant. Une pompe manuelle 18 entraînée par le volant 26 est branchée en parallèle à ce circuit 16, 14, 10, 28, 22, 24. De cette manière on peut choisir le rapport de transmission de la pompe manuelle indépendamment de l'adaptation du circuit de réglage de la force auxiliaire, de sorte que le véhicule demeure orientable dans tous les états de fonctionnement. De plus, il en résulte la possibilité de configurer le circuit de réglage de force auxiliaire à réaction externe de façon que les grandeurs perturbatrices d'un système asservi affectant la soupape de direction, les vérins de direction et la cinématique de direction puissent être éliminées par réglage.

Description

Direction assistée hydrostatique pour véhicules L'invention concerne une

direction assistée hydrostatique pour véhicules, avec un servomécanisme hydraulique commandant la force du vérin de direction, pour lequel il est prévu un circuit de réglage pour régler un débit de fluide servohydraulique dépendant de la rotation du volant et fourni par une pompe. Une direction assistée de ce type est connue selon le document

DE-3037206 A1 ainsi que selon le document DE-OS 2058731.

Les directions assistées hydrostatiques conventionnelles du type désigné ci-dessus présentent déjà un servomécanisme travaillant en amplificateur de force pour de dispositif de direction. On introduit à cet effet un moteur de direction dans le servomécanisme, par exemple sous forme d'un moteur hydraulique orbital, au moyen duquel le fluide servohydraulique peut être dirigé vers les vérins de direction, en coopération avec une servosoupape de direction montée en amont. La soupape de direction et le monteur de direction forment une unité de direction telle que pouvant être réalisée par exemple selon la Fig. 1, à laquelle il doit être fait référence maintenant et que représente un symbole ISO. Dans cette figure, le moteur de direction est désigné par la référence 2 et la servosoupape de direction est désigné par la référence 4. Selon la Fig. 1, une conduite 6 menant la pression servohydraulique P est alimentée par une soupape à voies continuellement réglable réalisée sous forme de servosoupape de direction 4 et déchargé vers le réservoir T dans le cas de la position neutre. En fonction du mouvement de rotation Pw il résulte une position correspondante de la servosoupape 4 retardée par un ressort 8, faisant que la conduite 6 est branchée par le moteur de direction 2 sur l'une des conduites de travail L ou R. La soupape de direction 4 et le moteur de direction 2 font ainsi partie d'un circuit de servocommande au moyen duquel un débit

d'huile sous pression QV est dosé vers un vérin de direction.

Cette relation ressort plus nettement de la Fig. 2 représentant un schéma à blocs de la direction assistée hydrostatique conventionnelle. On considère l'angle de rotation du volant <W comme grandeur de référence. On désigne par 0X l'angle de rotation instantané du moteur de direction. Avec le moteur de direction et la soupape de direction on forme de cette façon une boucle de réaction interne pour l'unité de direction faisant que dans cette plage les défauts de transmission sont éliminés par le réglage. 3. En cas de défaillance de l'alimentation en énergie hydraulique, c'est-à-dire si la pression d'assistance P retombe par exemple à zéro, dans le cas des directions assistées hydrostatiques traditionnelles le moteur de direction 2 devient une pompe manuelle entrainée par le volant, avec laquelle les vérins de direction peuvent être alimentés par les conduites L ou R. Outre le fait qu'il n'y a que très peu de possibilités d'optimisation-pour les directions assistées hydrostatiques traditionnelles, du fait de l'étroite corrélation entre flux. de signal et flux d'énergie, il s'avère particulièrement désavantageux que les efforts de direction soient souvent trop importants lors de la défaillance du servomécanisme. Ceci qui est conditionné par le système est causé par le fait que l'on doit adapter la servosoupape 4 au moteur de direction 2 pour fournir un comportement d'asservissement optimal, mais que l'on fixe toutefois de ce fait le rapport invariable de transformation

d'effort entre mouvement du volant et mécanisme de direction.

C'est pourquoi l'invention pour but de perfectionner une direction assistée hydrostatique selon -le préambule de la revendication 1, de sorte qu'avec un servomécanisme adapté de manière optimale au système de direction on veille à ce que même les véhicules les plus lourds demeurent facilement facilement

orientables, même lors d'une défaillance du servomécanisme.

Ce problème est résolu en ce qu'une pompe à main entraînée par

le volant est branchée en parallèle au circuit de régulation.

Par l'étape accomplie selon l'invention, le rapport de transmission peut être déterminé pour la fonction de secours de la direction, avec l'assistance de la pompe à main entraînée par le volant, indépendamment du circuit de réglage du servomécanisme. De cette façon, le technicien de la régulation et le constructeur disposent d'un espace libre plus important pour la conception de la direction assistée hydrostatique, créant de ce fait des conditions optimales pour la réalisation d'une caractéristique de direction voulue. Le comportement dynamique et et statique de la transmission du système de direction peuvent ainsi être adaptés aux exigences d'orientabilité et de confort, libre de toute contrainte extérieure, avec l'assistance du régulateur à présent isolé de la pompe manuelle. Il en résulte l'avantage supplémentaire de ce que le système asservi est à présent évolutif, de sorte qu'un grand nombre de paramètres perturbateurs peut être pris en considération dans la limite d'un système asservi étendu. Il en résulte des avantages supplémentaires du point de vue de la technique de construction. En premier lieu, la pompe manuelle se trouve au voisinage de la place du conducteur avec uniquement deux conduites hydrauliques, alors que par contre dans la technique traditionnelle l'énergie hydraulique devait être menée au voisinage du siège du conducteur avec quatre ou cinq tuyauteries. L'intégration des composants hydrauliques dans un système à plusieurs utilisateurs se simplifie, parce que l'énergie hydraulique auxiliaire peut à présent être amenée en ligne directe aux vérins de direction. Cela ouvre finalement le chemin à l'intégration importante d'éléments standard dans les systèmes hydrauliques actuels, par exemple à l'utilisation de soupapes proportionnelles traditionnelles. Certes, on sait en principe (DE 2655379 A1) brancher une pompe manuelle entraînée par le volant en parallèle de la pompe auxiliaire entraînée par un moteur. Toutefois, la soupape de direction commandant le débit hydraulique d'énergie auxiliaire se trouve en aval de la réunion de la conduite de pompe auxiliaire et de la conduite de pompe manuelle,

faisant que la soupape de direction est toujours efficace, c'est-

à-dire même en fonctionnement manuel de la direction. Il en résulte des différences inévitablement décelables dans le comportement directionnel lorsque le servomécanisme est efficace

ou non efficace.

On peut éliminer par réglage complet l'ensemble des grandeurs perturbatrices agissant à l'intérieur du système asservi, entre la soupape de direction et la cinématique de direction en ce qu'une soupape de direction commandée par le régulateur, le vérin de direction et une cinématique de direction sont intégrées dans le circuit de réglage et que l'angle de réglage de la direction (X de

la cinématique est amené au régulateur comme grandeur réglée ux.

La pompe à main entraînée par le volant peut être constamment en prise sur le système asservi au moyen du dispositif de couplage prévu entre soupape de direction et vérin de direction. En cas de défaillance du servomécanisme, le signal de réglage de la pompe manuelle est ainsi immédiatement disponible, de sorte que le véhicule reste orientable fiablement dans cette phase de fonctionnement. Ceci est possible au moyen du branchement en parallèle selon l'invention de la soupape de direction et de la pompe manuelle, de sorte que la pompe manuelle peut ainsi tourner

constamment en arrière plan du servomécanisme.

Si, selon une réalisation, on utilise un micro-contrôleur, il en résulte des avantages supplémentaires concernant la sécurité de fonctionnement du système de direction. Des micro-contrôleurs de ce type sont en mesure non seulement d'exécuter l'algorithme de régulation proprement dit, mais également d'exécuter en plus des algorithmes de sécurité et de diagnostic. De plus, on peut affecter des valeurs supplémentaires de consigne ou de réglage auxiliaire à un microcontrôleur de ce type, faisant que le comportement de la

direction peut être adapté simplement à la situation de conduite.

Par le branchement selon l'invention de la direction assistée hydrostatique, la possibilité est offerte d'intégrer quasiment en élément standard dans le système hydraulique une servosoupape de direction agissant de préférence en mode proportionnel, qui soumet à une pression d'assistance de pompe P chaque fois l'une des conduites de travail menant au vérin de direction, en fonction d'au moins un signal de réglage iyl, iy2;iy

du régulateur.

Selon un perfectionnement de l'invention, chacune des conduites de travail est raccordée à une sortie de la pompe manuelle par ce que l'on appelle une conduite auxiliaire de pression, et une soupape anti-retour ouvrant vers la conduite de travail est intégrée dans chaque conduite auxiliaire de pression. De ce fait, on veille à ce-que le fonctionnement en secours avec l'assistance de la pompe à main ne survienne que si la pression dans la conduite auxiliaire est plus importante que dans la conduite de travail correspondante. De plus, les soupapes anti-retour veillent à ce que-toute rotation du volant soit empêchée sous l'effet de la pression régnant dans chaque

vérin de direction.

Selon un autre perfectionnement, les conduites auxiliaires de pression sont chaque fois reliées par une soupape anti-retour de réaspiration à une conduite de retour, la soupape anti-retour de réaspiration s'ouvrant vers la conduite auxiliaire de pression. De ce fait, on veille à ce que les conduites auxiliaires puissent être en permanence suffisamment alimentées en fluide sous pression, de sorte que soit garanti une réaction immédiate de la direction de secours. La pompe affectée au servomécanisme peut être une pompe à déplacement fixe. En conservant la servosoupape de direction comme élément standard il est toutefois également possible de travailler avec une pompe à déplacement réglé, ainsi que ceci est le cas dans les circuits à capteur de force. Dans ce cas il est avantageux de réaliser la servosoupape sous forme de servosoupape à capteur de force pilotée hydrauliquement, - agissant en mode proportionnel, dans laquelle une soupape de commande commandée par la même pression de pilotage est affectée à la servosoupape, soupape avec laquelle une conduite d'information de charge est branchée sur la pression de charge XLS ou la pression du réservoir en fonction du niveau du signal de pression de pilotage P62. Il est également avantageux de faire passer la conduite d'information de pression par une soupape de commande qui, en fonction de la valeur de la pression de pilotage, formée de préférence d'une soupape de réglage de pression et de trois raccordements commandés, décharge la conduite d'information de pression vers le réservoir ou l'obture, de sorte que l'on produit un signal de pression de charge. Le signal d'information de pression peut de manière avantageuse être passé par une logique à soupape anti-retour par laquelle s'effectue une connexion de la fonction de secours de la direction si le signal d'information de charge descend au-dessous d'une valeur prédéterminée. Une logique à soupape anti-retour de de type peut par exemple être formée de deux soupapes de sélection de circuits inversibles branchées en parallèle, qui sont soumises d'un côté à la pression régnant dans la conduite d'information de charge et de l'autre côté à la pression régnant dans les conduites auxiliaires et commandent un échappement vers le réservoir. De cette manière la pression régnant dans les conduites auxiliaires de pression est susceptible de chuter lors de l'application d'un signal d'information de charge XLS situé au-dessous d'une valeur de seuil prédéterminée. A la place de cette logique à soupape anti-retour, il est également possible d'utiliser une soupape de commande directement commandée par la pression de pilotage de la servosoupape à capteur de charge Avec la réalisation de la servosoupape de direction sous forme de servosoupape 4/3, avec laquelle la conduite de travail non soumis à la pression d'assistance de la pompe (P) est chaque fois susceptible d'être branchée sur le réservoir, on peut chaque fois brancher sur le réservoir celle des conduites de travail qui n'est pas sollicitée par la pression d'assistance de la pompe. Une réalisation simplifiée de la servosoupape de direction résulte de ce que la servosoupape de direction est réalisée sous forme de soupape proportionnelle à 3/3 voies et qu'une soupape anti- retour est intégrée dans les conduites de travail, chaque fois en amont des embouchures des conduites de pression auxiliaires concernées, en vaillant à ce qu'en cas de fonctionnement en secours de la direction il ne puisse résulter aucune chute de pression de la conduite de

travail par la servosoupape de direction.

Selon un autre perfectionnement de l'invention, la décharge au réservoir de chaque conduite de travail non soumise à la pression d'assistance de la pompe (P) s'effectue par une logique à soupape de sélection de circuit, formée par une soupape de sélection de circuit effectuant une inversion et disposée entre les conduites de travail, soupape par laquelle la conduite de travail-conduisant la pression la plus faible peut être reliée au réservoir. De ce fait, on veille de manière simple à ce que dans un fonctionnement uniquement en pompe manuelle, l'huile refoulée hors du vérin de direction, dans la conduite de travail soumis à une faible pression, puisse s'écouler

vers le réservoir.

Afin d'exclure l'influence sur la direction de fonctionnements défectueux du côté de la force auxiliaire réglée, que ce soit dans le domaine de l'électronique ou dans le domaine de l'hydraulique, il est avantageux d'intégrer dans la conduite de travail, en amont de chaque soupape antiretour concernée, une soupape anti-retour déblocable hydrauliquement, soumise dans le sens de la fermeture à la pression côté soupape de direction, dont la conduite de pression de commande correspondante est relié au côté de la pompe manuelle par lequel la conduite de travail concernée peut être alimentée. A l'aide de ces deux soupapes anti-retour déblocables hydrauliquement, on désaccouple toujours l'énergie auxiliaire lorsque le sens de l'assistance et le sens de braquage prédéterminé par la pompe

manuelle ne coïncident pas.

Selon un autre perfectionnement, une conduite d'information de pression dérive en aval de la soupape anti-retour déblocable hydrauliquement, vers un premier raccordement d'entrée d'une soupape de sélection de circuit à inversion, dont le raccordement de sortie présente une liaison vers le réservoir par un premier diaphragme, et le deuxième raccordement d'entrée est relié au moyen d'une conduite de commande forcée à la conduite de pression auxiliaire concernée, par un deuxième diaphragme. On crée de cette manière un circuit de

division de pression en utilisant exclusivement des soupapes anti-

retour d'un fonctionnement extrêmement sûr, qui fait agir sur la pompe manuelle entraînée par le volant une pression de charge réduite dans un rapport constant, par rapport à la pression de travail. Il est ainsi constamment procuré une sensation de réaction au conducteur du véhicule, formée par les efforts agissant sur les roues. Un autre avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que les résistances hydrauliques, c'est-à-dire des diaphragmes, sont disposés de telle sorte qu'une obturation partielle ou totale ne déclenche aucun-problème de sécurité, mais

peut conduire dans le pire des cas à une perte de confort.

D'autres simplifications du circuit de sécurité prévu pour la direction assistée résultent de ce que: Un premier diaphragme commun est affecté aux deux soupapes de

sélection de circuit à inversion.

Les deux conduites d'information de pression sont reliée par deux étranglements, entre lesquelles se ramifie une conduite de

décharge allant vers le réservoir.

La conduite de décharge est amenée à une soupape de sélection de circuit dont l'autre raccordement d'entrée est chaque fois relié par un étranglement au conduites de travail en amont des soupapes

anti-retour déblocables hydrauliquement.

Diverses autres caractéristiques ressortent de la

description détaillée qui suit. Plusieurs exemples de réalisation

de l'invention sont représentés à titre non limitatif aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: La Fig. 1 représente schématiquement une unité de direction traditionnelle avec un moteur de direction et une servosoupape de direction branchée en série; la Fig. 2 est un schéma à blocs d'une direction assistée hydrostatique traditionnelle dans laquelle est intégrée une unité de direction selon la Fig. 1; la Fig. 3 montre dans un mode de représentation semblable à. la Fig. 2 un schéma à blocs de la direction assistée hydrostatique selon l'invention; la Fig. 4 représente un circuit de commutation hydraulique pour une première forme de réalisation de la direction assistée hydrostatique selon l'invention; la Fig. 5 représente un circuit de commutation hydraulique d'une autre forme de réalisation de la direction assistée hydrostatique; la Fig. 6 représente un circuit de commutation hydraulique d'une troisième forme de réalisation de la direction assistée hydrostatique, et la Fig. 7 représente un circuit de commutation hydraulique d'une quatrième forme de réalisation de la direction assistée hydrostatique. Il est clairement indiqué sur la Fig. 3 comment la direction assistée hydrostatique selon l'invention se distingue structurellement de la direction assistée traditionnelle selon la Fig.2. Selon l'invention, le vérin de direction et la cinématique de direction sont sollicités en parallèle en intercalant un bloc logique de commande 10. Le signal de sortie Qv de la soupape de direction 14 commandé par un régulateur 16 est d'une part appliqué au bloc logique de commande 10. Un autre flux de signal est amené en parallèle au bloc logique de commande 10. Ce flux de signal part du volant, passe par une pompe manuelle 18 ainsi accouplée, dont le signal de sortie QH est proportionnel au débit volume refoulé par la pompe manuelle. La position en rotation du volant est à nouveau désignée par 9w sur la Fig. 3. En intercalant- un capteur 20 on transforme la valeur 4W en grandeur de référence uw du régulateur 16, dont la grandeur de réglage est désignée par y et est amenée à la soupape de direction 14. On désigne par QV le débit volume délivré par la soupape de direction 14 pour

l'amplification de la force de direction.

Selon une autre différence par rapport à la direction assistée hydrostatique traditionnelle selon la Fig. 2, présentant une contreréaction interne dans la zone de l'unité de direction, une contreréaction externe d'un -signal de réglage (X d'un bloc de cinématique de direction 22 est prévue selon la forme de réalisation de l'invention. Ce signal est conduit dans la boucle de contreréaction par un autre capteur 24, au moyen duquel est entreprise une transformation en grandeur de réglage ux qui est

amenée au régulateur 16.

Dans la direction assistée hydrostatique selon l'invention, par la contreréaction externe de la valeur (X la boucle de régulation est étendue à la soupape de direction, au vérin de direction et à la cinématique de direction, de sorte que l'ensemble des perturbations peuf être éliminé par réglage dans la zone de cette boucle de régulation. On distingue en outre sur la schéma à blocs de la Fig. 3 que le circuit de régulation du servomécanisme peut être déterminé indépendamment de l'entralnement de la pompe manuelle 18 par le volant. De cette manière, - on est très libre vis-à-vis de la configuration du rapport de transmission entre volant, pompe manuelle et cinématique de direction Il résulte de plus, selon la représentation de la Fig. 3, que l'énergie auxiliaire hydraulique, représentée par la grandeur QV, peut être menée en ligne directe aux vérins de direction. Il en résulte non seulement une amélioration du comportement de transmission mais en outre l'avantage supplémentaire de ce que la pompe manuelle 18 peut encore être située au voisinage de la place de conducteur, avec deux conduite hydrauliques. Le traitement du signal peut de cette

manière être encore amélioré.

Parla séparation du régulateur de la pompe manuelle il.est de plus possible d'amener d'autres grandeurs auxiliaires de réglage Ur au régulateur 16, sans devoir prévoir de branchement de compensation supplémentaires. De cette manière il est possible de provoquer très simplement une automatisation ou une commande à

distance de l'assistance.

Il est décrit ci-dessous plus en détail un premier circuit de commande hydraulique pour une direction assistée hydrostatique selon l'invention, en se référant à la Fig. 4. Les parties structurelles qui correspondent aux éléments du schéma à blocs de

la Fig. 3 sont pourvues des mêmes références.

La grandeur de référence uw est menée au régulateur 16 ayant la forme d'un microcontrôleur, en fonction de l'angle de rotation pw d'un volant 26 et en intercalant le capteur 20. On branche simultanément sur le microcontrôleur la grandeur de réglage ux représentant le signal de sortie d'un capteur 24 qui transforme l'angle de réglage instantané <X de la cinématique de direction 22. On désigne par 28 un vérin de direction présentant deux

chambres de travail 28R et 28L.

En fonction de la différence entre grandeurs de référence uw et grandeur de réglage UX et le cas échéant en fonction d'au moins une grandeur de réglage auxiliaire supplémentaire ur, le mnicrocontrôleur délivre des signaux de réglage iyl ou iy2, pour commander la soupape de direction 14 sous forme d'une soupape à voies réglable en continu, respectivement- sous forme d'une servosoupape agissant en mode proportionnel. Cette servosoupape commande quatre raccordements, un raccordement P 30, un

raccordement T 36, un raccordement R 34 et un raccordement L 36.

Le raccordement P est alimenté par une pompe 38 à- déplacement fixe dans la forme de réalisation selon la Fig. 4. Le raccordement R 34 est relié par une conduite de travail R 40 à l'enceinte de travail 28R, le raccordement L 36 étant par contre relié à l'enceinte de travail 28L par une conduite de travail 42. Les composants décrits jusqu'ici font partie du circuit de régulation décrit à l'aide de

la Fig. 3 et destiné à l'actionnement de la direction.

La pompe manuelle 18 est branchée en parallèle dans la soupape de direction 14 afin de veiller à ce que la cinématique de direction 22 puisse en outre être actionnée par le volant en cas de défaillance du servomécanisme, par exemple par suite de la défaillance de la pompe 38. Selon le sens de rotation du volant 26, la pompe manuelle sollicité l'une de deux conduites auxiliaires de pression 44 ou 46, dont la conduite 44 est désignée ci-dessous comme la conduite R ( conduite droite) et la conduite 46 comme la conduite L ( conduite gauche). La conduite auxiliaire R 44 est raccordée à la conduite de travail R 40 par une soupape anti-retour 48. De manière analogue, la conduite auxiliaire L 46 est raccordée à la conduite de travail L 42 par une soupape anti- retour 50. De plus, une soupape anti-retour-de réaspiration 52 ou 54 est affectée à chaque conduite auxiliaire de pression 44 et 56, soupape par laquelle le fluide hydraulique peut être réaspiré à partir d'une conduite de réservoir 55 en cas de chute de pression

dans les conduites auxiliaires 44 et 46.

Les deux soupapes anti-retour 50 et 48 forment dans cette première forme de réalisation de la direction assistée hydrostatique le bloc logique de commande désigné par 10 sur la Fig. 3. Tant que par exemple la pression d'assistance est établie

dans l'une des conduites de travail 40 ou 42, chaque soupape anti-

retour concernée désaccouple les conduites auxiliaires de pression 44 ou 46. Toutefois, dès que la pression d'assistance dans les conduites de travail tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée, fixée par le ressort des soupapes anti-retour 48 ou 50, les conduites de travail peuvent être alimentées par les conduites auxiliaires de pression 44 ou 46, de sorte que la fonction de secours de la direction peut être fournie sans transition. Pour assurer que, dans le fonctionnement uniquement en pompe manuelle, le fluide d'écoulement ou l'huile refoulé hors de la partie 28L ou 28R de vérin hydraulique à décharger puisse d'écouler vers le réservoir, il est prévu entre les deux conduites de travail 40 et 42 une soupape de sélection de circuit inversible 84 dont le raccordement 86 est constamment relié au réservoir par celle des

conduites de travail véhiculant la pression la plus faible.

Une autre forme de réalisation de la direction assistée hydrostatique est explicitée sur la Fig. 5 à l'aide d'un circuit

de commande hydraulique. Pour simplifier la description, les

parties structurelles déjà utilisées dans le schéma de commande hydraulique de la Fig. 4 ont été pourvues des mêmes références, affectées toutefois d'une apostrophe. La différence principale entre la forme de réalisation de la Fig. 5 et celle de la Fig. 4 réside dans le fait que le circuit de la Fig. 5 sert à l'alimentation en énergie d'un système hydraulique à capteur de force. A cet effet, la pompe 38' est réalisée en pompe réglée, c'est-à-dire en pompe à débits refoulés réglables. Une conduite d'information de charge 56 conduisant un signal d'information de charge XLS est raccordée à la pomrpe réglée 38'. A la place de la soupape de direction 14 de la Fig. 4, il intervient à présent une servosoupape à capteur de charge 58 travaillant en mode proportionnel et pilotée hydrauliquement. Une soupape de réglage de pression 60 est prévue à cet effet de trois raccordements commandés. La soupape de réglage de pression est commandée

électriquement par le signal de réglage iy du microcontrôleur 16'.

Un conduite de pression de pilotage 62 est placée à côté de la soupape à vois à capteur de charge 58, sur une soupape de commande 64 reliant la conduite d'information de pression 56 par une conduite de dérivation 66 à la conduite de retour 55', en fonction de la valeur de la pression régnant dans la conduite de pression de pilotage 62, ceci étant représenté sur la Fig. 5. Aucune pression de charge ne peut s'établir dans ce cas dans la conduite d'information de pression. Dès que la liaison entre la conduite de dérivation 66 et la conduite de retour 55' est interrompue, le signal d'information de pression XLS est branché à la pression de charge par une soupape anti-retour 68 et une soupape à sélection de circuit 70, de façon que la pompe 38' puisse être réglée en

fonction de la charge.

Dans la forme de réalisation de la direction assistée hydrostatique représentée sur la Fig. 5, il y a la particularité de ce que le signal d'information de pression XLS est extrait pour commander la logique de commande ( bloc logique de commande 10 de la Fig. 3). Une autre conduite de commande 72 dérivé à cet effet de la conduite d'information de pression 56 et est soumise à la logique A soupape anti-retour 74. Cette logique A soupape antiretour présente deux soupapes à sélection de circuit inversives 76L et 76R branchées en parallèle, soumises sur un côté chaque fois à la pression régnant dans la conduite de commande 72 et sur l'autre côté chaque fois par étranglement, à la pression régnant dans les conduites auxiliaires de pression L et R, correspondantes 46'respectivement 44'. Les deux soupapes de sélection de circuit inversives possédant un raccordement de réservoir 78 commun. Cette construction fonctionne comme suit: Tant que l'assistance est en fonction, c'est-àdire que la pompe réglée 38' fournit du fluide hydraulique dans l'une des deux conduites de travail 40' ou 42', en fonction du signal d'information de: pression XLS, une pression de commande sollicitant les deux soupapes de sélection 76R et 76L agit dans la conduite de commande 72, reliant les deux conduites auxiliaires de pression 44' et 46' au raccordement de réservoir 78. La pression régnant dans les conduites auxiliaires 44' et 46' ne peut ainsi pas progresser dans les conduites de travail 40' respectivement 42', en passant par les soupapes anti-retour 48' ou 50'. Toutefois dès que le signal d'information de pression XLS fait défaut, les soupapes de sélection inversives 76R et 76L obturent la liaison entre le raccordement de réservoir 78 et les conduites auxiliaires 44' et 46', dans lesquelles une pression de direction peut alors -s'établir sous l'effet de la pompe manuelle 18' et être délivrée aux conduits de travail concernées 40' ou 42' en.passant par les soupapes anti-retour 48' ou 50'. Le rapport de transmission de la pompe manuelle 18' est choisi indépendamment du circuit de réglage de force d'assistance, de façon que soit produite une force hydraulique adaptée aux exigences légales dans toutes les

circonstances de fonctionnement.

Une troisième forme de réalisation de la direction assistée hydrostatique selon l'invention est décrite en détail à l'aide de

la Fig. 6. Pour simplifier le description, les composants déjà

utilisés dans les formes de réalisation des Fig. 4 et- 5 sont également pourvus dans cette figure de références identiques, affectées de deux apostrophes. Conformément à l'exemple de réalisation de la Fig. 5, ce circuit sert aussi à l'alimentation en énergie d'un système hydraulique à capteur de charge. En conséquence, la servosoupape de direction 58" est également réalisée sous forme de soupape à voies à capteur de charge ou de servosoupape à capteur de charge, agissant en mode proportionnel, à nouveau pilotée par une soupape de réglage de pression 60". Coïncidant également avec le système de la Fig. 5, la conduite d'information de pression 56" est reliée à une soupape de commande 64" par une conduite de dérivation 66", de sorte que le signal -d'information de pression XLS est branché sur la pression de charge ou la pression de réservoir en fonction de la valeur de la pression régnant dans une conduite de pilotage 62", ainsi que ceci est le cas dans la position de la Fig. 6. Toutefois, à la différence de la forme de réalisation de la Fig. 5, ce n'est plus le signal d'information de pression XLS que l'on extrait pour la commande du bloc de logique de commande pour la commutation en direction de secours, mais c'est la pression régnant dans la conduite de pression de pilotage 62". La conduite de pression de pilotage 62" est prolongée à cet effet par une conduite de commande 80 supplémentaire, qui arrive sur un piston de commande d'une soupape à 4/2 voies 82 actionnée hydrauliquement. Les conduites auxiliaires de pression 44' et 46" passent cette soupape à voies, des soupapes anti-retour 48" et 50" étant à nouveau

prévues, s'ouvrant vers les conduites de travail 40" et 42".

Lorsque la pression régnant dans la conduite de commande 80 est située audessus d'une valeur déterminée, le piston de commande de la soupape à 4/2 vois 82 est déplacé dans une position bloquant la liaison entre conduite de travail 44" ou 46"t et conduite auxiliaire 44" ou 46", de sorte que le fonctionnement en direction de secours ne peut provoquer aucune influence sur la sollicitation du vérin de direction 28". Toutefois, dès que la pression régnant dans la conduite de commande 80 chute, ce qui peut par exemple être le cas s'il n'y a plus d'énergie auxiliaire hydraulique, parce qu'il n'y a plus d'énergie électrique pour la commande de la soupape de direction 58" ou parce que le microcontrôleur constate un fonctionnement défectueux et que la commande électrique de la soupape de pilotage 60" est mise hors service, le piston de commande de la soupape à 4/2 voies 82 est déplacé dans la position représentée sur la Fig. 6, de façon que la pression produite par la pompe manuelle 18" dans l'une des conduites 44" ou 46" se transmetteur la soupape anti-retour concernée 48" ou 50" dans la conduite de travail correspondante 40" ou 42" et puisse solliciter

en conséquence le vérin de direction 28".

Il a déjà été revendiqué ci-dessus que la direction manuelle prend en charge la fonction de direction de secours si différents états sont constatés. Ainsi par exemple, si le microcontrôleur, déterminé supplémentairement pour le traitement d'algorithmes de sécurité et de diagnostic, constate un fonctionnement défectueux et met hors service la commande électrique de la soupape de pilotage 60 ou 60" en conséquence de cela. En outre, -en cas de défaillance de l'énergie auxiliaire hydraulique, il ne s'établit aucune pression de charge dans la forme de réalisation de la Fig. , ou aucune pression de pilotage dans la forme de réalisation de

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la Fig. 6. Il y a finalement commutation automatique sur la direction manuelle si aucune commande conforme de la servosoupape de direction pilotée 58" ou de la servosoupape 58 ne s'ensuit, du

fait de perturbations dans la ligne de signalisation électrique.

Il est évident que les circuits de commande hydrauliques montrés aux Fig. 4 à 6 ne sont que des exemples de réalisation du principe de commande représenté à la Fig. 3. Il est également évident que des différences de techniques de commande sont possibles, sans pour cela abandonner l'idée de base de l'invention. Finalement, d'autres composants peuvent être appliqués, par exemple une pompe compensée en pression. Enfin il n'est pas nécessaire que par exemple dans la forme de réalisation de la Fig. 5, les deux conduites auxiliaires de pression 44' et 46' soient branchées sur le réservoir en cas d'application d'une pression de commande sur la logique à soupape anti-retour 74. Bien plus, il suffit que soit déchargée celle des conduites auxiliaires de pression qui est soumise à la pression par la pompe manuelle

18' lors de la rotation du volant 26'.

La description précédente montre que par le branchement en

parallèle de la pompe manuelle 18 et du circuit de régulation de force auxiliaire, il s'ensuit une séparation plus nette des flux de signalisation et d'énergie, faisant qu'il en résulte des possibilités plus importantes d'optimisation dans les zones

branchées en parallèle.

De plus, il s'est révélé que le problème posé selon l'invention de la direction assistée hydrostatique permet de réaliser de manière simple une intégration des composants

hydrauliques dans un système à plusieurs utilisateurs.

Pour pouvoir configurer avec un -fonctionnement sûr le circuit de commande de la direction auxiliaire hydrostatique pour tous les fonctionnements défectueux imaginables de la force d'assistance, c'est-à- dire pour éliminer par exemple les effets d'un blocage de la soupape de direction 14 ou 58,58", il est avantageux de réaliser la direction assistée de sorte que chacune des conduites de travail soit raccordée à une sortie de la pompe manuelle par ce que l'on appelle une conduite auxiliaire de pression, et en ce qu'une soupape anti-retour ouvrant vers la conduite de travail est intégrée dans chaque conduite auxiliaire de pression. Pour éviter des répétitions, on désigne également avec des références identiques dans la

description de cette forme- de réalisation les composants existants

déjà dans la forme de réalisation de la Fig. 4, en les affectant en plus d'un signe '" A la différence des formes de réalisation décrites précédemment, la soupape de direction 14'" est réalisée sous forme de soupape proportionnelle à 3/3 voies, produisant une simplification de cette partie structurelle. Le raccordement de réservoir séparé et commandé par la soupape de direction 14"' n'est plus nécessaire, du fait que cette fonction est prise en charge par la soupape de sélection de circuit inversible 84'". On distingue sur cette représentation que le raccordement de réservoir 86"'-prend en charge, par une soupape anti- retour, de la conduite de travail 40'"

ou 42"' transmettant la pression la plus faible. Une soupape anti-

retour 88'" ou 90'" est intégrée à cet effet dans chaque conduite de travail 40'" et 42'", à savoir en amont des points d'embouchure 92'"

ou 94'" des conduites auxiliaires de pression 44'" ou 46'".

Il est prévu chaque fois en amont de la soupape anti-retour 88'" ou 90'" une soupape anti-retour 96'" ou 98'" déblocable hydrauliquement, commandée par une conduite de pression de commande 102'" ou 102'". La soupape anti-retour déblocable hydrauliquement 96'",98'" est sollicitée dans le sens de la fermeture par la pression côté soupape de direction, et peut être débloquée en cas de dépassement d'une pression de seuil dans la conduite de pression de commande 100'", 102'". Chaque conduite de pression de commande '",102'" est reliée au côté concerné de la pompe manuelle 18'" par laquelle la conduite de travail 40'" ou 42'" peut être alimentée. Dans un exemple de réalisation concret, les conduites de pression de commande 100'" ou 102'" débouchent dans une conduite de dérivation 104'" ou 105'", dans laquelle le fluide d'écoulement peut chaque fois être réaspiré du réservoir en passant chaque fois par

une soupape anti-retour de réaspiration 52'", 54'".

Dans cette forme de réalisation également, la grandeur de référence uw est amenée au régulateur 16'" en fonction de l'angle de

rotation du volant w, en intercalant le capteur 20'".

Simultanément, la grandeur de réglage ux représentant le signal de sortie d'un capteur 24'" transformant l'angle de réglage instantané vx de la cinématique de direction 22'" est branchée sur le microcontrôleur. Le microcontrôleur délivre un signal de réglage iy pour commander la soupape de direction 14'" en fonction de la différence entre grandeur de référence uw et grandeur de réglage Ux, et le cas échéant en fonction d'une autre grandeur de réglage Ur. Le raccordement P de la soupape de direction 14'" non représenté en détail est alimenté par la pompe 38'". Lorsque le sens de l'assistance du servomécanisme et le sens de la direction

prédéterminé par la pompe manuelle coïncident, la soupape anti-

retour 96'"ou 98"' déblocable hydrauliquement est débloquée par la pression régnant dans la conduite de pression de commande concernée '" ou 102'", de sorte que la pression d'assistance peut arriver par la soupape anti-retour correspondante 88"' ou 90"' dans le vérin correspondant 28L'" ou 28R'". Un circuit de division de pression décrit plus en détail cidessous est prévu afin de veiller à ce que le conducteur perçoive une impression de réaction formée par les efforts s'exerçant sur les roues. Celui-ci présente des conduites d'information de pression 108"' et 110'" dérivées de la conduite de

travail 40"',42'", en amont de chaque soupape anti-retour 88'",90"'.

Les conduites d'information de pression sont amenées à un premier raccordement d'entrée 112",114"' d'une soupape de sélection de circuit inversive 116'",118'". Chaque soupape de sélection de circuit inversive possède un raccordement 120'",122'" allant vers une conduite de réservoir 124"', dans laquelle est intégré un premier diaphragme 126'". Le deuxième raccordement d'entrée 1281'",130'" de la soupape de sélection de circuit inversive 116'",118'" est chaque fois relié à la conduite auxiliaire de pression 44'"ou 46'" par une conduite de commande de dérivation 132'", 134'" dans laquelle est intégrée un deuxième diaphragme 136'", 138'"34'" pontant la soupape anti-retour 48'",50'". On distingue sur la représentation qu'un premier diaphragme commun 126'" est affecté aux deux soupapes de sélection de circuit inversives 116'" et 118'" pour maintenir aussi limité que possible le coût en technique de dispositif. Lorsque le fonctionnement de l'assistance n'est pas perturbé - par exemple lors du déblocage de la soupape anti-retour 98"' par la pression régnant dans la conduite d'information de pression 110'" - la soupape de sélection de circuit inversive 118'" est placée dans une position dans laquelle le deuxième raccordement d'entrée 130'" est relié au raccordement de réservoir 122'". La pression s'établissant dans la conduite e travail 41'" est étranglée vers le réservoir par les diaphragmes 138'" et 124'", faisant qu'une pression diminuée d'une valeur constante règne du côté correspondant de la pompe manuelle, c'est-à-dire dans la zone de la conduite de pression auxiliaire 46'" située en amont de la soupape antiretour '", pression décelable par le conducteur du véhicule automobile

sous forme de résistance de la direction.

Afin d'assurer un désaccouplage des deux conduites d'information de pression 108'" et 110'", en maintenant toutefois simultanément le coût en technique de dispositif aussi limité que possible, les deux conduites d'information de pression 108'" et '" sont reliés par deux étranglements 140'" et 142'", une conduite de décharge 144'" dérivant entre ces deux étranglements vers une soupape de sélection de circuit 146'" avec un raccordement de réservoir. L'autre côté de la soupape de sélection de circuit 146' est relié à une autre conduite de couplage 148'" qui est reliée chaque tois par un autre étranglement 15e'", 152", aux

conduites de travail 40'", 42"'.

La description précédente indique clairement que

la forme de réalisation de la fig. 7 contient un circuit de sécurité pour le cas o des perturbations surviennent sur la soupape de direction 4'", par exemple un blocage du tiroir de soupape, ce qui ne peut pas toujours être surmonté par la pompe manuelle 18. En effet, dès que le sens d'assistance du système d'assistance et du sens de direction prédéterminé par la pompe manuelle ne coïncident plus, on désaccouple l'énergie auxiliaire hydraulique à l'aide des deux soupapes anti-retour déblocables hydrauliquement. En pur fonctionnement en secours, les soupapes antiretour déblocables hydrauliqement n'ont plus de fonction, du fait qu'elles sont disposées en amont des soupapes

anti-retour 88'", 90'".

- L'invention crée ainsi une direction auxiliaire du véhicule hydrostatique présentant un servomécanisme commandant la force des vérins, pour lequel il est

prévu un circuit de régulation pour le réglage d'une-

quantité d'huile proportionnelle à la rotation du volant. Une pompe manuelle entraînée par le volant est branchée en parallèle & ce circuit de régulation. De cette manière,le rapport de transmission de 'la pompe manuelle peut être choisi indépendamment de la détermination du circuit de régulation d'effort d'assistance, de façon que le véhicule demeure orientable dans toutes les conditions de fonctionnement. Il y a de plus possibilité de configurer le circuit de régulation de force d'assistance avec une contre-réaction externe, de

sorte que les grandeurs perturbatrices...............

peuvent être éliminées par une boucle de réaction comprenant la

soupape de direction, les vérins et la cinématique de direction.

Claims (21)

REVEND1CATIONS

1. Direction assistée hydrostatique pour véhicules, avec un servomécanisme hydraulique commandant la force du vérin de direction, pour lequel il est prévu un circuit de réglage pour régler un débit de fluide servohydraulique dépendant de la rotation du volant et fourni par une pompe, caractérisée en ce qu'une pompe à main (18) entra2née par le volant (26) est branchée en parallèle au circuit de régulation (16,

14, 10, 28, 22, 24).

2. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une soupape de direction (14; 14'; 14", 14'") commandée par le régulateur (16) , le vérin de direction (28; 28'; 28".) et une cinématique de direction (22; 22'; 22") sont intégrées dans le circuit de réglage et que l'angle de réglage de la direction (:) de la cinématique est amené au

régulateur (14) comme grandeur réglée (u:>).

3. Direction assistée selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un dispositif de commutation (10; 48, 50; 74; 82) est prévu entre la soupape de direction (14) et vérin de direction (28), auquel est appliqué le signal de sortie (Q.) de la pompe manuelle

(18;-18'; 18").

4. Direction assistée selon l'une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le

régulateur est formé d'un microcontrôleur (16).

5. Direction assistée selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins une grandeur auxiliaire

de réglage <ur) est amenée............................

au microcontrôleur (16;16';16"), outre une grandeur de référence

(uw) et la grandeur de réglage (ux).

6. Direction assistée selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la soupape de direction

est réalisé sous forme de servosoupape de direction (14;58) agissant de préférence en mode proportionnel, qui soumet à une pression d'assistance de pompe (P) chaque fois l'une des conduites de travail (40,42) menant au vérin de direction (28), en fonction d'au moins un

signal de réglage (iyl,iy2;iy) du régulateur (16).

7. Direction assistée selon la revendication 6, caractérisée en ce que chacune des conduites de travail (40,42) est raccordée à une sortie de la pompe manuelle (18) par ce que l'on appelle une conduite auxiliaire de pression (44,46), et en ce qu'une soupape anti-retour (48,50) ouvrant vers la conduite de travail est intégrée

dans chaque conduite auxiliaire de pression.

8. Direction assistée selon la revendication 7, caractérisée en ce que les conduites auxiliaires de pression sont chaque fois reliées par une soupape anti-retour de réaspiration (52,54) à une conduite de retour (55; 55';55";55'"), la soupape anti-retour de réaspiration s'ouvrant vers la conduite auxiliaire de pression

(44,46).

9. Direction assistée selon l'une quelconque des

revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pompe (38) est une

pompe à déplacement fixe.

10. Direction assistée selon l'une quelconque des

revendications 6 à 8, caractérisée en ce que la soupape de direction

est formée par une servosoupape à capteur de force (58;58") agissant en mode proportionnel et pilotée hydrauliquemènt, dans laquelle une soupape de commande (64;64") commandée par la même pression de pilotage est affectée à la servosoupape, soupape avec laquelle une conduite d'information de charge (56;56") est branchée sur la pression de charge (XLS) ou la pression du réservoir en fonction du

niveau du signal de pression de pilotage (P62).

11. Direction assistée selon la revendication 10, caractérisée en ce que la conduite d'information de charge (56) est reliée au dispositif de commande (74) réalisé sous forme de logique à soupape anti-retour, avec lequel la pression régnant dans les conduites auxiliaires de pression (44',46') est susceptible de chuter lors de

l'application d'un signal d'information de charge (XLS).

12. Direction assistée selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif de commande est formé d'une soupape de commande (82) commandée par la pression de pilotage (P60,,P8o) de la

servosoupape à capteur de charge (58").

13. Direction assistée selon l'une quelconque des

revendications 6 à 12, caractérisée en ce que la servosoupape de

direction est réalisée sous forme de servosoupape 4/3 (14,58,58"), avec laquelle la conduite de travail non soumis à la pression d'assistance de la pompe (P) est chaque fois susceptible d'être

branchée sur le réservoir.

14. Direction assistée selon l'une quelconque des

revendications 6 à 12, caractérisée en ce que la servosoupape de

direction est réalisée sous forme de soupape proportionnelle à 3/3 voies (14'") et qu'une soupape anti-retour (88'",90'") est intégrée dans les conduites de travail (40'",42'"), chaque fois en amont des embouchures des conduites de pression auxiliaires concernées

(44'",46'-).

15. Direction assistée selon l'une quelconques des

revendications 6 à 14, caractérisée en -ce que la décharge au

réservoir de chaque conduite de travail non soumise à la pression d'assistance de la pompe (P) s'effectue par une logique à soupape de sélection de circuit (84), formée par une soupape de sélection de circuit (84) effectuant une inversion et disposée entre les conduites de travail (40,42), soupape par laquelle la conduite de travail conduisant la pression la plus faible peut être reliée au réservoir.

16. Direction assistée selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce qu'une soupape anti-retour (96'",98'") déblocable hydrauliquement et soumise à la pression côté soupape de direction dans le sens de fermeture est intégrée dans la conduite de travail (40'",42'"), en amont de chaque soupape anti-retour (88'",90'"), et dont la commande de pression de commande concernée (100'",102'") est reliée au côté de la pompe manuelle (18'") par lequel la conduite de

travail concernée (40"',42'") est susceptible d'être alimentée.

17. Direction assistée selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce qu'une conduite d'information de pression (108'",110'") dérive en aval de la soupape anti-retour (96'",98'") déblocable hydrauliquement, vers un premier raccordement d'entrée (122'",114'")' d'une soupape de sélection de circuit (116'",118'") à

262?737

inversion, dont le raccordement de sortie (120'",122") présente une liaison vers le réservoir par un premier diaphragme (126'"), et en ce que le deuxième raccordement d'entrée (128'",130"') est relié au moyen d'une conduite de commande forcée (132'",134"') à la conduite de pression auxiliaire concernée (44'",46'"), par un deuxième

diaphragme (136'",138"').

18. Direction assistée selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'un premier diaphragme commun (126'") est affecté aux deux

soupapes de sélection de circuit à inversion (116'",118'").

19. Direction assistée selon la revendication 17 ou 18, caractérisée en ce que les deux conduites d'information de pression (108'",110'") sont reliée par deux étranglements (140'",142'"), entre lesquelles se ramifie une conduite de décharge (114'") allant

vers le réservoir.

20. Direction assistée selon la revendication 19, caractérisée en ce que la conduite de décharge (144"') est amenée à une soupape de sélection de circuit (146"") dont l'autre raccordement d'entrée est chaque fois relié par un étranglement (150'",152'") au conduites de travail (40'",42"') en amont des soupapes anti-retour déblocablee

hydrauliquement (96'",98"').

21. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications 2

à 20, caractérisée en ce que les conduites de pression euxiliaire (44,46) alimentées par la pompe manuelle (18) débouchent dans les conduites de travail correspondantes (40,42) en aval de la soupape

de direction (14).