FR2568843A1 - Improved rotary direction control valve for a power assisted steering mechanism - Google Patents

Abstract

Rotary direction control valve for power-assisted steering mechanisms of the type comprising coaxial cylindrical elements 32, 33 capable of limited relative rotation about their common axis, in which the internal element 32 is mounted rotatably in the bore of the outer element 33, the latter being mounted rotatably in a fixed housing 30, in which the distribution circuit defined especially by these elements 32, 33 is composed of openings and cavities of fluid connected between a fluid source 15 and a reservoir 17 and which comprises two uptakes for working pressure 18, 19 to make fluid passages of variable cross-section operating by recovery during a limited relative rotation of the said elements 32, 33 and the obtention of a rise in pressure in either of the working pressure uptakes 18, 19, characterised in that the bore 31 of the casing 30, in contact with the external element 33, carries two leakage orifices 43, 44 which emerge into a cylindrical chamber 40 auxiliary to the housing 30, in which the active element 41 of a by-pass passage valve 42 is mounted with displacement, which valve puts the said leakage orifices 43, 44 in communication especially in response to a change of speed of the vehicle.

Description

DISTRIBUTEUR ROTATIF PERFECTIONNE POUR MECANISMES DE
DIRECTION ASSISTEE.IMPROVED ROTARY DISTRIBUTOR FOR MECHANISMS
POWER STEERING.

L'invention concerne un distributeur rotatif pour mécanismes de direction assistée du type comportant des éléments cylindriques coaxiaux susceptibles d'une rotation relative limitée autour de leur axe commun dont l'élément interne est monté tournant dans l'alésage de l'élément externe, ce dernier étant monté tournant dans un boîtier fixe, dans lequel le circuit de distribution défini notamment par ces éléments est constitué par des ouvertures et des cavités de fluide connectées entre une source de fluide et un réservoir et qui comporte deux prises de pression de travail pour la réalisation des passages de fluide à section variable opérant par recouvrement lors d'une rotation relative des éléments et l'obtention d'une élévation de pression dans l'une ou l'autre des prises de pression.The invention relates to a rotary distributor for power steering mechanisms of the type comprising coaxial cylindrical elements capable of limited relative rotation about their common axis, the internal element of which is mounted to rotate in the bore of the external element, the latter being rotatably mounted in a fixed housing, in which the distribution circuit defined in particular by these elements is constituted by openings and cavities of fluid connected between a source of fluid and a reservoir and which comprises two working pressure taps for the realization of fluid passages with variable cross-section operating by overlapping during a relative rotation of the elements and obtaining a pressure increase in one or the other of the pressure taps.

Dans les mécanismes de direction assistée, il est souhaité,lorsque le véhicule se déplace à vitesse faible, que la pression du fluide dans les prises de pression raccordées à un vérin d'assistance du mécanisme de direction soit accrue, pour permettre au volant de direction de tourner plus facilement.In power steering mechanisms, it is desired, when the vehicle is traveling at low speed, that the fluid pressure in the pressure taps connected to an assistance cylinder of the steering mechanism be increased, to allow the steering wheel to turn more easily.

Par contre lorsque le véhicule se déplace à vitesse plus élevée, on souhaite que la pression du fluide dans les prises de pression soit plus faible ou nulle pour augmenter la résistance à la rotation du volant ou pour stabiliser celui-ci.On the other hand, when the vehicle is traveling at higher speed, it is desired that the pressure of the fluid in the pressure taps is lower or zero to increase the resistance to rotation of the steering wheel or to stabilize it.

La présente invention concerne un distributeur rotatif complété par une valve à commande électrique qui règle un débit de fuite prélevé sur l'alimentation du vérin d'assistance du mécanisme. The present invention relates to a rotary distributor completed by an electrically controlled valve which regulates a leakage rate taken from the supply of the assistance cylinder of the mechanism.

Selon l'invention, l'alésage du boîtier, au contact de l'élément externe, porte deux orifices de fuite qui débouchent dans une chambre cylindrique auxiliaire du boîtier dans laquelle est monté à déplacement l'élément actif d'une vanne de passage by-pass qui met en communication lesdits orifices de fuite notamment en réponse au changement de la vitesse du véhicule.According to the invention, the housing bore, in contact with the external element, carries two leakage orifices which open into an auxiliary cylindrical chamber of the housing in which the active element of a bypass valve is mounted to move. -pass which puts said leakage ports in communication in particular in response to the change in vehicle speed.

Dans le distributeur ainsi perfectionné, la vanne de passage by-pass, lorsqu'elle est asservie à la vitesse du véhicule, permet de réduire la pression dans les prises d'alimentation du vérin d'assistance pour éviter que le coupe de direction ne soit trop faible, notamment lors d'une manoeuvre à vitesse rapide.In the distributor thus perfected, the by-pass passage valve, when it is slaved to the speed of the vehicle, makes it possible to reduce the pressure in the supply points of the assistance jack to prevent the steering cut being made. too low, especially when maneuvering at high speed.

Par contre, lorsque la vitesse du véhicule est faible ou nulle, la vanne de passage est dans une position neutre et autorise l'augmentation de la pression dans les prises d'alimentation du vérin d'assistance pour réduire l'effort de commande manuelle du volant notamment lorsque la conduite du véhicule exige un effort de manoeuvre plus important, par exemple à l'arrêt ou à une vitesse faible lors de la conduite sur route sinueuse ou des manoeuvres de parcage.On the other hand, when the vehicle speed is low or zero, the flow valve is in a neutral position and authorizes the increase of the pressure in the supply points of the assistance jack to reduce the effort of manual control of the steering wheel in particular when driving the vehicle requires greater maneuvering effort, for example at a standstill or at a low speed when driving on a winding road or in parking maneuvers.

Selon une autre particularité de l'invention, les déplacements de la vanne de passage sont placés sous la dépendance d'un actionneur électrique qui reçoit les signaux d'excitation de sortie d'une commande électronique reliée à au moins un capteur de la vitesse du véhicule. According to another characteristic of the invention, the movements of the passage valve are placed under the dependence of an electric actuator which receives the excitation signals from the output of an electronic control connected to at least one speed sensor. vehicle.

Selon le mode de construction et d'intégration de la vanne dans le distributeur, il est possible de contrôler le distributeur pour faire passer le circuit hydraulique correspondant de l'état de direction assistée à l'état de direction manuelle par transformation des signaux d'entrée de la commande électronique délivrés par divers capteurs tels qu'un capteur de vitesse ou un capteur de couple prévu sur la colonne de direction et plus genéralement par tout générateur de signaux approprié relatif à certains paramètres de fonctionnement du véhicule.Depending on the method of construction and integration of the valve in the distributor, it is possible to control the distributor to change the corresponding hydraulic circuit from the power steering state to the manual steering state by transforming the electronic control input delivered by various sensors such as a speed sensor or a torque sensor provided on the steering column and more generally by any suitable signal generator relating to certain operating parameters of the vehicle.

L'invention sera mieux comprise et d'autres détails caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence au dessin schématique annexé dans lequel - la figure 1 est une représentation schématique d'un
mécanisme-complet de direction assistéè - la figure 2 est une représentation schématique du
distributeur rotatif - la figure 3 montre une courbe de fonctionnement de la
vanne de passage montrant la relation entre la
vitesse du véhicule et le courant de commande de la
vanne.The invention will be better understood and other characteristic details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawing in which - Figure 1 is a schematic representation of a
complete power steering mechanism - Figure 2 is a schematic representation of the
rotary distributor - Figure 3 shows an operating curve of the
flow valve showing the relationship between the
vehicle speed and control current of the
valve.

Sur la figure 1, un volant ll est activement couplé par une colonne de direction 12 au distributeur rotatif 13.In FIG. 1, a flywheel 11 is actively coupled by a steering column 12 to the rotary distributor 13.

Le distributeur 13 comporte un orifice d'entrée 14 connecté à une source de fluide telle qu'une pompe 15 et un orifice de retour 16 à un réservoir 17. The distributor 13 has an inlet port 14 connected to a source of fluid such as a pump 15 and a return port 16 to a reservoir 17.

Le distributeur 13 comporte par ailleurs deux prises de pression de travail 18, 19 respectivement raccordées aux chambres 20, 21 d'un vérin d'assistance 22 dont le piston 23, attelé à la crémaillère de direction 24, est soumis à une force de pression orientée vers la gauche ou vers la droite en réponse à la pression établie dans le distributeur à la suite de la rotation relative des éléments coaxiaux du distributeur.The distributor 13 also comprises two working pressure taps 18, 19 respectively connected to the chambers 20, 21 of an assistance cylinder 22 whose piston 23, coupled to the steering rack 24, is subjected to a pressure force oriented to the left or to the right in response to the pressure established in the distributor following the relative rotation of the coaxial elements of the distributor.

En se reportant à la figure 2, le distributeur rotatif 13 comporte essentiellement un boîtier fixe 30, muni d'un alésage 31 dans lequel sont placés les deux éléments cylindriques coaxiaux 32, 33 dont chacun est conformé en un manchon. L'élément 32 le plus interne est guidé dans l'alésage du manchon constitutif de l'élément externe 33. L'espace intérieur de l'élément interne 32 abrite une barre de torsion 34 connectée par l'une de ses extrémités à l'élément interne 32 et par son autre extrémité à l'élément externe 33. La barre-de torsion 34 constitue de façon connue, le moyen de rappel en position relative neutre, des éléments 32, 33 et autorise une rotation relative limitée de quelques degrés d'un élément du distributeur par rapport à l'autre autour de leur axe commun et de celui de la barre de torsion 34.Referring to Figure 2, the rotary distributor 13 essentially comprises a fixed housing 30, provided with a bore 31 in which are placed the two coaxial cylindrical elements 32, 33 each of which is shaped as a sleeve. The innermost element 32 is guided in the bore of the sleeve constituting the external element 33. The interior space of the internal element 32 houses a torsion bar 34 connected by one of its ends to the internal element 32 and by its other end to the external element 33. The torsion bar 34 constitutes, in a known manner, the return means in neutral relative position, of elements 32, 33 and allows a limited relative rotation of a few degrees d one element of the distributor with respect to the other about their common axis and that of the torsion bar 34.

En outre, les éléments 32,. 33 comportent des ouvertures et des cavités qui définissent des circuits de circulation de fluide entre la pompe 15 et le réservoir 17. On notera seulement que les ouvertures et cavités coopèrent entre elles pour former des passages de fluide à section variable opérant par recouvrement lors d'une rotation relative limitée des éléments 32, 33 et permettent l'obtention d'une élévation de pression dans l'une ou l'autre prise de pression de travail 18, 19 respectivement raccordées aux chambres 20, 21 du vérin d'assistance 22.In addition, the elements 32 ,. 33 comprise openings and cavities which define fluid circulation circuits between the pump 15 and the reservoir 17. It will only be noted that the openings and cavities cooperate with each other to form fluid passages of variable section operating by overlap during a limited relative rotation of the elements 32, 33 and allow a pressure rise to be obtained in one or the other working pressure tap 18, 19 respectively connected to the chambers 20, 21 of the assistance jack 22.

Conformément à l'invention, le boîtier 30 comporte une chambre cylindrique auxiliaire 40 dans laquelle est monté à déplacement l'élément actif 41 d'une vanne de passage by-pass 42 à commande électrique. L'élément actif 41 peut être réalisé sous la forme d'un clapet tel qu'un clapet à commande électromagnétique bien connu qui assure la communication à l'ouverture entre deux orifices de fuite 43, 44 qui débouchent radialement dans la chambre auxiliaire 40 et dans des cavités annulaires placées à la périphérie de l'élément exté rieurpen correspondance avec les prises de pression de travail 18, 19.According to the invention, the housing 30 comprises an auxiliary cylindrical chamber 40 in which the active element 41 of an electrically controlled bypass passage valve 42 is mounted to move. The active element 41 can be produced in the form of a valve such as a well-known electromagnetic control valve which ensures communication at the opening between two leakage orifices 43, 44 which open radially into the auxiliary chamber 40 and in annular cavities placed at the periphery of the external element corresponding to the working pressure taps 18, 19.

Au cours de l'avancement du véhicule, la vanne de passage 42 reçoit continuellement les signaux émis par un dispositif de contrôle électronique 45 recevant les informations d'entrée délivrées par un capteur de vitesse 46,Lorsque la vitesse du véhicule est faible, l'amplitude du signal émis par le dispositif de contrôle est insuffisante pour obtenir l'ouverture du clapet de la vanne 42. Le distributeur 13 fonctionne alors de manière conventionnelle et permet l'obtention d'une pression de travail accrue dans l'une des prises de travail 18, 19 selon le sens de manoeuvre du volant 11.During the advancement of the vehicle, the passage valve 42 continuously receives the signals emitted by an electronic control device 45 receiving the input information delivered by a speed sensor 46. When the vehicle speed is low, the amplitude of the signal emitted by the control device is insufficient to obtain the opening of the valve flap 42. The distributor 13 then operates in a conventional manner and allows an increased working pressure to be obtained in one of the sockets work 18, 19 according to the direction of operation of the steering wheel 11.

Lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à un seuil donné, la vanne 42 est plus ou moins ouverte en fonction de la valeur du signal de commande de tension ou de courant délivré par le dispositif de contrôle 45. When the vehicle speed is greater than a given threshold, the valve 42 is more or less open as a function of the value of the voltage or current control signal delivered by the control device 45.

I1 s'établit alors un débit de fuite entre les prises de pression de travail 18, 19 à l'extérieur du vérin 22. De ce fait, la pression dans l'une ou l'autre des chambres 20, 21 devient moins importante et l'effort de manoeuvre du volant 11 est modifié en fonction de la vitesse du véhicule. I1 then establishes a leakage flow between the working pressure taps 18, 19 outside of the jack 22. As a result, the pressure in one or other of the chambers 20, 21 becomes less significant and the operating force of the steering wheel 11 is modified according to the speed of the vehicle.

Sans sortir du cadre de l'invention, il est bien évident que les informations d'entrée du dispositif de contrôle électronique peuvent être fournies par les 47 signaux délivrés par un capteur d'angle,/de la position du volant 11, par un capteur de couple et plus généralement par tout capteur délivrant un signal en fonction duquel il serait souhaitable de modifier le degré d'assistance du vérin 22.Without departing from the scope of the invention, it is obvious that the input information of the electronic control device can be provided by the 47 signals delivered by an angle sensor, / of the position of the steering wheel 11, by a sensor. torque and more generally by any sensor delivering a signal as a function of which it would be desirable to modify the degree of assistance of the jack 22.

On retiendra également de la description qui vient d'être faite que la vanne de passage by-pass est du type normalement ouvert et à commande de fermeture sous l'action d'un signal de commande. On retrouve ainsi sous l'aspect de la sécurité une assistance minimale en cas de rupture de l'alimentation électrique de la vanne. It will also be noted from the description which has just been given that the bypass passage valve is of the normally open type and with a closing command under the action of a control signal. Thus, under the aspect of safety, there is minimal assistance in the event of a break in the electrical supply to the valve.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Distributeur rotatif pour mécanismes de direction assistée du type comportant des éléments cylindriques coaxiaux (32, 33) susceptibles d'une rotation relative limitée autour de leur axe commun, dont l'élément interne (32) est monté tournant dans l'alésage de l'élément externe (33), ce dernier étant monté tournant dans un boîtier fixe (30), dans lequel le circuit de distribution défini notamment par ces éléments (32, 33) est constitué par des ouvertures et des cavités de fluide connectées entre une source de fluide (15) et un réservoir (17) et qui comporte deux prises de pression de travail (18, 19) pour la réalisation des passages de fluide à section variable opérant par recouvrement lors d'une rotation relative limitée desdits éléments (32, 33) et l'obtention d'une élévation de pression dans l'une ou l'autre des prises de pression de travail (18, 19), caractérisé par le fait que l'alésage (31) du boi- tier (30), en contact avec l'élément externe (33), porte deux orifices de fuite (43, 44) qui débouchent dans une chambre cylindrique (40) auxiliaire du boîtier (30) dans laquelle est monté à déplacement l'élément actif (41) d'une vanne de passage (42) by-pass qui met en communication lesdits orifices de fuite (43, 44) notamment en réponse au changement de la vitesse du véhicule.1. Rotary distributor for power steering mechanisms of the type comprising coaxial cylindrical elements (32, 33) capable of limited relative rotation about their common axis, the internal element (32) of which is rotatably mounted in the bore of the external element (33), the latter being rotatably mounted in a fixed housing (30), in which the distribution circuit defined in particular by these elements (32, 33) consists of openings and cavities of fluid connected between a source of fluid (15) and a reservoir (17) and which comprises two working pressure taps (18, 19) for the production of fluid passages with variable section operating by overlap during a limited relative rotation of said elements (32 , 33) and obtaining a pressure rise in one or the other of the working pressure taps (18, 19), characterized in that the bore (31) of the housing (30 ), in contact with the external element (33), carries two leakage orifices (43, 44) which open into an auxiliary cylindrical chamber (40) of the housing (30) in which the active element (41) of a bypass pass valve (42) which places said ports in communication is mounted to move leakage holes (43, 44) especially in response to the change in vehicle speed. 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un dispositif de contrôle électronique (45) délivre en continu un signal à la vanne de passage en réponse au changement de la vitesse du véhicule.2. Distributor according to claim 1, characterized in that an electronic control device (45) continuously delivers a signal to the flow valve in response to the change in vehicle speed. 3. Distributeur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de contrôle électronique reçoit les informations d'entrée notamment d'un capteur de vitesse (46). 3. Distributor according to claim 2, characterized in that the electronic control device receives the input information in particular from a speed sensor (46).