BR112020010394A2 - utilização de um motor auxiliar de um sistema de direção assistida de acordo com um ciclo de verificação de posição - Google Patents

Abstract

A invenção se relaciona a um método para caracterização de um sistema de direção assistida (1) para determinar empiricamente pelo menos uma propriedade do referido sistema (1), o referido sistema de direção assistida compreendendo pelo menos um volante (2), um mecanismo de direção (3) dotado de uma cremalheira (4) e pelo menos um motor auxiliar (7), o referido método compreendendo, fora de uma fase de direção durante a qual o sistema de direção assistida (1) é designado para a condução de um veículo a fim de fazer com que o referido veículo siga uma trajetória que é determinada como uma função da situação do referido veículo em relação ao seu ambiente, a etapa (a) de ativação automática do motor auxiliar (7), durante a qual um computador (13) é usado para, automaticamente, gerar e aplicar ao motor auxiliar (7), sem a exigência de nenhuma ação externa no volante (2), uma instrução de ativação que segue um ou mais ciclos referidos como ciclos de exploração preestabelecidos (CY) para medição, durante pelo menos um ciclo de exploração ou no final do referido pelo menos um ciclo de exploração (CY), pelo menos um parâmetro indicador (P7_med, T7_med, P4_med, T2_med, V2_med), que é específico à resposta pelo sistema de direção assistida para a ativação automática do motor auxiliar e que é característico da propriedade desejada.

Description

UTILIZAÇÃO DE UM MOTOR AUXILIAR DE UM SISTEMA DE DIREÇÃO ASSISTIDA DE ACORDO COM UM CICLO DE VERIFICAÇÃO DE POSIÇÃO FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se aos métodos de caracterização destinados a determinar empiricamente pelo menos uma propriedade de um sistema de direção assistida, como por exemplo, a posição dos batentes de fim de curso de uma cremalheira de direção ou as características de resposta de frequência do sistema de direção assistida quando o sistema for desenvolvido ou calibrado na fábrica.

[0002] Os métodos de caracterização conhecidos exigem que um operador humano instale o sistema de direção assistida em um bancada de testes e, em seguida, manobre o volante de acordo com ciclos especiais de manobras preestabelecidas, para que sensores e gravadores que equipam o bancada de testes possam observar as reações do sistema de direção e meçam os parâmetros do indicador que permitem quantificar a propriedade desejada.

[0003] Obviamente, essas manobras manuais são às vezes bastante tediosas e, geralmente, relativamente imprecisas, na medida em que o operador não pode exercer, de maneira confiável e reproduzível, um ponto de ajuste preciso de velocidade ou força e, particularmente, um ponto de ajuste de valor constante ou então pode, por exemplo, confundir a direção da manobra durante um ciclo, o que pode distorcer a estimativa da propriedade desejada.

[0004] Além disso, se for concebível, em termos absolutos, substituir o operador por um braço robótico que aciona o volante, essa solução é particularmente complexa e dispendiosa em sua implementação, principalmente porque é necessário que cada teste instale e acople o braço robótico ao volante e também é necessário reconfigurar fisicamente o braço robótico e o bancada de testes, dependendo do modelo do sistema de direção testado.

[0005] Os objetos atribuídos à invenção, consequentemente, visam superar as desvantagens mencionadas acima e propor um método para caracterizar um sistema de direção assistida que permita uma caracterização rápida, confiável e de baixo custo do referido sistema de direção assistida.

[0006] Os objetos atribuídos à invenção também visam propor um novo método para caracterizar um sistema de direção assistida que possui uma grande versatilidade, em que o referido método é adaptado de maneira simples a muitos modelos de sistemas de direção assistida e/ou permite caracterizar completamente várias propriedades do mesmo sistema de direção assistida.

[0007] Os objetos atribuídos à invenção são alcançados por meio de um método para caracterizar um sistema de direção assistida destinado a determinar empiricamente pelo menos uma propriedade do referido sistema de direção assistida, denominada " propriedade desejada", o referido sistema de direção assistida compreendendo pelo menos um dispositivo de definição de direcionamento, como um volante, que permite definir a orientação, denominada "ângulo de direção", do sistema de direção assistida, um mecanismo de direção dotado de pelo menos um membro móvel, como uma cremalheira, cuja posição é adaptada para corresponder ao ângulo de direção escolhido, assim como pelo menos um motor auxiliar disposto para poder acionar o referido mecanismo de direção, o referido método compreendendo, além de uma fase de controle durante a qual o sistema de direção assistida é designado para acionar um veículo a fim de fazer com que o referido veículo siga uma trajetória que é determinada dependendo da situação do referido veículo em relação ao seu ambiente, uma etapa de (a) ativação automática do motor auxiliar, durante o qual um computador é usado para gerar e aplicar automaticamente ao motor auxiliar, sem exigir uma ação externa no dispositivo de definição de direcionamento, um ponto de ajuste de ativação que segue um ou vários ciclos chamados "ciclos de varredura" preestabelecidos, uma etapa de medição (b), segundo a qual, durante os ciclos de varredura ou no final dos referidos ciclos de varredura, pelo menos um parâmetro físico, denominado "parâmetro indicador", é medido, que é específico à resposta fornecida pelo sistema de direção assistida após a ativação automática do motor auxiliar e que é característica da propriedade desejada, e em seguida, uma etapa de análise (c), durante a qual a propriedade desejada é quantificada a partir das medições do parâmetro indicador.

[0008] Vantajosamente, a invenção usa assim o próprio motor auxiliar como (único) meio para ativar o mecanismo de direção de acordo com os ciclos de varredura escolhidos, sem a necessidade de usar meios de acionamento auxiliares e, particularmente, um motor auxiliar externo ao sistema de direção.

[0009] Assim, é poupado o uso de um operador ou um braço robótico.

[0010] Além disso, a automação dos ciclos de varredura permite, vantajosamente, a aplicação ao motor auxiliar, durante as fases em que o sistema de direção é caracterizado por pontos de ajuste particularmente precisos, muito mais precisos do que durante manobras manuais e, particularmente, em pontos de ajuste de velocidade, aceleração ou força constantes para durações predeterminadas ou distâncias de deslocamento predeterminadas do membro móvel, o que permite medir com precisão os parâmetros indicadores sem que a ativação do próprio sistema de direção assistida constitua uma fonte potencial de erro que estaria ligada a uma variabilidade excessiva e descontrolada do ponto de ajuste em relação ao ciclo de varredura ideal.

[0011] A caracterização da propriedade desejada é, portanto, particularmente precisa e reproduzível.

[0012] Além disso, a invenção permite, particularmente, equipar o sistema de direção assistida, independentemente do modelo do referido sistema, com um módulo de cálculo integrado que contém um conjunto completo de funções de caracterização, por exemplo, na forma de um arquivo de biblioteca armazenado em um sistema não volátil de memória do referido módulo, de modo que o sistema de direção assistida seja intrinsecamente equipado com as ferramentas necessárias para sua caracterização e, mais geralmente, para a caracterização de várias de suas propriedades.

[0013] O desenvolvimento e calibração do referido sistema de direção assistida será, portanto, bastante facilitado.

[0014] Outros objetos, características e vantagens da invenção aparecerão, em mais detalhe, na leitura da descrição a seguir, assim como no uso das figuras anexas, providas para fins puramente ilustrativos e não limitantes.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0015] A Figura 1 ilustra, em uma vista esquemática, um sistema de direção assistida.

[0016] A Figura 2 ilustra um exemplo de um ciclo de varredura de posição, segundo o qual o motor auxiliar de posição é servo controlado, a fim de mudar alternativamente o mecanismo de direção de uma primeira posição extrema para uma segunda posição extrema, e que pode, por exemplo, ser repetido em grandes números para testar a resistência do mecanismo de direção.

[0017] A Figura 3 ilustra uma função de segurança que, ao ser sobreposta, se necessário, aos ciclos de varredura, permite limitar o torque desenvolvido pelo motor auxiliar quando o mecanismo de direção se aproximar dos batentes de fim de curso.

[0018] A invenção refere-se a um método para caracterizar um sistema de direção assistida 1 destinado a determinar empiricamente pelo menos uma propriedade do referido sistema de direção assistida 1, específica para o referido sistema, denominada " propriedade desejada".

[0019] Como mostrado na Figura 1, o referido sistema de direção assistida 1 compreende pelo menos um dispositivo de definição de direcionamento 2 que permite definir a orientação, chamada "um ângulo de direção" A1 do sistema de direção assistida.

[0020] Preferencialmente, o disposititro de definição de direcionamento 2 compreenderá um volante 2 que permite que um motorista (humano) defina livremente o referido ângulo de direção A1 para garantir um controle manual de um veículo equipado com o sistema de direção assistida

1.

[0021] O referido sistema de direção também compreende um mecanismo de direção 3 dotado de pelo menos um membro móvel 4, como uma cremalheira 4, cuja posição P4 é adaptada de modo a corresponder ao ângulo de direção escolhido.

[0022] Por conveniência, o membro móvel 4 pode, portanto, ser assimilado a uma cremalheira no que vem a seguir.

[0023] De uma maneira conhecida per se, o referido membro móvel 4 e, mais particularmente, a cremalheira 4, poderia, preferencialmente, ser montado de maneira móvel e guiado em translação em um revestimento de direção.

[0024] O mecanismo de direção 3 permite, assim, modificar a orientação de um membro orientável 5, como um volante 5, acionado em deslocamento pela cremalheira 4, a fim de dirigir um veículo ao qual o referido sistema de direção assistida 1 está integrado.

[0025] De uma maneira conhecida per se, o mecanismo de direção 3 pode incluir tirantes de direção 6, cada um conectando uma extremidade da cremalheira 4 a uma junta de direção orientável por guinada e que carregam o volante direcionado correspondente 5.

[0026] O sistema de direção assistida 1 também compreende, pelo menos, um motor auxiliar 7 disposto para acionar o referido mecanismo de direção 3.

[0027] O referido motor auxiliar 7 será, preferencialmente, um motor elétrico operando em ambas as direções para poder acionar o mecanismo de direção 3 para a esquerda ou para a direita, por exemplo, um motor sem escova.

[0028] Embora não seja excluído o uso de um motor linear 7, será preferido um motor rotativo 7.

[0029] O motor auxiliar 7 é instalado por meio de um computador compreendendo um primeiro módulo integrado 8, ou seja, formando uma parte integral do sistema 1, chamado "módulo auxiliar" 8, sob a dependência do dispositivo de definição de direcionamento 2.

[0030] O aparelho de definição de direcionamento 2 pode, preferencialmente, ser usado para definir um ponto de ajuste do ângulo de direção A2, que pode ser tipicamente definido, no caso em que o aparelho 2 compreende um volante 2 ou é formado por um volante 2, pela posição angular P2 do referido volante 2.

[0031] De uma maneira alternativa ou complementar ao fornecimento de um ponto de ajuste de direção A2, o dispositivo de definição de direcionamento 2 pode fornecer dados de força T2, chamados de "torque do volante", que correspondem à força exercida pelo motorista no referido aparelho de definição de direcionamento 2, e mais particularmente ao torque exercido pelo motorista no volante 2.

[0032] O referido torque do volante T2 pode ser medido por um sensor de torque 9 associado ao volante 2.

[0033] Dependendo particularmente do ponto de ajuste do ângulo de direção A2 e/ou, onde apropriado, dependendo do "torque do volante" T2 exercido pelo motorista no referido dispositivo de definição de direcionamento 2, o motor auxiliar 8 define, de acordo com uma lei de auxílio armazenada no referido módulo auxiliar 8, um ponto de ajuste da força auxiliar (ponto de ajuste do torque auxiliar) T7 que se aplica ao motor auxiliar 7, para coincidir com o ângulo de direção real A1 do sistema 1 e, consequentemente, o ângulo de guinada das rodas 5, com a orientação definida pelo aparelho de definição de direcionamento 2.

[0034] Obviamente, outros parâmetros e, particularmente, parâmetros dinâmicos do veículo, como a velocidade longitudinal do veículo, podem ser levados em consideração pela lei de auxílio.

[0035] Deve ser notado que a invenção pode preferencialmente ser aplicada a um sistema de direção assistida no qual o volante 2 é mecanicamente conectado a cremalheira 4 e, portanto, mecanicamente conectado, pelo menos indiretamente, ao motor auxiliar 7, por exemplo, através de uma coluna de direção 10 carregando o referido volante 2 e dotado de um pinhão 11 que se encaixa na cremalheira 4.

[0036] Dessa maneira, o volante 2 é parte integral do mecanismo de direção 3 e pode transmitir uma força de direção manual e/ou um movimento de direção ao membro móvel (cremalheira) 4 e, inversamente, ser acionado pelo motor auxiliar 7.

[0037] Alternativamente, também pode ser considerado aplicar a invenção a um sistema de direção assistida chamado sistema "steer by wire", no qual não existe uma conexão de acionamento mecânico entre o volante 2 e o membro móvel (cremalheira) acionado pelo motor auxiliar 7, mas apenas uma conexão elétrica que transmite o ponto de ajuste do ângulo de direção A2 e/ou as informações de torque do volante T2 para o módulo auxiliar 8, que por sua vez servo controla o motor auxiliar 7.

[0038] O motor auxiliar 7 pode ser acoplado a cremalheira 4 por qualquer mecanismo apropriado e, particularmente, por um pinhão do motor 12, possivelmente distinto do pinhão 11 da coluna de direção e que se encaixa diretamente na cremalheira 4, como ilustrado na Figura 1 ou por um parafuso de esferas ou mesmo através de um redutor colocado na coluna de direção 10 para formar um mecanismo chamado mecanismo de "pinhão único".

[0039] Independentemente de ser considerada uma direção por conexão ou uma direção tipo "steer by wire", o dispositivo de definição de direcionamento 2 intervém durante uma fase chamada "fase de controle",

durante a qual o sistema de direção assistida 1 é efetivamente atribuído ao acionamento de um veículo, a fim de o referido veículo seguir uma trajetória que é determinada dependendo da situação do referido veículo em relação ao ambiente do mesmo.

[0040] De acordo com a invenção, o método compreende - além de uma fase de controle, ou seja, em um momento em que o sistema de direção 1 e, mais geralmente, o veículo, está fora de uma situação de tráfego e onde, portanto, não é necessário levar em conta o ambiente do referido veículo para definir uma trajetória de veículo adaptada a esse ambiente, nem necessário respeitar uma trajetória específica para garantir a segurança do veículo e de seus ocupantes - uma etapa (a) de ativação automática do motor auxiliar 7, durante a qual um computador 13 é usado para gerar e aplicar automaticamente ao motor auxiliar 7 (sem exigir uma ação externa no dispositivo de definição de direcionamento 2) um ponto de ajuste de ativação que segue um ou vários ciclos chamados "ciclos de varredura" preestabelecidos CY; uma etapa de medição (b), segundo a qual (durante os ciclos de varredura CY ou no final dos referidos ciclos de varredura CY) pelo menos um parâmetro físico, denominado "parâmetro indicador", é medido, o que é específico para a resposta fornecida pelo sistema de direção assistida 1 após a ativação automática do motor auxiliar 7 e que é característica da propriedade desejada; em seguida, uma etapa de análise (c), durante a qual a propriedade desejada é quantificada a partir das medições do parâmetro indicador.

[0041] Embora não seja excluído o uso ocasional de um computador 13 externo ao sistema de direção assistida 1, que seria eletricamente conectado ao referido sistema 1 quando for desejado prosseguir com a caracterização do referido sistema, o referido computador 13 pode preferencialmente ser parte integral do sistema de direção assistida 1 e, portanto, do veículo equipado com o referido sistema 1, e forma, para essa finalidade, um segundo módulo integrado, denominado "módulo de caracterização" 13.

[0042] Preferencialmente, o primeiro módulo, ou seja, o módulo auxiliar 8 usado para a assistência de direção durante a fase de controle e o segundo módulo, ou seja, o módulo de caracterização 13 destinado a monitorar o processo automatizado para caracterizar o sistema de direção assistida 1 além da fase de controle, coexistirão no mesmo computador integrado do veículo.

[0043] Vantajosamente, a invenção permite a utilização intrínseca do motor auxiliar integrado 7 no sistema de direção assistida 1 como uma fonte de acionamento exclusiva para acionar o mecanismo de direção 3 durante a caracterização, sem a necessidade de uma fonte de movimento ativa externa, como a força manual de um operador ou um motor externo adicional, que seria distinto do motor auxiliar 7 (e, por exemplo, integrado a um braço robótico).

[0044] Mais geralmente, a caracterização de acordo com a invenção pode, portanto, ser vantajosamente realizada sem que seja necessário agir mecanicamente de maneira ativa, manual ou por um motor externo no sistema de direção assistida 1 e, mais particularmente, no mecanismo de direção 3 de uma forma externa e, mais particularmente, sem a necessidade de acionar, manualmente ou por um motor externo, um dos membros mecânicos móveis, tal como o volante 2, uma extremidade aparente da cremalheira 4 ou possivelmente um tirante de direção 6 ou uma roda 5 conectados à referida cremalheira 4, que formam uma interface mecânica entre o referido sistema de direção assistida 1, respectivamente o referido mecanismo de direção 3 e a parte externa do mesmo.

[0045] O estímulo do mecanismo de direção 3 para a caracterização de acordo com a invenção pode, portanto, ser realizado de forma autônoma, fácil e a baixo custo, utilizando exclusivamente meios de acionamento (motor auxiliar 7) e, onde apropriado, meios de monitoramento (módulo de caracterização 13), intrinsecamente presentes no sistema de direção assistida 1.

[0046] Deve ser notado que também é possível prever o uso de uma ou mais cargas externas passivas, como, por exemplo, cunhas de bloqueio, molas e/ou amortecedores, acoplados a uma e/ou outra dentre as interfaces mecânicas do sistema de direção assistida 1 (volante 2 ou extremidades da cremalheira 4, por exemplo), a fim de simular um comportamento específico do sistema de direção 1 e, assim, acessar a propriedade desejada.

[0047] No entanto, essas cargas externas serão passivas, ou seja, não trarão intrinsecamente, ao contrário do motor auxiliar 7, energia para o sistema de direção assistida, mas serão usadas para dissipar toda ou parte da energia fornecida ao mecanismo de direção 3 pelo referido motor auxiliar 7 ou para modificar a distribuição da referida energia ao longo do tempo e através do referido mecanismo de direção 3.

[0048] Como indicado acima, o método de caracterização de acordo com a invenção ocorre independentemente de qualquer fase de controle de um veículo, em uma situação de teste que pode ser qualificada como uma situação "virtual", uma vez que a referida situação não requer a necessidade de respeitar uma trajetória específica ou um comportamento dinâmico específico do veículo e, portanto, permite caracterizar o sistema de direção assistida 1 como tal, separadamente da influência do veículo, desassociando a utilização do referido sistema de direção assistida 1 da utilização do próprio veículo, e consequentemente, sem impor ao processo de caracterização restrições relacionadas à segurança do referido veículo ou dos ocupantes do referido veículo.

[0049] O método de acordo com a invenção será, portanto, particularmente adaptado para caracterização na fábrica, fora de circulação, tipicamente em um bancada de testes de um veículo equipado com um sistema de direção assistida 1 ou mesmo um sistema de direção assistida 1 antes da montagem do referido sistema | em um veículo e, por exemplo, com um sistema de direção assistida 1 no qual as rodas 5 e, onde apropriado,

os tirantes de direção 6 ainda não foram colocados no lugar.

[0050] Como a etapa (a) da ativação automática para a caracterização ocorre fora da fase de controle do veículo, será possível controlar vantajosamente o motor auxiliar 7 por meio de um ciclo de varredura CY e, portanto, um ponto de ajuste de ativação, cuja natureza, forma e duração, definidas de acordo com um diagrama de ativação predeterminado ("padrão"), será escolhido arbitrária e livremente, de modo a destacar, de maneira ideal, a propriedade desejada e sem ter que satisfazer um requisito de trajetória de um veículo e particularmente sem ter que levar em consideração a segurança do veículo, os ocupantes do referido veículo ou as pessoas ou objetos presentes no ambiente do referido veículo.

[0051] Na prática, será possível definir e aplicar os ciclos de varredura CY e, mais geralmente, o ponto de ajuste de ativação aplicado ao motor auxiliar 7 durante o método de caracterização, sem a necessidade de adquirir (e particularmente medir) nem levar em conta parâmetros de consideração representativos da dinâmica específica do veículo em relação ao ambiente do mesmo, ou seja, parâmetros representativos do comportamento do próprio veículo em um quadro de referência externo ao referido veículo, entre os quais, particularmente, a velocidade longitudinal do veículo, a aceleração lateral do referido veículo, a taxa de guinada do referido veículo ou a distância do veículo a um obstáculo ou a um marcador externo (por exemplo, uma linha branca para delimitar uma faixa de tráfego), detectados no referido quadro de referência externo.

[0052] Dessa maneira, os referidos ciclos de varredura não estarão sujeitos a nenhuma restrição vinculada a esses parâmetros representativos da dinâmica do veículo e, portanto, não exigirão, na prática, a definição e aplicação dos mesmos, qualquer captação externa de informações ligada a tais parâmetros e, particularmente, qualquer captação de informações visuais.

[0053] Assim, o motor auxiliar 7 pode ser ativado sem passar por uma captação de informações sobre parâmetros representativos da dinâmica do veículo no seu ambiente, uma captação de informações que seria realizada pelos sentidos (em particular tátil e visual) de um motorista humano, que reagiria a essas informações acionando manualmente o volante 2, seja por um processo de aquisição automática (por exemplo, por meio de uma câmera ou um radar, particularmente laser, infravermelho ou ultrassom) que seria implementado por um módulo de controle automático.

[0054] No máximo, os referidos ciclos de varredura podem ser dimensionados de modo a respeitar algumas limitações materiais inerentes ao projeto do próprio sistema de direção assistida 1, como, por exemplo, o torque máximo que o motor auxiliar 7 pode fornecer (e, portanto, a corrente elétrica máxima que o referido motor auxiliar 7 pode tolerar sem danos).

[0055] Como ilustrado na Figura 2, o ciclo de varredura pode incluir, preferencialmente, pelo menos uma mudança de sinal, que corresponde a uma reversão da direção de ativação do motor auxiliar 7, de modo a ativar o referido motor auxiliar 7 para a direita e depois para a esquerda (ou vice- versa).

[0056] Assim, um ciclo de varredura, chamado ciclo de varredura "elementar", pode preferencialmente compreender uma alternância positiva e uma alternância negativa.

[0057] No entanto, é claro, alternativamente, um ciclo elementar pode ser usado compreendendo uma única alternância, de um sinal constante, por exemplo positivo, a fim de inclinar o motor auxiliar 7 apenas em uma direção, para a direita ou, ao contrário, para a esquerda, se isso for suficiente para definir a propriedade desejada.

[0058] Obviamente, cada ciclo elementar de varredura CY pode ser repetido quantas vezes forem necessárias, preferencialmente de maneira idêntica, até um número predeterminado de iterações Ni.

[0059] Se necessário, a repetição dos ciclos de varredura CY permitirá multiplicar, durante ciclos sucessivos, as medições do mesmo parâmetro indicador, por exemplo, na taxa de pelo menos uma ou mesmo exatamente uma medição do referido parâmetro indicador por ciclo.

[0060] Assim, usando uma pluralidade de medições sucessivas do mesmo parâmetro indicador ao longo de vários ciclos para quantificar a propriedade desejada e, por exemplo, usando, para esse propósito, uma média aritmética ou uma média ponderada das diferentes medidas do referido parâmetro indicador ao longo de vários ciclos ou mesmo uma seleção das referidas medições com exclusão dos valores considerados duvidosos, a precisão e a confiabilidade da etapa de análise (c) podem ser vantajosamente aprimoradas, durante as quais a propriedade desejada é quantificada a partir do referido parâmetro indicador, respectivamente da referida média.

[0061] Obviamente, durante a etapa de medição (b), as reações do sistema de direção assistida 1 e, mais particularmente, do mecanismo de direção 3 às tensões mecânicas criadas pela ativação do motor auxiliar 7, são observadas pela medição e possivelmente pelo registro de quantos parâmetros indicadores forem necessários para determinar a propriedade desejada a partir da referida resposta observada.

[0062] Um ou vários parâmetros indicadores podem, particularmente, ser medidos conforme necessário, entre eles: a posição P7 (e, portanto, os deslocamentos) do eixo do motor auxiliar 7, a posição (e, portanto, os deslocamentos) P4 do elemento móvel 4 (cremalheira) ou a posição P2 (e, portanto, os deslocamentos) do volante 2, preferencialmente expressa no quadro de referência do motor auxiliar 7, na velocidade P7', P4', P2' e, particularmente, na velocidade angular (preferencialmente expressa no quadro de referência do motor 7, levando em consideração as possíveis razões de transmissão mecânica) de um ou outro desses componentes 7,4, 2, a força T7 fornecida pelo motor auxiliar 7, o torque no volante T2 ou uma força de retenção T4 exercida por um elemento externo no membro móvel (cremalheira) 4 contra o motor auxiliar 7.

[0063] Para facilitar a descrição, o sufixo " mes" pode ser adicionado a seguir para designar explicitamente um parâmetro indicador (medido ou avaliado) associado a uma determinada magnitude, particularmente quando for necessário diferenciar explicitamente o valor efetivo medido pelo referido parâmetro indicador de um valor de ponto de ajuste correspondente. No entanto, para simplificar a descrição, o parâmetro indicador (magnitude efetiva medida) pode geralmente ser assimilado ao ponto de ajuste correspondente.

[0064] Preferencialmente, o método permite determinar pelo menos uma propriedade desejada e ainda mais preferencialmente várias (pelo menos duas) propriedades desejadas, dentre as quais:

[0065] um aumento da temperatura ou um regime de evolução térmica do motor auxiliar 7,

[0066] uma propriedade de resistência caracterizada por um indicador de desgaste, como um grau de desgaste do mecanismo de direção 3 ou do motor auxiliar 7, dependendo de um número (Ni) de ciclos de movimentos alternantes realizados pelo mecanismo de direção.

[0067] Essas diferentes possibilidades oferecidas pela invenção serão detalhadas abaixo.

[0068] De acordo com uma possibilidade da invenção, pode-se prever a aplicação, durante a etapa de ativação automática (a), de um ciclo de varredura de posição CY pos, que servocontrola o motor auxiliar 7 e, consequentemente, o mecanismo de direção 3, respectivamente, o membro móvel considerado 4 ou o volante 2, na posição P7, P4, P2, de uma primeira posição extrema ("posição da ponta") Xbaixa (aqui uma posição mais baixa, à esquerda) para uma segunda posição extrema Xalta (aqui uma posição superior, à direita), distante da primeira posição extrema.

[0069] Preferencialmente, o ciclo de posição CY pos irá servocontrolar o motor auxiliar 7 e, consequentemente, o mecanismo de direção 3, respectivamente o membro móvel considerado 4 ou o volante 2,

na posição P7, P4, P2, alternativamente, a partir da primeira posição extrema Xbaixa para a segunda posição extrema Xalta, vice-versa, da segunda posição extrema Xalta para a primeira posição extrema Xbaixa.

[0070] Como ilustrado na Figura 2, o ciclo de varredura de posição elementar CY pos, que representa o ponto de ajuste de posição P7, P4, P2 aplicado em função do tempo, pode compreender uma primeira alternância 40, por exemplo, uma alternância triangular, que define um deslocamento (aqui, para à direita) de uma posição inicial (preferencialmente a posição central CO) para a segunda posição extrema Xalta, depois um deslocamento de retorno para a posição inicial, depois uma segunda alternância 140 que define, a partir da posição inicial, um deslocamento para a esquerda, para a primeira posição extrema Xbaixa, antes de retornar à posição inicial.

[0071] Preferencialmente, Xbaixa = - Xalta será escolhido para obter uma varredura simétrica.

[0072] Deve ser notado que os pontos de ajuste de posição P7, P4, P2 e, mais particularmente, as posições extremas Xbaixa, Xalta, podem preferencialmente ser expressas como uma porcentagem do intervalo máximo permitido L4/2 (normalmente 0% para as fases de descanso, e por exemplo pelo menos 20%, preferencialmente pelo menos 50% e preferencialmente até 70%, 80% e até 90% para as posições extremas Xbaixa, Xalta).

[0073] As alternâncias 40, 140 podem ser precedidas e/ou seguidas por uma fase de repouso 41, 42.

[0074] As velocidades de deslocamento V7, V4, V2, que corresponderão às inclinações das rampas da linha quebrada, poderiam ser livremente escolhidas e programadas, definindo as marcas de tempo t1, t2, t3... delimitando as durações de deslocamento, dependendo das amplitudes de deslocamento Xalta, Xbaixa.

[0075] De acordo com uma possibilidade preferencial, será aplicada uma sequência de vários ciclos de varredura de posição sucessivos CY pos,

repetindo cada ciclo de varredura de posição elementar CY pos (compreendendo aqui duas alternações 40, 140) por um número predeterminado de iterações Ni.

[0076] De acordo com uma variante de aplicação, é possível usar esses ciclos de varredura de posição CY pos para realizar um teste de resistência, durante o qual um ciclo de varredura de posição elementar CY pos será repetido (correspondendo aqui a uma ida e volta completa entre as posições extremas Xalta, Xbaixa) por um número predeterminado de iterações Ni, preferencialmente igual ou superior a 250, 1.000, 104 (dez mil), 105 (cem mil) ou mesmo 10 6 (um milhão) e, durante e/ou no final das referidas iterações Ni, pelo menos um parâmetro indicador de desgaste será medido, o que é representativo do desgaste de todo ou parte do sistema de direção assistida 1 e, mais particularmente, do mecanismo de direção 3 e/ou do motor auxiliar 7 e, portanto, representativo de um propriedade de resistência do sistema de direção assistida 1.

[0077] O referido parâmetro indicador de desgaste pode, por exemplo, ser uma perda de espessura do material em uma peça mecânica (indicando a aparência ou o aumento de uma folga), uma modificação permanente de uma dimensão de referência na referida peça mecânica (eixo do motor 7, cremalheira 4 ou outro) por deformação plástica residual, a aparência de microfissuras cujo tamanho ou densidade máxima (número por unidade de volume de um membro mecânico, como o eixo do motor 7, a cremalheira 4 ou outro) excede um limite de alerta predefinido, o valor da resistência elétrica dos enrolamentos do motor auxiliar 7, a temperatura (variação de temperatura) do motor auxiliar 7, etc.

[0078] Preferencialmente, durante um teste de resistência, o mecanismo de direção 3 e, mais particularmente, uma e/ou outra das extremidades da cremalheira 4, pode ser acoplado a uma carga passiva que forma um dispositivo de amortecimento, como uma mola, um bloco de elastômero, ou um cilindro hidráulico, destinado a dissipar pelo menos uma parte da energia transmitida ao mecanismo 3 pelo motor auxiliar 7, a fim de impedir que o mecanismo 3 opere "no vácuo", com um risco aumentado de impacto no final do percurso.

[0079] De acordo com outra variante de aplicação, uma sucessão de vários ciclos de varredura de posição CY pos pode ser usada, em vez de um ciclo de varredura de força CY força, para realizar um teste térmico do motor auxiliar 7.

[0080] Para este fim, será possível, por exemplo, medir, como parâmetro indicador, a temperatura do motor auxiliar 7, a fim de determinar, por exemplo, a temperatura máxima atingida durante ou no final do número predeterminado de iterações Ni.

[0081] Para realizar esse teste térmico com base em um ciclo de varredura de posição elementar CY pos, um número de iterações Ni igual ou superior a 5, igual ou superior a 10, igual ou superior a 100, igual ou superior a 4000 será preferencialmente usado.

[0082] Por outro lado, de acordo com outra variante de aplicação, será possível usar uma série de um grande número de ciclos consecutivos de varredura de força CY força, geralmente mais que Ni=103, mais do que Ni=104, mais do que Ni=105 ou mesmo mais do que Ni=106 ciclos (iterações), em vez de ciclos de varredura de posição, para realizar um teste de resistência do sistema de direção 1.

[0083] Durante esse teste de resistência, um ou mais parâmetros do indicador de desgaste podem ser supervisionados conforme descrito acima.

[0084] Tais testes de resistência, baseados em um ciclo de varredura de força CY força, podem ser realizados com o volante 2 e a cremalheira 4 livres, ou, preferencialmente, com o volante 2 bloqueado e/ou a cremalheira 4 bloqueada.

[0085] Além disso, o método de caracterização também pode incluir, durante a etapa de ativação (a), uma subetapa de segurança (a1), durante a qual o ponto de ajuste de torque do motor T7 aplicado ao motor auxiliar 7 é cortado, a fim de manter o referido ponto de ajuste de torque abaixo (em valor absoluto) de um limite de segurança predeterminado T7 seguro, o referido limite T7 seguro sendo ajustado e mais particularmente reduzido quando estiver em uma fase de aproximação de uma posição limite Xlim que não se deseja exceder e, por exemplo, quando estiver na fase de aproximação de uma parada de fim de curso S1, S2.

[0086] Para isso, é utilizada uma função denominada "função de segurança" que define, como ilustrado na Figura 3, um quadro de referência que associa um torque do volante T7 (na ordenada) a um valor representativo da posição P7, P4, P2 de o mecanismo de direção e, mais preferencialmente, representativo da posição P4 da cremalheira 4, por um lado, um domínio autorizado D1 (em branco na Figura 3) e, por outro lado, um domínio proibido D2 (hachurado na Figura 3), cuja fronteira corresponde ao limite de segurança T7 seguro.

[0087] Deve ser notado que, em cada direção de deslocamento considerada (à direita, respectivamente à esquerda), o limite de segurança T7 seguro é reduzido (ou seja, o valor absoluto do mesmo diminui), a partir de uma posição de segurança Xseguro que precede a posição limite Xlim na direção considerada de deslocamento e, preferencialmente, até ser cancelada ao atingir a referida posição limite Xlim.

[0088] Para esse fim, a função de segurança pode formar uma rampa decrescente da posição de segurança Xseguro para a posição limite Xlim.

[0089] Assim, é possível forçar um abrandamento gradual do mecanismo de direção 3, a fim de evitar exceder a posição limite Xlim e, mais particularmente, um impacto contra o batente S1 (quando o ciclo de varredura usado não visa determinar a posição do referido batente, é claro) ao se aproximar da referida posição limite Xlim.

[0090] No entanto, como não é necessário frear o mecanismo 3 ao se afastar da posição limite Xlim, o limite de segurança T7 seguro pode retornar diretamente ao seu valor máximo (valor de platô), conforme ilustrado pela borda retangular de canto do domínio autorizado D1 na Figura 3.

[0091] A posição limite Xlim é preferencialmente definida como uma porcentagem, por exemplo, compreendida entre 75% e 100% e mais particularmente entre 80% e 95% da posição do batente de fim de curso S1, S2 correspondente.

[0092] Evidentemente, a invenção também se refere, como tal, a um sistema de direção assistida 1 que permite implementar todo ou parte dos métodos de caracterização mencionados acima.

[0093] A invenção refere-se, portanto, mais particularmente a um sistema de direção assistida 1 que compreende um módulo de caracterização 13 formando uma "caixa de ferramentas" de caracterização completa, contendo e permitindo a implementação seletiva de um ciclo de varredura e, particularmente, para facilitar a calibração automática e o desenvolvimento do sistema 1 na fábrica.

[0094] Assim, a invenção refere-se a um sistema de direção assistida 1 destinado a equipar um veículo e que compreende pelo menos um dispositivo de definição de direcionamento 2, como um volante, que permite ao motorista definir um ângulo de direção A1 do sistema de direção assistida, um mecanismo de direção 3 dotado de pelo menos um membro móvel 4, como uma cremalheira, cuja posição P4 é adaptada para corresponder ao ângulo de direção A1 escolhido, assim como pelo menos um motor auxiliar 7 disposto para poder acionar o referido mecanismo de direção 3, o referido sistema de direção assistida 1, incluindo, por um lado, um primeiro módulo integrado 8, chamado "módulo auxiliar" 8, que contém um primeiro conjunto de funções denominadas "leis de auxílio", que permitem gerar, quando o sistema de direção assistida 1 for atribuído à condução de um veículo, pontos de ajuste de controle para o motor auxiliar 7, a fim de fazer com que o veículo siga uma trajetória que é determinada dependendo da situação do veículo em relação ao seu ambiente e, por outro lado, um segundo módulo integrado 13, denominado "módulo de caracterização" 13, que contém um segundo conjunto de funções, denominadas "funções de caracterização", distintas das leis de auxílio e que permite implementar automaticamente, durante um período em que o sistema de direção assistida não está designado para conduzir um veículo, um método de caracterização destinado a determinar empiricamente pelo menos uma propriedade do referido sistema de direção assistida, denominada "propriedade desejada".

[0095] Assim como o módulo auxiliar 8, o módulo de caracterização 13 é preferencialmente um módulo eletrônico ou de computador.

[0096] Como indicado acima, o referido método de caracterização compreende uma etapa (a) de ativação automática do motor auxiliar 7, durante a qual o segundo módulo integrado 13 gera e se aplica automaticamente ao motor auxiliar 7, sem exigir uma ação externa na definição do dispositivo de definição de direcionamento 2, um ponto de ajuste de ativação T7, V7, P7 que segue um ou vários ciclos chamados "ciclos de varredura" preestabelecidos CY, a fim de permitir uma etapa de medição (b), segundo a qual, durante os ciclos de varredura CY ou no final dos ciclos de varredura CY, pelo menos um parâmetro físico, chamado "parâmetro indicador" P7 med, T7 med, P4 med, T2 med, V2 med, etc., é medido, o que é específico para a resposta fornecida pelo sistema de direção assistida 1 após a ativação automática do motor auxiliar 7 e que é característica da propriedade desejada e uma etapa de análise (c), durante a qual a propriedade desejada é quantificada a partir das medições do parâmetro indicador.

[0097] O módulo de caracterização 13, assim como o módulo auxiliar 8, serão, portanto, preferencialmente integrados ao sistema de direção 1 e, particularmente, integrados a um módulo de cálculo integrado que pode ser utilizado de forma autônoma.

[0098] As funções de caracterização, e mais particularmente os ciclos de varredura CY que essas funções de caracterização implementam automaticamente, podem ser vantajosamente armazenadas em uma memória não volátil do módulo de caracterização 13, por exemplo, na forma de bibliotecas de funções (arquivos dll) programadas na referida caracterização 13 e/ou módulo de mapa.

[0099] O módulo de caracterização 13 conterá, assim, uma pluralidade de ciclos de varredura preestabelecidos CY, de modo que, por exemplo, permita ativar seletivamente, além de uma fase de controle do veículo, um ciclo CY selecionado a partir dos ciclos de varredura descritos acima.

[0100] Preferencialmente, o segundo módulo integrado (módulo de caracterização) 13 agrupa uma função de caracterização de resistência que utiliza uma sucessão de ciclos de varredura de posição CY pos para sujeitar, sob o efeito do motor auxiliar 7, o mecanismo de direção 3 a uma sucessão de movimentos alternantes entre uma primeira posição extrema Xbaixa e uma segunda posição extrema Xalta, a fim de gerar um desgaste por fadiga do referido mecanismo e do referido motor auxiliar.

[0101] O módulo de caracterização 13 também compreenderá, preferencialmente, um seletor que permite selecionar e executar uma ou outra das referidas funções de caracterização disponíveis, separadamente das outras funções de caracterização e funções auxiliares e, assim, controlar automática e autonomamente o motor auxiliar 7 para uma caracterização, independentemente do controle do veículo.

[0102] Obviamente, a invenção não está de forma alguma limitada às únicas variantes descritas acima, estando os versados na técnica em posição de isolar ou combinar livremente as características mencionadas acima ou substituí-las por uma equivalente

Claims (5)

REIVINDICAÇÕES

1. Método para caracterização de um sistema de direção assistida (1) determinado para determinar empiricamente pelo menos uma propriedade do referido sistema de direção assistida, denominada "propriedade desejada", caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um dispositivo de definição de direcionamento (2), como um volante (2), que permite definir a orientação, denominada "ângulo de direção" (A1) do sistema de direção assistida, um mecanismo de direção (3) dotado de pelo menos um membro móvel (4), como uma cremalheira (4), cuja posição é adaptada para corresponder ao ângulo de direção (A1) escolhido, assim como pelo menos um motor auxiliar (7) disposto para poder conduzir o referido mecanismo de direção (3), o referido método compreendendo, além de uma fase de controle durante a qual o sistema de direção assistida (1) é designado para conduzir um veículo a fim de fazer com que o referido veículo siga uma trajetória que é determinada dependendo da situação do referido veículo em relação ao seu ambiente, uma etapa de (a) ativação automática do motor auxiliar (7), durante o qual um computador (13) é usado para gerar e aplicar automaticamente ao motor auxiliar (7), sem exigir uma ação externa no dispositivo de definição de direcionamento (2), um ponto de ajuste de ativação que segue um ou vários ciclos chamados "ciclos de varredura" (CY) preestabelecidos, uma etapa de medição (b), segundo a qual, durante os ciclos de varredura ou no final dos referidos ciclos de varredura (CY), pelo menos um parâmetro físico, denominado "parâmetro indicador" (P7 med, T7 med, P4 med, T2 med, V2 med), é medido, que é específico à resposta fornecida pelo sistema de direção assistida após a ativação automática do motor auxiliar (7) e que é característica da propriedade desejada, e em seguida, uma etapa de análise (c), durante a qual a propriedade desejada é quantificada a partir das medições do parâmetro indicador, em que durante a etapa de ativação automática (a), um ciclo de varredura de posição é aplicado, que servocontrola o motor auxiliar (7) e consequentemente o mecanismo de direção (3), em posição, a partir de uma primeira posição extrema (Xbaixa) para uma segunda posição extrema (Xalta) distante da primeira posição e, preferencialmente vice versa, da segunda posição extrema (Xalta) para a primeira posição extrema (Xbaixa).

2. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o ciclo de varredura de posição CY pos é repetido por um número predeterminado de iterações (Ni), preferencialmente iguais ou maiores que 250, 1000, 10º, 10º ou mesmo mais que 10º e pelo menos um parâmetro indicador de fadiga é medido, sendo representativo do desgaste de todo ou parte do sistema de direção assistida (1) e, mais particularmente, do mecanismo de direção (3) e/ou do motor auxiliar (7).

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que permite determinar pelo menos uma propriedade desejada e, preferencialmente, várias propriedades desejadas, entre elas: um aumento da temperatura ou um regime de evolução térmica do motor auxiliar (7), uma propriedade de resistência caracterizada por um indicador de desgaste, dependendo de um número (Ni) de ciclos de movimentos alternantes executados pelo mecanismo de direção.

4. Sistema de direção assistida (1) destinado a equipar um veículo e caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um dispositivo de definição de direção (2), como um volante, que permite ao motorista definir um ângulo de direção (A1) do sistema de direção assistida, um mecanismo de direção (3) dotado de pelo menos um membro móvel (4), como uma cremalheira, cuja posição (P4) é adaptada para corresponder ao ângulo de direção escolhido, assim como pelo menos um motor auxiliar (7) disposto para ser capaz de acionar o referido mecanismo de direção (3), o referido sistema de direção assistida (1) incluindo, por um lado, um primeiro módulo integrado (8), chamado "módulo auxiliar", que contém um primeiro conjunto de funções chamado "leis de auxílio", que permitem gerar, quando o sistema de direção assistida é designado para a condução de um veículo, o controle de pontos de ajuste para o motor auxiliar, a fim de fazer com que o veículo siga uma trajetória que é determinada dependendo da situação do veículo em relação ao seu ambiente e, por outro lado, um segundo módulo integrado (13), chamado "módulo de caracterização", que contém um segundo conjunto de funções, denominado "funções de caracterização", distinto das leis de auxílio e que permite implementar automaticamente, durante um período em que o sistema de direção assistida não esteja designado para dirigir um veículo, um método de caracterização destinado a determinar empiricamente pelo menos uma propriedade do referido sistema de direção assistida, denominada "propriedade desejada", o referido método de caracterização compreendendo uma etapa (a) de ativação automática do motor auxiliar (7) durante a qual o segundo módulo integrado (13) gera e aplica automaticamente ao motor auxiliar (7), sem exigir uma ação externa no dispositivo de definição de direcionamento (2), um ponto de ajuste de ativação (T7, V7, P7) que segue um ou vários ciclos chamados ciclos de varredura preestabelecidos (CY), a fim de permitir uma etapa de medição (b), segundo a qual, durante os ciclos de varredura ou no final dos ciclos de varredura, pelo menos um parâmetro físico, chamado "parâmetro indicador" (P7 med, T7 med, P4 med, T2 med, V2 med) é medido, que é específico da resposta fornecida pelo sistema de direção assistida (1) na ativação automática do motor auxiliar (7) e é característico da propriedade desejada, em seguida, uma etapa de análise (c), durante a qual a propriedade desejada é quantificada a partir das medições do parâmetro indicador, em que durante a etapa de ativação automática (a), um ciclo de varredura de posição é aplicado, que servocontrola o motor auxiliar (7) e, consequentemente, o mecanismo de direção (3), em posição, de uma primeira posição extrema (Xbaixa) para uma segunda posição extrema (Xalta) distante da primeira posição e, preferencialmente vice-versa, da segunda posição extrema (Xalta) para a primeira posição extrema (Xbaixa).

5. Sistema de direção assistida, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o segundo módulo integrado (13) inclui uma função de caracterização de resistência que utiliza uma sucessão de ciclos de varredura de posição CY pos para sujeitar, sob o efeito do motor auxiliar, o mecanismo de direção (3) a uma sucessão de movimentos alternantes entre uma primeira posição extrema (Xbaixa) e uma segunda posição extrema (Xalta),) a fim de gerar um desgaste por fadiga do referido mecanismo e do referido motor auxiliar.