FR2585996A1

FR2585996A1 - Systeme de direction electrique pour vehicules

Info

Publication number: FR2585996A1
Application number: FR8611320A
Authority: FR
Inventors: Yasuo Shimizu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-08-06
Filing date: 1986-08-05
Publication date: 1987-02-13
Anticipated expiration: 2006-08-05
Also published as: DE3627107C2; JPS6234850A; DE3627107A1; GB2179310A; JPH0457542B2; FR2585996B1; US4745984A; GB2179310B; GB8619071D0

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE DIRECTION ELECTRIQUE POUR VEHICULES. DANS LEDIT SYSTEME, UN MOYEN 30, 40 DE COMMANDE D'ENTRAINEMENT RENFERME DES MOYENS POUR DETERMINER UNE COMPOSANTE D'UN SIGNAL D'ENTRAINEMENT MOTEUR VA CORRESPONDANT A LA CHARGE DUE A LA SURFACE DE LA ROUTE ET UNE COMPOSANTE DUDIT SIGNAL VA CORRESPONDANT A LA CHARGE DE FROTTEMENT INTERNE D'UN SERVOMECANISME ELECTROMAGNETIQUE, EN FONCTION DE SIGNAUX DE SORTIE S, S PROVENANT D'UN DETECTEUR 32 DE COUPLE DE BRAQUAGE; UN MOYEN DETERMINANT UNE COMPOSANTE DUDIT SIGNAL VA CORRESPONDANT A LA VITESSE DE BRAQUAGE, EN FONCTION D'UN SIGNAL DE SORTIE S, S D'UN DETECTEUR 36 DE VITESSE DE BRAQUAGE; ET UN MOYEN 40 ADDITIONNANT LES TROIS COMPOSANTES PRECITEES POUR DETERMINER L'AMPLITUDE DUDIT SIGNAL VA ET POUR DELIVRER CE SIGNAL A UN MOTEUR ELECTRIQUE 14. APPLICATION AUX MECANISMES DE DIRECTION POUR VEHICULES.

Description

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SYSTEME DE DIRECTION ELECTRIQUE

POUR VEHICULES

La présente invention se --rapporte à un système de di-

rection électrique pour véhicules et, plus particulière-

ment, à un système de ce type engendrant un couple de

braquage auxiliaire au moyen d'un servomécanisme de di-

rection muni d'un moteur électrique.

Au cours des années récentes, compte tenu des problè-

mes soulevés par des systèmes de direction du type hydrau-

lique, comme par exemple leur structure compliquée, une

diversité de systèmes de direction électriques pour véhi-

cules ont été proposes.

L'un de ces systèmes électriques est matérialisé par un exemple du type à commande analogique, exposé dans le

brevet GB-A-2 132 950 publié le 18 juillet 1984.

Le système de direction électrique selon ce brevet bri-

tannique comprend un arbre d'entrée faisant fonction d'ar-

bre de direction relié à un volant de direction; un ar-

bre de sortie relié à l'arbre d'entrée par l'intermédiaire

d'un joint universel et, par l'intermédiaire d'un engrena-

ge du type à crémaillère et à pignon, à la barre d'accou-

plement de roues braquées; un moteur électrique pour déli-

vrer un couple auxiliaire à l'arbre de sortie par l'entre-

mise d'un train réducteur; un mécanisme détecteur de cou-

ple, installé sur l'arbre d'entrée pour détecter le cou-

ple de braquage imposé à cet arbre d'entrée; un circuit d'entraînement pour entraîner le moteur électrique; ainsi qu'un circuit de commande du type analogique, destiné à appliquer au circuit d'entraînement du moteur un signal de commande en fonction d'un signal de détection provenant du

mécanisme détecteur de couple.

Le circuit de commande du type analogique est conçu

de façon qu'une tension d'induit, commandée par modula-

tion des largeurs d'impulsions, soit appliquée au moteur électrique avec une polarité ayant pour effet d'imprimer à ce moteur, lors d'un processus de braquage du volant de direction dans l'une ou l'autre direction de rotation, une rotation dans un sens correspondant à cette direction

de braquage; un signal correspondant à un courant d'in-

duit est alors réinjecté. En outre, un couple auxiliaire engendré par le moteur électrique est imposé à l'arbre de

sortie par l'intermédiaire du train réducteur, ce qui con-

tribue à atténuer la force de braquage.

Toutefois, si l'on ne se limite pas au cas du sys-

tème de direction selon le brevet britannique précité,

l'on constate que de nombreux systèmes de direction élec-

triques proposés au cours des récentes années comportent des servomécanismes de direction présentant des éléments soumis à frottement, tels qu'un moteur électrique et un train réducteur. De surcroît, la tension d'induit devant

être appliquée au moteur électrique, d'une manière dépen-

dant du couple de braquage, est seulement fonction de la

charge imposée par la surface de la chaussée. Par consé-

quent, dans le cas o un actionnement du volant de direc-

tion, vers la gauche ou vers la droite à partir de sa po-

sition neutre, est amorcé à faible vitesse avec une force

de braquage relativement modeste, la tension d'induit de-

vient petite et il en résulte une plage de couples de bra-

quage dans laquelle il n'est engendré aucun couple auxiliai-

re correspondant à la charge de braquage due aux éléments du système soumis à frottement. Dans une telle plage de couples, il est nécessaire de faire tourner les éléments

à frottement, c'est-à-dire le moteur électrique et orga-

nes analogues, à partir du volant de direction. Par consé-

quent, le processus de braquage au stade initial de la

rotation imprimée au volant de direction semble relative-

ment lourd avec, pour corollaire éventuel, une dégrada-

tion de la sensation de braquage.

L'on fera observer qu'il existe, entre la tension d'induit Va et le courant d'induit Ia du moteur électrique,

une relation telle que Va = Ia. Ra + K. Nm, dans la-

quelle Ra est la résistance interne du moteur, Nm est la vitesse angulaire de ce moteur, et K est une constante exprimant la force électromotrice induite du mcteur. De plus, la vitesse angulaire Nm du moteur est proportionnelle

à la vitesse de braquage du volant de direction. Cepen-

dant, même si la tension d'induit Va devant être appliquée au moteur électrique était commandée en tenant compte

d'une tension induite Vi du moteur (Vi = K. Nm), les dif-

ficultés susdécrites ne pourraient pas être surmontées.

En d'autres termes, même si la tension induite Vi du mo-

teur, proportionnelle à la vitesse de braquage du volant de direction, était prise en compte en plus de la charge imposée par la chaussée pour commander la tension d'induit

Va, les problèmes susmentionnés ne pourraient pas être ré-

solus. C'est la raison pour laquelle une valeur nominale, pouvant être attribuée au terme K. Nm de tension induite

de la tension d'induit Va, devient faible lorsque le bra-

quage à partir de la position neutre du volant de direc-

tion s'amorce à faible vitesse.

D'autre part, au cours des récentes années, du fait

de l'avantage consistant en ce que des fonctions de comman-

de compliquées peuvent être remplies grâce à des systèmes de constitution relativement simple, l'on a tendance à

utiliser, en tant que moyens de commande de divers disposi-

tifs, des systèmes à micro-ordinateurs fondamentalement

destinés à des processus à signaux numériques.

A cet égard, il serait souhaitable d'employer un système à microordinateur sous la forme d'un dispositif de commande pour des systèmes de direction du genre décrit ci-dessus. Toutefois, étant donné que, en général, des systèmes

à micro-ordinateur ne sont pas à même d'interpréter concur-

remment de nombreux signaux d'entrée et que, par ailleurs, ils sont conçus pour assurer des traitements de signaux d'une manière séquentielle en fonction d'une impulsion d'horloge du système, les tentatives visant à utiliser un système à micro-ordinateur, pour remplir des fonctions de

commande similaires à celles d'un circuit de commande analo-

gique d'un système de direction électrique classique du

genre sussecrit, par exemple, se heurtent à une restric-

tion ou - un problème inhérent consistant en ce qu'une du-

rée prédéterminée du processus est nécessaire.

Dans ce contexte, lorsqu'une commande rétroactive est exécutée par l'utilisation d'un système à micro- ordinateur, il est nécessaire de répéter maintes fois une boucle de rétroaction, et un problème du type susdécrit

devient sérieux.

Pour toutes ces raisons, lorsqu'on emploie un systè-

me à micro-ordinateur dans un dispositif de commande pour

système de direction électrique, il peut advenir qu'un mo-

teur électrique, destiné à engendrer un couple auxiliai-

re, ne puisse pas être commandé de façon à réagir suffi-

samment à la vitesse du processus de braquage, d'o ré-

suite un éventuel insuccès à atteindre une sensation opti-

male de braquage.

Compte tenu d'un tel problème affectant des systèmes classiques de direction électriques décrits ci-avant, la

présente invention a été élaborée pour résoudre effica-

cement ledit problème. En particulier, l'invention vise à surmonter la restriction ou le problème précité, même dans les cas dans lesquels un système à micro-ordinateur

est utilisé, en tant que dispositif de commande, pour ré-

soudre un tel problème.

Un objet de la présente invention consiste à proposer un système de direction électrique équipant des véhicules, qui soit exempt d'une sensation de friction et confère par conséquent une sensation de braquage en douceur, même lorsque l'actionnement d'un volant de direction, vers la gauche ou vers la droite à partir de sa position neutre,

s'amorce à faible vitesse avec une force de braquage rela-

tivement modeste.

Un autre objet de la présente invention consiste à

fournir un système du genre précité, qui, bien qu'il com-

porte un système à micro-ordinateur sous la forme d'un dis-

positif de commande, autorise la commande d'un moteur élec-

trique de façon qu'il réagisse suffisamment à la vitesse

du processus de braquage.

Pour atteindre ces objets, la présente invention pro-

pose un système de direction électrique pour véhicules, présentant unservomécanisme électromagnétique comprenant un arbre d'entrée en liaison efficace avec un volant de direction; un arbre de sortie en liaison efficace avec une roue braquée; un moteur électrique pour délivrer efficacement un couple auxiliaire à l'arbre de sortie; un moyen détecteur de couple de braquage, pour détecter un couple de braquage agissant sur l'arbre d'entrée; un moyen détecteur de vitesse de braquage, pour détecter la vitesse de braquage dudit volant de direction; et un moyen de commande d'entraînement qui reçoit un signal de sortie provenant du moyen détecteur du couple de braquage et un signal de sortie provenant du moyen détecteur de

la vitesse de braquage, et qui applique au moteur électri-

que un signal d'entraînement correspondant auxdits si-

gnaux de sortie. Le moyen de commande de l'entrainement

présente un moyen pour déterminer une composante du si-

gnal d'entraînement du moteur correspondant à la charge

imposée par la surface de la chaussée, ainsi qu'une com-

posante dudit signal d'entraînement du moteur correspon-

dant à la charge due à des éléments de frottement du ser-

vomécanisme électromagnétique, en fonction du signal de sortie provenant du moyen détecteur du couple de braquage;

un moyen pour déterminer une composante du signal d'entraî-

nement du moteur correspondant à la vitesse de braquage, en fonction du signal de sortie du moyen détecteur de la vitesse de braquage; et un moyen pour additionner les composantes respectives de la charge de la route, de la charge de frottement et de la vitesse de braquage, afin de déterminer l'amplitude du signal d'entraînement du moteur

et de délivrer ce signal d'entraTnement au moteur électri-

que. De préférence, le moyen de commande de l'entraînement comprend un dispositif à micro-ordinateur qui reçoit le signal de sortie provenant du moyen détecteur du couple

de braq.age et le signal de sortie émanant du moyen dé-

tecteur de la vitesse de braquage, et délivre un signal de

commande moteur représentant le contenu du signal d'er.-

trainement moteur devant être appliqué au moteur électri-

que; ainsi qu'un moyen d'entraînement du moteur, qui reçoit le signal de commande moteur et délivre le signa:l d'entraînement moteur au moteur électrique en fonction dudit signal de commande moteur. Le moyen pour déterminer

la composante de charge imposée par la chaussée et la com-

posante de charge de frottement, ainsi que le moyen pour

déterminer la composante de vitesse de braquage, consis-

tent en un programme associé au dispositif à micro-

ordinateur. Ce dernier détermine la composante de charge

imposée par la chaussée, la composante de charge de frot-

tement et la composante de vitesse de braquage par dési-

gnation d'adresse, d'une manière dépendant des signaux de

sortie des moyens détecteurs, et suivant le programme.

L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 est une coupe longitudinale d'un servo-

mécanisme électromagnétique constituant une partie essen-

tielle d'un système de direction électrique pour véhicu-

les selon une forme de réalisation préférentielle de la présente invention, la coupe étant décalée de 90 autour de l'axe longitudinal du servomécanisme électromagnétique; la figure 2A est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1, représentant un noyau mobile dans

un détecteur de couple de braquage incorporé dans le servo-

mécanisme électromagnétique;

les figures 2B et 2C sont, respectivement, une élé-

vation latérale et une vue en plan du noyau mobile de la figure 2A; la figure 3 est un schéma illustrant, en

détail, un circuit de commande du servomécanisme électro-

magnétique; les figures 4A et 4B sont des organigrammes de

processus de commande devant être exécutés par un dispo-

sitif à micro-ordinateur incorporé dans le circuit de commande de la figre 3;

la figure 5 est un graphique montrant les caracté-

ristiques d'un signal de détection du couple de braquage; la figure 6 est un graphique représentant une valeur nominale pouvant être attribuée à une charge imposée par la surface de la chaussée;

la figure 7 est un graphique montrant une valeur nomi-

nale pouvant être attribuée à une charge de frottement du servomécanisme électromagnétique; la figure 8 est un graphique représentant un rapport

existant entre le co-uple de braquage et un signal de com-

mande provisoire d'un moteur électrique; la figure 9 est un graphique mettant en évidence les caractéristiques d'un signal de détection de la vitesse de braquage; la figure 10 est un graphique exprimant une valeur nominale pouvant être attribuée à la vitesse de braquage;

la figure 11 est un diagramme fonctionnel se rappor-

tant au circuit de commande de la figure 3; et

la figure 12 est un organigramme partiel, mon-

trant un exemple modifié d'un processus de commande devant

être exécuté par le dispositif à micro-ordinateur.

Comme le montre la figure 1, la référence numérique 1 désigne un servomécanisme électromagnétique constituant

une partie essentielle d'un système de direction électri-

que 50 équipant des véhicules, selon une forme de réali-

sation préférentielle de la présente invention. Sur la

figure 1, le servomécanisme électromagnétique 1 est illus-

tré par une coupe longitudinale passant à 90 par l'axe longitudinal. La référence numérique 2 désigne une colonne

de direction, 3 se rapporte à un stator, 5 et 6 correspon-

dant à des arbres respectifs d'entrée et de sortie dispo-

sés coaxialement l'un par rapport à l'autre.

L'arbre d'entrée 5 du servomécanisme électromagnétique

1 est relié par son extrémité externe à un volant de di-

re:t!on (non représenté), l'arbre de sortie 6 étant relié

par son extrémité externe à des roues braquées (non illus-

trées), par l'entremise d'un engrenage (non représenté)

du type à crémaillère et à pignon. Du fait d'un tel agen-

cement, un braquage est imposé aux roues en réaction à

une rotation de braquage imprimée au volant de direction.

Une partie extrême interne 5a de diamètre réduit de

l'arbre d'entrée 5 est ajustée dans une partie extrême in-

terne 6a de diamètre élargi de l'arbre de sortie 6, et

elle est supportée à rotation grâce à un palier intercalai-

re 7. Les arbres respectifs d'entrée 5 et de sortie 6 sont solidarisés mutuellement au moyen d'une barre de

torsion 8 coaxiale à chacun d'eux. En outre, l'arbre d'en-

trée 5 est supporté à rotation par un palier 9 vis-à-vis de la colonne de direction 2 tandis que le même montage rotatif de l'arbre de sortie 6, par rapport à la colonne de direction 2 et au stator 3, est assuré par une paire

de paliers respectifs 10 et 11.

Le servomécanisme électromagnétique 1 comprend par

ailleurs un détecteur 12 de la vitesse angulaire de bra-

quage, situé autour de l'arbre d'entrée 5; un détecteur

13 de couple de braquage, disposé autour des régions mutuel-

lement en contact des arbres respectifs d'entrée 5 et de sortie 6; un moteur électrique 14 (en tant que dispositif à courant continu) et un train réducteur 15, entourant l'un et l'autre l'arbre de sortie 6; ainsi qu'un circuit de commande 16, assurant la commande d'entraînement du moteur 14 en fonction de signaux respectifs de détection

provenant des détecteurs 12 et 13.

Le détecteur 12 de vitesse de braquage présente un générateur 12a de courant continu assujetti au pourtour externe de la colonne de direction 2. L'axe de rotation du générateur 12a est disposé parallèlement à celui de l'arbre d'entrée 5, une poulie 12b de petit diamètre étant

calée sur l'une des extrémités axiales du générateur 12a.

D'autre part, dans une région axiale correspondant à la poulie 12b, une partie de fort diamètre de l'arbre d'entrée

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comporte une gorge 5a qui y est creusée le long de sa circonférence externe. Une courroie 12c est tendue sur la

gorge 5a et la poulie 12b. Par conséquent, lorsque l'ar-

bre d'entrée 5 tourne conjointement à l'arbre de direc-

tion, une rotation est imprimée à force au générateur 12a

autour de son axe. Ce générateur 12a est conçu pour déli-

vrer alors une paire de signaux (devant être traités de façon à être appliqués en tant que signaux de vitesse de braquage décrits ci-après), d'une manière correspondant

à la direction et à la vitesse de rotation de l'arbre d'en-

trée 5 et, par conséquent, du volant de direction.

Le détecteur 13 de couple de braquage est constitué par un transformateur différentiel se composant d'un noyau tubulaire mobile 13a ajusté à coulissement axial sur la circonférence externe des régions mutuellement en contact des arbres d'entrée 5 et de sortie 6, ainsi que d' une bobine 13b assujettie à la circonférence interne de la

colonne de direction 2.

Comme le montre la figure 2A, l'arbre d'entrée 5 possède, dans son pourtour externe, deux fentes 5c qui

s'étendent axialement et sont espacées circonférentielle-

ment l'une de l'autre de 180 ; d'autre part, l'arbre de sortie 6 présente deux saillies 6b dépassant au-delà de

la partie extrême interne 6a en des emplacements corres-

pondant aux fentes 5c, ces saillies 6b étant introduites

dans lesdites fentes 5c dont elles sont distantes d'inter-

valles respectifs prédéterminés.

En outre, comme représenté sur les figures 2A-à 2C, le noyau mobile 13a est percé de trous oblongs 13i et 13h,

dans lesquels s'engagent une paire de tétons 13g dépas-

sant respectivement vers l'extérieur dans le sens radial au-delà des saillies 6b de l'arbre de sortie 6, ainsi qu'une autre paire de tétons 13f qui font respectivement saillie radialement vers l'extérieur au-delà de l'arbre

d'entrée 5, en des emplacements décalés circonférentielle-

ment de 90 par rapport aux tétons respectifs 13g. Les trous oblongs 13i sont inclinés de l'angle nécessaire par 1 0 rapport à la direction axiale, tandis que les trous oblongs 13h sont ménagés parallèlement à cette direction axiale. Par conséquent, lorsqu'un couple de braquage agit

sur l'arbre d'entrée 5 et dans une condition dans laquel-

le, bien que ce couple de braquage soit également répercu- té à l'arbre de sortie 6 par l'intermédiaire de la barre de torsion 8, étant donné que la charge du côté de l'arbre 6 est plus grande que ce couple, une différence angulaire relative dans le sens circonférentiel s'établit entre les

arbres d'entrée 5 et de sortie 6, avec déformation simul-

tanée de la barre de torsion 8, il en résulte un mouve-

ment du noyau 13a dans le sens axial. En d'autres termes,

ce noyau 13a est déplacé axialement d'une manière cor-

respondant au couple de braquage imposé à l'arbre d'entrée 5. Le noyau 13a consiste en un matériau magnétique dans sa zone centrale et il comporte, à ses deux extrémités, des régions 13j façonnées solidairement, non magnétiques et électriquement conductrices. De plus, comme on le voit sur

la figure 1, un ressort 5e fabriqué en un matériau non ma-

gnétique est interposé et comprimé entre l'extrémité de droite du noyau mobile 13a et une collerette de butée 5d fixée sur l'arbre d'entrée 5; le noyau 13a est ainsi

normalement poussé vers la gauche, en empêchant de la sor-

te un mouvement à vide qui, sinon, pourrait être provoqué par les jeux existant entre les tétons 13f, 13g et les

trous oblongs 17h, 17i, par suite de tolérances de fabri-

cation. La bobine 13b est implantée autour du noyau mobile 13a et elle comprend un enroulement primaire 13c auquel est appliqué un signal de courant alternatif du type impulsion, ainsi que deux enroulements secondaires 13d, 13e qui se trouvent de part et d'autre de l'enroulement primaire 13c,

et sont destinés à délivrer une paire de signaux correspon-

dant au déplacement axial du noyau 13a.

Par conséquent, dans le détecteur 13 de couple de

braquage réalisé de la manière décrite ci-dessus, lors-

qu'une différence angulaire relative dans le sens circon-

férentiel est etablie entre les arbres respectifs d'en-

trée 5 et de sortie 6 par suite d'un braquage du volant de direction, cette différence est tout d'abord convertie en un déplacement axial du noyau mobile 13a, puis revêt la forme des signaux respectifs devant être délivrés électriquement par les enroulements secondaires 13d et 13e. Plus particulièrement, l'on considérera le cas o,

par exemple, l'arbre d'entrée 5 subit un couple de braqua-

ge ayant tendance à provoquer une rotation dans le sens horaire (en observant à partir du côté volant), tandis qu'une charge plus grande que ce couple de braquage est

imposée à l'arbre de sortie 6, l'arbre d'entrée 5 accom-

plissant par conséquent une rotation dans le sens horaire (en observant à partir du volant) vis-à-vis de l'arbre de sortie 6: il en résulte que le noyau mobile 13a est déplacé à force vers la droite par rapport aux figures

1 et 2B ainsi qu'à la figure 3 commentée ci-après, c'est-

à-dire vers le haut sur la figure 2C.

A l'inverse, dans le cas o une rotation dans le sens

anti-horaire (en observant à partir du volant) est impri-

mée à l'arbre d'entrée 5 par rapport à l'arbre de sortie 6, le noyau mobile 13a est mû à force dans la direction

opposée à la direction mentionnée ci-avant.

* Dans chacun des cas précités, le noyau mobile 13a

est déplacé dans sa direction axiale, d'une certaine dis-

tance à l'écart de sa position centrale initiale, pr-o-

portionnellement à la différence angulaire relative dans

le sens circonférentiel entre les arbres respectifs d'en-

trée 5 et de sortie 6, car les trous oblongs inclinés 13i de ce noyau 13a, dans lesquels s'engagent les tétons 13g prévus du côté de l'arbre de sortie 6, sont façonnés de façon à présenter une forme rectiligne lorsque le noyau

13a de configuration tubulaire est développé.

A cet égard, le noyau mobile 13a est conçu de façon à conserver sa position centrale initiale dans la condition dans laquelle, aucun couple de braquage n'agissant sur l'arbre d'entrée 5, il ne s'établit aucune différence angulaire relative dans le sens circcrnfrentiel entre les arbres 5 et 6. Dans la condition illustrée sur les

figures 1 et 2A à 2C, le noyau mobile 13a occupe une tel-

le position centrale.

L'on fera observer que, du fait de la prise exis-

tant entre les saillies 6b de l'arbre de sortie 6 et les fentes 5c de l'arbre d'entrée 5, la différence angulaire relative dans le sens circonférentiel entre les arbres

5 et 6 est maîtrisée de façon à ne pas excéder une va-

leur prédéterminée. En effet, lorsque cette différence angulaire entre les arbres 5 et 6 est accrue jusqu'à la valeur prédéterminée en question, conjointement à un braquage impliquant une rotation de l'arbre d'entrée 5, l'une des faces latérales de chacune des saillies 6b est amenée en butée contre l'une des faces latérales de

la fente 5c correspondante, si bien qu'une rotation con-

comitante de l'arbre de sortie 6 avec l'arbre d'entrée est ensuite provoquée. Une telle relation de prise mutuelle entre les saillies 6b et les fentes 5c joue le

rôle d'un mécanisme anti-défaillance associé au servo-

mécanisme électromagnétique.1. Dans ce contexte, il est bien évident que, lorsque l'entraînement du moteur électrique 14 est mis à l'arrêt comme décrit ci-après, les fonctions remplies par le mécanisme anti-défaillance et par la barre de torsion 8 permettent au système de direction électrique 50 d'effectuer des braquages manuels

sans aucune assistance.

Le moteur électrique 14 se compose du stator 3 sus-

mentionné, relié d'un seul tenant à la colonne de di-

rection 2; d'au moins une paire d'aimants 3a fixés à la

circonférence interne du stator 3; d'un rotor 14a pou-

vant tourner autour de l'arbre de sortie 6; ainsi que

d'une paire de balais 14b qui sont logés dans des porte-

balais 14h fixés au stator 3, et peuvent être poussés radialement vers l'intérieur par des ressorts 14g. Le

rotor 14a possède un arbre tubulaire 14c supporté à ro-

tation, par rapport à l'arbre de sortie 6 et au stator 3,

par des paliers 16 et 17 à rouleaux et à billes, respecti-

vement. L'arbre tubulaire 14c est disposé coaxialement à l'arbre de sortie 6 et il comporte, fixé d'un seul tenant sur son pourtour externe, un noyau ferreux stratifié 14d muni de fentes en sifflet enlacées par des enroulements

multiples 14e. Un mince entrefer prédéterminé est réser-

vé entre les circonférences internes des aimants 3a et

les circonférences externes des enroulements 14e. En ou-

tre, un commutateur 14f est assujetti à l'arbre 14c et

est subdivisé équi-angulairement, dans le sens circonfé-

rentiel, en plusieurs segments destinés à être raccordés

à des bornes respectives 14i des enroulements 14e, commu-

tateur 14f contre lequel les balais 14b sont poussés

élastiquement pour être maintenus en contact avec lui.

Le train réducteur 15 se compose de deux trains plane-

taires 20 et 21 installés autour de l'arbre de sortie 6.

Le train planétaire 20, constituant un étage primaire du train réducteur 15, possède une roue planétaire 20a o20 en prise avec une partie extrême de sortie 14j de l'arbre tubulaire 14c, de façon à pouvoir coulisser axialement par

rapport à ce dernier, mais sans aucune faculté de rota-

tion relative dans le sens circonférentiel; la roue pla-

nétaire 20a comporte, le long de sa circonférence externe,

plusieurs gorges annulaires de section en V qui sont espa-

cées axialement les unes des autres. Le train planétaire comporte par ailleurs une couronne commune 22 clavetée avec faculté de coulissement axial sur la circonférence interne d'un boîtier 4, cette couronne 22 se composant de plusieurs segments annulaires voisins réalisés, le long de leurs circonférences internes, de façon à délimiter entre eux des gorges annulaires de section sensiblement en V; trois pignons satellites 20b interposés entre la roue planétaire 20a et la couronne 22, chacun de ces pignons 20b consistant respectivement en plusieurs éléments discol-

daux pouvant coulisser axialement et présentant, le long de leurs circonférences externes, une section en V inversé ainsi qu'un premier élément de support 20c pour supporter

à rotation les pignons satellites respectifs 20b.

Une roue planétaire 21a calée avec jeu sur l'arbre

de sortie 6 et reliée d'un seul bloc avec le premier élé-

ment de support 20c, cette roue planétaire 21a comportant, le long de sa circonférence externe, plusieurs gorges annulaires de section en V espacées axialement les unes des autres. Le train planétaire 21 comprend par ailleurs la couronne commune 22; trois pignons satellites 21b interposés entre la roue planétaire 21a et la couronne 22, ces pignons satellites 21b consistant chacun respectivement

en plusieurs éléments discoidaux pouvant coulisser axiale-

ment et munis d'une section en V inversé le long de leurs circonférences externes; ainsi qu'un second élément de

support 21c pour supporter à rotation les pignons satelli-

tes respectifs 21b. Ce second élément de support 21c est monté sur une pièce annulaire 23 reliée à l'arbre de sortie 6 par l'intermédiaire de cannelures, cette pièce 23 étant supportée à rotation, par l'intermédiaire du palier 11,

vis-à-vis d'un couvercle 4a du boîtier 4. Les roues plané-

taires 20a, 21a, la couronne commune 22 et les pignons sa-

tellites 20b, 21b consistent en un métal.

Un ressort 24 est comprimé entre la face interne du

couvercle 4a et la couronne commune 22, ressort par l'in-

termédiaire duquel les segments annulaires de la couronne

22 sont chargés dans le sens axial. De la sorte, des pres-

sions superficielles sensiblement uniformes sont exercées sur des zones en contact par frottement entre les roues respectives 20a, 20b, 21a, 21b et 22, ce qui permet au train réducteur 15 d'assurer la nécessaire transmission

du couple. Il apparaîtra aisément que la rotation du mo-

teur électrique 14 est répercutée sur l'arbre de sortie 6 par l'intermédiaire du train réducteur 15, dans lequel sa

vitesse est réduite.

Il convient à présent, en se référant à la figure

3, de décrire le circuit de commande 16.

Sur la figure 3, la référence numérique 30 désigne un dispositif micrcordinateur (désigné ci-après par "MCU "). En for.nction d'instructions provenant du MCU 30, un convertisseur 31 analogique/digital délivre à ce MCU 30 des signaux respectifs de détection S1 à S4 provenant d'un circuit 32 détecteur du couple de braquage et d'un circuit

36 détecteur de vitesse angulaire de braquage.

Le circuit 32 détecteur de couple de braquage com-

prend le détecteur 13 susmentionné; une unité d'entrai-

nement 33 par l'intermédiaire de laquelle une impulsion d'horloge T1, engendrée dans le MCU 30, est scindée en un

certain nombre d'échelons et est amplifiée pour être appli-

quée, sous la forme d'un signal de courant alternatif à ondes rectangulaires ou sinusoïdales, à l'enroulement primaire 13c du détecteur 13; deux redresseurs 34a et 34b pour redresser les signaux électriques respectifs

provenant des enroulements secondaires 13d et 13e du dé-

tecteur 13 en fonction du déplacement axial du noyau mo-

bile 13a; ainsi que deux filtres passe-bas 35a et 35b pour éliminer les composantes de haute fréquence des signaux respectifs délivrés par les redresseurs 34a et 34b, de façon à convertir ces signaux en des signaux de tension de courant continu stable destinés à être délivrés en

tant que signaux S1 et S2 de détection du couple de bra-

quage.

Le circuit 36 détecteur de vitesse de braquage englo-

be le générateur 12a de courant continu du détecteur 12, ce générateur 12a étant munide deux bornes 12d et 12e

lui permettant d'émettre les signaux précités; deux sous-

tracteurs 37a et 37b, pour soustraire mutuellement des valeurs respectives de ces signaux de sortie; et deux filtres passe-bas 38a et 38b pour éliminer des composantes de haute fréquence de signaux de sortie respectifs des

soustracteurs 37a et 37b, afin d'obtenir une paire de si-

gnaux devant être délivrés en tant que signaux S3 et S4

de détection de vitesse de braquage.

Le MCU 30 renferme les composants nécessaires (non représentés) tels qu'un raccord entrée/sortie, une mémoire, une unité logique arithmétique, une unité de comnande

et un générateur à impulsions d'horloge auquel est appli-

quée une impulsion d'horloge d'un oscillateur à cristal.

Le MCU 30, ainsi que les circuits 32, 36 et un cir-

cuit 40 d'entraînement du moteur (décrit ci-après), sont alimentés en énergie électrique à partir d'une batterie (non illustrée), par l'intermédiaire d'un interrupteur de

mise en marche (non représenté). Ainsi, lorsque l'inter-

rupteur de mise en marche est enclenché, le MCU 30 est mis en condition activée dans laquelle il peut traiter

les signaux respectifs d'entrée S1 à S4 provenant des cir-

cuits détecteurs 32 et 36, en suivant un programme emma-

gasiné dans la mémoire, afin de délivrer au circuit 40 d'entraînement moteur des signaux de commande T2, T3 et T4 devant être utilisés pour entraîner le moteur électrique

14, de façon à commander l'entraînement de ce moteur 14.

Parmi ces signaux de commande, T2 et T3 sont des signaux représentatifs du sens de rotation, ayant pour effet

de déterminer la polarité d'une tension d'induit Va de-

vant être appliquée au moteur électrique 14, en fonction de la direction du braquage; et T4 est un signal ayant pour but de déterminer l'amplitude de la tension d'induit Va. Le circuit 40 d'entraînement moteur comprend une unité

d'entraînement 41 et un circuit de pontage 46 se compo-

sant de quatre TEC (transistors à effet de champ) 42, 43, 44 et 45. Parmi ces quatre TEC, les deux TEC 42 et 45 qui

constituent deux côtés voisins du pont présentent des bor-

nes respectives de drain raccordées au côté positif de la

batterie, ainsi que des bornes de source qui sont connec-

tées à des bornes respectives de drain des deux TEC res-

tants 43 et 44. Des bornes respectives de source de ces TEC 43 et 44 sont l'une et l'autre reliées à la terre en

tant que côté commun, et par conséquent à une borne néga-

tive de la batterie. Les quatre TEC 42 à 45 possèdent des bornes de gâchette qui sont raccordées respectivement à des bornes de sortie 41a, 41d, 41b et 41c de l'unité d'entrainement 41. Les bornes respectives de source des TEC 42 et 45 sont raccordées par l'intermédiaire des balais 14b, en tant que bornes de sortie du circuit de pontage

46 aux enroulements d'induit 14e du moteur électrique 14.

L'unité d'entraînement 41 est conçue pour délivrer

un signal à partir de la borne 41a ou 41c en vue d'un en-

trainement exclusif enclenchant le TEC 42 ou 45 d'une manière correspondant aux signaux T2, T3 délivrés par le MCU 30 en tant que signaux de commande du sens de rotation du moteur et, concurremment, pour délivrer un signal à partir de la borne 41b ou 41d mettant exclusivement le TEC

44 ou 43 dans une condition activable, de manière à com-

mander l'entraînement du moteur électrique 14. Dans le cas du signal provenant de la borne 41b ou 41d, un signal

d'impulsion rectangulaire à fréquence constante et à in-

tensité batterie est modulé quant à sa durée d'impulsion, afin d'être exclusivement appliqué à la gâchette du TEC 44 ou 43 en fonction du signal T4 constituant un signal

de commande de la tension moteur.

Par conséquent, dans le circuit 40 d'entraînement mo-

teur, d'une manière correspondant aux signaux de commande T2, T3 et T4, l'un, 42, des deux TEC 42 et 45 ainsi que le TEC 44 qui lui est associé sont entraînés de façon à

être respectivement enclenchés ou commandés avec modula-

tion des largeurs d'impulsions; ou bien, similairement,

l'autre TEC 45 et le TEC 43 qui lui est associé sont res-

pectivement enclenchés ou entraînés avec modulation des

largeurs d'impulsions, afin de commander le sens de rota-

tion et la puissance de sortie (nombre de tours et cou-

ple) du moteur électrique 14.

A cet égard,-par exemple dans le cas o les TEC 42 et 44 sont entraînés de la manière susdécrite, la tension d'induit Va présente une amplitude proportionnelle à la durée d'impulsion du signal d'impulsion provenant de la borne 41b de l'unité d'entraînement 41, et une polarité provoquant la circulation d'un courant d'induit Ia dans

une direction B imprimant une rotation dans le sens ho-

raire au moteur électrique 14. A l'inverse, dans le cas o les TEC 45 et 43 sont entraînés, l'amplitude de la tension d'induit Va est proportionnelle à la durée d'impulsion du signal d'impulsion émis par la borne 41d de l'unité 41, et la polarité de cette tension est déterminée de façon

à faire circuler le courant d'induit Ia dans une direc-

tion A, faisant tourner le moteur 14 dans le sens anti-

horaire. Il convient à présent de décrire diverses fonctions

programmées du MCU 30.

Les figures 4A et 4B sont des organigrammes mettant en évidence des processus de commande devant

être exécutés dans le MCU 30. Sur ces figures, les réfé-

rences numériques 101 à 132 désignent des étapes opératoi-

res associées.

Un enclenchement de l'interrupteur de mise en marche a pour effet que le MCU 30 ainsi que d'autres circuits

associés sont alimentés en.puissance électrique et autori-

sés à accomplir leurs fonctions de commande.

Tout d'abord, à une étape 101, les registres et don-

nées respectifs d'une mémoire à accès aléatoire (RAM) ainsi que les circuits nécessaires renfermés par le MCU

sont initialisés.

Ensuite, à des étapes 102 et 103, les signaux S1 et S2 de détection du couple de braquage sont successivement lus. Bien que cela ne soit pas représenté, il s'opère, consécutivement à l'étape 103, un diagnostic visant à déterminer si les valeurs respectives des signaux S1 et

S2 lus sont normales ou non. Si une anomalie est consta-

tée, la délivrance des signaux de commande T2, T3 et T4

par le MCU 30 au circuit 40 d'entraînement moteur est in-

terrompue, si bien que l'entraînement du moteur électrique 14 s'interrompt en autorisant le déroulement de braquages

manuels sans aucune assistance.

A cet égard, du fait que le détecteur 13 de couple de braquage se présente sous la forme d'un transformateur différentiel, si le circuit détecteur 32 est normal, les signaux de détection S1 et S2 présentent, vis-à-vis du couple de braquage Ts, les rapports représentés sur la figure 5: la mcitié de la somme de ces signaux S1 et

S2 devient alors une valeur k sensiblement constante.

Ainsi, bien que non représenté, il s'effectue après l'éta- pe 103 une estimation établissant si la différence entre (S1 + S2)/2 et k se trouve ou non dans les limites d'une plage prédéterminée et, si tel n'est pas le cas, il en

est déduit que le circuit 32 détecteur de couple de bra-

quage est hors fonction. Si les signaux S1 et S2 de dé-

tection du couple de braquage s'avèrent normaux après lecture, le programme passe à une étape 104. Etant donné que, comme décrit en regard de la figure 2A, les faces latérales des saillies 6b de l'arbre de sortie 6 sont

amenées en butée contre des faces latérales correspondan-

tes des fentes 5c de l'arbre d'entrée 5, l'on fera obser-

ver que, dans les plages de la figure 5 dans lesquelles le couple de braquage Ts a excédé une valeur prédéterminée soit vers la gauche, soit vers la droite, les valeurs des

signaux de détection S1 et S2 sont maintenues constantes.

Il s'opère, à l'étape 104, un calcul de S1 - S2 dont le résultat exprime une valeur du couple de braquage

Ts. Dans la pratique cependant, pour obtenir l'un des nom-

bres entiers permanents exprimant la valeur de Ts, le ré-

sultat de S1 - S2 doit être multiplié par un nombre prédé-

terminé, puis être substitué à Ts. Les mêmes remarques

s'appliquent également à une étape 116 qui sera décrite ci-

après.

Ensuite, à l'étape de décision 104, en vue de distin-

guer la direction d'action du couple de braquage Ts, l'on procède à une estimation pour établir si la valeur de Ts est positive ou négative. Si le couple de braquage Ts agit

dans le sens horaire, c'est-à-dire si sa valeur est posi-

tive ou égale à zéro, le programme passe à une étape 109 en franchissant une étape 106 à laquelle un repère F est établi, d'une manière telle que F = '0'. Si le couple de

braquage Ts accuse une valeur négative, le programme fran-

chit une étape 107 à laquelle s'opère un processus de conversion pour transformer le couple de braquage Ts en une valeur absolue telle que Ts = - Ts, pour gagner une étape 108 à laquelle F devient égal à '1', puis une étape 109. A cette étape, le repère F est utilisé en tant que paramètre représentant le signe de la valeur du couple de braquage Ts, c'est-à-dire la direction d'action

de celui-ci.

A l'étape 109, en fonction de la valeur absolue du couple de braquage Ts, le contenu d'un tableau I renfermé

par la mémoire morte (ROM) est directement lu par désigna-

tion d'adresse. Le tableau I, emmagasiné à l'avance dans la mémoire morte, renferme des valeurs nominales D (L) pouvant être attribuées à différentes charges imposées par la surface de la chaussée, la relation existant entre

ces valeurs D (L) et la valeur absolue du couple de bra-

quage Ts étant montrée par la figure 6. Sur cette figure 6, D1 représente une zone neutre. Comme il ressort de cette figure, D (L) demeure égale à zéro jusqu'à ce que Ts atteigne une valeur prédéterminée Tb. En outre, le contenu du tableau 1 est élaboré de telle sorte que D (L) présente une valeur k lorsque le couple de braquage Ts o est augmenté jusqu'à une valeur prédéterminée Ta. L'on fera observer que la valeur nominale D (L) est égale à une valeur nominale D (Ia.Ra) pouvant être attribuée au terme Ia.Ra dans l'expression de la tension d'induit Va, Ia correspondant au courant d'induit du moteur électrique 14 et Ra exprimant la somme des résistances telles que les enroulements d'induit, les balais et le câblage. Par conséquent, à l'étape 109, le contenu de la mémoire lu

possède une adresse exprimée par la valeur absolue du cou-

ple de braquage Ts, c'est-à-dire la valeur nominale D (L) correspondant à la charge provenant de la surface de la

route, tandis que cette valeur D (L) équivaut à la compo-

sante de la tension d'induit Va qui correspond à la charge provenant de la route. Le programme passe ensuite à une

étape 110.

A l'étape 11-. en fonction de la valeur absolue du

couple de braquage ?s, le contenu d'un tableau 2 ren-

fermé par la mémoire morte est directement lu par désigna-

tion d'adresse. Ce tableau 2, emmagasiné à l'avance dans la mémoire morte, englobe une liste de valeurs nomina- les D (F) pouvant être attribuées à différentes charges de frottement global dues à des éléments du servomécanisme

1 soumis à frottement, la relation existant entre les va-

leurs D (F) et la valeur absolue du couple de braquage Ts étant représentée sur la figure 7. Sur cette figure 7, D2 correspond à une zone neutre préréglée de manière à être plus étroite que D1. Le tableau 2 est élaboré de telle sorte que, dans une région dans laquelle l'ampleur de Ts est plus grande que la valeur prédéterminée Tb, D (F) présente une valeur constante k1, cette dernière étant une valeur nominale nécessaire pour que le moteur 14 développe une composante de couple correspondant à la charge due aux éléments du mécanisme 1 qui sont soumis à frottement. Dans la pratique, à l'étape 110, D (F} doit 0 être lue par désignation d'adresse après qu'une adresse initiale du tableau 2 a été ajoutée, en tant que valeur de

polarisation, à la valeur absolue du couple de braquage Ts.

La valeur nominale D (F) est élaborée de manière à appa-

raître comme une composante de la tension d'induit Va

qui correspond à la charge de frottement du mécanisme 1.

Le programme passe ensuite à une étape 111.

A l'étape 111, l'on procède à une opération arithmé-

tique D (L) + D (F), dont le résultat est mémorisé en tant que valeur nominale provisoire D (Ts) du signal de commande

T4. A cet égard, la relation existant entre Ts et une va-

leur nominale D (Ts) est mise en évidence par la figure

8. Comme on le voit, lorsque le couple de braquage Ts aug-

mente, en dépassant la zone neutre D2 et en approchant une limite de la zone neutre D1, la valeur nominale D (Ts) croit elle aussi. Ensuite, à l'instant auquel le couple de

braquage Ts a atteint la limite de la zone neutre D1, c'est-

à-dire lorsque Ts = Tb, la valeur nominale D {Ts) accuse

22 2585996

la valeur K1. Ensuite, le programme passe à une étape 112.

A l'étape de décision 112, pour affecter la valeur nominale D (Ts) d'un signe correspondant à la direction du couple de braquage Ts, une estimation s'opère quant au contenu du repère F tel qu'il est alors donné. Si F = '0', il est établi que le couple de braquage Ts doit agir dans le sens horaire, et le programme passe directement à une étape 114. A l'inverse, si F = '1', Ts doit agir dans le sens anti-horaire et le programme passe directement à l'étape 114, en franchissant une étape 113 à laquelle

la valeur nominale D (Ts) est mémorisée en tant que va-

leur négative.

Aux étapes 114 et 115, les signaux de détection S3 et S4 provenant du circuit 36 détecteur de la vitesse du braquage sont lus successivement. Bien que cela ne soit pas illustré, il s'effectue, consécutivement à l'étape , un diagnostic visant à établir si les valeurs lues sont normales ou non. Si une anomalie est constatée, la délivrance des signaux de commande T2, T3 et T4 au

circuit 40 d'entraînement moteur par le MCU 30 est inter-

rompue, de sorte que l'entraînement du moteur électrique

14 est stoppé en permettant ainsi le déroulement de bra-

quages manuels sans aucune assistance.

A cet égard, si le circuit détecteur 36 est normal, les relations existant entre les signaux de détection S3, S4 et la vitesse de braquage Ns sont illustrées sur la figure 9. Par conséquent, si les niveaux respectifs de tension de courant continu des signaux de détection S3 et S4 prennent simultanément des valeurs positives, et si le signal de détection S3 ou S4 est sensiblement égal à un niveau batterie Vcc, il est estimé que le circuit 36

détecteur de la vitesse de braquage accuse une anomalie.

Dans ce contexte, le générateur 12a du circuit 36 est muni d'une caractéristique telle que le niveau maximal possible des signaux S et S4 soit inférieur à Vcc, d'une

différence de tension prédéterminée sensible.

Dans le cas o les signaux de détection S3 et S4 tels que lus aux étapes 114 et 115 sont estimés ncrmaux, le programme passe à une étape 116 à laquelle s'effectue un calcul de S. - S4, calcul dont le résu.:at est ur. e valeur

de la vitesse de braquage Ns.

Ensuite, à une étape 117, pour distinguer la direc- tion de la vitesse de braquage, il s'opêre une estimation

visant à établir si la valeur de Ns est positive ou néga-

tive. Si la vitesse de braquage correspond à une rotation dans le sens horaire, c'est-à-dire si Ns est positive ou nulle, le programme passe à une étape 118 à laquelle le

repère F est rendu tel que F = '0'. Si la vitesse de bra-

quage correspond à une rotation anti-horaire, c'est-à-

dire si Ns est négative, le programme franchit une étape 119 o s'opère un processus de conversion pour transformer la vitesse de braquage Ns en une valeur absolue telle que Ns = - Ns, pour gagner ensuite une étape 120 transformant

le repère F de façon que F = '1'; le programme passe en-

suite à une étape 121.

A l'étape 121, en fonction de la valeur absolue de

la vitesse de braquage Ns, le contenu d'un tableau 3 ren-

fermé par la mémoire morte est directement lu par dési-

gnation d'adresse. Ce tableau 3, emmagasiné à l'avance

dans la mémoire morte, dresse la liste de valeurs nomi-

nales D (K.Nm) correspondant à différentes tensions d'in-

duction K.Nm du moteur électrique 14, dont la relation, par rapport à la valeur absolue de la vitesse de braquage Ns, est montrée par la figure 10. Sur cette figure 10,

D3 représente une zone neutre. K est une constante expri-

mant la force électromotrice induite du moteur 14, Nm

indiquant la vitesse angulaire de ce moteur 14. Par conse-

quent, à l'étape 121, il s'opère une lecture d'un contenu

de mémoire possédant une adresse représentée par la va-

leur absolue de la vitesse de braquage Ns, c'est-à-dire une valeur nominale D (K.Nm) de K.Nm. A cet égard, il

apparaîtra évident que, étant donné que la rotation du mo-

teur électrique 14 est répercutée à l'arbre de sortie 6 par l'intermédiaire du train réducteur 15 et que le rapport

de réduction de ce train 15 est ccnstant, la tension d'in-

duction K.Nm du moteur 14 dépend de la vitesse de bra-

* quage Ns. Dans la pratique, à l'étape 121, l'on fera obser-

ver que D (K.Nm) doit être lue par désignation d'adresse après qu'une adresse initiale du tableau 3 a été ajoutée, en tant que valeur de polarisation, à la valeur absolue de Ns. La valeur nominale D (K.Nm) est élaborée de façon à apparaître comme une composante de la tension d'induit

Va qui correspond à la vitesse de braquage Ns.

Le programme passe ensuite à une étape 122.

A l'étape 122, pour affecter la valeur nominale D (K.Nm) de la composante due à la vitesse de braquage Ns, d'un signe correspondant à la direction de la vitesse de

braquage Ns, il s'opère une estimation relative au conte-

nu du repère F tel qu'il se présente alors. Si F = '0', la vitesse de braquage Ns correspond au sens horaire et le programme passe directement à une étape 124. A l'inverse, si F = '1', la vitesse de braquage Ns correspond au sens anti-horaire et le programme passe à l'étape 124 en franchissant une étape 123, o la valeur nominale D (K.Nm)

est mémorisée en tant que valeur négative.

A l'étape 124, la somme des valeurs nominales D (Ts) et D (K.Nm) telle qu'obtenue est prise en compte, puis le résultat est mémorisé en tant que valeur déterminée du

signal de commande T4 qui constitue la base de l'amplitu-

de de la tension d'induit Va devant être appliquée au moteur électrique 14. A proprement parler, la valeur de ce signal T4 est à présent donnée comme une valeur nominale du signal d'impulsion devant être délivré au TEC 43 ou

44 par l'unité d'entraînement 41.

Ensuite, à une étape 125, en vue de distinguer la po-

larité de la tension d'induit Va, il s'opère une estima-

tion du signe de T4 ainsi obtenu. Si T4 est positif, le programme passe à une étape 126 à laquelle les valeurs respectives des signaux de commande T2 et T3, responsables du sens d'entraînement du moteur, sont déterminées de telle sorte que T2 = '1' et T3 = '0'. A l'inverse, si la

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valeur de T4 est nulle ou négative, le programme passe à

une étape de décision 127.

A l'étape de décision 127, une estimation a lieu pour savoir si T4 est ou non égal à 0. Si T4 = '0', le programme passe à une étape 131 en franchissant une étape

128 à laquelle les signaux T2 et T3 sont réglés de ma-

nière que T2 = '0' et T3 = '0'. Si T4 est différent de 0, c'est-à-dire dans le cas o T4 accuse une valeur négative,

le programme passe à une étape 129 pour exécuter un pro-

cessus de conversion en une valeur absolue. En d'autres termes, à l'étape 129, T4 est multiplié par un facteur

- 1, en étant ainsi converti en une valeur positive. En-

suite, à une étape 130, les processus respectifs selon les-

quels T2 = '0' et T3 = '1' sont exécutés, avant que le 2=3

programme passe à l'étape 131.

A l'étape 131, les signaux T2 et T3 sont entrés; tel est le cas du signal T4 à une étape 132. Le programme

passe ensuite à l'étape 102.

Dans la forme de réalisation qui précède, l'unité d'entrainement 41 du circuit 40 d'entraînement moteur est conçue pour délivrer les signaux de commande à partir

des bornes 41a à 41d, de la manière nécessaire à la com-

mande de l'amplitude et de la polarité de la tension d'induit Va, de façon que, lorsque T2 = '1' et T3 = '0',

le TEC 42 soit enclenché et le TEC 44 soit mis en condi-

tion activable et que, lorsque T2 = '0' et T3 = '1', le TEC 45 soit enclenché et le TEC 43 soit mis en condition activable. Comme décrit, le signal T4 est responsable de la détermination de l'ampleur de la tension d'induit Va devant être appliquée au moteur électrique 14 à partir du circuit de pontage 46. Par exemple, si les signaux

T2 et T3 de commande directionnelle renferment des compo-

santes telles que T2 = '1' et T3 = '0', le TEC 44 doit être entraîné avec modulation des largeurs d'impulsions, d'une manière correspondant au signal T4. A l'inverse, s'ils renferment des composantes telles que T2 = '1' et T3 = '1',

le TEC 43 est entraîné avec modulation des largeurs d'im-

pulsions d'une manière correspondant au signal T4. L'on fera observer par parenthèse que, dans le cas o T2, T3 et T4 sont tcus nuls, le moteur électrique n'est pas entraîné. Dans le processus programmé susdécrit, aux étapes 109, 110 et 121 o sont respectivement déterminées la va- leur nominale D (L) imputable à la charge provenant de la

surface de la chaussée, la valeur nominale D {F) imputa-

ble à la charge de frottement due à des éléments de frot-

tement et la valeur nominale D (K.Nm) imputable à la vitesse de braquage Ns, la détermination de ces valeurs nominales a directement lieu par désignation d'adresse, sans processus de calcul compliqués. De ce fait, la

durée nécessaire pour que le programme se déroule des éta-

pes 102 à 132 est sensiblement constante, tandis que cette durée nécessaire peut être préétablie en fonction

de la structure du MCU 30.

Conformément aux processus-de commande décrits aux étapes 100 à 132, l'amplitude de la tension d'induit Va

devant être appliquée au moteur électrique 14 est déter-

minée en fonction du signal de commande T4, lequel est déterminé en prenant en compte la valeur nominale D {F) imputable à la charge de frottement, en plus de la valeur nominale D (L) imputable à la charge imposée par la surface de la route. Ainsi, lorsque la vitesse de braquage Ns est faible et que, par conséquent, la valeur nominale D (L) imputable à la charge provenant de la surface de la route est elle aussi d'autant plus faible, par exemple même dans

le cas o le couple de braquage Ts est égal à la valeur pré-

déterminée Tb correspondant à une condition dans laquelle

la zone neutre D1 vient juste d'être dépassée, comme illus-

tré sur la figure 6, la valeur nominale provisoire D (Ts) du signal decommande T4 prend la valeur k1 correspondant à la composante imputable à la charge de frottement. Par conséquent, même lorsqu'un processus de braquage du volant de direction, vers la gauche ou vers la droite à partir de sa position neutre, est amorcé à faible vitesse avec une force relativement modeste, le moteur électrique 14 est conçu pour développer un couple auxiliaire qui correspond à la charge de braquage due à des éléments du servomécanisme électromagnétique 1 soumis à frottement. De ce fait,

même au stade initial du braquage du volant, il est pos-

sible d'obtenir une sensation de braquage qui est exempte d'un sentiment de frottement et s'opère par conséquent en douceur.

La figure 11 est un diagramme dans lequel les diffé-

rentes fonctions du circuit de commande 16 sont représen-

tées schématiquement par des blocs, mettant en évidence les relations mutuelles qui existent entre les composants essentiels du circuit 16 illustrés sur la figure 3, et les étapes opératoires associées du programme des figures 4A et 4B. Sur cette figure, les signaux de commande T2 et T3

n'ont toutefois pas été illustrés.

Comme décrit, conformément à la présente invention,

l'amplitude d'une tension d'induit Va est toujours déter-

minée en prenant en considération la charge de braquage

due à des éléments d'un servomécanisme 1 soumis à frotte-

ment, en plus de la charge provenant de la surface de la route, ainsi que de la vitesse de braquage Ns. Dans ces conditions, même si la vitesse de braquage Ns du volant de direction du système de direction électrique 50 est faible, un couple auxiliaire correspondant à la charge de braquage due aux éléments à frottement est en particulier

engendré par un moteur électrique 14. De ce fait, au sta-

de initial du braquage du volant de direction, il est possible d'obtenir une sensation de braquage en douceur,

dépourvue d'une sensation de frottement.

De plus, dans la forme de réalisation qui précède, bien que le circuit de commande 16 englobant le MCU 30 soit utilisé en tant que dispositif de commande pour tout le système de direction 50, les valeurs nominales D (L) , D (F) et D (K.Nm) pour déterminer le signal de commande T4 sont établies à partir des signaux S1 SS2, S et S4, 14 2i' 3'43 fondamentalement avec désignation d'adresse, de sorte que le moteur électrique 14 peut être commandé de manière à

réagir suffisamment rapidement à la vitesse de braquage Ns.

Par aille:rs, dans le circuit de =ommande 16, à la place du MCU 3C, il est possible d'emplyer un circuit

ayant des fonctions compatibles.

La figure 12 illustre un exemple de modification d'un processus de commande s'opérant dans le MCU 30. Dans cet exemple modifié, à une étape 200 destinée à remplacer les étapes opératoires 109, 110 et 111 de la

figure 4A, le contenu d'un tableau 4 dans une mémoire mor-

te (non représentée) est lu par désignation d'adresse,

en fonction du couple de braquage Ts. Ce tableau 4,emma-

gasiné à l'avance dans la mémoire morte, dresse la liste

des valeurs nominales provisoires D (Ts) du signal de com-

mande T4 dont la relation, par rapport à la valeur absolue

du couple de braquage Ts, est mise en évidence par la fi-

gure 8.

Conformément à l'exemple modifié qui précède, la lon-

gueur d'un tableau de données renfermé par la mémoire peut

être réduite, en plus de la faculté de raccourcir la lon-

gueur du programme proprement dit.

Il va de soi que de nombreuses modifications peu-

vent être apportées au système décrit et représenté, sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système de direction électrique (50) pour véhicu-

les, présentant un servomécanisme électromagnétique (1) comprenant un arbre d'entrée (5) en liaison efficace avec

un volant de direction; un arbre de sortie (6) en liai-

son efficace avec une roue braquée; un moteur électrique

(14) pour délivrer efficacement un couple auxiliaire au-

dit arbre de sortie (6); un moyen (32) détecteur de cou-

ple de braquage, pour détecter un couple de braquage (Ts) agissant sur ledit arbre d'entrée (5); un moyen (36) détecteur de vitesse de braquage, pour détecter la vitesse de braquage dudit volant de direction; ainsi qu'un moyen de commande d'entraînement (30, 40) qui reçoit un signal de sortie (S1, S2) provenant dudit moyen (32) détecteur

de couple de braquage et un signal de sortie (S3, S4) pro-

venant dudit moyen (36) détecteur de vitesse de braquage,

et délivre audit moteur électrique (14) un signal d'en-

trainement moteur en fonction desdits signaux de sortie

(S1' S2, S3, S4), système caractérisé par le fait que le-

dit moyen de commande d'entraînement (30, 40) comprend des moyens (109, 110; 200) pour déterminer une composante

[D (L)J dudit signal d'entraînement moteur (Va) qui cor-

respond à la charge provenant de la surface de la chaus-

sée, ainsi qu'une composante [D (F) dudit signal d'entraî-

nement moteur (Va) qui correspond à la charge due à des éléments dudit mécanisme électromagnétique (1) soumis à frottement, en fonction dudit signal de sortie (S1, S2) provenant dudit moyen (32) détecteur de couple de braquage; un moyen (121) pour déterminer une composante [D (K.NmU dudit signal d'entraînement moteur (Va) qui correspond à la vitesse de braquage, en fonction dudit signal de sortie (S3, S4) provenant dudit moyen (36) détecteur de vitesse de braquage; ainsi que des moyens (111, 124, 40; 200, 124, ) pour additionner ladite composante [D (L)] de charge émanant de la surface de la chaussée, ladite composante [D (F) de charge de frottement et ladite composante [D ( K.Nm)] de vitesse de braquage, de façon à déterminer l'amplitude dudit signal d'entraînement moteur (Va) et à appliquer ce signal d'entraînement (Va) audit moteur élec-

trique (14).

2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de commande d'entraînement (30, 40) présente un dispositif à microordinateur (30) qui reçoit

le signal de sortie (S1, S2) provenant du moyen (32) dé-

tecteur de couple de braquage et le signal de sortie (S3,

S4) provenant du moyen (36) détecteur de vitesse de bra-

quage, et détermine la délivrance d'un signal de commande moteur (T2, T3, T4) représentant le contenu du signal d'entraînement moteur (Va) devant être appliqué au moteur électrique (14); ainsi qu'un moyen (40) d'entraînement moteur, qui reçoit ledit signal de commande moteur (T2, T3, T4) et délivre ledit signal d'entraînement moteur (Va) audit moteur électrique (14) en fonction dudit signal de commande moteur (T2, T3, T4); par le fait que les moyens (109, 110; 200) pour déterminer la composante D (L)] de charge provenant de la surface de la chaussée et la composante [D (FS de charge de frottement et le moyen (121) pour déterminer la composante [D (K.Nm)] de vitesse de

braquage englobent un programme (100 à 132) pour le dispo-

sitif à micro-ordinateur (30); et par le fait que ce

dispositif à micro-ordinateur (30) détermine ladite compo-

sante [D (L)] de charge de la surface de la chaussée, la-

dite composante [D (F] de charge de frottement et ladite

composante [D (K.Nm)] de vitesse de braquage, par désigna-

tion d'adresse, en fonction desdits signaux de sortie (S1, S2, S3, S4) provenant desdits moyens détecteurs (32, 26),

en suivant ledit programme (100 à 132).

3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le signal d'entraînement moteur (Va) devant être délivré au moteur électrique (14) par le moyen (40) d'entraînement moteur est un signal de tension d'induit (Va), ledit mcyen (40) d'entraînement moteur consistant en un circuit d'entraînement (40) pour appliquer audit moteur électrique (14) ledit signal de tensicn d'induit (Va)

sous la forme d-'un signal à modulation de largeurs d'impul-

sions; et par le fait que le dispositif à micro- ordinateur (30) délivre audit circuit de commande (40) le signal de commande moteur (T2, T3, T4), dont une composante englobe la somme de la composante [D (L)] de charge de la surface de la chaussée, la composante [D (F)] de charge de frottement et la composante [D (K.Nm) de vitesse de braquage.

4. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen (30, 40) de commande d'entraînement se compose d'un circuit de commande (30) qui reçoit le

signal de sortie (S1, S2) provenant du moyen (32) détec-

teur de couple de braquage et le signal de sortie (S3, S4) provenant du moyen (36) détecteur de vitesse de braquage et qui détermine la délivrance, au moteur électrique (14), d'un signal de commande moteur (T2, T3, T4) représentant le contenu du signal d'entraînement moteur (Va); ainsi que d'un circuit (40) d'entraînement moteur qui reçoit ledit signal de commande moteur (T2, T3, T4) et applique

ledit signal d'entraînement moteur (Va) audit moteur élec-

trique (14) en fonction dudit signal de commande moteur (

(T2, T3, T4); et par le fait que ledit circuit de comman-

de (30) détermine la composante [D (L)] de charge de la surface de la chaussée, la composante [D (F)] de charge de frottement et la composante [D (K.Nm)3 de vitesse de braquage, en fonction desdits signaux de sortie (S1, S2,

S3, S4) provenant desdits moyens détecteurs (32, 36).

5. Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le signal d'entraînement moteur (Va) devant être appliqué au moteur électrique (14) par le circuit

(40) d'entraînement moteur est un signal de tension d'in-

duit (Va); par le fait que ledit circuit d'entraînement (40) applique ledit signal de tension d'induit (Va) audit

moteur électrique (14) sous la forme d'un signal à modu-

letion de largeurs d'impulsions; et par le fait que ledit circuit de commande (30) applique, audit circuit c'entrainement (40), le signal de commande moteur (T2, T3, T4) dont une composante représente la somme de la composante [D (L] de charge de surface de la chaussée,

la composante [D (Fil de charge de frottement et la com-

posante [D (K.Nm)] de vitesse de braquage.

6. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens (109, 110; 200) pour déterminer

la composante [D (L)] de charge de la surface de la chaus-

sée et la composante [D (F)] de charge de frottement déter-

minent ladite composante [D (FI de charge de frottement d'une manière telle que cette composante [D (F)] soit maintenue à une valeur constante (K1) alors que le couple de braquage (Ts) excède une valeur prédéterminée (Tb); et par le fait que ladite valeur constante (K1) présente une amplitude nécessaire pour que le moteur électrique (14) engendre un couple correspondant à la charge due aux éléments du servomécanisme électromagnétique (1) qui

sont soumis à frottement.

7. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un train réducteur (15)

pour transmettre à l'arbre de sortie (6) le couple dévelop-

pé par le moteur électrique (14), tout en réduisant la

vitesse.

8. Système selon la revendication 1, caractérisé par

le fait que le moyen (109, 110) pour déterminer la compo-

sante [D (L)] de charge de la surface de la route et la composante [D (F)] de charge de frottement comprend un moyen (109) pour déterminer ladite composante [D (L)] en fonction du signal de sortie (S1, S2) provenant du moyen (32) détecteur de couple de braquage; ainsi qu'un moyen

(110) pour déterminer ladite composante CD (F)] en fonc-

tion dudit signal de sortie (S1, S2) provenant dudit moyen

détecteur (32).