FR2585997A1 - Systeme de direction electrique pour vehicules - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE DIRECTION ELECTRIQUE POUR VEHICULES. DANS LEDIT SYSTEME, UN MOYEN 30, 40 DE COMMANDE D'ENTRAINEMENT RENFERME UN PREMIER MOYEN POUR DETERMINER UNE COMPOSANTE D'UN SIGNAL D'ENTRAINEMENT MOTEUR VA CORRESPONDANT A LA CHARGE DE FROTTEMENT INTERNE D'UN SERVOMECANISME ELECTROMAGNETIQUE ET UNE COMPOSANTE DUDIT SIGNAL VA CORRESPONDANT A LA CHARGE EMANANT DE LA SURFACE DE LA CHAUSSEE, EN FONCTION DE SIGNAUX DE SORTIE S, S PROVENANT D'UN DETECTEUR 32 DE COUPLE DEBRAQUAGE; UN SECOND MOYEN POUR DETERMINER UN FACTEUR DE VITESSE DU VEHICULE EN FONCTION D'UN SIGNAL DE SORTIE S PROVENANT D'UN MOYEN 50 DETECTEUR DE LA VITESSE DU VEHICULE; UN MOYEN POUR MULTIPLIER LADITE COMPOSANTE DE CHARGE EMANANT DE LA ROUTE PAR LEDIT FACTEUR, AFIN D'OBTENIR UNE COMPOSANTE CORRIGEE; AINSI QU'UN MOYEN 40 SOMMATEUR ET DELIVREUR, QUI DETERMINE L'AMPLITUDE DUDIT SIGNAL VA ET APPLIQUE 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 systeme 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 proposés.

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 a 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, dans le brevet bri-

tannique susmentionné, le moteur électrique est conçu pour démarrer seulement dans une plage de vitesses du véhicule n'excédant pas une valeur prédéterminée. Ledit brevet ne donne aucune précision à cet égard. Toutefois, l'on sait en général que l'ampleur de la force nécessaire pour assurer un braquage est relativement grande lorsque

la vitesse de déplacement du véhicule est faible, et rela-

tivement modeste lorsque cette vitesse est grande. Par

conséquent, en se fondant sur une telle expérience géné-

rale, on admet que, dans le brevet britannique susmen-

tionné, le moteur électrique est seulement entraîné dans

la plage n'excédant pas une vitesse prédéterminée du véhi-

cule. De ce fait, dans le brevet susmentionné, avec un mode de commande d'entraînement tel que celui qui y est décrit, un couple auxiliaire est engendré par le moteur

électrique et délivré à l'arbre de sortie par l'intermé-

diaire du train réducteur, ce qui contribue 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, en tant que mesure de com-

mande dans la plage n'excédant pas la vitesse prédéterminée du véhicule, la tension d'induit devant être appliquée au moteur électrique, d'une manière dépendant du couple de braquage, est seulement fonction de la charge imposée par la surface de la chaussée. Par conséquent, dans le cas o un actionnement 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 de braquae reat!vement modeste, la tension d'induit devient petite et il en résulte une plage de couples de braquage dans laquelle il n'est engendré aucun couple auxiliaire correspondant à la charge de braquage due aux éléments du système soumis à

frottement. Dans une telle plage de couples, il est néces-

saire de faire tourner les éléments à frottement, c'est-

à-dire le moteur électrique et organes analogues, à partir du volant de direction. Par conséquent, le processus de braquage au stade initial de la rotation imprimée au volant de direction peut sembler relativement plus lourd que dans

un système de direction de type manuel avec, pour corol-

laire éventuel, une dégradation de la sensation de braquage.

Dans le brevet cité en référence, un tel problème a une grande importance dans une plage de vitesses du véhicule

excédant la valeur prédéterminée lorsque le moteur élec-

trique n'est pas entraîné.

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

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

de compliquées peuvent étre remplies grâce à des systèmes de constitution relativement simple, l'or. a tendance à

utiliser, en tant que mcyens 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 scnt pas a 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 systEme à micro-ordinateur, pour remplir des foncticns de

commande similaires à celles d'un circuit de commande ana!c-

gique d'un système de direcóion électrique classique du

senre susdecrit, par eempILe, se h>ren a urne ees-ric-

kion ou à un probime ibnhérent conistfnt en ce qu'uae Ju-

rée prçdég4erminre du processus est necessare.

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

prend toute son importance.

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 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 permette d'amorcer la manoeuvre d'un volant de direction à des vitesses du véhicule relativement grandes sans aucune sensation de frottement, et qui permette, en outre, à des vitesses relativement faibles et à des vitesses moyennes du véhicule, d'amorcer l'actionnement dudit volant vers la gauche ou vers la droite, à partir de sa position neutre, par des forces de braquage relativement modestes et sans aucune sensation de frottement, ce qui permet d'atteindre

une sensation de braquage en douceur.

Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un système du genre précité, qui, bien qu'il comporte un système à Micro-ordinateur sous la forme d'un dispositif de commande, autorise la commande d'un moteur électrique 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 un servomécanisme électromagnétique comprenant un arbre d'entrée en liaison efficace avec un volant de direction; un arbre de sortie en liaison efficace avec une roue directrice; 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 pour détecter la vitesse du véhicule; et un moyen de commande d'entraînement qui reçoit un signal

de sortie provenant du moyen détecteur du couple de bra-

quage et un signal de sortie provenant du moyen détecteur

de la vitesse du véhicule, et qui applique au moteur élec-

trique un signal d'entraînement correspondant auxdits signaux de sortie. Le moyen de commande de l'entraînement présente un premier moyen pour déterminer une composante du signal d'entraînement moteur qui correspond à la

charge due à des éléments du servomécanisme électromagné-

tique soumis à frottement, ainsi qu'une composante de ce signal d'entraînement moteur qui correspond à la charge provenant de la surface de la chaussée, en fonction du signal de sortie délivré par le moyen détecteur de couple de rotation; un second moyen pour déterminer un facteur de vitesse du véhicule en fonction du signal de sortie émanant du moyen détecteur de cette vitesse du véhicule; un moyen multiplicateur pour multiplier la composante de charge due à la surface de la route par le facteur de vitesse du véhicule, de manière à obtenir une composante corrigée de charge due à la surface de la route; ainsi qu'un moyen sommateur et délivreur pour additionner la

composante de charge de frottement et la composante cor-

rigée de charge de surface de la route afin de déterminer

l'amplitude du signal d'entraînement moteur, et de déli-

vrer ce signal d'entraînement moteur au moteur électrique. -

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 braquage et le signal de sortie émanant du moyen détec-

teur de la vitesse du véhicule, et délivre un signal de

commande moteur représentant le contenu du signal d'entraî-

nement moteur devant être appliqué au moteur électrique; ainsi qu'un moyen d'entraînement du moteur, qui reçoit le

signal de commande moteur et délivre le signal d'entraî-

nement moteur au moteur électrique en fonction dudit signal

de commande moteur. Les premier et second moyens de déter-

mination consistent en un programme associé au dispositif à microordinateur, ce dispositif déterminant la composante de charge de frottement, ia composante de charge imposée par

la chaussée et le facteur de vitesse du véhicule 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 des-

sins 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 véhicules

selon une forme de réalisation préférentielle de la pré-

sente 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 servomécanisme 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 illustrar.t, en détail, un circuit de commande du servomécanisme électromagnétique; - Les figures 4A et 4B sont des organigrammes de processus de commande devant être exécutés par un dispositif à micro-ordinateur incorporé dans le circuit de commande de la figure 3;

- La figure 5 est un graphique montrant les carac-

téristiques d'un signal de détection du couple de bra-

quage; - La figure 6 est un graphique montrant une valeur nominale pouvant être attribuée à une charge de frottement du servomécanisme électromagnétique; - La figure 7 est un graphique représentant une valeur nominale pouvant être attribuée à une charge imposée par la surface de la chaussée; - La figure 8 est un graphique représentant un rapport existant entre un signal d'impulsion de sortie d'un détecteur de vitesse du véhicule, et la vitesse de ce véhicule; - La figure 9 est un graphique mettant en évidence un rapport existant entre la vitesse du véhicule et un facteur correspondant à la valeur nominale attribuée à la charge imposée par la surface de la chaussée;

- La figure 10 est un graphique exprimant, pour dif-

férentes vitesses du véhicule, une relation existant entre le couple de braquage et un signal de commande provisoire d'un moteur électrique;

- La figure 11 est un graphique montrant les carac-

téristiques d'un signal de détection de la vitesse de bra-

quage; - La figure 12 est un graphique exprimant une valeur nominale pouvant être attribuée à la vitesse de braquage; et

- La figure 13 est un diagramme fonctionnel se rappor-

tant au circuit de commande de la figure 3.

& Comme le montre la figure 1, la référence numérique 1

désigne un servomécanisme électromagnétique constituant -

une partie essentielle d'un système de directien électrique équipant des véhicules, selon une forme de réalisation préférentielle de la présente invention. Sur la figure 1, le servomécanisme électromagnétique 1 est illustré 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 correspondent à des

arbres respectifs d'entrée et de sortie disposés coaxiale-

ment l'un par rapport à l'autre. En outre, la référence numérique 6c désigne un appendice de prise de mouvement,

ajusté par des cannelures sur l'arbre de sortie 6.

L'arbre d'entrée 5 du servomécanisme électromagnétique

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

tion (non représenté), l'appendice 6c de prise de mouvement de l'arbre de sortie 6 étant relié par son extrémité externe à des roues braquées (non illustrées), par l'entremise d'un

engrenage (non représenté) du type à crémaillère et à pignon.

Du fait d'un tel agencement, 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, de même que le montage rotatif de l'arbre de sortie 6, du cSté de la colonne de direction 2 et d'un couvercle 4 fixé 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 eut-ou de l'arbre d'entrée 5; un aedevuQtr

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 (voir la figure 3), assurant la commande

d'entraînement du moteur 14 en fonction de signaux respec-

tifs 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 5 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 pourLour externe, àux- fentes 5c qui

s'étendent axialement et sont espacées circon érentielle-

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 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 1 1 électriquement conductrices. De plus, comme on le voit sur

la figure 1, un resscrt 5e fabriqué en un matériau Don ma-

gnétique est interpcsé et comprimé entre l'extrémité de droite du noyau motile 13a et une collerette de boe 5d fixée sur l'arbre d'entrée 5; le noyau 13a est $fnsi

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 établie 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-a-vis de l'arbre de sortie 6: il en résulte que le noyau mobile 13a est dêplacé a 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 I'inverse, dans le cas ou 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, pro-

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 circonférentiel 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 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 60 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-

tr.e, 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 comprend une roue planétaire 15a ménagée le long de la circonférence externe de la région

extrême de sortie de l'arbre tubulaire 14c du moteur élec-

trique 14; une couronne dentée 15b façonnée le long de la circonférence interne du couvercle 4; trois pignons

satellites 15c interposés entre la roue 15a et la cou-

ronne 15b; ainsi qu'un élément de support 15d pour sup-

porter à rotation les pignons satellites respectifs 15C, cet élément de support 15d étant assujetti à l'arbre de sortie 6. Le train réducteur 15 ainsi réalisé est à même

d'assurer la nécessaire transmission du couple. Il appa-

raitra aisément que la rotation du moteur électrique 14 est répercutée sul'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 à micro-ordinateur (désigné ci-après par "MCU 30").

En fonction d'instructions provenant du MCU 30, un conver-

tisseur 31 analogique/digital délivre à ce MCUT 30 des

signaux respectifs de détection S1 à S4 provenant d'un cir-

cuit 32 détecteur du couple de braquage et d'un circuit 36 détecteur de vitesse angulaire de braquage. De plus, un circuit 50 détecteur de la vitesse du véhicule applique

un autre signal de détection S5 au MCU 30, par l'inter-

médiaire d'un raccord entrée/sortie de ce dernier, en fonction d'une instruction de commande provenant de ce

MCU 30.

Le circuit 32 détecteur de couple de braquage comprend le détecteur 13 susmentionné; une unité d'entraînement 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 appliquée, sous la forme dtun signal de courant alternatif à onde rectangulaire ou sinusoïdale, à l'enroulement primaire 13c du détecteur 13; deux redresseurs 34a et

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1 5 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 cicuit 50 détecteur de la vitesse du véhicule présente un détecteur 51 de cette vitesse du véhicule,

comprenant un aimant 51a raccordé à un câble de tachy-

mètre de façon à pouvoir tourner avec lui, ainsi qu'un

contacteur de Reed 51b conçu pour provoquer des proces-

sus d'enclenchement/déclenchement en fonction de la rota-

tion de l'aimant 51a. Le circuit détecteur 50 renferme en outre un convertisseur d'impulsions 52 pour fournir une puissance électrique au contacteur de Reed 51b et pour délivrer un signal d'impulsion correspondant aux processus respectifs d'enclenchement/déclenchement de ce contacteur 51b; ainsi qu'un circuit 53 formateur d'ondes, pour mettre en forme les ondes impulsionnelles

du signal provenant du convertisseur 52, de façon à don-

ner un signal à impulsions rectangulaires devant être émis en tant que signal de détection S5 Le MCU 30 renferme les composants nécessaires (non représentés) tels que le raccord entrée/sortie, une méoire, une unité logique arithmétique, une util de commande

et un eénéraeur à impuliú$ns d'horloe auvuel est appli-

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

Le MCU 30, ainsi que les circuits 32, 36, 50 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 et S5 provenant des cir-

cuits détecteurs 32, 36 et 50, 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, 4'3 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 4b e- 41c. dec l'undé d'entraînement 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

6 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-

traînement exclusif enclenchant le TEC 42 ou 45 d'une manière correspondant aux signaux T2, T délivrés par le 2'3 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-

pie) 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 oi 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 134 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 enri 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 S et i

S 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 zur la figure 5: la %oi-ié de la sane de cet signaux S1 et

S2 devient alors une valeur k sensiblement constante.

2_ 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 des étapes 112, 120 qui seront

décrites 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-

ci une gkape lOT à laquelle s'opè.r ui pr*cevgu de ccnversion pour transformer le couple de braquage Ts en une valeur absolue telle que Ts = - Ts, pour gagner une étape 108 à laquelle F devient égale 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'ac-

tion de celui-ci.

A l'étape 109, en fonction de la valeur absolue

du couple de braquage Ts, le contenu d'un tableau I ren-

fermé par une mémoire morte (non représentée) ROM est directement lu par désignation d'adresse. Le tableau I inscrit à l'avance dans la mémoire morte renferme des

valeurs nominales D (F) pouvant être attribuées à diffé-

rentes charges de frottement global dues à des éléments du servomécanisme 1 soumis à frottement, la relation existant entre ces valeurs D (F) et la valeur absolue

du couple de braquage Ts étant représentée sur la figure 6.

Sur cette figure 6, D correspond à une zone neutre. Le tableau I est élaboré de telle sorte que, dans une région dans laquelle l'ampleur de Ts est plus grande qu'une

valeur prédéterminée Ta, D (F) présente une valeur cons-

tante k1, cette dernière étant une valeur nominale néces-

saire pour que le moteur 14 développe une composante de

couple correspondant à la charge due aux éléments du méca-

nisme-1 qui sont soumis à frottement. La valeur nominale

D (F) est élaborée de manière à apparaître comme une compo-

sante de la tension d'induit Va qui correspond à la charge de frottement du mécanisme 1. Le programme passe ensuite

à une étape 110.

A l'étape 110, en fonction de la valeur absolue du couple de braquage Ts, le contenu d'un tableau 2 renfermé par la mémoire morte est directement lu par désignation d'adresse. Ce tableau 2, emmagasiné à l'avance dans la mémoire.morte, englobe une liste de 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 braquage Ts étant montrée par la figure 7. Sur cette figure 7, D2 correspond à une zone neutre préréglée de manière à être plus étroite que la zone neutre D1 de la figure 6. Comme il ressort de cette figure 7, la valeur nominale D (L) demeure égale à zéro jusqu'à ce que Ts atteigne la valeur prédéterminée Ta. En outre, le contenu du tableau 2 est élaboré de telle sorte que D (L) présente une valeur k0 lorsque le couple de braquage Ts est augmenté jusqu'à une valeur prédéterminée Tb. 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 une expression de la tension d'induit Va, dans laquelle Ia correspond au courant d'induit du moteur électrique 14 et

Ra exprime la somme des résistances telles que les enrou-

lements d'induit, les balais et le câblage. Par conséquent, à l'étape 110, le contenu de la mémoire lu possède une

adresse exprimée par la valeur absolue du couple de bra-

quage Ts, c'est-à-dire la valeur nominale D (L) correspon-

dant à la charge provenant de la surface de la chaussée.

Il convient de noter que, dans la pratique, à l'étape 110, D (L) doit être lu 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. Les mêmes remarques s'appliquent également à des étapes 113 et 125 qui seront décrites ci-après. La valeur nominale D (L) est élaborée de manière à apparaître

comme une composante de la tension d'induit Va qui corres-

pond à la charge imposée par la surface de la route. Le

programme passe ensuite à une étape 111.

A l'étape 111, il est procédé à une lecture du signal de détection S5 délivré par le circuit 50 détecteur de la

vitesse du véhicule.

Ensuite, à une étape 112, la période d'impulsion du signal de détection S5 est obtenue sous la forme Ps. Le

programme passe ensuite à une étape 113.

A l'étape-113, en fonction de la valeur obtenue de la période d'impulsions Ps, le contenu d'un tableau 3

renfermé par la mémoire morte est directement lu par dési-

gnation d'adresse. Ce tableau 3, stocké par avance dans la mémoire morte, dresse la liste de différentes valeurs d'un facteur K(V) ayant, avec la période d'impulsion Ps, une relation telle qu'il diminue progressivement lorsque cette période Ps décroît, et devienne égal à zéro dans une plage dans laquelle Ps est devenue plus petite qu'une valeur prédéterminée. A cet égard, il existe entre la période d'impulsion Ps et la vitesse V du véhicule une relation telle qu'illustrée sur la figure 8, la relation existant entre ladite vitesse V et ledit facteur K(V) étant mise en évidence par la figure 9. Comme le révèle cette figure 9, le facteur K(V). prend une valeur prédéterminée

k2 à un palier de V auquel 0 < V < V1; il décroît pro-

gressivement lorsque la vitesse V augmente à un palier auquel V1 V < V4; puis il devient égal à zéro à un

palier auquel V4, V, V1 et V4 étant des valeurs prédéter-

minées de la vitesse V du véhicule. Par ailleurs, sur cette même figure, les références numériques V2 et V3 désignent des valeurs intermédiaires prédéterminées de la vitesse V du véhicule comprises entre V1 et V4, de telle sorte que V1 < V2 < V3 < V4. Par conséquent, il est évident que le palier 0 < V < V1 représente une plage de vitesses faibles du véhicule, V1 s V < V3 exprime une plage de vitesses moyennes du véhicule, V3 < V < V désigne une plage de V3 h4 geuepaed vitesses relativement grandes du véhicule, et V4 < V se

rapporte à une plage de grandes vitesses du véhicule.

Après l'étape 113, le programme passe à une étape 114.

A l'étape 114, la valeur nominale D (L) attribuée

à la charge imposée par la surface de la route est multi-

pliée par le facteur K (V), multiplication dont le résul-

tat est une valeur nominale corrigée D'(L) de la composante

de charge due à la surface de la route.

Ensuite, à une étape 115, on procède à une addition

arithmétique D'(L) + D (F), le résultat obtenu étant mémo-

risé en tant que valeur nominale pr0visoire p(Ts) du signal de commande T4. A cet égard, la relation existant entre la valeur nominale D(Ts) et Ts est mise en évidence par la figure 10. Comme on le voit sur cette figure, lorsque le couple de braquage Ts augmente en dépassant la zone neutre D et en approchant une limite de la zone neutre D2, la valeur nominale D(Ts) croît progressivement à partir de

zéro, quelle que soit la valeur de la vitesse V du véhi-

cule. Ensuite, à l'instant auquel le couple de braquage Ts a atteint la limite de la zone neutre D2, c'est-à-dire lorsque Ts = Ta, la valeur nominale D(Ts) accuse la valeur k1. Dans une région dans laquelle le couple de braquage Ts dépasse la zone neutre D2, la valeur nominale D(Ts) suit l'une de nombreuses courbes caractéristiques, en fonction de la valeur de la vitesse V du véhicule. Sur la figure 10,

on voit quatre courbes caractéristiques correspondant res-

peetivement à 0 < V < V1; V = V2; V = V3; et V4 < V. Manifestement, dans le cas o V4 < V, la valeur nominale provisoire D(Ts) est toujours égale à la valeur nominale D(F) attribuée à la charge de frottement. Le programme

passe ensuite à une étape 116.

A l'étape de décision 116, pour affecter la valeur nominale provisoire D(Ts) d'un signe correspondant au sens 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 directe-

ment à une étape 118. A l'inverse, si F = '1', Ts doit agir

dans le sens anti-horaire et le programme passe directe-

ment à l'étape 118, en franchissant une étape 117 à la-

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

valeur négative.

Aux étapes 118 et 119, les signaux de détection S3 et SL 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 119, 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'entrainement 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 11.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 S3 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 118 et 119 sont estimés normaux, le programme passe à une étape 120 à. laqueile s'effectue un calcul de S3 - S4, calcul dont le résultat est une valeur

de la vitesse de braquage Ns.

Ensuite, à une étape 1i1, pour distinguer la direc-

tion de la vitesse de braquage, il s'opère 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 122 à laquelle le

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

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

dire si Ns est négative, le programme passe à une étape 123 pour transformer le repère F de manière que F = '1', puis à une étape 124 à laquelle s'opère un processus de conversion pour transformer la vitesse de braquage Ns en une valeur absolue telle que Ns = -Ns. Le programme

passe ensuite à une étape 125.

A l'étape 125, en fonction de la valeur absolue de

la vitesse de braquage Ns, le contenu d'un tableau 4 ren-

fermé par la mémoire morte est directement lu par dési-

gnation d'adresse. Ce tableau 4, emmagasiné à l'avance dans la mémoire morte, dresse la liste de valeurs nominales D (K.Nm) correspondant à différentes tensions d'induction

K.Nm du moteur électrique 14, dont la relation, par rap-

port à la valeur absolue de la vitesse de braquage Ns, est montrée par la figure 12. Sur cette figure 12, D3 représente une zone neutre. K est une constante exprimant la force électromotrice induite du moteur 14, Nm indiquant la vitesse angulaire de ce moteur 14. Par conséquent, à l'étape 125, il s'opère une lecture d'un contenu de mémoire possédant une adresse représentée par la valeur absolue

de la vitesse de braquage Ns, c'est-à-dire une valeur nomi-

nale D (K.Rm) de K.Nm. A cet égard, la tension d'induit Va et le courant d'induit Ia du moteur électrique 14 sont régis par une relation telle que Va = Ia.Ra + K.Nm, dans

laquelle Ra exprime la résistance interne du moteur 14.

En outre, il apparaîtra évident que, étant donné que la rotation du moteur électrique 14 est transmise à l'arbre de sortie 6 par l'intermédiaire du train réducteur 15 et que le rapport de réduction de ce train 15 est constant, la tension d'induction K.Nm du moteur 14 dépend de la vitesse de braquage Ns. On fera observer que 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 126.

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A l'étape 126, pour affecter Ia 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 128. A l'inverse, si F = '1', la vitesse de braquage Ns correspond au sens anti-horaire et le programme passe à l'étape 128 en franchissant une étape 127, o la valeur nominale D (K.Nm)

est mémorisée en tant que valeur négative.-

A l'étape 128, 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 T 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 129, 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 130 à laquelle les valeurs 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 valeur de T4 est nulle ou négative, le programme passe à

une étape 131.

A l'étape 131, les signaux T2 et T3 sont réglés de façon que T2 = '0' et T3 = '1'. Ensuite, le programme passe à une étape 132 afin d'exécuter un processus de conversion en une valeur absolue. En d'autres termes, à l'étape 132, T4 est multiplié par un facteur -1 en étant alors converti en une valeur positive. Le programme

passe ensuite à une étape 133.

A l'étape 133, les signaux T2 et T3 sont sortis tel est le cas du signal Th à une étape suivante 13h. Le

programme retourne ensuite à l'étape 102.

Dans la forme de réalisation qui précède, l'unité d'entraînement 41 du circuit 40 d'entraînement moteur

est conçue pour délivrer les signaux de commande à par-

* tir des bornes 4la à 41d, de la manière nécessaire à la commande de l'amplitude et de la polarité de la tension d'induit Va, de façon que, lorsque T2 = '1' et T3 = 'o0',

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 ont des valeurs 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 présentent des valeurs telles que T2 = '0' et T3 = '1', le TEC 43 est entraîné avec modulation des largeurs d'impulsions d'une manière correspondant au signal T4.

Dans le processus programmé susdécrit, aux étapes 109, 110, 113 et 125 o sont respectivement déterminés

la valeur nominale D(F) imputable à la charge de frotte-

ment due à des éléments de frottement, la valeur nominale D(L) imputable à la charge provenant de la surface de la chaussée, le facteur K(V) de vitesse du véhicule et la

valeur nominale D(K.Nm) imputable à la vitesse de bra-

quage Ns, la détermination de ces valeurs nominales a

directement lieu par désignation d'adresse, sans proces-

sus de calcul compliqués. De ce fait, la durée necessaire pour que le programme se déroule des étapes 102 à 13h

est sensiblement constante, tandis que cette durée néces-

saire peut être préétablie en fonction de la structure

du MCU 30.

La figure 13 est un diagramme dans lequel les différentes fonctions du circuit de commande 16 sont représentées 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. Néanmoins, cette figure n'illustre pas le circuit 36 détecteur de la vitesse de braquage, la valeur nominale provisoire D(Ts), la valeur nominale D(K.Nm) attribuée à la vitesse de braquage, ni

les signaux de commande T2 et T3.

Conformément aux processus de commande décrits aux

étapes 100 à t-34, le moteur électrique 14 est fondamenta-

lement commandé de faGon à être entraîné en tenant compte de la vitesse V du véhicule. En effet, si le couple de braquage Ts est maintenu à une certaine valeur, par exemple à une valeur Tc sur la figure 10, il s'ensuit que, lorsque la vitesse V du véhicule augmente de 0 jusqu'à la valeur prédéterminée V4, le couple auxiliaire devant être développé par le moteur électrique 14 diminue graduellement. De surcroît, même dans le cas o la vitesse V du véhicule a excédé la valeur V4, le moteur 14 engendre

un couple auxiliaire qui correspond à la charge de bra-

quage due aux éléments du servomécanisme électromagnétique-

-1 qui sont soumis à frottement. Par conséquent, même lorsque le véhicule se déplace à une grande vitesse excédant la valeur prédéterminée V4, la manoeuvre du

volant de direction peut être amorcée sans aucune sen-

sation de frottement.

o En outre, même lorsque le véhicule se déplace à une vitesse n'excédant pas la valeur prédéterminée V4, c'est-à-dire à une vitesse relativement grande, à une

vitesse moyenne ou à une faible vitesse, la valeur nomi-

nale D(F) attribuée à la charge de frottement ainsi que

la valeur nominale D(L) attribuée à la charge de la sur-

face de la chaussée sont prises en considération pour

déterminer le signal de commande T4 dont dépend la ten-

sion d'induit Va devant être appliquée au moteur élec-

trique 14. Plus particulièrement, lorsque la vitesse de braquage Ns est faible et que tel est également le cas de la vitesse nominale corrélative D(L) attribuée à la charge imposée par la surface de la route, la valeur nominale provisoire D(Ts) du signal de commande T mène à la valeur k correspondant à la composante attribuée à la charge de frottement, comme illustré sur la figure 10, même si, par exemple, le couple de braquage Ts est égal à la limite supérieure Ta de la zone neutre D2 représentée

sur la figure 7.

Par conséquent, même lorsqu'une manoeuvre du volant de direction, vers la gauche ou vers la droite à partir de sa position neutre, est amorcée à faible vitesse avec une force relativement modeste alors que le véhicule se déplace à une vitesse relativement grande, moyenne ou faible, le moteur électrique 14 est conçu pour développer

un couple auxiliaire qui correspond à la charge de bra-

quage due à des éléments du servomécanisme électromagné-

tique 1 soumis à un frottement. Ainsi, au stade initial

du braquage du volant de direction, il est possible d'ob-

tenir une sensation de braquage en douceur, exempte 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 60, les valeurs nominales D(F), D(L), D(K.Nm) et le facteur K(V) de vitesse du véhicule,

en tant que paramètres pour déterminer le signal de com-

mande T4, sont établis à partir des signaux S1, S2' S3 et S4 fondamentalement avec désignation d'adresse. De la sorte, le moteur électrique 14 peut être commandé de manière à réagir suffisamment rapidement à la vitesse de

braquage Ns.

On fera, en outre, observer que la sensation de braquage peut être adéquatement modifiée en faisant varier, d'une manière appropriée, les contenus des

tableaux I à 4.

Par ailleurs, dans le circuit de commande 16,

la place du MCU 30, il est possible d'employer un cir-

cuit ayant des fonctions compatibles.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté, sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système de direction électrique (60) pour

véhicules, présentant un servomécanisme électromagné-

tique (1) comprenant un arbre d'entrée (5) en liaison efficace avec un volant de direction; un arbre de sortie (6) en liaison efficace avec une roue directrice un moteur électrique (14) pour délivrer efficacement un couple auxiliaire audit arbre de sortie (6); un

moyen (32) détecteur de couple de braquage, pour détec-

ter un couple de braquage (Ts) agissant sur ledit arbre d'entrée (5); un moyen (50) pour détecter la vitesse

(V) du véhicule; ainsi qu'un moyen de commande d'en-

traînement (30, 40) qui reçoit un signal de sortie (S1, S2) provenant dudit moyen (32) détecteur de couple de braquage et un signal de sortie (S5) provenant dudit moyen (50) détecteur de vitesse du véhicule, et délivre audit moteur électrique (14) un signal d'entraînement moteur (Va) en fonction desdits signaux de sortie (S1, S2, S5), système caractérisé par le fait que ledit moyen de commande d'entraînement (30, 40) comprend un

premier moyen (109, 110) pour déterminer une compo-

sante [D(F)] dudit signal d'entraînement moteur (Va)

qui correspond à la charge due à des éléments du méca-

nisme électromagnétique (1) soumis à frottement, ainsi qu'une composante dudit signal d'entraînement moteur (Va) qui correspond à la charge provenant de la surface de la chaussée, en fonction du signal de sortie (S1, S2) provenant dudit moyen (32) détecteur de couple de braquage; un second moyen (113) pour déterminer un facteur de vitesse du véhicule [ K(V)], en fonction du signal de sortie (S5) provenant du moyen (50)

détecteur de la vitesse du véhicule; un moyen multi-

plicateur (114) pour multiplier ladite composante [D(L)] par ledit facteur [K-(V)] afin d'obtenir une composante corrigée [D'(L)] de charge provenant de la surface de la chaussée; ainsi qu'un moyen sommateur et délivreur (11i, 126, 40) pour a8diionnep. Lafdite composante [D(F)] de charge de TroteMre e ladite composante corrigée [D'(L)] de charge provenant de la surface de la chaussée, de façon à déterminer l'amplitude dudit signal d'entraînement moteur (Va),

et pour appliquer ce signal (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 (Si, S2) provenant du moyen (32) détecteur de couple de braquage et le signal de sortie (S5) provenant du moyen (50) détecteur de la vitesse du véhicule, 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 (Ti, T2, T3, T4); par le fait que le premier moyen de détermination (109, 110) et le second moyen de détermination (113) englobent un programme (100 à 134) pour le dispositif à micro-ordinateur (30); et par le fait que ce dispositif à microordinateur (30)

détermine ladite composante [D(F)] de charge de frot-

tement, ladite composante [D(L)] de charge émanant de la surface de la chaussée et ledit facteur de vitesse

du véhicule [K(V)I par désignation d'adresse, en fonc-

tion desdits signaux de sortie (Si, S2, S5) provenant desdits moyens détecteurs (32, 50), en suivant ledit

programme (100 à 134).

3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le signal d'entraînement moteur- (Va) devant -tre délivré au moteur électrique (14) par le

moyen (40) d'entraînement moteur est un signal de ten-

sion d'induit (Va), ledit moyen (40) d'entraînement moteur

consistant en un circuit d'entraînement (40) pour appli-

quer audit moteur électrique (14) ledit signal-de ten-

sion d'induit (Va) sous la forme d'un signal à modulation

de largeurs d'impulsions; et par le fait que le disposi-

tif à micro-ordinateur (30) délivre audit circuit de com-

mande (40) le signal de commande moteur (T2, T3, T4) dont une composante englobe la somme de la composante

[D(F)I de charge de frottement, et de la composante cor-

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

sée.

4. Système selon la revendication 1, caractérisé

par le fait que le moyen (30, 40) de commande d'entra -

nement se compose d'un circuit de commande (30) qui reçoit le signal de sortie (S1, S2) provenant du moyen (32) détecteur de couple de braquage et le signal de sortie (S5) provenant du moyen (50) détecteur de la vitesse du véhicule 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'entraîne-

ment moteur (Va) audit moteur électrique (14) en fonction dudit signal de commande moteur (T2, T3, T4); et par le fait que ledit circuit de commande (30) détermine

la composante [D(F)] de charge de frottement, la compo-

sante CD(L)l de charge émanant de la surface de la chaus-

sée et le facteur de vitesse du véhicule K(V), en fonc-

tion desdits signaux de sortie (S1, S2, S5) provenant

desdits moyens détecteurs (32, 50).

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'induit (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 modulation de largeurs d'impulsions; et par le fait que le circuit de commande (30) applique, audit circuit d'entraînement (40), le signal de commande moteur (T2, T3, T4) dont une composante représente la somme de la composante [D(F)] de charge de frottement

et de la composante corrigée [D'(L)1 de charge prove-

nant de la surface de la chaussée.

6. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier moyen de détermination (109,

) détermine la composante [D(F)] de charge de frot-

tement d'une manière telle que cette composante [D(F)J soit maintenue à une valeur constante (k1) lorsque le couple de braquage (Ts) excède une valeur prédéterminée (Ta); et par le fait que ladite valeur constante (kt) présente une amplitude nécessaire pour que le moteur électrique (14) engendre un couple correspondant à la

charge due aux éléments du servomécanisme électromagné-

tique (1) qui sont soumis à frottement.

7. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le facteur de vitesse du véhicule [K(V)] est déterminé de manière à décroître progressivement à partir d'une valeur prédéterminée (k2) lorsque la vitesse (V) du véhicule augmente graduellement à partir de zéro, et à devenir égal à zéro dans une plage de grandes vitesses du véhicule (V4 < V) dans laquelle la vitesse (V) du véhicule excède une première vitesse prédéterminée

(V4) du véhicule, dont la valeur est relativement grande.

8. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ce système (60) présente en outre un moyen (36) détecteur de vitesse de braquage pour détecter la vitesse de braquage (Ns) du volant de direction; par le fait que le moyen (30, 40) de commande d'entraînement renferme en outre un troisième moyen de détermination (125) pour déterminer une composante [D(K.Nm)] du signal d'entraînement moteur (Va) qui correspond à ladite vitesse de braquage (Ns), en fonction d'un signal de sortie (S3, S4) provenant dudit moyen (36) détecteur de vitesse de braquage; et par le fait que le moyen sommateur et délivreur (115, 128, 40) ajoute en outre ladite composante [D(K.Nm)] de vitesse de braquage au résultat [D(Ts)] de l'addition de la composante [D(F)] de charge de frottement et de la composante [D'(L)] de charge émanant de la surface de la chaussée, afin de déterminer l'amplitude dudit signal d'entraînement moteur (Va), et applique ce signal (Va) au moteur

électrique (14).

9. 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 développé par le moteur électrique (14) tout en réduisant

la vitesse.

10. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier moyen de détermination (109, ) comprend un quatrième moyen de détermination (109)

pour déterminer la composante [D(F)] de charge de frot-

tement en fonction du signal de sortie (S1, S2) provenant du moyen (32) détecteur de couple de braquage; ainsi

qu'un cinquième moyen de détermination (110) pour déter-

miner la composante [D(L)] de charge émanant de la surface de la chaussée, en fonction dudit signal de sortie (S1, S2)

provenant dudit moyen détecteur (32).