FR2593765A1

FR2593765A1 - Systeme de direction electrique pour vehicules

Info

Publication number: FR2593765A1
Application number: FR8701412A
Authority: FR
Inventors: Yasuo Shimizu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1987-08-07
Anticipated expiration: 2007-02-05
Also published as: US4715463A; GB8701911D0; JPH0798490B2; DE3703701A1; DE3703701C2; GB2186242B; GB2186242A; FR2593765B1; JPS62181957A

Abstract

L'invention concerne un système de direction électrique pour véhicules. Ledit système présente un moyen 14 faisant varier la proportion de diagnostic, qui est raccordé efficacement à un moyen de commande d'entraînement 15 renfermant un micro-ordinateur 22, et fait varier la proportion d'exécution d'un processus de diagnostic de pannes, par rapport au processus d'entraînement d'un moteur 11, en fonction de la vitesse du véhicule. Application aux mécanismes de direction de véhicules. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention se rapporte d'une manière gé-

nérale à un système de direction équipant des véhicules et, plus particulièrement, à un système de direction électrique qui engendre un couple de braquage auxiliaire au moyen d'un servomécanisme de direction comportant

un moteur électrique, et qui remplit une fonction de diag-

nostic de pannes.

Compte tenu des problèmes soulevés par la réalisation complexe de systèmes de direction de type hydraulique, divers systèmes de direction électriques pour véhicules

ont été récemment proposes.

Par exemple, le brevet GB-A-2 132 950 publié le

18 juillet 1984 traite d'un système de direction électri-

que pour véhicules, à commande du type analogique.

Ce système de direction renferme un servomécanisme de direction comprenant un moteur électrique en tant que source de puissance, ainsi qu'un circuit de commande analogique pour commander ce servomécanisme en fonction

d'un signal indicatif du couple de braquage et prove-

nant d'un circuit de détection, lequel détecte le couple de braquage agissant sur un volant de direction. Le moteur électrique fournit un couple de braquage auxiliaire, de manière à réduire la force nécessaire à une opération de braquage. Une tendance récente consiste à utiliser, en tant que dispositifs de commande de différents systèmes, des microordinateurs qui sont fondamentalement étudiés pour traiter des signaux numériques, du fait qu'ils présentent l'avantage consistant en ce que des fonctions de commande

compliquées peuvent être exécutées moyennant une struc-

ture relativement simple du système. Par conséquent, il est avantageux d'employer un micro-ordinateur en tant que dispositif de commande d'un système de direction du genre

susdécrit, qui remplit en même temps une fonction de diag-

nostic de différentes perturbations ou oannes afin d'aug-

menter la fiabilité du système.

Toutefois, le micro-ordinateur est en général inca-

pable d'interpréter simultanément de nombreux signaux d'entrée, et des traitements de signaux assurés par ce micro-ordinateur le sont séquentiellement conformément à

un système d'impulsions d'horloge. C'est pourquoi, lors-

qu'une grande diversité de diagnostics de pannes est con-

fiée à un micro-ordinateur, il peut advenir que la sensi-

bilité de la commande d'entraînement du moteur devienne

insuffisante vis-à-vis d'opérations de braquage. La dé-

faillance consécutive de la commande d'entraînement du

moteur, l'empêchant de réagir suffisamment à une opéra-

tion de braquage, peut se traduire par une sensation de braquage défavorable. Si une plus grande importance est accordée à la sensibilité à des opérations de braquage, la fonction de diagnostic de pannes peut être dégradée,

diminuant ainsi la fiabilité du système.

La présente invention a été mise au point pour ré-

soudre efficacement de tels problèmes affectant des sys-

tèmes de direction électriques pour véhicules, du type dans lequel un micro-ordinateur, utilisé en tant que dispositif de commande, remplit une fonction de diagnostic

de pannes.

Un objet de la présente invention consiste à fournir un système de direction électrique pour véhicules qui, bien que muni d'un microordinateur en tant que dispositif de commande, puisse remplir une fonction de diagnostic de

pannes suffisante, tout en assurant une commande de l'en-

trainement du moteur réagissant d'une manière suffisante

à des opérations de braquage.

Pour atteindre cet objet, la présente invention pro-

pose un système de direction électrique équipant des véhi-

cules et comprenant un arbre de direction; un moyen des-

tiné à détecter une condition de braquage de cet arbre de direction; un moteur électrique pour fournir un couple

auxiliaire à cet arbre de direction; et un moyen de com-

mande d'entraînement qui reçoit un signal de sortie pro-

venant du moyen détectant la condition de braquage, qui exécute un processus d'entraînement moteur pour appliquer

au moteur électrique un signal d'entraînement correspon-

dant audit signal de sortie, et qui execute en outre un processus de diagnostic de pannes dudit système, ledit

moyen de commande d'entraînement renfermant un micro-

ordinateur; ledit système présente par ailleurs un moyen

faisant varier la proportion du diagnostic, cui est rac-

lO cordé efficacement au moyen de commande d'entraînement et fait varier la proportion d'exécution du processus de

diagnostic de pannes par rapport au processus d'entraî-

nement moteur, en fonction de la vitesse du véhicule.

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 avec arrache-

ment central, montrant un servomécanisme électromagnétique

constituant une partie essentielle d'un système de direc-

2C tion électrique pour véhicules selon une forme de réali-

sation de la présente invention; la figure 2 est un schéma synoptique d'un circuit de commande du servomécanisme électromagnétique;

la figure 3 est un schéma de déroulement de Droces-

2 sus de commande devant être exécutés par un micro-ordinateur incorporé dans le circuit de commande de la figure 2 a figure 4 est un graphique mettant en évidence les caractéristiques d'un signal de détection du couple de Braqurage; la figure 5 est un graphique mettant en évidence les caractéristiques d'un signal de détection de la vitesse de braquage; la figure 6 est un graphique montrant la relation

existant entre une valeur de consigne d'un signal d'entrai-

nemènt mcteur et le couple de braquage; les figures 7A à 7C sont des chronogrammes illustrant, titre d'exemples, la relation existant entre la fréquence du diagnostic de- pannes et la vitesse du véhicule; et la figure 8 est un schéma synoptique fonctionnel du

circuit de commande de la figure 2.

Il convient tout d'abord de se référer à la figure 1, sur laquelle la référence 100 désigne globalement un servomécanisme électromagnétique constituant une partie essentielle d'un système de direction électrique selon une forme de réalisation de la présente invention, tel qu'il équipe un véhicule non représenté. Sur la figure 1, la

coupe du servomécanisme 100 passe à 90 par l'axe longi-

tudinal. Le mécanisme 100 comporte un arbre d'entrée 1 relié à un volant de direction non illustré du véhicule, ainsi qu'un arbre de sortie 2 disposé coaxialement à cet

arbre 1. Les arbres 1, 2 constituent un arbre de direc-

ticn. Par l'entremise d'un joint universel, d'un mécanis-

me à crémaillère et à pignon et de barres d'accouplement non représentés, l'arbre de sortie est relié à des fusées d'essieux qui supportent des roues braquables du véhicule, non illustrées. Les arbres 1 et 2 sont solidarisés par l'intermédiaire d'une barre de torsion 4 qui est centrée par rapport à eux. Une pièce cylindrique évidée la est

ajustée rigidement sur la région extrême interne de l'ar-

tre d'entrée 1, une pièce cylindrique évidée 2a étant ajus-

tée sur la région extrême interne de l'arbre de sortie 2.

Les pièces cylindriques la et 2a sont fourchues à leurs

extrzmités respectives de gauche et de droite. Leurs par-

ties fourchues s'imbriquent l'une dans l'autre et un interstice est réservé entre elles. Les arbres d'entrée

1 e: de sortie 2 sont supportés à rotation, par l'inter-

ncaire de paliers 3, 5, 6 et 7, par un carter 8 assujet-

t _ un montant suspendu ncn représenté du châssis du vércule. Lorsque le volant de direction est actionné, la

rzta-ion est transmise à l'arbre de sortie 2 par l'inter-

mrédaire de l'arbre d'entrée 1 e: de la barre de torsion 4, ce qui fait pivoter les roues braquables. Un couple a:.:iliaire est simultanément appliqué à l'arbre de sortie

2 par un moteur électrique 11.

Les arbres d'entrée 1 et de sortie 2 sont entourés par un détecteur 9 de la vitesse (angulaire) de braquage, par un détecteur 10 du couple de braquage, par le moteur 11 à courant continu produisant le couple auxiliaire, par un train réducteur 12 transmettant le couple du mo-

teur 11 à l'arbre de sortie 2, ainsi que par un accouple-

ment électromagnétique 13 par l'intermédiaire duquel s'effectue la transmission du couple entre le réducteur 12 et l'arbre 2. Les signaux de détection provenant des

détecteurs 9, 10, sont appliqués à un dispositif de com-

mande 15 alimenté par une source de puissance 16. Un autre signal de détection, émis par un détecteur 14 de la vitesse du véhicule,est délivré au dispositif de commande 15. Avec ces signaux provenant des détecteurs 9, 10 et 14,

le dispositif 15 commande le moteur -11 et l'accouplement 13.

Le détecteur 9 de la vitesse de braquage comprend un

générateur 9a de courant continu, assujetti d'un seul te-

nant au carter 8; une poulie dentée 9b de petit diamètre,

calée sur l'une des extrémités d'un arbre rotatif du gé-

nérateur 9a; une poulie dentée lb de grand diamètre,

façonnée sur la circonférence externe de la pièce cylin-

drique la; et une courroie de synchronisation 9c tendue sur les poulies 9b, lb. La rotation de l'arbre d'entrée 1 est répercutée, par l'intermédiaire de la courroie 9c,

au générateur 9a qui engendre une tension de courant con-

tinu, dont la polarité et la valeur sont respectivement correspondante et proportionnelle à la direction et à l'ampleur d'une vitesse Ns de rotation de braquage (ou

vitesse angulaire) de l'arbre 1.

Le détecteur 10 du couple de braquage se compose d'un noyau lOa qui consiste en un matériau ferromagnétique et peut coulisser axialement sur les pièces cylindriques la et 2a, ainsi que d'un transformateur différentiel lo0b qui est destiné à détecter le déplacement axial dudit noyau

10a et est fixé à la circonférence interne du carter 8.

Deux chevilles 1c font saillie radialement vers l'exté-

rieur au-delà de la partie fourchue de la pièce cylindri-

que la. Similairement, deux chevilles 2b en saillie radia-

le vers l'extérieur sont prévues sur la partie fourchue de la pièce cylindrique 2a. Le noyau 10a présente des trous oblongs dans lesquels les chevilles respectives lc et 2b sont engagées. Les trous oblongs recevant les chevilles lc à l'extrémité de l'arbre d'entrée 1 sont parallèles aux axes des arbres 1 et 2, tandis que ceux qui reçoivent les chevilles 2b, à l'extrémité de l'arbre de

sortie 2, sont inclinés d'un angle prédéterminé par rap-

port à ces axes. Le couple de braquage Ts agissant sur l'arbre d'entrée 1 est transmis à l'arbre de sortie 2

par l'intermédiaire de la barre de torsion 4, pour impri-

mer une rotation à cet arbre 2 à l'encontre d'une charge qui lui est imposée. Si la charge imposée du côté sortie est supérieure au couple de braquage Ts répercuté, la

barre 4 accuse une torsion provoquant un décalage angulai-

re circonférentiel relatif entre les arbres d'entrée 1 et de sortie 2. Concomitamment, le noyau 10a avec lequel les chevilles lc, 2b sont en prise est déplacé à force vers la gauche ou vers la droite dans le sens axial, d'une manière correspondant à la direction d'action du couple

de braquage Ts. Le déplacement axial du noyau 10a corres-

pond à l'ampleur du couple de braquage Ts qui exerce son action. Le transformateur différentiel lOb comprend un enroulement primaire auquel est appliquée une tension alternative émanant du dispositif de commande 15, ainsi que des enroulements secondaires à partir desquels des tensions de sortie sont délivrées à ce dispositif 15. Les amplitudes des tensions secondaires varient de manière différentielle en fonction du déplacement axial du noyau a. A cet égard, le noyau 10a est conçu pour occuper une

position centrale (illustrée sur la figure 1) lorsqu'au-

cun décalage angulaire relatif n'est provoqué entre les arbres d'entrée 1 et de sortie 2, sans qu'un couple de

braquage agisse sur l'arbre d'entrée 1. Une bague élas-

tique 10d à coefficient de frottement important est inter-

posée entre la région extrême interne de l'arbre d'entrée 1 qui est évidée, et un appendice axial resserré de la

région extrême interne de l'arbre de sortie 2. Cette ba-

gue 10d a pour fonction d'engendrer un couple antagoniste

proportionnel à la différence entre les vitesses angulai-

res des arbres d'entrée 1 et de sortie 2, en maîtrisant ainsi les fluctuations de déphasage entre ces arbres 1, 2, ce qui se traduit par une stabilité de sortie accrue du détecteur 10 du couple de braquage. En d'autres termes, la bague 10d coopère avec l'extrémité interne de l'arbre 1-C d'entrée 1 et avec l'appendice resserré de l'extrémité

interne de l'arbre de sortie 2 pour constituer un mé-

canisme 10c atténuateur de couple. Les tensions de sortie du transformateur différentiel O10b ainsi réalisé sont à coup sûr représentatives de la direction et de l'ampleur

du couple de braquage Ts.

Un moyen détecteur de conditions de braquage, décrit

ci-après à l'appui de la figure 8, se compose du détec-

teur 9 de la vitesse de braquage et du détecteur 10 du

couple de braquage.

Une poulie dentée 12a de petit diamètre est fixée ri-

gidement sur l'arbre rotatif du moteur électrique 11.

Cette poulie 12a est reliée, par l'entremise d'une courroie de synchronisation 12c, à une poulie dentée 12b de grand diamètre qui est montée rotative sur l'arbre de sortie 2 avec le concours d'un palier 17. De ce fait, la rotation du moteur 11 est transmise avec une vitesse réduite à ia poulie 12b de grand diamètre. Une roue planétaire 12d est ménagée dans la partie de gauche de la Poulie 12b, une couronne dentée 12f étant ajustée à rotation dans le t carter 8. Trois pignons satellites 12e, engrenant à la fois dans la roue planétaire 12d et dans la courznne 12f, sort supportés à rotation par un disque de suppcrz 12g fixé sur l'arbre de sortie 2. Les poulies 12a, 12b, la courroie de synchronisation 12c et les roues dentées 12d, 12e et 12f

constituent le train réducteur 12.

L'accouplement électromagnétique 13 ccnprend un dis-

que d'accouplement 13a fixé à l'extrémité de gauche de la couronne dentée 12f; un élément 13c à effet de champ, de section en forme de canal pour y loger un enroulement excitateur 13b; et une rondelle élastique 13d interposée entre l'extrémité de droite de la couronne 12f et une aile du carter 8. La rondelle 13d charge élastiquement le disque d'accouplement 13a ainsi que la couronne 12f vers une ouverture ménagée dans l'élément 13c. Lorsque l'enroulement 13b est excité, la couronne 12f est plaquée

contre le carter 8 et un flux magnétique traverse l'élé-

ment 13c et le disque 13a. Ces conditions permettent au train réducteur 12 d'exercer une fonction telle que la rotation du moteur 11 soit transmise à l'arbre de sortie

2 en étant réduite.

Le détecteur 14 de la vitesse du véhicule présente

un câble tachymétrique non illustré, raccordé à un aimant -

non représenté qui tourne en même temps que ce câble.

Lors de la rotation de l'aimant, un contacteur de Reed non représenté est alternativement enclenché et déclenché pour engendrer un signal d'impulsion, lequel est délivré à un convertisseur fréquence/tension non illustré, dans lequel il est converti en une tension de courant continu engendrée sous la forme d'un signal représentatif de la

vitesse du véhicuie.

Il convient à présent de décrire le dispositif de com-

mande 15, en se référant à la figure 2.

Le dispositif de commande 15 englobe un micro-

ordinateur 22 (ci-après désigné par "MC-"), un circuit 23 d'entraînement moteur, un circuit 24 d'entraînement de l'accouplement et un circuit 25 détecteur de courant. Les détecteurs 9, 1C, 14 et la source de puissance 16 peuvent également être englobés dans ce dispositif, de la manière illustrée sur la figure 2. Le MCU 22 reçoit deux signaux de détection S1, S2 provenant du détecteur 10 du couple de braquage; deux signaux de détection S3, S4 provenant du

détecteur 9 de la vitesse de braquage; un signal de détec-

tion S5 provenant du détecteur 14 de la vitesse du véhicu-

le; et un signal de détection S6 provenant du circuit 25

détecteur de courant. Les signaux S1 à S4 et S6 sont appli-

qués au MCU 22 par l'intermédiaire d'un convertisseur

analogique/numérique 21, par suite d'une instruction éma-

nant de ce MCU 22. Le signal de détection S5, représen-

tant le signal de vitesse du véhicule, est directement

appliqué au MCU 22.

Le détecteur 10 du couple de braquage renferme un

dispositif interface non représenté qui reçoit une impul-

sion d'horloge interne du MCU 22 et qui, après avoir divi-

sé cette impulsionen un certain nombre d'étapes pour obte-

nir un signal de courant alternatif, applique ce signal

à l'enroulement primaire du transformateur différentiel 10b.

D'autre part, les tensions de sortie provenant des enrou-

lements secondaires du transformateur lOb sont appliquées au dispositif interface, dans lequel elles sont lissées pour obtenir des tensions de courant continu qui sont

délivrées sous la forme de signaux de détection du cou-

p!e de braquage, c'est-à-dire les signaux S1 et S2.

Le détecteur 9 de la vitesse de braquage renferme lui aussi un dispositif interface non représenté, qui reçoit deux signaux de différence de potentiel provenant de bornes de sortie du générateur 9a de courant continu, et qui élimine leurs composantes de haute fréquence pour cttenir des signaux de tension lissée délivrés en tant

que signaux de détection de la vitesse de braquage, c'est-

a-dire les signaux S3 et S4.

Le MCU 22 renferme des dispositifs nécessaires non ilustrés, comme par exemple un raccord entrée/sortie,

des mémoires à accès aléatoire (RAM) et des mémoires mor-

tes (ROM), une minuterie programmable et un générateur

d'impulsions d'horloge connecté à un oscillateur à quartz.

La source de puissance 16 délivre une puissance aux autres circuits, y compris au MCU 22. Elle comprend un relais 32 normalement fermé, raccordé par l'intermédiaire d'un commutateur d'allumage 31 à la borne positive d'une

batterie 30 du véhicule, ains- qu'un stabilisateur de ten-

sion 33 raccordé au relais 32. Ce relais 32 possède une borne de sortie 32a pour fournir une puissance au circuit 23 d'entraînement moteur, et le stabilisateur 33 comporte

une borne de sortie 33a pour appliquer une tension cons-

tante au MCU 22, aux détecteurs 9, 10, 14 et à d'autres composants du circuit. Lorsque le commutateur d'allumage 31 est enclenché, le MCU 22 est amené à une condition d'activation dans laquelle les signaux de détection S1 à S5, émanant des détecteurs 9, 10 et 14, sont traités en suivant un programme inscrit dans les mémoires. Deux signaux T2, T3 de commande d'entraînement sont ensuite appliqués du MCU 22 au circuit 23 d'entraînement moteur,

dans lequel ils sont utilisés pour entraîner le moteur 11.

Le signal T2 est destiné à commander le sens de rotation

du moteur 11, et T est destiné à commander le couple mo-

teur en faisant varier une tension d'induit Va.

Le circuit 23 d'entraînement moteur comprend une uni-

té d'entraînement 35 recevant les signaux de commande T2 et T3, ainsi qu'un circuit de pontage 40 constitué par

quatre transistors 41, 42, 43, 44 à effet de champ (ci-

après désignés par "FET"). Dans ce circuit 40, les bornes de drain des FET 41, 44 sur deux côtés de pontage voisins sont raccordées l'une et l'autre à la borne de sortie 32a

du relais 32, les bornes de source de ces FET étant res-

pectivement raccordées aux bornes de drain des FET 42 et 43 restants. Ces FET 42 et 43 constituent les deux autres côtés de pontage voisins et leurs bornes de source sont connectées l'une et l'autre, par l'intermédiaire d'une résistance - 45, à la masse à laquelle

la batterie 30 est également raccordée du côté négatif.

Des bornes d'amorçage des FET 41, 42, 43 et 44 sont res-

pectivement connectées à des bornes de sortie 35a, 35d, b et 35c de l'unité d'entraînement 35. Les bornes de source des FET 41 et 44 servent de bornes de sortie du circuit de pontage 40, et sont raccordées à des bornes

d'entrée du moteur 11.

L'unité d'entraînement 35 fonctionne de telle sorte que, en fonction du signal de commande T2 réagissant au sens de rotation du moteur et en fonction du signal de commande T réagissant à l'ampleur du couple moteur, émanant tous deux du MCU 22, un signal Q1 d'enclenchement/ déclenchement ou un signal Q3 d'enclenchement/déclenchement soit, en fonction du signal de commande T2, délivré par

la borne 35a ou 35c pour provoquer l'enclenchement exclu-

sif du FET 41 ou 44, respectivement; et de telle sorte

que, au même instant, un signal Q2 de type PWM (modulation d'impul-

sions en durées) ou un signal Q4 de type PWM soit délivré par la borne

35b ou 35d afin d'amener exclusivement le FET 43 ou 42 à sa condi-

tion activable, respectivement. Les signaux Q2 et 04 sont délivrés sous la forme d'une série d'ondes du type PWM (à modulation d'impulsions en durée), obtenues en modulant la durée d'un signal d'impulsion rectangulaire de niveau batterie, ayant une fréquence constante, en fonction du signal de commande T3. Par conséquent, le moteur 11 est entraîné avec une tension d'induit Va dont la polarité et l'amplitude correspondent respectivement

aux signaux T et T_.

2 o

En d'autres termes, le circuit 23 d'entraînement mo-

teur entraîne le moteur 11, en fonction des signaux de commande T2 et T3 provenant du MCU 22, d'une manière telle que le sens de rotation et la puissance délivrée (nombre de tours et couple) du moteur 11 soient commandés par une combinaison coopérative du FET 41 enclenché et du FET 43 entraîne en mode PWM, ou par une combinaison coopérative

du FEZ 44 enclenché et du FET 42 entraîné er. mode PWM.

Dans le cas ou le moteur 11 est comm-andé par la com-

sinaison des FET L1 et 43, l'amplitude de la tension d'induit Va est proportionnelle à la durée des impulsions du signal2 du type PWM, délivré par la borne 35b de

l'unité d'entraînement 35; et la polarité de cette ten-

sion Va est telle qu'un courant d'induit Ia circule dans l'ur.e ou l'autre direction pour provoquer une rotation du moteur 11 dans le sens des aiguilles d'une montre. En revanche, dans le cas de la combinaison des FET 42 et 44, l'amplitude de la tension Va est proportionnelle à la durée des impulsions du signal Q4 du type PWM, provenant de la borne 35d; et sa polarité est telle qu'un courant

d'induit Ia circule dans la direction opposéeen provo-

quant une rotation du moteur 11 dans le sens anti-horaire.

Le circuit 24 d'entraînement de l'accouplement con-

siste en une unité d'entraînement qui commande l'accou-

plement électromagnétique 13 pour provoquer son enclenche-

ment et son déclenchement, en fonction c'un signal de

commande T4 délivré par le MCU 22.

Le circuit 25 détecteur de courant a pour fonction de détecter des anomalies par rapport au circuit 23 d'entraînement moteur. Il renferme un filtre passe-bas

non représenté, pour obtenir une tension de courant con-

tinu à partir d'une différence de potentiel traversant la résistance 45, ainsi qu'un amplificateur non illustré

qui amplifie la tension délivrée par le filtre passe-bas.

Le circuit 25 détecte la circulation ancrmale d'un courant par la résistance 45, fournissant ainsi des informations

relatives à des perturbations affectant le circuit d'en-

trainement 23 et le moteur 11. Si une quelconque panne

est établie sur la base du signal de détection S6 prove-

nant du circuit 25, le MCU 22 délivre un signal de com-

mande T au relais 32 de la source de puissance 16. Ce signal T1 ouvre le relais 32, interrompant la délivrance

de puissance de la source 16 à d'autres e_1ments du circuit.

Il convient de décrire à présent différentes fonc-

tions programmées du MCU 22.

La figure 3 est un diagramme de dérzulement qui illus-

tre schématiquement différents processus de commande dans le MCU 22. Les références numériques 1C:' à 116 désignent

des étapes opératoires.

Un enclenchement du commutateur d'ai-umage 31 a pour effet que le MCU 22 ainsi que d'autres circuits associés reçoivent une puissance électrique, et peuvent exécuter

leurs fonctions de commande.

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

tifs, facteurs et paramètres, données de la RAM et cir-

cuits dans le MCU 22 sont initialisés de la manière né-

cessaire.

Ensuite, à une étape 102, il est procédé à une lec-

ture du signal de détection S6 provenant du circuit dé-

tecteur 25 et, par une vérification d'anomalies du courant, il s'opère un diagnostic visant à établir si le moteur 11

et le circuit d'entraînement 23 accusent ou non une panne.

Ensuite, les signaux de détection S1 à S5 délivrés par les détecteurs 9, 10 et 14 sont lus successivement et

font l'objet d'une vérification d'anomalies de leurs va-

leurs, de façon à diagnostiquer si des circuits associés

sont ou non perturbés. En outre,des données de vérifica-

tion peuvent être délivrées à divers composants du cir-

cuit, pour diagnostiquer si des éléments associés fonction-

nent ou non. De tels diagnostics permettent de faire

initialement le point des perturbations. Si une quelcon-

* que perturbation est jugée présente, le signal de comman-

de T1 est appliqué au relais 32. Ce relais 32 s'ouvre par

conséquent, et le MCU22 cesse de fonctionner. Il en résul-

te également une interruption du fonctionnement du dis-

positif de commande 15. Si aucune perturbation n'est dé-

tectée, le programme passe à une étape 103.

A l'étape 103, le signal de détection S5 provenant du détecteur 14 de la vitesse du véhicule est lu pour obtenir une vitesse V du véhicule. Ensuite, à une étape 104, en tenant compte de cette vitesse V ainsi obtenue, il est déterminé une fréquence de référence ou un nombre de cycles ou de fois Kv dont la boucle de programme doit être éprouvée. Le nombre de fois Kv est un nombre entier et il est préétabli pour être inscrit à l'avance dans un tableau renfermé par une mémoire du MCU 22, de telle sorte qu'il diminue au fur et à mesure que la vitesse V

du véhicule augmente.

Ensuite, à une étape de décision 105, il est estimé si le contenu d'un compteur, comptant un nombre de fois Ki dont la boucle de programme a été répétée jusque-là, représente ou non un nombre entier plus petit que le

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nombre de fois Kv. Le nombre courant de fois Ki a été remis à zéro à l'étape 101, de même qu'il sera également remis à zéro à une étape 116. Si, à l'étape 105, il est déduit que Ki est plus petit que Kv, leprogramme passe à une étape 106.

A l'étape 106, il est procédé à une lecture des si-

gnaux S1 et S2 de détection du couple de braquage. Si

le détecteur 10 du couple de braquage renfermant le trans-

formateur différentiel lo0b est normal, les relations

existant entre les signaux de détection S1, S2 et le cou-

ple de braquage Ts sont mises en évidence sur la figure 4.

La moitié de la somme des signaux S1 et S2 est sensible-

ment égale à une valeur constante k. Le déphasage entre les arbres d'entrée 1 et de sortie 2 est cantonné à un angle prédéterminé par l'imbrication de la partie fourchue

de la pièce cylindrique la et de celle de la pièce cylin-

drique 2a. Ainsi, les valeurs des signaux S1 et S2 sont maintenues constantes, alors que l'ampleurdu couple de braquage Ts excède une valeur prédéterminée dans chacune de ses directions d'action. A l'étape 106, il est procédé à un calcul S1 - S2, dont le résu]tat est une valeur du

couple de braquage Ts. En outre, pour déterminer la di-

rection d'action de ce couple de braquage Ts, il est établi si la valeur de Ts est positive ou négative. Si Ts agit dans le sens horaire, c'est-àdire si sa valeur est positive ou nulle, un repère de direction de braquage (non représenté) est placé sur "1". Dans le cas o la valeur de Ts est négative, sa valeur absolue est obtenue en exécutant un processus tel que Ts = - Ts, puis le repère

de direction de braquage est remis à "0".

Ensuite, à une étape 107, il est procédé à une lec-

ture des signaux de détection S3 et S4 provenant du dé-

tecteur 9 de la vitesse de braquage. Si ce détecteur 9 est en condition normale, les relations existant entre les signaux de détection S3, S4 et la vitesse de braquage Ns sont mises en évidence par la figure 5. Le détecteur 9

est normal lorsque les valeurs de tension de courant con-

tinu des deux signaux S3 et S4 sont concurremment posi-

tives, et lorsque l'un de ces signaux S3 et S4 se trouve à l'écart de la proximité de la tension de sortie Vcc du stabilisateur 33. A cet égard, le générateur 9a est caractérisé par le fait que sa tension maximale de sor-

tie escomptée est inférieure à Vcc, d'une valeur prédé-

terminée. En outre, à l'étape 107, il est procédé à un calcul S3 - S4, dont le résultat est une valeur de la

vitesse de braquage Ns.

A une étape 108, le contenu d'un tableau non repré-

senté, renferme par la ROM, est directement lu par dési-

gnation d'adresse, en fonction de la valeur absolue du couple de braquage Ts. Ce tableau est inscrit.à l'avance dans la POM, et il englobe des valeurs de consigne D

dont la relation, par rapport à la valeur absolue du cou-

ple de braquage Ts, est illustrée sur la figure 6. D1 dé-

signe une zone neutre.

Ensuite, à une étape 109, la direction N de rotation du m.teur 11 est déterminée en fonction de l'indication

du repère de direction de braquage tel que réglé à l'éta-

pe 1E6.

Ensuite, à une étape 110, la direction N déterminée est dOlivrée et tel est le cas, à une étape 111, pour la

valeur de consigne lue D. A une étape 112, le nombre cou-

rant de fcis Ki est augmenté d'une unité. Ensuite, le

prcgranme passe à l'étape 103.

Les étapes 106 à 112 constituent un programme de

rcut.ne pcur la commande de l'entralnement moteur.

Plus particulièrement, les processus désignés ci-

aFrès s'cpèrent aux étapes 110 à 111.

-ans le cas o le repère de direction de braquage est "1", c'est-à-dire si le couple de braquage Ts agit dans le sens horaire, les signaux d'entraînement 01, 02, 03 et r sont réglés de la façon suivante:

C = "0" 01 = "1",

3, n = "1"', Q4 = "z" Ervne slrprdrtne e "zo En revanche, si le repère directionnel est "zéro", c'est-à-dire si le couple de braquage Ts agit dans le sens anti-horaire, les signaux 01 à Q sont réglés comme suit:

1 4

03 = "1", Q1 = "0",

02 = "0", 04 = "1".

Ensuite, le contenu des signaux Q1 à Q4 ainsi réglés

et la valeur de consigne D sont délivrés à l'unité d'en-

traînement 35. La valeur D représente la proportion de la durée d'impulsions du signal Q2 ou Q4 du type PWM. Plus particulièrement, la valeur D est modifiée de manière à obtenir une vitesse de rotation Nm du moteur coïncidant

avec la vitesse de braquage Ns détectée à l'étape 107.

Un tel processus donne les signaux T2 et T3 de commande du moteur. De la sorte, le moteur 11 est mis en rotation

dans un sens et son couple de sortie est transmis à l'ar-

bre de sortie 2, d'une manière réduisant la vitesse, afin d'atténuer la force de braquage nécessaire. Lorsque le moteur 11 est entraîné, le signal de commande T4 est

délivré au circuit d'entraînement 24 pour faire fonction-

ner l'accouplement électromagnétique 13.

Le cycle incluant des processus de commande d'entraî-

nement, entre les étapes 106 à 112, est itéré jusqu'à ce que le nombre courant de fois Ki atteigne le nombre de fois Kv déterminé à partir de la vitesse V du véhicule à

l'étape 103.

Si, à l'étape de décision 105, il est établi que Ki

n'est pas inférieur à Kv, ou bien que Ki est égal ou su-

périeur à Kv, le programme passe à une étape 113. Le temps nécessaire au programme pcur exécuter les étapes 103 à

112 ou les étapes 103 à 1C5 et 1-13 à 116 est très court.

Cependant, la vitesse Vi du véhicule, rencontrée lorsque

le programme franchit les étapes 103 à 105 lors d'un cer-

tain cycle, peut être modifiée lorsqu'il franchit les mêmes étapes lors du cycle suivant. La valeur de Kv est

directement déterminée à partir de la vitesse V du véhi-

cule à l'étape 104, et elle est modifiée lorsque cette vitesse V varie. Il peut par conséquent advenir que Ki

soit supérieur à Kv.

A l'étape 113, le signal de détection S6 provenant

du circuit 25 détecteur de courant est lu.

Ensuite, à une étape 114, l'on procède à une opéra-

tion pour déterminer le courant d'induit Ia du moteur 11 en fonction du signal S6 lu. En effet, une valeur couran- te représentée par le signal S6 est divisée par la valeur de consigne D délivrée, pour obtenir un courant d'induit

Ia' réduit.

Ensuite, à une étape 115, l'on procède à une estima-

tion visant à établir si le courant d'induit Ia' réduit est ou non inférieur à une valeur prédéterminée, avec une plage différentielle admissible prédéterminée. Dans la

négative, le programme en déduit la présence d'une pertur-

bation, et délivre le signal de commande T1 au relais 32.

Ce relais 32 se ferme, après quoi le MCU 22 cesse de fonc-

tionner, ce qui implique également une interruption du

fonctionnement du dispositif de commande 15.

Dans le cas o aucune perturbation n'est jugée pré-

sente, à l'étape 115, le programme passe à une étape 116

o le nombre courant de fois Ki est substitué par zéro.

Le programme retourne ensuite à l'étape 103.

Dans la forme de réalisation qui précède, une propor-

tion d'exécution (= 1/Kv) d'un programme de diagnostic de pannes, englobant les étapes 113 à 116, par rapport à

un programme de commande de l'entraînement moteur, englo-

bant les étapes 106 à 112, est déterminée en fonction de la vitesse V du véhicule. Le nombre de fois Kv d'exécution de la boucle de programme décroît lorsque la vitesse V du véhicule augmente. Par conséquent, pour trois vitesses différentes V1, V2 et V3 du véhicule (V1 < V2 < V3), la fréquence d'exécution du programme de diagnostic de pannes varie de la manière illustrée sur les figures 7A à 7C. Sur ces figures, to désigne le temps d'exécution du programme

de diagnostic de pannes, qui est sensiblement constant.

t1, t2 et t3 sont les temps continus d'exécution du pro-

gramme de commande de l'entraînement moteur qui corres-

pondent respectivement aux vitesses V1, V2 et V3 du véhi-

cule, et varient de manière que t1 > t2 > t3. En effet, la fréquence du diagnostic de pannes augmente lorsque la

vitesse V du véhicule croit.

La figure 8 est un schéma synoptique décrivant di-

verses fonctions du dispositif de commande 15, et met-

tant en évidence les relations mutuelles entre le dispo-

sitif 15 de la figure 2 et les étapes principales du dé-

roulement de programme de la figure 3. Les signaux de

commande T et T ont été omis.

i 4 Conformément à la forme de réalisation décrite, dans le système de direction électrique 100 pour véhicules dont le dispositif de commande renferme un micro-ordinateur 22, la proportion d'exécution {1/Kv) d'un processus de diagnostic de pannes par rapport à un processus de commande de l'entraînement moteur varie en fonction de la vitesse V du véhicule, si bien qu'une commande de l'entraînement

moteur est exécutée d'une manière correspondant suffisam-

ment à l'opération de braquage, tout en permettant l'ac-

complissement avec succès d'une fonction d'auto-diagnostic

de pannes. Il en résulte une sensation de braquage favo-

rable. La fréquence d'exécution du processus de diagnostic

de pannes est petite à des vitesses du véhicule relati-

vement faibles, tandis qu'elle augmente lorsque la vites-

se V augmente, et qu'elle devient grande à des vitesses

du véhicule relativement grandes. Par conséquent, la prio-

rité est donnée à la commande du moteur sur des diagnostics

de pannes dans une condition de faible vitesse, dans la-

quelle le braquage a fréquemment lieu avec un angle rela-

tivement grand. En revanche, une plus grande importance est accordée au diagnostic de pannes dans une condition

de grande vitesse, lorsque le braquage est moins fre-

quent et a lieu avec un angle relativement petit. De ce fait, sur une plage comprise entre une faible vitesse et une grande vitesse du véhicule, l'entraînement du moteur est commandé avec une réaction favorable à l'opération de

braquage, sans nuire à la fonction de diagnostic de pannes.

Dans la forme de- réalisation qui précède, le temps d'exécution tO du processus de diagnostic de pannes est

maintenu sensiblement constant, et la fréquence d'exécu-

tion est accrue avec une augmentation de la vitesse V du véhicule. A cet égard, la fréquence d'exécution peut être maintenue constante, tout en permettant une extension de la durée du diagnostic de pannes lorsque la vitesse V du véhicule augmente. En outre, à la place d'une variation

sensiblement continue dans la forme de réalisation consi-

dérée, la proportion d'exécution d'un programme de diag-

nostic de pannes par rapport à un programme de commande

de l'entraînement moteur peut être modifiéepar paliers.

L'on fera encore observer que le contenu des program-

mes de diagnostics de pannes, aux étapes 113 à 115, est

donné dans un but illustratif et nullement restrictif.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent

être apportées au système décrit et représenté, sans sor-

tir du cadre de l'invention.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Système de direction électrique (100) équipant des véhicules et comprenant un arbre de direction (1, 2); des moyens (9, 10) destinés à détecter une condition de braquage de cet arbre de direction (1, 2); un moteur électrique (11) pour fournir un couple auxiliaire (Ts) audit arbre de direction (1, 2); et un moyen de commande d'entraînement (15) qui reçoit un signal de sortie (S1- S4 provenant desdits moyens (9, 10) détectant la condition

de braquage, qui exécute un processus (106 - 111) d'en-

trainement moteur pour délivrer audit moteur électrique (11) un signal d'entraînement (Va) correspondant audit signal de sortie (S1- S4), et qui exécute en outre un

processus (113 - 115) de diagnostic de pannes dudit sys-

tème (100), ledit moyen de commande d'entraînement (15)

renfermant un micro-ordinateur (22), système (100) carac-

térisé par le fait qu'il présente par ailleurs un moyen (14, 103 - 115, 112, 116) faisant varier la proportion de diagnostic,qui est raccordéefficacement audit moyen

de commande d'entraînement (15) et fait varier la pro-

portion d'exécution dudit processus (113 - 115) de diag-

nostic de pannes par rapport audit nrocessus (106 - 111) d'entraînement moteur, en fonction de la vitesse (V) du véhicule.

2. Système de direction électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans le

moyen (14, 103 - 105, 112, 116) faisant varier la pro-

portion Je diagnostic,la fréquence d'exécution du proces-

sus (113 - 115) de diagr.nostic de pannes est réglée de

manière à être relativement petite à une vitesse du véhi-

cule relativement faible, accrue lorsque la vitesse (V) du véhicule augmente, et grande à une vitesse du véhicule

relativement grande.