FR2835231A1 - Systeme de direction de vehicule a moteur - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif et un procédé destinés à un système de direction (10) qui compense un courant d'attaque pour certaines variables dans un système de direction câblée ou de direction assistée à énergie électrique. La présente invention utilise un capteur d'angle de volant de direction (13), un capteur d'angle de roue (22) et un contrôleur précis (26) afin de déterminer un instant et une valeur de compensation du courant d'attaque.
Description
tournés dans des directions opposces.
DESCRIPTION
La présente invention se rapporte d'une façon générale à un système de commande de direction de véhicule et plus particulièrement à un circuit d'attaque de moteur destiné à
un système de commande de direction électrique.
Dans le cas de ce que l'on appelle un système de "direction cablée" pour un véhicule à moteur, un actionneur à moteur électrique est prévu pour générer un couple et appliquer le couple généré à une crémaillère ou à un élément de direction linéaire pour le braquage d'un véhicule. Dans le système de direction câblée, il n'y a pas de liaison
mécanique entre le volant de direction du conducteur et l'actionneur à moteur.
L'actionneur à moteur électrique génère le couple requis pour faire tourner les roues du véhicule. Cependant, dans un système de direction assistée à énergie électrique (appelé EPAS), il n'y a pas de liaison mécanique entre le volant de direction et l'actionneur à moteur dans lequel l'actionneur à moteur aide un couple appliqué par le conducteur. Un niveau précis de courant électrique généré est essentiel pour permettre que l'actionneur à moteur produise une amplitude de couple appropriée pour un système de direction assistée soit à direction câblée, soit à énergie électrique. L'amplitude et la direction du couple généré par l'actionneur à moteur dépendent d'un certain nombre de variables comprenant une entrce d'angle de volant de direction, l'angle des roues du véhicule, et un signal de courant d'actionneur à moteur électrique qui est généré par un circuit d'attaque de moteur. Bien qu'ils ne soient pas généralement compensés, l'amplitude appropriée du couple appliqué est également affectée par des facteurs tels que des fluctuations de température, des variations d'un composant à l'autre, l'usure des composants et d'autres facteurs. Dans une tentative pour faire correspondre plus précisément le courant du moteur au couple désiré au vu des variables mentionnées ci-dessus, les concepteurs des systèmes de direction câblée ont introduit des dispositifs qui mesurent l'intensité du courant électrique générée par le circuit d'attaque de moteur et qui compensent le courant
mesuré par une valeur de "décalage" prédéterminée.
Cependant, dans les systèmes de direction de la technique antérieure mentionnés ci-dessus, aucune compensation n'est prévue pour des facteurs d'environnement tels que la température et autres sources d'erreurs du courant appliqué qui peut varier dans le temps. La précision de la compensation du courant est donc gravement limitée dans ces systèmes. L'erreur de compensation amène une intensité inappropriée du courant devant être appliquée à l'actionneur à moteur, ce qui résulte en l'application de soit trop de couple de braquage, soit trop peu de couple de braquage. Il existe de ce fait un besoin d'un système de direction qui prendra en compte les facteurs d'environnement et autres variables, y compris des variables qui dépendent du temps lors de la compensation du courant appliqué à un actionneur à moteur pour des systèmes de direction câblée et
EPAS.
C'est un but général de la présente invention de fournir un système de commande de direction amélioré dans lequel les problèmes mentionnés cidessus sont traités. Un objectif plus spécifique de la présente invention est de fournir un système de commande de direction qui surveille en permanence un signal de commande et un courant électrique appliqué à l'actionneur à moteur de façon à améliorer la qualité de la compensation du
courant dans un système de direction câblée ou EPAS.
De manière à atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus, il est fourni conformément à la présente invention un système de commande de direction destiné à un véhicule comportant un actionneur à moteur électrique, un circuit d'attaque de moteur l 5 destiné à générer et à appliquer un courant électrique à l'actionneur à moteur, un capteur de courant destiné à mesurer le courant électrique provenant du circuit d'attaque de moteur, et à générer un signal de courant de contre-réaction. Le système de commande de direction comprend, en outre, un capteur d'angle de volant de direction destiné à détecter un angle de volant de direction et à générer un signal d'angle de volant de direction, un capteur d'angle de roue du véhicule destiné à détecter un angle de roue du véhicule et à générer un signal d'angle de roue du véhicule, un contrôleur destiné à régler un signal de courant de décalage et à kaiter le signal de courant de contreréaction, le signal d'angle de volant de direction et le signal d'angle de roue pour générer un signal de commande pour le circuit d'attaque du moteur. Le contrôleur compare le signal de commande à une valeur de seuil prédéterminée et soustrait le signal de courant de décalage du courant électrique mesuré qui est appliqué à l'actionneur à moteur lorsque le signal de commande est supérieur à la valeur de seuil prédétermince. Le signal de courant de décalage est rendu égal à une valeur de décalage initiale lorsque le signal de commande est inférieur à la
valeur de seuil prédéterminée.
Conformément à la présente invention, le contrôleur reçoit le signal d'angle de volant de direction généré, le signal d'angle de roue, et le signal de courant de contre réaction pour générer le signal de commande. Le signal de commande est appliqué au circuit d'attaque du moteur et le circuit d'attaque du moteur génère un courant électrique qui est appliqué à l'actionneur à moteur. Le capteur de courant mesuré génère le courant de contre-réaction pour le contrôleur. Le contrôleur surveille en permanence le signal de commande et le courant électrique pour déterminer une valeur adéquate de compensation pour le système de commande de direction. Donc, la compensation du courant électrique est rafrâîchie de façon cohérente pour refléter les changements du système de direction
durant le fonctionnement.
Le système de direction peut être un système de direction câblé et/ou assisté à
énergie électrique.
Le capteur d'angle de volant de direction peut être du type absolu ou du type relatif. Le capteur d'angle de roue peut être un codeur numérique ou analogique qui
détecte l'angle et le nombre des rotations d'un engrenage de sortie.
Par ailleurs, le contrôleur précité peut comporter un stockage en mémoire permanent et temporaire dans lequel le signal de courant de décalage est mémorisé dans une mémoire temporaire et la valeur de décalage initiale ainsi que la valeur de seuil
prédéterminée sont mémorisées dans une mémoire permanente.
L'invention a également pour objet un procédé de compensation d'un courant mesuré dans un système de comrnande de direction de véhicule du type comprenant un acti onneur à moteur él ectri que, un circuit d' attaque de m o teur de stiné à g énérer et à appliquer un courant électrique à l'actionneur à moteur, un capteur de courant destiné à mesurer le courant électrique provenant du circuit d'attaque de moteur et à générer un signal de courant de contre-réaction, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: mémoriser une valeur de seuil prédéterminée dans une mémoire permanente, mémoriser une valeur de décalage initiale en tant que valeur de décalage par défaut et mémoriser la valeur de décalage initiale dans une mémoire perrnanente, récupérer des échantillons d'un signal de commande en traitant un signal d'angle de volant de direction généré, un signal d'angle de roue, et un signal de courant de contre réaction, et comparer le signal de commande à une valeur de seuil prédéterminée et soustraire le signal de courant de décalage du courant électrique lorsque le signal de commande est supérieur à la valeur de seuil prédéterminée et comparer le signal de comrnande à une valeur de seuil prédéterminée et régler le signal de courant de décalage égal à la valeur de décalage initiale lorsque le signal de commande est inférieur à la valeur de seuil prédétermince. Ces avantages, caractéristiques et objectifs ainsi que d'autres de l'invention seront
mis en évidence d'après les dessins et la description détaillée qui suivent.
La figure 1 est une illustration simplif ée d'un système de commande de direction destiné à un véhicule conforme à la présente invention, La figure 2 est un organigramme d'un procédé de compensation exécuté par le
contrôleur utilisé dans le système conforme à cette invention.
En se rétérant à la figure 1, un système de commande de direction 10 destiné à un véhicule conforme à la présente invention comprend un volant de direction 12 relié à un arbre d'entrée 14. Un pignon 17 comporte des dents d'engrenage qui engrènent des dents d'engrenage (non représentées) sur un élément de braquage linéaire ou crémaillère 16. La crémaillère 16 est accouplée aux roues du véhicule 18 par l'intermédiaire d'une articulation de direction d'une manière connue. Le pignon 17 de même que la crémaillère 16 forment un ensemble d'engrenage à crémaillère et pignon. La rotation du pignon 17 se traduit en un déplacement latéral de la crémaillère 16 en provoquant des variations de
l'angle de braquage des roues 18.
Lorsque le volant de direction 12 est tourné, un capteur d'angle de volant de direction 13 détecte un angle de volant de direction du volant de direction 12 et génère un signal d'angle de volant de direction 15 pour un contrôleur 26. Dans le mode de réalisation préféré, le capteur d'angle de volant de direction 13 est un capteur d'angle de volant de direction absolu, dans lequel le signal d'angle de volant de direction 15 est un signal analogique, ce qui signifie qu'un signal est produit lorsque le volant de direction 13 est tourné, lequel identifie la position d'orientation du volant de direction 12. Un second mode de réalisation du capteur d'angle de volant de direction 13 est un capteur d'angle de volant de direction relatif dans lequel le signal d'angle de direction 15 est un signal numérique généré par un algorithme qui estime la variation de position du volant de direction par rapport à un point de rétérence spécifié. Un capteur d'angle de roue 22 est relié mécaniquement à un actionneur à moteur 20 et génère une sortie associce à l'angle de rotation des roues 18. Dans le mode de réalisation préféré, le capteur d'angle de roue 22 est un codeur soit numérique, soit analogique. Dans le cas du codeur numérique, l'actionneur à moteur 20 génère des impulsions électriques qui sont appliquées au codeur numérique. Dans le cas du codeur analogique, l'actionneur à moteur 20 génère un signal analogique qui est appliqué au codeur analogique. Simultanément à la rotation du volant de direction 12, l'actionneur à moteur 20 est activé et un engrenage de sortie (non représenté) de l'actionneur à moteur 20 commence à tourner. L'angle et le nombre de rotations de l'actionneur à moteur 20 correspondent directement à un angle de rotation des roues 18. Le capteur d'angle de roue 22 détecte l'angle et le nombre de rotations de l'engrenage de sortie (non représenté) de l'actionneur à moteur 20 et génère un signal d'angle de roue 24 pour le contrôleur 26. Le contrôleur 26 traite le signal d'angle de volant de direction 15, le signal d'angle de roue 24, et un signal de courant de contre réaction 34 pour générer un signal de commande 36. Un capteur de courant 28 génère le signal de courant de contre-réaction 34. Le signal de commande 36 est appliqué à un circuit d'attaque de moteur 30. Le circuit d'attaque de moteur 30 génère un courant électrique 32 pour un actionneur à moteur 20. Lorsque le courant électrique 32 est appliqué au circuit d'attaque de moteur 30, le capteur de courant 28 mesure en permanence le courant électrique 32. Le capteur de courant 28 génère le signal de courant de contre-réaction 34 qui est appliqué au contrôleur 26. Simultanément, l'ensemble d'engrenage à crémaillère et à pignon convertit le mouvement de rotation du volant de direction 12 en un mouvement linéaire de la crémaillère 16. Lorsque la crémaillère 16 se déplace linéairement, les roues 18 pivotent autour de leurs axes de braquage associés et le véhicule est orienté. L'actionneur à moteur 20 est relié à la crémaillère 16 d'une manière connue. L'actionneur à moteur 20, lorsqu'il est activé, fournit un couple pour permettre
que le conducteur du véhicule braque le véhicule.
En se référant à la figure 2, un organigramme d'un procédé de compensation exécuté par le contrôleur 26 de la présente invention est indiqué. Dans un mode de réalisation prétéré, le contrôleur 26 présente des possibilités de stockage en mémoire permanentes et temporaires. Une étape 38 constitue le point d'entrée du procédé 37. A une étape 40, le contrôleur 26 est programmé en permanence avec une valeur de seuil prédéterminée qui est définie par un test du véhicule. A l'étape 42, le contrôleur 26 est programmé en permanence avec une valeur de décalage initiale qui agit comme valeur de décalage par déLaut à l'intérieur du système de commande de direction 10. La valeur de décalage initiale est automatiquement soustraite du courant électrique 32 durant le fonctionnement du système lorsque le système de commande de direction 10 n'a pas reçu une quantité adéquate d'informations pour déterminer une valeur précise de la compensation requise. Par exemple, lorsque le véhicule est initialement démarré, le signal d'angle de volant de direction 15, le signal d'angle de roue 24, et le signal de courant de contre-réaction 34 n'ont pas été générés, ce qui provoque une sortie nulle pour le signal de commande 36, rendant ainsi que la valeur précise de la compensation requise du système
impossible à déterminer.
A une étape 44, le contrôleur 26 prélève des échantillons du signal de commande généré 36 en traitant le signal d'angle de volant de direction généré 15, le signal d'angle de roue 24, et le signal de courant de contre-réaction 34. L'étape 44 a lieu lorsqu'un conducteur du véhicule toDe le volant de direction 12. A une étape 46, le contrôleur 26 compare le signal de commande 36 à la valeur de seuil prédéterminée. Lorsque le signal de commande 36 est inférieur à la valeur de seuil prédéterminée, le signal de courant de contre-réaction échantillonné 34 est mémorisé temporairement et établi en tant que signal de courant de décalage à l'étape 48. A une étape 50, le signal de courant de décalage est soustrait du courant électrique 32 qui est généré par le circuit d'attaque de moteur 30 pour l'actionneur à moteur 20. Dans le mode de réalisation prétéré, le courant électrique 32 est modulé par largeur d'impulsion. Lorsque le signal de commande 36 sera supérieur à la valeur de seuil prédéterminée à l'étape 46, le contrôleur 26 établira le signal de courant de décalage égal à la valeur de décalage initiale et soustraira la valeur de décalage initiale du courant électrique 32 à l'étape 50, améliorant ainsi la qualité de la compensation du
courant. Le procédé reboucle alors sur l'étape 44.
Bien que la présente invention ait été décrite en ce qui concerne un système de direction cablée, l' invention n'est pas limitée à un tel système. La présente invention peut être uti l i sé e ave c une uti lité égal e dans d' autre s mo de s de ré al i sati on et n' est pas l imitée aux modes de réalisation décrits, et des variantes et modifications peuvent étre apportées
sans s'écarter de la portée de la présente invention.
Claims (9)
1. Système de commande de direction de véhicule (10) du type comprenant un actionneur à moteur électrique (20), un circuit d'attaque de moteur (30) destiné à générer et à appliquer un courant électrique (32) à l'actionneur à moteur (20), un capteur de courant (28) destiné à mesurer le courant électrique provenant du circuit d'attaque de moteur (30) et à générer un signal de courant de contre-réaction, le système de commande de direction étant caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur d'angle de volant de direction (13) destiné à détecter un angle de volant de direction (12) et à générer un signal d'angle de volant de direction (15), un capteur d'angle de roue de véhicule (22) destiné à détecter un angle de roue (18) du véhicule et à générer un signal d'angle de roue du véhicule (24), et un contrôleur (26) destiné à régler un signal de courant de décalage et à traiter le signal de courant de contre-réaction, le signal d'angle de volant de direction (15), ainsi que le signal d'angle de roue (24) pour générer un signal de commande pour le circuit d'attaque du moteur (30), le contrôleur comparant le signal de commande à une valeur de seuil prédéterminée et soustrayant le signal de courant de décalage du courant électrique, lorsque le signal de commande est supérieur à la valeur de seuil prédéterminée, ou réglant le signal de courant de décalage égal à la valeur de décalage initiale, lorsque le signal de
commande est inférieur à la valeur de seuil prédéterminée.
2. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit
système de direction du véhicule est un système de direction câblée.
3. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit
système de direction du véhicule est un système de direction assistée à énergie électrique.
4. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur
d'angle de volant de direction (13) est un capteur d'angle de volant de direction absolu.
5. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur
d'angle de volant de direction (13) est un capteur d'angle de volant de direction relatif.
6. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur d'angle de roue (22) est un codeur numérique qui détecte l'angle et le nombre de rotations
d'un engrenage de sortie.
7. Système de direction (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur d'angle de roue (22) est un codeur analogique qui détecte 1'angle et le nombre des
rotations d'un engrenage de sortie.
8. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contrôleur (26) comporte un stockage en mémoire permanent et temporaire dans lequel le signal de courant de décalage est mémorisé dans une mémoire temporaire et la valeur de décalage initiale ainsi que la valeur de seuil prédéterminée sont mémorisées dans une
mémoire permanente.
9. Procédé de compensation d'un courant mesuré dans un système de commande de direction de véhicule du type comprenant un actionneur à moteur électrique (20), un circuit d'attaque de moteur (30) destiné à générer et à appliquer un courant électrique à l'actionneur à moteur (20), un capteur de courant (28) destiné à mesurer le courant électrique provenant du circuit d'attaque de moteur (30) et à générer un signal de courant de contre-réaction, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: mémoriser une valeur de seuil prédétermince dans une mémoire permanente, mémoriser une valeur de décalage initiale en tant que valeur de décalage par défaut et mémoriser la valeur de décalage initiale dans une mémoire permanente, récupérer des échantillons d'un signal de commande en traitant un signal d'angle de volant de direction généré, un signal d'angle de roue, et un signal de courant de contre réaction, et comparer le signal de commande à une valeur de seuil prédéterminée et soustraire le signal de courant de décalage du courant électrique lorsque le signal de commande est supérieur à la valeur de seuil prédéterminée et comparer le signal de commande à une valeur de seuil prédéterminée et régler le signal de courant de décalage égal à la valeur de décalage initiale lorsque le signal de commande est inférieur à la valeur de seuil
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