FR2880860A1 - Dispositif et procede de reduction des stimulations intempestives s'exercant sur le volant de direction - Google Patents

Dispositif et procede de reduction des stimulations intempestives s'exercant sur le volant de direction Download PDF

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Abstract

Dispositif et procédé de réduction de stimulations intempestives s'exerçant sur un volant de direction (2) équipé d'un ensemble de capteurs. Une stimulation intempestive qui s'exerce sur le volant de direction (2) et/ou sur le mécanisme de direction (4) peut être détectée au moyen des capteurs. Un moment de direction supplémentaire (tau) peut être engendré dans au moins une unité de réglage sur la base de la stimulation intempestive détectée ; et au moins un servomoteur (9) permet d'appliquer le moment de direction supplémentaire (tau) sur le mécanisme de direction (4).

Description

L'invention concerne un dispositif et un procédé de réduction des
stimulations intempestives s'exerçant sur le volant de direction.
Dans les véhicules classiques, les roues avant orientables sont couplées mécaniquement au volant de direction. C'est pourquoi il peut y avoir, au cours de la conduite, une stimulation vibratoire de haute fréquence et de faible amplitude du volant de direction, et ce, à cause d'un balourd au niveau d'une roue de véhicule, du mauvais état de la route et/ou en raison de l'usure des disques de frein. Cette stimulation vibratoire se traduit, pour le conducteur, par une dégradation du confort de conduite.
C'est pourquoi on sait communément prévoir des systèmes d'amortissement actifs ou passifs au niveau de la direction. Les systèmes d'amortissement passifs, mettant en uvre, par exemple, des ressorts à lames et des butées, ont l'inconvénient de ne plus pouvoir être modifiés après leur mise en place. Par le document DE 196 44 528 Cl, on a connaissance d'un amortisseur de direction actif avec lequel, lorsqu'il se produit une secousse, la force d'amortissement est réglée à une valeur très élevée pendant la secousse. Pour cela, des capteurs de secousses sont disposés sur les éléments de mécanisme de direction proches des roues. Sur la base des signaux de capteur, un signal est engendré grâce auquel des éléments d'amortissement de direction à réponse rapide sont activés pendant un court laps de temps. Une transmission de signal très rapide est nécessaire pour qu'un tel système d'amortissement puisse fonctionner. En outre, il faut des capteurs de secousses séparés.
Par le document DE 103 17 991 Al, on a connaissance d'un système servant à réduire les stimulations intempestives s'exerçant sur le volant de direction, système dans lequel des capteurs détectent un angle de volant de direction et un angle de position de roue. Une unité de traitement détecte un décalage de phases entre l'allure de l'angle de volant de direction et l'allure de l'angle de position de roue et engendre, en fonction du décalage de phases, un signal de réglage servant à augmenter l'amortissement dans la direction. L'augmentation de l'amortissement a lieu au moyen d'un amortisseur de direction pouvant être mis en circuit, lequel peut être activé et désactivé au moyen du signal de réglage. Dans ce cas, le système utilise avantageusement les capteurs d'autres dispositifs ("programmes") qui sont déjà intégrés dans le véhicule et servent à régler la dynamique du véhicule, tels qu'un dispositif électronique de stabilisation (ESP) et/ou une assistance directionnelle électromécanique (EPS).
L'objectif de l'invention est de créer un dispositif 15 et un procédé permettant d'améliorer encore le confort de conduite.
Cet objectif est atteint grâce à un dispositif et un procédé de réduction des stimulations intempestives s'exerçant sur un volant de direction, lesquels utilisent des capteurs pouvant détecter une stimulation intempestive s'exerçant sur un volant de direction et/ou sur un mécanisme de direction et ont les caractéristiques exposées ci-après.
Plus précisément, une stimulation intempestive s'exerçant sur un volant de direction et/ou sur un mécanisme de direction est détectée au moyen de capteurs et un moment de direction supplémentaire est engendré dans une unité de réglage, sur la base de la stimulation intempestive détectée, et celui-ci est appliqué en supplément, par un servomoteur, sur le mécanisme de direction. Une stimulation intempestive du volant de direction attendue suite à un balourd au niveau de la roue de véhicule, suite au mauvais état de la route et/ou du fait de disques de frein usés, peut être détectée à proximité des roues. La stimulation intempestive s'exerçant sur le volant de direction est réduite et, dans le meilleur des cas, compensée en superposant le moment de direction supplémentaire à la stimulation intempestive. Le servomoteur agit dans ce cas comme élément amortisseur actif. Il faut concevoir le servomoteur de manière à pouvoir appliquer des stimulations à haute fréquence. De préférence, on utilise le servomoteur d'une direction électromécanique, si bien qu'aucun appareil supplémentaire n'est nécessaire. Une stimulation du mécanisme de direction et/ou du volant de direction peut être calculée en utilisant un angle de position de roue, un angle de direction ou un moment de direction au niveau du volant de direction, ou encore des grandeurs similaires.
Dans une autre forme de réalisation, les stimulations basse fréquence s'exerçant sur le volant de direction et/ou sur le mécanisme de direction sont atténuées, voire éliminées, par un filtre pour une commande du servomoteur par le moment de direction supplémentaire. On empêche ainsi que la réduction des stimulations intempestives gêne le comportement propre de la direction. Ce faisant, le filtre peut être disposé avant l'unité de réglage ou après l'unité de réglage, ou bien être réalisé sous forme de filtre logiciel conjointement avec celle-ci.
Dans un autre mode de réalisation, les capteurs détectent la position angulaire du rotor du servomoteur d'une direction électromécanique et/ou le moment de direction du volant de direction, les signaux de capteur étant prélevés dans une assistance directionnelle électromécanique (EPS). Dans ce cas, l'invention utilise avantageusement des capteurs de l'assistance directionnelle électromécanique déjà disponibles dans le véhicule. Ce faisant, le capteur servant à détecter la position angulaire du rotor est en général à haute résolution de manière que les stimulations intempestives à haute fréquence soient bien détectables.
Dans un autre mode de réalisation, les capteurs détectent un angle de volant de direction, auquel cas on prélève les signaux utiles dans un dispositif électronique de stabilisation (ESP). Ce faisant, l'invention utilise avantageusement les signaux du dispositif électronique de stabilisation déjà disponibles dans le véhicule.
Dans un autre mode de réalisation, on effectue un traitement quantitatif de la stimulation intempestive à compenser, auquel cas on définit au moins une valeur limite et, en cas de dépassement de la valeur limite, on enregistre un rapport de défaut dans une unité de surveillance et/ou on met en garde le conducteur au moyen d'un signal optique et/ou acoustique. La réduction de la stimulation intempestive s'exerçant sur le volant de direction en introduisant un moment de direction supplémentaire accroît le confort de conduite. Les causes de la stimulation intempestive ne sont toutefois pas éliminées. L'une de ces causes peut également être un pneu défectueux. En l'absence d'amortissement actif, le pneu défectueux provoque une stimulation du volant de direction, de sorte que le défaut peut être reconnu par le conducteur.
Au contraire, avec l'amortissement par superposition, le conducteur ne peut pas déceler de manière habituelle un endommagement de la roue. C'est pourquoi l'endommagement est évalué au moyen du moment de direction supplémentaire à appliquer et/ou du niveau de la stimulation intempestive détectée. Des mesures appropriées sont prises en cas de dépassement d'une valeur limite.
Dans un autre mode de réalisation, une stimulation intempestive est reconnue au moyen d'une détection (un dispositif de détection) et un signal de réglage est engendré en cas de reconnaissance d'une stimulation intempestive, l'unité de réglage pouvant alors être mise en circuit ou hors circuit en vertu du signal de réglage. La détection doit empêcher que le comportement propre soit gêné par l'introduction prématurée d'un moment de direction supplémentaire.
Ci-après, l'invention est expliquée en détail au moyen d'un mode de réalisation préféré. Les pièces identiques y sont désignées par les mêmes repères. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre à titre d'exemple, lorsque prise en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'une direction pour véhicule comportant un système servant à réduire une stimulation intempestive d'un volant de direction; et la figure 2 est un synoptique modulaire du système servant à réduire la stimulation intempestive du volant de direction.
La figure 1 représente schématiquement une direction de véhicule automobile réalisée sous forme de direction électromécanique 1. La direction 1 comprend un volant de direction 2 qui est couplé mécaniquement à un mécanisme de direction 4 par l'intermédiaire d'un arbre de direction 3.
Un ordre de direction donné au niveau du volant de direction 2 est transmis à une crémaillère 5 par l'intermédiaire de l'arbre de direction 3 et du mécanisme de direction 4. La crémaillère 5 est couplée à des barres d'accouplement 6 qui agissent chacune sur un support de roue 7. Les roues de véhicule 8 sont montées sur les supports de roue 7.
La direction 1 comprend, de plus, un servomoteur 9 destiné à une assistance directionnelle électromécanique (EPS). Pour offrir une assistance directionnelle, le servomoteur 9 est commandé en fonction d'un moment de torsion de l'arbre de direction 3. Pour cela, l'arbre de direction 3 comporte un capteur de torsion 10.
Selon l'invention, la direction 1 est dotée d'un système de compensation des stimulations intempestives s'exerçant sur le volant de direction 2; ledit système de compensation comprend un ensemble de capteurs, moyennant quoi une stimulation intempestive s'exerçant sur un volant de direction et/ou sur un mécanisme de direction peut être détectée à l'aide des capteurs.
Dans le mode de réalisation représenté, le système utilise à cet effet les dispositifs capteurs 10, 11, 12 de l'assistance directionnelle électromécanique et d'un dispositif électronique de stabilisation (ESP). Les informations appropriées destinées au système de compensation des stimulations intempestives sont prélevées dans l'assistance directionnelle électromécanique et dans le dispositif électronique de stabilisation. Le moment de direction du volant de direction 2 peut être détecté par le capteur de torsion 10. Au moyen du dispositif capteur 12, on peut détecter la position angulaire du rotor du servomoteur 9 et donc, indirectement, l'angle de position de roue R. L'angle de volant de direction a peut être détecté au moyen du dispositif capteur 11 du programme électronique de stabilisation.
En outre, il est imaginable d'intégrer d'autres capteurs dans la direction 1. Par exemple, l'angle de position de roue R pourrait être directement détecté par des capteurs appropriés. Cela présenterait l'avantage de pouvoir reconnaître les stimulations intempestives du volant de direction à l'endroit même de leur apparition, et par conséquent de pouvoir les reconnaître rapidement et sans ambiguïté.
Les signaux des unités formant capteurs (unités de détection) 10, 11, 12 sont amenés à une unité de traitement 13. Un traitement des signaux a lieu dans l'unité de traitement 13. Si l'unité de traitement détecte une stimulation intempestive du volant de direction 2, un moment de direction supplémentaire i est alors engendré et celui-ci est appliqué sur le servomoteur 9.
La figure 2 montre schématiquement une stimulation intempestive du volant de direction 2 et sa réduction. La représentation peut être subdivisée en trois parties: I - Perturbation ou stimulation intempestive; II Direction ou système; et III - Réduction.
La stimulation intempestive I est fondée sur des perturbations périodiques 14 qui sont transmises au volant de direction 2 par l'intermédiaire d'un dispositif de roulement 15. Le dispositif de roulement 15 comprend les éléments représentés à la figure 1: l'arbre de direction 3, le mécanisme de direction 4, la crémaillère 5, les barres d'accouplement 6, les supports de roue 7 et les roues de véhicule 8. Le dispositif de roulement 15 agit en tant qu'organe de transmission (élément de transfert). Les propriétés du dispositif de roulement 15 ont une forte influence sur la stimulation résultante du volant de direction 2. Ainsi, la perturbation 14 peut, par exemple, provoquer une stimulation ayant la fréquence propre du dispositif de roulement 15. Mais, en général, le dispositif de roulement 15 agit en tant que filtre sur la perturbation 14. Le volant de direction 2 est stimulé par la stimulation intempestive résultante 16.
La réduction de la stimulation intempestive a lieu au moyen de l'unité de traitement 13, laquelle comprend: une unité de réglage 13.1, un filtre 13. 2 et une détection 13.3. Les différents éléments peuvent être réalisés sur une pièce commune et/ou sur des pièces distinctes.
La stimulation intempestive 16 du volant de direction 2 peut être reconnue par les unités de détection 10, 11, 12 déjà expliquées à la figure 1. A cet effet, les signaux sont amenés à la détection 13.3. Dans le mode de réalisation représenté, la détection 13.3 est configurée de telle sorte que la stimulation périodique perturbatrice ou intempestive soit reconnue à l'aide d'un algorithme et qu'un signal de réglage "s" soit produit. Le signal de réglage est amené à l'unité de réglage 13.2, laquelle est activée ou désactivée en vertu du signal de réglage s. Une activation a lieu lorsqu'une stimulation intempestive a été reconnue.
A l'état activé, l'unité de réglage 13.1 engendre un moment de direction supplémentaire T, lequel est appliqué par le servomoteur 9 représenté à la figure 1 sur le mécanisme de direction 4, et donc sur le volant de direction 2. Le moment de direction supplémentaire T est engendré en fonction des signaux des unités de détection 10, 11, 12.
Pour gêner le moins possible la direction dans son comportement propre, il est nécessaire de ne compenser que les stimulations intempestives à haute fréquence par le moment de direction supplémentaire T. A cet effet, un filtre 13.2 est placé en amont de l'unité de réglage 13.1, lequel filtre supprime les composantes basse fréquence des signaux des unités de détection. Dans un autre mode de réalisation, le filtre 13. 2 peut également être disposé après l'unité de réglage 13.1, auquel cas ce ne sont pas les signaux d'entrée de l'unité de réglage 13.1 que l'on filtre, mais le signal de sortie.
On distingue trois étapes dans la réduction de la stimulation intempestive. Au cours d'une première étape, les stimulations intempestives périodiques 16 sont réduites au moyen du moment de direction supplémentaire T. Cela permet d'augmenter nettement le confort de conduite. Toutefois, cela n'élimine pas le défaut qui est éventuellement la cause de la stimulation intempestive. Si la durée et/ou le niveau des stimulations intempestives 16 dépassent une valeur limite fixée au préalable, cela n'est en général pas attribuable à des facteurs extérieurs tels que le mauvais état de la route; au contraire, c'est plutôt imputable à un défaut du véhicule. C'est pourquoi, au cours d'une deuxième étape, un signal de défaut est enregistré dans une unité de surveillance du véhicule, en plus de l'introduction du moment de direction supplémentaire T. L'unité de surveillance peut être lue lors d'une révision et la stimulation intempestive ne survenant que lorsque le véhicule roule peut alors être discernée à l'atelier. La cause du défaut peut ensuite être éliminée au moyen de mesures appropriées. Une mise en garde immédiate du conducteur a lieu au cours d'une troisième étape. Ceci est nécessaire, par exemple, si la stimulation intempestive dépasse une valeur limite critique définie qui est de nature à compromettre la sûreté de la poursuite du trajet.
Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de réduction des stimulations intempestives s'exerçant sur un volant de direction comprenant des capteurs, une stimulation intempestive 5 s'exerçant sur un volant de direction et/ou sur un mécanisme de direction pouvant être détectée au moyen des capteurs, caractérisé par au moins une unité de réglage (13.1), moyennant quoi un moment de direction supplémentaire (T) peut être engendré dans l'unité de réglage (13.1) sur la base de la stimulation intempestive détectée, et au moins un servomoteur (9) au moyen duquel le moment de direction supplémentaire (T) peut être appliqué sur le 15 mécanisme de direction (4) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par au moins un filtre (13.2), les stimulations basse fréquence s'exerçant sur le volant de direction (2) et/ou sur le mécanisme de direction (4) pouvant être retirées par le filtre (13.2) pour commander le servomoteur (9) au moyen du moment de direction supplémentaire (T).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la position angulaire du rotor du servomoteur (9) d'une direction électromécanique et/ou le moment de direction du volant de direction (2) peuvent être détectés au moyen des capteurs, les signaux de capteur étant prélevés dans une assistance directionnelle électromécanique.
4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un angle de volant de direction (a) peut être détecté par les capteurs, les signaux de capteur étant prélevés dans un dispositif électronique de stabilisation.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, 35 caractérisé en ce qu'une stimulation intempestive à compenser peut être analysée quantitativement et/ou qualitativement par l'unité de réglage (13.1), au moins une valeur limite étant définie et, en cas de dépassement de la valeur limite, un rapport de défaut pouvant être enregistré dans une unité de surveillance et/ou un conducteur pouvant être mis en garde au moyen d'un signal optique et/ou acoustique.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par une détection (13.3), une stimulation intempestive pouvant être reconnue au moyen de la détection (13.3) et la détection (13.3) engendrant, en cas de reconnaissance d'une stimulation intempestive, un signal de réglage (s), auquel cas une application du moment de direction supplémentaire (T) peut être enclenchée ou arrêtée en vertu du signal de réglage (s).
7. Procédé de réduction des stimulations intempestives s'exerçant sur un volant de direction, une stimulation intempestive s'exerçant sur un volant de direction et/ou sur un mécanisme de direction (4) pouvant être détectée au moyen de capteurs, caractérisé en ce que un moment de direction supplémentaire (T) est engendré dans une unité de réglage (13.1) sur la base de la stimulation intempestive détectée, et le moment de direction supplémentaire (T) est appliqué sur le mécanisme de direction (4) par un servomoteur (9).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un filtre (13.2) retire les stimulations basse fréquence s'exerçant sur le volant de direction (2) et/ou sur le mécanisme de direction (4) pour commander le servo- moteur (9) au moyen du moment de direction supplémentaire (T).
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les capteurs détectent la position angulaire du rotor du servomoteur (9) d'une direction électromécanique et/ou le moment de direction du volant de direction (2), les signaux de capteur étant prélevés dans une assistance directionnelle électromécanique.
10. Procédé selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que les capteurs détectent un angle de volant de direction (a), les signaux utiles étant prélevés dans un dispositif électronique de stabilisation.
11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que l'unité de réglage (13.1) analyse quantitativement et/ou qualitativement une stimulation intempestive à compenser, au moins une valeur limite étant définie et, en cas de dépassement de la valeur limite, un rapport de défaut étant enregistré dans une unité de surveillance et/ou un conducteur étant mis en garde au moyen d'un signal optique et/ou acoustique.
12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'une stimulation intempestive est reconnue au moyen d'une détection (13. 3) et en ce que la détection (13.3) engendre un signal de réglage (s) en cas de reconnaissance d'une stimulation intempestive, le moment de direction supplémentaire (i) étant enclenché en vertu du signal de réglage (s).
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