FR3025167A1

FR3025167A1 - Dispositif de commande de direction assistee electrique

Info

Publication number: FR3025167A1
Application number: FR1558130A
Authority: FR
Inventors: Takayuki Kifuku; Masaki Matsushita; Hiroyuki Kozuki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2016-03-04
Anticipated expiration: 2035-09-02
Also published as: US20070199764A1; DE102006040483A1; FR2897822B1; FR2897822A1; US7624838B2; KR20070089569A; JP2007236075A; FR3025167B1; DE102006040483B4; KR100798222B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande de direction assistée électrique qui comprend un moteur (4) et une unité de traitement (20B), caractérisé en ce que l'unité de traitement (20B) comprend : une section de calcul de courant cible (21) qui calcule un courant cible fourni audit moteur en fonction d'un signal de couple de braquage ; une section de calcul de tension d'application qui calcule une tension d'application sur ledit moteur en fonction du signal de couple de braquage ; et une section de limitation de tension d'application (23) qui limite ladite tension d'application à une valeur limite prédéterminée ou inférieure correspondant audit courant cible.

Description

1 DISPOSITIF DE COMMANDE DE DIRECTION ASSISTEE ELECTRIQUE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de commande de direction assistée électrique qui délivre une force d'assistance issue d'un moteur à une direction de véhicule en fonction du couple de braquage 5 appliqué par un conducteur du véhicule à un volant, et elle concerne plus particulièrement une nouvelle technique permettant de limiter une tension appliquée au moteur d'une manière appropriée dès l'apparition d'une anomalie dans un système de commande du courant 10 moteur. Description de l'art connexe A ce jour, on connaît un dispositif de commande de direction assistée électrique, lequel, afin de délivrer 15 une force d'assistance optimale à la direction à partir d'un moteur, est pourvu de différents types de sections de détection (un détecteur de couple, un circuit de détection du courant moteur, etc.), d'une section de calcul du courant cible, d'une section de calcul du 20 courant maximal, et d'une section de commande du courant, et dans lequel la section de calcul du courant cible calcule différents types de courants cibles pour le moteur en se basant sur un signal de couple de braquage, un signal de vitesse du véhicule, un signal 25 de tension moteur, etc. (voir, par exemple, un premier 3025167 2 document de brevet : la publication examinée de la demande de brevet japonais n° 11 147479). En outre, afin que le moteur produise une force appropriée d'assistance à la direction même si une anomalie se produit dans le signal de tension moteur ou similaires, la section de calcul du courant maximal sert à limiter les courants cibles individuels de telle sorte que la somme totale de ces courants cibles individuels constitue une valeur limite supérieure des courants cibles prédéterminés en fonction du signal de couple de braquage, etc. Ainsi, dans les cas où le détecteur de couple ou un circuit de détection de la tension aux bornes du moteur est en panne, le courant cible du moteur est limité de manière à conserver une force appropriée d'assistance à la direction issue du moteur. En outre, afin que le courant moteur détecté par le circuit de détection du courant moteur coïncide avec le courant moteur cible, la section de commande du courant détermine une tension devant être appliquée au moteur tout en effectuant une commande par rétroaction de celle-ci. Dans le dispositif de commande de direction assistée électrique susmentionné que l'on connaît, la notion de limitation de la polarité de la tension d'application est absente et de ce fait, une limitation de la tension d'application n'est pas prévue. Se pose alors le problème suivant. En effet, en cas de défaillance du circuit de détection du courant moteur, d'erreur de calcul des valeurs ou des quantités de commande pour la commande par rétroaction du courant 3025167 3 moteur, etc., le courant fourni au moteur est interrompu. En revanche, il se peut qu'une tension inappropriée continue d'être appliquée au moteur pendant un certain temps jusqu'à ce que l'alimentation 5 du moteur en courant électrique soit effectivement interrompue ou arrêtée. RESUME DE L'INVENTION Par conséquent, la présente invention vise à 10 résoudre la difficulté évoquée ci-dessus, et a pour objet d'obtenir un dispositif de commande de direction assistée électrique qui soit capable de maintenir une puissance moteur appropriée en limitant une tension devant être appliquée à un moteur même en cas de 15 défaillance d'un circuit de détection du courant moteur et d'erreur de calcul de la commande par rétroaction du courant moteur. En vue de réaliser l'objet ci-dessus, selon l'invention, il est prévu un dispositif de commande de 20 direction assistée électrique comprenant : un détecteur de couple qui détecte un couple de braquage appliqué par un conducteur à une direction ; un moteur qui délivre une force d'assistance à la direction ; une section de traitement d'entrée qui reçoit un signal de 25 couple de braquage du détecteur de couple ; une section de traitement de sortie qui entraîne le moteur ; et une unité de traitement qui fournit une instruction à la section de traitement de sortie en fonction du signal de couple de braquage. L'unité de traitement comprend : 30 une section de calcul de la tension d'application qui calcule une tension à appliquer au moteur selon le 3025167 4 signal de couple de braquage ; et une section de limitation de la tension d'application qui limite la tension d'application à une valeur limite prédéterminée ou inférieure correspondant au sens du signal de couple 5 de braquage. Selon la présente invention, il est possible de conserver une puissance moteur appropriée en limitant une tension devant être appliquée à un moteur même en cas de défaillance d'un circuit de détection du courant 10 moteur et d'erreur de calcul des valeurs ou des quantités de commande pour une commande par rétroaction du courant moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture 15 de la description détaillée ci-après des modes de réalisation préférés de la présente invention, faite en référence aux dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 20 La figure 1 est un schéma de principe montrant un dispositif de commande de direction assistée électrique selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est un schéma de principe d'un circuit 25 montrant la configuration matérielle détaillée d'un régulateur de la figure 1. La figure 3 est un schéma de principe fonctionnel montrant une unité de traitement sous forme de logiciel dans un microcontrôleur de la figure 2.

30 La figure 4 est une vue explicative montrant la caractéristique de calcul d'un courant cible utilisée 3025167 5 pour le traitement d'une section de calcul du courant cible de la figure 3. La figure 5 est une vue explicative montrant la caractéristique de limitation d'une tension 5 d'application utilisée pour le traitement d'une section de limitation de la tension d'application de la figure 3. La figure 6 est un organigramme illustrant l'opération de traitement d'une section de limitation 10 de la tension d'application du dispositif de commande de direction assistée électrique selon le premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 7 est un schéma de principe fonctionnel montrant une unité de traitement sous forme de logiciel 15 dans un microcontrôleur d'un dispositif de commande de direction assistée électrique selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention. La figure 8 est un schéma de principe fonctionnel montrant une unité de traitement sous forme de logiciel 20 dans un microcontrôleur d'un dispositif de commande de direction assistée électrique selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention. La figure 9 est une vue explicative montrant la caractéristique de limitation d'une tension 25 d'application selon une section de limitation de la tension d'application de la figure 8. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Nous allons détailler, ci-après, les modes de 30 réalisation préférés de la présente invention en faisant référence aux dessins annexés.

3025167 6 Mode de réalisation 1 (Limitation de puissance d'un régulateur de courant proportionnel-intégral de moteur à balai) 5 Revendications 1, 2, 7 Référons-nous tout d'abord à la figure 1, qui montre de manière schématique un dispositif de commande de direction assistée électrique selon un premier mode de réalisation de la présente invention.

10 Sur cette figure 1, un volant 1, lequel constitue une direction de véhicule, est monté sur une extrémité d'un arbre de direction 2 de manière, par exemple, à être manoeuvré par un conducteur du véhicule. Un détecteur de couple 3 est monté sur l'arbre de 15 direction 2 pour détecter une force de braquage appliquée au volant 1 par le conducteur. Un signal de couple de braquage Ts émis par le détecteur de couple 3 est transmis à un régulateur 8 (que nous décrirons dans de plus amples détails ultérieurement) qui comprend un 20 microordinateur. D'un autre côté, un moteur 4 est monté sur l'arbre de direction 2 par le biais d'un réducteur de vitesse 5. Le moteur 4 se présente sous la forme d'un moteur à courant continu, par exemple du type à commutation par 25 balai, et il est entraîné à fonctionner sous la commande du régulateur 8, moyennant quoi une force d'assistance (couple d'assistance) est produite dans l'arbre de direction 2 de la direction pour assister la force de braquage du conducteur. Le réducteur de 30 vitesse 5 sert à réduire le couple d'assistance produit par le moteur 4 d'une manière appropriée et à 3025167 7 transmettre celui-ci à l'arbre de direction 2. Un capteur de vitesse du véhicule 6 détecte la vitesse de déplacement du véhicule (vitesse du véhicule), et transmet celle-ci au régulateur 8 en tant que signal de 5 vitesse du véhicule Vs. Une batterie embarquée 7 constitue une alimentation d'entraînement pour le régulateur 8. Le régulateur 8 calcule un courant cible Im* basé sur le signal de couple de braquage Ts du détecteur de 10 couple 3 et le signal de vitesse du véhicule Vs du capteur de vitesse du véhicule 6, puis calcule un degré de fonctionnement Vm* correspondant au courant cible Im*, moyennant quoi une tension d'application Vm correspondant au degré de fonctionnement Vm* est 15 appliquée au moteur 4 pour entraîner celui-ci. En outre, le moteur 4 est pourvu d'un circuit de détection de courant et d'un circuit de détection de tension (décrits ultérieurement), lesquels servent à renvoyer par rétroaction leurs signaux de détection au 20 régulateur 8 respectivement sous la forme d'un courant moteur Imsns et d'une tension moteur Vmsns. La figure 2 est un schéma de principe d'un circuit qui montre la configuration matérielle détaillée du régulateur 8, et dans lequel les parties ou composants 25 similaires à ceux décrits ci-dessus (figure 1) sont identifiés par les mêmes symboles, sans qu'une description détaillée de ceux-ci soit fournie. Sur la figure 2, le régulateur 8 comprend un microcontrôleur 9 se présentant comme un composant 30 principal, un circuit d'entraînement du moteur 10, une paire de circuits de commande de grille 11a, 11b, un 3025167 8 circuit de détection du courant moteur 12, un circuit de détection de la tension moteur 13, un circuit d'entrée du détecteur de couple 14, et un circuit d'entrée du capteur de vitesse du véhicule 15.

5 Le microcontrôleur 9 comprend un microprocesseur MPU se présentant comme un composant principal, une section de mémoire ROM dans laquelle est stocké un programme de commande pour faire fonctionner le microprocesseur MPU, une section de mémoire RAM 10 utilisée pour le traitement des calculs du microprocesseur MPU, un modulateur d'impulsions en largeur PWM pour délivrer un signal de modulation d'impulsions en largeur au circuit de commande de grille lla, un convertisseur analogique-numérique A/D 15 qui transforme les signaux analogiques issus des circuits de détection 12, 13 et du circuit d'entrée du détecteur de couple 14 en signal numérique et reçoit ceux-ci, et une section d'entrée-sortie I/O qui délivre une impulsion d'entraînement au circuit de commande de 20 grille llb et reçoit un signal à impulsions du circuit d'entrée du capteur de vitesse du véhicule 15. Le circuit d'entraînement du moteur 10 comprend quatre transistors de puissance MOS Pl à P4 qui sont reliés pour former un circuit de pont, des diodes étant 25 reliées de manière antiparallèle aux transistors de puissance MOS Pl à P4, respectivement. Le circuit de commande de grille lla entraîne en modulation d'impulsions en largeur les transistors de puissance MOS Pl, P2 du côté positif du circuit d'entraînement du 30 moteur 10, et le circuit de commande de grille llb entraîne en modulation d'impulsions en largeur les 3025167 9 transistors de puissance MOS P3, P4 du côté neutre du circuit d'entraînement du moteur 10, pour mettre ceuxci sous tension et hors tension . Le circuit de détection du courant moteur 12 détecte le courant 5 d'armature du moteur 4 en tant que courant moteur Imsns, et le transmet au microcontrôleur 9. Le circuit de détection de la tension moteur 13 détecte la tension aux bornes du moteur 4 en tant que tension moteur Vmsns, et la transmet au microcontrôleur 9. Le circuit 10 d'entrée du détecteur de couple 14 constitue une section de traitement d'entrée pour recevoir le signal de couple de braquage Ts du détecteur de couple 3, et transmet ce signal de couple de braquage Ts au microcontrôleur 9.

15 D'une manière similaire, le circuit d'entrée du capteur de vitesse du véhicule 15 transmet le signal de vitesse du véhicule Vs délivré par le capteur de vitesse du véhicule 6 au microcontrôleur 9. Le circuit d'entraînement moteur 10 et les circuits de commande de 20 grille 11a, llb constituent conjointement une section de traitement de sortie destinée à l'entraînement du moteur 4. Le microprocesseur MPU du microcontrôleur 9 constitue une unité de traitement destinée à fournir, lors de son fonctionnement en tant que logiciel, une 25 instruction à la section de traitement de sortie en fonction du signal de couple de braquage Ts. La figure 3 est un schéma de principe fonctionnel qui montre une unité de traitement 20 sous la forme d'un logiciel du microcontrôleur 9. Sur la figure 3, 30 l'unité de traitement 20 est pourvue d'une section de calcul du courant cible 21, d'une section de calcul par 3025167 10 rétroaction du courant moteur 22 comportant un soustracteur 22a, et d'une section de limitation de tension d'application 23. La section de calcul du courant cible 21 et la section de calcul par 5 rétroaction du courant moteur 22 constituent conjointement une section de calcul de la tension d'application qui calcule, en tant que degré de fonctionnement Vm*, la tension d'application Vm exercée sur le moteur 4 selon signal de couple de braquage Ts.

10 La section de calcul du courant cible 21 produit le courant cible Im* basé sur le signal de vitesse du véhicule Vs émis par le capteur de vitesse du véhicule 6 et sur le signal de couple de braquage Ts émis par le détecteur de couple 3 selon une caractéristique 15 prédéterminée (voir, par exemple, figure 4). Le soustracteur 22a calcule un écart de courant zIm (= Im* - Imsns) entre le courant cible Im* et le courant moteur Imsns du circuit de détection du courant moteur 12.

20 La section de calcul par rétroaction du courant moteur 22 produit le degré de fonctionnement Vm* permettant de faire coïncider le courant moteur Imsns avec le courant cible Im* (autrement dit, l'écart type zIm = 0) sur la base de l'écart de courant zIm au moyen 25 d'un algorithme de commande par rétroaction, par exemple une commande proportionnelle-intégrale ou similaires. La section de limitation de la tension d'application 23 produit une tension d'application Vm qui est limitée selon la caractéristique prédéterminée 30 (voir, par exemple, figure 5) sur la base du degré de fonctionnement Vm* et du signal de couple de braquage 3025167 11 Ts. La tension d'application Vm produite par la section de limitation de la tension d'application 23 est modulée en impulsions en largeur par le modulateur PWM du microcontrôleur 9 pour entraîner les MOSFET de 5 puissance Pl, P2 du circuit d'entraînement 10 par l'intermédiaire du circuit de commande de grille lla. En outre, la tension d'application Vm agit comme une tension destinée à mettre sous tension et hors tension les MOSFET de puissance P3, P4 du circuit 10 d'entraînement 10 par l'intermédiaire du circuit de commande de grille 11b. La figure 4 est une vue explicative qui montre la caractéristique de calcul du courant cible Im* utilisée pour le traitement de la section de calcul du courant 15 cible 21. Sur la figure 4, l'axe des abscisses représente le courant cible Im* gauche et droit, et l'axe des ordonnées représente le signal de couple de braquage Ts gauche et droit. Lorsque le signal de vitesse du 20 véhicule Vs montre une vitesse faible, le courant cible Im* est défini sur la base du signal de couple de braquage Ts selon une caractéristique qui suit un trait alternant entre pointillés longs et pointillés courts, alors que lorsque le signal de vitesse du véhicule Vs 25 montre une vitesse élevée, le courant cible Im* est défini sur la base du signal de couple de braquage Ts selon une caractéristique qui suit un trait plein. La figure 5 est une vue explicative qui montre la caractéristique de limitation de la tension 30 d'application Vm utilisée pour le traitement de la section de limitation de la tension d'application 23.

3025167 12 Sur la figure 5, l'axe des abscisses représente le signal de couple de braquage Ts gauche et droit, et l'axe des ordonnées représente la tension d'application Vm gauche et droite. En outre, une valeur limite droite 5 VRL et une valeur limite gauche VLL sont définies comme valeurs limites prédéterminées selon les sens droit et gauche du signal de couple de braquage Ts. Afin que la tension dans une région anormale Z2 ou Z3 devienne une valeur dans une région normale Z1, la tension 10 d'application Vm est limitée à une valeur inférieure ou égale à la valeur limite droite VRL ou à la valeur limite gauche VLL (dans chacun des cas, la valeur de tension étant considérée comme une valeur absolue) selon le sens droit ou gauche du signal de couple de 15 braquage Ts. Nous allons à présent évoquer de manière plus détaillée le traitement de suppression de la tension de la section de limitation de tension d'application 23 de la figure 3, en nous reportant aux figures 4 et 5.

20 Sur la figure 3, le degré de fonctionnement Vm* calculé par la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22 est soumis à l'influence de perturbations externes telles que la force contre-électromotrice du moteur 4, les variations de tension 25 de la batterie 7, etc., de sorte que la relation entre le degré de fonctionnement Vm* et le courant cible Im* n'est pas une relation de simple proportionnalité. En revanche, lorsque le courant cible Im* est élevé, le degré de fonctionnement Vm* tend à devenir 30 élevé lui aussi, et la relation entre le signal de couple de braquage Ts et le courant cible Im* est une 3025167 13 relation d'augmentation monotone, comme le montre la figure 4. Ainsi, lorsque le signal de couple de braquage Ts est généralement élevé, comme nous le voyons dans la région normale Z1 de la figure 5, le 5 degré de fonctionnement Vm* tend lui aussi à être élevé. En revanche, sur la figure 5, la tension d'application Vm dans chacune des régions anormales Z2, Z3 est une valeur qui engendre un courant d'anti- 10 assistance en raison d'une erreur de calcul, d'une défaillance de circuit, etc. ou une valeur liée à l'influence d'un bruit électromagnétique, etc., elle est donc considérée comme une valeur de tension pouvant provoquer un fonctionnement inutile du système de 15 commande de direction. Par conséquent, en limitant le degré de fonctionnement Vm* correspondant à la tension d'application Vm à une valeur située dans la région normale Z1 de la figure 5, la section de limitation de la tension d'application 23 peut supprimer une tension 20 d'application Vm inappropriée sans limiter inutilement la tension d'application lorsque le degré de fonctionnement Vm* est normal. Nous allons maintenant étudier l'opération de traitement de la section de limitation de la tension 25 d'application 23 susmentionnée en nous référant à un organigramme de la figure 6 conjointement avec la figure 5. Ici, on notera qu'un programme illustré sur la figure 6 est stocké dans la section de mémoire ROM 30 intégrée dans le microcontrôleur 9 de la figure 2, et 3025167 14 est appelé et exécuté par le microprocesseur MPU de façon périodique. Sur la figure 6, l'étape S21 correspond à l'opération de traitement de la section de calcul du 5 courant cible 21, et l'étape S22 correspond à l'opération de traitement de la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22, et les étapes 5231 à S237 correspondent à l'opération de traitement de la section de limitation de la tension d'application 23.

10 Tout d'abord, la section de calcul du courant cible 21 calcule le courant cible Im* (étape S21). Ensuite, la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22 calcule le courant moteur Imsns de manière rétroactive en se basant sur l'écart de courant 15 zIm (= Im* - Imsns) calculé par le soustracteur 22a, et calcule également le degré de fonctionnement Vm* (étape S22). Ensuite, la section de limitation de la tension d'application 23 entraîne le moteur 4 en modulation par 20 impulsions en largeur au moyen de la tension d'application Vm qui est limitée correctement par le traitement des étapes 5231 à 5237 suivantes. A ce stade, on considère que la valeur limite droite VRL et la valeur limite gauche VLL permettant de distinguer ou 25 d'identifier la région normale Z1 sont stockées sous forme de table de données dans la section de mémoire RAM située à l'intérieur du microcontrôleur 9, comme le montre la figure 5. En premier lieu, la section de limitation de la 30 tension d'application 23 acquiert, au moyen d'un calcul par table, la valeur limite droite VRL et la valeur 3025167 15 limite gauche VLL en se basant sur le signal de couple de braquage Ts et en se reportant à la table de données de la figure 5 (étape S231). Ensuite, le degré de fonctionnement Vm* calculé à 5 l'étape S22 est comparé à la valeur limite droite VRL, de manière à déterminer si le degré de fonctionnement Vm* est supérieur à la valeur limite droite VRL (étape S232). Lorsqu'il s'avère que le degré de fonctionnement 10 Vm* > VRL à l'étape 5232 (c'est-à-dire OUI), la tension d'application Vm est fixée comme étant égale à la valeur limite droite VRL (autrement dit, Vm = VRL) de telle sorte que la tension d'application Vm soit inférieure ou égale à la valeur limite droite VRL 15 (étape S233). Ainsi, la tension d'application Vm est limitée à une valeur inférieure ou égale à la valeur limite droite VRL. En revanche, lorsqu'il s'avère que Vm* VRL à l'étape 5232 (c'est-à-dire NON), la tension 20 d'application Vm est maintenue égale au degré de fonctionnement Vm* (autrement dit, Vm = Vm*) (étape S234). Ensuite, de manière similaire au traitement susmentionné (étapes 5232 à 5234) basé sur la valeur 25 limite droite VRL, la section de limitation de la tension d'application 23 effectue le traitement de limitation (étapes 5235, 5236) pour la valeur limite gauche VLL. Premièrement, il s'agit de déterminer si la tension d'application Vm définie à l'étape 5233 ou 5234 30 est inférieure à la valeur limite gauche VLL (dans le cas où le côté gauche a une polarité négative) (étape 3025167 16 S235), et lorsqu'il s'avère que Vm < VLL (c'est-à-dire OUI), la tension d'application Vm est définie comme étant égale à la valeur limite gauche VLL (autrement dit, Vm = VLL) de telle sorte que la tension 5 d'application Vm soit supérieure ou égale à la valeur limite gauche VLL (étape S236). Ainsi, la tension d'application Vm est limitée à une valeur supérieure ou égale à la valeur limite gauche VLL. Ici, on considère qu'à l'étape 5235, la valeur de la tension 10 d'application Vm gauche sur la figure 5 n'est pas traitée en tant que valeur absolue mais en tant que valeur de polarité négative. En revanche, lorsqu'il s'avère que Vm VLL à l'étape 5235 (c'est-à-dire NON), le flux de commande 15 avance au traitement suivant sans exécuter le traitement de limitation (étape 5236) puisqu'il est déjà clair que la tension d'application Vm est une valeur située à l'intérieur de la région normale Zl. Autrement dit, lorsque le degré de fonctionnement Vm* 20 est dans la plage située entre les valeurs limites respectives VLL et VRL (dans la région normale Zl), la tension d'application Vm définie à l'étape 5234 est maintenue, et la tension d'application Vm devient égale au degré de fonctionnement Vm*. La tension 25 d'application Vm est limitée à l'intérieur de la plage de la région normale Zl de la figure 5 selon le traitement des étapes 5231 à 5237 ci-dessus. Enfin, la section de limitation de la tension d'application 23 produit la tension d'application Vm 30 limitée à l'intérieur de la région normale Zl par le biais du modulateur d'impulsions en largeur PWM du 3025167 17 microcontrôleur 9, du circuit de commande de grille lla et du circuit d'entraînement 10 (voir figure 2), afin d'entraîner ainsi le moteur 4 en modulation d'impulsions en largeur (étape S237).

5 En outre, l'unité de traitement 20 détermine si une période ou cycle prédéterminé s'est écoulé (étape S24), et lorsqu'il s'avère qu'une période ne s'est pas écoulée (c'est-à-dire NON), un retour à l'étape 24 est effectué, où une attente pendant un temps prédéterminé 10 est observée afin que les étapes S21 à 5237 puissent être exécutées à la période prédéterminée, tandis que lorsqu'il s'avère à l'étape S24 que la période en question s'est écoulée (c'est-à-dire OUI), un retour est effectué à l'étape S21 où le traitement 15 susmentionné (étapes S21 à 5237) est répété à la période prédéterminée. Comme expliqué ci-dessus, le dispositif de commande de direction assistée électrique selon le premier mode de réalisation de la présente invention 20 comprend le détecteur de couple 3 qui détecte le couple de braquage appliqué par le conducteur à la direction (le volant 1 et l'arbre de direction 2), le moteur 4 qui délivre une force d'assistance à la direction, la section de traitement d'entrée (le circuit d'entrée du 25 détecteur de couple 14) qui reçoit le signal de couple de braquage Ts du détecteur de couple 3, la section de traitement de sortie (le circuit d'entraînement moteur 10 et les circuits de commande de grille 11a, 11b) qui entraîne le moteur 4, et l'unité de traitement 20 qui 30 fournit une instruction à la section de traitement de sortie en fonction du signal de couple de braquage Ts.

3025167 18 L'unité de traitement 20 comprend la section de calcul de la tension d'application (la section de calcul du courant cible 21 et la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22) qui calcule la 5 tension d'application Vm exercée sur le moteur 4 selon le signal de couple de braquage Ts, et la section de limitation de la tension d'application 23 qui limite la tension d'application Vm aux valeurs limites prédéterminées VRL, VLL ou inférieures selon le sens du 10 signal de couple de braquage Ts. Ainsi, le degré de fonctionnement Vm* (correspondant à la tension d'application Vm) calculé par la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22 est limité à l'intérieur de la plage 15 prédéterminée (la région normale Z1) sur la base du sens et de l'amplitude du signal de couple de braquage Ts, en limitant l'amplitude de la tension d'application par une limitation de la polarité de tension selon le signal de couple de braquage Ts. Ainsi, même si le 20 degré de fonctionnement Vm* prend une valeur inappropriée en raison d'une erreur de calcul du microcontrôleur 9, etc., la tension d'application Vm est toujours limitée au voisinage d'une valeur normale (une valeur située à l'intérieur de la région normale 25 Z1), de sorte qu'il est possible de supprimer toute influence néfaste sur le comportement du système de commande de direction. En outre, la valeur limite comprend une première valeur limite (la valeur limite droite VRL lorsque le 30 signal de couple de braquage Ts représente le sens droit) qui est dans le même sens que le signal de 3025167 19 couple de braquage Ts, et une seconde valeur limite (la valeur limite gauche VLL lorsque le signal de couple de braquage Ts représente le sens gauche) qui est dans un sens opposé à celui du signal de couple de braquage Ts, 5 comme le montre la caractéristique de limitation de tension de la figure 5, dans laquelle lorsque la valeur de tension est considérée comme une valeur absolue, la première valeur limite est définie comme étant supérieure ou égale à la seconde valeur limite.

10 Autrement dit, une valeur limite dans un sens opposé au signal de couple de braquage Ts est inférieure ou égale en valeur absolue à une valeur limite dans le même sens que le signal de couple de braquage Ts. Ainsi, il est possible d'autoriser 15 l'entraînement du moteur 4 dans le même sens que le signal de couple de braquage Ts tout en empêchant le moteur 4 d'être entraîné dans le sens opposé au signal de couple de braquage Ts. Cela permet, par conséquent, d'éliminer encore une influence néfaste sur le 20 comportement du système de commande de direction tout en conservant un certain degré de la fonction de direction assistée. En outre, la section de calcul de la tension d'application (la section de calcul du courant cible 21 25 et la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22) et la section de limitation de la tension d'application 23, qui constituent conjointement l'unité de traitement 20, sont formées dans le même microcontrôleur 9, de sorte que la configuration 30 matérielle de celui-ci peut être simplifiée.

3025167 20 Mode de réalisation 2 Bien que dans le premier mode de réalisation susmentionné, nous ayons illustré le cas où le moteur 4 est un moteur en courant continu du type commutation à 5 balai, celui-ci peut être remplacé par un moteur triphasé du type sans balai. Dans ce cas, la section de calcul de la tension d'application de l'unité de traitement 20 calcule, comme tension d'application Vm, une tension de division 10 du flux magnétique pour commander le flux magnétique du moteur 4 et une tension de division du couple pour commander le couple de sortie du moteur 4, et la section de limitation de la tension d'application 23 est configurée de manière à limiter la tension de 15 division du couple à une valeur limite ou inférieure. En général, on commande un moteur triphasé du type sans balai en transformant une tension alternative triphasée en une tension d'axe d (tension de division du flux magnétique) et en une tension d'axe q (tension 20 de division du couple), mais selon ce deuxième mode de réalisation de la présente invention, on peut obtenir un effet fonctionnel similaire à l'effet ci-dessus en limitant la tension d'axe q à une valeur limite ou inférieure au moyen de la section de limitation de la 25 tension d'application 23. Mode de réalisation 3 Dans les premier et deuxième modes de réalisation susmentionnés, les programmes de commande de la section 30 de calcul de la tension d'application (la section de calcul du courant cible 21 et la section de calcul par 3025167 21 rétroaction du courant moteur 22) et de la section de limitation de la tension d'application 23, qui constituent conjointement l'unité de traitement 20 (voir figure 3), sont stockés dans la section de 5 mémoire ROM (voir figure 2) d'un seul et même microcontrôleur 9, mais un microcontrôleur supplémentaire (non représenté) similaire au microcontrôleur 9 peut être prévu dans le régulateur 8 (voir figure 1), de sorte que les sections ou 10 programmes de commande susmentionnés peuvent être stockés et exécutés individuellement et séparément dans les deux microcontrôleurs. Ainsi, selon ce troisième mode de réalisation de la présente invention, les sections de calcul par 15 rétroaction du courant moteur 22 et les sections de limitation de la tension d'application 23 vont fonctionner comme un système redondant au moyen d'une pluralité de microcontrôleurs. La probabilité que les sections de calcul par rétroaction du courant moteur 22 20 et les sections de limitation de la tension d'application 23 tombent en panne en même temps s'en trouvent ainsi réduites, ce qui permet d'obtenir une fonction de supervision extrêmement fiable et encore plus stricte.

25 Mode de réalisation 4 Dans les premier à troisième modes de réalisation susmentionnés, on se contente de limiter la tension d'application Vm à l'intérieur d'une plage 30 prédéterminée (la région normale Z1) au moyen de la section de limitation de la tension d'application 23 de 3025167 22 l'unité de traitement 20, mais comme le montre la figure 7, on peut prévoir une section d'interruption du moteur 24 dans une unité de traitement 20A, de manière à pouvoir interrompre le courant fourni au moteur 4 au 5 cas où la tension d'application (le degré de fonctionnement Vm*) calculée par la section de calcul de la tension d'application (la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22) ou la tension d'application Vm limitée par la section de limitation 10 de la tension d'application 23 (c'est-à-dire limitée par les valeurs limites respectives VRL et VLL) présenterait une valeur anormale. La figure 7 est un schéma de principe fonctionnel montrant une unité de traitement 20A d'un dispositif de 15 commande de direction assistée électrique selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel les parties ou sections similaires à celles décrites ci-dessus (voir figure 3) sont identifiées par les mêmes symboles ou par des symboles identiques ayant 20 le suffixe "A", sans qu'une explication détaillée de celles-ci soit fournie. Sur la figure 7, l'unité de traitement 20A se présente sous la forme d'une configuration logicielle (programme de commande) située dans le microcontrôleur 25 9 (voir figure 2), comme indiqué ci-dessus. Cette unité de traitement 20A est pourvue de la section d'interruption du moteur 24 qui est associée à au moins une de la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22 et de la section de limitation de la tension 30 d'application 23.

3025167 23 La section d'interruption du moteur 24 agit comme une section de blocage en cas de défaillance pour le moteur 4, et fonctionne de la façon suivante. Par exemple, dans le cas où le degré de fonctionnement Vm* 5 calculé par la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22 s'écarte de façon notoire de la région normale Z1 de sorte qu'un écart de tension entre le degré de fonctionnement Vm* et au moins une des valeurs limites (VRL, VLL) présente une valeur 10 supérieure ou égale à une valeur maximale admissible, on considère que l'unité de traitement 20A se trouve dans un état d'apparition d'une d'anomalie, et le courant fourni au moteur 4 est interrompu. L'état d'interruption du moteur 4 engendré par la section 15 d'interruption du moteur 24 est conservé jusqu'à ce que le microcontrôleur 9 soit réactivé. Comme décrit ci-dessus, selon ce quatrième mode de réalisation de la présente invention, dans le cas où l'unité de traitement 20A est en panne et où le degré 20 de fonctionnement Vm* présente une valeur anormale, la présence de la section d'interruption du moteur 24 sert à empêcher qu'une tension inappropriée soit appliquée au moteur 4, ce qui permet de réaliser un traitement à sécurité intégrée.

25 En outre, lorsque le degré de fonctionnement Vm* s'écarte de manière continue de la région normale Z1 (autrement dit, lorsqu'il est supérieur à la valeur limite VRL ou VLL) pendant une période prédéterminée ou plus longtemps, la section d'interruption du moteur 24 30 peut interrompre le courant fourni au moteur 4. Autrement dit, lorsque l'état, dans lequel la tension 3025167 24 d'application sur le moteur 4 calculée par la section de calcul de la tension d'application est supérieure à une valeur limite de la section de limitation de la tension d'application 23, se poursuit pendant ce temps 5 prédéterminé ou plus longtemps, la section d'interruption du moteur 24 interrompt le courant fourni au moteur 4, assurant ainsi un traitement à sécurité intégrée comme indiqué ci-dessous. En outre, la section d'interruption du moteur 24 10 lit la tension moteur Vmsns détectée par le circuit de détection de la tension moteur 13 comme étant la tension d'application Vm limitée par la section de limitation de la tension d'application 23 (ou lit la tension d'application Vm directement à partir de la 15 section de limitation de la tension d'application 23), et interrompt le courant fourni au moteur 4 pour effectuer de manière similaire un traitement à sécurité intégrée lorsque l'écart de tension entre la tension d'application Vm et une valeur limite (VRL ou VLL) 20 présente la valeur prédéterminée ou une valeur supérieure. Dans ce cas, il est possible d'empêcher l'application d'une tension inappropriée sur le moteur 4 même si la section de limitation de la tension d'application 23 est en panne.

25 En outre, la section d'interruption du moteur 24 peut être formée dans ce même microcontrôleur 9 (l'unité de traitement 20A) où est prévue la section de limitation de la tension d'application 23, ou peut être formée dans un microcontrôleur différent, également 30 prévu et dans lequel ne figure pas la section de limitation de la tension d'application 23.

3025167 25 Mode de réalisation 5 Dans les premier à quatrième modes de réalisation susmentionnés, le signal de couple de braquage Ts est 5 transmis à la section de limitation de la tension d'application 23 (voir figure 3 et figure 7), de sorte qu'on obtient la tension d'application Vm définitive sur le moteur 4 en limitant la tension d'application Vm (le degré de fonctionnement Vm*) au moyen de la 10 caractéristique de limitation de tension (voir figure 5) basée sur le signal de couple de braquage Ts, mais comme le montre la figure 8, le courant cible Im* peut être transmis à une section de limitation de la tension d'application 23B, de sorte qu'on peut obtenir la 15 tension d'application Vm définitive sur le moteur 4 en limitant le degré de fonctionnement Vm* au moyen d'une caractéristique de limitation de tension (voir figure 9) basée sur le courant cible Im*. La figure 8 est un schéma de principe fonctionnel 20 qui montre une unité de traitement 20B d'un dispositif de commande de direction assistée électrique selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel les parties ou sections similaires à celles décrites ci-dessus (voir figure 3) sont identifiées par 25 les mêmes symboles ou par des symboles identiques ayant le suffixe "B", sans qu'une explication détaillée de celles-ci soit fournie. Sur la figure 8, l'unité de traitement 20B se présente sous la forme d'une configuration logicielle (programme de commande) située 30 dans le microcontrôleur 9 (voir figure 2), comme indiqué ci-dessus.

3025167 26 En outre, la figure 9 est une vue explicative qui montre la caractéristique de limitation de tension utilisée dans la section de limitation de la tension d'application 23B de l'unité de traitement 20B, dans 5 laquelle les parties ou sections similaires à celles décrites ci-dessus (voir figure 5) sont identifiées par les mêmes symboles, sans qu'une description détaillée de celles-ci soit fournie. Sur la figure 9, la caractéristique de limitation 10 de tension illustrée sur celle-ci est similaire à celle de la figure 5, exception faite que l'axe des abscisses représente le "courant cible Im*" gauche et droit. Dans ce cas, la section de limitation de la tension d'application 23B sert à limiter la tension 15 d'application Vm définitive sur le moteur 4 à des valeurs limites prédéterminées (VRL, VLL) ou inférieures, selon le courant cible Im*. En outre, de manière similaire aux indications ci-dessus, une première valeur limite dans un sens identique à celui 20 du courant cible Im* est définie comme étant supérieure ou égale à une seconde valeur limite qui se trouve dans un sens opposé à celui du courant cible Im*. Comme décrit ci-dessus, selon le cinquième mode de réalisation de la présente invention, la section de 25 limitation de la tension d'application 23B limite la tension d'application Vm à l'intérieur de la région normale Z1 en se basant sur la caractéristique de limitation de la tension de la figure 9. Ainsi, il est possible de maintenir une puissance moteur appropriée 30 même en cas de défaillance du circuit de détection du courant moteur 12 ou d'erreur de calcul des valeurs ou 3025167 27 des quantités de contrôle pour une commande par rétroaction du courant moteur Imsns. Ici, on notera que lorsque le moteur 4 est un moteur triphasé, la section de calcul du courant cible 5 21 calcule, en tant que courant cible Im*, la tension de division du flux magnétique pour commander le flux magnétique du moteur 4 et la tension de division du couple pour commander le couple de sortie du moteur 4, et que la section de calcul de la tension d'application 10 (la section de calcul par rétroaction du courant moteur 22) calcule, comme tension d'application Vm (le degré de fonctionnement Vm*), la tension de division du flux magnétique susmentionnée et la tension de division du couple susmentionnée. En outre, la section de 15 limitation de la tension d'application 23B limite la tension de division du couple à une valeur limite ou inférieure correspondant au courant de division du couple. Par conséquent, la tension d'axe q peut être limitée à cette valeur limite ou à une valeur 20 inférieure, comme indiqué ci-dessus. Bien que nous ayons décrit l'invention à la lumière de modes de réalisation préférés, l'homme du métier comprendra qu'il est possible de pratiquer l'invention moyennant certaines modifications tout en 25 restant dans la portée des revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de commande de direction assistée électrique comprenant : un détecteur de couple (3) qui détecte un couple 5 de braquage (Ts) appliqué par un conducteur à une direction ; un moteur (4) qui agit sur ladite direction ; une section de traitement d'entrée qui reçoit un signal de couple de braquage (Ts) dudit détecteur de 10 couple ; une section de traitement de sortie qui entraîne ledit moteur ; et une unité de traitement (20A) qui fournit une instruction à ladite section de traitement de sortie en 15 fonction dudit signal de couple de braquage ; caractérisé en ce que ladite unité de traitement (20A) comprend : une section de calcul du courant cible (21) qui calcule un courant cible fourni audit moteur en 20 fonction dudit signal de couple de braquage ; et une section de calcul de tension d'application qui calcule une tension d'application audit moteur ; et une section de limitation de tension d'application (23) qui limite ladite tension d'application à une 25 valeur prédéterminée ou inférieure correspondant audit courant cible, dès l'apparition d'une anomalie dans un système de commande du courant moteur.
2. Dispositif de commande de direction assistée 30 électrique selon la revendication 1, dans lequel 3025167 29 ladite valeur limite comprend une première valeur limite dans un sens identique à celui dudit courant cible et une seconde valeur limite dans un sens opposé à celui dudit courant cible ; et ladite première valeur limite est supérieure ou égale à ladite seconde valeur limite.
3. Dispositif de commande de direction assistée électrique selon la revendication 2, dans lequel ledit moteur (4) comprend un moteur triphasé ; ladite section de calcul du courant cible calcule, comme dit courant cible, une tension de division du flux magnétique pour commander un flux magnétique dudit moteur et une tension de division du couple pour 15 commander un couple de sortie dudit moteur ; et ladite section de calcul de tension d'application calcule, comme dite tension d'application, une tension de division du flux magnétique pour commander un flux magnétique dudit moteur et une tension de division du 20 couple pour commander un couple de sortie dudit moteur ; et ladite section de limitation de tension d'application limite ladite tension de division du couple à ladite valeur limite ou inférieure 25 correspondant audit courant de division du couple.
4. Dispositif de commande de direction assistée électrique selon la revendication 1, dans lequel ladite section de calcul de tension d'application 30 et ladite section de limitation de tension 3025167 30 d'application sont formées dans le même microcontrôleur (9) .
5. Dispositif de commande de direction assistée 5 électrique selon la revendication 1, dans lequel ladite section de calcul de la tension d'application et ladite section de limitation de la tension d'application sont respectivement formées dans des microcontrôleurs différents. 10
6. Dispositif de commande de direction assistée électrique selon la revendication 1, dans lequel ladite unité de traitement (20A) comprend une section d'interruption du moteur (24) ; et ladite section d'interruption du moteur (24) interrompt un courant fourni audit moteur lorsque la tension d'application calculée par ladite section de calcul de tension d'application ou la tension d'application limitée par ladite section de limitation de tension d'application présente une valeur anormale.
7. Dispositif de commande de direction assistée électrique selon la revendication 6, dans lequel ladite section d'interruption du moteur (24) interrompt un courant fourni audit moteur lorsqu'un écart de tension entre la tension d'application calculée par ladite section de calcul de tension d'application et ladite valeur limite présente une valeur maximale permissible ou supérieure. 3025167 31
8. Dispositif de commande de direction assistée électrique selon la revendication 6, dans lequel ladite section d'interruption du moteur (24) interrompt un courant fourni audit moteur lorsque la 5 tension d'application calculée par ladite section de calcul de tension d'application est supérieure à ladite valeur limite pendant une durée prédéterminée ou plus.
9. Dispositif de commande de direction assistée 10 électrique selon la revendication 6, dans lequel ladite section d'interruption du moteur (24) interrompt un courant fourni audit moteur lorsqu'un écart de tension entre ladite valeur limite et la tension d'application limitée par ladite valeur limite 15 présente une valeur prédéterminée ou supérieure.
10. Dispositif de commande de direction assistée électrique selon la revendication 6, dans lequel ladite section de limitation de la tension 20 d'application (23) et ladite section d'interruption du moteur (24) sont formées dans le même microcontrôleur.
11. Dispositif de commande de direction assistée électrique selon la revendication 6, dans lequel 25 ladite section de limitation de la tension d'application (23) et ladite section d'interruption du moteur (24) sont respectivement formées dans des microcontrôleurs différents.