FR3029031A3 - Dispositif relais pour moteur electrique de direction assistee - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif relais pour moteur électrique (11) de direction assistée du type comportant : • une boîte relais (12), • un faisceau de câblage d'alimentation (13), • des câbles de commande (19) de la boite relais, le dit dispositif étant caractérisé en ce que la boîte relais est montée en contact direct avec le moteur électrique (11) et est reliée à un calculateur (10) par l'intermédiaire du faisceau de câblage (13) et des câbles de commande (19).

Description

1 La présente invention concerne un dispositif relais pour un moteur électrique de direction assistée de véhicule automobile. Plus particulièrement, il s'agit d'un dispositif de sécurité associé à un moteur électrique de direction assistée. Il est, bien sûr, déjà connu de faciliter la conduite d'un véhicule automobile en l'équipant d'un moteur électrique d'assistance à la direction. Un tel moteur soulage le conducteur des efforts physiques (parfois importants) à mettre en oeuvre pour diriger son véhicule. A cet effet, ce moteur électrique applique un couple d'assistance sur la colonne de direction. Ce couple est bien entendu modulé de manière connue en soi en fonction de la vitesse du véhicule et de l'angle de rotation du volant requis par le conducteur.

Les systèmes d'assistance à la direction couramment utilisés sont munis d'un calculateur électronique associé à une boîte relais. Cette boite relais placée en contact étroit avec le calculateur électronique a pour fonction de déconnecter le calculateur électronique du moteur électrique lorsqu'un défaut apparait dans le calculateur (par exemple court circuit, problème de masse etc...).

Les nouvelles normes de sécurité (ASIL D - Automotive Safety lntegrity Level- pour niveau de sécurité et d'intégrité automobile) mettant en oeuvre la norme ISO 26262 requièrent que tout défaut de la chaine de commande du moteur électrique d'assistance de direction soit détecté et conduise à une mise en sécurité du véhicule sans affecter les fonctions de conduite. Notamment un défaut dans la chaine de commande du moteur électrique ne doit pas entraîner le blocage de la colonne de direction ce qui aurait des conséquences critiques pour le conducteur et les autres usagers de la route. Or, pour des raisons d'encombrement, de poids et de prix, il n'est pas toujours possible de placer le calculateur et sa boîte relais à proximité immédiate de la colonne de direction et du moteur électrique. En effet la place disponible sous la planche de bord est très limitée. De ce fait le calculateur et sa boîte relais peuvent être souvent placés à distance du moteur électrique. La boite relais est alors munie d'un faisceau de câblage de liaison avec le moteur. Or, ce faisceau de câblage peut être relativement long (longueur supérieure à 0,5m) et de ce fait peut être sujet à des défauts divers (coupure, court circuit, etc...). De ce fait, bien que la boîte relais soit présente entre le calculateur et le moteur pour éviter que tout disfonctionnement du calculateur n'entraine un événement critique sur le moteur (blocage de la colonne de direction), il existe encore des risques de disfonctionnements importants du à la longueur du câblage utilisé. Pour pallier cet inconvénient il faudrait pouvoir rapprocher le calculateur du moteur électrique, mais comme indiqué plus haut cette solution n'est pas toujours 35 possible. La place libre sous la planche de bord au niveau de colonne de direction et de son moteur d'entrainement est plus que limitée.

3029031 2 La présente invention a donc pour but de pallier l'ensemble de ces inconvénients et de fournir un dispositif relais pour moteur électrique de direction assistée fiable, économique et peu encombrant. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif relais pour moteur 5 électrique de direction assistée du type comportant : - une boîte relais, - un faisceau de câblage d'alimentation, - des câbles de commande de la boite relais. Le dispositif selon l'invention est remarquable par le fait que la boîte relais est 10 montée en contact direct avec le moteur électrique et est reliée à un calculateur par l'intermédiaire du faisceau de câblage et des câbles de commande. Ainsi l'invention consiste à placer la boîte relais en contact direct avec le moteur et à relier la boite relais et le calculateur par des câblages appropriés (alimentation et commande). En plaçant la boîte relais au plus près du moteur on s'assure que tout 15 défaut dans la chaine électrique entre le calculateur et la boîte relais soit pris en compte et conduise à la déconnection du moteur et du calculateur. De ce fait, les défauts apparaissant sur le câblage lui-même sont pris en compte. En outre, en séparant la boîte relais du calculateur, on permet une modularité de la fonction de sécurité du système d'assistance à la direction (ISO 26262) adaptable au besoin de chaque constructeur 20 automobile et à l'espace disponible sous la planche de bord. Avantageusement, le moteur est alimenté en triphasé et la boite relais comporte trois relais alimentés par le faisceau de câblage d'alimentation. Chacun des relais intègre un interrupteur commandé par le calculateur. De manière avantageuse, on notera que les câbles de commande de la boîte 25 relais sont également adaptés pour être reliés au moteur et pour transmettre au calculateur un signal représentatif d'un angle moteur. Ceci permet de placer le calculateur là où on le souhaite dans la planche de bord. Avantageusement encore, la boîte relais comporte un support pour des pistes conductrices reliées chacune d'une part à un plot de réception du câblage d'alimentation 30 et d'autre part à une fiche de connexion moteur. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels : 3029031 3 - La figure 1 est une vue schématique, en perspective partiellement explosée, d'un système d'assistance à la direction assistée selon l'invention, - La figure 2 est une vue schématique en perspective de la boite relais 5 selon l'invention, - La figure 3 est une vue schématique illustrant un schéma électrique d'une boîte relais selon l'invention, et - La figure 4 est une vue schématique en plan d'un dispositif relais selon l'invention.

10 Selon la forme de réalisation représentée aux figures 1 à 4, le dispositif relais selon l'invention comporte : - une boîte relais 12, - un faisceau de câblage d'alimentation 13, et - deux câbles 19 de commande de la boite relais.

15 Ce dispositif relais est associé à un calculateur électronique 10 et à un moteur électrique 11 pour constituer un système d'assistance à la direction. Un tel système d'assistance à la direction permet d'exercer un couple sur une colonne de direction (non représentée) afin d'en faciliter les mouvements. De tels systèmes d'assistance à la direction sont connus en eux et ne seront pas détaillés ici.

20 Comme cela est plus particulièrement visible aux figures 1 et 4 le faisceau de câblage 13 est muni à une première extrémité, destinée à être reliée au calculateur 10, d'un connecteur d'alimentation 15. Ce faisceau de câblage est constitué de trois câbles d'alimentation 13. En effet le moteur électrique 11 est un moteur triphasé et nécessite donc trois câbles d'alimentation. Une seconde extrémité du câblage 13 est reçue dans 25 des plots de réception 121, 122, 123 au niveau de la boîte relais 12 (figure 2). Les câbles de commandes 19, au nombre de deux dans l'exemple représenté, sont connectés d'une part à un connecteur de commande 16 et d'autre part à une borne de connexion 124 de la boîte relais. Un connecteur 20 sert à récupérer des données sur un capteur d'angle 30 moteur (non représenté) incorporé au moteur et se connecte au moteur 11. Le connecteur 16 sert à transmettre les données d'une part du capteur d'angle moteur vers le calculateur 10 par l'intermédiaire du câble 24 et d'autre part à transmettre les signaux du calculateur 10 à la boite relais 12.

3029031 4 Comme cela est mieux visible à la figure 2, la boîte de connexion 12 comporte (à la figure 2 seuls les éléments actifs de la boîte relais sont représentés, le couvercle et le corps de la boite sont omis) : - un support isolant 23, 5 - des pistes de cuivre 22 adaptées pour conduire des courants de fortes puissances, - trois relais 21 (voir figure 3) dont les impédances de phase sont représentées par trois résistances R1, R2, R3 et des interrupteurs S1, S2, S3 commandés par le calculateur 10 au moyen des câbles 19 et de la borne de connexion 124, 10 - des plots de connexion 121, 122, 123 à chacun des câbles d'alimentation 131, 132, 133, et - des fiches de connexion moteur 141, 142, 143. Les fiches de connexion moteur 141, 142, 143 et des pin de connexion (non représentées) correspondantes sur le moteur 11 constituent un connecteur moteur 14. Ce 15 connecteur 14 permet une connexion directe entre la boite relais 12 et le moteur 11. Le moteur 11 est également relié à un connecteur moteur 20 (voir figure 4) relié au câble de signal angle moteur 24, lui-même connecté au calculateur 10 par le connecteur de commande 16. Le calculateur 10 est muni d'un connecteur d'alimentation 17 adapté pour 20 recevoir le connecteur du câblage d'alimentation 15, et d'un connecteur de commande 18 adapté pour recevoir le connecteur de commande 16. Le fonctionnement du dispositif relais selon l'invention est explicité ci-après. Dans un premier temps le dispositif relais est assemblé. A cet effet la boîte relais 12 est connectée au moteur 11 par l'intermédiaire du connecteur moteur 14. Le 25 faisceau de câblage 13 est connecté d'une part à la boite relais au niveau des plots de réception 121, 122, 123, et d'autre part au calculateur 10 via les connecteurs 15 et 17. Les câbles de commande 19 sont connectés d'une part à la boite relais par la borne de réception 124 et d'autre part au calculateur 10 par les connecteurs 16 et 18. Le connecteur 20 est également connecté au capteur d'angle moteur intégré dans le moteur.

30 En l'absence de tout défaut détecté au niveau du calculateur et/ou du faisceau de câblage 13 et des câbles de commande 19, les interrupteurs S1, S2, S3 sont fermés. De ce fait le moteur 11 est alimenté et le calculateur module le courant d'alimentation du moteur pour appliquer un couple variable au moteur 11. Le système d'assistance de 3029031 5 direction est donc opérationnel et les manoeuvres de direction réalisées par le conducteur sont facilitées par le moteur 11 qui entraine de manière connue la colonne de direction. Lorsqu'un défaut est détecté (que ce soit au niveau du calculateur ou au niveau du faisceau de câblage 13 ou des câbles de commande 19), le calculateur détecte 5 (de manière connue en soi) ce défaut et commande l'ouverture des interrupteurs S1 à S3 situés dans la boîte relais 12. Ce faisant, l'alimentation du moteur électrique est coupée. Le conducteur peut encore diriger son véhicule mais l'assistance électrique du moteur n'est plus fonctionnelle. Bien entendu, un message d'alerte est émis vers le conducteur pour qu'il puisse faire procéder à la réparation nécessaire.

10 On notera cependant que le défaut apparu ne provoque plus (comme c'était le cas auparavant) un blocage de la colonne de direction. Le véhicule peut continuer à être utilisé (sans assistance de direction) et l'on évite ainsi un événement majeur très critique pour la sécurité du conducteur et des autres usagers de la route. Selon l'invention, le fait d'avoir placé la boite relais après le faisceau de 15 câblage 13 (c'est-à-dire plus proche du moteur) permet de détecter tout défaut apparaissant sur ce faisceau en plus des défauts du calculateur 10 lui-même. On notera également que le calculateur 10 ainsi sécurisé ne nécessite aucune modification. Il est donc possible de sécuriser tout type de calculateur existant. Ce dispositif relais est souple et permet de s'adapter à tout calculateur existant. En outre ce 20 dispositif ne nécessite pas de place supplémentaire sous la planche de bord et peut donc être utilisé dans tous les véhicules existants. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée. Ainsi les plots de connexions 121, 122, 123 et les fiches de connexion 141, 142, 143 peuvent prendre toutes formes et dimensions appropriées. Les connexions entre le 25 câblage 13 et la boîte relais, ainsi qu'entre la boîte relais et le moteur et entre les câbles de commande 19 et la boîte relais peuvent par exemple être réalisées par emmanchement à force.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif relais pour moteur électrique (11) de direction assistée du type comportant : - une boîte relais (12), - un faisceau de câblage d'alimentation (13), - des câbles de commande (19) de la boite relais, le dit dispositif étant caractérisé en ce que la boîte relais est montée en contact direct avec le moteur électrique (11) et est reliée à un calculateur (10) par l'intermédiaire du faisceau de câblage (13) et des câbles de commande (19).
2. 2. Dispositif relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur est 10 alimenté en triphasé et en ce que la boite relais (12) comporte trois relais alimentés par le faisceau de câblage d'alimentation, les dits relais intégrant chacun un interrupteur commandés (S1, S2, S3).
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dits interrupteurs (51, S2, S3) sont commandés par le calculateur (10). 15
4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les câbles de commande (19) de la boîte relais sont également adaptés pour être reliés au moteur (11) et pour transmettre au calculateur (10) un signal (24) représentatif d'un angle moteur.
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 20 en ce que la boîte relais 12 comporte un support isolant (24) pour des pistes conductrices (22) reliant chacune des pistes d'une part à un plot (121, 122, 123) de réception du câblage d'alimentation et d'autre part à une fiche de connexion moteur (141, 142, 143).