FR3074769A1 - Utilisation d’un moteur d’assistance d’un systeme de direction assistee afin de generer des cycles de test selon un cycle d’exploitation en vitesse - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de caractérisation d'un système de direction assistée (1) destiné à déterminer empiriquement au moins une propriété dudit système (1), ledit système de direction assistée comprenant au moins un volant de conduite (2), un mécanisme de direction (3) pourvu d'une crémaillère (4), ainsi qu'au moins un moteur d'assistance (7), ledit procédé comprenant, en dehors d'une phase de pilotage au cours de laquelle le système de direction assistée (1) est affecté à la conduite d'un véhicule afin de faire suivre audit véhicule une trajectoire qui est déterminée en fonction de la situation dudit véhicule par rapport à son environnement, une étape (a) d'activation automatique du moteur d'assistance (7), au cours de laquelle on utilise un calculateur (13) pour générer et appliquer automatiquement au moteur d'assistance (7), sans requérir d'action externe sur le volant de conduite (2), une consigne d'activation qui suit un ou plusieurs cycles dit « cycles d'exploration » (CY) préétablis afin de mesurer, pendant le ou les cycles d'exploration ou à l'issue dudit ou desdits cycles d'exploration (CY), au moins un paramètre indicateur (P7_mes, T7_mes, P4_mes, T2_mes, V2_mes), qui est propre à la réponse que fournit le système de direction assistée à l'activation automatique du moteur d'assistance et qui est caractéristique de la propriété recherchée.

Description

® UTILISATION D'UN MOTEUR D'ASSISTANCE D'UN SYSTEME DE DIRECTION ASSISTEE AFIN DE GENERER DES CYCLES DE TEST SELON UN CYCLE D'EXPLOITATION EN VITESSE.
@) L'invention concerne un procédé de caractérisation la propriété recherchée, d'un système de direction assistée (1) destiné à déterminer empiriquement au moins une propriété dudit système (1 ), ledit système de direction assistée comprenant au moins un volant de conduite (2), un mécanisme de direction (3) pourvu d'une crémaillère (4), ainsi qu'au moins un moteur d'assistance (7), ledit procédé comprenant, en dehors d'une phase de pilotage au cours de laquelle le système de direction assistée (1) est affecté à la conduite d'un véhicule afin de faire suivre audit véhicule une trajectoire qui est déterminée en fonction de la situation dudit véhicule par rapport à son environnement, une étape (a) d'activation automatique du moteur d'assistance (7), au cours de laquelle on utilise un calculateur (13) pour générer et appliquer automatiquement au moteur d'assistance (7), sans requérir d'action externe sur le volant de conduite (2), une consigne d'activation qui suit un ou plusieurs cycles dit « cycles d'exploration » (CY) préétablis afin de mesurer, pendant le ou les cycles d'exploration ou à l'issue dudit ou desdits cycles d'exploration (CY), au moins un paramètre indicateur (P7_mes, T7_mes, P4_mes, T2_mes, V2_mes), qui est propre à la réponse que fournit le système de direction assistée à l'activation automatique du moteur d'assistance et qui est caractéristique de
Figure FR3074769A1_D0001
Utilisation d'un moteur d'assistance d'un système de direction assistée afin de générer des cycles de test selon un cycle d'exploitation en vitesse
La présente invention concerne les procédés de caractérisation destinés à déterminer empiriquement au moins une propriété d'un système de direction assistée, telle que par exemple la position des butées de fin de course d'une crémaillère de direction lors de la mise au point ou de l'étalonnage dudit système en usine.
Les procédés de caractérisation connus nécessitent qu'un opérateur humain installe le système de direction assistée sur un banc de test, puis qu'il manœuvre le volant de conduite selon des cycles de manœuvre spéciaux préétablis, afin que des capteurs et des enregistreurs qui équipent le banc de test puissent observer les réactions du système de direction et mesurer les paramètres indicateurs qui permettent ensuite de quantifier la propriété que l'on recherche.
Bien entendu, de telles manœuvres manuelles sont parfois assez fastidieuses, et souvent relativement imprécises, dans la mesure où l'opérateur ne peut pas exercer de manière fiable et reproductible une consigne précise de vitesse ou d'effort, et notamment une consigne de valeur constante, ou bien peut par exemple se tromper de sens de manœuvre au cours d'un cycle, ce qui peut fausser l'estimation de la propriété recherchée.
Par ailleurs, s'il est envisageable, dans l'absolu, de remplacer l'opérateur par un bras robotisé qui actionne le volant, une telle solution est particulièrement complexe et coûteuse à mettre en œuvre, notamment parce qu'il est nécessaire à chaque test d'installer et de coupler le bras robotisé au volant de conduite, et de reconfigurer matériellement le bras robotisé et le banc de test en fonction du modèle de système de direction testé.
Les objets assignés à l'invention visent par conséquent à remédier aux inconvénients susmentionnés et à proposer un procédé de caractérisation de système de direction assistée qui permette une caractérisation rapide, fiable et à moindre coût dudit système de direction assistée.
Les objets assignés à l'invention visent également à proposer un nouveau procédé de caractérisation d'un système de direction assistée qui présente une grande polyvalence, en ceci que ledit procédé s'adapte de manière simple à de nombreux modèles de systèmes de direction assistée et/ou permet de caractériser de manière complète plusieurs propriétés d'un même système de direction assistée.
Les objets assignés à l'invention sont atteints au moyen d'un procédé de caractérisation d'un système de direction assistée destiné à déterminer empiriquement au moins une propriété dudit système de direction assistée, dite « propriété recherchée », ledit système de direction assistée comprenant au moins un dispositif de définition de cap, tel qu'un volant de conduite, qui permet de définir l'orientation, dite « angle de braquage », du système de direction assistée, un mécanisme de direction pourvu d'au moins un organe mobile, tel qu'une crémaillère, dont la position s'adapte de manière à correspondre à l'angle de braquage choisi, ainsi qu'au moins un moteur d'assistance agencé pour pouvoir entraîner ledit mécanisme de direction, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, en dehors d'une phase de pilotage au cours de laquelle le système de direction assistée est affecté à la conduite d'un véhicule afin de faire suivre audit véhicule une trajectoire qui est déterminée en fonction de la situation dudit véhicule par rapport à son environnement, une étape (a) d'activation automatique du moteur d'assistance, au cours de laquelle on utilise un calculateur pour générer et appliquer automatiquement au moteur d'assistance, sans requérir d'action externe sur le dispositif de définition de cap, une consigne d'activation qui suit un ou plusieurs cycles dit « cycles d'exploration » préétablis, une étape (b) de mesure, selon laquelle on mesure, pendant le ou les cycles d'exploration ou à l'issue dudit ou desdits cycles d'exploration, au moins un paramètre physique, dit « paramètre indicateur», qui est propre à la réponse que fournit le système de direction assistée à l'activation automatique du moteur d'assistance et qui est caractéristique de la propriété recherchée, puis une étape (c) d'analyse, au cours de laquelle on quantifie la propriété recherchée à partir de la ou des mesures du paramètre indicateur.
Avantageusement, l'invention utilise ainsi le moteur d'assistance luimême comme moyen (unique) pour activer le mécanisme de direction selon le ou les cycles d'exploration choisis, sans que l'on ait besoin d'utiliser un moyen d'entraînement auxiliaire, et notamment un moteur auxiliaire, externe au système de direction.
On fait ainsi l'économie d'un opérateur ou d'un bras robotisé.
En outre, l'automatisation des cycles d'exploration permet avantageusement d'appliquer au moteur d'assistance, pendant les phases où l'on caractérise le système de direction, des consignes particulièrement précises, bien plus précises que lors de manœuvres manuelles, et notamment des consignes de vitesse, d'accélération ou d'effort constantes pendant des durées prédéterminées ou sur des distances de déplacement de l'organe mobile prédéterminées, ce qui permet de mesurer avec précision le ou les paramètres indicateurs, sans que l'activation du système de direction assistée ne constitue en elle-même une source d'erreur potentielle qui serait liée à une variabilité excessive et incontrôlée de la consigne par rapport au cycle d'exploration idéal visé.
La caractérisation de la propriété recherchée est donc particulièrement précise et reproductible.
En outre, l'invention permet notamment d'équiper le système de direction assistée, quel que soit par ailleurs le modèle dudit système, d'un module de calcul embarqué qui contient un jeu complet de fonctions de caractérisation, par exemple sous forme d'un fichier-bibliothèque stocké dans une mémoire non volatile dudit module, de telle sorte que le système de direction assistée sera intrinsèquement pourvu des outils nécessaire à sa caractérisation, et plus globalement à la caractérisation de plusieurs de ses propriétés.
La mise au point et l'étalonnage dudit système de direction assistée seront donc grandement facilités.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus en détail à la lecture de la description qui suit, ainsi qu'à l'aide des dessins annexés, fournis à titre purement illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
La figure 1 illustre, selon une vue schématique, un système de direction assistée.
La figure 2 illustre un exemple de cycle d'exploration en vitesse représentant l'évolution, en fonction de la position d'un organe mobile du mécanisme de direction, tel que la crémaillère, d'une consigne de vitesse selon laquelle on asservit le moteur d'assistance.
La figure 3 illustre l'application d'un cycle d'exploration en vitesse à la détermination des positions de butées de fin de course du mécanisme de direction ainsi que des positions d'index correspondant chacune à une révolution complète du volant de conduite.
La figure 4 illustre une fonction de sécurisation qui, en se superposant au besoin aux cycles d'exploration, permet de limiter le couple développé par le moteur d'assistance lorsque le mécanisme de direction approche des butées de fin de course.
L'invention concerne un procédé de caractérisation d'un système de direction assistée 1 destiné à déterminer empiriquement au moins une propriété dudit système de direction assistée 1, spécifique audit système, dite « propriété recherchée ».
Tel que cela est visible sur la figure 1, ledit système de direction assistée 1 comprend au moins un dispositif de définition de cap 2 qui permet de définir l'orientation, dite « un angle de braquage » Al, du système de direction assistée.
De préférence, le dispositif de définition de cap 2 comprendra un volant de conduite 2 qui permet à un conducteur (humain) de définir librement ledit angle de braquage Al pour assurer un pilotage manuel d'un véhicule équipé du système de direction assistée 1.
Ledit système de direction comprend également un mécanisme de direction 3 pourvu d'au moins un organe mobile 4, tel qu'une crémaillère 4, dont la position P4 s'adapte de manière à correspondre à l'angle de braquage Al choisi.
Par commodité, l'organe mobile 4 pourra donc être assimilé à une crémaillère dans ce qui suit.
De façon connue en soi, ledit organe mobile 4, et plus particulièrement la crémaillère 4, pourra de préférence être monté mobile et guidé en translation dans un carter de direction.
Le mécanisme de direction 3 permet ainsi de modifier l'orientation d'un organe orientable 5, tel qu'une roue directrice 5, entraîné en déplacement par la crémaillère 4, afin de diriger un véhicule sur lequel ledit système de direction assistée 1 est embarqué.
De façon connue en soi, le mécanisme de direction 3 pourra comprendre des biellettes de direction 6 qui relient chacune une extrémité de la crémaillère 4 à un porte-fusée orientable en lacet et portant la roue directrice 5 correspondante.
Le système de direction assistée 1 comprend également au moins un moteur d'assistance 7 agencé pour pouvoir entraîner ledit mécanisme de direction 3.
Ledit moteur d'assistance 7 sera de préférence un moteur électrique, à double sens de fonctionnement, pour pouvoir entraîner le mécanisme de direction 3 indifféremment vers la gauche ou vers la droite, par exemple un moteur brushless.
Bien qu'il ne soit pas exclu d'utiliser un moteur 7 linéaire, on préférera un moteur 7 rotatif.
Le moteur d'assistance 7 est placé, par l'intermédiaire d'un calculateur comprenant un premier module 8 embarqué, c'est-à-dire faisant partie intégrante du système 1, dit « module d'assistance » 8, sous la dépendance de l'appareil de définition de cap 2.
L'appareil de définition de cap 2 peut de préférence servir à définir une consigne d'angle de braquage A2, laquelle pourra typiquement être définie, dans le cas où l'appareil 2 comprend un volant de conduite 2 ou est formé par un volant de conduite 2, par la position angulaire P2 dudit volant de conduite 2.
De manière alternative ou complémentaire à la fourniture d'une consigne de braquage A2, l'appareil de définition de cap 2 peut fournir une donnée d'effort T2, dite « couple volant », qui correspond à l'effort exercé par le conducteur sur ledit appareil de définition de cap 2, et plus particulièrement au couple exercé par le conducteur sur le volant de conduite 2.
Ledit couple volant T2 peut être mesuré par un capteur de couple 9 associé au volant de conduite 2.
En fonction notamment de la consigne d'angle de braquage A2 et/ou le cas échéant en fonction du « couple volant » T2 exercé par le conducteur sur ledit appareil de définition de cap 2, le module d'assistance 8 définit, d'après une loi d'assistance stockée dans ledit module d'assistance 8, une consigne d'effort d'assistance (consigne de couple d'assistance) T7 qu'il applique au moteur d'assistance 7, afin de faire coïncider l'angle de braquage Al réel du système 1, et par conséquent l'angle de lacet des roues 5, avec l'orientation définie par l'appareil de définition de cap 2.
Bien entendu, d'autres paramètres, et notamment des paramètres dynamiques du véhicule, tels que la vitesse longitudinale du véhicule, peuvent être pris en considération par la loi d'assistance.
On notera que l'invention peut de préférence trouver à s'appliquer à un système de direction assistée au sein duquel le volant de conduite 2 est relié mécaniquement à la crémaillère 4 et donc relié mécaniquement, au moins indirectement, au moteur d'assistance 7, par exemple par l'intermédiaire d'une colonne de direction 10 portant ledit volant de conduite 2 et pourvue d'un pignon 11 qui engrène sur la crémaillère 4.
De la sorte, le volant de conduite 2 fait partie intégrante du mécanisme de direction 3, et peut transmettre un effort de braquage manuel et/ou un mouvement de braquage à l'organe mobile (crémaillère) 4, et inversement, être entraîné par le moteur d'assistance 7.
En variante, on peut tout aussi bien envisager d'appliquer l'invention à un système de direction assistée dit « steer by wire », au sein duquel il n'existe pas de liaison mécanique d'entraînement entre le volant de conduite 2 et l'organe mobile (crémaillère) 4 entraîné par le moteur d'assistance 7, mais seulement une liaison électrique qui transmet la consigne d'angle de braquage A2 et/ou l'information de couple volant T2 au module d'assistance 8 qui à son tour asservit le moteur d'assistance 7.
Le moteur d'assistance 7 pourra être couplé à la crémaillère 4 par tout mécanisme approprié, et notamment par un pignon moteur 12, éventuellement distinct du pignon 11 de la colonne de direction, et qui engrène directement sur la crémaillère 4, tel que cela est illustré sur la figure 1, ou par une vis à billes, ou bien encore par l'intermédiaire d'un réducteur placé sur la colonne de direction 10 pour former un mécanisme dit « à simple pignon ».
Que l'on considère une direction à liaison mécanique ou un steer-bywire, l'appareil de définition de cap 2 intervient lors d'une phase dite « phase de pilotage », au cours de laquelle le système de direction assistée 1 est effectivement affecté à la conduite d'un véhicule, afin de faire suivre audit véhicule une trajectoire qui est déterminée en fonction de la situation dudit véhicule par rapport à son environnement.
Selon l'invention, le procédé comprend, en dehors d'une telle phase de pilotage, c'est-à-dire à un moment où le système de direction 1, et plus globalement le véhicule, se trouve en-dehors d'une situation de circulation, et qu'il n'est donc pas nécessaire de tenir compte de l'environnement dudit véhicule pour définir une trajectoire de véhicule adaptée à un tel environnement, ni nécessaire de respecter une trajectoire particulière pour assurer la sécurité du véhicule et de ses occupants, une étape (a) d'activation automatique du moteur d'assistance 7, au cours de laquelle on utilise un calculateur 13 pour générer et appliquer automatiquement au moteur d'assistance 7, sans requérir d'action externe sur le dispositif de définition de cap 2, une consigne d'activation qui suit un ou plusieurs cycles dit « cycles d'exploration » CY préétablis, une étape (b) de mesure, selon laquelle on mesure, pendant le ou les cycles d'exploration CY ou à l'issue dudit ou desdits cycles d'exploration CY, au moins un paramètre physique, dit « paramètre indicateur», qui est propre à la réponse que fournit le système de direction assistée 1 à l'activation automatique du moteur d'assistance 7 et qui est caractéristique de la propriété recherchée, puis une étape (c) d'analyse, au cours de laquelle on quantifie la propriété recherchée à partir de la ou des mesures du paramètre indicateur.
Bien qu'il ne soit pas exclu d'utiliser ponctuellement un calculateur 13 externe au système de direction assistée 1, que l'on raccorderait électriquement audit système 1 lorsque l'on souhaite procéder à la caractérisation de ce dernier, ledit calculateur 13 peut de préférence faire partie intégrante du système de direction assistée 1, et donc du véhicule qu'équipe ledit système 1, et former à cet effet un second module embarqué, dit « module de caractérisation » 13.
De préférence, le premier module, à savoir le module d'assistance 8 utilisé pour l'assistance de direction en phase de pilotage, et le second module, à savoir le module de caractérisation 13 destiné à contrôler le processus automatisé de caractérisation du système de direction assistée 1 hors phase de pilotage coexisteront au sein d'un même calculateur embarqué sur le véhicule.
Avantageusement, l'invention permet d'utiliser intrinsèquement le moteur d'assistance 7 embarqué dans le système de direction assistée 1 comme source motrice exclusive pour entraîner le mécanisme de direction 3 pendant la caractérisation, sans requérir de source de mouvement active externe, telle que la force manuelle d'un opérateur ou un moteur additionnel externe, qui serait distinct du moteur d'assistance 7 (et par exemple intégré à un bras robotisé).
Plus globalement, la caractérisation selon l'invention peut donc avantageusement être réalisée sans qu'il soit nécessaire d'agir mécaniquement de manière active, manuellement ou par un moteur externe, sur le système de direction assistée 1, et plus particulièrement sur le mécanisme de direction 3, depuis l'extérieur, et plus particulièrement sans qu'il soit nécessaire d'actionner, manuellement ou par un moteur externe, l'un des organes mécanique mobiles, tel que le volant de conduite 2, une extrémité apparente de la crémaillère 4, ou éventuellement une biellette de direction 6 ou une roue 5 raccordée à ladite crémaillère 4, qui forment une interface mécanique entre ledit système de direction assistée 1, respectivement ledit mécanisme de direction 3, et l'extérieur de celui-ci.
L'animation du mécanisme de direction 3 en vue de la caractérisation selon l'invention peut donc être réalisée de manière autonome, facile et à moindre coût, en exploitant exclusivement des moyens d'entraînement (moteur d'assistance 7), et le cas échéant des moyens de commande (module de caractérisation 13), intrinsèquement présents dans le système de direction assistée 1.
On notera que l'on peut prévoir par ailleurs d'utiliser une ou des charges externes passives, telles que par exemple des cales de blocage, des ressorts et/ou des amortisseurs, que l'on couple à l'une et/ou l'autre des interfaces mécaniques du système de direction assistée 1 (volant de conduite 2 ou extrémités de la crémaillère 4, par exemple) afin de simuler un comportement particulier du système de direction 1 et ainsi accéder à la propriété recherchée.
Ces charges externes seront toutefois passives, c'est-à-dire n'apporteront pas intrinsèquement, contrairement au moteur d'assistance 7, d'énergie au système de direction assistée, mais serviront plutôt à dissiper en tout ou partie l'énergie apportée au mécanisme de direction 3 par ledit moteur d'assistance 7 ou à modifier la distribution de ladite énergie dans le temps et à travers ledit mécanisme de direction 3.
Comme indiqué plus haut, le procédé de caractérisation selon l'invention prend place en-dehors de toute phase de pilotage d'un véhicule, dans une situation de test que l'on peut qualifier de situation virtuelle, puisque ladite situation ne requiert pas de devoir respecter une trajectoire particulière ou un comportement dynamique particulier du véhicule, et permet donc de caractériser le système de direction assistée 1 en tant que tel, séparément de l'influence du véhicule, en dé-corrélant l'utilisation dudit système de direction assistée 1 de l'utilisation du véhicule lui-même, et par conséquent sans imposer au procédé de caractérisation de restrictions liées à la sécurité dudit véhicule ou des occupants de ce dernier.
Le procédé selon l'invention sera ainsi particulièrement adapté à la caractérisation en usine, hors circulation, typiquement sur un banc de test, d'un véhicule équipé d'un système de direction assistée 1, ou même d'un système de direction assistée 1 seul, avant l'assemblage dudit système 1 sur un véhicule, et par exemple d'un système de direction assistée 1 sur lequel les roues 5, et le cas échéant les bieMettes 6 n'ont pas encore été mises en place.
Puisque l'étape (a) d'activation automatique en vue de la caractérisation prend place en-dehors d'une phase de pilotage de véhicule, on pourra avantageusement commander le moteur d'assistance 7 au moyen d'un cycle d'exploration CY, et donc d'une consigne d'activation, dont la nature, la forme et la durée, définies selon un diagramme d'activation prédéterminé (« pattern »), seront choisies arbitrairement et librement, de manière à pouvoir mettre en évidence, de manière optimale, la propriété recherchée, et sans avoir à répondre à un impératif de trajectoire d'un véhicule, et en particulier sans avoir à prendre en considération la sécurité du véhicule, des occupants dudit véhicule, ou des personnes ou objets présents dans l'environnement dudit véhicule.
En pratique, on pourra donc définir et appliquer les cycles d'exploration CY, et plus globalement la consigne d'activation appliquée au moteur d'assistance 7 pendant le procédé de caractérisation, sans avoir besoin d'acquérir (et en particulier de mesurer) ni de prendre en considération des paramètres représentatifs de la dynamique propre au véhicule par rapport à son environnement, c'est-à-dire des paramètres représentatifs du comportement propre du véhicule dans un référentiel externe audit véhicule, parmi lesquels notamment la vitesse longitudinale du véhicule, l'accélération latérale dudit véhicule, la vitesse de lacet dudit véhicule, ou la distance du véhicule à un obstacle ou à un repère externe (par exemple une ligne blanche de délimitation de voie de circulation) détecté dans ledit référentiel externe.
De la sorte, lesdits cycles d'exploration ne subiront aucune restriction liée à de tels paramètres représentatifs de la dynamique du véhicule, et ne nécessiteront donc, en pratique, pour leur définition et leur application, aucune prise d'information externe liée à de tels paramètres, et notamment aucune prise d'information visuelle.
Ainsi, on pourra activer le moteur d'assistance 7 sans passer par une prise d'information concernant des paramètres représentatifs de la dynamique du véhicule dans son environnement, prise d'information qui serait réalisée soit par les sens (notamment tactiles et visuels) d'un conducteur humain, qui réagirait ensuite à cette information en actionnant manuellement le volant de conduite 2, soit par un processus d'acquisition automatique (par exemple au moyen d'une caméra ou d'un radar, notamment à laser, infrarouges ou à ultra-sons) qui serait mis en œuvre par un module de pilotage automatique.
Tout au plus, lesdits cycles d'exploration pourront éventuellement être dimensionnés de manière à respecter certaines limitations matérielles inhérentes à la conception du système de direction assistée 1 lui-même, telles que par exemple le couple maximal que peut délivrer le moteur d'assistance 7 (et donc le courant électrique maximal que ledit moteur d'assistance 7 peut tolérer sans dommage).
Tel que cela est illustré sur les figures 2 et 3, le cycle d'exploration pourra de préférence comporter au moins un changement de signe, qui correspond à une inversion du sens d'activation du moteur d'assistance 7, de manière à activer ledit moteur d'assistance 7 vers la droite, puis vers la gauche (ou inversement).
Ainsi, un cycle d'exploration, dit « élémentaire », pourra comprendre de préférence une alternance positive et une alternance négative.
Toutefois, on pourra bien entendu, en variante, utiliser un cycle élémentaire comprenant une seule alternance, de signe constant, par exemple positif, afin de ne solliciter le moteur d'assistance 7 que dans une seule direction, vers la droite ou au contraire vers la gauche, si cela suffit à définir la propriété recherchée.
Bien entendu, chaque cycle d'exploration CY élémentaire pourra être répété autant de fois que nécessaire, de préférence à l'identique, à concurrence d'un nombre d'itérations Ni prédéterminé.
Le cas échéant, la répétition des cycles d'exploration CY permettra de multiplier, au cours des cycles successifs, les mesures d'un même paramètre indicateur, par exemple à raison d'au moins une, voire exactement une, mesure dudit paramètre indicateur par cycle.
En utilisant ainsi une pluralité de mesures successives d'un même paramètre indicateur sur plusieurs cycles pour quantifier la propriété recherchée, et par exemple en utilisant à cet effet une moyenne arithmétique ou une moyenne pondérée des différentes mesures dudit paramètre indicateur sur plusieurs cycles, voire une sélection desdites mesures avec exclusion des valeurs jugées douteuses, on peut avantageusement améliorer la précision et la fiabilité de l'étape (c) d'analyse, au cours de laquelle on quantifie la propriété recherchée à partir dudit paramètre indicateur, respectivement à partir de ladite moyenne.
Bien entendu, lors de l'étape (b) de mesure, on observe les réactions du système de direction assistée 1, et plus particulièrement du mécanisme de direction 3, aux contraintes mécaniques créées par l'activation du moteur d'assistance 7, en mesurant et éventuellement enregistrant autant de paramètres indicateurs que nécessaires pour déterminer la propriété recherchée à partir de ladite réponse observée.
On pourra notamment mesurer, selon les besoins, un ou plusieurs paramètres indicateurs parmi : la position P7 (et donc les déplacements) de l'arbre du moteur d'assistance 7, la position (et donc les déplacements) P4 de l'organe mobile 4 (crémaillère) ou la position P2 (et donc les déplacements) du volant de conduite 2, de préférence exprimées dans le référentiel du moteur d'assistance 7, la vitesse P7', P4', P2', et notamment la vitesse angulaire (exprimée de préférence dans le référentiel du moteur 7, en prenant en considération les éventuels rapports de transmission mécaniques) de l'un ou l'autre de ces composants 7, 4, 2, l'effort T7 délivré par le moteur d'assistance 7, le couple volant T2, ou un effort de retenue T4 exercé par un élément externe sur l'organe mobile (crémaillère) 4 à l'encontre du moteur d'assistance 7.
Par simple commodité de description, on pourra ajouter dans ce qui suit le suffixe « _mes » pour désigner explicitement un paramètre indicateur (mesuré ou évalué) associé à une grandeur donnée, notamment lorsqu'il est nécessaire de différencier explicitement la valeur effective mesurée par ledit paramètre indicateur d'une valeur correspondante de consigne. Toutefois, par simplicité de description, on pourra généralement assimiler le paramètre indicateur (grandeur effective mesurée) à la consigne correspondante.
De préférence, le procédé permet de déterminer au moins une propriété recherchée, et encore plus préférentiellement plusieurs (au moins deux) propriétés recherchées, parmi :
une valeur de frottement propre au système de direction 1 et qui s'oppose au déplacement d'un organe mobile 4 dudit système de direction, par exemple d'une crémaillère 4, une mesure de la course d'une crémaillère de direction, une identification des positions de butées de fin de course SI, S2 du mécanisme de direction 3, une identification de la position centrale CO du mécanisme de direction 3, à équidistance des butées de fin de course, et correspondant sensiblement à une configuration de conduite en ligne droite, une identification d'une ou plusieurs positions d'index 10, 11, 12, signalées par un index qui marque une position de référence unique dans un même tour complet d'un volant de conduite 2, un niveau sonore généré par le moteur d'assistance 7 et/ou le mécanisme de direction 3, l'identification de positions dites « points durs » (ou « sticking points ») au niveau desquelles le mécanisme de direction 3 présente une résistance au déplacement, et notamment une résistance visqueuse, supérieure à un seuil prédéterminé,
Ces différentes possibilités offertes par l'invention seront détaillées ciaprès.
Selon une possibilité de l'invention, on peut, lors de l'étape (a) d'activation automatique, appliquer un cycle d'exploration en vitesse CY_speed ou une succession de plusieurs cycles d'exploration en vitesse CY_speed, où chaque cycle d'exploration en vitesse CY_speed asservit en vitesse le moteur d'assistance 7 et/ou un organe mobile 4, 2 choisi du mécanisme de direction 3.
Le cycle d'exploration en vitesse CY_speed définit une consigne de vitesse V7 = P7' = dP7/dt, respectivement V4 = P4' = dP4/dt ou V2 = P2' = dP2/dt, et plus particulièrement une vitesse angulaire, que doit atteindre et suivre le moteur d'assistance 7 ou, respectivement, l'organe mobile 4, 2 choisi (par exemple la crémaillère 4, ou le volant de conduite 2).
Un exemple de cycle élémentaire d'exploration en vitesse est illustré sur la figure 2, avec en abscisse la position P7, P4, P2 du composant asservi, de préférence exprimée dans le référentiel du moteur d'assistance 7, et en ordonnée la consigne de vitesse V7, respectivement V4 ou V2 du composant asservi.
Ledit cycle élémentaire d'exploration en vitesse CY_speed comprendra de préférence une première alternance 30, ici une alternance positive 30, au cours de laquelle le moteur d'assistance 7 entraîne le mécanisme de direction 3 vers la droite, puis, préférentiellement, une seconde alternance 130, ici une alternance négative 130, au cours de laquelle on inverse la vitesse V7, V4, V2, de telle sorte que le moteur d'assistance 7 entraîne le mécanisme de direction 3 vers la gauche (ou inversement).
Le cycle élémentaire d'exploration en vitesse CY_speed pourrait éventuellement comporter une seule alternance, de signe constant. Toutefois, en cas de répétition des cycles élémentaires, il est préférable de prévoir (au moins) deux alternances 30,130, qui permettent d'exécuter un mouvement de va-et-vient, afin de ramener à chaque cycle le mécanisme de direction 3 sensiblement dans sa position d'origine, de préférence dans sa position centrale C0.
A titre illustratif, une alternance 30, 130 pourra s'étendre depuis une position de départ (ici 0, ou Xmin pour l'alternance positive 30, Xmax pour l'alternance négative 130) jusqu'à une position d'arrivée (Xmax pour l'alternance positive 30, Xmin pour l'alternance négative 130), et pourra comprendre une phase d'accélération 31, 131, de préférence sous forme d'une rampe (qui évolue linéairement en fonction de la position), au cours de laquelle la consigne de vitesse V7, V4, V2 augmente, en valeur absolue, pour passer d'une valeur nulle à une valeur de vitesse de pic Vpeak_l, Vpeak_2, puis une phase de décélération 33, 133 de préférence sous forme d'une rampe (qui évolue linéairement en fonction de la position), au cours de laquelle la consigne de vitesse décroît pour redevenir nulle.
De préférence, on choisit Vpeak_2 = - Vpeak_l, de sorte à réaliser un asservissement symétrique à gauche et à droite.
De préférence, le cycle d'exploration en vitesse CY_speed, et plus particulièrement la première alternance 30 et/ou la seconde alternance 130, comprend au moins un plateau 32, 132 qui s'étend entre une position de début de plateau XI et une position de fin de plateau X2 (ou inversement, pour la seconde alternance 130).
Selon ce plateau 32, 132, la vitesse asservie V7, V4, V2, et plus préférentiellement la vitesse du volant de conduite V2, est maintenue constamment et de manière automatique, depuis la position de début de plateau XI jusqu'à la position de fin de plateau X2, au voisinage d'une valeur nominale de plateau avec une erreur inférieure à 20%, de préférence inférieure à 10%, voire inférieure ou égale à 5% de ladite valeur nominale de plateau.
De préférence, ladite valeur nominale de plateau 32, 132 correspond à la vitesse de pic Vpeak_l, Vpeak_2.
Avantageusement, un asservissement automatisé de la consigne de vitesse conformément au plateau 32,132 permet de maintenir une vitesse V7, V4, V2 régulière, sensiblement constante sur toute la plage de positions [XI ; X2] occupée par ledit plateau 32, 132, avec une précision bien plus grande (et donc une erreur bien moindre) que dans le cas d'une activation manuelle où la vitesse V7, V4, V2 est conférée par l'action de l'opérateur (à titre indicatif, un actionnement manuel peut entraîner une erreur de plus de 50% par rapport à la valeur nominale de vitesse visée).
On notera que, plus globalement, le cycle d'exploration en vitesse CY_speed permet d'assurer une exécution de la consigne de vitesse V7, V4, V2 avec une erreur inférieure à 20%, de préférence inférieure à 10%, voire inférieure ou égale à 5% de ladite valeur de consigne de vitesse.
Ainsi, le procédé selon l'invention assure une meilleure détection des phénomènes caractéristiques de la propriété recherchée, avec une résolution plus fine et une meilleure fiabilité que dans le cas de manœuvres manuelles.
En outre, la régularité de la vitesse V7, V4, V2 assure une excellente reproductibilité des conditions de détection, et donc des conditions de mesure du ou des paramètres indicateurs.
De préférence, de part et d'autre du plateau 32, on trouve respectivement la phase d'accélération 31, 131, qui précède le plateau 32 et permet d'accéder à celui-ci, puis la phase de décélération 33, 133, qui suit le plateau 32 et permet de quitter celui-ci.
De préférence, et quelles que soient les longueurs respectives des phases d'accélération 31,131 et de décélération 33, 133, la phase de maintien en plateau 32, 132 pourra être plus longue que lesdites phases d'accélération, respectivement de décélération, lorsque l'on souhaite avant tout étudier la réponse du système de direction assistée 1 à des vitesses V7, V4, V2 constantes.
On pourra bien entendu adapter, selon la propriété recherchée, la longueur de course couverte par le plateau 32, 132, et notamment étendre le plateau
32,132 sur une longueur de course qui soit la plus longue possible.
A titre indicatif, le plateau 32,132 peut s'étendre en continu sur au moins 20%, de préférence au moins 30%, au moins 40 %, préférentiellement au moins 50 %, au moins 60%, au moins 70%, ou même au moins 75% de la course prévue entre la position de départ 0, Xmin et la position d'arrivée Xmax, et/ou, sur au moins 20%, de préférence au moins 30%, au moins 40 %, préférentiellement au moins 50 %, au moins 60%, au moins 70%, ou même au moins 75% de la course disponible entre la position de départ 0, Xmin, Xmax du cycle et la butée de fin de course SI, S2 correspondante dans le sens de déplacement considéré, et le cas échéant de la course maximale L4 qui sépare la première butée de fin de course SI de la seconde butée de fin de course S2.
De préférence, l'étendue du plateau 32, 132 sera par ailleurs inférieure ou égale à 95%, à 90%, voire à 85% de la course maximale L4, respectivement de la course disponible dans le sens de déplacement considéré, respectivement de la course prévue entre la position de départ 0, Xmin et la position d'arrivée Xmax, et ce de manière à conserver le reste de la course pour les phases d'accélération 31,131 et de décélération 33,133, et ainsi disposer d'une marge de sécurité vis-à-vis des butées de fin de course SI, S2 et/ou des positions Xmin, Xmax de fin de course choisies.
Un cycle d'exploration en vitesse CY_speed, peut de préférence être utilisé, tel que cela est illustré sur la figure 3, pour identifier :
- au moins une position de première butée de fin de course SI du mécanisme de direction 3,
- et/ou une position de seconde butée de fin de course S2 dudit mécanisme de direction opposée à la première,
- et/ou la course maximale L4 de l'organe mobile 4, course maximale L4 qui correspond à la distance entre lesdites première et seconde butées de fin de course SI, S2 : L4 = S1-S2,
- et/ou la position centrale C0 dudit organe mobile, ladite position centrale C0 étant située à mi-distance (L4/2) desdites deux butées de fin de course SI, S2.
A cet effet, le cycle d'exploration en vitesse CY_speed applique, lors d'une première phase, une consigne de vitesse V7, V4, V2 non nulle, dans une première direction (ici vers la droite sur la figure 3, selon une première alternance 30), de manière à entraîner ledit mécanisme de direction 3 jusqu'à ce que le mécanisme de direction 3 soit stoppé par la première butée de fin de course SI.
L'entrée en butée pourra être détectée lorsque l'on observe cumulativement, pendant une durée égale ou supérieure à un seuil de durée prédéterminée :
- d'une part un paramètre indicateur de vitesse réelle V7_mes, V4_mes, V2_mes inférieur à un seuil de vitesse prédéterminé, proche de zéro,
- et d'autre part un paramètre indicateur d'effort T7_mes, T4_mes, T2_mes (représentatif de l'effort, et plus particulièrement du couple T7, exercé par le moteur d'assistance 7, respectivement de l'effort exercé sur la crémaillère 4 ou sur le volant de conduite 2 égal ou supérieur à un seuil d'effort prédéterminé.
La valeur du paramètre indicateur de position P7_mes, P4_mes, P2_mes au moment de l'entrée en butée donnera la position de la butée de fin de course SI.
La seconde butée de fin de course S2 pourra être détectée de manière analogue lors d'une seconde phase, où le cycle d'exploration en vitesse CY_speed entraîne, en appliquant respectivement une consigne de vitesse V7, V4, V2 non nulle, le mécanisme de direction 3 dans une seconde direction opposée à la première direction, jusqu'à ce que ledit mécanisme de direction 3 soit stoppé par ladite seconde butée de fin de course S2.
La course maximale L4 et la position centrale CO se déduiront de la connaissance des positions de chacune des deux butées de fin de course SI, S2.
Avantageusement, l'utilisation d'un cycle d'exploration en vitesse CY_speed permet d'aborder les butées de fin de course SI, S2 à une vitesse V7, V4, V2 asservie qui est modérée, de manière à être inférieure à un seuil de vitesse critique prédéterminé.
A cet effet, la vitesse de plateau (vitesse de pic) Vpeak_l, Vpeak_2 sera de préférence inférieur audit seuil de vitesse critique.
Selon une possibilité encore plus préférentielle, le cycle d'exploration en vitesse CY_speed sera conçu de manière à ce que l'entrée en butée de fin de course SI, S2 se produise pendant une phase de décélération 33,133.
On évitera ainsi tout impact mécanique violent, mais également toute surintensité dommageable au moment du blocage du mécanisme de direction 3 par la butée, et donc lors du blocage du moteur d'assistance 7.
En outre, l'asservissement automatique en vitesse permet de s'assurer que les perturbations (hausses rapides) de couple correspondent bien à une entrée en butée, et non à des fluctuations (manuelles) intempestives de la consigne de vitesse qui provoqueraient des fluctuations de l'assistance de direction.
Selon un principe assez similaire, mais qui peut constituer une invention à part entière, un cycle d'exploration en vitesse peut être utilisé pour déterminer une ou des positions d'index 10, 11, 12.
Plus particulièrement, lorsque le dispositif de définition de cap 2 comprend un volant de conduite 2 dont la rotation est liée au déplacement du mécanisme de direction 3, et que ledit volant de conduite 2 est pourvu d'un index, qui marque une position de référence unique dans un tour complet dudit volant de conduite, le procédé, et plus particulièrement le cycle d'exploration en vitesse CY_speed, peut être utilisé pour identifier, dans un référentiel associé au moteur d'assistance 7, une ou des positions 10, 11, 12 de passage du volant de conduite par ledit index, tel que cela est illustré sur la figure 3.
L'index pourra par exemple être formé par un élément magnétique mobile, tel qu'un aimant permanent placé sur le volant de conduite 2 ou sur la colonne de direction 10, et que la rotation du volant de conduite 2 rapproche et éloigne alternativement d'un capteur fixe, tel qu'une bobine d'induction.
Tel que cela est illustré sur la partie haute de la figure 3, chaque franchissement de l'index (« index crossing ») génère une impulsion, comprise entre un front montant, déclenché par l'approche de l'index, et un front descendant, conséquence de l'éloignement de l'index (ou inversement, selon la convention de signe choisie).
En pratique, l'impulsion peut de préférence présenter une forme sensiblement gaussienne (courbe en cloche), dont la largeur à mi-hauteur correspond à l'écart (différence de position) entre les fronts (montant, et respectivement descendant) de ladite impulsion, tels qu'ils sont détectés, et illustrés sur la figure 3.
De préférence, le système de direction assistée 1 sera dimensionné de telle sorte que l'on puisse faire passer le mécanisme de direction 3, et plus particulièrement la crémaillère 4, de sa première butée de fin de course SI à sa seconde butée de fin de course S2, en trois tours de volant de conduite, si bien que la course totale L4 dudit mécanisme 3 couvrira trois passages 10, 11, 12 par l'index.
En tout état de cause, le mécanisme 3 possédera donc de préférence, tel que cela est illustré sur la figure 3, au moins, voire exactement, une position d'index 10 centrale, correspondant au tour central du volant de conduite 2, une position d'index droite 11, correspondant au tour de volant à droite, et une position d'index gauche 12, correspondant au tour de volant à gauche.
Pour cette application à la détection de positions d'index, le cycle d'exploration en vitesse CY_speed est de préférence défini de sorte à créer un plateau
32,132 de vitesse de rotation V2 du volant de conduite, tel que décrit plus haut.
Les positions de début de plateau 0, XI et de fin de plateau X2 sont choisies de telle sorte que le plateau 32, 132 couvre une plage de positions qui est suffisante pour effectuer au moins un et de préférence au moins deux passages par l'index dans un même sens de déplacement.
En d'autres termes, le plateau 32, 132 fait décrire au mécanisme de direction 3, et plus particulièrement au volant de conduite 2, une course qui correspond à plus d'un tour complet de volant de conduite 2, voire à plus de deux tours complets de volant de conduite 2 dans le même sens, et ce de manière à franchir au moins une fois, et de préférence au moins deux fois, l'index dans le sens considéré.
Avantageusement le fait de franchir l'index à vitesse V2 sensiblement constante, voire exactement constante, conformément au plateau 32, 132, permet d'obtenir des fronts (montants et descendants) bien nets, et des largeurs d'impulsions (distance entre front montant et front descendant situés de part et d'autre de la position d'index) sensiblement constantes d'une impulsion à l'autre.
Sur la figure 3, les références cerclées portant les numéros 1 à 12 correspondent aux positions et à l'ordre d'acquisition des fronts montants (références impaires) et des fronts descendants (références paires) au cours du cycle.
De préférence, le cycle d'exploration en vitesse CY_speed destiné à repérer les positions d'index 10, 11, 12 comprendra (au moins) deux alternances 30, 130, afin de franchir chaque position d'index 10, 11, 12 dans deux sens opposés.
En effet, on peut augmenter la précision d'évaluation d'une position d'index 10, 11, 12 en utilisant, pour définir ladite position d'index, deux fronts de même nature (par exemple deux fronts montants, ou deux fronts descendants), relatifs à la même position d'index mais acquis chacun dans un sens de passage différent.
Le cycle d'exploration en vitesse CY_speed peut lorsqu'il est réalisé un grand nombre de fois permettre une étude statistique de robustesse sur la précision de mesure de la position des fronts.
Plus particulièrement, on pourra considérer que la position d'un index 10, 11, 12 considéré correspond à la demi-distance qui sépare deux fronts qui sont de même nature (c'est-à-dire deux fronts montants, ou deux fronts descendants) mais qui correspondent chacun à des sens de passage opposés.
Tel que cela est illustré sur la figure 3, afin de couvrir dans chacun des deux sens (gauche et droite) la course utile à la détection des toutes les positions d'index 10, 11, 12, le cycle d'exploration en vitesse CY_speed pourra comprendre non seulement une première phase de déplacement (ici vers la droite), correspondant à une première alternance 30, et une seconde phase de déplacement (ici vers la gauche) correspondant à une seconde alternance 130, mais également une troisième phase de déplacement, correspondant à une nouvelle alternance 30 (ici vers la droite), complémentaire (en référence à la longueur de course parcourue) de la première alternance 30 réalisée lors de la première phase.
On notera également que l'on peut avantageusement utiliser, de manière combinée, un seul et même cycle d'exploration en vitesse CY_speed, tel que celui illustré sur la figure 3, pour identifier, au cours dudit cycle, à la fois les positions d'index 10, 11, 12 et les positions des butées de fin de course SI, S2.
On notera enfin que, par simple commodité de description, sur la figure 3, la position centrale C0 du mécanisme de direction 3 est confondue avec l'index central 10, étant bien entendu qu'il existe généralement, en pratique, un décalage (« offset ») entre ladite position centrale C0 et l'index central 10, que le cycle d'exploration permet justement de déterminer.
Selon une autre variante d'application, le procédé, et plus particulièrement le cycle d'exploration en vitesse CY_speed, peut être utilisé pour identifier une propriété acoustique du système de direction assistée 1.
A cet effet, on mesure, lors de l'étape (b) de mesure, et tandis que l'on applique le cycle d'exploration en vitesse, un paramètre indicateur de bruit, représentant le niveau sonore du moteur d'assistance 7 et/ou du mécanisme de direction 3, par exemple au moyen d'un microphone situé à une distance prédéterminée dudit moteur d'assistance 7, éventuellement hors du carter de direction pour tenir compte d'une éventuelle insonorisation procurée par ledit carter.
De préférence, le niveau sonore sera mesuré pendant une phase de maintien en plateau 32,132, telle que décrite plus haut, au cours de laquelle la vitesse asservie V7, V4, V2, et plus particulièrement la vitesse V7 de l'arbre du moteur d'assistance 7, est sensiblement constante.
De préférence, ladite phase de plateau 32, 132 sera unique et continue au cours d'alternance 30,130 considérée de manière à maximiser la durée, et donc la fiabilité de la mesure.
La vitesse de pic Vpeak_l utilisée pourra par exemple être choisie entre 50% et 90%, voire 100% d'une vitesse de référence dite « vitesse à vide », mesurée par des essais, et correspondant à la vitesse maximale que peut atteindre le moteur d'assistance 7 dans des conditions prédéterminées d'agencement et de charge du système de direction assistée 1 (par exemple lorsque le système 1 comprend simplement un mécanisme « nu », sans biellettes 6 ni roues 5).
Selon une autre variante d'application, le cycle d'exploration en vitesse CY_speed peut être utilisé pour identifier une propriété dynamique du système de direction assistée parmi :
l'existence d'un ou plusieurs éventuels points durs (« stick points »), une valeur de frottement interne au mécanisme de direction et affectant le déplacement de l'organe mobile.
A cet effet, on mesure, lors de l'étape (b) de mesure, tandis que l'on applique le cycle d'exploration en vitesse, un paramètre indicateur d'effort T7_mes, représentant l'effort, et plus particulièrement du couple, fourni par le moteur d'assistance 7.
Ainsi, lors de l'étape (c) d'analyse, on peut identifier un point dur lorsque l'on détecte que l'indicateur d'effort T7_mes atteint ou dépasse un seuil d'alerte prédéterminé, qui indique que le mécanisme de direction 3, et plus particulièrement l'organe mobile 4, oppose une résistance anormalement élevée à son déplacement à la vitesse de consigne V7, V4, V2 choisie.
De préférence, on choisira pour identifier d'éventuels points durs, une vitesse de consigne V7, V4, V2 constante, en utilisant à cet effet une phase de plateau
32,132 telle que décrite plus haut.
Avantageusement, la régularité de la vitesse V7, V4, V2 tout au long du plateau 32, 132 permet de rendre immédiatement apparentes les perturbations provoquées par des changements du couple résistant qui s'oppose au déplacement du composant asservi en vitesse (moteur 7, organe mobile de type crémaillère 4 ou volant de conduite 2), et d'être sûr que les perturbations ainsi observées, et notamment les sursauts de couple d'assistance qui sont nécessaires pour assurer le maintien de la vitesse au passage des points durs (et qui sont perceptibles via un paramètre indicateur d'effort T7_mes, , T2_mes), sont bien dues à une cause autre qu'une fluctuation intempestive de la consigne de vitesse.
Respectivement, lors de l'étape (c) d'analyse, on peut évaluer le frottement à partir de la chute de l'indicateur d'effort T7_mes au moment d'une inversion de braquage, c'est-à-dire au moment ou le signe de la vitesse (et donc le sens du déplacement) du mécanisme 3 s'inverse.
Plus particulièrement, le frottement peut être considéré, au regard notamment de la loi de Coulomb, comme la demi-hauteur de chute qui sépare d'une part l'effort, et plus particulièrement le couple moteur T7, qui s'exerce sur le mécanisme de direction 3 juste avant l'inversion de braquage pour entraîner ledit mécanisme dans un premier sens (par exemple à droite), et d'autre part l'effort et plus particulièrement le couple moteur T7, qui s'exerce sur le mécanisme de direction 3 juste après l'inversion de braquage, pour entraîner ledit mécanisme dans un second sens (par exemple à gauche) opposé au premier sens.
On notera que pour mesurer le frottement, une faible amplitude de cycle, et par conséquent une petite plage couverte entre la position de départ Xmin et la position d'arrivée Xmax, suffit. Ainsi, ladite amplitude pourra être égale ou inférieure à 80 degrés de rotation du volant de conduite 2, c'est-à-dire autoriser par exemple un mouvement maximal du volant de conduite 2 compris entre Xmax = +40 degrés et Xmin = -40 degrés de part et d'autre de la position centrale C0.
Par ailleurs, le procédé de caractérisation pourra également comporter, lors de l'étape d'activation (a), une sous-étape (al) de sécurisation, au cours de laquelle on écrête la consigne de couple moteur T7 appliqué au moteur d'assistance 7, afin de maintenir ladite consigne de couple en-dessous (en valeur absolue) d'un seuil de sécurité T7_safe prédéterminé, ledit seuil de sécurité T7_safe étant ajusté, et plus particulièrement réduit, lorsque l'on se trouve dans une phase d'approche d'une position limite Xlim que l'on souhaite ne pas dépasser, et par exemple lorsque l'on se trouve en phase d'approche d'une butée de fin de course SI, S2.
A cet effet, on utilise une fonction dite « fonction de sécurisation » qui définit, tel que cela est illustré sur la figure 4, dans un référentiel associant un couple volant T7 (en ordonnée) à une valeur représentative de la position P7, P4, P2 du mécanisme de direction, et plus préférentiellement représentative de la position P4 de la crémaillère 4, d'une part un domaine autorisé DI (vierge sur la figure 4) et d'autre part un domaine interdit D2 (hachuré sur la figure 4), dont la frontière correspond au seuil de sécurité T7_safe.
On notera que, dans chaque sens de déplacement considéré (vers la droite, respectivement vers la gauche), le seuil de sécurité T7_safe est abaissé (c'est-àdire que sa valeur absolue décroît), à partir d'une position de sécurité Xsafe qui précède la position limite Xlim dans le sens de déplacement considéré, et de préférence jusqu'à être annulé lorsque l'on atteint ladite position limite Xlim.
A cet effet, la fonction de sécurisation peut former une rampe décroissante depuis la position de sécurité Xsafe jusqu'à la position limite Xlim.
Ainsi, on peut forcer un ralentissement progressif du mécanisme de direction 3 pour éviter un dépassement de la position limite Xlim, et plus particulièrement un choc contre la butée SI (lorsque le cycle d'exploration utilisé ne vise pas à déterminer la position de ladite butée, bien entendu), lorsque l'on approche de ladite position limite Xlim.
En revanche, comme il n'est pas nécessaire de freiner le mécanisme 3 lorsque l'on s'éloigne de la position limite Xlim, le seuil de sécurité T7_safe pourra repasser directement à sa valeur maximale (valeur de plateau), tel que l'illustre la frontière en forme de coin rectangulaire du domaine autorisé DI sur la figure 4.
La position limite Xlim est de préférence définie comme un pourcentage, par exemple compris entre 75% et 100%, et plus particulièrement entre 80% et 95% de la position de la butée de fin de course SI, S2 correspondante.
Bien entendu, l'invention concerne également en tant que tel un système de direction assistée 1 permettant de mettre en œuvre tout ou partie des procédés de caractérisation susmentionnés.
L'invention concerne ainsi plus particulièrement un système de direction assistée 1 qui comprend un module de caractérisation 13 formant une « boîte à outils » de caractérisation complète, contenant et permettant de mettre en œuvre sélectivement un cycle d'exploration parmi une pluralité de cycles d'exploration disponibles, ladite pluralité de cycles disponibles.
Ainsi, l'invention concerne un système de direction assistée 1 destiné à équiper un véhicule et comprenant au moins un dispositif de définition de cap 2, tel qu'un volant de conduite, qui permet à un conducteur de définir un angle de braquage Al du système de direction assistée, un mécanisme de direction 3 pourvu d'au moins un organe mobile 4, tel qu'une crémaillère, dont la position P4 s'adapte de manière à correspondre à l'angle de braquage Al choisi, ainsi qu'au moins un moteur d'assistance 7 agencé pour pouvoir entraîner ledit mécanisme de direction 3, ledit système de direction assistée 1 comportant d'une part un premier module embarqué 8, dit « module d'assistance » 8, qui contient un premier jeu de fonctions dites « lois d'assistance », qui permettent de générer, lorsque le système de direction assistée 1 est affecté à la conduite d'un véhicule, des consignes de pilotage à destination du moteur d'assistance 7, afin de faire suivre audit véhicule une trajectoire qui est déterminée en fonction de la situation dudit véhicule par rapport à son environnement, et d'autre part un second module 13 embarqué, dit « module de caractérisation » 13, qui contient un second jeu de fonctions, dites « fonctions de caractérisation », distinctes des lois d'assistance, et qui permettent de mettre en œuvre, pendant une période où le système de direction assistée n'est pas affecté à la conduite d'un véhicule, et de manière automatique, un procédé de caractérisation destiné à déterminer empiriquement au moins une propriété dudit système de direction assistée, dite « propriété recherchée ».
Tout comme le module d'assistance 8, le module de caractérisation 13 est de préférence un module électronique ou informatique.
Comme indiqué plus haut, ledit procédé de caractérisation comprend une étape (a) d'activation automatique du moteur d'assistance 7, au cours de laquelle le second module embarqué 13 génère et applique automatiquement au moteur d'assistance 7, sans requérir d'action externe sur le dispositif de définition de cap 2, une consigne d'activation T7, V7, P7 qui suit un ou plusieurs cycles dit « cycles d'exploration » CY préétablis, afin de permettre une étape (b) de mesure, selon laquelle on mesure, pendant le ou les cycles d'exploration CY ou à l'issue dudit ou desdits cycles d'exploration CY, au moins un paramètre physique, dit « paramètre indicateur » P7_mes, T7_mes, P4_mes, T2_mes, V2_mes, etc, qui est propre à la réponse que fournit le système de direction assistée 1 à l'activation automatique du moteur d'assistance 7 et qui est caractéristique de la propriété recherchée, puis une étape (c) d'analyse, au cours de laquelle on quantifie la propriété recherchée à partir de la ou des mesures du paramètre indicateur.
Le module de caractérisation 13, de même que le module d'assistance 8, sera donc de préférence intégré au système de direction 1, et notamment intégré à un module de calcul embarqué pouvant être utilisé de manière autonome.
Les fonctions de caractérisation, et plus particulièrement les cycles d'exploration CY que ces fonctions de caractérisation mettent automatiquement en œuvre, pourront avantageusement être stockés dans une mémoire non volatile du module de caractérisation 13, par exemple sous forme de bibliothèques de fonctions (fichiers dll) programmées dans ledit module de caractérisation 13 et/ou de cartographies (« maps »).
Le module de caractérisation 13 contiendra ainsi une pluralité de cycles d'exploration CY préétablis, de sorte par exemple à permettre d'activer sélectivement, hors phase de pilotage du véhicule, un cycle CY choisi parmi les cycles d'exploration décrits dans ce qui précède.
De préférence, le second module embarqué (module de caractérisation ) 13 regroupe au moins deux, voire au moins trois, au moins quatre fonctions de caractérisation parmi les fonctions de caractérisation suivantes, voire la totalité desdites fonctions de caractérisation, telles qu'elles ont été en pratique détaillées plus haut en référence au procédé :
une fonction de caractérisation de la position d'une butée de fin de course SI, S2, qui utilise un cycle d'exploration en vitesse CY_speed au cours duquel on applique au moteur d'assistance, une consigne de vitesse V7 non nulle afin d'entraîner ledit moteur d'assistance 7 et le mécanisme de direction 3, dans une première direction, jusqu'à ce que ledit mécanisme de direction 3 vienne heurter une première butée de fin de course SI ;
une fonction de caractérisation de niveau sonore, qui utilise un cycle d'exploration en vitesse CY_speed prévoyant un plateau de vitesse
32,132 où la vitesse asservie est sensiblement constante ;
une fonction d'identification de position d'index 10, 11, 12, qui utilise un cycle d'exploration en vitesse CY_speed prévoyant d'asservir, au moyen du moteur d'assistance 7, la vitesse de rotation V2 d'un volant de conduite 2 selon un plateau 32, 132 de vitesse sensiblement constante et sur une course suffisante pour s'assurer du franchissement, dans un même sens de déplacement, d'au moins une position d'index, voire au moins deux positions d'index, associées chacune à un tour complet dudit volant de conduite ;
Le module de caractérisation 13 comprendra de préférence également un sélecteur permettant de sélectionner et d'exécuter l'une ou l'autre desdites fonctions de caractérisation disponibles, séparément des autres fonctions de caractérisation et des fonctions d'assistance, et ainsi commander automatiquement, et de manière autonome, le moteur d'assistance 7 pour une caractérisation, indépendamment du pilotage du véhicule.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux seules variantes de réalisation décrites dans ce qui précède, l'homme du métier étant notamment à même d'isoler ou de combiner librement entre elles les caractéristiques susmentionnées, ou de leur substituer un équivalent.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de caractérisation d'un système de direction assistée (1) destiné à déterminer empiriquement au moins une propriété dudit système de direction assistée (1), dite « propriété recherchée », ledit système de direction assistée comprenant au moins un dispositif de définition de cap (2), tel qu'un volant de conduite (2), qui permet de définir l'orientation, dite « angle de braquage » (Al) du système de direction assistée, un mécanisme de direction (3) pourvu d'au moins un organe mobile (4), tel qu'une crémaillère (4), dont la position (P4) s'adapte de manière à correspondre à l'angle de braquage (Al) choisi, ainsi qu'au moins un moteur d'assistance (7) agencé pour pouvoir entraîner ledit mécanisme de direction (3), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, en dehors d'une phase de pilotage au cours de laquelle le système de direction assistée (1) est affecté à la conduite d'un véhicule afin de faire suivre audit véhicule une trajectoire qui est déterminée en fonction de la situation dudit véhicule par rapport à son environnement, une étape (a) d'activation automatique du moteur d'assistance (7), au cours de laquelle on utilise un calculateur (13) pour générer et appliquer automatiquement au moteur d'assistance (7), sans requérir d'action externe sur le dispositif de définition de cap (2), une consigne d'activation qui suit un ou plusieurs cycles dit « cycles d'exploration » (CY) préétablis, une étape (b) de mesure, selon laquelle on mesure, pendant le ou les cycles d'exploration ou à l'issue dudit ou desdits cycles d'exploration (CY), au moins un paramètre physique, dit « paramètre indicateur » (P7_mes, T7_mes, P4_mes, T2_mes, V2_mes), qui est propre à la réponse que fournit le système de direction assistée à l'activation automatique du moteur d'assistance (7) et qui est caractéristique de la propriété recherchée, puis une étape (c) d'analyse, au cours de laquelle on quantifie la propriété recherchée à partir de la ou des mesures du paramètre indicateur.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lors de l'étape (a) d'activation automatique, on applique un cycle d'exploration en vitesse (CY_speed) ou une succession de plusieurs cycles d'exploration en vitesse (CY_speed), où chaque cycle d'exploration en vitesse (CY_speed) asservit en vitesse (V7, V4, V2) le moteur d'assistance (7) et/ou un organe mobile (4, 2) choisi du mécanisme de direction (3).
  3. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il est utilisé pour identifier au moins une position de première butée de fin de course (SI) du mécanisme de direction (3) et/ou une position de seconde butée de fin de course (S2) dudit mécanisme de direction opposée à la première butée de fin de course (SI), et/ou la course maximale (L4) de l'organe mobile (4) correspondant à la distance entre lesdites première et seconde butées de fin de course (SI, S2), et/ou la position centrale (CO) dudit organe mobile (4) située à mi-distance desdites deux butées de fin de course (SI, S2), et en ce que, à cet effet, lors de l'étape (a) d'activation automatique, le cycle d'exploration en vitesse (CY_speed) applique une consigne de vitesse (V7, V4, V2) non nulle, dans une première direction, jusqu'à ce que le mécanisme de direction (3) soit stoppé par la première butée de fin de course (SI), et/ou applique, respectivement, une consigne de vitesse (V7, V4, V2) non nulle, dans une seconde direction, jusqu'à ce que le mécanisme de direction (3) soit stoppé par la seconde butée de fin de course (S2).
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il est utilisé pour identifier une propriété acoustique du système de direction assistée (1), et en ce que, à cet effet, on mesure, lors de l'étape (b) de mesure, et tandis que l'on applique le cycle d'exploration en vitesse (CY_speed), un paramètre indicateur de bruit, représentant le niveau sonore du moteur d'assistance (7) et/ou du mécanisme de direction (3).
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce qu'il est utilisé pour identifier une propriété dynamique du système de direction assistée parmi : l'existence d'un ou plusieurs éventuels points durs, ou une valeur de frottement interne au mécanisme de direction et affectant le déplacement de l'organe mobile, et en ce que, à cet effet, on mesure, lors de l'étape (b) de mesure, tandis que l'on applique le cycle d'exploration en vitesse (CY_speed), un paramètre indicateur d'effort (T7_mes), représentant l'effort fourni par le moteur d'assistance (7) et, lors de l'étape (c) d'analyse, on identifie un point dur lorsque l'on détecte que l'indicateur d'effort (T7_mes) atteint ou dépasse un seuil d'alerte prédéterminé, respectivement on évalue le frottement à partir de la chute de l'indicateur d'effort (T7_mes) au moment d'une inversion de braquage.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que, le dispositif de définition de cap comprenant un volant de conduite (2) dont la rotation est liée au déplacement du mécanisme de direction (3), et ledit volant de conduite (2) étant pourvu d'un index, qui marque une position de référence unique (10, 11, 12) dans un tour complet dudit volant de conduite, ledit procédé est utilisé pour identifier, dans un référentiel associé au moteur d'assistance (7), une ou des positions (10, 11, 12) de passage du volant de conduite par ledit index, en ce que le cycle d'exploration en vitesse (CY_speed) est défini à cet effet de sorte à créer un plateau (32, 132) de vitesse de rotation du volant de conduite, qui s'étend depuis une position de début de plateau (XI) jusqu'à une position de fin de plateau (X2), et selon lequel la vitesse asservie de rotation du volant de conduite (V2) est maintenue constamment et automatiquement, entre la position de début de plateau (XI) et la position de fin de plateau (X2), au voisinage d'une valeur nominale de plateau (Vpeak_l, Vpeak_2), avec une erreur inférieure à 20%, de préférence inférieure à 10%, voire inférieure ou égale à 5% de ladite valeur nominale de plateau (Vpeak_l, Vpeak_2), et en ce que les positions de début de plateau (XI) et de fin de plateau (X2) sont choisies de telle sorte que le plateau (32, 132) couvre une plage de positions qui est suffisante pour effectuer au moins un et de préférence au moins deux passages par l'index dans un même sens de déplacement.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il permet de déterminer au moins une propriété recherchée, et de préférence plusieurs propriétés recherchées, parmi :
    une valeur de frottement propre au système de direction (1) et qui s'oppose au déplacement d'un organe mobile (4) dudit système de direction, par exemple d'une crémaillère (4), une mesure de la course (L4) d'une crémaillère de direction (4), une identification des positions de butées de fin de course (SI, S2) du mécanisme de direction (3), une identification de la position centrale (C0) du mécanisme de direction (3), située à équidistance des butées de fin de course (SI, S2), une identification d'une ou plusieurs positions d'index (10, 11, 12), signalées par un index qui marque une position de référence unique dans un même tour complet d'un volant de conduite (2), un niveau sonore généré par le moteur d'assistance (7) et/ou le mécanisme de direction (3), l'identification de positions dites « points durs » au niveau desquelles le mécanisme de direction (3) présente une résistance au déplacement, et notamment une résistance visqueuse, supérieure à un seuil prédéterminé,
  8. 8. Système de direction assistée (1) destiné à équiper un véhicule et comprenant au moins un dispositif de définition de cap (2), tel qu'un volant de conduite, qui permet à un conducteur de définir un angle de braquage (Al) du système de direction assistée, un mécanisme de direction (3) pourvu d'au moins un organe mobile (4), tel qu'une crémaillère, dont la position (P4) s'adapte de manière à correspondre à l'angle de braquage choisi, ainsi qu'au moins un moteur d'assistance (7) agencé pour pouvoir entraîner ledit mécanisme de direction (3), ledit système de direction assistée (1) étant caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un premier module embarqué (8), dit « module d'assistance », qui contient un premier jeu de fonctions dites « lois d'assistance », qui permettent de générer, lorsque le système de direction assistée est affecté à la conduite d'un véhicule, des consignes de pilotage à destination du moteur d'assistance, afin de faire suivre audit véhicule une trajectoire qui est déterminée en fonction de la situation dudit véhicule par rapport à son environnement, et d'autre part un second module embarqué (13), dit « module de caractérisation », qui contient un second jeu de fonctions, dites « fonctions de caractérisation », distinctes des lois d'assistance, et qui permettent de mettre en œuvre, pendant une période où le système de direction assistée n'est pas affecté à la conduite d'un véhicule, et de manière automatique, un procédé de caractérisation destiné à déterminer empiriquement au moins une propriété dudit système de direction assistée, dite « propriété recherchée », ledit procédé de caractérisation comprenant une étape (a) d'activation automatique du moteur d'assistance (7) au cours de laquelle le second module embarqué (13) génère et applique automatiquement au moteur d'assistance (7), sans requérir d'action externe sur le dispositif de définition de cap (2), une consigne d'activation (T7, V7, P7) qui suit un ou plusieurs cycles dit « cycles d'exploration » (CY) préétablis, afin de permettre une étape (b) de mesure, selon laquelle on mesure, pendant le ou les cycles d'exploration ou à l'issue dudit ou desdits cycles d'exploration, au moins un paramètre physique, dit « paramètre indicateur » (P7_mes, T7_mes, P4_mes, T2_mes, V2_mes), qui est propre à la réponse que fournit le système de direction assistée (1) à l'activation automatique du moteur d'assistance (7) et qui est caractéristique de la propriété recherchée, puis une étape (c) d'analyse, au cours de laquelle on quantifie la propriété recherchée à partir de la ou des mesures du paramètre indicateur.
  9. 9. Système de direction assistée selon la revendication 8 caractérisé en ce que le second module embarqué (13) regroupe au moins deux fonctions de caractérisation parmi les fonctions de caractérisation suivantes :
    une fonction de caractérisation de la position d'une butée de fin de course (SI), qui utilise un cycle d'exploration en vitesse (CY_speed) au cours duquel on applique au moteur d'assistance (7), une consigne de vitesse (V7) non nulle afin d'entraîner ledit moteur d'assistance et le mécanisme de direction, dans une première direction, jusqu'à ce que ledit mécanisme de direction (3) vienne heurter une première butée de fin de course (SI) ;
    une fonction de caractérisation de niveau sonore, qui utilise un cycle d'exploration en vitesse (CY_speed) prévoyant un plateau de vitesse (32,132) où la vitesse asservie est sensiblement constante ;
    une fonction d'identification de position d'index (10, 11, 12), qui utilise
    5 un cycle d'exploration en vitesse (CY_speed) prévoyant d'asservir, au moyen du moteur d'assistance (7), la vitesse de rotation d'un volant de conduite (2) selon un plateau (32, 132) de vitesse sensiblement constante et sur une course suffisante pour s'assurer du franchissement, dans un même sens de déplacement, d'au moins une 10 position d'index, voire au moins deux positions d'index, associées chacune à un tour complet dudit volant de conduite ;
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