FR3094693A1 - Procede de determination d’un couple residuel de colonne de direction d’un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Procédé de détermination (100) d’un couple résistant résiduel de colonne de direction d’un véhicule automobile comportant une colonne mobile en rotation autour d’un axe et apte à transmettre des mouvements de braquage des roues,
Caractérisé en ce que ledit procédé comporte une étape de mesures d’efforts (110) avec un braquage des roues alternatif autour d’un point zéro degré de rotation de ladite colonne.
Figure pour l’abrégé : Fig.3
Description
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un système de détection du non maintien du volant par une main.
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de vérification de présence ou d’absence de main sur un volant de direction de véhicule automobile.
Etat de la technique
Les nouvelles technologies de conduite automobile et notamment la conduite autonome sont une priorité pour les constructeurs automobiles. Chacun d’eux présente une offre conséquente de systèmes d’aide à la conduite. Cependant, un conducteur d’un véhicule doit toujours rester maître de son véhicule.
D'une manière générale, on peut supposer que le conducteur reste maître du véhicule tant qu'il garde les mains sur le volant et que celles-ci suivent le mouvement imprimé par le système de conduite automatique. Les systèmes d’aides à la conduite avec notamment une automatisation de la conduite sur piste ou route d'un véhicule rend nécessaire de vérifier si le conducteur garde ses mains sur le volant afin d’être en capacité de contrôler la trajectoire du véhicule.
Dans le domaine ferroviaire notamment urbain, afin de parer une possibilité de relâchement de concentration du mécanicien conducteur, un système de surveillance de la vigilance est mis en place connu sous le nom d’« homme mort ». Il consiste à faire acquitter par le conducteur un signal de vigilance à une fréquence déterminée. L’acquittement peut se faire par exemple par actionnement d’un cerclage entourant le volant.
Dans le domaine de l'automobile on connaît des dispositifs et des procédés permettant de vérifier la vigilance du conducteur. Lesdits dispositifs comportent des systèmes réactifs par exemple montés dans le volant.
La publication US 2005/0242965 Al propose ainsi un dispositif avec un cerclage métallique inclus dans le volant et soumis à un potentiel. Le fait de ne pas avoir une main sur le volant entraine une coupure de circuit et remonte une alerte.
Un inconvénient est que ce type de dispositif nécessite un principe actif avec dans cas une mise sous potentiel du cerclage.
De plus le dispositif nécessite plusieurs zones de coupure potentielles selon la manière de tenir le volant, ce qui rend peu fiable ledit dispositif.
La publication US 2013/0317699-A1 propose aussi un dispositif de vérification de présence des mains au volant par l’émission dans le volant d’une impulsion et à en observer la réponse qui est différente selon que le conducteur a ses mains sur le volant ou non.
Un inconvénient de ce type de dispositif est la nécessité d’envoyer des impulsions de manière suffisamment fréquente pour ne pas sauter une séquence de non vigilance.
Un autre inconvénient peut être l’usure du volant ou de la couverture du volant qui peut altérer le fonctionnement de ce dispositif.
Le but de l’invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l’invention est un procédé de détermination de couple résiduel de rotation du volant dû aux différents éléments de liaison de la colonne de direction pour signaler la non présence de mains au volant, ledit procédé étant applicable de façon simple sur un véhicule automobile.
Présentation de l’invention
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de mesures de couple minimal pour tourner une colonne de direction de véhicule automobile.
La présente invention concerne un procédé dé détermination de couple maximal de résistance engendré par les éléments de liaison de la colonne de direction d’un véhicule automobile.
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de détermination d’un couple résistant résiduel de colonne de direction d’un véhicule automobile comportant une colonne mobile en rotation autour d’un axe et apte à transmettre des mouvements de braquage des roues,
Caractérisé en ce que ledit procédé comporte une étape de mesures d’efforts avec un braquage des roues alternatif successivement selon un premier sens puis selon le second sens opposé autour d’un point zéro degré de rotation de colonne.
De manière avantageuse, la connaissance de la valeur de seuil de couple résiduel dû aux éléments de liaison de la colonne de direction permet de considérer que toute valeur de couple légèrement supérieur audit seuil de couple peut être associé à un relâchement du volant par le conducteur. L’invention propose un procédé de détermination de la valeur de couple résiduel dû à la résistance des différents éléments de liaison d’une colonne de direction de véhicule automobile. Alors, la connaissance de la valeur de seuil de couple résiduel dû aux éléments de liaison de colonne de direction permet de différencier :
-les situations de présence des mains ou le couple est supérieur audit seuil de couple, et
-les situations d’absence des mains où le couple est proche dudit seuil de couple. Connaissant cette valeur de seuil, on peut considérer qu’un couple mesuré proche de ladite valeur peut signifier un relâchement du volant par le conducteur.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
-l’étape de mesures comporte un braquage des roues alternatif successivement à gauche puis à droite entre deux extrémités angulaires.
De manière avantageuse, l’étape de mesures comprend des mesures de couple résistant lors de braquages de roues ou de rotation de colonne de direction successivement à gauche puis à droite entre deux extrémités angulaires autour du point zéro degré de rotation de la colonne de direction.
-l’étape de mesures est effectué avec un véhicule sur une surface plane horizontale.
De manière avantageuse, afin de supprimer toute perturbation de mesures, l’étape de mesures est effectuée avec un véhicule disposé sur un plan horizontal pour éviter ainsi les frottements importants des roues sur le sol.
-le couple résiduel est la moitié de la valeur de la différence de couple à un même angle de rotation de volant entre deux braquages de volant dans les sens opposés c’est-à-dire entre le braquage des roues dans un sens et le braquage retour en sens opposé.
De manière avantageuse, les courbes de valeurs de couples en fonction des angles des rotation évoluent sensiblement selon un cycle d’hystérésis lorsque la colonne de direction est tournée en rotation autour de son axe selon un premier sens de rotation jusqu’à l’extrémité angulaire puis successivement dans le deuxième sens de rotation opposé au premier sens jusqu’à la deuxième extrémité angulaire. La valeur de couple résiduel est déterminée pour un même angle de rotation de la colonne de direction en prenant la différence de couple à un même angle de rotation de volant entre deux braquages de volant dans les sens opposés, le couple résiduel étant la moitié de ladite valeur de couple.
-le couple résiduel est la moitié de la valeur au point zéro de la différence de couples entre le braquage des roues dans un sens et le braquage retour en sens opposé.
De manière avantageuse, le couple résiduel est la moitié de la valeur au point d’angle nul de rotation de la colonne de direction de la différence entre la valeur de couples mesurés en tournant dans un premier sens ladite colonne entre les deux extrémités angulaires et la valeur de couples mesurés en tournant ensuite en sens opposé entre les deux extrémités angulaires. L’étape de mesures peut être suivie d’une étape d’analyse des mesures et de détermination des courbes de variation de couples mesurés en fonction de l’angle de rotation avec une régression linéaire.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
Description détaillée des figures
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
Selon la figure 1, une colonne de direction 10 de véhicule automobile comprend un bras de direction 11 sensiblement tubulaire tenant à une extrémité un volant de direction 12 et connecté à l’extrémité opposée à une crémaillère de direction (non représentée). Le bras 11 de direction peut être formé de deux ou plusieurs éléments 14,15 tubulaires reliés l’un à l’autre par des liaisons rotules ou des engrenages. Chacun desdits éléments est tenu mobile en rotation autour de son axe et intègre divers moyens de connexions électriques, de transmission, de mesures, de confort ou de sécurité qui comprennent un moyen de connexion électrique aussi connu sous le terme anglais de « clockspring » 18 ou contacteur tournant électrique, un capteur d’angle volant 19 ou « SWAS » pour Steering Wheel Angle Sensor en anglais, un capteur de couple de rotation 20, un dispositif d’assistance de direction 16 ou un moyen de modification en hauteur ou en profondeur 17 de la position du volant 12. Lesdits éléments engendrent des frictions même faibles avec la colonne de direction et donc des couples résiduels dans l’entrainement en rotation de ladite colonne.
Il est nécessaire de déterminer les couples résiduels pour de nouvelles applications de sécurité automobile telles que la détection de mains au volant par exemple pour les manœuvres de parquage automatique de véhicule ou de conduite autonome.
Selon un mode de réalisation de l’invention selon la figure 3, le procédé de détermination 100 d’un couple résistant résiduel de colonne de direction comprend des étapes successives suivantes :
-une étape de mesures 110 des couples en fonction de l’angle de rotation de la colonne de direction 10. Cette étape est faite avec un véhicule disposé sur un plan horizontal afin d’éviter des erreurs de mesures. La colonne de direction est actionnée sans l’assistance d’un opérateur c’est-à-dire avec une aide manuelle mais de façon automatique par exemple avec un système de parquage automatique de véhicule. De manière préférentielle, la rotation de la colonne 10 pendant l’étape 110 de mesures est faite à faible vitesse de rotation inférieure à 30°/s. La colonne de direction est tournée autour de son axe successivement à droite 21 puis en sens opposé à gauche 22 entre deux positions angulaires extrêmes. Les couples peuvent être mesurés grâce au capteur de couple 20 et l’angle de rotation est mesuré grâce au capteur d’angle volant 19.
L’étape de mesures permet d’obtenir la variation de couples en fonction de l’angle de rotation.
-une étape d’analyse des résultats 120.
De manière préférentielle, l’invention propose de garder uniquement les variations d’angle autour de l’angle nul de rotation ou point zéro 111 de la colonne de direction et plus particulièrement entre les amplitudes maximales angulaires de -15° à 15°. En effet dans cette plage d’angle, on remarque une variation sensiblement linéaire du couple en fonction de l’angle de rotation de la colonne. Ceci peut être vérifié par une analyse des résultats avec une régression linéaire. Selon les mesures, la pente est déterminée avec une corrélation supérieure à 90% selon la figure 2.
-une étape de détermination 130 de la valeur de couple résiduel 114. Ladite étape propose de calculer la valeur de couple résiduel autour de l’angle nul de rotation de la colonne. En effet, avec la régression linéaire on peut définir une valeur de couple dite aller 121 en tournant la colonne de direction dans un sens et la valeur retour 122 en tournant la colonne de direction dans le sens opposé. Les valeurs de couples et d’angle sont retenus en relatif c’est-à-dire avec les signes par exemple – pour la gauche et + pour la droite pour les angles de rotation. Le couple résiduel 114 est égal à la moitié de la différence 112 entre les deux valeurs de couples retenus autour du point zéro d’angle 111.
Selon un autre mode de réalisation, comme la plage d’amplitudes angulaires retenue permet d’obtenir des variations sensiblement linéaires du couple en fonction de l’angle de rotation, le couple résiduel 114 peut être la moitié de différence entre la moyenne des valeurs de couples en tournant la colonne dans un premier sens et la moyenne des valeurs de couples entournant la colonne dans un second sens opposé, lesdites valeurs sont en relatif c’est-à-dire avec des signes + ou -.
-une étape de mise à jour 140 des paramètres dont la valeur de couple résiduel dans l’unité de commande à destination des applications qui nécessitent la connaissance de ladite valeur.
L’objectif est atteint :
Le procédé selon l’invention permet une détermination de la valeur de couple résiduel associé à une colonne de direction. Ledit procédé peut être par exemple implémenté dans un programme informatique dans une unité de commande disposée dans le véhicule automobile. Ledit programme peut dérouler les différentes étapes du procédé 100 à savoir l’étape de mesures 100 en commandant la rotation de la colonne de direction avec un braquage de roues tout en effectuant les mesures de couples et d’angles de rotation, l’étape d’analyse 110 en retenant uniquement des valeurs de couples pour des angles de rotation compris dans la plage délimitée par les amplitudes maximales d’angles de rotation, l’étape de détermination 120 par exemple en prenant les valeurs moyennes de couples mesurés en tournant le volant dans un premier sens puis en tournant le volant en sens opposé pour ensuite en obtenir la différence.
L’unité de commande peut dérouler ledit procédé à chaque changement d’éléments de liaison de la colonne de direction et mettre à jour ensuite les paramètres des applications qui nécessitent la connaissance de la valeur de couple résiduel.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
Claims (5)
- Procédé de détermination (100) d’un couple résistant (114) résiduel de colonne de direction (10) d’un véhicule automobile comportant une colonne mobile en rotation autour d’un axe et apte à transmettre des mouvements de braquage des roues,
Caractérisé en ce que ledit procédé comporte une étape de mesures (110) d’efforts avec un braquage des roues alternatif autour d’un point zéro degré (111) de rotation de colonne. - Procédé de détermination (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape de mesures (110) comporte un braquage des roues alternatif successivement à gauche (22) puis à droite (21) entre deux extrémités angulaires.
- Procédé de détermination (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’étape de mesures (110) est effectué avec un véhicule sur une surface plane horizontale.
- Procédé de détermination (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le couple résiduel (114) est la moitié de la valeur de la différence (112) de couples à un même angle de rotation de volant entre deux braquages de volant (21,22) dans les sens opposés.
- Procédé de détermination (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le couple résiduel (114) est la moitié de la valeur au point zéro (111) de la différence (112) de couples entre le braquage des roues dans un sens aller (121) et le braquage retour (122) en sens opposé.
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