WO2008149048A2 - Procede de pilotage d'un moteur de pivotement des roues d'un vehicule automobile et dispositif de protection des butees de fin de course de pivotement des roues mettant en oeuvre le procede - Google Patents
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- WO2008149048A2 WO2008149048A2 PCT/FR2008/051021 FR2008051021W WO2008149048A2 WO 2008149048 A2 WO2008149048 A2 WO 2008149048A2 FR 2008051021 W FR2008051021 W FR 2008051021W WO 2008149048 A2 WO2008149048 A2 WO 2008149048A2
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0469—End-of-stroke control
Definitions
- the present invention relates to the field of motor vehicles equipped with a columnless direction, that is to say without mechanical connection between steering control means such as a steering wheel on which the driver acts and pivoting means acting mechanically on the wheels of the vehicle.
- the steering of a vehicle is obtained by the transmission of a steering control, resulting from the steering control means, to pivoting means of the wheels.
- the transmission of the control between the steering control means and the wheel pivoting means is usually performed mechanically, via the steering column.
- the force exerted by the driver on the steering control means is directly transmitted to the pivoting means of the wheels, and, conversely, the reaction exerted by the roadway on the wheels and opposing their change of direction.
- Orientation is transmitted, generally with a multiplication factor, to the driver who feels it as resistance to his action on the steering control means.
- a first solution is to use hydraulic means to ensure the pivoting of the wheels and their connection with the steering control means.
- a second solution is to use pivoting means of the hydraulic wheels which are actuated by electrical means, the connection between the steering control means and the electrical control means being provided by an electrical wiring.
- a third solution relates to a fully electric vehicle steering system, the wheel pivoting means comprising at least one electric motor driven by a computer connected by electrical wiring to the steering control means.
- the steering control means a force feedback device to allow the driver to feel the forces exerted by the road on the steering wheels of the vehicle.
- the force feedback device may consist of an electric motor exerting a torque of determined value opposite to the action of the driver on the steering wheel.
- the steering system without a steering column described in document FR 2 802 491, ensures this function. Indeed, the system has a force feedback device at the steering wheel, the effort restitution is based on the intensity of the current supplying the engine to simulate more accurately the efforts required to pivot the wheels.
- it is necessary to determine a strategy of pivoting the wheels of the vehicle that is to say a law determining the pivoting position of the wheels according to the position of the steering control means.
- the object of the invention is to provide a method of controlling a wheel pivoting motor to obviate the disadvantages described above and improving the steering processes of pivoting motors known from the prior art.
- the control method according to the invention makes it possible to avoid the deterioration of the end stops for turning the wheels.
- the object of the invention is still to provide a device for protecting the end stops of pivoting wheels, this device implementing the method according to the invention.
- the method of controlling a steering motor of the steering wheels of a motor vehicle between two limit stops includes a limitation of the motor speed to the vicinity of the end stops and the motor of the motor.
- pivoting is a motor of a steering system of the type without mechanical connection between steering control means and the engine.
- control method may include a limitation of the engine speed which increases as the wheels approach one or the other of the end stops.
- the motor may be of the DC or AC electric type.
- a limitation of the speed of the motor is obtained by limiting its power parameters.
- a threshold speed (wmot_max_secu) is obtained at the approach of the limit stops by a law involving the maximum permitted pivot angle (teta_max_secu), the engine inertia (Jtot) and the maximum torque provided by the motor (Cmax).
- a device for protecting the limit stops for pivoting the wheels of a motor vehicle comprises hardware and software means for implementing the control method according to the invention.
- the protection device uses hardware means comprising a computer.
- the protection device uses software means comprising mathematical operators.
- a steering control system of a motor vehicle according to the invention comprises a protection device as described above.
- the invention also relates to a motor vehicle comprising a steering system as described above.
- Figure 1 is a diagram of a steering system incorporating a device for protecting the pivot limit switches according to the invention.
- FIG. 2 is a diagram of a wheel pivot control structure incorporating a device for protecting the pivoting limit switches according to the invention.
- FIG. 3 is a diagram of one embodiment of the device for protecting the pivot limit switches according to the invention.
- FIG. 4 is a detailed diagram of the block 2 of the device of FIG. 3.
- FIG. 5 is a detailed diagram of the block 3 of the device of FIG. 3.
- FIG. 6 is a temporal graph showing the time evolutions of the pivot angle (or steering) setpoint, the pivot angle, the pivot motor speed reference and the speed of the pivot motor, the protection device for pivot limit switches not involved.
- FIG. 7 is a graph showing the evolutions of the speed of the pivoting motor and the speed reference of the pivoting motor as a function of the pivoting position of the wheels, the protection device of the pivoting limit switches not being involved. .
- FIG. 8 is a temporal graph showing the temporal evolutions of the pivot angle (or steering angle) setpoint, the pivot angle, the pivot motor speed reference and the speed of the pivoting motor, the device for protecting the pivoting limit switches involved.
- Figure 9 is a zoom of the graph of Figure 8.
- the steering system 1 for a motor vehicle represented in FIG. 1 comprises a module 8 for monitoring the end stops for pivoting the wheels, this module being equipped with a device for protecting the end stops.
- the steering system is of the type without mechanical connection between steering control means 3 and means 4 for pivoting the wheels, ie without a steering column. It mainly includes steering control means 3 such as a flywheel in mechanical connection with a force feedback motor and on which the driver 2 can act, means 4 for pivoting the wheels such as a pivot motor mechanically linked to the wheels 5 and an electronic system 12 for supplying and controlling these means and acquiring information.
- steering control means 3 such as a flywheel in mechanical connection with a force feedback motor and on which the driver 2 can act
- means 4 for pivoting the wheels such as a pivot motor mechanically linked to the wheels 5
- an electronic system 12 for supplying and controlling these means and acquiring information.
- the electronic system 12 comprises an electronic module 6 for controlling the reproduction engine and determining the position of the steering wheel, an electronic module 7 for driving the pivoting motor 4 of the wheels and an electronic monitoring module 8 at the output of the electronic module 7 in order to protect the end stops of the wheels.
- - wmot_mes instantaneous speed of rotation of the motor
- - wmot_max_ass maximum speed of rotation of the motor provided by the system
- - wmot_max_secu maximum engine rotation speed allowed by the system
- CCplejn torque setpoint motor before modification by the electronic module 8 monitoring
- CCple_Out motor torque setpoint after modification by the electronic module 8 monitoring.
- the electronic system is partially detailed in FIG. 2.
- a rotation angle setpoint of the wheels cons_teta is developed.
- the pivot angle setpoint and the current value of the pivot angle tetajmes are used to develop a speed setpoint cons_wmot for the pivot motor 4, this setpoint being saturated by a value wmot_max_ass.
- the speed setpoint and the current speed value of the motor wmot are used to develop a torque setpoint cons_cple, this setpoint being saturated by a value Cm_max_ass. It is this torque setpoint that drives the electronic module 8 for monitoring the limit stops. In this electronic module, the torque setpoint is modified if necessary to protect the end stops of pivoting.
- the electronic module 8, implementing a steering method of the pivot motor according to the invention, is described in detail with reference to FIG. 3.
- various parameters are collected: it is the setpoint of torque CCplejn established in block 11, but also current values of engine speed wmot and pivoting position of the teta wheels.
- the current position value of the wheels is used to develop a maximum permissible speed value for the engine, this value is denoted wmot_max_secu.
- the torque setpoint values CCple_in, the current speed of the motor wmot and the maximum permissible speed for the motor wmot_max_secu are used to develop a modified engine torque setpoint CCple_Out and actually used to control the engine and to develop an indicator activity stop fault of the electronic monitoring module 8, that is to say a value indicating whether or not the electronic module modifies the torque setpoint provided by the block 11.
- the principle of the invention according to a first embodiment is to monitor the kinetic energy stored in the steering system and in particular in the pivot motor.
- the maximum rotational speed of the pivot motor is independent of the position of the wheels.
- the monitoring module checks the relation (1): wmot ⁇ 1, 05 x wmot_max_ass -
- the permissible speed for the pivot motor is increasingly reduced as the wheels approach a stop.
- the kinetic energy stored in the system is progressively reduced when approaching the stops and the abutments in abutment consequently take place smoothly.
- the permissible motor speed law as a function of the pivoting position of the wheels, the dynamic characteristics of the steering system are analyzed.
- Block 14 analyzes the position value teta of the wheels supplied to it as input and as a function thereof develops the maximum speed value wmot_max_secu authorized by the system.
- the block comprises a set of mathematical operators made for example by software means such as computer programs. These means make it possible to calculate the value wmot_max_secu.
- the value wmot_max_secu is 1, 05 * wmot_max_ass
- the value wmot_max_secu is worth V (2 x gammajmax x Nr x ( teta - teta_max_secu)
- the value wmot_max_secu is V (2 x gammajmax x Nr x (teta + teta_max_secu)
- the value wmot_max_secu calculated at block 14 is then supplied to block 15.
- Block 15 effectively modifies or not the set torque value CCplejn using the parameters wmot and wmot_max_secu.
- the parameters wmot and wmot_max_secu are compared with each other, and the torque setpoint CCplejn is provided as a torque setpoint CCple_out if wmot ⁇ wmot_max_secu and a zero setpoint value if wmot> wmot_max_secu.
- the block furthermore provides an activity indicator of the electronic monitoring module 8, that is to say a value indicating whether or not the electronic module modifies the torque setpoint provided by block 11.
- the block 15 includes a set mathematical operators made for example by software means such as computer programs.
- FIGS. 6 and 7 show an example of wheel pivot displacement from an angle of 0 ° to an angle of 36 °, the maximum teta_max_ass setpoint provided by the system also being 36 °.
- the value teta_max_secu is 39 °. Since the pivoting position of the wheels never reaches this value and the motor speed never exceeds the value wmot_max_secu, the stop protection device is not triggered.
- Figure 7 allows to visualize the evolution of the speeds in functions of the pivoting positions of the wheels and the forbidden speeds zone hatched.
- the electronic monitoring module 8 is preferably integrated in the computer comprising the electronic servocontrol module 7 of the engine for cost reasons. Conversely, if reliability and safety criteria are preferred, the electronic monitoring module 8 and the electronic servo module 7 can be part of two separate computers.
Abstract
Un procédé de pilotage d'un moteur de pivotement des roues directrices (5) d'un véhicule automobile entre deux butées de fin de course comprend une limitation de la vitesse du moteur aux voisinages des butées de fin de course. Le moteur de pivotement est un moteur d'un système de direction du type sans liaison mécanique entre le volant (3) et le moteur.
Description
PROCEDE DE PILOTAGE D'UN MOTEUR DE PIVOTEMENT DES
ROUES D'UN VEHICULE AUTOMOBILE ET DISPOSITIF DE
PROTECTION DES BUTEES DE FIN DE COURSE DE PIVOTEMENT
DES ROUES METTANT EN OEUVRE LE PROCEDE
La présente invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles équipés d'une direction sans colonne, c'est-à-dire sans liaison mécanique entre des moyens de commande de direction tels qu'un volant sur lequel agit le conducteur et des moyens de pivotement agissant mécaniquement sur les roues du véhicule.
La direction d'un véhicule est obtenue par la transmission d'une commande de direction, issue des moyens de commande de direction, à des moyens de pivotement des roues.
La transmission de la commande entre les moyens de commande de direction et les moyens de pivotement des roues est habituellement réalisée de façon mécanique, par l'intermédiaire de la colonne de direction. Dans ce cas, l'effort exercé par le conducteur sur les moyens de commande de direction est directement transmis aux moyens de pivotement des roues, et, réciproquement, la réaction exercée par la chaussée sur les roues et s'opposant à leur changement d'orientation est transmise, avec généralement un facteur de démultiplication, au conducteur qui la ressent comme une résistance à son action sur les moyens de commande de direction.
Cette colonne de direction présente d'importantes contraintes d'encombrement et de poids. En outre, elle limite considérablement les possibilités d'emplacement et d'architecture des moyens de commande de direction.
II existe différentes solutions permettant de pallier à ces inconvénients. Une première solution consiste à utiliser des moyens hydrauliques pour assurer le pivotement des roues et leur liaison avec les moyens de commande de direction. Une deuxième solution consiste à utiliser des moyens de pivotement des roues hydrauliques qui sont actionnés par des moyens électriques, la liaison entre les moyens de commande de direction et les moyens de commandes électriques étant assurée par un câblage électrique. Enfin, une troisième solution concerne un système de direction de véhicule entièrement électrique, les moyens de pivotement des roues comprenant au moins un moteur électrique piloté par un calculateur relié par un câblage électrique aux moyens de commande de direction.
Ces solutions présentent des inconvénients auxquels il faut remédier.
D'abord, il est nécessaire d'intégrer aux moyens de commande de direction un dispositif de restitution d'efforts afin de permettre au conducteur de ressentir les efforts exercés par la chaussée sur les roues directrices du véhicule. Ainsi, lorsque les moyens de commande de direction comprennent un volant, le dispositif de restitution d'effort peut consister en un moteur électrique exerçant un couple de valeur déterminée opposé à l'action du conducteur sur le volant. Le système de direction sans colonne de direction décrit dans le document FR 2 802 491 , permet d'assurer cette fonction. En effet, le système présente un dispositif de restitution d'effort au niveau du volant, la restitution d'effort étant basée sur l'intensité du courant alimentant le moteur pour simuler au plus juste les efforts nécessaires au pivotement des roues.
Ensuite, il faut déterminer une stratégie de pivotement des roues du véhicule, c'est-à-dire une loi déterminant la position de pivotement des roues en fonction de la position des moyens de commande de direction.
Enfin, il est nécessaire de gérer les arrivées en butée de fin de course des roues dans leur pivotement de braquage. D'une part, le conducteur doit ressentir au niveau des moyens de commande de direction un fort couple résistant lorsque les roues arrivent en butée et, d'autre part, il ne faut pas que les butées soient détériorées par des arrivées en butée des roues.
Des solutions à ce problème de détérioration appliqué aux systèmes de direction présentant une colonne de direction et une assistance permettant de facilité sa rotation existent. Le système décrit dans le document WO 2004/071847 peut constituer une illustration de ces solutions. En effet, le système comprend un module qui limite l'assistance voire qui entraîne une résistance à la rotation de la colonne de direction à l'approche des butées de fin de course de braquage. Cette limitation de l'assistance est notamment fonction de la position de braquage de roue et de la vitesse de manœuvre des moyens de commande de direction. Il n'y a, a priori, pas d'expression analytique pour cette limitation. En outre, une telle solution ne peut à l'évidence pas être appliquée à un système de direction sans colonne.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de pilotage d'un moteur de pivotement de roues permettant d'obvier aux inconvénients décrits précédemment et améliorant les procédés de pilotage de moteurs de pivotement connus de l'art antérieur. En particulier, le procédé de pilotage selon l'invention permet d'éviter la détérioration des butées de fin de course de braquage des roues. Le but de l'invention est encore de fournir un dispositif de protection des butées de fin de course de
pivotement des roues, ce dispositif mettant en œuvre le procédé selon l'invention.
Selon l'invention, le procédé de pilotage d'un moteur de pivotement des roues directrices d'un véhicule automobile entre deux butées de fin de course comprend une limitation de la vitesse du moteur aux voisinages des butées de fin de course et le moteur de pivotement est un moteur d'un système de direction du type sans liaison mécanique entre des moyens de commande de direction et le moteur.
Selon une variante, le procédé de pilotage peut comprendre une limitation de la vitesse du moteur qui augmente à mesure que les roues s'approchent de l'une ou de l'autre des butées de fin de course.
Selon une variante du procédé de pilotage, le moteur peut être de type électrique à courant continu, ou à courant alternatif.
Selon une variante du procédé de pilotage, une limitation de la vitesse du moteur est obtenue par limitation de ses paramètres d'alimentation.
Selon une variante du procédé de pilotage, lorsqu'une vitesse seuil
(wmot_max_secu) du moteur est dépassée, on fixe à zéro une consigne de couple pilotant le moteur.
Selon une variante du procédé de pilotage, une vitesse seuil (wmot_max_secu) est obtenue à l'approche des butées de fin de course par une loi faisant intervenir l'angle de pivotement maximal autorisé (teta_max_secu), l'inertie du moteur (Jtot) et le couple maximum fourni par le moteur (Cmax).
Selon l'invention, un dispositif de protection des butées de fin de course de pivotement des roues d'un véhicule automobile comprend des
moyens matériels et logiciels pour mettre en œuvre le procédé de pilotage selon l'invention.
Selon une variante, le dispositif de protection utilise des moyens matériels comprenant un calculateur.
Selon une variante, le dispositif de protection utilise des moyens logiciels comprenant des opérateurs mathématiques.
Un système de commande de direction d'un véhicule automobile selon l'invention comprend un dispositif de protection tel que décrit précédemment.
Enfin, l'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un système de direction tel que décrit précédemment.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un procédé d'alimentation de moteur selon l'invention et un mode de réalisation d'un dispositif de protection des butées de fin de course de pivotement.
La figure 1 est un schéma d'un système de direction intégrant un dispositif de protection des fins de course de pivotement selon l'invention.
La figure 2 est un schéma d'une structure d'asservissement de pivotement des roues intégrant un dispositif de protection des fins de course de pivotement selon l'invention.
La figure 3 est un schéma d'un mode de réalisation du dispositif de protection des fins de course de pivotement selon l'invention.
La figure 4 est un schéma de détail du bloc 2 du dispositif de la figure 3.
La figure 5 est un schéma de détail du bloc 3 du dispositif de la figure 3.
La figure 6 est un graphique temporel représentant les évolutions temporelles de la consigne d'angle de pivotement (ou braquage), de l'angle de pivotement, de la consigne de vitesse du moteur de pivotement et de la vitesse du moteur de pivotement, le dispositif de protection des fins de course de pivotement n'intervenant pas.
La figure 7 est un graphe représentant les évolutions de la vitesse du moteur de pivotement et de la consigne de vitesse du moteur de pivotement en fonction de la position de pivotement des roues, le dispositif de protection des fins de course de pivotement n'intervenant pas.
La figure 8 est un graphique temporel représentant les évolutions temporelles de la consigne d'angle de pivotement (ou braquage), de l'angle de pivotement, de la consigne de vitesse du moteur de pivotement et de la vitesse du moteur de pivotement, le dispositif de protection des fins de course de pivotement intervenant.
La figure 9 est un zoom du graphique de la figure 8.
Le système de direction 1 pour véhicule automobile représenté à la figure 1 comprend un module 8 de surveillance des butées de fin de course de pivotement des roues, ce module étant équipé d'un dispositif de protection des butées de fin de course.
Le système de direction est du type sans liaison mécanique entre des moyens 3 de commande de direction et des moyens 4 de pivotement des roues, soit sans colonne de direction. Il comprend principalement les
moyens de commande de direction 3 tels qu'un volant en liaison mécanique avec un moteur de restitution d'effort et sur lequel le conducteur 2 peut agir, des moyens 4 de pivotement des roues tels qu'un moteur de pivotement lié mécaniquement aux roues 5 et un système électronique 12 pour alimenter et piloter ces moyens et en acquérir des informations.
Le système électronique 12 comprend un module électronique 6 pour piloter le moteur de restitution et déterminer la position du volant, un module électronique 7 pour piloter le moteur de pivotement 4 des roues et un module électronique 8 de surveillance en sortie du module électronique 7 afin de protéger les butées de fin de course de pivotement des roues.
Dans la présente description, on utilise les notations suivantes :
- Cmax : couple moteur maximal,
- Jtot : inertie totale du système de direction (dont la composante principale est l'inertie du rotor de moteur de pivotement),
- Nr : rapport de réduction entre l'angle de position du rotor du moteur de pivotement et l'angle de pivotement des roues,
- teta : angle de pivotement des roues,
- tetajmot : angle de position du moteur,
- teta_max_secu : angle de pivotement maximal autorisé,
- teta_max_butee : angle de pivotement jusqu'à l'arrivée en butée, - teta_max_ass : consigne de pivotement maximale fournie par le système,
- teta_mes : angle de pivotement instantané des roues,
- cons_teta : consigne de position de pivotement des roues,
- wmot_mes : vitesse de rotation instantanée du moteur, - wmot_max_ass : consigne de vitesse de rotation du moteur maximale fournie par le système,
- wmot_max_secu : vitesse de rotation du moteur maximale autorisée par le système,
- cons_wmot : consigne de vitesse de rotation du moteur de pivotement, - wr : vitesse de pivotement instantanée des roues,
- gammajmax : accélération maximale de rotation du moteur de pivotement,
- cons_cple, CCplejn : consigne de couple moteur avant modification par le module électronique 8 de surveillance, - CCple_Out : consigne de couple moteur après modification par le module électronique 8 de surveillance.
Le système électronique est partiellement détaillé à la figure 2. Dans un premier bloc 9, on élabore une consigne d'angle de pivotement des roues cons_teta. Dans un deuxième bloc 10, on utilise la consigne d'angle de pivotement et la valeur courante de l'angle de pivotement tetajmes pour élaborer une consigne de vitesse cons_wmot pour le moteur de pivotement 4, cette consigne étant saturée par une valeur wmot_max_ass. Dans un troisième bloc 11 , on utilise la consigne de vitesse et la valeur courante de vitesse du moteur wmot pour élaborer une consigne de couple cons_cple, cette consigne étant saturée par une valeur Cm_max_ass. C'est cette consigne de couple qui attaque le module électronique 8 de surveillance des butées de fin de course. Dans ce module électronique, la consigne de couple est modifiée si nécessaire pour protéger les butées de fin de course de pivotement.
Le module électronique 8, mettant en œuvre un procédé de pilotage du moteur de pivotement selon l'invention, est décrit en détail en référence à la figure 3. Dans un premier bloc 13, différents paramètres sont recueillis : il s'agit de la consigne de couple CCplejn établie au bloc 11 , mais aussi des valeurs courantes de vitesse du moteur wmot et de
position de pivotement des roues teta. Dans un deuxième bloc, on utilise la valeur courante de position des roues pour élaborer une valeur de vitesse maximale admissible pour le moteur, cette valeur est notée wmot_max_secu. Dans un troisième bloc 15, les valeurs de consigne de couple CCple_in, de vitesse courante du moteur wmot et de vitesse maximale admissible pour le moteur wmot_max_secu sont utilisées pour élaborer une consigne de couple moteur modifiée CCple_Out et effectivement utilisée pour piloter le moteur et pour élaborer un indicateur Défaut butée d'activité du module électronique 8 de surveillance, c'est-à- dire une valeur indiquant si le module électronique modifie ou non la consigne de couple fournie par le bloc 11.
Le principe de l'invention selon un premier mode de réalisation est de surveiller l'énergie cinétique stockée dans le système de direction et notamment dans le moteur de pivotement.
Pour ce faire, on utilise la stratégie suivante :
- Lorsque les roues se trouvent éloignées de l'une et de l'autre des butées, le module de surveillance vérifie que la vitesse de rotation du moteur wmot ne dépasse pas la vitesse maximale de consigne wmot_max_ass. Pour éviter des déclenchements intempestifs du module de surveillance, celui-ci vérifie de préférence que la vitesse de rotation du moteur wmot ne dépasse pas une vitesse maximale wmot_max_secu autorisée par le système et définie, par exemple, comme wmot_max_secu = wmot_max_ass * 1 ,05. Ainsi, lorsque les roues se trouvent dans une plage de positions éloignées de l'une et de l'autre des butées de fin de course, la vitesse maximale de rotation du moteur de pivotement est indépendante de la position des roues. Le module de surveillance vérifie alors la relation (1 ) : wmot < 1 ,05 x wmot_max_ass
- Lorsque les roues se trouvent à proximité de l'une ou de l'autre des butées de fin de course, la vitesse de rotation maximale admissible pour le moteur est très dépendante de la position des roues. En effet, pour éviter toute détérioration des butées de fin de course, la vitesse admissible pour le moteur de pivotement est de plus en plus réduite à mesure que les roues approchent d'une butée. Ainsi, l'énergie cinétique stockée dans le système est progressivement réduite à l'approche des butées et les arrivées en butée ont par conséquent lieu en douceur. Pour déterminer la loi de vitesse de moteur admissible en fonction de la position de pivotement des roues, on analyse les caractéristiques dynamiques du système de direction. On a les équations suivantes : gammajmax = Nr x Cmax / Jtot tetajmot = 0,5 x gammajmax x t2 wmot = gammajmax x t II vient donc : wmot = V(2 x gamma_max x teta_mot) Ainsi, lorsque l'angle de pivotement est positif, la vitesse maximale admissible à l'approche d'une butée doit respecter la relation (2) : wmot < V(2 x gamma_max x Nr x (teta - teta_max_secu) et, lorsque l'angle de pivotement est négatif, la relation (3) : wmot I < V(2 x gammajmax x Nr x (teta + teta_max_secu)
En termes de pourcentage de course, si on assimile la totalité de la course de pivotement des roues à 100%, on peut par exemple choisir que sur les plages de pivotement de 0 à 10% et de 90 % à 100%, les roues se trouvent à proximité des butées et que sur la plage 10 à 90%, les roues se trouvent éloignées des butées. Ces valeurs dépendent
directement des caractéristiques {wmot_max_secu ; teta_max_secu} choisies.
Les fonctionnements détaillés des blocs 14 et 15 sont décrits ci-après en référence aux figures 4 et 5.
Le bloc 14 analyse la valeur de position teta des roues qui lui est fournie en entrée et en fonction de celle-ci élabore la valeur de vitesse maximale wmot_max_secu autorisée par le système. Pour ce faire, le bloc comprend un ensemble d'opérateurs mathématiques réalisés par exemple par des moyens logiciels tels que des programmes d'ordinateurs. Ces moyens permettent de calculer la valeur wmot_max_secu. Ainsi, lorsque les roues sont loin des butées, la valeur wmot_max_secu vaut 1 ,05 * wmot_max_ass, lorsque les roues sont proche d'une butée du côté des valeurs de pivotement positives, la valeur wmot_max_secu vaut V(2 x gammajmax x Nr x (teta - teta_max_secu) et, lorsque les roues sont proche d'une butée du côté des valeurs de pivotement négatives, la valeur wmot_max_secu vaut V(2 x gammajmax x Nr x (teta + teta_max_secu). La valeur wmot_max_secu calculée au niveau du bloc 14 est ensuite fournie au bloc 15.
Le bloc 15 modifie effectivement ou non la valeur de consigne de couple CCplejn en utilisant les paramètres wmot et wmot_max_secu. Dans le mode de réalisation décrit, on compare les paramètres wmot et wmot_max_secu entre eux, et l'on fournit en sortie du bloc 15 comme consigne de couple CCple_out, la valeur de consigne de couple CCplejn si wmot < wmot_max_secu et une valeur de consigne nulle si wmot > wmot_max_secu . Le bloc fournit en outre un indicateur d'activité du module électronique 8 de surveillance, c'est-à-dire une valeur indiquant si le module électronique modifie ou non la consigne de couple fournie par le bloc 11. Pour ce faire, le bloc 15 comprend un ensemble
d'opérateurs mathématiques réalisés par exemple par des moyens logiciels tels que des programmes d'ordinateurs.
Grâce au procédé de pilotage de moteur selon l'invention et au dispositif de protection des butées de fin de course le mettant en œuvre, les arrivées violentes des roues au contact des butées sont évitées. Il est à noter, que sans un tel procédé, des efforts de l'ordre de 18000 N peuvent être atteints sur les butées du fait de l'énergie cinétique stockée dans le moteur et du fait des dispositifs de réduction de vitesse.
En effet, comme décrit précédemment dès et tant qu'une vitesse de moteur trop importante du moteur est détectée la consigne de couple pilotant le moteur est forcée à zéro. Ceci a évidemment pour conséquence de diminuer rapidement la vitesse du moteur.
Les figures 6 et 7 présentent un exemple de déplacement de pivotement de roue d'un angle de 0° à un angle de 36°, la consigne teta_max_ass de pivotement maximale fournie par le système valant également 36°. Dans cet exemple la valeur teta_max_secu vaut 39°. Etant donné que jamais la position de pivotement des roues n'atteint cette valeur et que la vitesse du moteur ne dépasse jamais la valeur wmot_max_secu, le dispositif de protection des butées n'est pas déclenché. La figure 7 permet de bien visualiser les évolutions des vitesses en fonctions des positions de pivotement des roues et la zone de vitesses interdites hachurée.
Aux figures 8 et 9, le même mouvement de pivotement des roues a été commandé. Cependant, le paramètre teta_max_secu est cette fois fixé à 37°. En conséquence, le dispositif de protection des fins de course est déclenché à plusieurs reprises et entraîne l'apparition d'oscillations sur les courbes de position de braquage et de vitesse du moteur. En effet, le
déclenchement du dispositif de protection a pour conséquence de forcer brutalement la consigne de couple CCple_Out pilotant le moteur à zéro.
Le module électronique de surveillance 8 est de préférence intégré au calculateur comprenant le module électronique d'asservissement 7 du moteur pour des raisons de coûts. A l'inverse, si des critères de fiabilité et de sécurité sont privilégiés, le module électronique de surveillance 8 et le module électronique d'asservissement 7 peuvent faire partie de deux calculateurs distincts.
Claims
1. Procédé de pilotage d'un moteur (4) de pivotement des roues directrices (5) d'un véhicule automobile entre deux butées de fin de course, caractérisé en ce qu'il comprend une limitation de la vitesse du moteur aux voisinages des butées de fin de course et en ce que le moteur de pivotement est un moteur d'un système de direction du type sans liaison mécanique entre des moyens (3) de commande de direction et le moteur (4).
2. Procédé de pilotage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la limitation de la vitesse du moteur augmente à mesure que les roues s'approchent de l'une ou de l'autre des butées de fin de course.
3. Procédé de pilotage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moteur est du type électrique à courant continu, ou à courant alternatif.
4. Procédé de pilotage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la limitation de la vitesse du moteur est obtenue par limitation de ses paramètres d'alimentation.
5. Procédé de pilotage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsqu'une vitesse seuil (wmot_max_secu) du moteur est dépassée, on fixe à zéro une consigne de couple pilotant le moteur.
6. Procédé de pilotage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la vitesse seuil (wmot_max_secu) est obtenue à l'approche des butées de fin de course par une loi faisant intervenir l'angle de pivotement maximal autorisé (teta_max_secu), l'inertie du moteur (Jtot) et le couple maximum fourni par le moteur (Cmax).
7. Dispositif de protection (8) des butées de fin de course de pivotement des roues (5) d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels et logiciels pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes.
8. Dispositif de protection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens matériels comprennent un calculateur (8).
9. Dispositif de protection selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens logiciels comprennent des opérateurs mathématiques.
10. Système (1) de commande de direction d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de protection (8) selon l'une des revendications 7 à 9.
11. Véhicule automobile comprenant un système (1 ) de direction selon la revendication 10.
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| EP08805957A EP2152564A2 (fr) | 2007-06-08 | 2008-06-09 | Procede de pilotage d'un moteur de pivotement des roues d'un vehicule automobile et dispositif de protection des butees de fin de course de pivotement des roues mettant en oeuvre le procede |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2361820A3 (fr) * | 2010-02-19 | 2011-12-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Système de guidage de véhicule doté d'un soutien du moment de couple électro-motorisé |
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- 2007-06-08 FR FR0704109A patent/FR2917043B1/fr active Active
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2008
- 2008-06-09 WO PCT/FR2008/051021 patent/WO2008149048A2/fr active Application Filing
- 2008-06-09 EP EP08805957A patent/EP2152564A2/fr not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| WO2008149048A3 (fr) | 2009-02-12 |
| FR2917043B1 (fr) | 2010-01-22 |
| EP2152564A2 (fr) | 2010-02-17 |
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