WO2019135056A1 - Système de direction assistée de type steer by wire utilisant des actionneurs rendus transparents par l'utilisation de boucles d'asservissement locales en couple et/ou effort - Google Patents

Système de direction assistée de type steer by wire utilisant des actionneurs rendus transparents par l'utilisation de boucles d'asservissement locales en couple et/ou effort Download PDF

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WO2019135056A1
WO2019135056A1 PCT/FR2019/050013 FR2019050013W WO2019135056A1 WO 2019135056 A1 WO2019135056 A1 WO 2019135056A1 FR 2019050013 W FR2019050013 W FR 2019050013W WO 2019135056 A1 WO2019135056 A1 WO 2019135056A1
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loop
force
low
actual
torque
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PCT/FR2019/050013
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English (en)
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Pascal Moulaire
André MICHELIS
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Jtekt Europe
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Definitions

  • the present invention relates to the general field of power steering systems for vehicles.
  • a second motor designed to drive the steering wheel in rotation.
  • the presence of the steering assistance can make the tactile feeling of the driving relatively artificial, and in particular do not convey faithfully to the driver certain tactile information, called “road feeling", which informs intuitively the driver on the state of contact between the wheels and the ground, and in particular on the nature of the pavement of the road (bitumen, gravel ...) and on the degree of grip of the wheels on the ground.
  • the feeling can be particularly artificial in the case of a "steer-by-wire" system, when there is no mechanical connection between the steering wheel and the wheels.
  • the objects assigned to the invention therefore aim to overcome the aforementioned drawbacks and to propose a new power steering system, in particular a new steer-by-wire steering system, which combines a great lightness of maneuver with a faithful feeling of the conditions driving.
  • a power steering system comprising a first mechanism called “lower level mechanism” which comprises an assistance motor and a steering wheel on which the assistance engine acts. for orienting said yaw wheel, said lower level mechanism thereby defining a lower level kinematic chain extending from the assist motor to a portion of the steering wheel, referred to as a "contact portion", for contact the ground, so that the forces and movements from the assistance engine are transmitted to the steering wheel via and along said drive kinematic chain, said power steering system comprising also a second mechanism called “upper level mechanism” which includes a steering wheel and which is either free of mechanical coupling with c the lower level mechanism, so as to form a higher level kinematic chain which is separate from the kinematic actuation chain, is mechanically coupled to the lower level mechanism via a coupling member, so forming, from the steering wheel to said coupling member, an auxiliary upper level kinematic chain which forms a bifurcation with respect to the kinematic chain
  • a local control loop and more particularly a low local loop, which is able to slave in a closed loop and autonomously the lower level mechanism, and which includes a feedback branch capable of realizing taking a piece of information, in this case a force estimate or preferably a measurement of effort, at a reference point remote from the actuator, here at a reference point remote from the assistance engine, and therefore closer to the contact between the wheel and
  • Transparency here designates the capacity of a system, in this case more particularly the capacity of the lower level mechanism actuated by the assistance motor, to start moving, when said system is slaved to zero force (or, respectively, to torque zero), when an external force (or respectively an external torque), even of very low intensity, is applied to said system, said system "disappearing" thus, without opposing any sensible resistance, under the action of said effort external (respectively under the action of said external torque).
  • such a transparent system can therefore be maneuvered in a reactive manner and without creating a feeling of heaviness.
  • phenomena such as inertial phenomena or friction phenomena (dry and / or viscous) which are likely to affect the operation of the mechanism but which are "caught in the loop", that is to say which involved in a portion of the actuating chain which is part of the closed servo loop, and which is here between the assistance engine (included) and the reference point at which the feedback branch takes the information from 'effort, see in practice their influence divided by the overall gain of the loop, which includes the gain of the feedback branch, and for which one can choose a very high value.
  • said inertial and friction phenomena which are internal to the mechanism are automatically compensated, and thus do not interfere with the operation of said mechanism.
  • a servocontrol force (or where appropriate a torque control) advantageously confers a high sensitivity, precision and responsiveness to the lower level mechanism, and more generally to the power steering system in so far as an enslavement in effort supervises, and acts on, efforts, that is to say on the causes of the movements, rather than the positions, which are the consequence of the said movements.
  • the effort control proposed also allows to capture and retransmit faithfully to the power steering system, and in particular to send to the steering wheel, all variations of effort, including rapid variations up to a frequency of 20 Hz, 25 Hz, 30 Hz, or even beyond 30 Hz, such as for example the variations of the external forces exerted by the ground on the wheel, such as these variations result from a circulation of the vehicle on a rough coating of the gravel type.
  • This frequency richness of the effective downstream effort signal obtained and used by the steering system thus makes it possible to restore to the driver a feeling of driving (road feeling) particularly fine and precise, which allows the driver to obtain a good perception of the nature of road surfacing.
  • the arrangement proposed by the invention is advantageously conducive to the management of a steer-by-wire type steering system, in which the invention allows, as will be detailed in the following, to achieve separately on the one hand an autonomous servocontrolling force of the lower level mechanism, by means of a low local loop, and secondly an autonomous torque control of the upper level mechanism (and therefore the steering wheel), the means of a high local loop distinct from the low local loop, and to complete this architecture by a global controller capable of creating a coupling between said local loops, by generating two input setpoint components, respectively a setpoint component in effort and a torque setpoint component, respectively for the low and high local loops.
  • the invention makes it possible to create a steer-by-wire steering system including both the upper level mechanism (and thus the steering wheel) than the lower level mechanism driving the steered wheels react seamlessly, giving lightness and precision to maneuvers, while providing excellent driving feeling and a very good feel for the contact interaction that exists between the wheel and the ground (road feeling).
  • FIG. 1 illustrates, in a schematic view, the principle of transparency of a mechanism controlled by a local loop servocontrolled with zero force (or, in an equivalent manner, with zero torque).
  • FIG. 2 illustrates, in a schematic view, the response in force (or in torque) and thus in acceleration, as well as the responses in terms of speed of movement and in position, of the transparent mechanism of FIG. 1.
  • Figure 3 illustrates, in a schematic view, an example of a power steering system according to the invention.
  • the present invention relates to a power steering system 1.
  • Said power steering system 1 is intended for a vehicle, particularly a motor vehicle, preferably a wheeled motor vehicle comprising at least one steering wheel 12, which may also be preferably a driving wheel.
  • Said steering wheel 12 is particularly preferably a front wheel of the vehicle.
  • said power steering system 1 comprises a first so-called “lower level mechanism” 10 which comprises an assistance motor 11 as well as a steering wheel 12 (and more preferably two steered wheels 12, in this case a left steering wheel 12L and a right steering wheel 12R) on which the assistance motor 11 acts to orient said steering wheel 12 in yaw.
  • a steering wheel 12 and more preferably two steered wheels 12, in this case a left steering wheel 12L and a right steering wheel 12R) on which the assistance motor 11 acts to orient said steering wheel 12 in yaw.
  • Said lower level mechanism 10 thus makes it possible to give the steering wheel 12 a desired steering angle A12.
  • the lower level mechanism thus preferably forms a power mechanism, intended to develop efforts greater than the manual efforts exerted by the driver.
  • the assistance motor 11 is preferably an electric motor, for example a brushless motor.
  • the lower level mechanism 10 defines a lower level kinematic chain L10 which extends from the assistance motor 11 to a portion 12C of the steering wheel, called the "contact portion" 12C, intended to come into contact with the ground 2, so that the forces and movements from the assistance motor 11 are transmitted to the steering wheel 12 via and along said lower-level kinematic chain L10.
  • the lower level mechanism 10, and more particularly the lower level kinematic chain L10 may comprise a rack 13 which is driven by the assistance motor 11, and of which at least one end 13L, 13R is coupled to a steering rod 14 which in turn transmits the forces and displacements to the steering wheel 12.
  • the rack 13 is preferably mounted and guided in translation along its longitudinal axis in a steering housing 3 fixed to the vehicle.
  • the assist motor 11 may engage said rack 13 by a gearbox 15 (or any other suitable mechanical coupling member), for example a gear reducer 15 or a spindle gear 15.
  • the steering rod 14 preferably connects the rack 13 to a stub axle 16, which can be adjusted in a yaw, and which itself carries the steering wheel 12.
  • the lower-level kinematic chain L10 can thus comprise, from upstream to downstream, and as illustrated in FIG. 3: the assistance motor 11, a gearbox 15 (or any other gearing member), appropriate mechanical coupling), the rack 13 (or at least the portion of the rack 13 between the gear 15 and the rod 14), a steering rod 14, the corresponding rocket carrier 16 and the wheel 12 (at at least the rim of the wheel 12) carried by said knuckle 16.
  • the assistance motor 11 thus preferably forms the upstream end of the lower level kinematic chain L10, and the contact portion 12C of the wheel 12 the downstream end of said lower level kinematic chain L10.
  • a given assistance motor 11 could control individually and directly the yaw orientation of a single steering wheel 12, via the knuckle 16.
  • the lower level mechanism 10 comprises a rack 13, which makes it possible to actuate two steering links 14 connected respectively to each of the ends 13L, 13R of said rack and each associated with a stub axle 16 and a wheel 12.
  • the power steering system 1 also comprises a second mechanism called “higher level mechanism" 20.
  • This upper level mechanism 20 includes a driving wheel
  • the steering wheel 22 allows a driver to control the power steering system 1 and determine the desired steering angle A12.
  • the driving wheel 22 also allows the driver to feel the reactions of the assisted steering system 1, and thus to intuitively deduce information ("road feeling") on the environment of the vehicle, and more particularly information as to the nature of the ground 2 on which the vehicle is traveling and the state of adhesion of the wheels 12 on the ground 2.
  • the upper level mechanism 20 therefore preferably corresponds to a control mechanism (as opposed to the lower level mechanism which forms the power mechanism).
  • the upper level mechanism 20 may be devoid of mechanical coupling with the lower level mechanism 10, so as to form a higher level kinematic chain L20 which is separated from the level kinematic chain. lower L10.
  • the power steering system 1 forms a power steering system configured in "steer-by wire", which is devoid of mechanical coupling between the upper level mechanism 20 and the lower level mechanism 10.
  • the driving wheel 22 does not engage the lower level mechanism 20.
  • the link between the steering wheel 22 and the wheels 12, and more generally the functional link between the upper level mechanism 20 and the lower level mechanism 10, that is to say the link which correlates the position of the steering wheel driving 22 as well as the tactile sensations returned through said driving wheel 22 to the effective position of the wheels 12 (position of the lower level mechanism 10) and the forces exerted on said wheels 12 and in the lower level mechanism 10, is therefore (exclusively) virtually, by electrical signals.
  • the upper level mechanism 20 may instead be mechanically coupled to the lower level mechanism 10 via a coupling member 4 so as to form, from the driving wheel 22 to said body member.
  • coupling 4 an auxiliary upper L20 kinematic chain which forms a bifurcation L20B with respect to the lower level kinematic chain L10.
  • the coupling member 4 may for example take the form of a pinion 4 which meshes with the rack 13 and which is fixed to a steering column 5 driven by the steering wheel 22.
  • a clutch device 6 which selectively allows mechanically coupling or mechanically separating the lower level mechanism 10 from the higher level mechanism 20, so that it is possible to choose to configure the system 1 or steer-by-wire (the device 6 being in a disengaged state), or in mechanical coupling (the device 6 being in an engaged state).
  • a power steering system 1 arranged to operate normally as a steer-by-wire, but having nevertheless, as a backup device, a coupling member 4 arranged to reconnect mechanically the upper level mechanism 20 to the lower level mechanism 10, and more particularly to reconnect the steering wheel 22 to the steering column 5 and (especially) to the rack 13, in case of failure of the steer-by-wire operation .
  • the lower level mechanism 10 is enslaved in force by a closed loop, called a "low local loop" 30.
  • lower level subsystem the assembly formed by the lower level mechanism 10 and the local low loop 30 which pilot.
  • the choice of force control, or, in an equivalent manner, in torque makes it possible to regulate the actuation of the lower level mechanism 10 by targeting a desired state of stress at a reference point P10 of said lower level mechanism. 10, that is by targeting a force intensity transmitted through the L10 lower-level drive train to said reference point P 10.
  • Such force control makes it possible to detect and manage the forces exerted on the lower level mechanism 10, and more particularly the external forces which result from the reactions of the ground 2 against the wheels 12 and which go back through said lower level mechanism 10, along the lower level kinematic chain L10.
  • the low local loop 30 comprises an input branch called “low loop input branch” 31 which makes it possible to define an input force setpoint, called the "low loop input force setpoint" F10_set.
  • Said low local loop 30 also comprises a feedback branch, called a "low loop feedback branch” 32, which measures or estimates, at a so-called “low loop reference point" P10, a stress downstream effective »F10_actual.
  • the actual downstream force F10_actual is representative, at said reference point P10, of the force that is transmitted between the assistance motor 11 and the steering wheel 12 (or conversely, the force that rises from the wheel 12 towards the assist motor 11) by the lower-level drive train L10.
  • This actual downstream effort F10_actual corresponds in practice to the effort that is provided, at the moment considered, by the lower level mechanism 10 to counter (and in particular to balance, in situation of maintaining a given steering angle A12 , or even to surpass, in a situation of modification of the steering angle A12) the resistant force, denoted "external force" F_ext, which is exerted by the environment of the vehicle, and in particular by the ground 2, on said mechanism of lower level 10.
  • said external force F_ext is essentially caused by the contact between the contact portion 12C of the wheel 12 and the ground 2, or by the contact of said wheel 12 with an obstacle present in the environment of the wheel 12.
  • the actual downstream force F10_actual may correspond to the traction force, or respectively to the compressive force, which is exerted by the steering rod 14 concerned on the end 13L, 13R of the rack to which said link 14 is connected.
  • the effective downstream force F10_actual is measured by means of a suitable force sensor 17 placed at the low loop reference point P10.
  • Said force sensor 17 may for example comprise an extensometric gauge, or an optical photoelastic sensor.
  • the effective downstream force F10_actual can advantageously be determined, with a better precision, by means of an effective downstream force calculation unit 70, from the two measurements made simultaneously on each of the two force sensors. 17L, 17R.
  • the actual downstream force F10_actual can be considered as the sum or the difference (depending on the sign of the information captured) of the value of the force F10_actual_L measured by the left force sensor 17L and the value the effort F10_actual_R measured by the right force sensor 17R.
  • left F10_actual_L forces and right F10_actual_R are in principle opposite signs, because one of the rods (the left rod 14L when the power steering system 1 points to the left) works in compression, while the other link (the right link, when turning to the left) works in traction.
  • the low loop reference point P10 used is located at the end 13L of the rack 13 and / or at the level of the steering rod 14, we can use for this purpose an “algorithm of effort estimate rods "such as that described in the application WO-2016/005671 filed by the applicant.
  • a material measurement by the use of a force sensor 17, or several force sensors 17 preferably two load sensors 17L, 17R, to due to a sensor on each side of the rack 13, in order to obtain better performance of the system according to the invention.
  • the low loop reference point P10 is located on the lower-level kinematic chain L10, and of the higher-level kinematic chain L20, downstream of the assistance motor 11 and upstream of the contact portion 12C of the steering wheel 12.
  • the lower loop reference point P10 is placed as far downstream as possible along the lower level kinematic chain.
  • the portion of the L10 lower-level kinematic chain which is thus integrated with the low local loop 30, that is to say "caught in the loop" extends from the assistance motor 11, which forms an upstream entry point at which an effort setpoint F10_set, F10_mot can be adjusted and applied to the actuator (the assistance motor 11) until the reference point P10 downstream which forms a exit point of the loop, located downstream of the assistance motor and a part of the effector members (in particular of the rack 13) which are driven by said assistance motor 11.
  • the effect produced by the combined actions of the actuator (the assistance motor 11) and the environment of the system 1 on the elements of the kinematic chain of level is monitored.
  • lower L10 which are external to the low local loop 30, since located downstream of the reference point P10, beyond the portion of the lower level kinematic chain L10 which is included in the low local loop 30.
  • the low-loop reference point P10, and more particularly the force sensor 17 used by the feedback branch 32 is distinct, and materially distant, from a possible torque sensor that would be integrated into the shaft of the assistance motor 11.
  • the low loop reference point P10 and more particularly the force sensor 17 used by the feedback branch 32, is distinct, and materially distant, from a possible flywheel sensor 27 which would be associated with the steering wheel. 22, on a steering column carrying said steering wheel, and which would be specifically intended to measure the torque T_driver exerted by the driver on the steering wheel 22.
  • the low loop feedback branch 32 then applies the actual downstream force F10_actual in feedback to the low loop input force setpoint F10_set, to form a low loop operation setpoint F10_mot, which is applied to the assistance motor 11, so that the actual downstream reaction force F10_actual automatically follows the low loop input force setpoint F10_set.
  • F10_mot F10_set - F10_actual
  • a local loop controller 33 translates the low loop operation set point F10_mot into a current setpoint applied to the assistance motor 11.
  • the local loop controller 33 uses for this purpose a law or cartography (map) which can also depend on parameters relating to the vehicle, such as the longitudinal speed, the lateral acceleration, the yaw rate of said vehicle, etc.
  • map can also depend on parameters relating to the vehicle, such as the longitudinal speed, the lateral acceleration, the yaw rate of said vehicle, etc.
  • Said law or mapping can also parameters specific to the power steering system 1, including parameters specific to the lower level subsystem 10, 30, such as for example the speed of rotation of the assistance engine 11, the torque delivered by the assistance motor 11, the inertial masses of all or part of the components of the lower level mechanism 10, etc.
  • These parameters are denoted "data" on the relevant entries of the power steering system 1 shown in FIG.
  • Said "data” parameters can for example be made available to the power steering system 1, via the on-board computer network, by other systems on the vehicle, such as for example an electronic stability program (ESP) or an anti-lock braking system (ABS).
  • ESP electronic stability program
  • ABS anti-lock braking system
  • the low local loop 30 comprises a sub-branch 31A of the lower loop input branch 31, sub-branch 31A which introduces a low loop input reference F10_ref which represents an input force setpoint of zero value, so as to be able to slave the low level local loop 30 no :
  • This input reference F10_ref of zero value, preferably constant, makes it possible to confer a high transparency on the lower level mechanism 10, and more particularly on the lower level kinematic chain portion L10 which is taken in the low local loop 30.
  • the low loop input reference F_ref here of zero value, which applies by default.
  • the assistance motor 31 is thus slaved so as to maintain the effective downstream force F10_actual at a zero value, or substantially zero.
  • the feedback branch 32 (feedback) immediately detects and transmits this variation of the effective downstream force F10_actual to generate a setpoint d actuating F_mot which, applied to the assistance motor 11, allows it to act on the lower level mechanism 10 to absorb the effect of the external force F_ext, in order to reduce the effective downstream force F10_actual to zero.
  • the assistance motor 11 therefore reacts so as not to resist the variations of the external force F_ext, but on the contrary to accompany the variations of the external force F_ext to avoid the appearance of constraints , and in this case to avoid the appearance or the maintenance of an actual downstream effort F10_actual nonzero.
  • the lower level mechanism 10 is therefore set in motion spontaneously, in the desired direction by the external force F_ext, when it is applied to an external force F_ext, as minimal as it is.
  • the low loop input setpoint F10_set also takes into account, by means of a second sub-branch 31B of the branch input 31, a force command component called “low loop dynamic force reference component” F10_dyn, which typically reflects the driver's maneuvering intention, and more particularly the action of the driver on the steering wheel driving 22.
  • the feedback branch 32 can modify the actuation setpoint F10_mot so that the assistance engine 11 makes the lower level mechanism 10 disappear, and returns the effective downstream force F10_actual to the dynamic component value F10_dyn.
  • said assistance motor 11 does not oppose resistance to the movement of the lower level mechanism 10 which is necessary and sufficient for to absorb the variation of the external force F_ext, which thus makes it possible to maintain the difference between the effective downstream force F10_actual and the input force setpoint F10_set, that is to say here the difference between actual effective force F10_actual and the dynamic force reference component F10_dyn, at a substantially zero value.
  • the zero-servo low local loop 30 makes it possible to correct in real time, with great reactivity, the action of the assistance motor 11, so that said assistance motor 11 opposes virtually no resistance to movement of the lower level mechanism 10 induced by the variations of the external force F_ext, and thus promotes the erasure of said lower level mechanism 10 under the effect of variations of the external force F_ext.
  • This self-regulation gives the lower level mechanism 10 a high degree of transparency, which in particular enables said lower-level mechanism 10 to react to all the variations of external force F_ext, and therefore to be sensitive to, and to restore very noticeable and identifiable, the interaction between the wheels 12 and the ground 2 which characterizes the "road feeling".
  • This same zero-effort self-regulation also allows the driver to maneuver the power steering system 1 effortlessly, and in particular without being disturbed by the inertia of the lower level mechanism or the internal friction that originates in the portion of the mechanism. lower level 10 which is included in the low local loop 30.
  • the friction and in particular the dry friction (Coulomb friction) F_dry, T_dry and the viscous friction F_visc, T_visc (proportional to the speed of movement of the mechanism 10 considered, and more particularly proportional to the speed of displacement of the rack 13), are symbolized by a friction pad in Figures 1 and 3.
  • said concept of transparency illustrated in the generic figures 1 and 2 is advantageously applied (or applicable) to the lower level mechanism 10 actuated by the assistance motor 11, or the upper level mechanism 20, or, of preferentially, to each of these two mechanisms 10, 20.
  • said concept of transparency illustrated in the generic figures 1 and 2 is advantageously applied (or applicable) to the lower level mechanism 10 actuated by the assistance motor 11, or the upper level mechanism 20, or, of preferentially, to each of these two mechanisms 10, 20.
  • the constituent elements of said mechanisms 10, 20 are advantageously applied (or applicable) to the lower level mechanism 10 actuated by the assistance motor 11, or the upper level mechanism 20, or, of preferentially, to each of these two mechanisms 10, 20.
  • FIG. 1 schematizes a mechanism 10, 20, driven by an actuator, symbolized by a motor 11, 21.
  • Said mechanism 10, 20 is slaved by a closed loop, called "local loop" 30, 40.
  • the enslavement is performed in effort (identified by the letter “F”), or, equivalently, in pairs (identified by the letter "T").
  • the local loop 30, 40 comprises an input branch 31, 41, to define an input setpoint (force reference or, respectively, torque setpoint), as well as a feedback branch 32, 42.
  • the input branch 31, 41 here makes it possible to define an input reference F10_ref, T20_ref, representative of a null force (respectively of a zero torque), for a zero-force servo-control (respectively at zero torque).
  • the feedback branch 32, 42 evaluates (for example by means of an appropriate algorithm), or preferably measures, for example by means of a force sensor 17 (respectively a torque sensor 27) adequate, actual force F10_actual (respectively effective torque T20_actual), at a reference point P10, P20 of the mechanism 10, 20.
  • K the gain that is applied by the force sensor 17 (respectively the torque sensor 27), or by the evaluation algorithm.
  • the reference point P10, P20 is located downstream of the actuator (motor) 11, 21 along the kinematic chain L10, L20 which connects said actuator 11, 21 to an effector 12, 22, here typically a steering wheel 12 or a driving wheel 22.
  • the effector 12, 22 forms a (terminal) interface of the mechanism 10, 20 with the external environment of said mechanism 10, 20, interface through which the external environment, here typically the ground 2 or respectively the driver of the vehicle, can exert an external force F_ext, respectively an external torque T_ext, on said mechanism 10, 20, against the actuator (motor) 11, 21.
  • J1 is the mass, or, in an equivalent manner, the moment of inertia, of the portion of the mechanism 10, which is included in the local loop 30, 40, that is to say, the upstream portion of the kinematic chain L10, L20 extending from the actuator (motor) 11, 21 to the reference point P10, P20.
  • J2 is the mass, or, equivalently, the moment of inertia, of the (remaining) portion of the mechanism 10, which is located outside the local loop 30, 40, that is to say the downstream portion of the kinematic chain L10, L20 extending from reference point P10, P20 to the (terminal) interface of the mechanism 10, with the external environment, and more particularly to the contact zone between the effector 12, 22 and the external environment ( floor 2, respectively conductive).
  • G A the overall gain of the local loop 30, 40.
  • this global gain GA is represented here as a single transfer function placed on the feedback branch 32, 42.
  • the position, the speed and the acceleration of the rack 13 can advantageously be considered, particularly with regard to the (relative) rigidity of the rack 13 and the portion of kinematic chain L10 which connects said rack 13 to the knuckle 16, as representative of the position, velocity and acceleration of the downstream portion of the lower level mechanism 10, which includes the rod 14, the carrier rocket 16, and the wheel 12.
  • F_visc respectively T_visc, denotes the force, respectively the torque, of the viscous friction (proportional to the speed of displacement of the mechanical member considered) which is exerted on the (upstream) portion of the mechanism 10, which is included in the local loop 30, 40.
  • F_dry we denote F_dry, respectively T_dry, the effort, respectively the torque, of the dry friction which is exerted on the (upstream) portion of the mechanism 10, which is included in the local loop 30, 40.
  • reaction of the mechanism 10, 20 to the application of external force F_ext, T_ext, and more particularly the displacement of the (downstream) portion of the mechanism 10, which is located outside the local loop 30, 40 depends solely on the inertia J2 of said downstream portion external to the local loop 30, 40.
  • the transparency enables the mechanism 10, 20 to react immediately, by a spontaneous displacement, to the application of an external force F_ext, T_ext.
  • an external force step F_ext, T_ext will result without any delay by an acceleration step, directly proportional (according to the inverse of the inertial mass J2) to the external force level F_ext, T_ext.
  • X_rack denotes the position of the rack 13 (here the linear position in translation along the steering box 3);
  • J_rod represents the inertial mass of the portion of the lower level mechanism 10 located downstream of the reference point P10, and more particularly the inertial mass of the portion of the lower level mechanism 10 which is located downstream of the force sensor 17.
  • J_rod can thus represent the inertial mass of the subassembly formed by the rod 14, the knuckle 16 and the wheel 12.
  • a higher level mechanism 20 which comprises, in addition to the driving wheel 22, an engine auxiliary 21 arranged to actuate the upper level mechanism 20 to restore the steering wheel 22 efforts that are representative of the reactions of the lower level mechanism, we obtain:
  • T_driver denotes the external torque T_ext which is exerted by the driver on the driving wheel 22;
  • J sw denotes the moment of inertia of the portion of the upper level mechanism 20 which is located downstream of the reference point P20, and which comprises in this case the driving wheel 22, and where appropriate a portion of the column of direction on which said steering wheel 22 is mounted.
  • the lower level mechanism 10 it will thus be sought to place the low loop reference point P10 downstream of the assistance motor, 11, and preferably, if said mechanism 10 comprises a coupling member 4 to the higher-level kinematic chain L20, L20B, downstream of said coupling member 4 (downstream of the bifurcation between the lower-level kinematic chain and the higher-level kinematic chain), as close as possible to the contact zone 12C between the wheel 12 and the ground 2, along the lower-level drive train L10.
  • the lower-level drive train L10 comprises a rack 13 driven by the assistance motor 11, and of which at least one end 13L, 13R is coupled to a steering link 14 which in turn transmits the efforts and displacements to the steering wheel 12, then the low loop reference point P10 at which the effective downstream force F10_actual is measured or estimated is preferably located downstream of the rack 13 towards said steering wheel 12, for example at the junction between the end 13L of the rack and the steering rod 14, on the steering rod 14, or downstream of the steering rod 14.
  • said low loop reference point P10 corresponds, if using an algorithm allowing a virtual estimation, to the point at which said algorithm estimates the effective downstream force F10_actual.
  • said reference point P10 corresponds to the physical location of said force sensor 17.
  • the lower level mechanism 10 comprises or not a rack 13 and / or one (or more) link (s) 14, if the chain lower-level kinematic L10 comprises a knuckle 16 which carries the steering wheel 12, while the low-loop reference point P10 at which the actual downstream force F10_actual is measured or estimated can be advantageously located on said knuckle 16.
  • the knuckle 16 materializes the axis of orientation, here the yaw axis, of said steering wheel 12, according to which one can modify the steering angle of said wheel 12.
  • the low loop reference point P10 on the wheel 12 itself, for example on the rim, or even at the tire of said wheel 12, closer to the belt. said tire, and therefore closer to the contact zone 12C with the ground 2.
  • the upper level mechanism 20 comprises, in addition to the driving wheel 22, an auxiliary motor 21.
  • Said auxiliary motor 21 is distinct from the assistance motor 11 of the lower level mechanism 10.
  • Such separation makes it possible in particular to create a control loop 40 specific to the upper level mechanism 20, distinct from the low local loop 30, and, where appropriate, to make a "steer by wire” steering system.
  • the upper level mechanism 20 can be slaved in pairs by a closed loop, called a "high local loop" 40.
  • upper level subsystem the assembly formed by the upper level mechanism 20 and the local low loop 40 which controls it.
  • a torque control (just like a force control) can confer reactivity and transparency to the upper level mechanism 20.
  • the high local loop 40 comprises an input branch called “high loop input branch” 41 which makes it possible to define an input torque setpoint called “high loop input torque setpoint” T20_set.
  • Said high local loop 40 also comprises a feedback branch, called “high loop feedback branch” 42, which measures or estimates, at a reference point called “high loop reference point” P20 located between the auxiliary motor 21 and the driving wheel 22 (and more particularly downstream of the auxiliary engine 21 and upstream of the driving wheel 22), a torque known as the "actual driving torque” T20_actual which is representative, at said reference point P20, of the torque T_driver exerted by the driver, via the driving wheel 22, on the upper level mechanism 20.
  • high loop feedback branch 42 measures or estimates, at a reference point called “high loop reference point” P20 located between the auxiliary motor 21 and the driving wheel 22 (and more particularly downstream of the auxiliary engine 21 and upstream of the driving wheel 22), a torque known as the "actual driving torque” T20_actual which is representative, at said reference point P20, of the torque T_driver exerted by the driver, via the driving wheel 22, on the upper level mechanism 20.
  • T20_actual T_driver
  • T_driver is non-zero, for example when the driver actively acts on the steering wheel to achieve or maintain a desired steering angle, or that T_drive is zero, typically when the vehicle is traveling in a straight line.
  • the high loop reference point P20 is preferably located in close proximity to the steering wheel 22, for example on a steering column portion which carries said steering wheel 22.
  • the actual driving torque T20_actual will be measured by a suitable torque sensor 27, for example an electromagnetic torque sensor which measures the deformations of a torsion bar placed on the steering column.
  • the location of said torque sensor 27 will physically correspond to the high loop reference point P20.
  • the high loop reference point P20 is distinct from the low loop reference point P10, and that, if applicable, the force sensor 17 used in the low local loop 30 is therefore distinct and remote from the sensor. torque 27 used in the high local loop 40.
  • the high local loop 40 and the low local loop 30 are thus well separated, so that they can operate independently of one another. the other, and in particular so as to enslave each their actuator (motor) 11, 21 respectively independently.
  • the high loop feedback branch 42 then applies said actual conducting torque T20_actual in feedback to the high loop input force setpoint T20_set, to form a setpoint of high loop actuation T20_mot which is applied to the auxiliary motor 21 so that the actual driving torque T20_actual (and therefore the driver torque T_driver) automatically follows the high loop input torque setpoint T20_set.
  • T20_mot T20_set - T20_actual
  • a high loop local controller 43 preferably distinct from the local loop controller 33, translates the high loop operation set point T20_mot into a current setpoint applied to the auxiliary motor 21.
  • the high-loop local controller 43 uses for this purpose a law or a map that can also depend on "data" parameters relating to the vehicle, such as the longitudinal speed, the lateral acceleration, the yaw rate , etc., and / or data parameters specific to the power steering system 1, and more particularly parameters specific to the higher level subsystem 20, 40, such as the speed of rotation of the auxiliary engine 21, the torque delivered by said auxiliary motor 21, the inertial mass of all or part of the components of the upper level mechanism 20, etc.
  • data parameters relating to the vehicle such as the longitudinal speed, the lateral acceleration, the yaw rate , etc.
  • data parameters specific to the power steering system 1 such as the speed of rotation of the auxiliary engine 21, the torque delivered by said auxiliary motor 21, the inertial mass of all or part of the components of the upper level mechanism 20, etc.
  • the high local loop 40 comprises a sub-branch 41A of the high loop input branch 41 which introduces a high loop input reference T20_ref which represents an input torque setpoint of zero value, so that to be able to slave the high local loop to zero torque.
  • T20_ref represents an input torque setpoint of zero value
  • T20 ref 0.
  • the zero torque servocontrol of the upper level mechanism 20 makes said higher level mechanism 20 transparent, and improves its responsiveness and the sensibility.
  • the torque-free servocontrol allows the upper level mechanism 20 not to oppose parasitic resistance to the operation of the steering wheel 22 by the driver, while faithfully restoring in said steering wheel 22 the reactions of the road and the lower level mechanism 10.
  • a power steering system architecture 1 comprising on the one hand a low local loop 30 intended to slave the lower level mechanism 10 acting mechanically on the orientation of the wheels and on the other hand a separate high local loop 40 , intended to enslave the upper level mechanism 20 which allows the driver to control and feel the maneuvers of the vehicle, is particularly suitable for a 1-by-wire system.
  • the power steering system 1 comprises a so-called “global controller” 50 that generates distinctly, based on parameters representative of the situation of the higher level mechanism 20 and the situation. of the lower level mechanism 10, on the one hand a low loop dynamic force reference component F10_dyn, applied to the low local loop 30, and on the other hand a high torque dynamic torque setpoint component T20_dyn, applied at the high local loop 40.
  • a low loop dynamic force reference component F10_dyn applied to the low local loop 30
  • T20_dyn high torque dynamic torque setpoint component
  • the dynamic force command components F10_dyn are adjusted in real time to adapt the reactions of the power steering system 1 to the life situation of the vehicle at the moment and to the actions (commands) of the driver audit instant considered, and thus manage the management assistance according to predetermined assistance laws, which can be for example stored in charts in the global controller 50.
  • the global controller advantageously provides the virtual coupling, by electrical signals, between the high local loop 40 associated with the higher level mechanism 20 and the low local loop. Associated with the lower level mechanism 10.
  • the global controller 50 may also consider "data" parameters relating to the vehicle (and external to the power steering system 1), such as longitudinal speed, lateral acceleration, yaw rate, etc.
  • the global controller 50 may for example determine a base setpoint T_basic from all or part of these different parameters.
  • the global controller 50 can determine a base setpoint T_basic using a calculation law that corresponds in practice to a virtual torsion bar:
  • T _ basic kl * AQ + k2 * AQ
  • kl is a homogeneous gain with an elastic stiffness (in torsion)
  • k2 is a homogeneous gain at a viscosity
  • said base setpoint T_basic is preferably converted, respectively by a first sub-controller 51 and by a second sub-controller 52, respectively to the dynamic setpoint component.
  • the global controller 50 thus forms a common trunk branching at the level of the sub-controllers 51, 52 for distributing the dynamic setpoints F10_dyn, T20_dyn to each of the local loops, high 40 and low 30.
  • the power steering system 1, and more particularly the 1-steer-by-wire system preferably therefore has an architecture that includes two local (closed) loops 30, 40 (namely a low local loop 30 dedicated force control device to the lower level mechanism 10 actuating the wheels 12 and a high local torque control loop 40 dedicated to the upper level mechanism 20 acting on the driving wheel 22), said local loops 30, 40 being coupled together and controlled by a (same) global controller 50 (which defines the dynamic torque setpoints T20_dyn and effort F10_dyn respectively applicable by each of these local loops 30, 40).
  • a global controller 50 which defines the dynamic torque setpoints T20_dyn and effort F10_dyn respectively applicable by each of these local loops 30, 40.
  • the power steering system 1 makes it possible in particular to produce a steer-by-wire by associating, via (preferably by only the intermediate) of the global controller 50, a lower subsystem 10, 30 and an upper subsystem 20, 40, which are distinct from each other and are capable of being regulated each independently of each other in effort (respectively in torque).
  • the invention relates to a steer-by-wire type power steering system 1 comprising a lower level mechanism 10 which comprises an assistance motor 11 and a steering wheel 12, and a higher level mechanism 20 which comprises a driving wheel 22 and an auxiliary motor 21, the lower level mechanism 10 being slaved in a closed loop, with zero force, by a low local loop 30 comprising a feedback branch 32 which measures or estimates a downstream force effective F10_actual downstream of the assistance motor 11 and upstream of the contact 12C of the wheel 12 with the ground 2, so as to make the assistance motor 11 transparent, while the upper level mechanism 20 is slaved closed loop , at zero torque, by a high local loop 40 comprising a feedback branch 42 which measures or estimates an actual driving torque T20_actual between the auxiliary motor 21 and the driving wheel 22 so make the auxiliary motor 21, transparent, low local loops 30 and high 40 being preferably controlled by the same controller 50 overall.
  • each dynamic component T20_dyn and force F10_dyn completes, by means of a second input sub-branch 31B, 41B of the local loop 30, 40 concerned, the reference d F10_ref input, T20_ref provided by the first input sub-branch 31A, 41A (distinct from the second input sub-branch 31B, 41B).
  • the low loop input force setpoint F10_set results from the combination of the low loop input reference F10_ref, which is representative of a zero force, and the dynamic setpoint component of low loop effort F10_dyn which is issued from the global controller 50, 51.
  • the low loop input force setpoint F10_set results from the algebraic sum of the low loop input reference F10_ref, which is representative of an effort zero, and the dynamic component of low loop effort setpoint F10_dyn which is issued from the global controller 50, 51.
  • Said summing unit may also preferably receive the effective downstream force value F10_actual resulting from the feedback branch 32, and which will be subtracted (in accordance with the sign convention used) from the input force setpoint F10_set to form the low loop actuation instruction F10_mot.
  • the high loop input torque setpoint T20_set preferably results from the combination of the high loop input reference.
  • T20_ref which is representative of a zero torque
  • T20_dyn which originates from the global controller 50, 52.
  • the high-loop input torque setpoint T20_set results from the algebraic sum of the high-loop input reference T20_ref, which is representative of a zero torque, and the dynamic torque setpoint component. of high loop T20_dyn which comes from the global controller 50, 52.
  • the effective downstream force F10_actual measured or estimated at the low loop reference point P10 is also used, outside the low local loop 30, by means of a function called "feed forward 60, as a determining component of the high-loop input force setpoint T20_set and / or, equivalently, as determining or adjusting component of the high-loop command setpoint T20_mot to be applied.
  • feed forward 60 a function called "feed forward 60
  • This "feed forward” function 60 is distinct from the low loop feedback loop 32, and the high loop feedback loop 42, and is shown in dotted line in FIG.
  • This feed forward function 60 advantageously makes it possible to remount directly from the lower level mechanism 10 to the high local loop 40, and more particularly to the auxiliary motor 21, driving sensations caused by variations in the effort external F_ext which is exerted on the wheels 12 and the lower level mechanism 10, and which are felt at the lower loop reference point P10, and more particularly that are perceived by the force sensor 17.
  • the feed forward function 60 can be configured so as to pass only a predetermined frequency band, in order to accentuate the feeling of the reactions that are in this frequency band.
  • the feed-forward function 60 could be used to amplify, in this frequency band, the signals generated by the interactions between the wheel 12 and the ground, to improve the feeling driving the steering wheel.
  • the feed-forward function 60 makes it possible to adjust the road feeling even more finely. According to another application possibility, alternative or complementary to the previous one, it is possible to use a feed-forward function 60 configured to attenuate or cancel selectively the frequency sensation in a given frequency band.
  • the feed-forward function 60 will therefore offer an additional fine adjustment possibility.
  • the feed-forward function 60 is not necessarily necessary.
  • the effective downstream force F10_actual is preferably measured, at the low loop reference point P10, with a bandwidth that extends (from 0 Hz) at least up to 20 Hz, at least up to 25 Hz, at least up to 30Hz, or even above 30Hz.
  • the force sensor 17 will produce a useful signal of great frequency richness, which will therefore contain a lot of information, particularly precise, on the variations of the external force F_ext and thus on the state of the interaction between the floor 2 and the wheel 12.
  • the low loop feedback branch 32 will be able to convey said signal with a bandwidth at least equal, so as not to lose frequency information.
  • a wide bandwidth advantageously confers great tactile sensitivity to the power steering system 1, insofar as the frequency, even high, of disturbances and variations of the external force F_ext caused by the action of the road surface is high. (the ground 2) on the tire (and thus on the wheel 12 and the lower level mechanism 10), said disturbances and variations are immediately perceptible as such, and transmitted to the steering wheel (by the overall control 50 and / or by the feed forward function 60, then by the high local loop 40 and the upper level mechanism 20), which gives the driver a very fine feeling of the road; on the contrary, in particular, of what occurs in the case of a position control which filters the disturbances to maintain a stable steering position.
  • controllers 50, 51, 52, 33, 43, and more generally the servocontrol structures of the local loops 30, 40 may be made by any appropriate electronic and / or computer computers.
  • the invention also relates as such to a vehicle, in particular a motor vehicle, equipped with a power steering system 1 as described in the foregoing.
  • the invention is in no way limited to the above-mentioned variants of embodiment, the person skilled in the art being able in particular to isolate or freely combine with one another the characteristics described in the foregoing. , or to substitute equivalents for them.

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Abstract

L'invention concerne un système de direction assistée (1) de type steer-by-wire comprenant un mécanisme de niveau inférieur(10) qui comprend un moteur d'assistance (11) ainsi qu'une roue directrice (12), et un mécanisme de niveau supérieur (20) qui comprend un volant de conduite (22) ainsi qu'un moteur auxiliaire (21), le mécanisme de niveau inférieur(10) étant asservi en boucle fermée, à effort nul, par une boucle locale basse (30) comprenant une branche de rétroaction (32) qui mesure ou estime un effort aval effectif (F10_actual) en aval du moteur d'assistance (11) et en amont du contact (12C) de la roue (12) avec le sol (2), de sorte à rendre le moteur d'assistance (11) transparent, tandis que le mécanisme de niveau supérieur (20) est asservi en boucle fermée, à couple nul, par une boucle locale haute (40) comprenant une branche de rétroaction (42) qui mesure ou estime un couple conducteur effectif (T20_actual) entre le moteur auxiliaire (21) et le volant de conduite (22) de sorte à rendre le moteur auxiliaire (21) transparent, et les boucles locales basse (30) et haute (40) étant commandées par un même contrôleur global (50).

Description

Système de direction assistée de type steer by wire utilisant des actionneurs rendus transparents par l'utilisation de boucles d'asservissement locales en couple et/ou effort
La présente invention concerne le domaine général des systèmes de direction assistée pour véhicules.
Elle concerne plus particulièrement les systèmes de direction assistée dits « steer-by-wire » qui sont dépourvus de transmission mécanique entre d'une part un mécanisme de niveau supérieur comprenant un volant de conduite et d'autre part un mécanisme de niveau inférieur qui comprend un moteur d'assistance et qui agit mécaniquement sur les roues directrices du véhicule pour modifier l'orientation en lacet (c'est-à-dire l'angle de braquage) desdites roues.
Dans de tels systèmes steer-by-wire, il est connu d'assurer un asservissement en position du mécanisme de niveau inférieur, en mesurant la position angulaire du volant de conduite, puis en définissant et transmettant par une liaison électrique une consigne correspondante au moteur d'assistance qui entraîne ledit mécanisme de niveau inférieur, et donc les roues directrices, jusqu'à la position souhaitée.
Pour assurer un retour d'information au volant, de manière à permettre au conducteur de percevoir les réactions induites dans le mécanisme de niveau inférieur par les manœuvres de braquage et par le contact des roues avec la route, il est prévu, dans le mécanisme de niveau supérieur, un second moteur conçu pour entraîner le volant de conduite en rotation.
Les systèmes de direction assistée connus, et en particulier les systèmes de direction steer-by-wire connus, ont toutefois tendance à présenter certains inconvénients.
En premier lieu, certains phénomènes mécaniques liés notamment à la masse inertielle du mécanisme de niveau inférieur ou du mécanisme de niveau supérieur, ou bien encore aux frottements internes audit mécanisme de niveau inférieur ou audit mécanisme de niveau supérieur, peuvent faire ressentir au conducteur une certaine lourdeur lors des manœuvres.
Ensuite, la présence de l'assistance de direction peut rendre le ressenti tactile de la conduite relativement artificiel, et notamment ne pas transmettre fidèlement au conducteur certaines informations tactiles, dites « road feeling », qui renseignent intuitivement le conducteur sur l'état du contact entre les roues et le sol, et en particulier sur la nature du revêtement de la route (bitume, gravier...) et sur le degré d'adhérence des roues au sol. Le ressenti peut être particulièrement artificiel dans le cas d'un système « steer-by-wire », lorsqu'il n'existe pas de liaison mécanique entre le volant de conduite et les roues.
Les objets assignés à l'invention visent par conséquent à remédier aux inconvénients susmentionnés et à proposer un nouveau système de direction assistée, notamment un nouveau système de direction steer-by-wire, qui combine une grande légèreté de manœuvre avec un ressenti fidèle des conditions de conduite.
Les objets assignés à l'invention sont atteints au moyen d'un système de direction assistée comprenant un premier mécanisme dit « mécanisme de niveau inférieur » qui comprend un moteur d'assistance ainsi qu'une roue directrice sur laquelle le moteur d'assistance agit pour orienter ladite roue directrice en lacet, ledit mécanisme de niveau inférieur définissant ainsi une chaîne cinématique de niveau inférieur qui s'étend depuis le moteur d'assistance jusqu'à une portion de la roue directrice, dite « portion de contact », destinée à entrer en contact avec le sol, de manière à ce que les efforts et les mouvements issus du moteur d'assistance soient transmis à la roue directrice par l'intermédiaire et le long de ladite chaîne cinématique d'actionnement, ledit système de direction assistée comprenant également un second mécanisme dit « mécanisme de niveau supérieur » qui comprend un volant de conduite et qui est soit dépourvu d'accouplement mécanique avec le mécanisme de niveau inférieur, de sorte à former une chaîne cinématique de niveau supérieur qui est séparée de la chaîne cinématique d'actionnement, soit couplé mécaniquement au mécanisme de niveau inférieur par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement, de sorte à former, depuis le volant de conduite jusqu'audit organe d'accouplement, une chaîne cinématique de niveau supérieur auxiliaire qui forme une bifurcation par rapport à la chaîne cinématique d'actionnement, le système de direction assistée étant caractérisé en ce que le mécanisme de niveau inférieur est asservi en effort par une boucle fermée, dite « boucle locale basse », qui comprend une branche d'entrée dite « branche d'entrée de boucle basse » permettant de définir une consigne d'effort d'entrée, dite « consigne d'effort d'entrée de boucle basse », une branche de rétroaction, dite « branche de rétroaction de boucle basse », qui mesure ou qui estime, en un point de référence dit « point de référence de boucle basse » situé sur la chaîne cinématique d'actionnement, et hors de la chaîne cinématique de commande, en aval du moteur d'assistance et en amont de la portion de contact de la roue directrice, un effort dit « effort aval effectif » qui est représentatif, audit point de référence, de l'effort qui est transmis entre le moteur d'assistance et la roue directrice par la chaîne cinématique d'actionnement, et en ce que ladite branche de rétroaction de boucle basse applique ensuite ledit effort aval effectif en rétroaction sur la consigne d'effort d'entrée de boucle basse, pour former une consigne d'actionnement de boucle basse, qui est appliquée au moteur d'assistance, de manière à ce que l'effort de réaction aval effectif suive automatiquement la consigne d'effort d'entrée de boucle basse.
Avantageusement, le fait d'utiliser une boucle locale d'asservissement, et plus particulièrement une boucle locale basse, qui est apte à asservir en boucle fermée et de manière autonome le mécanisme de niveau inférieur, et qui inclut une branche de rétroaction capable de réaliser une prise d'information, en l'espèce une estimation d'effort ou de préférence une mesure d'effort, en un point de référence éloigné de l'actionneur, ici en un point de référence éloigné du moteur d'assistance, et donc au plus près du contact entre la roue et le sol, lorsque l'on considère la chaîne cinématique de niveau inférieur d'amont en aval, permet de rendre transparent l'actionneur du mécanisme concerné, ici le moteur d'assistance qui entraîne le mécanisme de niveau inférieur, et plus globalement permet de rendre transparent ledit mécanisme.
La transparence désigne ici la capacité d'un système, ici plus particulièrement la capacité du mécanisme de niveau inférieur actionné par le moteur d'assistance, à se mettre en mouvement, lorsque ledit système est asservi à effort nul (ou, respectivement, à couple nul), dès lors qu'un effort externe (ou respectivement un couple externe), même de très faible intensité, est appliqué audit système, ledit système « s'effaçant » ainsi, sans opposer de résistance sensible, sous l'action dudit effort externe (respectivement sous l'action dudit couple externe).
Avantageusement, un tel système transparent peut donc être manœuvré de manière réactive et sans créer de sensation de lourdeur.
En particulier, les phénomènes tels que les phénomènes inertiels ou les phénomènes de frottement (sec et/ou visqueux) qui sont susceptibles d'affecter la manœuvre du mécanisme mais qui sont « pris dans la boucle », c'est-à-dire qui interviennent dans une portion de la chaîne d'actionnement qui fait partie de la boucle fermée d'asservissement, et qui est ici comprise entre le moteur d'assistance (inclus) et le point de référence auquel la branche de rétroaction prélève l'information d'effort, voient en pratique leur influence divisée par le gain global de la boucle, qui inclut notamment le gain de la branche de rétroaction, et pour lequel on peut choisir une valeur très élevée. Ainsi, lesdits phénomènes inertiels et de frottement qui sont internes au mécanisme sont automatiquement compensés, et ne gênent donc pas la manœuvre dudit mécanisme.
De même, les sollicitations externes, exercées notamment par la route sur la roue, sont finement perçues par le mécanisme de niveau inférieur, ce qui améliore la restitution des sensations de conduite (« road feeling ») au conducteur.
De surcroît, la mise en œuvre d'un asservissement en effort (ou le cas échéant d'un asservissement en couple) confère avantageusement une sensibilité, une précision et une réactivité élevées au mécanisme de niveau inférieur, et plus globalement au système de direction assistée, dans la mesure où un asservissement en effort surveille, et agit sur, des efforts, c'est-à-dire sur les causes des mouvements, plutôt que des positions, qui sont la conséquence desdits mouvements.
L'asservissement en effort proposé permet en outre de capter et de retransmettre fidèlement au système de direction assistée, et en particulier de faire parvenir au volant de conduite, toutes les variations d'effort, y compris les variations rapides pouvant atteindre une fréquence de 20 Hz, 25 Hz, 30 Hz, voire au-delà de 30Hz, comme par exemple les variations des efforts externes exercés par le sol sur la roue, telles que ces variations résultent d'une circulation du véhicule sur un revêtement rugueux de type gravier.
Cette richesse fréquentielle du signal d'effort aval effectif obtenu et utilisé par le système de direction permet donc de restituer au conducteur un ressenti de conduite (road feeling) particulièrement fin et précis, qui permet notamment au conducteur d'obtenir une bonne perception de la nature du revêtement de la route.
Enfin, l'agencement proposé par l'invention est avantageusement propice à la gestion d'un système de direction de type steer-by-wire, au sein duquel l'invention permet, tel que cela sera détaillé dans ce qui suit, de réaliser séparément d'une part un asservissement autonome en effort du mécanisme de niveau inférieur, au moyen d'une boucle locale basse, et d'autre part un asservissement autonome en couple du mécanisme de niveau supérieur (et donc du volant de conduite), au moyen d'une boucle locale haute distincte de la boucle locale basse, et de compléter cette architecture par un contrôleur global capable de créer un couplage entre lesdites boucles locales, en générant deux composantes de consigne d'entrée, respectivement une composante de consigne en effort et une composante de consigne en couple, destinées respectivement à la boucle locale basse et à la boucle locale haute.
Ainsi, l'invention permet de créer un système de direction steer-by-wire dont aussi bien le mécanisme de niveau supérieur (et donc le volant de conduite) que le mécanisme de niveau inférieur actionnant les roues directrices réagissent de façon transparente, ce qui confère de la légèreté et de la précision aux manœuvres, tout en procurant un excellent ressenti de conduite ainsi qu'un très bon ressenti de l'interaction de contact qui existe entre la roue et le sol (road feeling).
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, le principe de transparence d'un mécanisme piloté par une boucle locale asservie à effort nul (ou, de manière équivalente, à couple nul).
La figure 2 illustre, selon une vue schématique, la réponse en effort (ou en couple) et donc en accélération, ainsi que les réponses en vitesse de déplacement et en position, du mécanisme transparent de la figure 1.
La figure 3 illustre, selon une vue schématique, un exemple de système de direction assistée selon l'invention.
La présente invention concerne un système de direction assistée 1.
Ledit système de direction assistée 1 est destiné à un véhicule, notamment un véhicule automobile, de préférence un véhicule automobile à roues comprenant au moins une roue directrice 12, qui peut être aussi de préférence une roue motrice.
Ladite roue directrice 12 est de façon particulièrement préférentielle une roue avant du véhicule.
Tel que cela est visible sur la figure 3, ledit système de direction assistée 1 comprend un premier mécanisme dit « mécanisme de niveau inférieur » 10 qui comprend un moteur d'assistance 11 ainsi qu'une roue directrice 12 (et plus préférentiellement deux roues directrices 12, en l'espèce une roue directrice gauche 12L et une roue directrice droite 12R) sur laquelle le moteur d'assistance 11 agit pour orienter ladite roue directrice 12 en lacet.
Ledit mécanisme de niveau inférieur 10 permet ainsi de conférer à la roue directrice 12 un angle de braquage A12 souhaité.
En l'espèce, le mécanisme de niveau inférieur forme ainsi de préférence un mécanisme de puissance, destiné à développer des efforts supérieurs aux efforts manuels exercés par le conducteur.
Le moteur d'assistance 11 est de préférence un moteur électrique, par exemple un moteur brushless.
De préférence, il s'agit d'un moteur rotatif. Le mécanisme de niveau inférieur 10 définit une chaîne cinématique de niveau inférieur L10 qui s'étend depuis le moteur d'assistance 11 jusqu'à une portion 12C de la roue directrice, dite « portion de contact » 12C, destinée à entrer en contact avec le sol 2, de manière à ce que les efforts et les mouvements issus du moteur d'assistance 11 soient transmis à la roue directrice 12 par l'intermédiaire et le long de ladite chaîne cinématique de niveau inférieur L10.
A titre d'exemple préférentiel, le mécanisme de niveau inférieur 10, et plus particulièrement la chaîne cinématique de niveau inférieur L10, peut comporter une crémaillère 13 qui est entraînée par le moteur d'assistance 11, et dont au moins une extrémité 13L, 13R est couplée à une biellette de direction 14 qui transmet à son tour les efforts et déplacements à la roue directrice 12.
La crémaillère 13 est de préférence montée et guidée en translation selon son axe longitudinal dans un carter de direction 3 fixé sur le véhicule.
Le moteur d'assistance 11 peut venir en prise sur ladite crémaillère 13 par un réducteur 15 (ou tout autre organe d'accouplement mécanique approprié), par exemple un réducteur 15 à engrenage ou un réducteur 15 à vis-à-billes.
La biellette de direction 14 relie de préférence la crémaillère 13 à un porte-fusée 16, orientable en lacet, et qui porte lui-même la roue directrice 12.
Selon une possibilité de réalisation, la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 peut ainsi comprendre, d'amont en aval, et tel que cela est illustré sur la figure 3 : le moteur d'assistance 11, un réducteur 15 (ou tout autre organe d'accouplement mécanique approprié), la crémaillère 13 (ou à tout le moins la portion de la crémaillère 13 comprise entre le réducteur 15 et la biellette 14), une biellette de direction 14, le porte-fusée 16 correspondant puis la roue 12 (à tout le moins la jante de la roue 12) portée par ledit porte-fusée 16.
Par convention, on considère que l'on parcourt la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 dans un sens descendant, orienté de l'amont vers l'aval, lorsque l'on s'éloigne de l'actionneur, ici du moteur d'assistance 11, le long de ladite chaîne cinématique de niveau inférieur L10, pour se rapprocher de l'effecteur qui interagit avec l'environnement extérieur du mécanisme 10 considéré, c'est-à-dire ici pour se rapprocher de la portion de contact 12C de la roue directrice 12.
Le moteur d'assistance 11 forme ainsi de préférence l'extrémité amont de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10, et la portion de contact 12C de la roue 12 l'extrémité aval de ladite chaîne cinématique de niveau inférieur L10.
Sans sortir du cadre de l'invention, on pourrait bien entendu, en variante, envisager une chaîne cinématique de niveau inférieur L10 plus courte, par exemple dans laquelle un moteur d'assistance 11 agirait directement sur le porte-fusée 16, éventuellement par l'intermédiaire d'un réducteur 15, mais sans passer par une crémaillère 13, et de préférence sans passer ni par une crémaillère 13 ni par une biellette de direction 14.
Selon une telle variante, un moteur d'assistance 11 donné pourrait commander individuellement et directement l'orientation en lacet d'une seule roue directrice 12, via le porte-fusée 16.
Toujours selon une telle variante, mais qui comprendrait (au moins) deux roues directrices 12, typiquement deux roues directrices avant, on pourrait associer un moteur d'assistance 11 distinct à chacune desdites roues directrices 12, c'est-à-dire prévoir deux moteurs d'assistance 11 distincts qui commanderaient chacun individuellement l'orientation en lacet de la roue directrice 12 concernée.
Toutefois, par commodité de description, on fera de préférence référence à un système de direction assistée 1 dans lequel le mécanisme de niveau inférieur 10 comprend une crémaillère 13, qui permet d'actionner deux biellettes de direction 14 raccordées respectivement à chacune des extrémités 13L, 13R de ladite crémaillère et associées chacune à un porte-fusée 16 et à une roue 12.
Tel que cela est visible sur la figure 3, le système de direction assistée 1 comprend également un second mécanisme dit « mécanisme de niveau supérieur » 20.
Ce mécanisme de niveau supérieur 20 comprend un volant de conduite
22.
Le volant de conduite 22 permet à un conducteur de piloter le système de direction assistée 1 et de déterminer l'angle de braquage A12 souhaité.
Le volant de conduite 22 permet aussi au conducteur de ressentir tactilement les réactions du système de direction assistée 1, et ainsi d'en déduire intuitivement des informations (« road feeling ») sur l'environnement du véhicule, et plus particulièrement des informations quant à la nature du sol 2 sur lequel circule le véhicule et quant à l'état d'adhérence des roues 12 sur le sol 2.
Bien entendu, on fait référence par commodité à un « volant de conduite » 22, étant bien entendu que l'on peut utiliser aux mêmes fins tout dispositif de manœuvre approprié, autre qu'un volant de conduite, tel que par exemple un joystick.
Ici, le mécanisme de niveau supérieur 20 correspond donc de préférence à un mécanisme de commande (par opposition au mécanisme de niveau inférieur qui forme le mécanisme de puissance). Selon une possibilité de mise en œuvre, le mécanisme de niveau supérieur 20 peut-être dépourvu d'accouplement mécanique avec le mécanisme de niveau inférieur 10, de sorte à former une chaîne cinématique de niveau supérieur L20 qui est séparée de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10.
A ce titre, de façon particulièrement préférentielle, le système de direction assistée 1 forme un système de direction assistée configuré en « steer-by wire », qui est dépourvu d'accouplement mécanique entre le mécanisme de niveau supérieur 20 et le mécanisme de niveau inférieur 10.
Dans un tel système steer-by-wire, le volant de conduite 22 ne vient pas en prise sur le mécanisme de niveau inférieur 20.
Le lien entre volant de conduite 22 et les roues 12, et plus globalement le lien fonctionnel entre le mécanisme de niveau supérieur 20 et le mécanisme de niveau inférieur 10, c'est-à-dire le lien qui permet de corréler la position du volant de conduite 22 ainsi que les sensations tactiles restituées à travers ledit volant de conduite 22 à la position effective des roues 12 (position du mécanisme de niveau inférieur 10) et aux efforts qui s'exercent sur lesdites roues 12 et dans le mécanisme de niveau inférieur 10, se fait donc (exclusivement) de façon virtuelle, par des signaux électriques.
En variante, le mécanisme de niveau supérieur 20 peut être au contraire couplé mécaniquement au mécanisme de niveau inférieur 10 par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement 4 de sorte à former, depuis le volant de conduite 22 jusqu'audit organe d'accouplement 4, une chaîne cinématique de niveau supérieur L20 auxiliaire qui forme une bifurcation L20B par rapport à la chaîne cinématique de niveau inférieur L10.
L'organe d'accouplement 4 peut prendre par exemple la forme d'un pignon 4 qui engrène sur la crémaillère 13 et qui est fixé à une colonne de direction 5 entraînée par le volant de conduite 22.
Selon une possibilité de réalisation, il est envisageable d'utiliser un dispositif d'embrayage 6 qui permet sélectivement de coupler mécaniquement ou de séparer mécaniquement le mécanisme de niveau inférieur 10 au mécanisme de niveau supérieur 20, de manière à pouvoir choisir de configurer le système de direction assistée 1 soit en steer-by-wire (le dispositif 6 étant dans un état débrayé), soit en couplage mécanique (le dispositif 6 étant dans un état embrayé).
En particulier, on pourra prévoir un système de direction assistée 1 agencé pour fonctionner normalement en steer-by-wire, mais possédant néanmoins, en dispositif de secours, un organe d'accouplement 4 agencé pour reconnecter mécaniquement le mécanisme de niveau supérieur 20 au mécanisme de niveau inférieur 10, et plus particulièrement pour reconnecter le volant de conduite 22 à la colonne de direction 5 et (surtout) à la crémaillère 13, en cas de défaillance du fonctionnement steer-by-wire.
A l'inverse, on pourra prévoir, comme indiqué plus haut, un système de direction assistée 1 steer-by-wire « pur », totalement dépourvu d'organe d'accouplement 4 (et de colonne de direction 5 en prise sur la crémaillère 13).
Selon l'invention, le mécanisme de niveau inférieur 10 est asservi en effort par une boucle fermée, dite « boucle locale basse » 30.
Par commodité de description, on pourra désigner par « sous-système de niveau inférieur » (« lower level subsystem ») l'ensemble formé par le mécanisme de niveau inférieur 10 et la boucle locale basse 30 qui le pilote.
Avantageusement, le choix d'un asservissement en effort, ou, de manière équivalente, en couple, permet de réguler l'actionnement du mécanisme de niveau inférieur 10 en ciblant un état de contrainte voulu en un point de référence P10 dudit mécanisme de niveau inférieur 10, c'est-à-dire en ciblant une intensité d'effort transmis à travers la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 audit point de référence P 10.
Un tel asservissement en effort permet de détecter et de gérer les efforts qui s'exercent sur le mécanisme de niveau inférieur 10, et plus particulièrement les efforts externes qui résultent des réactions du sol 2 à l'encontre des roues 12 et qui remontent à travers ledit mécanisme de niveau inférieur 10, le long de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10.
Comme il a été indiqué plus haut, en basant l'asservissement sur les efforts, c'est-à-dire sur les causes, immédiatement perceptibles en temps réel, des mouvements du mécanisme de niveau inférieur 10, plutôt que sur les déplacements (variations de positions), qui sont les conséquences de l'application des efforts et qui ne sont perceptibles que plus tardivement, après un délai qui est nécessaire à l'exécution d'un mouvement d'amplitude suffisante, on obtient avantageusement un asservissement aux réactions particulièrement rapides et précises.
En outre, un tel type d'asservissement permet de rendre transparent l'actionneur du mécanisme de niveau inférieur 10, à savoir le moteur d'assistance 11, et plus globalement le mécanisme de niveau inférieur 10, tel que cela sera détaillé dans ce qui suit. La boucle locale basse 30 comprend une branche d'entrée dite « branche d'entrée de boucle basse » 31 qui permet de définir une consigne d'effort d'entrée, dite « consigne d'effort d'entrée de boucle basse » F10_set.
Ladite boucle locale basse 30 comprend également une branche de rétroaction, dite « branche de rétroaction de boucle basse » 32, qui mesure ou qui estime, en un point de référence dit « point de référence de boucle basse » P10, un effort dit « effort aval effectif » F10_actual.
L'effort aval effectif F10_actual est représentatif, audit point de référence P10, de l'effort qui est transmis entre le moteur d'assistance 11 et la roue directrice 12 (ou inversement, de l'effort qui remonte de la roue 12 vers le moteur d'assistance 11) par la chaîne cinématique de niveau inférieur L10.
Cet effort aval effectif F10_actual correspond en pratique à l'effort qui est fourni, à l'instant considéré, par le mécanisme de niveau inférieur 10 pour contrer (et en particulier pour équilibrer, en situation de maintien d'un angle de braquage A12 donné, voire pour surpasser, en situation de modification de l'angle de braquage A12) l'effort résistant, noté « effort externe » F_ext, qui est exercé par l'environnement du véhicule, et notamment par le sol 2, sur ledit mécanisme de niveau inférieur 10.
En pratique, ledit effort externe F_ext est essentiellement causé par le contact entre la portion de contact 12C de la roue 12 et le sol 2, ou par le contact de ladite roue 12 avec un obstacle présent dans l'environnement de la roue 12.
Typiquement, l'effort aval effectif F10_actual pourra correspondre à l'effort de traction, ou respectivement à l'effort de compression, qui est exercé par la biellette de direction 14 concernée sur l'extrémité 13L, 13R de la crémaillère à laquelle ladite biellette 14 est connectée.
De préférence, l'effort aval effectif F10_actual est mesuré, au moyen d'un capteur d'effort 17 approprié placé au point de référence de boucle basse P10.
Ledit capteur d'effort 17 pourra par exemple comprendre une jauge extensométrique, ou bien un capteur optique de photo-élasticimétrie.
De préférence, tel que cela est illustré sur la figure 3, on pourra utiliser deux capteurs d'effort 17L, 17R, à savoir un premier capteur d'effort gauche 17L, permettant de mesurer l'effort qui est exercé par la biellette de direction gauche 14L (reliée à la roue directrice gauche 12L) sur l'extrémité gauche 13L de la crémaillère 13, et un second capteur d'effort droit 17R, permettant de mesurer l'effort qui est exercé par la biellette de direction droite 14R (reliée à la roue directrice droite 12R) sur l'extrémité droite 13R opposée de la crémaillère 13. En pareille configuration, l'effort aval effectif F10_actual pourra avantageusement être déterminé, avec une meilleure précision, au moyen d'une unité 70 de calcul d'effort aval effectif, à partir des deux mesures réalisées simultanément sur chacun des deux capteurs d'effort 17L, 17R.
A titre d'exemple, l'effort aval effectif F10_actual pourra être considéré comme la somme ou la différence (dépendant du signe des informations captées) de la valeur de l'effort F10_actual_L mesuré par le capteur d'effort gauche 17L et de la valeur de l'effort F10_actual_R mesuré par le capteur d'effort droit 17R.
On notera que lesdits efforts gauche F10_actual_L et droit F10_actual_R sont en principe de signes opposés, du fait que l'une des biellettes (la biellette gauche 14L lorsque le système de direction assistée 1 braque vers la gauche) travaille en compression, tandis que l'autre biellette (la biellette droite, lors d'un braquage à gauche) travaille en traction.
Selon une variante de mise en œuvre de l'invention, on pourra utiliser, en lieu et place d'une mesure de l'effort aval effectif F10_actual réalisée par un capteur d'effort 17, une estimation dudit effort aval effectif F10_actual, fournie par un algorithme approprié, conçu pour fournir une estimation réaliste dudit effort aval effectif au point de référence P10 considéré.
Un tel algorithme permet d'estimer, virtuellement, l'effort au point de référence de boucle basse P10, à partir de données autres qu'une mesure d'effort qui serait prise audit point de référence 10. Le cas échéant, le système de direction assistée 1 peut ainsi être dépourvu de capteur d'effort 17 au point de référence de boucle basse P10.
A titre d'exemple, si le point de référence de boucle basse P10 utilisé est situé à l'extrémité 13L de la crémaillère 13 et/ou au niveau de la biellette de direction 14, on pourra utiliser à cet effet un « algorithme d'estimation d'effort aux biellettes » tel que celui décrit dans la demande WO-2016/005671 déposée par la demanderesse.
Ceci étant, on pourra préférer à une estimation virtuelle par un algorithme une mesure matérielle par l'utilisation d'un capteur d'effort 17, ou de plusieurs capteurs d'effort 17 (de préférence deux capteurs d'effort 17L, 17R, à raison d'un capteur de chaque côté de la crémaillère 13), et ce afin d'obtenir de meilleures performances du système selon l'invention.
Par ailleurs, que l'effort aval effectif P10_actual soit mesuré au moyen d'un capteur 17 ou évalué au moyen d'un algorithme idoine, le point de référence de boucle basse P10 est situé sur la chaîne cinématique de niveau inférieur L10, et hors de la chaîne cinématique de niveau supérieur L20, en aval du moteur d'assistance 11 et en amont de la portion de contact 12C de la roue directrice 12.
Il convient en effet que le point de référence P10 soit choisi de telle sorte que l'effort aval effectif P10_set qui y est évalué soit effectivement représentatif de l'effort qui est appliqué à la roue 12 à travers la chaîne cinématique de niveau inférieur L10.
En pratique, tant pour obtenir une estimation réaliste dudit effort que pour améliorer la transparence du mécanisme de niveau inférieur 10, il est préférable de placer le point de référence de boucle basse P10 le plus en aval possible le long de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10, au plus loin de l'actionneur (le moteur d'assistance 11), et au plus près de la roue 12, et plus particulièrement au plus près de la zone de contact 12C, c'est-à-dire au plus près de la zone, ici la zone terminale (aval) de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10, où l'environnement externe du véhicule exerce un effort externe F_ext à l'encontre du mécanisme de niveau inférieur 10.
Ainsi, on peut inclure dans la boucle locale basse 30, en tant que branche effectrice qui exécute une consigne d'effort, une portion de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 qui est la plus longue possible.
En l'espèce, la portion de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 qui se trouve ainsi intégrée à la boucle locale basse 30, c'est-à-dire « prise dans la boucle », s'étend depuis le moteur d'assistance 11, qui forme un point d'entrée amont au niveau duquel on peut ajuster et appliquer à l'actionneur (le moteur d'assistance 11) une consigne d'effort F10_set, F10_mot, jusqu'au point de référence P10 aval qui forme un point de sortie de la boucle, situé en aval du moteur d'assistance et d'une partie des organes effecteurs (notamment de la crémaillère 13) qui sont entraînés par ledit moteur d'assistance 11.
Au niveau du point de référence P10, on surveille l'effet réel qui est produit sur la biellette 14 et sur la roue 12 par l'exécution de la consigne d'effort F10_set, F10_mot par le moteur d'assistance 11.
Plus globalement, au niveau du point de référence P10, on surveille l'effet produit par les actions combinées de l'actionneur (le moteur d'assistance 11) et de l'environnement du système 1 sur les éléments de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 qui sont externes à la boucle locale basse 30, car situés en aval du point de référence P10, au-delà de la portion de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 qui est incluse dans la boucle locale basse 30. De préférence, et en particulier si la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 passe par un organe intermédiaire entre le moteur d'assistance 11 et le porte-fusée 16, par exemple par une crémaillère 13, le point de référence de boucle basse P10, et plus particulièrement le capteur d'effort 17 utilisé par la branche de rétroaction 32, est distinct, et matériellement distant, d'un éventuel capteur de couple qui serait intégré à l'arbre du moteur d'assistance 11.
De même, le point de référence de boucle basse P10, et plus particulièrement le capteur d'effort 17 utilisé par la branche de rétroaction 32, est distinct, et matériellement distant, d'un éventuel capteur de couple volant 27 qui serait associé au volant de conduite 22, sur une colonne de direction portant ledit volant de conduite, et qui serait spécifiquement destiné à mesurer le couple T_driver exercé par le conducteur sur le volant de conduite 22.
Selon l'invention, la branche de rétroaction de boucle basse 32 applique ensuite l'effort aval effectif F10_actual en rétroaction sur la consigne d'effort d'entrée de boucle basse F10_set, pour former une consigne d'actionnement de boucle basse F10_mot, qui est appliquée au moteur d'assistance 11, de manière à ce que l'effort de réaction aval effectif F10_actual suive automatiquement la consigne d'effort d'entrée de boucle basse F10_set.
En référence à la figure 3, on a ainsi de préférence :
F10_mot = F10_set - F10_actual
les signes + (positif) et - (négatif) sont choisis ici par simple convention pour indiquer l'effet correctif de la branche de rétroaction 32.
Tel que cela est illustré sur la figure 3, un contrôleur local de boucle basse 33 traduit la consigne d'actionnement de boucle basse F10_mot en une consigne de courant appliquée au moteur d'assistance 11.
De préférence, le contrôleur local de boucle basse 33 utilise à cet effet une loi ou une cartographie (map) qui peut également dépendre de paramètres relatifs au véhicule, tels que la vitesse longitudinale, l'accélération latérale, la vitesse de lacet dudit véhicule, etc.
Ladite loi ou cartographie peut également de paramètres propres au système de direction assistée 1, et notamment de paramètres propres au sous- système de niveau inférieur 10, 30, tels que par exemple la vitesse de rotation du moteur d'assistance 11, le couple délivré par le moteur d'assistance 11, les masses inertielles de tout ou partie des composants du mécanisme de niveau inférieur 10, etc. Ces paramètres (relatifs au véhicule et/ou au système de direction assistée) sont notés « data » sur les entrées concernées du système de direction assistée 1 représentées sur la figure 3.
Lesdits paramètres « data » peuvent être par exemple mis à disposition du système de direction assistée 1, à travers le réseau informatique de bord, par d'autres systèmes embarqués sur le véhicule, tels que par exemple un programme électronique de stabilité (ESP) ou un système de freinage anti-blocage (ABS).
De préférence, et selon une caractéristique qui peut constituer une invention à part entière, dès lors que l'on considère un système de direction assistée 1 comprenant une boucle locale basse 30 fermée, la boucle locale basse 30 comprend une sous-branche 31A de la branche d'entrée de boucle basse 31, sous-branche 31A qui introduit une référence d'entrée de boucle basse F10_ref qui représente une consigne d'effort d'entrée de valeur nulle, de manière à pouvoir asservir la boucle locale basse 30 à effort nul :
F10_ref = 0
Cette référence d'entrée F10_ref de valeur nulle, de préférence constante, permet de conférer une grande transparence au mécanisme de niveau inférieur 10, et plus particulièrement à la portion de chaîne cinématique de niveau inférieur L10 qui est prise dans la boucle locale basse 30.
En effet, lorsque le mécanisme de niveau inférieur 10 se trouve initialement dans un état d'équilibre, et que l'effort externe F_ext qui agit sur la roue 12, et plus globalement qui agit sur la portion de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 qui n'est pas incluse dans la boucle locale basse 30, est modifié, par exemple parce que la roue 12 percute un obstacle présent sur le sol 2, alors la modification dudit effort externe F_ext provoque une modification, au point de référence P10, de la valeur de l'effort aval effectif F10_actual, qui s'écarte par conséquent de la consigne d'effort d'entrée F10_set en vigueur à l'instant considéré.
Le moteur d'assistance 11, automatiquement régulé, de façon autonome, par la boucle locale basse 30, corrige alors instantanément son action, grâce à la branche de rétroaction 32 qui modifie la consigne d'actionnement F10_mot en y répercutant la modification de l'effort aval effectif F10_actual, de telle sorte que ledit moteur d'assistance 11, et plus globalement la portion du mécanisme de niveau inférieur 10 comprise dans la boucle locale basse 30, s'efface, sans opposer de résistance, sous l'action de l'effort externe F_ext, afin d'absorber la variation d'intensité dudit effort externe F_ext, et de provoquer ainsi un retour de l'effort aval effectif F10_actual à la valeur de la consigne d'effort d'entrée F10_set souhaitée. Avantageusement, en l'absence d'une autre composante de consigne d'effort (non nulle) en entrée 31 de la boucle basse 30, c'est la référence d'entrée de boucle basse F_ref, ici de valeur nulle, qui s'applique par défaut.
En pareil cas, le moteur d'assistance 31 est donc asservi de manière à maintenir l'effort aval effectif F10_actual à une valeur nulle, ou sensiblement nulle.
Ainsi, lorsqu'un effort externe F_ext tend à provoquer l'apparition d'un effort aval effectif non nul, la branche de rétroaction 32 (feedback) détecte et transmet immédiatement cette variation de l'effort aval effectif F10_actual afin de générer une consigne d'actionnement F_mot qui, appliquée au moteur d'assistance 11, permet à celui-ci d'agir sur le mécanisme de niveau inférieur 10 pour absorber l'effet de l'effort externe F_ext, afin de ramener l'effort aval effectif F10_actual à zéro.
En pratique, le moteur d'assistance 11 réagit donc de sorte à ne pas opposer de résistance aux variations de l'effort externe F_ext, mais au contraire de sorte à accompagner les variations de l'effort externe F_ext pour éviter l'apparition de contraintes, et en l'occurrence pour éviter l'apparition ou le maintien d'un effort aval effectif F10_actual non nul.
Le mécanisme de niveau inférieur 10 se met donc en mouvement spontanément, dans le sens voulu par l'effort externe F_ext, dès lors que lui est appliqué un effort externe F_ext, aussi minime soit-il.
Un principe analogue s'applique lorsque, en sus de la référence d'entrée F10_ref, de valeur nulle, la consigne d'entrée de boucle basse F10_set prend également en considération, au moyen d'une seconde sous-branche 31B de la branche d'entrée 31, une composante de consigne d'effort dite « composante dynamique de consigne d'effort de boucle basse » F10_dyn, qui permet typiquement de refléter l'intention de manœuvre du conducteur, et plus particulièrement l'action du conducteur sur le volant de conduite 22.
Ici encore, lorsque survient une variation de l'effort externe F_ext, qui éloigne provisoirement l'effort aval effectif F10_actual de la valeur de consigne d'effort d'entrée F10_set, qui est égale, à l'équilibre, à la composante dynamique F10_dyn (qui pourra être constante à l'instant considéré), alors la branche de rétroaction 32 permet de modifier la consigne d'actionnement F10_mot afin que le moteur d'assistance 11 fasse s'effacer le mécanisme de niveau inférieur 10, et fasse revenir l'effort aval effectif F10_actual à la valeur de composante dynamique F10_dyn.
Ainsi, ledit moteur d'assistance 11 n'oppose pas de résistance au déplacement du mécanisme de niveau inférieur 10 qui est nécessaire et suffisant pour absorber la variation de l'effort externe F_ext, ce qui permet donc de maintenir l'écart entre l'effort aval effectif F10_actual et la consigne d'effort d'entrée F10_set, c'est-à- dire ici l'écart entre l'effort aval effectif F10_actual et la composante dynamique de consigne d'effort F10_dyn, à une valeur sensiblement nulle.
Dans tous les cas, la boucle locale basse 30 asservie à effort nul permet donc de corriger en temps réel, avec une grande réactivité, l'action du moteur d'assistance 11, de manière à ce que ledit moteur d'assistance 11 n'oppose quasiment aucune résistance aux déplacements du mécanisme de niveau inférieur 10 induits par les variations de l'effort externe F_ext, et favorise donc l'effacement dudit mécanisme de niveau inférieur 10 sous l'effet des variations de l'effort externe F_ext.
Cette auto-régulation confère au mécanisme de niveau inférieur 10 une grande transparence, qui permet notamment audit-mécanisme de niveau inférieur 10 de réagir à toutes les variations d'effort externe F_ext, et donc d'être sensible à, et de restituer de manière bien perceptible et identifiable, l'interaction entre les roues 12 et le sol 2 qui caractérise le « road feeling ».
Cette même auto-régulation à effort nul permet également au conducteur de manœuvrer le système de direction assistée 1 sans effort, et notamment sans être perturbé par l'inertie du mécanisme de niveau inférieur ni les frottements internes qui prennent naissance dans la portion du mécanisme de niveau inférieur 10 qui se trouve incluse dans la boucle locale basse 30.
Par simple commodité de représentation, les frottements, et notamment les frottements secs (frottement de Coulomb) F_dry, T_dry et les frottements visqueux F_visc, T_visc (proportionnels à la vitesse de déplacement du mécanisme 10 considéré, et plus particulièrement proportionnels à la vitesse de déplacement de la crémaillère 13), sont symbolisés par un patin de frottement sur les figures 1 et 3.
On notera que, selon une variante de réalisation, on pourrait fixer la référence d'entrée de boucle basse F10_ref à une valeur d'offset non nulle pour introduire un effet correctif dans la consigne d'entrée de boucle basse F10_set.
Pour une meilleure compréhension de l'invention, le concept de « transparence » va être exposé plus en détails, en référence aux figures 1 et 2.
Selon l'invention, ledit concept de transparence illustré sur les figures génériques 1 et 2 est avantageusement appliqué (ou applicable) au mécanisme de niveau inférieur 10 actionné par le moteur d'assistance 11, ou au mécanisme de niveau supérieur 20, ou, de façon préférentielle, à chacun de ces deux mécanismes 10, 20. Par commodité, on fera donc référence aux éléments constitutifs desdits mécanismes 10, 20.
La figure 1 schématise un mécanisme 10, 20, entraîné par un actionneur, symbolisé par un moteur 11, 21.
Ledit mécanisme 10, 20 est asservi par une boucle fermée, dite « boucle locale » 30, 40.
L'asservissement est réalisé en effort (identifié par la lettre « F »), ou, de manière équivalente, en couple (identifié par la lettre « T »).
A cet effet, la boucle locale 30, 40 comprend une branche d'entrée 31, 41, pour définir une consigne d'entrée (consigne d'effort ou, respectivement, consigne de couple), ainsi qu'une branche de rétroaction 32, 42.
La branche d'entrée 31, 41 permet ici de définir une référence d'entrée F10_ref, T20_ref, représentative d'un effort nul (respectivement d'un couple nul), pour un asservissement à effort nul (respectivement à couple nul).
La branche de rétroaction 32, 42 évalue (par exemple au moyen d'un algorithme approprié), ou de préférence mesure, par exemple au moyen d'un capteur d'effort 17 (respectivement d'un capteur de couple 27) adéquat, l'effort effectif F10_actual (respectivement le couple effectif T20_actual), en un point de référence P10, P20 du mécanisme 10, 20.
On note « K » le gain qui est appliqué par le capteur d'effort 17 (respectivement le capteur de couple 27), ou par l'algorithme d'évaluation.
Le point de référence P10, P20 est situé en aval de l'actionneur (moteur) 11, 21 le long de la chaîne cinématique L10, L20 qui relie ledit actionneur 11, 21 à un effecteur 12, 22, ici typiquement une roue directrice 12 ou un volant de conduite 22.
L'effecteur 12, 22 forme une interface (terminale) du mécanisme 10, 20 avec l'environnement extérieur dudit mécanisme 10, 20, interface par laquelle l'environnement extérieur, ici typiquement le sol 2 ou respectivement le conducteur du véhicule, peut exercer un effort externe F_ext, respectivement un couple externe T_ext, sur ledit mécanisme 10, 20, à l'encontre de l'actionneur (moteur) 11, 21.
On note J1 la masse, ou, de manière équivalente, le moment d'inertie, de la portion du mécanisme 10, 20 qui est comprise dans la boucle locale 30, 40, c'est-à- dire de la portion amont de la chaîne cinématique L10, L20 qui s'étend de l'actionneur (moteur) 11, 21 jusqu'au point de référence P10, P20.
On note J2 la masse, ou, de manière équivalente, le moment d'inertie, de la portion (restante) du mécanisme 10, 20 qui est située en dehors de la boucle locale 30, 40, c'est-à-dire la portion aval de la chaîne cinématique L10, L20 qui s'étend du point de référence P10, P20 jusqu'à la l'interface (terminale) du mécanisme 10, 20 avec l'environnement extérieur, et plus particulièrement jusqu'à la zone de contact entre l'effecteur 12, 22 et l'environnement extérieur (sol 2, respectivement conducteur).
On note GA le gain global de la boucle locale 30, 40.
Par simplification, on représente ici ledit gain global GA SOUS forme d'une fonction de transfert unique placée sur la branche de rétroaction 32, 42.
On note respectivement la position angulaire, la
Figure imgf000020_0001
vitesse angulaire, et l'accélération angulaire de l'effecteur 12, 22, ici plus particulièrement du volant de conduite 22, lorsque le mouvement de l'effecteur 12,
22 fait référence à un mouvement de rotation.
On notera de même, en référence à un mouvement de translation, X ^ . respectivement la position linéaire, la vitesse linéaire, et l'accélération
Figure imgf000020_0002
linéaire de l'effecteur 12, 22.
On remarquera que, si le mécanisme de niveau inférieur 10 comporte une crémaillère 13, la position, la vitesse et l'accélération de la crémaillère 13 peuvent avantageusement être considérées, eu égard notamment à la (relative) rigidité de la crémaillère 13 et de la portion de chaîne cinématique L10 qui relie ladite crémaillère 13 au porte-fusée 16, comme représentatives de la position, de la vitesse et de l'accélération de la portion aval du mécanisme de niveau inférieur 10, qui inclut la biellette 14, le porte-fusée 16, et la roue 12.
On note F_visc, respectivement T_visc, l'effort, respectivement le couple, du frottement visqueux (proportionnel à la vitesse de déplacement de l'organe mécanique considéré) qui s'exerce sur la portion (amont) du mécanisme 10, 20 qui est comprise dans la boucle locale 30, 40.
On note F_dry, respectivement T_dry, l'effort, respectivement le couple, du frottement sec qui s'exerce sur la portion (amont) du mécanisme 10, 20 qui est comprise dans la boucle locale 30, 40.
On pose Ri = T_visc + T_sec
« s » représente la variable de Laplace.
En référence au schéma de la figure 1, on obtient alors l'expression suivante :
Figure imgf000021_0001
Si l'on choisit un gain global GA suffisamment élevé, voire un gain global tendant vers l'infini, on peut alors simplifier l'expression ci-dessus et ainsi obtenir, en première approximation :
Figure imgf000021_0002
Ainsi, la réaction du mécanisme 10, 20 à l'application d'un effort externe F_ext, T_ext, et plus particulièrement le déplacement de la portion (aval) du mécanisme 10, 20 qui est située en-dehors de la boucle locale 30, 40, dépend uniquement de l'inertie J2 de ladite portion aval externe à la boucle locale 30, 40.
La portion amont du mécanisme 10, 20, qui s'étend de l'actionneur (moteur) 11, 21 jusqu'au point de référence P10, P20, est donc rendue transparente, en ceci qu'elle n'oppose pas de résistance au mouvement à l'encontre des variations de l'effort externe F_ext, T_ext.
Avantageusement, tel que cela est illustré sur la figure 2, la transparence permet au mécanisme 10, 20 de réagir immédiatement, par un déplacement spontané, à l'application d'un effort externe F_ext, T_ext.
En particulier, un échelon d'effort externe F_ext, T_ext se traduira sans aucun retard par un échelon d'accélération, directement proportionnel (selon l'inverse de la masse inertielle J2) à l'échelon d'effort externe F_ext, T_ext.
Par conséquent, on obtiendra, également sans retard, une rampe de vitesse, et une courbe quadratique de modification de position.
En outre, la simplification de formule présentée ci-dessus permet d'éliminer l'expression Ri de l'équation, c'est-à-dire de compenser automatiquement les effets des frottements F_dry, T_dry, F_visc, T_visc qui sont internes à la portion du mécanisme 10, 20 qui est incluse dans la boucle locale 30, 40, et donc de rendre lesdits frottements imperceptibles. Si l'on considère l'application de ce principe de transparence à la boucle locale basse 30 et au mécanisme de niveau inférieur 10 actionné par le moteur d'assistance 11, on obtient :
Figure imgf000022_0001
Où :
X_rack désigne la position de la crémaillère 13 (ici la position linéaire en translation le long du carter de direction 3) ;
J_rod représente la masse inertielle de la portion du mécanisme de niveau inférieur 10 située en aval du point de référence P10, et plus particulièrement la masse inertielle de la portion du mécanisme de niveau inférieur 10 qui est située en aval du capteur d'effort 17. Typiquement, J_rod pourra ainsi représenter la masse inertielle du sous-ensemble formé par la biellette 14, le porte-fusée 16 et la roue 12.
De manière analogue, si l'on considère l'application de la transparence à une boucle locale haute 40 qui asservit en couple, par une boucle fermée, un mécanisme de niveau supérieur 20 qui comprend, en sus du volant de conduite 22, un moteur auxiliaire 21 agencé pour actionner le mécanisme de niveau supérieur 20 afin de restituer au volant de conduite 22 les efforts qui sont représentatifs des réactions du mécanisme de niveau inférieur, on obtient :
Figure imgf000022_0002
Où :
esw désigne la position angulaire du volant de conduite (« Steering
Wheel ») 22 ;
T_driver désigne le couple externe T_ext qui est exercé par le conducteur sur le volant de conduite 22 ;
J sw désigne le moment d'inertie de la portion du mécanisme de niveau supérieur 20 qui est située en aval du point de référence P20, et qui comprend en l'espèce le volant de conduite 22, et le cas échéant une portion de colonne de direction sur laquelle est montée ledit volant de conduite 22.
On notera également que plus la masse inertielle J2 de la portion aval du mécanisme 10, 20 qui n'est pas comprise dans la boucle locale 30, 40 est faible, plus la résistance du mécanisme 10, 20 au mouvement est faible, et donc meilleure est la réaction du mécanisme 10, 20 à l'application d'un effort externe F_ext, T_ext, c'est-à- dire plus grande est la sensibilité du mécanisme 10, 20, et donc meilleure est la capacité du système 1 à restituer un bon ressenti de conduite (road-feeling).
Pour minimiser ladite masse inertielle J2, on cherchera, tel que cela a déjà été mentionné plus haut, à inclure la plus grande portion possible du mécanisme 10, 20 dans la boucle locale 30, 40, et donc à placer le point de référence P10, P20 de la branche de rétroaction 32, 42 le plus en aval possible de la chaîne cinématique L10, L20 correspondante, afin d'inclure la plus longue partie possible de ladite chaîne cinématique L10, L20 dans la boucle locale 30, 40.
On recherchera donc un positionnement judicieux du point de référence P10, P20, et plus particulièrement du capteur d'effort/de couple 17, 27, en aval du moteur 11, 21.
Dans le cas du mécanisme de niveau inférieur 10, on cherchera ainsi à placer le point de référence de boucle basse P10 en aval du moteur d'assistance, 11, et de préférence, si ledit mécanisme 10 comporte un organe 4 d'accouplement à la chaîne cinématique de niveau supérieur L20, L20B, en aval dudit organe d'accouplement 4 (en aval de la bifurcation entre la chaîne cinématique de niveau inférieur et la chaîne cinématique de niveau supérieur), au plus près de la zone de contact 12C entre la roue 12 et le sol 2, le long de la chaîne cinématique de niveau inférieur L10.
Ainsi, si, de préférence, la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 comprend une crémaillère 13 entraînée par le moteur d'assistance 11, et dont au moins une extrémité 13L, 13R est couplée à une biellette de direction 14 qui transmet à son tour les efforts et déplacements à la roue directrice 12, alors le point de référence de boucle basse P10 auquel on mesure ou on estime l'effort aval effectif F10_actual est de préférence situé en aval de la crémaillère 13 en direction de ladite roue directrice 12, par exemple à la jonction entre l'extrémité 13L de la crémaillère et la biellette de direction 14, sur la biellette de direction 14, ou en aval de la biellette de direction 14.
Comme indiqué plus haut, ledit point de référence de boucle basse P10 correspond, si l'on utilise un algorithme permettant une estimation virtuelle, au point au niveau duquel ledit algorithme estime l'effort aval effectif F10_actual.
Si l'on mesure matériellement ledit effort au moyen d'un capteur d'effort 17, ledit point de référence P10 correspond à l'emplacement physique dudit capteur d'effort 17.
Au demeurant, que le mécanisme de niveau inférieur 10 comporte ou non une crémaillère 13 et/ou une (ou plusieurs) biellette(s) 14, si la chaîne cinématique de niveau inférieur L10 comprend un porte-fusée 16 qui porte la roue directrice 12, alors le point de référence de boucle basse P10 auquel on mesure ou on estime l'effort aval effectif F10_actual peut être avantageusement situé sur ledit porte-fusée 16.
Le porte-fusée 16 matérialise l'axe d'orientation, ici l'axe de lacet, de ladite roue directrice 12, selon lequel on peut modifier l'angle de braquage de ladite roue 12.
Selon encore une autre possibilité, on pourrait envisager de placer le point de référence de boucle basse P10 sur la roue 12 elle-même, par exemple sur la jante, voire même au niveau du pneumatique de ladite roue 12, au plus près de la bande de roulement dudit pneumatique, et donc au plus près de la zone de contact 12C avec le sol 2.
Selon une caractéristique préférentielle qui peut constituer une invention à part entière, et notamment que le mécanisme de niveau inférieur 10 soit ou non asservi par une boucle basse locale 30 fermée telle que décrite plus haut, le mécanisme de niveau supérieur 20 comprend, en sus du volant de conduite 22, un moteur auxiliaire 21.
Ledit moteur auxiliaire 21 est distinct du moteur d'assistance 11 du mécanisme de niveau inférieur 10.
Une telle séparation permet notamment de créer une boucle d'asservissement 40 spécifique au mécanisme de niveau supérieur 20, distincte de la boucle locale basse 30, et, le cas échéant, de réaliser un système de direction « steer by wire ».
De préférence, tel que cela est illustré sur la figure 3, le mécanisme de niveau supérieur 20 peut être asservi en couple par une boucle fermée, dite « boucle locale haute » 40.
Par commodité de description, on pourra désigner par « sous-système de niveau supérieur » (« upper level subsystem ») l'ensemble formé par le mécanisme de niveau supérieur 20 et la boucle locale basse 40 qui le pilote.
Comme indiqué plus haut en référence notamment à la boucle locale basse 30, un asservissement en couple (tout comme un asservissement en effort) permet de conférer réactivité et transparence au mécanisme de niveau supérieur 20.
Ainsi, d'une part le volant de conduite 22 sera léger à manœuvrer, du fait qu'il n'opposera quasiment aucune résistance intrinsèque « parasite » au couple externe Text = T_driver exercé par le conducteur (en particulier aucune résistance liée au frottement T_visc, T_dry interne au mécanisme de niveau supérieur 20 ou à la masse inertielle propre dudit mécanisme de niveau supérieur 20), tout en étant capable de transmettre finement et précisément au conducteur des sensations de conduite (road feeling).
La boucle locale haute 40 comprend une branche d'entrée dite « branche d'entrée de boucle haute » 41 qui permet de définir une consigne de couple d'entrée dite « consigne de couple d'entrée de boucle haute » T20_set.
Ladite boucle locale 40 haute comprend également une branche de rétroaction, dite « branche de rétroaction de boucle haute » 42, qui mesure ou qui estime, en un point de référence dit « point de référence de boucle haute » P20 situé entre le moteur auxiliaire 21 et le volant de conduite 22 (et plus particulièrement en aval du moteur auxiliaire 21 et en amont du volant de conduite 22), un couple dit « couple conducteur effectif » T20_actual qui est représentatif, audit point de référence P20, du couple T_driver exercé par le conducteur, via le volant de conduite 22, sur le mécanisme de niveau supérieur 20.
En pratique, on peut considérer que T20_actual = T_driver, et ce que T_driver soit non nul, par exemple lorsque le conducteur agit activement sur le volant de conduite pour atteindre ou maintenir un angle de braquage voulu, ou bien que T_drive soit nul, typiquement lorsque le véhicule circule en ligne droite.
Le point de référence de boucle haute P20 est de préférence situé à proximité immédiate du volant de conduite 22, par exemple sur une portion de colonne de direction qui porte ledit volant de conduite 22.
Il est envisageable, ici encore, utiliser un algorithme d'estimation de couple volant pour estimer virtuellement le couple conducteur effectif T20_actual, à partir d'autre paramètres.
Toutefois, de préférence, le couple conducteur effectif T20_actual sera mesuré par un capteur de couple 27 idoine, par exemple un capteur électromagnétique de couple qui mesure les déformations d'une barre de torsion placée sur la colonne de direction.
L'emplacement dudit capteur de couple 27 correspondra matériellement au point de référence de boucle haute P20.
On remarquera que le point de référence de boucle haute P20 est distinct du point de référence de boucle basse P10, et que, le cas échéant, le capteur d'effort 17 utilisé dans la boucle locale basse 30 est donc distinct et distant du capteur de couple 27 utilisé dans la boucle locale haute 40.
Plus globalement, la boucle locale haute 40 et la boucle locale basse 30 sont ainsi bien séparées, de sorte à pouvoir fonctionner indépendamment l'une de l'autre, et notamment de sorte à pouvoir asservir chacune leur actionneur (moteur) 11, 21 respectif de manière autonome.
Avantageusement, après avoir estimé ou mesuré le couple conducteur effectif T20_actual, la branche de rétroaction de boucle haute 42 applique ensuite ledit couple conducteur effectif T20_actual en rétroaction sur la consigne d'effort d'entrée de boucle haute T20_set, pour former une consigne d'actionnement de boucle haute T20_mot qui est appliquée au moteur auxiliaire 21 de manière à ce que le couple conducteur effectif T20_actual (et donc le couple conducteur T_driver) suive automatiquement la consigne de couple d'entrée de boucle haute T20_set.
On remarquera que les caractéristiques, le fonctionnement, et les avantages de la boucle locale haute 40 peuvent avantageusement se déduire mutatis mutandis de ceux décrits en référence à la boucle locale basse 30.
On retrouve en effet dans la boucle locale haute 40 des fonctionnalités et des avantages analogues à ceux de la boucle locale basse 30.
En référence à la figure 3, on a ainsi de préférence :
T20_mot = T20_set - T20_actual
les signes + (positif) et - (négatif) sont choisis ici par simple convention pour indiquer l'effet correctif de la branche de rétroaction 42.
Tel que cela est illustré sur la figure 3, un contrôleur local de boucle haute 43, de préférence distinct du contrôleur local de boucle basse 33, traduit la consigne d'actionnement de boucle haute T20_mot en une consigne de courant appliquée au moteur auxiliaire 21.
De préférence, le contrôleur local de boucle haute 43 utilise à cet effet une loi ou une cartographie (map) qui peut également dépendre de paramètres « data » relatifs au véhicule, tels que la vitesse longitudinale, l'accélération latérale, la vitesse de lacet, etc., et/ou de paramètres « data » propres au système de direction assistée 1, et plus particulièrement de paramètres propres au sous-système de niveau supérieur 20, 40, tels que la vitesse de rotation du moteur auxiliaire 21, le couple délivré par ledit moteur auxiliaire 21, la masse inertielle de tout ou partie des composants du mécanisme de niveau supérieur 20, etc.
De préférence, la boucle locale haute 40 comprend une sous-branche 41A de la branche d'entrée de boucle haute 41 qui introduit une référence d'entrée de boucle haute T20_ref qui représente une consigne de couple d'entrée de valeur nulle, de manière à pouvoir asservir la boucle locale haute à couple nul.
Ici on a donc : T20 ref = 0. Comme indiqué précédemment en référence au mécanisme de niveau inférieur 10 qui prévoyait un asservissement à effort nul, l'asservissement à couple nul du mécanisme de niveau supérieur 20 permet de rendre ledit mécanisme de niveau supérieur 20 transparent, et d'en améliorer la réactivité et la sensibilité.
Ici encore, l'asservissement à couple nul permet au mécanisme de niveau supérieur 20 de ne pas opposer de résistance parasite à la manœuvre du volant de conduite 22 par le conducteur, tout en restituant fidèlement dans ledit volant de conduite 22 les réactions de la route et du mécanisme de niveau inférieur 10.
On remarquera qu'une architecture de système de direction assistée 1 comprenant d'une part une boucle locale basse 30 destinée à asservir le mécanisme de niveau inférieur 10 agissant mécaniquement sur l'orientation des roues et d'autre part une boucle locale haute 40 séparée, destinée à asservir le mécanisme de niveau supérieur 20 qui permet au conducteur de piloter et de ressentir les manœuvres du véhicule, est particulièrement adaptée à un système 1 steer-by-wire.
De préférence, tel que cela est visible sur la figure 3, le système de direction assistée 1 comprend un contrôleur dit « contrôleur global » 50 qui génère distinctement, en fonction de paramètres représentatifs de la situation du mécanisme de niveau supérieur 20 et de la situation du mécanisme de niveau inférieur 10, d'une part une composante dynamique de consigne d'effort de boucle basse F10_dyn, appliquée à la boucle locale basse 30, et d'autre part une composante dynamique de consigne de couple de boucle haute T20_dyn, appliquée à la boucle locale haute 40.
Les composantes dynamiques de consigne d'effort F10_dyn, respectivement de couple T20_dyn, sont ajustées en temps réel pour adapter les réactions du système de direction assistée 1 à la situation de vie du véhicule à l'instant considéré et aux actions (commandes) du conducteur audit instant considéré, et ainsi gérer l'assistance de direction selon des lois d'assistance prédéterminées, qui peuvent être par exemple stockées dans des abaques au sein du contrôleur global 50.
Dans le cas d'un système de direction assistée 1 de type stee-by-wire, le contrôleur global assure avantageusement le couplage virtuel, par signaux électriques, entre la boucle locale haute 40 associée au mécanisme de niveau supérieur 20 et la boucle locale basse 30 associée au mécanisme de niveau inférieur 10.
Parmi les paramètres (propres au système de direction assistée 1) représentatifs de la situation du mécanisme de niveau supérieur 20 et utilisés par le contrôleur global 50, on peut notamment considérer la position angulaire é^ du volant de conduite 22, et/ou la vitesse angulaire dudit volant de conduite.
Figure imgf000027_0001
Parmi les paramètres (propres au système de direction assistée 1) représentatifs de la situation du mécanisme de niveau inférieur 10 et utilisés par le contrôleur global 50, on peut notamment considérer la position angulaire de
Figure imgf000028_0001
l'arbre du moteur d'assistance 11, et/ou la vitesse angulaire dudit moteur
Figure imgf000028_0002
d'assistance.
En outre, le contrôleur global 50 pourra également considérer des paramètres « data » relatifs au véhicule (et externes au système de direction assistée 1), tels que la vitesse longitudinale, l'accélération latérale, la vitesse de lacet, etc.
Le contrôleur global 50 pourra par exemple déterminer une consigne de base T_basic à partir de tout ou partie de ces différents paramètres.
A titre d'exemple (non limitatif), le contrôleur global 50 pourra déterminer une consigne de base T_basic en utilisant une loi de calcul qui correspond en pratique à une barre de torsion virtuelle :
T _ basic = kl * AQ + k2 * AQ
Figure imgf000028_0003
kl est un gain homogène à une raideur élastique (en torsion),
Aq = q22 ~ bh
k2 est un gain homogène à une viscosité,
de telle sorte que le premier terme kl * AQ correspond à une composante de couple de déformation élastique de torsion,
tandis que le second terme k2 * AQ correspond à une composante de couple de dissipation.
Quelle que soit du reste la loi utilisée pour calculer la consigne de base T_basic, ladite consigne de base T_basic est de préférence convertie, respectivement par un premier sous-contrôleur 51 et par un second sous-contrôleur 52, en respectivement la composante dynamique de consigne d'effort de boucle basse F10_dyn et la composante dynamique de consigne de couple de boucle haute T20_dyn.
Le contrôleur global 50 forme ainsi un tronc commun qui se ramifie au niveau des sous-contrôleurs 51, 52 pour distribuer les consignes dynamiques F10_dyn, T20_dyn à chacune des boucles locales, haute 40 et basse 30.
En définitive, le système de direction assistée 1, et plus particulièrement le système 1 steer-by-wire, présente donc de préférence une architecture qui comprend deux boucles locales (fermées) 30, 40 (à savoir une boucle locale basse 30 d'asservissement en effort dédiée au mécanisme de niveau inférieur 10 actionnant les roues 12 et une boucle locale haute 40 d'asservissement en couple dédiée au mécanisme de niveau supérieur 20 agissant sur le volant de conduite 22), lesdites boucles locales 30, 40 étant couplées entre elles, et commandées, par un (même) contrôleur global 50 (qui définit les consignes dynamiques de couple T20_dyn et d'effort F10_dyn applicables respectivement par chacune de ces boucles locales 30, 40).
Avantageusement, le système de direction assistée 1 selon l'invention permet notamment de réaliser un steer-by-wire en associant, par l'intermédiaire (de préférence par le seul intermédiaire) du contrôleur global 50, un sous-système inférieur 10, 30 et un sous-système supérieur 20, 40 distincts l'un de l'autre et capables de se réguler chacun indépendamment l'un de l'autre en effort (respectivement en couple).
Plus particulièrement, l'invention concerne un système de direction assistée 1 de type steer-by-wire comprenant un mécanisme de niveau inférieur 10 qui comprend un moteur d'assistance 11 ainsi qu'une roue directrice 12, et un mécanisme de niveau supérieur 20 qui comprend un volant de conduite 22 ainsi qu'un moteur auxiliaire 21, le mécanisme de niveau inférieur 10 étant asservi en boucle fermée, à effort nul, par une boucle locale basse 30 comprenant une branche de rétroaction 32 qui mesure ou estime un effort aval effectif F10_actual en aval du moteur d'assistance 11 et en amont du contact 12C de la roue 12 avec le sol 2, de sorte à rendre le moteur d'assistance 11 transparent, tandis que le mécanisme de niveau supérieur 20 est asservi en boucle fermée, à couple nul, par une boucle locale haute 40 comprenant une branche de rétroaction 42 qui mesure ou estime un couple conducteur effectif T20_actual entre le moteur auxiliaire 21 et le volant de conduite 22 de sorte à rendre le moteur auxiliaire 21 transparent, les boucles locales basse 30 et haute 40 étant de préférence commandées par un même contrôleur global 50.
De préférence, comme cela a été mentionné plus haut, chaque composante dynamique T20_dyn et d'effort F10_dyn vient compléter, au moyen d'une seconde sous-branche d'entrée 31B, 41B de la boucle locale 30, 40 concernée, la référence d'entrée F10_ref, T20_ref fournie par la première sous-branche d'entrée 31A, 41A (distincte de la seconde sous-branche d'entrée 31B, 41B).
On peut ainsi prendre à la fois en considération la référence nulle F10_ref, T20_ref, qui permet un asservissement à effort/couple nul, et la composante dynamique F10_dyn, T20_dyn qui reflète le pilotage actif du système de direction 1 (soit par le conducteur, soit par un système de pilotage automatique fournissant une aide à la conduite).
Ainsi, de préférence, la consigne d'effort d'entrée de boucle basse F10_set résulte de la combinaison de la référence d'entrée de boucle basse F10_ref, qui est représentative d'un effort nul, et de la composante dynamique de consigne d'effort de boucle basse F10_dyn qui est issue du contrôleur global 50, 51.
De façon plus préférentielle, tel que cela est illustré sur la figure 3, la consigne d'effort d'entrée de boucle basse F10_set résulte de la somme algébrique de la référence d'entrée de boucle basse F10_ref, qui est représentative d'un effort nul, et de la composante dynamique de consigne d'effort de boucle basse F10_dyn qui est issue du contrôleur global 50, 51.
A cet effet, on pourra réunir la première sous-branche d'entrée 31A et la seconde sous-branche d'entrée 31B au moyen d'un bloc sommateur.
Ledit bloc sommateur pourra de préférence également recevoir la valeur d'effort aval effectif F10_actual issue de la branche de rétroaction 32, et qui sera soustraite (conformément à la convention de signe utilisée) à la consigne d'effort d'entrée F10_set pour former la consigne d'actionnement de boucle basse F10_mot.
On notera que, en l'absence de composante dynamique de consigne d'effort de boucle basse F10_dyn, ou si ladite composante dynamique F10_dyn est nulle, alors la boucle locale basse 30 asservit le mécanisme de niveau inférieur 10 à la valeur de référence d'entrée F10_réf, ici de préférence F10_ref = 0.
De manière alternative ou complémentaire au mode susmentionné de calcul de la consigne d'effort d'entrée de boucle basse F10_set, la consigne de couple d'entrée de boucle haute T20_set résulte de préférence de la combinaison de la référence d'entrée de boucle haute T20_ref, qui est représentative d'un couple nul, et de la composante dynamique de consigne de couple de boucle haute T20_dyn qui est issue du contrôleur global 50, 52.
De façon plus préférentielle, la consigne de couple d'entrée de boucle haute T20_set résulte de la somme algébrique de la référence d'entrée de boucle haute T20_ref, qui est représentative d'un couple nul, et de la composante dynamique de consigne de couple de boucle haute T20_dyn qui est issue du contrôleur global 50, 52.
De manière analogue à ce qui a été décrit pour la boucle locale basse 30, on pourra ici encore, au niveau de la boucle locale haute 40, utiliser un sommateur pour joindre les deux sous-branches d'entrée 41A, 41B, et la branche de rétroaction 42. Selon une possibilité préférentielle de l'invention, l'effort aval effectif F10_actual mesuré ou estimé au point de référence de boucle basse P10 est également utilisé, en-dehors de la boucle locale basse 30, au moyen d'une fonction dite « feed forward » 60, comme composante de détermination de la consigne d'effort d'entrée de boucle haute T20_set et/ou, de manière équivalente, comme composante de détermination ou d'ajustement de la consigne d'actionnement de boucle haute T20_mot destinée à être appliquée au moteur auxiliaire 21.
Cette fonction « feed forward » 60, est distincte de la boucle de rétroaction de boucle basse 32, et de la boucle de rétroaction de boucle haute 42, et est représentée en trait pointillé sur la figure 3.
Cette fonction de feed forward 60 permet avantageusement de faire remonter directement depuis le mécanisme de niveau inférieur 10 jusqu'à la boucle locale haute 40, et plus particulièrement jusqu'au moteur auxiliaire 21, des sensations de conduite provoquées par des variations de l'effort externe F_ext qui s'exerce sur les roues 12 et sur le mécanisme de niveau inférieur 10, et qui se font ressentir au niveau du point de référence de boucle basse P10, et plus particulièrement qui sont perçues par le capteur d'effort 17.
Le « road feeling », restitué par les réactions du moteur auxiliaire 21 sous l'effet de l'ajustement de consigne provoqué par la fonction de « feed forward » 60, peut ainsi s'en trouver amélioré.
Selon une possibilité d'application, la fonction de feed forward 60 peut être configurée de sorte à ne laisser passer qu'une bande de fréquence prédéterminée, afin d'accentuer le ressenti des réactions qui se situent dans cette bande de fréquence.
A cet effet, on pourra utiliser par exemple un filtre passe-bande avec un gain d'amplification sur ladite bande de fréquence.
Ainsi, dans l'hypothèse où l'on considérerait que l'ensemble formé par le mécanisme de niveau supérieur 20, la boucle locale haute 40, le mécanisme de niveau inférieur 10 et la boucle locale basse 30 ne présente pas intrinsèquement des performances dynamiques suffisantes pour restituer de manière pleinement satisfaisante, dans une bande de fréquence donnée, les interactions entre la roue 12 et le sol 2, alors on pourrait utiliser la fonction feed-forward 60 pour amplifier, dans cette bande de fréquence, les signaux générés par les interactions entre la roue 12 et le sol, afin d'améliorer le ressenti au volant de conduite.
Ainsi, la fonction de feed-forward 60 permet de régler encore plus finement le road feeling. Selon une autre possibilité d'application, alternative ou complémentaire à la précédente, on peut utiliser une fonction de feed-forward 60 configurée pour atténuer, voire annuler sélectivement le ressenti fréquentiel dans une bande de fréquence donnée.
Cet effet, on peut injecter, grâce à la fonction feed-forward 60, un signal dont la fréquence est identique à la fréquence du signal perçu que l'on veut neutraliser mais qui est en opposition de phase (déphasé de 180 degré) par rapport audit signal perçu.
A titre d'exemple, on pourra ainsi limiter les effets ressentis d'un phénomène de balourd lié à un défaut d'équilibrage d'une roue 12.
Dans tous les cas, la fonction de feed-forward 60 offrira donc une possibilité de réglage fin supplémentaire.
Ceci étant, si l'ensemble formé par le mécanisme de niveau supérieur 20, la boucle locale haute 40, le mécanisme de niveau inférieur 10 et la boucle locale basse 30 présente une dynamique suffisamment élevée, le recours à la fonction de feed-forward 60 n'est pas forcément nécessaire.
Par ailleurs, l'effort aval effectif F10_actual est de préférence mesuré, au point de référence de boucle basse P10, avec une bande passante qui s'étend (depuis 0Hz) au moins jusqu'à 20Hz, au moins jusqu'à 25 Hz, au moins jusqu'à 30Hz, voire au- delà de 30Hz.
Ainsi, le capteur d'effort 17 produira un signal utile d'une grande richesse fréquentielle, qui contiendra donc de nombreuses informations, particulièrement précises, sur les variations de l'effort externe F_ext et donc sur l'état de l'interaction entre le sol 2 et la roue 12.
Bien entendu, la branche de rétroaction de boucle basse 32 sera capable d'acheminer ledit signal avec une bande passante au moins égale, afin de ne pas perdre d'information fréquentielle.
Une large bande passante confère avantageusement une grande sensibilité tactile au système de direction assistée 1, dans la mesure où quelle que soit la fréquence, même élevée, des perturbations et variations de l'effort externe F_ext causées par l'action du revêtement de la route (le sol 2) sur le pneumatique (et donc sur la roue 12 et le mécanisme de niveau inférieur 10), lesdites perturbations et variations sont immédiatement perceptibles en tant que telles, et retransmises au volant (par le contrôle global 50 et/ou par la fonction de feed forward 60, puis par la boucle locale haute 40 et le mécanisme de niveau supérieur 20), ce qui procure au conducteur un ressenti très fin de la route ; et ce au contraire, notamment, de ce qui se produit dans le cas d'un asservissement en position qui filtre les perturbations pour conserver une position de braquage stable.
Bien entendu, tous les contrôleurs 50, 51, 52, 33, 43, et plus globalement les structures d'asservissement des boucles locales 30, 40, pourront être réalisés par tous calculateurs électroniques et/ou informatiques appropriés.
L'invention porte par ailleurs en tant que telle sur un véhicule, notamment un véhicule automobile, équipé d'un système de direction assistée 1 tel que décrit dans ce qui précède.
Du reste, l'invention n'est nullement limitée aux seules variantes de réalisation susmentionnées, l'homme du métier étant notamment à même d'isoler ou de combiner librement entre elles l'une ou l'autre des caractéristiques décrites dans ce qui précède, ou de leur substituer des équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de direction assistée (1) comprenant un premier mécanisme dit « mécanisme de niveau inférieur » (10) qui comprend un moteur d'assistance (11) ainsi qu'une roue directrice (12) sur laquelle le moteur d'assistance (11) agit pour orienter ladite roue directrice en lacet, ledit mécanisme de niveau inférieur (10) définissant ainsi une chaîne cinématique de niveau inférieur (L10) qui s'étend depuis le moteur d'assistance (11) jusqu'à une portion de la roue directrice, dite « portion de contact » (12C), destinée à entrer en contact avec le sol (2), de manière à ce que les efforts et les mouvements issus du moteur d'assistance (11) soient transmis à la roue directrice (12) par l'intermédiaire et le long de ladite chaîne cinématique de niveau inférieur (L10), ledit système de direction assistée (1) comprenant également un second mécanisme dit « mécanisme de niveau supérieur » (20) qui comprend un volant de conduite (22) et qui est soit dépourvu d'accouplement mécanique avec le mécanisme de niveau inférieur (10), de sorte à former une chaîne cinématique de niveau supérieur (L20) qui est séparée de la chaîne cinématique de niveau inférieur (L10), soit couplé mécaniquement au mécanisme de niveau inférieur (10) par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement (4), de sorte à former, depuis le volant de conduite (22) jusqu'audit organe d'accouplement, une chaîne cinématique de niveau supérieur (L20) auxiliaire qui forme une bifurcation (L20B) par rapport à la chaîne cinématique de niveau inférieur (L10), le système de direction assistée (1) étant caractérisé en ce que le mécanisme de niveau inférieur (10) est asservi en effort par une boucle fermée, dite « boucle locale basse » (30), qui comprend une branche d'entrée dite « branche d'entrée de boucle basse » (31) permettant de définir une consigne d'effort d'entrée, dite « consigne d'effort d'entrée de boucle basse » (F10_set), une branche de rétroaction, dite « branche de rétroaction de boucle basse » (32), qui mesure ou qui estime, en un point de référence dit « point de référence de boucle basse » (P10) situé sur la chaîne cinématique de niveau inférieur (L10), et hors de la chaîne cinématique de niveau supérieur (L20), en aval du moteur d'assistance (11) et en amont de la portion de contact (12C) de la roue directrice (12), un effort dit « effort aval effectif » (F10_actual) qui est représentatif, audit point de référence (P10), de l'effort qui est transmis entre le moteur d'assistance (11) et la roue directrice (12) par la chaîne cinématique de niveau inférieur (L10), et en ce que ladite branche de rétroaction de boucle basse (32) applique ensuite ledit effort aval effectif (F10_actual) en rétroaction sur la consigne d'effort d'entrée de boucle basse (F10_set), pour former une consigne d'actionnement de boucle basse (F10_mot), qui est appliquée au moteur d'assistance (11), de manière à ce que l'effort de réaction aval effectif (F10_actual) suive automatiquement la consigne d'effort d'entrée de boucle basse (F10_set).
2. Système de direction assistée selon la revendication 1 caractérisé en ce que la boucle locale basse (30) comprend une sous-branche (31A) de la branche d'entrée de boucle basse (31) qui introduit une référence d'entrée de boucle basse (F10_ref) qui représente une consigne d'effort d'entrée de valeur nulle, de manière à pouvoir asservir la boucle locale basse (30) à effort nul.
3. Système de direction assistée selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la chaîne cinématique de niveau inférieur (L10) comprend une crémaillère (13) entraînée par le moteur d'assistance (11), et dont au moins une extrémité (13L) est couplée à une biellette de direction (14) qui transmet à son tour les efforts et déplacements à la roue directrice (12), et en ce que le point de référence de boucle basse (P10) auquel on mesure ou on estime l'effort aval effectif (F10_actual) est situé en aval de la crémaillère (13) en direction de ladite roue directrice (12), par exemple à la jonction entre l'extrémité de la crémaillère (13F) et la biellette de direction (14), sur la biellette de direction (14), ou en aval de la biellette de direction (14).
4. Système de direction assistée selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la chaîne cinématique de niveau inférieur (L10) comprend un porte-fusée (16) qui porte la roue directrice (12) et qui matérialise l'axe d'orientation de ladite roue directrice, et en ce que le point de référence de boucle basse (P10) auquel on mesure ou on estime l'effort aval effectif (F10_actual) est situé sur ledit porte-fusée (16).
5. Système de direction assistée selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il forme un système de direction assistée configuré en « steer-by wire », dépourvu d'accouplement mécanique entre le mécanisme de niveau supérieur (20) et le mécanisme de niveau inférieur (10).
6. Système de direction assistée selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le mécanisme de niveau supérieur (20) comprend, en sus du volant de conduite (22), un moteur auxiliaire (21) qui est distinct du moteur d'assistance (11) du mécanisme de niveau inférieur (10), et en ce que ledit mécanisme de niveau supérieur (20) est asservi en couple par une boucle fermée, dite « boucle locale haute » (40), qui comprend une branche d'entrée dite « branche d'entrée de boucle haute » (41) permettant de définir une consigne de couple d'entrée dite « consigne de couple d'entrée de boucle haute » (T20_set), ainsi qu'une branche de rétroaction, dite « branche de rétroaction de boucle haute » (42), qui mesure ou qui estime, en un point de référence dit « point de référence de boucle haute » (P20) situé entre le moteur auxiliaire (21) et le volant de conduite (22), un couple dit « couple conducteur effectif » (T20_actual) qui est représentatif, audit point de référence, du couple (T_driver) exercé par le conducteur, via le volant de conduite (22), sur le mécanisme de niveau supérieur (20), et en ce que ladite branche de rétroaction de boucle haute (42) applique ensuite ledit couple conducteur effectif (T20_actual) en rétroaction sur la consigne d'effort d'entrée de boucle haute (T20_set), pour former une consigne d'actionnement de boucle haute (T20_mot) qui est appliquée au moteur auxiliaire (21) de manière à ce que le couple conducteur effectif (T20_actual) suive automatiquement la consigne de couple d'entrée de boucle haute (T20_set).
7. Système de direction assistée selon la revendication 6 caractérisé en ce que la boucle locale haute (40) comprend une sous-branche (41A) de la branche d'entrée de boucle haute qui introduit une référence d'entrée de boucle haute (T20_ref) qui représente une consigne de couple d'entrée de valeur nulle, de manière à pouvoir asservir la boucle locale haute (40) à couple nul.
8. Système de direction assistée selon la revendication 6 ou 7 caractérisé en ce qu'il comprend un contrôleur dit « contrôleur global » (50) qui génère distinctement, en fonction de paramètres représentatifs de la situation du mécanisme de niveau supérieur (20) et de la situation du mécanisme de niveau inférieur (10), d'une part une composante dynamique de consigne d'effort de boucle basse (F10_dyn), appliquée à la boucle locale basse (30), et d'autre part une composante dynamique de consigne de couple de boucle haute (T20_dyn), appliquée à la boucle locale haute (40).
9. Système de direction assistée selon la revendication 2 et la revendication 8 caractérisé en ce que la consigne d'effort d'entrée de boucle basse (F10_set) résulte de la combinaison, et de préférence résulte de la somme algébrique, de la référence d'entrée de boucle basse (F10_ref), qui est représentative d'un effort nul, et de la composante dynamique de consigne d'effort de boucle basse (F10_dyn) qui est issue du contrôleur global (50).
10. Système de direction assistée selon les revendications 7 et 8 caractérisé en ce que la consigne de couple d'entrée de boucle haute (T20_set) résulte de la combinaison, et de préférence résulte de la somme algébrique, de la référence d'entrée de boucle haute (T20_ref), qui est représentative d'un couple nul, et de la composante dynamique de consigne de couple de boucle haute (T20_dyn) issue du contrôleur global (50).
11. Système de direction assistée selon l'une quelconque des revendications 6 à 10 caractérisé en ce que l'effort aval effectif (F10_actual) mesuré ou estimé au point de référence de boucle basse (P10) est également utilisé, en- dehors de la boucle locale basse (30), au moyen d'une fonction dite « feed forward » (60), comme composante de détermination de la consigne d'effort d'entrée de boucle haute (T20_set) ou comme composante de détermination ou d'ajustement de la consigne d'actionnement de boucle haute (T20_mot) destinée à être appliquée au moteur auxiliaire (21).
12. Système de direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'effort aval effectif (F10_actual) est mesuré, au point de référence de boucle basse (P10), avec une bande passante qui s'étend au moins jusqu'à 20Hz, au moins jusqu'à 25 Hz, au moins jusqu'à 30Hz, voire au-delà de 30Hz.
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