Brevet FR2584361A1 — publié le 19870109

L'invention concerne un dispositif de contrôle d'une direction assistée. Généralement, sur un véhicule La force de com- mande nécessaire à la direction diminue lorsque la vitesse du véhicule augmente. Sur une direction assistée convention- nelle, pour appliquer une puissance complémentaire corres- pondant à la force de commande de la direction, si à faible vitesse du véhicule une force de commande réduite est exercée, la force de commande correspondante requise lorsque le véhicule se déplace à vitesse élevée, sera malheureusement trop faible pour que l'on puisse conduire à une telle vitesse en toute sécurité. Différents disposi- tifs conventionnels ont été proposés pour diminuer le rapport entre l'entrée et la sortie de puissance complémen- taire correspondant à une augmentation de la vitesse du véhicule. L'objet de ces dispositifs était de permettre d'exercer une force de commande de la direction suffisamment faible lorsque le véhicule se déplace à vitesse réduite, mais pas trop faible lorsqu'il se déplace à plus grande vitesse. Il est avantageux d'augmenter la force de com- mande lorsque l'angle de commande est également augmenté par rapport à sa position neutre de référence. Il est préférable d'augmenter la force de commande de la direc- tion dans le cas o l'angle du volant du véhicule commandé ou tourné par le conducteur est également augmenté. Cet effet est particulièrement avantageux lors d'une conduite à vitesse élevée. Cependant, sur une direction assistée conventionnelle, une augmentation de la force de commande n'a qu'un effet réduit sur la rotation du volant. Une demande pressante est apparue concernant l'amélioration du contrôle de cette force de commande du point de vue de la sécurité et de la sensation de la commande de la direction. En particulier, L'effet réduit sur la rotation du volant du véhicule d'une faible augmentation de la force de commande, alors que le véhi- cuLe se déplace à grande vitesse, a pour effet d'entraîner une commande en rotation excessive du volant et donc d'entraîner un accident de circulation. Pour éviter un tel danger sur un certain nombre de dispositifs de contrôle de direction assistée conventionnels, des forces de commande importantes sont préréglées à la fois pour les vitesses réduites et élevées du véhicule. Cependant, une force de commande importante entraîne une sensation désagréable en cas de conduite continue sous de faibles angles d'orientation de la direction. C'est pourquoi, un déplacement à vitesse de croisière élevée provoque facilement la fatigue du conducteur. L'un des objets principaux de l'invention est de prévoir un dispositif de contrôle destiné à une direc- tion assistée dans lequel les forces de commande de la direction correspondant à des conditions de conduite quelles qu'elles soient, garantissent une conduite confor- table et sûre. De façon à atteindre cet objectif, il est prévu un dispositif de contrôle d'une direction assistée compre- nant un circuit générant un signal de vitesse du véhicule pour transmettre un signal de vitesse correspondant à la vitesse réelle du véhicule; un générateur de signal d'angle de commande de la direction pour détecter un angle de commande et générer ou transmettre un signal d'angle de commande de la direction; des moyens pour générer un signal d'assistance à la direction déterminé en relation avec le signal de vitesse du véhicule; des moyens pour générer un signal de correction défini en relation avec Le signal de vitesse du véhicule et le signal d'angle de commande de la direction représentant un angle de commande de cette direction par rapport à une position neutre du volant; et des moyens pour trans- mettre en sortie un résultat de correction en rectifiant le signal d'assistance à la direction au moyen du signal de correction. Conformément à la présente invention, la force de commande optimale peut être obtenue en générant ou en transmettant un signal de correction sur la base d'une vitesse instantanée du véhicule et d'un angle de commande, et en ajoutant le signal de correction à une valeur déter- minée correspondant à une vitesse du véhicule. On va maintenant décrire brièvement les dessins d'accompagnement. - La figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif de contrôle de direction assistée conformé- ment à un mode de réalisation de la présente invention; - La figure 2 est une vue schématique illus- trant un dispositif de direction assistée contrôlée par le dispositif de contrôle de la figure 1; - La figure 3 est une courbe illustrant l'angle de commande de la direction en fonction des caractéris- tiques du courant de sortie; - La figure 4 est une vue en perspective écla- tée montrant un état dans lequel un potentiomètre est monté sur un volant de commande du véhicule; - La figure 5 est une courbe illustrant les caractéristiques d'une mémoire 4; - La figure 6 est une courbe illustrant les caractéristiques d'une mémoire 5; et - La figure 7 est une courbe expliquant la raison pour laquelle on obtient les caractéristiques de la figure 3. La figure 1 illustre un dispositif de contrôle d'une direction assistée conformément à un mode de réa- lisation de la présente invention, et la figure 2 illus- tre une direction assistée utilisant le dispositif de contrôLe illustré figure 1. De façon à mieux comprendre la présente invention, la configuration d'ensemble de la direction assistée incorporant Le dispositif de con- trôLe comme caractéristique principale de cette inven- tion, sera tout d'abord décrite en référence à La figure 2. Si L'on se réfère à cette figure 2, la direction assistée comprend un dispositif de contrôLe repéré CONT à la figure 1, une soupape de contrôle repérée CV, un détecteur de vitesse du véhicule la, et un détecteur de commande de La direction 2a, destiné à générer un signal d'angle de commande. Dans le dispositif de contrôle CONT, un courant repéré i à La figure 3, est appliqué à La soupape de contrôle CV sur la base d'un signal d'angle de commande e- généré par le détecteur de commande 2a et d'un signal de vitesse du véhicule V issu du détecteur de vitesse la. La soupape de contrôle CV contrôle la force de commande de la direction en réponse au signal de courant issu du dispositif de contrôle CONT. Plus éLevé devient le courant, plus importante devient La force de commande de La direction. Pour cette raison, si La vitesse du véhicule est lente, la force de com- mande correspondante est faible. En outre, la variation de courant correspondant à une modification d'angle de commande est réduite. La modification de l'angle de com- mande correspondant à une variation de l'angle de com- mande de La direction est faible. Cependant, si la vitesse du véhicule augmente, la variation de la force de commande correspondant à une modification de l'angle de commande de la direction est également augmenté. La force requise pour la commande de La direction est plus importante lorsque le véhicule se déplace à vitesse élevée que lors- qu'il se déplace à vitesse lente. La force de commande est brusquement augmentée lorsque l'angLe de commande augmente lui-même. C'est pourquoi, une rotation exces- sive du volant du véhicule lorsque celui-ci se déplace à vitesse élevée peut être évitée, ou prévenue, le conduc- teur pouvant reconnaître une conduite en droite ligne et obtenir une sensation confortable de commande de la direction. Le contrôle des caractéristiques présentées figure 3, au moyen du dispositif de contrôle CONT de la figure 1, va être maintenant décrit. En se référant à la figure 1, un générateur 1 d'impulsion de vitesse du véhicule comprend un commutateur à lame vibrante (c'est- à-dire un détecteur de vitesse du véhicule) la, une résis- tance lb et un façonneur d'ondes lc. Le commutateur à lame vibrante la répète l'opération marche/arrêt (on/off) en fonction de la rotation d'un aimant (non représenté) monté sur l'arbre de sortie de transmission. Le façon- neur d'ondes lc génère de courtes impulsions correspon- dant à la vitesse du véhicule lorsque la lame vibrante la est en position arrêt ou hors circuit (off). Un g.éné- rateur de signal d'angle de commande 2 comprend un poten- tiomètre 2a formant détecteur de commande, et un conver- tisseur analogique-numérique destiné à transformer un signal analogique issu du potentiomètre 2a en un signal numérique représentant l'une des valeurs, (c'est-à-dire O à 255). Le potentiomètre 2a comprend un corps princi- pal et un curseur C. Le corps principal consiste un une bague de coulissement SL et en une résistance R, la bague et la résistance étant montées sur la colonne de direc- tion. Un générateur de signal de vitesse instantanée du véhicule 3 comprend un compteur 3a et un registre 3b. Le compteur 3a compte des impulsions d'horloge CL1 d'lms transmisespar un générateur d'impulsion d'horloge 7. Le résultat du compteur 3a est stocké dans le registre 3b en réponse à une impulsion de vitesse du véhicule transmise par le générateur d'impuLsionsl. Le compteur 3a est alors remis à zéro. C'est pourquoi, si la vitesse du véhicuLe est lente, Le générateur de signal de vitesse instantanée 3 génère un résultat de comptage important et la donnée résultat est réactualisée en réponse à cha- que impulsion correspondant à La vitesse V du véhicule. Une mémoire 4 stocke une valeur déterminée en fonction de la vitesse V du véhicule (c'est-à-dire un signal destiné à définir un angle d'orientation de la direction assistée au début de la commande d'assistance) pour la valeur de la vitesse instantanée VI du véhicule. Une mémoire 5 stocke les signaux correctifs Sc destinés à corriger les valeurs déterminées en fonction de la vitesse du véhicule, tel qu'illustré à la figure 6. Chaque signal de correction est défini par la vitesse instantanée Vi correspondante du véhicule ainsi que par l'angle 0 d'assistance à la commande de la direction du véhicule. Dans ce cas, l'angle de commande est utilisé en tant que variable et la vitesse instantanée du véhicule en tant que paramètre. Une courbe caractéristique a, illustrée figure 6, représente les valeurs de correction Sc à vitesse maximale du véhicule; e les valeurs de correction Sc à la vitesse minimale du véhicule; et b à d les valeurs correc- tives Sc correspondant aux vitesses intermédiaires de ce véhicule. Un circuit d'entraînement ou de commande 6 comprend des additionneurs 6a et 6c, un registre 6b, un rythmeur 6d un transistor 6e, un convertisseur analo- gique-numérique 6f, un comparateur 6g, un compteur haut/ bas (up/down) 6i et une mémoire de courant de référence 6h. Le rythmeur 6d génère un signal "marche" (on) d'une durée correspondant à celle d'un signal de sortie issu de l'additionneur 6c, et ce toutes les vingt millisecondes d'une impulsion d'horloge CL3 transmise par un générateur d'impulsion 7. Si le signal de sortie issu ou transmis par l'additionneur 6c est invalidé, le transistor 6e n'est pas mis en fonctionnement. On notera que le générateur d'impulsions d'horloge 7 délivre des impulsions CL1, CL2 et CL3, respectivement de 1, 10 et 20 millisecondes. La commande ou le fonctionnement du dispositif de contrôLe CONT du type décrit ci-dessus, va être main- tenant présenté. Lorsqu'un véhicule commence à se dépLa- cer, le générateur d'impulsion de vitesse du véhicule 1 délivre une impulsion correspondant à la vitesse réelle du véhicule. Cette impulsion est traitée par le générateur de signaux de vitesse instantanée du véhicule 3 et con- vertie par celui-ci en un signal de vitesse instantanée. Ce signal est envoyé vers la mémoire 4. Une valeur déter- minée, fonction de la vitesse du véhicule correspondant au signal de vitesse instantanée d'entrée,est lue de la mémoire 4 et envoyée à l'additionneur 6a. Lorsque le conducteur tourne son volant en cours de conduite, le générateur de signal d'angle de commande de la direction 2 délivre un signal correspon- dant. Le signal d'angle de commande est envoyé vers la mémoire 5. Puisque la mémoire 5 a reçu le signal de vitesse instantanée du véhicule du générateur 3, l'une des carac- téristiques représentée aux courbes a à e de la figure 6,est sélectionnée. La courbe caractéristique choisie et le signal d'angle de commande de la direction déter- minent un signal de correction. Le signal de correction est envoyé versl'additionneur 6a. La valeur déterminée fonction de la vitesse sélectionnée du véhicule, issue de la mémoire 5,ainsi que le signal de correction choisi, issu également de la mémoire 5,sont ajoutés dans l'addi- tionneur 6a. Le signal somme issu de cet additionneur 6a commande le rythmeur 6d par l'intermédiaire du regis- tre 6b et de l'additionneur 6c. Le rythmeur 6d délivre un signal ayant un rapport adapté correspondant au signal d'entrée. Ce signal est envoyé vers la soupape de contrôle CV par l'intermédiaire du transistor 6e, ce qui permet d'effectuer le contrôle de l'assistance de la direction. Un courant appliqué à la soupape de contrôle CV ne peut pas être constant du fait des variations de tension de la source de puissance et de la chaleur dégagée par l'électro-aimant. Pour cette raison, le courant appli- qué à la soupape de contrôle CV est comparé au moyen d'un comparateur 6g avec une valeur de référence lue sur une mémoire de courant de référence 6h. Le résultat de cette comparaison est transmis à l'additionneur 6c par l'intermédiaire du compteur haut/bas 6i, ce qui permet de vérifier que le courant appliqué à la soupape de con- trôle CV est constant. Si la vitesse instantanée du véhicule est lente, la modification de la force de commande Fc de la direction correspondant à la variation de l'angle de commande 0 commande augmentent, comme il apparait des courbes caracté- ristiques b et c. Comme illustré à la figure 3, on obtient les caractéristiques représentant la relation entre la vitesse du véhicule V, l'angle de commande o indique ou correspond au courant appliqué à l'éLectro- aimant pour commander ou faire fonctionner la soupape de contrôle CV. A une force de commande importante corres- pond un courant important. Puisque la direction assistée présente les caractéristiques illustrées à la figure 3, la force de commande augmente vers l'angle de commande nulle, permet- tant d'identifier facilement la position de commande "droite" correspondant à une conduite en droite ligne. En outre, lorsque le conducteur tourne le volant du véhi- cule à vitesse élevée, la force de commande de la direc- tion augmente brusquement, éliminant ainsi le risque d'une conduite dangereuse. Selon la présente invention et conformément à ce qui vient d'être décrit, la force de commande optimale est détemrinée en fonction de la vitesse du véhicule et de L'angle de commande de la direction. C'est pourquoi, on peut obtenir une commande sûre et une conduite conforable. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de contrôLe pour une direction assistée comprenant: - un circuit générateur d'un signal de vitesse d'un véhicule (1,3) délivrant un signal de vitesse du véhicule correspondant à la vitesse réelle de celui-ci, - un générateur de signal d'angle de commande ( la direction au moyen du signal de correction. 2. - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit circuit générateur de signal de vitesse du véhicule (1,3) comprend: - un générateur d'impulsions de vitesse (V) du véhicule (1) comportant un détecteur de vitesse du véhicule (la) et un façonneur d'ondes (lc) pour délivrer de courtes impulsions de vitesse du véhicule lors des phases d'arrêt du rythme dudit détecteur de vitesse du véhicule; et - un générateur de vitesse instantanée (VI) du véhicule comportant un compteur (3a) pour compter les premières impulsions d'horloge (CL1) et un registre (3b) pour recevoir un relevé issu dudit compteur (3a) en réponse à chaque impulsion de vitesse du véhicule issue dudit générateur d'impulsions (1), ledit générateur de vitesse instantanée du véhicuLe (3) étant adapté pour délivrer un signal de vitesse instantanée tel que le signal de vitesse du véhicule. 3. - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit généra- teur de signal d'angle d'assistance à la direction (2) comprend un potentiomètre (2a) servant en tant que détec- teur de commande et un convertisseur analogique-numérique (2b) pour convertir un signal analogique issu dudit poten- tiomètre (2a) en un signal numérique représentant le signal d'angle d'assistance à la direction. 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens délivrant le signal d'assistance à la direction (4) comprennent une première mémoire (4) pour stocker un signal déterminant un angle d'assistance à la direc- tion correspondant au signal de vitesse instantanée en début de commande de la direction. 5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens délivrant un signal de correction (5) comprennent une seconde mémoire (5) pour stocker le signal de correc- tion destiné à corriger le signal d'assistance à la direc- tion en utilisant le signal d'angle de commande de la direction en tant que variable et le signal de vitesse instantanée en tant que paramètre. 6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens délivrant le résultat de correction (6) compren- nent un premier additionneur (6a) pour additionner le signal d'assistance à la direction issu de ladite pre- mière mémoire (4) et le signal de correction issu de ladite seconde mémoire (5), un rythmeur (6d) commandé en réponse à un signal de sortie issu dudit premier additionneur (6a) et d'impulsions d'horloge seconde (CL3) et un tran- sistor (6e) pour délivrer un résultat de correction. 7. - Dispositif selon la revendication 6, carac- 1 1 térisé en ce que lesdits moyens délivrant le résultat de correction (6) comprennent, en outre, des moyens pour délivrer un courant (i) constant comportant une mémoire de courant de référence (6h) pour stocker une valeur de courant de référence, un comparateur (6g) pour comparer un courant réel, appliqué à une soupape de contrôle, à la valeur du courant de référence issu de la mémoire de courant de référence (6h) et un second additionneur (6c) pour recevoir un résultat de comparaison issu dudit comparateur (6g) et additionner le résultat de comparai- son et le signal de sortie issu dudit premier addition- neur (6a). 8. - Dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce que le résultat de correction est un signal somme issu desdits premier et second additionneurs (6a, 6c).