Brevet FR2705453A1 — publié le 19941125

La présente invention concerne un capteur à au moins deux voies redondantes, et plus particulièrement un capteur de couple destiné & un système de direction assistée de véhicule. Dans l'étant de la technique, on connaît déjà un capteur dont les voies sont redondantes. De cette façon quand les deux voies ne se correspondent pas, une alarme est produite par un système d'analyse de la redondance. Un tel dispositif est très utile dans le cas de l'application du capteur pour commander des systèmes de sécurité comme des systèmes de direction assistée de véhicule. Dans de tels systèmes, le couple de braquage est mesuré par un capteur de couple monté en relation avec la colonne de direction et qui comporte une barre de torsion dont la torsion est mesurée de façon & en tirer l'information de couple qui est transmise à un calculateur d'assistance de direction. En réponse au couple mesuré, notamment, le calculateur décide de l'activation d'un ensemble comprenant un moteur électrique et un embrayage connectés mécaniquement à des organes de braquage, comme un ensemble pignon de direction- crémaillère, ou encore comme l'arbre mené de la colonne de direction. Une défaillance du capteur est visible quand elle intervient sur une seule des deux voies de redondance des capteurs de l'étant de la technique. Dans ce cas, un calcul par moyenne, ou par vote majoritaire, permet de lever la situation de défaillance sans remettre en cause la mesure du capteur et donc la sécurité du système. Cependant, si une défaillance intervient sur chaque voie, une telle mesure de redondance n'assure aucune sécurité, en particulier quand la défaillance affecte également les deux voies. C'est pour porter remède à ces inconvénients que la présente invention concerne un capteur de mesure qui comporte deux voies de redondance dont les comportements sont inverses l'un de l'autre. Dans un mode préfére de réalisation, de plus, le cumul des signaux de redondance suit une loi prédéterminée, comme une loi constante. D'autes avantages et caractéristiques de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins qui sont - la figure 1 : un schéma de principe d'un capteur à redondance à deux voies - la figure 2 : un diagramme de fonctionnement du capteur à redondance. Selon l'invention, la loi de variation des deux voies de redondance est déterminée par avance. De manière préférée, la loi de variation de la somme des signaux des deux voies en redondance est égale à une constante. A la Figure 1, le capteur comporte deux voies distinctes A et B. La voie A comporte un effecteur 1 connecté à un circuit générateur 2 d'un signal de mesure IA. Dans un mode de réalisation préféré, le circuit générateur 2 se comporte comme une source de courant. L'effecteur 1 reçoit une action ou effet F tel que le signal IA en réponse reproduit une loi qui en dépend. Dans un mode de réalisation, la loi de réponse IA = f(F) de la première voie A en fonction de l'effet F détecté par l'effecteur 1, est linéaire croissante. De ce fait, IA prend une valeur comprise entre Imin et Imax quand l'effet F qui le produit sur l'effecteur 1 est compris entre Fmin et Fmax. A la Figure 1, le capteur comporte une deuxième voie de mesure B. Dans le mode de réalisation envisagé, cette seconde voie de redondance B comporte un second effecteur 3 dont la sortie est connectée à un circuit 4 analogue au circuit générateur 2 du signal de sortie IA. Le circuit générateur 4 produit, en même temps que le générateur 2, un signal de sortie IB = f'(F) tel qu'il suit une loi prédéterminée f' en fonction de l'effet F, identique & celui qui provoquait IA, mais de sens inverse. Dans un exemple préféré, les lois de composition de IA et de IB sont linéaires. En particulier, le capteur de l'invention est particulièrement efficace quand la loi de cumul g(IA, IB) est : IA + IB = constante, quand la somme des valeurs de mesure des deux voies de redondance est constante. Les sorties IA et IB du capteur sont transmises à un organe d'exploitation comme le calculateur 5 d'un système de direction assistée de véhicule qui lui est connecté 8. L'une des sorties IA ou IB du capteur est exploitée en situation normale en tant que signal de détection du couple de braquage et est traitée de façon connue en soi pour produire un signal d'assistance qui commande la mise en marche de l'assistance, non décrite ici. La loi de variation commune des sorties de redondance du capteur est surveillée en permanence. Dans le mode préféré de réalisation, le calculateur 5 teste - si la somme (ou loi de cumul g, plus généralement) des signaux des deux voies de redondance est bien égale à une constante, prédéterminée (on comprendra que toute loi g(IA, IB) prédéterminée conviendra, en particulier la fonction g linéaire constante) - si les variations des signaux des deux voies de redondance sont bien dans le sens inverse l'un de l'autre. Dans le cas où l'une des deux conditions n'est pas réalisée, le calculateur produit une alarme qui est transmise & un centre de diagnostic du véhicule, et éventuellement si la défaillance est fatale, est transmise & un organe de passivation de l'assistance de direction. A la Figure 2, on a représenté les diagrammes des signaux de redondance dans le mode de réalisation préféré de l'invention. La sortie de la première voie IA varie linéairement entre Imin et Imax dans le sens croissant quand l'effet F (dans le cas du capteur de couple, F étant constitué par le couple de braquage exercé sur la barre de torsion du capteur, torsion mesurée notamment par voie magnétique, & l'aide d'un circuit magnétique à réluctance variable), qui varie entre une valeur minimale Fmin et une valeur maximale Fmax. La sortie de la seconde voie IB varie de la même façon mais en sens inverse. De plus, la somme IA + IB reste égale & une constante prédéterminée, qui enregistrée par avance dans le calculateur associé, permet de surveiller certaines défaillances du capteur ainsi qu'on l'a vu plus haut. La présente invention s'applique aussi à des capteurs dont la redondance se situe plus près de la sortie du capteur, dans la chaine de mesure. En particulier, l'effecteur de la voie A du capteur peut être unique et un circuit spécialisé de la seconde voie B simuler le fonctionnement inverse de la seconde voie IB par rapport à la première voie IA, en fonction de l'effet F appliqué sur l'effecteur distribué sur le capteur. Une telle disposition permet en particulier aussi de surveiller les défaillances liées - à lteffecteur lui- même, - à la source d'alimentation du capteur, - à la connectique entre le capteur et le calculateur. La loi de redondance à sommes constantes permet, surtout si le capteur travaille en source de courant, de travailler & courant consommé par le capteur constant ce qui, indépendamment des avantages liés & la détection des défaillances, indiqués plus haut, apportent des avantages sur le réseau d'alimentation, en particulier dans un véhicule, puisque le capteur consomme toujours autant de courant qu'il soit en cours de braquage ou non. D'autres lois présentent des avantages dans d'autres circonstances, que l'homme de métier saura exploiter. En particulier, si des questions de sensibilité du capteur sur certains points de fonctionnement apparaissent, il est possible de prévoir des lois de variation des signaux de sortie IA et IB, inverses l'une de l'autre, mais qui présentent des pentes plus importantes localement autour de ces points. Dans ce cas, une loi g prédéterminée régit IA et IB en plus des deux lois du signal de sortie de la première voie IA en fonction de l'effet F et du signal de sortie de la seconde voie IB en fonction de F (ou de IA, puisque IB doit être inverse de IA). REVENDICATIONS 1. Capteur de mesure, caractérisé en ce qu'il comporte deux voies de redondance (IA, IB) dont les comportements (IA = f(F) et IB = f' (F), ot F est l'effet appliqué sur le capteur) sont inverses l'un de l'autre. 2. Capteur de mesure selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que les comportements des signaux de sortie (IA et IB) suivent une loi cumulée g(IA, IB) prédéterminée. 3. Capteur selon la revendication 2, particulièrement quand chaque voie (A, B) fonctionne en source de courant, caractérisé en ce que la loi cumulée est une loi comme une loi constante (IA + IB = constante). 4. Capteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte sur chaque voie (IA, IB) un effecteur (1, 3) connecté à un circuit générateur (2, 4) d'un signal de mesure (IA, IB) tel que la loi de réponse IA = f(F) (respectivement IB = f' (F)) de la première voie (respectivement seconde voie) en fonction de l'effet F détecté par l'effecteur (1) (respectivement (2)), est linéaire croissante, (respectivement décroissante). 5. Capteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les sorties (IA, IB) du capteur sont transmises à un organe d'exploitation comme le calculateur (5) d'un système de direction assistée de véhicule qui lui est connecté (8), l'une des sorties (IA ou IB) du capteur étant exploitée en situation normale en tant que signal de détection du couple de braquage dans le cas d'un capteur de couple de braquage, pour produire un signal de commande, d'assistance qui commande la mise en marche de l'assistance, dans le cas d'un système de direction assistée, en ce que le calculateur (5) surveille la loi de cumul (g(IA, IB)) des sorties de redondance (IA, IB) du capteur en permanence. 6. Capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le calculateur (5) teste - si la loi de cumul (g(IA, IB) comme la somme des signaux (IA, IB) des deux voies de redondance, est prédéterminée comme égale & une constante ; - si les variations des signaux (IA, IB) des deux voies de redondance (A, B) sont bien dans le sens inverse l'une de l'autre en ce que, dans le cas où l'une des deux conditions n'est pas réalisée, le calculateur produit une alarme, qui dans le cas d'un système de direction assistée est transmise à un centre de diagnostic du véhicule, et/ou éventuellement si la défaillance est fatale, est transmise à un organe de passivation de l'assistance de direction. 7. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde voie de redondance comporte un circuit simulant la loi inverse de variation de IB en fonction de la première sortie IA. 8. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lois de variation des sortie de redondance (IA, IB) présentent sur des points de sensibilité élevée des pentes importantes. 9. système de direction assistée, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de couple selon l'un des revendications précédentes.