Brevet FR2705449A1 — publié le 19941125

La présente invention concerne un capteur différentiel du type comportant au moins deux effecteurs. Elle concerne un capteur de couple notamment pour mesurer le couple de braquage exercé par le conducteur d'un véhicule sur la colonne de direction de façon à, par le moyen d'un calculateur convenable, actionner le cerveau moteur d'un système de direction assistée. Elle trouve application en particulier dans le domaine de la direction assistée de véhicule. Dans l'état de la technique, on connaît des capteurs de type différentiel qui comportent un premier et un second effecteurs, dont l'impédance électrique varie en fonction du phénomène détecté par le capteur. Dans ce type de détection par différence, des décalages peuvent se produire du fait du vieillissement du capteur, de déformations accidentelles qu'il subit, de défaillances déséquilibrées dans les composants électroniques ou électriques du capteur, etc... C'est un but de la présente invention de porter remède à cet état de la technique. En effet, la présente invention concerne un capteur différentiel du type comportant un premier et un second effecteurs dont l'impédance électrique varie en fonction du phénomène détecté par le capteur. L'invention se caractérise en ce que le capteur comporte une première et une seconde source de courant d'excitation des effecteurs. Les signaux de sortie des effecteurs sont fournis à un organe d'équilibrage du capteur en l'absence du phénomène mesuré. Le capteur comporte aussi un moyen générateur de commande qui règle le déphasage des courants d'excitation de façon à annuler ledit décalage. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins annexés qui sont - la figure 1 : un schéma de principe d'un capteur selon l'invention ; - la figure 2 : un schéma d'un mode de réalisation d'un capteur selon la présente invention - la figure 3 : un schéma d'une chaîne de traitement produisant un signal de mesure pour le capteur de la figure 2. A la figure 1, on a représenté un schéma de principe d'un capteur selon l'invention. Le capteur comporte principalement deux effecteurs 1, 2 qui subissent des variations d'impédance électrique sous l'action d'un phénomène physique 10,11 que les effecteurs détectent. En particulier, quand l'invention est appliquée à un capteur de couple, notamment de braquage pour un système de direction assistée, l'effecteur 1 ou 2 est constitué par une bobine en fil conducteur qui détecte la variation de réluctance d'un circuit magnétique dont les déformations, qui entraînent la variation de réluctance, sont provoquées par le braquage appliqué à la colonne de direction et transmises au capteur par l'intermédiaire d'une barre de torsion entre deux parties mobiles. Le circuit magnétique est composé de deux éléments magnétiques associés à chaque partie mobile. On sait disposer deux zones de variation de la réluctance devant chacune des bobines 1 et 2 de façon à minimiser les erreurs de mesure et à maximiser l'amplitude du signal de détection. On se reportera à une demande du même déposant déposé le même jour, et qui concerne un capteur de couple à réluctance variable. Dans ce type de capteur, ainsi qu'il est représenté aussi à la figure 1, des sources de courant 3,4 alimentent les effecteurs ou bobines 1,2. La sortie des bobines 1,2 est connectée aux entrées respectives d'un organe d'équilibrage 5 du capteur en l'absence du phénomène mesuré. La sortie 8 de l'organe 5 produit un signal de faible amplitude, nul quand aucun décalage n'apparaît dans le capteur et qui sert à commander un moyen 6 générateur d'une commande dont les sorties 9 et 10 contrôlent la phase relative des courants d'excitation produits par les sources 3 et 4. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'organe de commande 6 est conçu de manière à annuler le signal de sortie de l'organe d'équilibrage 5. Dans un mode de réalisation, l'organe d'équilibrage comporte aussi une entrée de commande 7 qui permet d'annuler les décalages statiques du capteur. L'une ou l'autre des sorties des effecteurs 1,2 sert de sortie S pour le capteur, sortie S sur laquelle la tension est une tension différentielle qui est transmise à une chaîne de traitement qui sera décrite plus loin. A la figure 2, on a représenté un mode de réalisation d'un capteur selon l'invention appliquée à un capteur de couple à réluctance variable pour une direction assistée de véhicule. Le capteur comporte une source de courant sinusoïdale 26 dont les sorties 27 et 28 sont en opposition de phase. Les courants en opposition de phase 27 et 28 sont respectivement transmis par l'intermédiaire d'amplificateurs adaptateurs 25,24 dont les sorties permettent d'exciter en courant sinusoïdal des bobines respectivement 22,23 et 20,21. Chaque bobine en effet comporte une partie inductive 22 ou 20 et une partie résistive qui représente ses pertes 23,21. La sortie de ces bobines est connectée aux entrées respectives de l'organe d'équilibrage de l'invention ici constituée par un potentiomètre 31, dont le curseur 32 est court-circuité par l'une ou l'autre de ses bornes d'entrée, et qui est aussi connecté à l'entrée 33 du moyen générateur de commande de phase ou de déphasage de l'invention 34. La sortie 35 de cet organe de commande de déphasage 34 est connectée à une entrée n- n de l'amplificateur 24 qui est monté en amplificateur à phase commandable. Le déphasage de la sortie de l'amplificateur 24 par rapport à la phase du courant d'entrée sur une résistance 29 dépend de l'amplitude de la tension appliquée sur la borne d'entrée n-R de l'amplificateur 24. En dimensionnant convenablement la résistance 29 et la résistance 30 du chemin de rétroaction de l'amplificateur 24, on sait obtenir une loi de déphasage asservie sur la différence des signaux produit par les bobines du capteur différentiel. A la figure 3, on a représenté une chaîne de traitement produisant un signal de mesure M à l'aide du signal de sortie différentielle S du capteur de la figure 1 ou du capteur de la figure 2. Le signal S est connecté à l'entrée d'un circuit 40 de détection crête à crête de l'amplitude du signal différentiel de mesure S. Un tel circuit de détection crête à crête est connu de l'homme de métier. La sortie de détection crête à crête est une tension continue variable dont l'amplitude est une fonction de la grandeur mesurée par le capteur différentiel. Elle est connectée à l'entrée d'un filtre passe-bas 41 dont la sortie constitue le signal de mesure M. Dans l'application de l'invention à un capteur de couple destiné à un système de direction assistée de véhicule, les inventeurs ont constaté que la fréquence de coupure du filtre passe-bas devait se situer au alentour de 300 Hz. Dans un mode de réalisation préféré, le filtre passe-bas est un filtre numérique qui travaille par moyenne numérique. REVENDICATIONS 1. Capteur différentiel du type comportant un premier et un second effecteurs (1, 2) dont l'impédance électrique varie en fonction du phénomène détecté par le capteur, caractérisé en ce qu'il comporte une première et une seconde sources (3, 4) de courant d'excitation des effecteurs, dont les signaux de sortie sont fournis à un organe d'équilibrage (5) du capteur en l'absence du phénomène mesuré, et un moyen (6) générateur de commande (9, 10) qui règle le déphasage des courants d'excitation de façon à annuler ledit décalage. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie (8) de l'organe (5) produit un signal de faible amplitude, nul quand aucun décalage n'apparaît dans le capteur et qui sert à commander le moyen (6) générateur d'une commande dont les sorties (9, 10) contrôlent la phase relative des courants d'excitation produits par les sources 3 et 4. 3. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'équilibrage (5) comporte aussi une entrée de commande (7) qui permet d'annuler les décalages statiques du capteur. 4. Capteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une ou l'autre des sorties des effecteurs (1, 2) sert de sortie (S) pour le capteur, sortie S sur laquelle la tension est une tension différentielle qui est transmise à une chaîne de traitement. 5. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une source de courant sinusoïdale (26) dont les sorties (27, 28) sont en opposition de phase respectivement transmis par l'intermédiaire d'amplificateurs adaptateurs (25, 24) dont les sorties permettent d'exciter en courant sinusoïdal des bobines respectivement (22, 23 et 20, 21), en ce que la sortie de ces bobines est connectée aux entrées respectives de l'organe d'équilibrage (31) constitué par un potentiomètre 31, dont le curseur 32 est court-circuité par l'une ou l'autre de ses bornes d'entrée, et qui est aussi connecté à l'entrée (33) du moyen générateur de commande de phase ou de déphasage (34) et en ce que la sortie (35) de cet organe de commande de déphasage (34) est connectée à une entrée "-" de l'amplificateur 24 qui est monté en amplificateur à phase commandable. 6. Capteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte aussi une chaîne de traitement produisant un signal de mesure M à l'aide du signal de sortie différentielle S du capteur connecté à l'entrée d'un circuit (40) de détection crête à crête de l'amplitude du signal différentiel de mesure S, dont la sortie de détection crête à crête est une tension continue variable dont l'amplitude est une fonction de la grandeur mesurée par le capteur différentiel, connectée à l'entrée d'un filtre passe-bas (41) dont la sortie constitue le signal de mesure M. 7. Capteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la fréquence de coupure du filtre passe-bas se situe au alentour de 300 Hz. 8. Capteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filtre passe-bas est un filtre numérique qui travaille par moyenne numérique. 9. Capteur de couple de braquage du type dont au moins un effecteur mesure le braquage exercé sur une colonne de direction, notamment par variation de réluctance, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur selon l'une des revendications précédentes. 10. Système de direction assistée, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de couple de braquage selon l'une des revendications précédentes.