Brevet FR2750493A1 — publié le 19980102

La présente invention concerne un capteur de déplacement angulaire d'un volant de direction porté par un ensemble de colonne de direction de véhicule automobile. D'une façon générale, de tels capteurs également appelés capteurs d'angle de volant, comportent une première portion rotative de codage de position, reliée à un élément rotatif de l'ensemble de colonne et déplaçable dans une seconde portion fixe de détection de position, cette seconde portion fixe étant raccordée à des moyens de détermination du déplacement du volant à partir des informations de sortie de cette seconde portion de capteur. Il existe dans l'état de la technique, un certain nombre de types de capteur. C'est ainsi par exemple que l'on connaît dans l'état de la technique, des capteurs dits incrémentaux qui sont basés sur une technologie opto-électronique ou à effet Hall. Ils sont en général constitués d'un élément rotatif solidaire de l'ensemble de colonne de direction, cet élément se présentant par exemple sous la forme d'une roue phonique dans le cas de moyens opto-électroniques ou d'une roue comportant une succession de pâles magnétiques Nord-Sud dans le cas de l'utilisation de l'effet Hall. L'autre élément du capteur est fixe et comporte deux cellules de détection à effet Hall ou opto-électronique selon le cas et l'écart entre ces deux cellules est tel que l'on obtient lors d'une rotation du volant, deux signaux rectangulaires déphasés de 90" électriques. Ces signaux permettent de mesurer l'angle de rotation du volant avec une résolution égale au quart de la période du codage réalisé sur la roue. Le sens de rotation du volant est déterminé en décodant la suite des états logiques délivrés par chaque cellule. Cependant, les capteurs de ce type présentent un certain nombre d'inconvénients notamment au niveau de leur résolution limitée qui est fonction du nombre de moyens de codage mis en oeuvre sur la roue. Par ailleurs, ils ne donnent pas un angle absolu, ce qui nécessite d'évaluer par apprentissage la position de la ligne droite du véhicule après chaque coupure du contact de celui-ci. On connaît également dans l'état de la technique, des capteurs dits absolus qui comportent également deux portions, l'une étant entraînée directement par la colonne de direction et utilisant neuf cellules à effet Hall fonctionnant en tout ou rien, pour coder la position du volant sur un tour avec une résolution de 2,5 . L'autre portion de ce capteur est entraînée par l'intermédiaire d'une démultiplication et permet de déterminer grâce à trois cellules à effet Hall, le tour du volant dans lequel on se trouve. Cependant, les capteurs de ce type présentent également un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de leur complexité, de leur encombrement et de leur coût. De plus, leur résolution est moyenne. Le but de 1 invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un capteur de déplacement angulaire d'un volant de direction porté par un ensemble de colonne de direction de véhicule automobile, du type comportant une première portion rotative de codage de position, reliée à un élément rotatif de l'ensemble de colonne et déplaçable dans une seconde portion fixe de détection de position et raccordée à des moyens de détermination du déplacement du volant à partir des informations de sortie de cette seconde portion de capteur, caractérisé en ce que la première portion de capteur comporte au moins deux aimants décalés d'environ 1500 et en ce que la seconde portion de capteur comporte au moins trois cellules à effet Hall décalées d'environ 1200 les unes par rapport aux autres. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 représente une vue schématique illustrant la structure générale d'un capteur de déplacement angulaire selon l'invention; et - la Fig.2 représente différents signaux issus de trois cellules à effet Hall entrant dans la constitution d'un tel capteur. L'invention se rapporte donc à un capteur de déplacement angulaire d'un volant de direction porté par un ensemble de colonne de direction de véhicule automobile. Ce capteur est désigné par la référence générale 1 sur la figure 1 et comporte une première portion rotative de codage de position, matérialisée par les traits mixtes 2 sur cette figure 1, cette première portion étant reliée à un élément rotatif de l'ensemble de colonne de direction tel que l'arbre de direction portant le volant de celui-ci. Cette première portion de capteur est montée déplaçable dans une seconde portion fixe de détection de position, matérialisée par les traits mixtes 3 sur cette figure. Cette seconde portion de capteur est reliée à des moyens de détermination du déplacement angulaire du volant à partir des informations de sortie de cette seconde portion de capteur, ces moyens étant désignés par la référence générale 4 sur cette figure. Selon l'invention, la première portion de capteur désignée par la référence générale 2, comporte au moins deux aimants décalés d'environ 1500, ces aimants étant désignés par les références 5 et 6 sur cette figure. Par ailleurs, la seconde portion de ce capteur comporte au moins trois cellules à effet Hall, décalées d'environ 1200 les unes par rapport aux autres, ces cellules étant désignées par les références 7,8 et 9 respectivement et délivrant des signaux A, B, C, respectivement, aux moyens de détermination 4, ceux-ci comportant par exemple tout calculateur approprié. Les signaux de sortie issus de ces trois cellules sont représentés sur la figure 2, dans laquelle les formes d'ondes pleines représentent le passage de l'aimant 5 devant les cellules, les formes d'ondes en traits pointillés représentant le passage de l'aimant 6 devant ces cellules. On conçoit alors que la répartition particulière des aimants et des cellules à effet Hall dans le capteur selon l'invention, permet d'obtenir en sortie des trois cellules, des signaux analogiques déphasés. Cependant, et comme cela est connu, ces signaux ne sont exploitables que dans leur partie linéaire, et on s'aperçoit que la disposition particulière des aimants et des cellules dans le capteur selon l'invention, permet d'obtenir en permanence, une zone linéaire sur la sortie de l'une des trois cellules quel que soit l'angle de rotation du volant. Les moyens de détermination sont alors adaptés, par exemple par programmation, pour passer de la sortie de l'une des cellules à une autre, lors de la rotation du volant, pour mesurer cet angle de rotation dans une partie linéaire de signal issu de l'une des cellules. Ce capteur peut se présenter sous la forme d'une pièce monobloc adaptée pour être engagée serrée sur l'arbre de direction d'un ensemble de colonne, de façon à solidariser la première portion de celui-ci avec cet arbre, la portion extérieure de cette pièce étant fixe et venant par exemple s'accrocher sur un organe quelconque fixe de cet ensemble de colonne. On notera également que ce capteur peut être facilement intégré par exemple dans un roulement. Ce capteur présente donc une très bonne résolution et permet de délivrer un angle absolu à un tour de volant, le tour de volant dans lequel on se trouve pouvant être déterminé par logiciel dans les moyens de détermination 4. Enfin, ce capteur présente un encombrement limité et son fonctionnement peut facilement être diagnostiqué. REVENDICATIONS 1. Capteur de déplacement angulaire d'un volant de direction porté par un ensemble de colonne de direction de véhicule automobile, du type comportant une première portion rotative de codage de position (2) reliée à un élément rotatif de l'ensemble de colonne, et déplaçable dans une seconde portion fixe de détection de position (3) et raccordée à des moyens (4) de détermination du déplacement du volant à partir des informations de sortie de cette seconde portion de capteur, caractérisé en ce que la première portion de capteur (2) comporte deux aimants (5,6) décalés d'environ 1500 et en ce que la seconde portion de capteur (3) comporte au moins trois cellules à effet Hall (7,8,9) décalées d'environ 1200 les unes par rapport aux autres. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détermination (4) du déplacement angulaire du volant sont adaptés pour passer de la sortie d'une cellule à une autre afin de déterminer le déplacement du volant à partir d'une partie linéaire du signal de sortie d'une cellule.