Brevet FR2837161A1 — publié le 20030919

- 1 La presente invention concerne un procede d'amortissement des vibrations parasites issues du train de roulement avant d'un vehicule automobile, ce procede s'appliquant aux vehicules automobiles equipes d'une direction assistee de type electrique, avec un moteur electrique d'assistance pilote a partir d'un calculateur electronique. Les vehicules automobiles vent souvent sujets a des vibrations parasites, issues de leur train avant, et pouvant notamment resulter de ['excitation due au balourd d'une roue. En effet, meme apres l'equilibrage d'une roue, il arrive qu'un mode de vibrations persiste. Ces vibrations vent transmises, depuis le train avant, a ['ensemble du systeme de direction et de la au volant, le systeme de direction etant d'autant plus sensible aux vibrations que les frottements et inerties mis en jeu dans ce systeme vent faibles pour obtenir un fonctionnement suffisamment doux. Les vibrations provenant ainsi du train avant peuvent faire resonner le systeme de direction, par exemple au niveau de la barre de torsion habituelle d'une direction assistee electrique. De plus, ces vibrations generent un couple parasite sur le volant, ce couple etant sensible pour le conducteur et degradant le confort de conduite du vehicule. La presente invention vise a eliminer ces inconvenients, en fournissant un procede permettant de circonscrire, ou du moins d'attenuer, les vibrations parasites issues du train avant, ceci en mettant a profit les specificites d'une direction assistee electrique qui, actuellement, equipe de plus en plus de vehicules. A cet effet, I'invention a pour objet un procede d'amortissement de vibrations parasites issues du train avant d'un vehicule automobile equipe d'une direction assistee electrique, avec un moteur electrique d'assistance pilote par un calculateur electronique qui delivre un courant electrique de consigne, tenant compte de divers parametres, a partir duquel est etabli le courant de puissance du moteur electrique d'assistance, le procede d'amortissement consistent essentiellement a: À disposer dans le calculateur d'un signal electrique qui possede une composante image des vibrations parasites issues du train avant du vehicule; À traiter ledit signal de maniere a isoler sa composante image des vibrations parasites; À calculer, a partir de la composante parasitaire ainsi isolee, une valeur de courant de correction du courant de consigne precise; À et appliquer la valeur de correction calculee au courant de consigne, determine en tenant compte d'autres parametres, pour piloter le moteur electrique d'assistance de la direction. Ainsi, le procede objet de ['invention permet de "gommer" les vibrations parasites, transmises au systeme de direction, et de restituer le confort de conduite, I'invention se fondant sur le constat qu'une simple action correctrice adaptee, exercee par la direction assistee electrique, permet d'amortir les vibrations parasites issues du train avant. On notera la simplicite et le cout reduit de la solution proposee par ['invention, qui ne necessite aucun capteur supplementaire, qui met en couvre les possibilites offertes par un calculateur deja existent sur tout vehicule equipe d'une direction assistee electrique, et qui finalement corrige les vibrations parasites uniquement par modulation du couple d'assistance exerce sur la direction. Le signal electrique, sous forme de tension ou de courant, ici exploite dans le calculateur du fait qu'il "contient" la composante parasitaire, est par exemple la vitesse du moteur electrique d'assistance, ou la derivee temporelle d'un couple capte. Le traitement de ce signal, visant a isoler sa composante image des vibrations parasites a amortir, est avantageusement un filtrage qui laisse passer la ou les composantes de haute frequence, et qui par contre elimine de ce signal la ou les composantes de basse frequence, notamment celles qui vent imposees par le conducteur du vehicule concerne. Le calcul de la valeur du courant de correction, a partir de la composante parasitaire isolee, peut tenir compte aussi d'au moins un autre parametre, tel que par exemple la vitesse du vehicule. Ce calcul parametre peut etre une simple multiplication par un "gain" variable, fonction par exemple de la vitesse du vehicule. II peut aussi s'agir d'un calcul plus complexe, du genre "fonction de transfert". Quant a ['application finale de la valeur de correction, ainsi calculee, au courant de consigne, celle-ci peut-etre une simple soustraction du courant de correction au courant de consigne determine a partir d'autres parametres, de maniere a fournir, comme resultant de cette soustraction, le courant de consigne final qui, transforme en un courant de commande, pilotera la direction assistee electrique en corrigeant les vibrations provenant du train avant du vehicule, de telle maniere que le couple au volant soit "lisle", c'est-a-dire pratiquement exempt de vibrations parasites. On notera que le procede objet de ['invention, qui constitue une "contre-mesure" aux vibrations parasites issues du train avant, s'applique aussi avec un resultat satisfaisant lorsqu'il existe simultanement plusieurs causes de vibrations parasites, c'est-3-dire plusieurs frequences de vibrations parasites qui se superposent, le procede permettant alors dtisoler et de corriger toutes les composantes parasitaires. L'invention sera mieux comprise a ['aide de la description qui suit d'un exemple de mise en ceuvre de ce procede d'amortissement des vibrations parasites issues du train avant d'un vehicule automobile, en reference au dessin schematique annexe dans lequel: Figure 1 est un diagramme illustrant un exemple de couple parasite, avant correction; Figure 2 est un diagramme illustrant un exemple de couple parasite corrige par le procede de ['invention; Figure 3 est un schema illustrant les premieres etapes du procede de ['invention; Figure 4 est un autre schema, illustrant les etapes suivantes de ce procede; Figure 5 est un schema-bloc d'un dispositif mettant en ceuvre le procede de ['invention. La figure 1 illustre un exemple de couple au volant C parasite, evoluant en fonction du temps t. Le couple C possede une composante C1 a basse frequence, imposee par le conducteur du vehicule, cette composante C1 etant representee comme sinusodale mais pouvant Gtre quelconque. Le couple au volant C possede aussi une composante C2 de haute frequence, provenant des vibrations du train avant du vehicule, cette composante parasitaire C2 etant a eliminer ou du moins a attenuer fortement. La figure 2, analogue a la figure 1, illustre le couple au volant C' "lisle", c'est-a-dire reduit pratiquement a sa composante de basse frequence C1, la composante parasitaire de haute frequence C2 ayant ete "gommee". Pour parvenir a un tel couple "lisle", le procede de ['invention consiste, dans une premiere etape, a traiter une information disponible dans le calculateur de la direction assistee electrique sous la forme d'une tension ou d'un courant electrique, cette information etant par exemple la vitesse instantanee de rotation w du moteur electrique d' assi stance, choisie iGi car elle porte en elle-meme une composante qui est ['image de la composante parasitaire C2 precedemment consideree, done des vibrations parasites issues du train avant du vehicule. Grace a un filtrage numerique, la composante "parasitaire" de la vitesse du moteur d'assistance w est isol ee. Com me l' i l i ustre la figure 3, un simple filtre "passe-haul" F. applique a la vitesse w, fournit un signal filtre wf qui constitue la contribution parasitaire. Dans une etape suivante, illustree par la figure 4, le signal filtrb ou contribution parasitaire wf est utilise dans un calcul parametre, pour determiner une valeur de courant de correction Ic. L'operation de calcul parametre, symbolisee ici par la formule K (V), prend en consideration la vitesse V du vehicule, eVou d'autres parametres. Dans une derriere etape, illustree aussi par la figure 4, le courant de correction Ic est soustrait du courant de consigne I, tenant compte de divers parametres, qui de maniere habituelle est determine par le calculateur pour plioter le moteur electrique d'assistance de la direction. La soustraction du courant de correction Ic au courant de consigne I fournit enfin un courant de consigne total corrige It, qui pilotera le moteur el ectriq ue d' assistance. Grace a cette correction adaptee, les vibrations parasites vent "gommees" et l'on obtient le couple voiant "lisle", illustre sur la figure 2. La hgure 5 represente schematiquement, et a titre d'exemple un dispositif de m i se en ceuvre du procede d' amortissement de vibrations parasites precedemment decrit. Ce dispositif comprend les moyens habituels de pilotage du moteur electrique 1 de la direction assistee du vehicule concerne, avec: À des capteurs 2 et 3 places sur le systeme de direction; À des org an es 4 et 5 fourni ss ant des s i gna ux i ntern ee a la direction assistee ou au vehicule; À des circuits 6 et 7 de mise en forme des signaux issus des capteurs 2, 3 et des organes 4, 5; À un ensemble 8 de lois de controle; À des circuits 9 qui fournissent le courant de consigne I, a partir des divers signaux mis en forme et de ['ensemble 8 de lois de controle; À un convertisseur 10 qui, a partir du courant de consigne, etablit un courant de commande Ip dirige vers le moteur electrique d'assistance 1. Selon ['invention, un organe 11 fournit encore la vitesse V du vehicule, laquelle est traitee dans un organe de calcul 12 qui re,coit aussi le signal wf, et fournit le courant le courant de correction Ic, soustrait du courant I pour fournir le courant de consigne total corrige It. C'est done ce courant de consigne corrige It qui, dans le convertisseur 10, est transforme en un courant de puissance alimentant le moteur electrique d'assistance 1, lequel fournit ainsi un couple d'assistance corrige Cc permettant de "gommer" les vibrations parasites. ll va de soi que ['invention ne se limite pas au seul mode de mise en ceuvre de ce procede d'amortissement des vibrations parasites issues du train avant d'un vehicule automobile qui a ete decrit ci-dessus, a titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le meme principe, quel que soit notamment le signal exploite dans le calculateur, du moment que celui-ci possede une composante image des vibrations parasites a eliminer, et queue que soit aussi la fonction particuliere utilisee dans le calcul du courant de correction, cette fonction pouvant impliquer des parametres divers tels que la vitesse du vehicule, la vitesse de broquage, ['angle du volant, etc... REVENDICATIONS 1. Procede damortissement des vibrations parasites issues du train avant d'un vehicule automobile equipe d'une direction assistee electrique, avec un moteur electrique d'assistance (1) pilote par un calculateur electronique qui delivre un courant electrique de consigne, tenant compte de divers parametres, a partir duquel est etabli le courant de puissance du moteur electrique d'assistance, le procede d'amortissement consistent essentiellement a: À disposer dans le calculateur d'un signal electrique (w) qui possede une composante (wf) image des vibrations parasites issues du train avant du vehicule; À traiter ledit signal (w) de maniere a isoler sa composante (wf) image des vibrations parasites; À calculer, a partir de la composante parasitaire (wn ainsi isolee, une valeur de courant de correction (Ic) du courant de consigne precise; À et appliquer la valeur de correction (Ic) calculee au courant de consigne (I), determine en tenant compte d'autres parametres, pour piloter le moteur electrique d'assistance de la direction. 2. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce gue le signal electrique, exploite dans le calculateur en tent que signal "contenant" la composante parasitaire, est la vitesse (w) du moteur electrique d'assistance. 3. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le signal electrique, exploite dans le ca!culateur en tent que signal "contenant" la composante parasitaire, est la derivee temporelle d'un couple capte. 4. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caracterise en ce que le traitement du signal (w) precise, visant a isoler sa composante image des vibrations parasites a amortir, est un filtrage (F) qui laisse passer la ou les composantes de haute frequence, et qui par contre elimine de ce signal la ou les composantes de basse frequence, notamment ceiles qui vent imposees par le conducteur du vehicule concerne. 5. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce que le calcul de la valeur du courant de correction (Ic) , a partir de la composante parasitaire (wf) isolee, tient compte aussi d'au moins un autre parametre (V). w, 6. Procede selon la revendication 5, caracterise en ce que ledit autre parametre est la vitesse (V) du vehicule. 7. Procede selon la revendication 5 ou 6, caracterise en ce que le calcul parametre de la valeur du courant de correction (Ic) est une multiplication par un "gain" (K) variable, fonction par exemple de la vitesse (V) du vehicule. 8. Procede selon la revendication 5 ou 6, caracterise en ce que le calcul parametre de la valeur du courant de correction (Ic) est un calcu! de genre "fonction de transfert". 9. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, caracterise en ce que ['application finale de la valeur de correction calculee au courant de consig ne est une so ustracti on d u courant de correction (Ic) au courant de consigne (I) determine a partir d'autres parametres, de maniere a fournirj comme resultat de cette soustraction, le courant de consigne final (It) qui' transforme en un courant de commande (Ip), pilotera la direction assistee