Brevet FR2845342A1 — publié le 20040409

i Procédé de commande d'un système de direction d'un véhicule automobile et dispositif de commande associé. La présente invention concerne un procédé de commande d'un 5 système de direction d'un véhicule automobile ainsi qu'un dispositif de commande associé. Généralement, dans un système de direction de véhicule automobile, assisté ou non, un lien mécanique existe entre les roues du véhicule et un volant de commande, par exemple sous la forme d'un 10 système pignoncrémaillère. Dans ce cas, un angle de braquage de roues correspond à un angle de rotation du volant de commande. Des systèmes de direction sans lien mécanique sont envisagés. Dans ce cas, un volant de direction est muni d'un capteur de position angulaire. Un actionneur provoque un braquage des roues directrices 15 du véhicule automobile en fonction de l'information de position angulaire du volant de direction. On connaît par le document US 6 227 327, un système de direction d'un véhicule automobile comprenant un volant de direction mobile angulairement dans une faible plage angulaire, comprise entre 20 30 et +300. Le volant est mobile à l'encontre d'un ressort de rappel. Un dispositif de détection de position, comprenant un capteur de déplacement ou un capteur de force appliquée, permet de déterminer la position du volant et par la suite de déterminer un angle de braquage des roues. Des boutons de commande et des dispositifs d'affichage 25 sont prévus sur le volant. Néanmoins, ce système de direction étant basé sur une position angulaire du volant, ce dernier doit être mobile dans une plage angulaire suffisante pour permettre une mesure suffisamment précise de la position du volant afin de pouvoir déterminer l'angle de 30 braquage réellement souhaité par le conducteur. La rotation du volant peut gêner la lecture d'information sur les dispositifs d'affichage. La rotation du volant peut également gêner l'utilisation des commandes disposées sur le volant. Pour l'affichage et la transmission de signaux de commande lors d'actions sur les boutons de commande, des moyens de transmission de données entre un tableau de bord fixe et le volant tournant doivent être prévus, ce qui complique l'implantation du volant sur le tableau de bord. La présente invention a pour objet un procédé de commande d'un système de direction permettant d'obtenir une commande de braquage de roues directrices précise tout en limitant les mouvements d'un organe de commande. La présente invention a pour objet un procédé de commande d'un système de direction simple et offrant des garanties intrinsèques de sécurité de fonctionnement. La présente invention a encore pour objet un procédé de commande d'un système de direction permettant l'utilisation d'un 15 système de direction léger, et d'encombrement faible. Dans un tel procédé de commande d'un système de direction d'un véhicule automobile comprenant au moins un actionneur apte à provoquer un braquage de roues directrices du véhicule, et un organe de commande de l'actionneur sur lequel un conducteur agit pour 20 commander un braquage de roues directrices, l'organe de commande étant découplé mécaniquement des roues directrices, on détermine un couple exercé par le conducteur sur l'organe de commande, on détermine un angle de braquage des roues directement comme une fonction du couple exercé sur l'organe de commande, et on commande 25 l'actionneur pour obtenir l'angle de braquage. L'angle de braquage des roues étant déterminé directement comme une fonction du couple exercé sur l'organe de commande, on peut utiliser un organe de commande quasiment fixe. En effet, il n'est pas nécessaire de permettre un déplacement angulaire de plus de 30 quelques degrés (O à 50 de préférence) de l'organe de commande, pour obtenir une précision suffisante. La fixation de l'organe de commande sur un tableau de bord du véhicule automobile en est simplifiée. Par ailleurs, un volant quasiment fixe permet encore de simplifier l'installation d'éléments de sécurité tels qu'un coussin gonflable disposé dans un moyeu du volant, ou d'autres organes de commande qui peuvent être placés en position fixe sur le volant ou à côté de celui-ci de façon à rester toujours à proximité des doigts du conducteur. Dans un mode de mise en oeuvre, on détermine un angle de braquage des roues comme une fonction du couple exercé sur l'organe de commande et d'une vitesse de déplacement du véhicule. La commande du braquage des roues par l'intermédiaire d'un actionneur commandé à partir d'un organe découplé mécaniquement des roues 10 directrices, permet de modifier une loi de commande de l'angle de braquage en fonction du couple, notamment en fonction de la vitesse de déplacement du véhicule. Dans un mode de mise en oeuvre, on détermine un braquage des roues comme le produit du couple exercé sur l'organe de commande et 15 d'un coefficient d'adaptation déterminé comme une fonction de la vitesse de déplacement du véhicule. A une vitesse donnée, l'angle de braquage des roues est proportionnel au couple exercé par un conducteur sur l'organe de commande. Dans un mode de mise en oeuvre, on détermine un coefficient 20 d'adaptation à l'aide d'au moins une loi pré-enregistrée. Une loi pré-enregistrée, définissant le coefficient d'adaptation en fonction de la vitesse de déplacement du véhicule, peut être du type linéaire par morceaux et comprenant une première section dans laquelle le coefficient d'adaptation diminue d'une première valeur à 25 une seconde valeur inférieure à la première valeur entre une première vitesse et une seconde vitesse, le coefficient d'adaptation étant égal à la seconde valeur pour toute vitesse supérieure à la seconde vitesse. Dans un mode de mise en oeuvre, le coefficient d'adaptation varie linéairement entre la première valeur et la seconde valeur, en 30 fonction de la vitesse du déplacement du véhicule. Dans un mode de mise en oeuvre, on modifie une loi de commande de l'angle de braquage en fonction du couple exercé par le conducteur sur l'organe de commande en modifiant une raideur supplémentaire appliquée sur l'organe de commande. L'organe de commande est déplacé à l'encontre d'une raideur d'un capteur de couple. En modifiant une raideur supplémentaire appliquée sur l'organe de commande, un couple exercé par le conducteur sur l'organe de commande sera compensé à la fois par la raideur 5 supplémentaire et par le capteur de couple. Dès lors, pour un couple donné exercé par le conducteur, le couple apparent mesuré par le capteur de couple sera modifié, et la loi de commande liant le couple exercé par le conducteur et le braquage des roues en sera également modifiée. L'invention concerne également un système de direction d'un véhicule automobile comprenant au moins un actionneur apte à provoquer un braquage de roues directrices du véhicule et un organe de commande de l'actionneur sur lequel un conducteur agit pour commander un braquage des roues directrices, l'organe de commande 15 étant découplé mécaniquement des roues directrices, un capteur de couple exercé sur l'organe de commande, et un module de commande de l'actionneur apte à déterminer un angle de braquage des roues directement comme une fonction du couple exercé sur l'organe de commande. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustrée par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est une vue schématique d'un système de direction 25 d'un véhicule automobile selon un aspect de l'invention; -la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'un organe de commande selon un aspect de l'invention; -la figure 3 illustre une loi de variation d'un coefficient d'adaptation en fonction d'une vitesse du véhicule; et Sur la figure 1, un système de direction référencé 1 dans son ensemble comprend un volant de commande 2 pour commander un angle de braquage de roues directrices 3, 4, qui sont de façon connue les roues avant d'un véhicule automobile non représenté. Le volant de commande 2 est fixé à un tableau de bord 5, représenté schématiquement par un point fixe, par l'intermédiaire d'un capteur d'effort 6 relié à un module de commande 7 par une liaison de mesure 8. Le module de commande 7 est relié par une liaison de 5 commande 9 à un actionneur 10 apte à provoquer un déplacement linéaire d'une crémaillère 11 disposée de façon connue transversalement sur le véhicule et reliée à ses extrémités par des biellettes de direction 12, 13 aux roues directrices 3, 4 du véhicule. Un déplacement transversal de la crémaillère 11 provoque un braquage 10 correspondant des roues directrices 3, 4. Sur la figure 2, sur laquelle les références aux éléments semblables à ceux de la figure 1 ont été reprises, un volant 2 est fixé dans un logement tubulaire 14 ménagé dans un tableau de bord 5, non représenté sur la figure. Un châssis de support 15 comprend un 15 manchon 16 muni d'un alésage 17 définissant le logement tubulaire 14. Le volant 2 est solidaire d'un moyeu 18 disposé axialement dans le logement tubulaire 14 en étant fixé dans le manchon 16 par l'intermédiaire de roulements ou des paliers 19, 20 disposés sensiblement aux extrémités axiales du moyeu 18. Un capteur de 20 couple 21 est disposé entre le manchon 16 et le moyeu 18. Un moyen de blocage ou de frottement 17a est placé entre l'alésage 17 et l'extrémité du moyeu 18 opposée au volant 2 en étant solidaire de l'alésage 17. Le moyen de frottement ou de blocage 17a est prévu pour maintenir ou retenir en rotation ladite extrémité du moyeu 18 et éviter 25 que le moyeu 18 ne tourne dans le vide. Le capteur de couple 21 schématisé sur la figure 2 par un élément de raideur 21a exerce une résistance s'opposant à une rotation du moyeu 18 et donc du volant 2. Le capteur de couple 21 permet de déterminer le couple exercé sur le volant 2 par un conducteur. La 30 raideur du capteur de couple est telle que le volant 2 est quasiment fixe en rotation. Le volant 2 peut par exemple pivoter de quelques degrés de part et d'autre d'une position de référence, notamment +/5 , de préférence +/- 3 . Si on dispose entre l'alésage 17 et le moyeu 18 un moyen de frottement et une butée angulaire, on autorise un débattement angulaire du volant 2 correspondant à un débattement angulaire du capteur de couple 21 et un jeu en rotation du moyeu 18 de quelques 5 degrés. Si on dispose entre l'alésage 17 et le moyeu 18 un moyen de blocage, le débattement angulaire du volant 2 correspond uniquement au débattement autorisé par le capteur de couple 21. Le capteur de couple 21 est relié par une liaison de mesure 8 à un module de commande 7. En fonctionnement, le module de 10 commande 7 reçoit par la liaison de mesure 8 une mesure du couple exercé sur le volant 2 par un conducteur. Le module de commande 7 détermine directement en fonction du couple exercé par le conducteur, un angle de braquage des roues directrices du véhicule automobile. Ainsi, la grandeur pertinente de commande de l'angle de braquage des 15 roues étant un couple exercé sur un organe de commande 2, un débattement angulaire du volant 2 n'est pas nécessaire pour permettre une précision de mesure suffisante. Dès lors, on peut adapter une raideur du capteur de couple de façon que le volant 2 soit quasiment fixe en rotation. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 1, les roues directrices sont dépendantes, c'est-à-dire que leur angle de braquage relatif dépend l'un de l'autre, car elles sont reliées par une crémaillère dont un déplacement transversal commande le braquage des roues. Bien entendu, pour un déplacement donné de la crémaillère 11, 25 les roues directrices 3, 4 peuvent adopter des angles de braquage légèrement différents, selon la conception des trains roulants du véhicule et leur cinématique. Dès lors, le module de commande 7 détermine un déplacement de la crémaillère 11 en fonction du couple appliqué par le conducteur 30 sur l'organe de commande 2. On peut utiliser une loi de transformation simple fournissant un déplacement de la crémaillère Xcrem en fonction du couple appliqué par le conducteur Ccond du type: K.Ccond Xerem = Re o Xcrem (m) est un déplacement de la crémaillère par rapport à une position neutre, Re (m/tour) est un coefficient de réduction donné, K est un coefficient d'adaptation variant avec la vitesse du véhicule, Ccond (Nm) est le couple appliqué par le conducteur sur le 10 volant de commande. Avec une telle loi de commande, à une vitesse donnée de déplacement du véhicule automobile, une augmentation du braquage des roues est commandée par une augmentation du couple appliqué sur le volant 2. Le coefficient de réduction Re permet d'adapter facilement une loi de commande en fonction de l'agrément de conduite que l'on souhaite obtenir. Bien entendu, le coefficient de réduction, qui est constant, peut être intégré directement dans le coefficient d'adaptation variant avec la vitesse K. La figure 3 illustre une loi de variation d'un coefficient d'adaptation K avec la vitesse de déplacement du véhicule automobile. Le coefficient d'adaptation prend une première valeur Ki pour une vitesse nulle du véhicule et décroît linéairement jusqu'à une deuxième valeur K2 pour une vitesse Vi du véhicule automobile. Ensuite, pour 25 toute vitesse du véhicule mobile supérieure à Vi, le coefficient d'adaptation est égal à K2. Dans cet exemple, le coefficient d'adaptation K diminue donc lorsque la vitesse de déplacement du véhicule augmente. Ainsi, un conducteur, pour obtenir un angle de braquage donné des roues directrices, doit exercer un couple supérieur 30 lorsque la vitesse du véhicule est plus élevée. Une telle loi prédéterminée permet d'éviter des mouvements brusques des roues directrices du véhicule automobile en situation de vitesse de déplacement élevée. A titre d'exemple nullement limitatif, on peut prévoir que la première valeur Ki du coefficient d'adaptation pour une vitesse nulle est égale à 72, et que la seconde valeur K2 est égale à 5, VI étant égal par exemple à 50 km/h. On a décrit une loi prédéterminée linéaire par morceaux pour le coefficient d'adaptation en fonction de la vitesse. Bien entendu, on peut utiliser d'autres lois de variation, et notamment des lois de variation non linéaires, en fonction de l'agrément que l'on souhaite donner au système de direction du véhicule automobile. Bien que l'on ait décrit des roues directrices liées par une crémaillère munie d'un actionneur, on pourrait envisager que le véhicule soit équipé d'un autre moyen de liaison que la crémaillère ou d'une roue directrice ou de plusieurs roues directrices indépendantes chacune munie d'un actionneur. Dans ce cas, on prévoit pour chaque 15 actionneur un calcul d'une grandeur de commande directement en fonction du couple exercé par le conducteur sur le volant, de façon que l'angle de braquage de la roue soit directement lié au couple exercé par le conducteur sur le volant. Pour modifier une loi de commande du braquage des roues en 20 fonction du couple exercé par le conducteur sur le volant, on peut prévoir une raideur supplémentaire s'opposant à la rotation du volant. Dès lors, en modifiant cette raideur, pour un même couple exercé par le conducteur, le couple apparent mesuré par le capteur de couple sera modifié, et la loi de commande résultante sera modifiée. Un tel dispositif peut permettre de modifier la commande de braquage selon les désirs du conducteur, ou en fonction d'un profil de conducteur détecté en fonction de paramètres de conduite. On pourra par exemple prévoir un mode de conduite sportive et un mode de conduite de ville, dans lequel le braquage des roues est plus aisé et 30 requiert, pour un même braquage, un couple exercé moindre. La raideur supplémentaire peut par exemple être ajoutée en liant, au moyen d'un loquet commandé, un ressort de torsion supplémentaire sur le volant. Grâce à l'invention, on obtient un système de direction permettant de commander un braquage de roues directrices à partir d'un organe de commande quasiment fixe. La fixation de l'organe de commande en est simplifiée et se fait avec un encombrement réduit et 5 un poids faible. Le cot d'obtention du système de direction est également faible. Par ailleurs, le volant quasiment fixe permet de disposer des commandes du véhicule directement sur le volant, pour simplifier un accès du conducteur à ses commandes, que le véhicule soit en situation 10 de roulage rectiligne ou en virage. L'ergonomie du véhicule est améliorée, car les commandes disposées sur le volant sont toujours accessibles pour le conducteur, même pendant des manoeuvres de virage effectuées dans des parkings, à des coins de rue, sur des rondspoints, etc. Des systèmes d'affichage peuvent être également disposés sur le volant sans perturber une lecture par le conducteur dans des situations de manoeuvre de virage. Par ailleurs, le volant étant quasiment fixe, il n'est pas nécessaire de prévoir des dispositifs de transmission d'informations 20 entre une partie du volant tournant et un support non tournant. Bien entendu, l'invention qui a été décrite dans le cadre d'une application d'un véhicule automobile, peut aussi être appliquée sur des engins industriels, du type transpalettes. REVENDICATIONS 1-Procédé de commande d'un système de direction (1) d'un véhicule automobile, comprenant au moins un actionneur (10) apte à provoquer un braquage de roues directrices (3, 4) du véhicule, et un 5 organe de commande (2) de l'actionneur (10) sur lequel un conducteur agit pour commander un braquage de roues directrices (3, 4), l'organe de commande étant découplé mécaniquement des roues directrices (3, 4), caractérisé par le fait qu'on détermine un couple exercé par le conducteur sur l'organe de commande (2), on détermine un angle de 10 braquage des roues (3, 4) directement comme une fonction du couple exercé sur l'organe de commande (2), et on commande l'actionneur (10) pour obtenir l'angle de braquage désiré. 2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on détermine un angle de braquage des roues (3, 4) comme une fonction 15 du couple exercé sur l'organe de commande (2) et d'une vitesse de déplacement du véhicule. 3-Procédé selon l'une quelconque des revendications l ou 2, caractérisé par le fait qu'on détermine un angle de braquage des roues (3, 4)comme le produit du couple exercé sur l'organe de commande (2) 20 et d'un coefficient d'adaptation (K) déterminé comme une fonction de la vitesse de déplacement du véhicule. 4-Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on détermine un coefficient d'adaptation (K) à l'aide d'au moins une loi préenregistrée. 5-Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que selon une loi pré-enregistrée définissant le coefficient d'adaptation en fonction de la vitesse de déplacement du véhicule, le coefficient d'adaptation (K) diminue d'une première valeur (Kl) à une seconde valeur (K2) inférieure à la première, entre une première vitesse et une 30 seconde vitesse, le coefficient d'adaptation étant égal à la seconde valeur (K2) pour toute vitesse supérieure à la seconde vitesse. 6-Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le coefficient d'adaptation (K) varie linéairement entre la première il valeur et la seconde valeur, en fonction de la vitesse de déplacement du véhicule. 7-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on modifie une loi de commande 5 d'un angle de braquage en fonction du couple exercé par le conducteur sur l'organe de commande (2) en modifiant une raideur supplémentaire exercée sur l'organe de commande. 8-Système de direction de véhicule automobile, comprenant au moins un actionneur (10) apte à provoquer un braquage de roues 10 directrices (3, 4) du véhicule, et un organe de commande (2) de l'actionneur sur lequel un conducteur agit pour commander un braquage des roues directrices (3, 4) , l'organe de commande (2) étant découplé mécaniquement des roues directrices, caractérisé par le fait qu'il comprend un capteur de couple (21) exercé sur l'organe de 15 commande, et un module de commande (7) de l'actionneur apte à déterminer un angle de braquage des roues directement comme une fonction du couple exercé sur l'organe de commande (2).