Brevet FR2866302A1 — publié le 20050819

SYSTEME DE DIRECTION ASSISTEE MOTORISEE La présente invention est relative à un système de direction assistée motorisée ou électrique (ci-après appelé système de direction assistée motorisée) et, plus particulièrement, à un circuit échantillonneurbloqueur commandé par une fonction de détection d'anomalie. Un système de direction assistée motorisée pour faciliter les manoeuvres du volant de direction, dans lequel une manoeuvre de volant de direction est détectée par l'intermédiaire du couple de braquage pour commander la vitesse de rotation d'un moteur en fonction du couple de braquage est bien connu, comme décrit dans JP-B2-2 678 377. Un tel système de direction assistée motorisée comprend un circuit échantillonneur-bloqueur pour détecter le courant du moteur, le circuit comportant un micro-ordinateur. Le circuit échantillonneur-bloqueur échantillonne de manière cyclique des valeurs d'intensité du courant du moteur conformément à un signal de cadencement fourni par le microordinateur et bloque pendant un laps de temps préétabli la valeur d'intensité du courant du moteur. Lorsque la valeur d'intensité du courant est bloquée par le circuit 20 échantillonneur-bloqueur, la valeur d'intensité du courant, qui est un signal analogique, est convertie en signal numérique par un convertisseur A/N séparé, commandant de ce fait le fonctionnement du moteur. Bien qu'un moyen de détection d'anomalie soit prévu, le circuit échantillonneur-bloqueur ne fonctionne pas correctement si le signal de cadencement n'est pas envoyé au circuit échantillonneur-bloqueur par suite d'une déconnexion ou d'une rupture d'un fil de signal de cadencement. Par exemple, si une valeur d'intensité demandée est supérieure à une valeur d'intensité détectée, qui est détectée par un détecteur de courant et est maintenue par un condensateur avant la déconnexion ou la rupture, un micro-ordinateur augmente davantage la valeur d'intensité demandée pour réduire la différence entre la valeur d'intensité demandée et la valeur d'intensité détectée, car la valeur d'intensité détectée diminue progressivement à mesure que le condensateur se décharge. I)e ce fait, l'intensité du courant du moteur subit une très forte augmentation, aussi l'assistance n'est-elle pas correctement réalisée. Compte tenu du problème ci-dessus, un objectif consiste à réaliser un système de direction assistée motorisée qui comporte un circuit échantillonneurbloqueur très fiable. Selon un aspect de l'invention, un système de direction assistée motorisée comprend un moteur d'assistance, un détecteur d'intensité qui détecte la valeur de l'intensité du courant du moteur, un circuit générateur de signaux de cadencement qui génère à intervalles donnés des signaux de cadencement à deux niveaux, un circuit échantillonneur- bloqueur pour échantillonner et bloquer la valeur détectée de l'intensité du courant du moteur à intervalles de temps donnés par le circuit générant des signaux de cadencement, un circuit de détection d'anomalie qui amène le circuit échantillonneur-bloqueur à continuer à bloquer la dernière valeur échantillonnée si le signal de cadencement n'est pas détecté pendant un laps de temps donné. Dans le système de direction assistée motorisée ci-dessus, le circuit de détection d'anomalie peut comporter un circuit de comptage connecté au circuit générant des signaux de cadencement. Dans ce cas, le laps de temps donné est généré lorsque le circuit de comptage compte un nombre donné. Le système motorisé de direction assistée ci-dessus peut comprendre un détecteur de couple qui détecte un couple de braquage et un circuit de calcul de courant d'assistance qui calcule une valeur d'intensité de courant demandée à appliquer au moteur d'après la valeur d'intensité de courant: envoyée par le circuit échantillonneur-bloqueur et le couple de braquage envoyé par le détecteur de couple pour commander le moteur 15. Dans ce cas, le maximum de la valeur d'intensité de courant demandée est établi par rapport à la valeur détectée d'intensité de courant du moteur si le signal de cadencement n'est pas détecté pendant le laps de temps donné. Le système motorisé de direction assistée décrit ci-dessus peut comporter en outre un moyen pour réduire progressivement la valeur demandée d'intensité de courant. D'autres objectifs, aspects et caractéristiques de la présente invention, ainsi que les fonctions de parties correspondantes de la présente invention, apparaîtront clairement à l'examen de la description détaillée ci-après, des revendications annexées et des dessins. Sur les dessins: la Fig. 1 est une vue schématique représentant l'ensemble de la structure d'un système de direction assistée motorisée selon une forme préférée de réalisation de l'invention; la Fig. 2 est un schéma de principe représentant une unité de commande de 35 direction; la Fig. 3 est un schéma de principe représentant un circuit de détection d'anomalie et ses parties périphériques; et la Fig. 4 est un schéma de principe représentant un circuit de comptage et un circuit de comparaison. Un système de direction assistée motorisée selon une forme préférée de réalisation de la présente invention va être décrit en référence aux dessins annexés. Comme représenté sur la Fig. 1, un volant de direction 10 est accouplé avec un arbre de direction 12a. Un détecteur de couple 11 est monté à l'extrémité inférieure de l'arbre de direction 12a et à l'extrémité supérieure d'un arbre 12b de pignon. L'arbre 12b de pignon comporte un pignon (non représenté) à son extrémité inférieure. Le pignon est installé dans un boîtier de direction 16 et est en prise avec une barre 18 de crémaillère. La barre 18 de crémaillère a des extrémités opposées respectivement accouplées avec des premières extrémités de biellettes 20. Les autres extrémités des biellettes 20 sont respectivement accouplées avec des roues directrices 24 par l'intermédiaire de rotules 22. Un moteur 15 tel qu'un moteur à courant continu ou un moteur sans balais est également accouplé avec l'arbre 12b à pignon par l'intermédiaire d'un engrenage (non représenté) et est entraîné par un circuit 14 d'entraînement de moteur. Un détecteur 8 de courant est prévu pour détecter le courant du moteur 15 et est connecté à une unité de commande de direction 30. Un détecteur 17 de vitesse du véhicule est également connecté à l'unité de commande de direction 30. On obtient ainsi un système motorisé de direction assistée du type à colonne. Le détecteur de couple 11 comprend une barre de torsion bien connue et une paire de résolveurs espacés les uns des autres dans la direction axiale de la barre de torsion. Lorsque le volant de direction 10 est manoeuvré et que l'arbre de direction 12a est amené à tourner, la barre de torsion subit une torsion dans une mesure proportionnelle au braquage. Le résolveur détecte une différence d'angle entre les extrémités opposées de la barre de torsion, de façon que le couple de braquage appliqué à la barre de torsion puisse être calculé d'après la différence d'angle et la constante élastique de la barre de torsion. Ce signal est envoyé à l'unité de commande de direction 30. La position angulaire du moteur 15 est détectée par un détecteur 9 de position angulaire de moteur, qui est composé d'un détecteur bien connu tel qu'un codeur rotatif ou un résolveur. Le détecteur 9 de position angulaire envoie son signal de sortie à l'unité de commande de direction 30. Comme représenté sur les figures 1 et 2, l'unité de commande de direction 30 comprend une unité centrale 31, une mémoire vive 32, une mémoire morte 33, une interface E/S d'entrée/sortie 34 et leur ligne 35 de bus, un circuit échantillonneur-bloqueur 41 et un circuit de détection d'anomalie 42 en plus du détecteur 8 de courant, du circuit d'entraînement 14. L'unité centrale 31 exécute sa commande conformément à des programmes et des données stockés dans la mémoire morte 33 et la mémoire vive 32. La mémoire morte 33 a une section de stockage de programmes 33a et une section de stockage de données 33b. La section de stockage de programme 33a stocke un programme de commande de direction 33p. La section de stockage de données 33b stocke des données nécessaires pour exécuter le programme de commande de direction 33p. L'unité de commande de direction 30 exécute le programme de commande de direction 33p pour calculer un couple d'entraînement d'après le couple de braquage détecté par le détecteur de couple 11, afin que le circuit d'entraînement 14 de moteur puisse appliquer une tension appropriée au moteur 15 pour mettre en oeuvre un couple d'entraînement qui corresponde au couple de braquage. L'unité de commande de direction 30 calcule également un couple moteur réel d'après une valeur d'intensité de courant de moteur détectée par le détecteur 8 de courant pour exécuter une commande asservie afin que le couple moteur réel puisse être égal au couple d'entraînement. Lorsque le détecteur 8 de courant détecte le courant du moteur, le signal de sortie du détecteur 8 est envoyé à un circuit échantillonneur-bloqueur 41. L'unité centrale 31 comporte une section 31a de calcul de courant d'assistance qui fournit au circuit échantillonneur-bloqueur 41 un signai impulsionnel de cadencement. Le signal impulsionnel de cadencement comporte des impulsions générées suivant un cycle prédéterminé. Le circuit échantillonneur-bloqueur 41 fonctionne soit en mode échantillonnage soit en mode blocage. Si le circuit de détection d'anomalie 42 détecte une anomalie du circuit échantillonneur-bloqueur 41, il envoie un signal à la section 31a de calcul de courant d'assistance. La section 31a de calcul de courant d'assistance calcule une valeur demandée de courant à appliquer au moteur 15 d'après la valeur d'intensité de courant envoyée par le circuit échantillonneur-bloqueur 41 et le couple de braquage envoyé par le détecteur 11 de couple et commande le circuit d'entraînement 14 à l'aide de la valeur demandée de courant pour entraîner le moteur 15. Lorsque le système est arrêté, le maximum de la valeur demandée de courant peut être progressivement réduit vers zéro de façon qu'un conducteur ou des passagers ne ressentent pas de choc. Par ailleurs, la valeur demandée de courant peut être calculée d'après le signal de position angulaire envoyé par le détecteur 9 de position angulaire. Comme représenté sur la Fig. 3, le détecteur de courant est composé d'une résistance shunt 8a qui produit un signal de tension lorsque le courant du moteur est fourni au moteur 15. Le circuit échantillonneur-bloqueur 41 comprend une section d'amplification de tension 411 qui comprend un amplificateur opérationnel bien connu 41a et une section d'échantillonnage-blocage 412 qui comprend des amplificateurs opérationnels 41b, 41e, un commutateur 41c et un condensateur 41d. Le signal de tension envoyé par le détecteur 8 de courant est amplifié par le circuit amplificateur de tension 411 et envoyé à la section d'échantillonnage-blocage 412. La section d'échantillonnage-blocage 412 passe d'un des modes échantillonnage et blocage à l'autre en fonction du signal de cadencement envoyé par l'unité centrale 31 via le circuit de détection d'anomalie 42. Lorsque le signal de cadencement présente un niveau H, le commutateur 41c devient passant, aussi la section d'échantillonnage-blocage 412 reste-telle dans le mode échantillonnage. Ainsi, le condensateur 41d est chargé jusqu'à ce que la tension du condensateur devienne aussi élevée qu'à la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel 41b. Lorsque le signal de cadencement présente un niveau L, le commutateur 41c devient bloquant. De ce fait, la charge électrique du condensateur 41d est déchargée et la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 41e devient aussi basse que la tension du condensateur 41d. La tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 41e est envoyée à la section 31 a de calcul de courant d'assistance, en tant que signal de courant détecté. Comme représenté sur la Fig. 4, le circuit de détection d'anomalie 42 comprend un circuit de déclenchement 42a, un circuit de comptage 42b, un circuit de comparaison 42c et une ligne 42d de signal. Le circuit de détection d'anomalie 42 applique le signal de cadencement envoyé par l'unité centrale 31 au circuit de déclenchement 42a qui forme un signal de déclenchement à partir du front montant d'une impulsion lorsque le signal de cadencement passe du niveau L au niveau H ou à partir d'un front descendant de l'impulsion lorsque le signal de cadencement passe du niveau H au niveau L. Le circuit de comptage 42b est composé d'un circuit 421 d'effacement de compteur et d'un compteur incrémentiel 422. Le circuit d'effacement 421 de compteur est composé d'un circuit de bascule RS, et le compteur incrémentiel 422 est un compteur binaire de dix bits non asservi qui est composé d'une pluralité de registres 422a. Les registres 422a sont respectivement appelés b9, b8,.... bO depuis le registre de bit de poids le plus fort jusqu'au registre de bit du poids le plus faible. Le circuit de comptage 42b compte généralement le nombre de signaux d'horloge fournis par une horloge CLK afin de réaliser un signal binaire numérique de sortie. Lorsque le signal binaire numérique de sortie atteint un maximum ou dépasse le maximum, le circuit de comptage 42b est mis à zéro pour compter les signaux d'horloge à partir de 0. Lorsque le circuit de comptage 42b reçoit un signal de déclenchement du circuit de déclenchement 42a, le signal de sortie du circuit de comptage 42b est mis à zéro ou effacé pour recommencer à compter. Le circuit de comparaison 42c examine si, oui ou non, le nombre compté par le circuit de comptage 40b dépasse une valeur seuil. Si le nombre compté dépasse la valeur seuil, il est présumé que le signal de cadencement n'est pas envoyé par l'unité centrale 31. Dans ce cas, le circuit de comparaison 42c envoie un signal de niveau H à l'unité centrale 31, qui envoie un signal d'instruction via la ligne 42d de signal à la section d'échantillonnage-blocage 412 pour maintenir inchangé le signal de cadencement, et le commutateur 41c est dans l'état bloquant. Par ailleurs, le signal de niveau H du circuit de comparaison 42c peut être envoyé à la section d'échantillonnage-blocage 412 pour maintenir l'opération de commutation via une ligne de signal à la place de la ligne de signal 42d. D'autre part, si le nombre compté ne dépasse pas la valeur seuil, il est présumé que le signal de cadencement est normalement envoyé par l'unité centrale 31. Dans ce cas, le circuit de comparaison 42c envoie un signal de niveau L à l'unité centrale 31. La structure décrite ci-dessus est également utile si la ligne 42d de signal est défaillante. Le circuit de comparaison 42c est composé d'un circuit ET 423 qui a plusieurs bornes d'entrée DO, D1...D9, respectivement connectées aux bornes de sortie des registres bO, bl, ... b9. Un circuit inverseur 423a est connecté entre le registre appelé b7 et la borne D7. D'autres circuits inverseurs 423b, 423c, 423d sont respectivement connectés entre les registres correspondants appelés b6, b5, b4 et les bornes D6, D5, D4, de la même manière que le circuit inverseur 423a. Le circuit ET 423 est composé d'un circuit logique bien connu qui produit un signal de niveau H (ou 1) lorsqu'un signal de niveau H (ou 1) est envoyé à toutes les bornes d'entrée D0-D9. Ainsi, si le nombre compté en code binaire devient 1100001111, le signal de niveau H est produit à la borne de sortie 423e du comparateur 42c. Par ailleurs, si un seul des registres 422a passe à 1 lorsqu'une anomalie est détectée, par exemple sous la forme 0010000000, on peut se passer du circuit ET 423 si la borne de sortie du registre appelé b7 est directement connectée à l'unité centrale 31. Dans la description ci-dessus de la présente invention, l'invention a été présentée en référence à des formes spécifiques de réalisation de celleci. Cependant, il sera évident que divers changements et modifications peuvent être apportés aux formes spécifiques de réalisation de la présente invention sans sortir du cadre de l'invention tel qu'il est présenté dans les revendications annexées. Revendications 1. Système de direction assistée motorisée, caractérisé en ce qu'il comprend: un moteur (15) d'assistance; un moyen (8) pour détecter la valeur de l'intensité du courant du moteur; un moyen (41) pour échantillonner et bloquer à intervalles de temps donnés une valeur détectée de l'intensité du courant du moteur; un moyen (31) pour générer un signal de cadencement afin d'activer le moyen d'échantillonnageblocage; et un moyen (42) pour générer un signal d'anomalie si le signal de cadencement n'est pas détecté pendant un laps de temps donné. 2. Système de direction assistée motorisée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (41) d'échantillonnage-blocage bloque en continu le courant échantillonné du moteur si le signal de cadencement n'est pas détecté pendant le laps de temps donné. 3. Système de direction assistée motorisée selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (42b, 42c) pour calculer une valeur demandée d'intensité de courant à fournir au moteur d'assistance, le maximum de la valeur demandée d'intensité étant établi d'après la valeur détectée de l'intensité du courant du moteur si le signal de cadencement n'est pas détecté pendant le laps de temps donné. 4. Système de direction assistée motorisée selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (31) pour réduire progressivement la valeur demandée de l'intensité du courant.