Brevet FR2897825A1 — publié le 20070831

SYSTEME DE DIRECTION DE VEHICULE La présente invention se rapporte à un système de direction de véhicule qui comprend un mécanisme d'assistance de puissance 5 de direction et un mécanisme de commande de rapport de transfert. Il existe un système de direction de véhicule qui comprend un mécanisme de commande de rapport de transfert destiné à commander le rapport de transfert de l'angle de braquage du 10 volant sur l'angle d'orientation des roues braquées (c'est-à-dire les roues avant) en même temps qu'un mécanisme d'assistance de force de direction destiné à transmettre à un conducteur une puissance de direction assistée. Le mécanisme de commande de rapport de transfert est habituellement équipé d'un 15 mécanisme d'engrenages et d'un moteur électrique d'entraînement pour engrenages. Cependant, si le volant d'un véhicule, qui est équipé du système de direction de véhicule ci-dessus, est tourné à une vitesse de braquage élevée lorsque le véhicule roule à faible 20 vitesse, les roues avant du véhicule qui sont braquées peuvent tourner à une vitesse si élevée que le mécanisme d'assistance de puissance de direction ne peut pas suivre la vitesse. Par conséquent, le conducteur peut forcer davantage en apportant une puissance supérieure à la puissance de direction attendue pour 25 tourner le volant. De manière à résoudre ce problème, le document JP-A-2000-344 120 propose un système de direction assistée hydraulique dans lequel le mécanisme de commande de rapport de transfert augmente le rapport de transfert lorsque la vitesse de 30 rotation devient supérieure à une vitesse prédéterminée. Cependant, ce système de direction hydraulique n'aide pas beaucoup un conducteur pour diriger le véhicule lorsque le véhicule roule à une vitesse lente et le conducteur peut devoir tourner le volant plus qu'il ne le souhaite. 35 Un objectif de l'invention consiste à fournir un système de direction de véhicule amélioré qui soit affranchi du problème ci-dessus. Il a été noté qu'une augmentation soudaine du couple de braquage qu'il est nécessaire qu'un conducteur applique au 40 volant, est provoquée tout d'abord par une réponse lente du mécanisme de commande de rapport de transfert et deuxièmement par une réponse lente du mécanisme d'assistance de puissance de direction, comme représenté sur la figure 4. La réponse lente du mécanisme d'assistance de puissance de direction est provoquée par une vitesse de braquage élevée à une vitesse lente du véhicule et également par la réponse lente du mécanisme de commande de rapport de transfert. Lorsque le couple de braquage appliqué au volant par un conducteur est appliqué à l'arbre du moteur électrique d'entraînement d'engrenages, comme représenté sur la figure 5A, le moteur électrique d'entraînement d'engrenages peut tourner à vide lorsqu'un conducteur commence à tourner le volant à l'instant ts jusqu'à ce que le mécanisme de commande de rapport de transfert lance son fonctionnement à l'instant te. Par conséquent, l'angle de sortie (angle ACT) de l'arbre de sortie du mécanisme de commande de rapport de transfert peut ne pas répondre en synchronisme à l'angle de braquage, comme représenté par une ligne en pointillé sur la figure 5B. Conformément à une caractéristique de l'invention, un système de direction de véhicule comprend une unité d'assistance de puissance de direction destinée à fournir une puissance d'assistance lorsque le volant est tourné, un mécanisme de commande de rapport de transfert destiné à commander le rapport d'un angle de braquage du volant sur un angle de rotation des roues du véhicule en fonction d'une condition du véhicule, un capteur de couple de braquage, un circuit de commande de moteur électrique destiné à commander l'entraînement du moteur électrique de façon à annuler le couple de braquage appliqué au volant lorsque le capteur de couple de braquage détecte un couple de braquage appliqué au volant jusqu'à ce que le mécanisme de commande de rapport de transfert commence à fonctionner. Le capteur de couple peut détecter le couple appliqué au volant lorsque le volant est tourné depuis une position angulaire prédéterminée ou lorsque le volant est tourné à une vitesse de braquage qui est nulle. De préférence, le circuit de commande de moteur électrique calcule un angle cible pour que le moteur électrique d'attaque tourne et le capteur de couple détecte le couple appliqué au volant avant que l'angle cible ne soit appliqué au moteur électrique d'attaque. 3 2897825 Le circuit de commande de moteur électrique peut fournir en continu un couple pour annuler le couple de braquage après que le mécanisme de commande de rapport de transfert a débuté. Dans ce cas, la direction du couple pour annuler le couple de 5 braquage est modifiée lorsque la direction du couple de braquage varie. D'autres objectifs, éléments et caractéristiques de la présente invention de même que les fonctions des parties associées de la présente invention deviendront plus évidents 10 d'après un examen de la description détaillée suivante, des revendications annexées et des dessins. Dans les dessins : La figure 1 est un schéma synoptique d'un système de direction de véhicule conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention, 15 La figure 2 est un schéma synoptique représentant une partie principale du système de direction de véhicule conforme au mode de réalisation préféré, La figure 3 est un schéma synoptique représentant un mécanisme de commande de rapport de transfert, 20 La figure 4 est un schéma d'analyse de cause principale, La figure 5A est un graphe représentant une caractéristique de couple de braquage, La figure 5B est un graphe représentant une caractéristique d'angle de sortie du mécanisme de commande de rapport de 25 transfert et, La figure 6 est un organigramme d'une opération de commande du mécanisme de commande de rapport de transfert. Un mode de réalisation préféré conforme à la présente invention sera décrit en faisant référence aux figures 1 à 6. 30 Comme représenté sur la figure 1, le système de direction de véhicule conforme au mode de réalisation préféré comprend un volant 10, un mécanisme de commande de rapport de transfert 30, un mécanisme d'engrenages de crémaillère 50, un mécanisme de direction assistée électrique (EPS) 60, une unité de commande de 35 direction 70, un capteur de vitesse de véhicule 71, etc. Le mécanisme de commande de rapport de transfert 30 comporte un arbre d'entrée 20 relié au volant 10 et un arbre de sortie 40. L'arbre de sortie 40 est relié à un arbre de crémaillère 51 par l'intermédiaire du mécanisme d'engrenages de crémaillère 50. 40 L'arbre de crémaillère 51 est relié à ses extrémités opposées 4 2897825 aux roues avant directrices FW1, FW2. Le mécanisme EPS 60 est disposé sur le même axe que l'arbre de crémaillère 51. Le mécanisme EPS 60 comprend un moteur électrique (non représenté) qui fournit une puissance pour assister une opération de 5 rotation du volant 10. Comme représenté sur la figure 2, le mécanisme de commande de rapport de transfert 30 comprend un mécanisme d'engrenages qui relie l'arbre d'entrée 20 et l'arbre de sortie 40 et un moteur électrique 31 qui entraîne ce mécanisme d'engrenages pour 10 modifier le rapport de transfert de l'angle de braquage du volant selon l'angle d'orientation des roues avant FW1, FW2. L'arbre d'entrée 20 est doté d'un capteur d'angle de braquage 21 et l'arbre de sortie 40 est doté d'un capteur d'angle de sortie (désigné ci-après par angle ACT) 41 et d'un 15 capteur de couple de braquage 42. L'angle ACT correspond à l'angle d'orientation des roues avant FW1, FW2. L'unité de commande de direction 70 transmet au moteur électrique 31 du mécanisme de commande de rapport de transfert 30 un signal de commande de moteur électrique sur la base des 20 signaux de capteurs du capteur d'angle de braquage 21, du capteur d'angle ACT 41, du capteur de couple de braquage 42 et du capteur de vitesse de véhicule 71. L'unité de commande de direction 70 comprend une section de calcul d'angle cible 70a, une section de commande de rétroaction 25 70b et une section de calcul de rapport cyclique de couple 70c. Comme représenté sur la figure 3, la section de calcul d'angle cible 70a calcule un angle cible obtenu par le moteur électrique 31 en fonction de la vitesse du véhicule et une mappe. Par exemple, un rapport de transfert approprié pour une 30 vitesse de véhicule est lu à partir de la mappe. Ensuite, l'angle cible est calculé à partir de la vitesse de braquage et du produit du rapport de transfert et de l'angle de braquage. La section de commande de rétroaction 70b fournit un signal de commande de rétroaction d'un rapport cyclique de rétroaction 35 d'angle pour rendre la différence entre l'angle cible obtenu par la section de calcul d'angle cible 70a et l'angle ACT nulle. La section de calcul de rapport cyclique de couple 70c calcule un rapport cyclique de couple du signal qui empêche le ralenti du moteur électrique 31 jusqu'à ce que le mécanisme de commande de 40 rapport de transfert 30 commence à fonctionner. La section de calcul de rapport cyclique de couple 70c détecte le couple de braquage qui est appliqué au volant 10 à une vitesse de braquage nulle pour calculer un rapport cyclique de couple qui fournit un couple pour commander le ralenti du moteur électrique 31. Cependant, la section de calcul de rapport cyclique de couple 70c peut détecter le couple de braquage lorsque l'angle de braquage devient un angle prédéterminé ou jusqu'à ce que l'angle cible du moteur électrique 3 soit atteint. La section de calcul de rapport cyclique de couple 70c continue à commander le moteur électrique 31 pour générer le couple de commande après que le mécanisme de commande de rapport de transfert 30 a commencé à fonctionner. Le fonctionnement du mécanisme de commande de rapport de 15 transfert 30 sera décrit en faisant référence à un organigramme représenté sur la figure 6. Lorsque le commutateur d'allumage d'un véhicule est fermé, l'angle de braquage qui est détecté par le capteur d'angle de braquage 21, l'angle ACT qui est détecté par le capteur d'angle 20 ACT 41, le couple de braquage qui est détecté par le capteur de couple de braquage 42 et la vitesse du véhicule qui est détectée par le capteur de vitesse de véhicule 71 sont lus à l'étape 5101. Ensuite, le fait que la vitesse de braquage est nulle ou non, est examiné à l'étape S102. Si le résultat de l'examen est 25 OUI, l'étape 5103 suit, sinon, l'étape 5105 suit. A l'étape 5103, le fait que le couple de braquage apparaît ou non est examiné. Si le résultat de l'examen est OUI, l'étape 5104 suit pour calculer le rapport cyclique de couple. Sinon, l'étape S105 suit pour calculer l'angle cible du 30 moteur électrique 31. Ensuite, le rapport cyclique de rétroaction est calculé à l'étape 5106. Ensuite, le signal de commande de moteur électrique du rapport cyclique final est calculé à l'étape S107 et fourni en sortie au moteur électrique 31 à l'étape 5108. Ci-après, le fait que le commutateur 35 d'allumage est ouvert ou non est examiné à l'étape S109. Si le résultat de l'étape 5109 est NON, l'opération revient à l'étape S101 pour répéter les étapes ci-dessus de nouveau jusqu'à ce que le résultat de l'étape S109 devienne positif (OUI). Donc, la section de calcul de rapport cyclique 70c calcule 40 un signal du rapport cyclique de couple pour annuler le couple de braquage jusqu'à ce que le mécanisme de commande de rapport de transfert 30 commence à fonctionner. Alors, le signal de commande de moteur électrique d'un rapport cyclique final est formé à partir du rapport cyclique de rétroaction et du rapport cyclique de couple pour entraîner le moteur électrique 31, comme représenté sur la figure 3, de sorte que le moteur électrique peut être empêché de tourner à vide en raison du couple de braquage qui est appliqué avant que le mécanisme de commande de rapport de transfert 30 commence à fonctionner. Par conséquent, la réponse du mécanisme de commande de rapport de transfert 30 est améliorée comme représenté par un trait continu sur la figure 5B. Lorsque la direction du couple de braquage change en passant d'une direction à l'autre, la direction du couple de commande 15 peut être modifiée. Lorsque à la fois le couple de braquage et la vitesse de braquage deviennent nuls, le rapport cyclique de couple peut être formé pour devenir progressivement nul, ce qui est appliqué au moteur électrique 31. 20 Dans la description précédente de la présente invention, l'invention a été décrite en faisant référence à ces modes de réalisation spécifiques. Cependant, il sera évident que plusieurs modifications et changements peuvent être apportés aux modes de réalisation spécifiques de la présente invention sans 25 s'écarter de la portée de l'invention telle qu'elle est présentée dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Système de direction de véhicule pour diriger les roues d'un véhicule, comprenant : un volant (10), une unité d'assistance de puissance de direction (60, 70) destinée à fournir une puissance d'assistance lorsque ledit volant est tourné, un mécanisme de commande de rapport de transfert (30), comprenant un mécanisme de modification de rapport de transfert et un moteur électrique d'entraînement (31) destiné à entraîner ledit mécanisme de modification de rapport de transfert (32), en vue de commander un rapport d'un angle de braquage dudit volant (10) sur un angle de rotation desdites roues du véhicule (FW1, FW2) en fonction d'une condition du véhicule, un capteur de couple de braquage (42), un circuit de commande de moteur électrique (70) destiné à commander ledit moteur électrique d'entraînement (31) de façon à annuler le couple de braquage appliqué audit volant (10) lorsque ledit capteur de couple de braquage (42) détecte un couple de braquage appliqué audit volant (10) jusqu'à ce que ledit mécanisme de commande de rapport de transfert (30) commence à fonctionner. 2. Système de direction de véhicule selon la revendication 1, dans lequel ledit capteur de couple (42) détecte le couple appliqué audit volant lorsque ledit volant est tourné à partir d'une position angulaire prédéterminée. 3. Système de direction de véhicule selon la revendication 1, dans lequel ledit capteur de couple (42) détecte le couple appliqué audit volant (10) lorsque ledit volant est tourné lorsque la vitesse de braquage est nulle. 4. Système de direction de véhicule selon la revendication 1, dans lequel : ledit circuit de commande de moteur électrique (70) calcule un angle cible pour la rotation dudit moteur électrique d'entraînement et,ledit capteur de couple (42) détecte le couple appliqué audit volant avant que l'angle cible ne soit transmis audit moteur électrique d'entraînement (31). 5. Système de direction de véhicule selon la revendication 1, dans lequel ledit circuit de commande de moteur électrique (70) fournit en continu un couple pour annuler le couple de braquage après que ledit mécanisme de commande de rapport de transfert (30) a été lancé. 6. Système de direction de véhicule selon la revendication 5, dans lequel la direction du couple pour annuler le couple de braquage est modifiée lorsque la direction du couple de braquage varie. 7. Système de direction de véhicule destiné à diriger un volant (10) d'un véhicule afin d'orienter de cette manière des roues de véhicule (FW1, FW2), ledit système comprenant : un moyen d'assistance de puissance de direction (60) destiné à fournir une puissance de direction assistée lorsque ledit volant est tourné, un mécanisme de modification de rapport de transfert (30) destiné à modifier un rapport d'un angle de braquage dudit volant sur un angle d'orientation desdites roues du véhicule conformément à une condition du véhicule, un capteur de couple de braquage (42) destiné à détecter un couple de braquage appliqué audit volant, un circuit de commande (70) destiné à commander ledit mécanisme de modification de rapport de transfert (30) de façon à annuler le couple de braquage appliqué audit volant lorsque le couple de braquage est détecté jusqu'à ce que ledit mécanisme de commande de rapport de transfert (30) commence à fonctionner.