Brevet FR2938815A1 — publié le 20100528

i "Dispositif de commande pour une direction assistée de véhicule et direction assistée de véhicule intégrant un tel dispositif de commande" La présente invention concerne un dispositif de commande pour une direction assistée de véhicule. Elle concerne aussi une direction assistée de véhicule intégrant un tel dispositif de commande. Dans l'état de la technique, on connaît déjà des directions électriques assistées. Un tel système de direction comporte un io volant qui est mécaniquement connecté sur les roues directrices avec un dispositif d'assistance qui ajoute de la puissance mécanique d'assistance à l'effort appliqué par le conducteur sur le volant de direction. Dans un premier état de la technique, l'effort du 15 conducteur et l'état dynamique du véhicule sont détectés à l'aide de capteurs spécifiques. Par exemple, les actions du conducteur peuvent être détectés par des capteurs d'angle volant ou encore par des capteurs de couple exercé sur la colonne de direction. De même, l'état dynamique du véhicule peut être détecté par un 20 capteur de vitesse de véhicule, des accéléromètres pour mesurer l'accélération longitudinale et/ou radiale. De l'ensemble de ces mesures, un calculateur convenablement programmé produit des commandes adaptées appliquées à un générateur de puissance mécanique d'assistance. 25 Particulièrement, un tel générateur de puissance mécanique d'assistance comporte un moteur électrique dont le rotor est connecté par l'intermédiaire d'un coupleur mécanique (cas des directions assistées électriques) ou par l'intermédiaire d'un circuit fluidique (cas des directions assistées fluidiques). 30 Ce premier état de la technique présente un inconvénient dans la complexité introduite par l'ensemble des capteurs mis en oeuvre. 2 Il existe ainsi un second état de la technique dans lequel, par exemple dans le document FR-B1-2.864.000, on se passe de capteur de mesure directe de l'action du conducteur sur le volant. A cette fin, il est connu d'analyser la forme d'onde du courant électrique dans le circuit d'alimentation électrique du moteur électrique qui est la source primaire de puissance mécanique d'assistance. En effet, dans le cas où le couplage entre l'arbre de sortie du moteur électrique et le volant de direction est bidirectionnel, les efforts du conducteur produisent une io modification du couple résistant subi par le moteur électrique d'assistance. Il en résulte, surtout pour les circuits électriques alimentés par une source électrique à tension sensiblement constante comme une batterie de véhicule, ce qui est le cas le plus répandu dans le cas des véhicules, une modification de 15 l'intensité du courant circulant dans le circuit électrique. Dans le document FR-B1-2.864.000, il est décrit un moyen pour reconstruire par calcul l'information de l'angle volant appliqué par le conducteur sur le volant de direction sur la base d'une mesure électrique du courant électrique d'alimentation du 20 moteur électrique d'entraînement de la pompe d'un circuit hydraulique d'assistance de direction. Cependant, cet état de la technique enseigne le recours à une phase d'apprentissage au cours de laquelle un certain nombre de points de fonctionnement sont acquis qui permettent 25 de faire correspondre un effort sur le volant à un courant électrique dans le circuit électrique d'alimentation du moteur électrique d'assistance. Puis, une extrapolation permet d'établir, par exemple sous forme de tables, une liste étendue de points de consigne. Il en résulte que dans une étape d'exploitation, cet état 30 de la technique permet d'associer un courant électrique d'assistance pour une mesure d'un point de fonctionnement. Mais, une telle table ne permet pas de répondre à des situations dynamiques, ni de suivre le vieillissement du système contrôlé. Pour porter remède à ces inconvénients de l'état de la technique, la présente invention concerne un dispositif de commande d'une direction assistée électrique du genre dans lequel la puissance d'assistance est fournie par un moteur électrique, mécaniquement couplé à un mécanisme de direction, et dans lequel les efforts du conducteur sur un volant se traduisent par une modification d'un paramètre de fonctionnement du moteur électrique et au moyen d'un circuit d'alimentation du moteur électrique. Selon l'invention, le dispositif de commande io comporte : un moyen de mesure d'un paramètre électrique du circuit d'alimentation du moteur électrique d'assistance pour déterminer une sollicitation d'assistance de braquage; un circuit pour déterminer une classe d'assistance de 15 braquage en réponse à la sollicitation d'assistance mesurée par le circuit, la classe d'assistance de braquage déterminant des paramètres de consigne du moteur électrique ; et un circuit de pilotage pour générer une prestation d'assistance des paramètres de consigne définis par ladite classe 20 d'assistance de direction pour piloter une source de courant de puissance pour déterminer le fonctionnement du moteur électrique. Selon d'autres aspects de l'invention, le dispositif de commande comporte ou est tel que : 25 le moyen de mesure d'un paramètre électrique du circuit d'alimentation du moteur électrique d'assistance pour déterminer une sollicitation d'assistance de braquage comporte un circuit de mesure du courant circulant dans le circuit d'alimentation du moteur électrique ; 30 le circuit pour déterminer une classe d'assistance de braquage comporte au moins une classe d'assistance de braquage enregistrée sous la forme de la donnée d'au moins deux valeurs de consigne de régime du moteur électrique, la première valeur (Ni) correspondant à aucune prestation d'assistance, la dite au moins seconde valeur (N2) correspondant à une prestation d'assistance ; la classe d'assistance de braquage détermine aussi au moins un premier seuil 11 au-dessus duquel au moins une dite prestation d'assistance est déterminée et un second seuil 12 au-dessous duquel aucune prestation d'assistance est appliquée ; le circuit pour déterminer une classe d'assistance de braquage coopère avec un moyen pour introduire un retard sur un io paramètre de consigne comme le régime de consigne pour au moins un changement d'état du système de direction comme le retour à un état sans prestation d'assistance ; le circuit pour déterminer une classe d'assistance de braquage coopère avec un moyen pour réaliser un filtrage sur un 15 paramètre de consigne comme le régime de consigne pour au moins un changement d'état du système de direction comme le retour à un état sans prestation d'assistance. L'invention concerne enfin une direction assistée de véhicule du genre comportant un circuit hydraulique agissant sur 20 un mécanisme de direction au moyen d'une pompe entraînée par un moteur électrique. Le dit moteur électrique est alimenté sous la commande d'un dispositif de commande selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des 25 figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est un schéma bloc d'un mode particulier de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est un graphe expliquant la structuration d'une classe d'assistance dans un mode de réalisation de l'invention ; 30 - la figure 3 est un schéma bloc d'un autre mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 4 représente les graphes en courant et en régime d'un dispositif de commande dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention. A la figure 1, on a représenté un schéma bloc d'un mode 5 de réalisation d'une direction assistée de véhicule incorporant un dispositif de commande selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, la direction assistée est du type hydraulique dans lequel un mécanisme de direction assistée 7 est constitué par un vérin hydraulique qui est connecté à un circuit hydraulique 9 sous io pression d'une pompe hydraulique 6 entraînée par l'arbre rotorique d'un moteur électrique 5 d'assistance de direction. Un volant de braquage 8 est couplé par l'intermédiaire de sa colonne de direction à une entrée mécanique du mécanisme de direction 7. 15 Cette disposition bien connue permet que les efforts ou sollicitations du conducteur sur le volant 8 se répercutent comme un couple d'entraînement ou résistant sur le moteur électrique 5. Le moteur électrique 5 est connecté par un circuit d'alimentation électrique 10 à une source électrique 4 dont la 20 puissance qu'elle débite peut être commandée par un signal de commande. Notamment, dans le cas de sources électriques à tension constante, on sait faire varier la puissance électrique débitée par exemple en faisant varier un paramètre comme le rapport cyclique d'un découpage de la tension d'alimentation à 25 modulation de largeur d'impulsions (PWM). Dans le circuit d'alimentation électrique 10, on dispose un circuit 11 pour déterminer une sollicitation d'assistance de braquage sur un paramètre électrique du circuit d'alimentation 10. Dans un mode de réalisation, le circuit comporte un capteur de 30 courant 11 qui permet de produire un signal de mesure de l'intensité du courant circulant dans le circuit d'alimentation électrique 10. Selon l'invention, au lieu de restituer une information d'angle de braquage comme c'est le cas dans l'état de la technique, il est directement déterminé une classe d'assistance de direction en fonction d'une sollicitation d'assistance de braquage, détectée ici par la seule mesure du courant circulant dans le circuit d'alimentation 10. A la suite, le dispositif de pilotage détermine une prestation d'assistance de direction sur la base de la sollicitation d'assistance de braquage en fonction de classes d'assistance de braquage prédéterminées. io Dans un mode particulier de réalisation, une pluralité de classes d'assistance de direction est enregistrée sous forme de données permettant de définir des profils de consigne de couple ou de régimes (vitesses de rotation) à appliquer par le moteur électrique 5 de la pompe 6, grâce au circuit de commande 3 du 15 moteur 5.pour commander le comportement de la direction assistée du véhicule. Une sollicitation d'assistance de braquage est entièrement déterminée par une valeur ou une séquence de valeurs de mesure du courant circulant dans le circuit d'alimentation 10. Notamment, 20 on peut évaluer une sollicitation à l'aide d'une intensité, d'une variation d'intensité sur une durée déterminé, une intensité pendant une durée déterminée, ce qui correspond à une consommation électrique. Une classe d'assistance de braquage est alors définie par 25 une valeur ou une séquence de valeurs de consigne d'au moins un paramètre de commande du système de direction assistée, par exemple comme le régime ou vitesse de rotation du moteur électrique d'entraînement de la pompe du circuit hydraulique de la direction assistée commandée. 30 Une prestation d'assistance de braquage est générée dès lors qu'une classe d'assistance de braquage a été déterminée par sa sélection en fonction de la sollicitation d'assistance essentiellement produite par l'application d'un effort de la part du conducteur sur le volant de direction ou de braquage. Pour mettre en pratique une technique basée sur les classes d'assistance selon l'invention, dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de commande comporte : • un circuit 1 pour déterminer une sollicitation d'assistance de braquage sur la base de ladite mesure 11 de l'intensité dans le circuit d'alimentation du moteur électrique ; et io ^ un circuit de pilotage 3 du moteur électrique d'assistance 5 pour générer une prestation d'assistance définie par la classe d'assistance de direction déterminée par ledit circuit 1 pour déterminer une sollicitation d'assistance. 15 A la Figure 2, on a représenté un graphe expliquant la structuration d'une classe d'assistance dans un mode de réalisation. L'état du système constitué par la direction assistée et son dispositif de commande est décrit dans un espace de données composé du Régime réel du moteur électrique 20 d'assistance, porté en abscisse du graphe de la Figure 2, et de son courant d'alimentation, porté en ordonnée du graphe de la Figure 2. On a décrit un cycle d'assistance entre quatre points A, B, C et D de sorte que, lorsque le conducteur applique au point B une force de braquage dépassant un niveau tel que le courant 25 mesuré dans le circuit moteur dépasse un seuil 11(N) prédéterminé, une prestation d'assistance de braquage est générée de sorte que l'état (N, I) du système de direction assistée parvient au point C, qui est caractérisé par la fin de la partie croissante de l'application de l'effort de braquage par le 30 conducteur. La prestation d'assistance de B à c est la combinaison d'un pilotage prédéterminé du moteur électrique et de l'effort du conducteur. La propre prestation d'assistance du système est représentée par une fonction préenregistrée : 11 = fl (N) croissante. Dans un mode de réalisation, la fonction prédéterminée f1() est du genre : fl (N) = a*N + I10, dans laquelle a et I10 sont des constantes prédéterminées dans la classe d'assistance. Lorsque le conducteur cesse d'appliquer un effort de braquage croissant à partir du point C, la prestation d'assistance est prédéterminée sur un régime constant N2 correspondant au régime atteint à la fin de la sollicitation sur le volant et le courant io descend jusqu'à une valeur 12 REVENDICATIONS1 ù Dispositif de commande d'une direction assistée électrique du genre dans lequel la puissance d'assistance est fournie par un moteur électrique (5), mécaniquement couplé à un mécanisme de direction (7), et dans lequel les efforts du conducteur sur un volant (8) se traduisent par une modification d'un paramètre de fonctionnement du moteur électrique (5) et au moyen d'un circuit d'alimentation (10) du moteur électrique (5), caractérisé en ce qu'il comporte : un moyen de mesure (11) d'un paramètre électrique du circuit d'alimentation (10) du moteur électrique d'assistance (5) pour déterminer une sollicitation d'assistance de braquage; un circuit (1) pour déterminer une classe d'assistance de braquage en réponse à la sollicitation d'assistance mesurée par le circuit (11), la classe d'assistance de braquage déterminant des paramètres de consigne du moteur électrique ; et un circuit de pilotage (3) pour générer une prestation d'assistance des paramètres de consigne (N1, N2) définis par ladite classe d'assistance de direction pour piloter une source de courant de puissance (4) pour déterminer le fonctionnement du moteur électrique (5). 2 ù Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mesure (Il) d'un paramètre électrique du circuit d'alimentation (10) du moteur électrique d'assistance (5) pour déterminer une sollicitation d'assistance de braquage comporte un circuit de mesure du courant circulant dans le circuit d'alimentation (10) du moteur électrique (5). 3 ù Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le un circuit (1) pour déterminer une classe d'assistance de braquage comporte au moins une classe d'assistance de braquage enregistrée sous la forme de la donnée d'au moins deux valeurs de consigne de régime du moteur électrique, la première valeur (Ni) correspondant à aucune prestation d'assistance, ladite au moins seconde valeur (N2) correspondant à une prestation d'assistance. 4 ù Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la classe d'assistance de braquage détermine aussi au moins un premier seuil 11 au-dessus duquel au moins une dite prestation d'assistance est déterminée et un second seuil 12 au-dessous duquel aucune prestation d'assistance est appliquée. 5 ù Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit (1) pour déterminer une classe d'assistance de braquage coopère avec un moyen pour introduire un retard sur un paramètre de consigne comme le régime de consigne pour au moins un changement d'état du système de direction comme le retour à un état sans prestation d'assistance. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit (1) pour déterminer une classe d'assistance de braquage coopère avec un moyen pour réaliser un filtrage sur un paramètre de consigne comme le régime de consigne pour au moins un changement d'état du système de direction comme le retour à un état sans prestation d'assistance. 7 ù Direction assistée de véhicule du genre comportant un circuit hydraulique (9) agissant sur un mécanisme de direction (7) au moyen d'une pompe (6) entraînée par un moteur électrique (5), caractérisé en ce que le dit moteur électrique est alimenté sous la commande d'une dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes.