Brevet FR2998244A1 — publié le 20140523

PROCEDE DE CORRECTION DU NIVEAU D'ASSISTANCE D'UNE DIRECTION ASSISTEE ELECTRIQUE La présente invention concerne un procédé de correction du niveau d'assistance d'une direction assistée électrique pour un véhicule automobile, ainsi qu'un système et un véhicule automobile mettant en oeuvre un tel procédé de correction. Un système de direction assistée de véhicule automobile très utilisé, comporte une pompe hydraulique qui délivre une pression d'assistance sur un vérin relié à la crémaillère de direction, en fonction des efforts appliqués par le conducteur sur le volant. Ce type de direction assistée hydraulique donne généralement au conducteur un ressenti des efforts sur le volant qui restitue assez fidèlement les efforts appliqués sur les roues pour leurs braquage. Ce ressenti permet notamment d'apprécier dans les virages les variations d'efforts, afin de permettre son dosage précis, et d'assurer la sécurité ainsi que le confort. Un type de direction assistée connu qui se développe aujourd'hui, présenté notamment par le document US-4538698, comporte un moteur électrique qui applique un couple d'assistance sur la colonne de direction, comprenant une intensité dépendant de la vitesse du véhicule ainsi que de l'angle de rotation du volant. De cette manière on ajuste le niveau d'assistance en fonction de cette vitesse et de cet angle, afin de donner à la fois des conditions de contrôle du véhicule permettant d'assurer la sécurité, et un bon confort. Toutefois, dans certaines conditions dynamiques comportant des variations rapides de l'angle de braquage, les directions assistées électriques ne délivrent pas un ressenti du couple au volant similaire à celui des directions assistées hydrauliques, ce qui peut donner au conducteur une impression désagréable, et réduire la sécurité. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un procédé de correction du niveau d'assistance d'une direction assistée électrique d'un véhicule automobile, comportant un moteur électrique délivrant un effort d'assistance sur la colonne de direction en fonction de la vitesse de ce véhicule et du couple appliqué par le conducteur sur le volant de direction, qui permettent d'établir une consigne de base de courant pour ce moteur électrique, caractérisé en ce qu'il réalise une détection de la dynamique de l'angle volant, et qu'il applique un gain 10 variable sur la consigne de base de courant, qui dépend de cette dynamique. Un avantage du procédé de correction selon invention, est que l'on peut tout en gardant un niveau d'assistance équivalent pour des variations d'angle comportant une faible dynamique, corriger le gain de manière particulière pour certaines vitesses de braquage des roues comportant une dynamique 15 plus élevée, afin de rapprocher le ressenti par le conducteur avec celui donné par une direction hydraulique. Le procédé de correction du niveau d'assistance selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 20 Avantageusement, le procédé de correction multiplie le gain variable par la consigne de base de courant électrique, pour obtenir une consigne de courant final. Avantageusement, le procédé calcule le gain variable à partir d'une fonction de gain comportant des cartographies, qui reçoit la détection de la 25 dynamique de l'angle volant ainsi qu'une information sur la vitesse du véhicule, pour établir à partir de ces cartographies cette valeur de gain. Avantageusement, le procédé soustrait la valeur d'angle volant filtrée par un filtre passe-bas, à la valeur d'angle volant brute donnée par un capteur, pour obtenir un signal comportant la dynamique haute fréquence qui 30 est centrée autour d'une valeur d'angle de 0°. Le procédé de correction peut ensuite filtrer par un filtre passe-haut le signal comportant la dynamique haute fréquence, pour obtenir la dynamique de l'angle volant. Avantageusement, pour certaines dynamiques le gain est dissymétrique 5 en fonction du sens du mouvement dynamique du volant. En particulier, lors d'un fonctionnement dynamique de la direction, le procédé peut réaliser un gain variable donnant une augmentation du maximum de couple sur le volant, et une réduction du minimum de couple. L'invention a aussi pour objet un système de contrôle pour une direction 10 assistée électrique, comprenant un capteur de vitesse du véhicule et un capteur du couple sur le volant, qui envoient des informations à une fonction de calcul de la consigne de base du courant pour le moteur électrique d'assistance de la direction, ce système comportant une fonction de détection de la dynamique recevant une information d'un capteur d'angle 15 volant, qui délivre cette dynamique à une fonction de calcul de gain comportant des cartographies, recevant de plus l'information de vitesse du véhicule, pour établir une valeur de gain qui est multipliée par la consigne de base pour obtenir la consigne finale de courant du moteur électrique. L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile disposant d'une 20 direction assistée électrique qui est pilotée par un système de gestion du niveau d'assistance, ce véhicule comportant des moyens mettant en oeuvre un procédé de correction de ce niveau d'assistance, comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et 25 avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple et de manière non limitative en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un graphique présentant un protocole de simulation de fonctionnement d'une direction assistée, qui comporte une variation d'angle 30 volant en fonction du temps ; - les figures 2 et 3 sont des graphiques montrant à partir de ce protocole et pour deux paramétrages différents, le couple sur le volant pour des directions assistées hydraulique et électrique ; - la figure 4 est un schéma de principe du fonctionnement du procédé de correction selon l'invention ; - la figure 5 présente en fonction du temps différents calculs d'angle établis par ce procédé ; et - la figure 6 présente un système de direction assistée mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. La figure 1 présente en fonction du temps T exprimé en seconde, une variation d'angle volant 0 pour un protocole de simulation d'une direction assistée, permettant de simuler des efforts au volant, et de comparer les couples au volant entre une direction assistée du type hydraulique et une autre du type électrique, de manière à essayer d'obtenir des comportements similaires. On a partir d'un angle volant nul une rotation de ce volant donnant une rampe constante qui démarre à 0.5s, pour atteindre après une durée de 1s un angle de palier 01, puis une stabilisation sur cet angle de palier pendant 1.5s. On a ensuite une oscillation sinusoïdale de l'angle du volant, comportant une période constante qui est ajustée pour obtenir différents résultats. Les figures 2 et 3 présentent en fonction du temps T exprimé en seconde, le couple au volant C en Nm donné par des simulations suivant le protocole présenté ci-dessus, avec pour chaque figure des paramètres identiques de manière à obtenir des résultats comparables, pour une direction hydraulique 10, 20 et pour une direction électrique 12, 22. Pour la direction électrique, le niveau d'assistance est calculé par un procédé habituellement utilisé, de manière à étudier la différence de réaction entre les deux types de direction assistée, afin de voir les corrections à apporter pour obtenir un ressenti comparable entre elles. La figure 2 présente des simulations réalisées avec les paramètres suivants, une vitesse du véhicule de 50km/h, un angle de palier 61 de 90°, et une oscillation sinusoïdale autour de cet angle de palier de +/-45° avec une fréquence de 1 Hz. La figure 3 présente de la même manière des simulations réalisées avec les paramètres suivants, une vitesse du véhicule de 120km/h, un angle de palier 61 de 37.5°, et une oscillation sinusoïdale autour de cet angle de palier de +/-20° avec une fréquence de 0.5Hz. On constate pour ces deux figures, que les niveaux de couple pour la stabilisation en palier sont légèrement différents entre les deux types de direction assistée, ce qui s'explique par des réglages de la gestion de l'assistance qui sont différents. On constate aussi que l'amplitude du couple volant pendant l'oscillation sinusoïdale est plus importante pour la direction assistée hydraulique 10, 20, avec un écart plus fort pour la fréquence plus élevée de 1 Hz. De plus, il existe avec la direction assistée hydraulique 10, 20 des discontinuités de couple volant pendant les oscillations, formant des pics de couple. Toutefois ces pics ayant des durées très courtes avec une haute fréquence, on considère qu'ils influencent très peu le ressenti conducteur. Afin d'essayer de rapprocher les courbes de couple volant de la direction électrique 12, 22, avec celles de la direction hydraulique 10, 20, des modifications du gain pour ce premier type de direction ont été essayées, avec l'aide de cartographies de consigne de courant sur le moteur électrique d'assistance. Des essais réalisés pour différentes oscillations sinusoïdales, ont montré que l'on peut légèrement réduire l'écart de couple pendant ces oscillations, mais alors le niveau de couple en palier stabilisé est fortement modifié, ce qui n'est pas souhaitable. De plus ces essais ont montré que pour des fréquences d'oscillation comprises entre 0.25 et 2Hz, l'amplitude du couple volant est une fonction croissante de la fréquence pour la direction hydraulique, alors que pour la direction électrique elle est une fonction d'abord décroissante puis croissante. On ne peut donc pas appliquer une règle simple de correction du gain de l'assistance pour la direction électrique, qui utiliserait par exemple une fonction linéaire dépendant de la fréquence. Les figures 4 et 5 présentent une fonction de détection de la dynamique 38 de l'angle volant 0, établi par le procédé de correction du niveau d'assistance selon l'invention. À partir de la détection de la dynamique représentée par une fréquence, et en fonction d'autres paramètres comme la vitesse du véhicule et l'angle volant moyen, le procédé va ensuite appliquer une valeur spécifique donnée par une cartographie, au gain qui commande le niveau d'assistance de la direction électrique. La détection de la dynamique de l'angle volant permet d'ajuster le niveau de gain de manière précise en fonction de la dynamique particulière, et de distinguer les conduites comportant une faible dynamique afin de ne pas dégrader le niveau de couple pour les fonctionnements en quasi statique. La mesure de l'angle volant donnée par un capteur 30, représentée par la courbe 40, est délivrée directement à un opérateur de soustraction 32 qui soustrait à cette mesure la valeur de cet angle filtrée par un filtre passe-bas 34, qui est représentée par la courbe 42. Le filtre passe-bas 34 permet d'obtenir un signal dépourvu de dynamique importante, et donc de haute fréquence. Le signal 50 délivré par l'opérateur de soustraction 32 comporte alors la dynamique haute fréquence, qui est centrée autour d'une valeur d'angle de 0°. Le signal 50 délivré par l'opérateur de soustraction 32 est ensuite filtré par un filtre passe-haut 36, qui élimine la variation basse fréquence du départ donnée par la rampe et le palier de stabilisation, pour obtenir un signal final représentant uniquement l'oscillation haute fréquence qui est représentatif de la dynamique de l'angle volant 52. La figure 6 présente un système de contrôle pour une direction assistée, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Un capteur de vitesse du véhicule 60 et un capteur du couple sur le volant 62, envoient respectivement une information de vitesse du véhicule 74 et une information de couple sur le volant 76, à une fonction de calcul de la consigne de base du courant 64 pour le moteur électrique d'assistance de la direction. Cette fonction de calcul de consigne 64 délivre une consigne de base de courant 72 à un opérateur de multiplication 66. Le capteur d'angle volant 30 envoie l'information sur l'angle du volant 40 à la fonction de détection de la dynamique 38 décrite ci-dessus, pour obtenir la dynamique de l'angle volant 52 qui est délivrée à une fonction de calcul de gain comportant des cartographies 68, recevant de plus l'information de vitesse du véhicule 74. La fonction de calcul de gain 68 établit à partir de ces informations reçues, et de cartographies contenues en mémoire, un gain variable 78 qui est délivré à l'opérateur de multiplication 66, afin de multiplier la consigne de base 72 par ce gain variable pour obtenir une consigne finale de courant qui est délivrée au système d'alimentation du moteur de la direction électrique 70. Avantageusement, le gain variable 78 établi par la fonction de cartographie 68, représente l'écart nécessaire pour, en fonction des conditions particulières de fonctionnement de la direction et du véhicule, rétablir un ressenti sur le volant de direction qui est proche de celui donné par une direction assistée du type hydraulique. En particulier, le gain variable peut être dissymétrique en fonction du sens du mouvement dynamique du volant. Notamment avec un angle moyen de rotation du volant qui est positif, lorsque le signal de détection dynamique de l'angle volant 52 est positif la valeur de gain peut être inférieure à 1, et lorsque ce signal est négatif la valeur de gain peut être supérieure à 1. On réalise ainsi une assistance comportant une augmentation du maximum de couple et une réduction du minimum de couple, afin de s'approcher au mieux des lois d'assistance données par une direction hydraulique. Avantageusement, le procédé est mis en oeuvre par le calculateur qui gère la direction assistée électrique du véhicule. On réalise ainsi uniquement avec des compléments de logiciels, à partir de composants existants dans les véhicules équipés de direction électrique, une uniformisation des ressentis de couple sur le volant par rapport à une direction hydraulique, qui procure une sécurité en donnant au conducteur une constance des impressions de conduite, ainsi qu'un confort. Cette uniformisation est d'autant plus importante que les directions électriques se développent fortement aujourd'hui, notamment pour des raisons de réduction de consommation du véhicule. REVENDICATIONS1 - Procédé de correction du niveau d'assistance d'une direction assistée électrique d'un véhicule automobile, comportant un moteur électrique délivrant un effort d'assistance sur la colonne de direction en fonction de la vitesse de ce véhicule (74) et du couple appliqué par le conducteur sur le volant de direction (76), qui permettent d'établir une consigne de base de courant (72) pour ce moteur électrique, caractérisé en ce qu'il réalise une détection de la dynamique de l'angle volant (52), et qu'il applique un gain variable (78) sur la consigne de base de courant (72), qui dépend de cette dynamique. 2 - Procédé de correction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il multiplie le gain variable (78) par la consigne de base de courant électrique (72), pour obtenir une consigne de courant final. 3 - Procédé de correction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en qu'il calcule le gain variable (78) à partir d'une fonction de gain (68) comportant des cartographies, qui reçoit la détection de la dynamique de l'angle volant (52) ainsi qu'une information sur la vitesse du véhicule (74), pour établir à partir de ces cartographies cette valeur de gain. 4 - Procédé de correction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il soustrait la valeur d'angle volant (40) filtrée par un filtre passe-bas (34), à la valeur d'angle volant brute donnée par un capteur (30), pour obtenir un signal comportant la dynamique haute fréquence (50) qui est centrée autour d'une valeur d'angle de 0°. 5 - Procédé de correction selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il filtre ensuite par un filtre passe-haut (36) le signal comportant la dynamique haute fréquence (50), pour obtenir la dynamique de l'angle volant (52). 6 - Procédé de correction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour certaines dynamiques le gain (78) est dissymétrique en fonction du sens du mouvement dynamique du volant. 7 - Procédé de correction selon la revendication 6, caractérisé en ce que lors d'un fonctionnement dynamique de la direction, il réalise un gain variable (78) donnant une augmentation du maximum de couple sur le volant, et une réduction du minimum de couple. 8 - Système de contrôle pour une direction assistée électrique, comprenant un capteur de vitesse du véhicule (60) et un capteur du couple sur le volant (62), qui envoient des informations à une fonction de calcul de la consigne de base du courant (64) pour le moteur électrique d'assistance de la direction, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une fonction de détection de la dynamique (38) recevant une information d'un capteur d'angle volant (30), qui délivre cette dynamique (52) à une fonction de calcul de gain comportant des cartographies (68), recevant de plus l'information de vitesse du véhicule (74), pour établir une valeur de gain (78) qui est multipliée par la consigne de base (64) pour obtenir la consigne finale de courant du moteur électrique. 9 - Véhicule automobile disposant d'une direction assistée électrique qui est pilotée par un système de gestion du niveau d'assistance, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mettant en oeuvre un procédé de correction de ce niveau d'assistance réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à7.