FR2712552A1 - Dispositif de commande de direction assistée actionnée électriquement. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une unité de commande de direction assistée actionnée électriquement. Un signal correspondant au couple de braquage détecté par un détecteur de couple est introduit à la fois dans un dispositif de commande (7) et un dispositif de détermination du sens du signal de couple (19). Seulement lorsque les sens des signaux des deux dispositifs sont en coïncidence, un circuit d'entraînement du moteur engendre un signal pour faire tourner un moteur (3) dans ce sens. Dans ce cas, même. quand le couple de braquage est dans une zone morte, un signal de sens prédéterminé peut être émis à partir du dispositif de détermination du sens du signal de couple, par un signal de commutation. En conséquence, dans le dispositif de commande de la direction assistée, même lorsqu'un signal de sens de couple émis par le dispositif de détermination de sens est dans une zone morte, un signal d'entraînement du moteur pour assister un arbre de direction en rotation dans un sens prédéterminé est émis, de façon à ce que la sensibilité de la direction soit améliorée, dans le cas où un volant est subitement tourné en sens inverse.
Description
i 2712552
DISPOSITIF DE COMMANDE DE DIRECTION ASSISTEE
ACTIONNEE ELECTRIOUEMENT
DESCRIPTION
La présente invention concerne une unité de commande de direction assistée actionnée électriquement pour améliorer la sécurité de la commande quand on prévoit deux systèmes de dispositif de détermination du
sens du couple du moteur.
Dans la publication de la demande de brevet japonaise (Kokai) Hei-1-257676, on a proposé une unité de commande de direction assistée actionnée
électriquement classique.
Cette unité de commande de direction assistée actionnée électriquement qui est décrite dans la
publication ci-dessus est représentée sur la figure 5.
L'unité de commande de direction assistée actionnée électriquement classique comprend un détecteur de couple de braquage 1 (appelé dans la suite détecteur de couple), un circuit de commande de moteur
2, un moteur 3, et un embrayage 4.
Le détecteur de couple 1 sert à détecter le couple
produit quand le volant d'une automobile est actionné.
Conformément à ce couple de braquage, un couple d'assistance est déterminé par le circuit de commande de moteur 2, et le moteur 3 produit ce couple d'assistance afin d'assister un arbre de direction en rotation. La rotation du moteur 3 est alors communiquée à l'arbre de direction par l'intermédiaire de l'embrayage 4 et d'un mécanisme de démultiplication (non représenté dans le dessin). De cette manière, la puissance de la direction d'assistance est fournie à l'arbre de direction au cours de l'opération de braquage. On va expliquer ci- dessous la constitution du circuit de commande de moteur 2 en se référant au
fonctionnement de chaque composant.
Le signal de sortie du détecteur de couple 1 est envoyé à des bornes d'entrées 5A, 5B, et il est entrée dans un micro-ordinateur 7 (appelé unité centrale de traitement CPU dans la suite) en tant que moyen de commande, directement ou par l'intermédiaire d'un circuit compensateur de phase 6. Ce circuit compensateur de phase 6 exécute une opération de compensation de phase sur un signal de sortie correspondant au couple de braquage envoyé par le détecteur de couple 1, et le signal compensé est
ensuite envoyé à l'unité CPU 7.
Le signal sorti de l'unité CPU 7 est envoyé à un circuit d'interface à droite 8 pour entraîner le moteur vers la droite, un circuit d'interface à gauche 9 pour entraîner le moteur vers la gauche, et un circuit convertisseur numérique-analogique 10 selon la direction et l'amplitude du couple de braquage. Un second signal d'entraînement à droite 8B pour l'entraînement du moteur vers la droite, qui est envoyé par l'unité CPU 7, est entré dans un circuit d'entraînement du moteur 11 par l'intermédiaire du circuit d'interface à droite 8. A ce propos, on décrira dans la suite un premier signal d'entraînement à droite pour l'entraînement du moteur à droite. De la même manière, un second signal d'entraînement à gauche 9B pour l'entraînement du moteur vers la gauche, qui est envoyé par l'unité CPU 7, est entré dans le circuit d'entraînement du moteur 11 par l'intermédiaire du circuit d'interface à gauche 9. A ce propos, on décrira dans la suite un premier signal d'entraînement à gauche
pour l'entraînement du moteur vers la gauche.
Le signal de sortie du circuit d'entraînement du moteur 11 est envoyé au moteur 3 par des bornes de sortie 12A et 12B. Bien qu'on ne l'ait pas représenté dans le dessin, le circuit d'entraînement du moteur 11 est réalisé de la manière suivante: Par exemple, quatre éléments de puissance tels que quatre échantillons d'un transistor à effet de champ FET sont connectés pour former un circuit en pont, et deux de ces éléments de puissance servent à entraîner le moteur vers la droite, et les deux autres de ces éléments de puissance servent à entraîner le moteur vers la gauche. Le second signal d'entraînement à droite 8B est entré dans un des deux éléments de puissance servant à entraîner le moteur vers la droite, et le premier signal d'entraînement à droite 8A, qu'on décrira dans la suite, est entré dans l'autre élément de puissance. De la même manière, les premier et second signaux d'entraînement à gauche 9A et 9B sont entrés dans les deux éléments de puissance
servant à entraîner le moteurs vers la gauche.
Uniquement quand deux échantillons de transistor FET servant à la rotation dans le même sens reçoivent simultanément un signal en entrée, le moteur produit un
couple pour le faire tourner dans ce sens.
A ce sujet, la référence numérique 13 indique un amplificateur d'erreur, et une des bornes d'entrée de l'amplificateur d'erreur 13 reçoit un signal de sortie de couple de l'unité CPU 7 après que le signal de sortie de couple ait été converti en un signal
analogique par le circuit convertisseur numérique-
analogique 10. L'autre borne d'entrée de cet amplificateur d'erreur 13 reçoit le signal de sortie qui est sorti d'un circuit détecteur de courant du moteur 14 par lequel est détecté le courant correspondant à un couple d'assistance effectif quand une tension correspondant au signal de couple d'assistance émis par le circuit d'entralnement du moteur 11 par l'action d'une résistance 15 pour une détection, est appliquée. L'amplificateur d'erreur 13 amplifie l'erreur produite entre le signal de sortie du circuit convertisseur numérique-analogique 10 et le signal de sortie du circuit détecteur de courant du moteur 14, et l'erreur amplifiée est sortie vers l'une des bornes d'entrée d'un modulateur PWM (par modulation
d'impulsions en durée) 16 de l'étage suivant.
L'autre borne d'entrée du modulateur PWM 16 reçoit le signal de sortie d'un circuit oscillateur PWM 17 qui sert d'oscillateur de référence. Dans le modulateur PWM 16, le signal de sortie de l'amplificateur d'erreur 13 et le signal de sortie du circuit
oscillateur PWM 17 sont comparés, et un signal PWM du-
moteur 3 est engendré pour le circuit d'entraînement du
moteur 11.
La référence numérique 18 indique un circuit de commande d'embrayage, qui reçoit un signal de sortie de l'unité CPU 7 et envoie généralement un signal MISE EN CIRCUIT à l'embrayage 4 par des bornes de sortie 18A, 18B, de telle sorte que le moteur 3 et l'arbre de
direction peuvent être reliés.
La référence numérique 19 indique un dispositif de détermination du sens de rotation du moteur, qui comprend un circuit de détermination du sens du signal de couple 19A. Ce circuit de détermination du sens du signal de couple 19A est entré avec le signal de sortie du détecteur de couple 1. Au moyen de ce signal de sortie, les signaux d'entraînement à droite et à gauche 19B et 19C sont sortis du circuit de détermination du sens du signal de couple 19A. Ce signal d'entralnement à droite 19B est entré à la seconde borne d'entrée des deux entrées d'un circuit ET 20A qui est un dispositif de détermination de coïncidence, et le signal d'entrainement à gauche 19C est entré à la seconde
borne d'entrée d'un circuit ET 20B.
De plus, le premier signal d'entraînement & droite 8A, qui est sorti du circuit d'interface à droite 8, est entré à la première borne d'entrée du circuit ET A, et le second signal d'entralnement à gauche 9A, qui est sorti du circuit d'interface à gauche 9, est
entré à la première borne d'entrée du circuit ET 20B.
Quand les deux signaux d'entrée remplissent la condition ET, les signaux de sortie des circuits ET 20A et 20B servent à diriger le sens d'entraînement du moteur 3, et ces signaux de sortie sont envoyés au
circuit d'entralnement du moteur 11.
On va maintenant expliquer un exemple spécifique du circuit de détermination du sens du signal de couple
19A, en se référant à la Figure 6 des dessins annexés.
Dans le dessin, la référence numérique 21 indique une borne d'entrée o est entré le signal de sortie du détecteur de couple 1 indiqué sur la Figure 5 ou un signal soumis à une compensation de phase par le circuit compensateur de phase 6. Cette borne d'entrée 21 est connectée à une borne d'entrée positive (+) d'un comparateur 22 qui est un circuit détecteur de signal à droite, et également connectée & une borne d'entrée négative (-) d'un comparateur 23 qui est un circuit détecteur de signal à gauche. Des résistances 26 à 28, destinées à la génération d'une tension de référence, sont connectées en série entre le côté tension positive 24 et le côté masse 25. La tension de référence E1 obtenue & la jonction entre les résistances 26 et 27 est appliquée à la borne d'entrée négative (-) du comparateur 22. La tension de référence E2 obtenue à la jonction entre les résistances 27 et 28 est appliquée à la borne d'entrée positive (+) du comparateur 23. Le signal d'entraînement à droite 19B est sorti du comparateur 22, et le signal d'entraînement à gauche 19C est sorti du comparateur 23. Au moyen de l'unité de commande de direction assistée décrite ci-dessus, on peut obtenir les caractéristiques de sortie, indiquées sur la Figure 7 des dessins annexés, dans le détecteur de couple 1. Sur la Figure 7, l'axe horizontal représente le couple de braquage latéral, et l'axe vertical représente un signal de sortie de couple. Sur la Figure 7, la référence T1 indique un point de début d'une commande de couple de braquage à gauche, et la référence T2 indique un point de début d'une commande de couple de braquage à droite. La région située entre T1 et T2 est une zone morte (région neutre) du couple de braquage dont le centre est situé en TO. On obtient les signaux de sortie indiqués sur l'axe vertical qui correspondent aux couples de braquage indiqués sur l'axe horizontal, comme il est représenté sur la Figure 7. Dans ce cas, le signal Vl est le signal de sortie au point de début d'une commande à gauche, le signal V2 est le signal de sortie au point de début d'une commande à droite, et un signal à un point à proximité de V0, c'est-àdire un point entre Vl et V2, est le signal de sortie au point neutre. Les caractéristiques des signaux de sortie en fonction du couple sont à peu près linéaires dans la
plage de commande.
La Figure 8 des dessins annexés représente un exemple des caractéristiques des signaux de sortie de commande du moteur. Dans le dessin, l'axe horizontal représente un signal de sortie de couple, l'axe vertical représente un signal de sortie de moteur, et la région située entre les signaux de sortie du couple Vl et V2 est une zone morte o le signal de sortie de moteur n'est pas sorti. Quand le signal de sortie de couple à gauche est Vl, un signal est sorti pour commander le moteur 3. Quand le signal de sortie de moteur dépasse V4, le signal de sortie de moteur est saturé, de telle sorte que le signal de sortie de moteur est réglé à une valeur constante (Pmax). Par ailleurs, quand le signal de sortie de couple à droite est V2, un signal est sorti pour commander le moteur 3 à droite. Quand le signal de sortie de moteur dépasse V3, le signal de sortie de moteur est saturé, de telle sorte que le signal de sortie de moteur est réglé & une valeur constante (Pmax). Le signal de sortie de moteur varie à peu près linéairement entre V1 et V4, et également entre V2 et V3. Dans cet exemple, même quand le signal de couple est le même, une valeur différente du signal de sortie de moteur est sortie selon la vitesse du véhicule. C'est-à-dire que plus la vitesse
du véhicule est basse, plus le signal de sortie du-
moteur est augmenté pour une commande.
On va expliquer ci-dessous l'ensemble des opérations exécutées par cette unité de commande de
direction assistée.
Quand un interrupteur à clé, non représenté, est fermé, l'embrayage électromagnétique 4 est mis en circuit, de telle sorte que l'arbre de sortie du moteur 3 et l'arbre de direction sont reliés. Un signal de couple proportionnel au couple de braquage est ensuite sorti du détecteur de couple 1. Le signal de couple sorti est ensuite entré dans l'unité CPU 7, soit directement, soit par l'intermédiaire du circuit compensateur de phase 6. L'unité CPU 7 sort le signal de couple sous la forme d'un signal numérique. Le signal numérique sorti est alors converti en un signal
analogique par le circuit convertisseur numérique-
analogique 10.
Le niveau du signal de couple sorti est jugé par l'unité CPU 7. Le signal d'entralnement à droite est ensuite entré dans le circuit d'interface & droite 8 pour entraîner le moteur vers la droite, et le signal d'entraînement à gauche est entré dans le circuit d'interface à gauche 9 pour entraîner le moteur vers la gauche. Le circuit d'entraînement du moteur 11 reçoit des signaux d'entraînement en rotation à droite et à gauche, de telle sorte que le sens de rotation du moteur est dirigé, et le signal de couple est converti en un signal analogique par le circuit convertisseur numérique-analogique 10. Le signal analogique est ensuite entré dans l'amplificateur d'erreur 13, et le10 signal de sortie de l'amplificateur d'erreur 13 est encore entré dans le modulateur PWM 15 de l'étage suivant, de telle sorte que le signal est modulé par le circuit oscillateur PWM 16, et un signal de commande dont la durée des impulsions est proportionnelle au
signal de sortie du détecteur de couple 1 est ensuite-
envoyé au circuit d'entraînement du moteur 11. Quand c'est nécessaire, le niveau du courant du moteur est limité ou coupé par le circuit détecteur de courant du
moteur 14.
Selon les caractéristiques de commande indiquées sur la Figure 8, un signal de sortie est envoyé au
moteur 3 par le circuit d'entrainement du moteur 11.
Selon le signal entré, le moteur 3 est tourné de sorte qu'une puissance d'assistance est fournie à l'arbre de
direction.
Par ailleurs, le signal de sortie du détecteur de couple 1 est entré non seulement dans l'unité CPU 7, mais également dans le circuit de détermination du sens du signal de couple 19A du dispositif de détermination du sens de rotation du moteur 19. Selon ce signal de couple de braquage, le signal d'entraînement à droite 19B et le signal d'entraînement à gauche 19C sont sortis. On va expliquer ci-dessous le fonctionnement de ce circuit de détermination du sens
du signal de couple 19A.
Un signal de sortie envoyé par le détecteur de couple 1 est entré à la borne d'entrée 21 indiquée sur la Figure 6 et, en même temps, le signal de sortie est aussi entré dans les comparateurs 22 et 23 pour une rotation à droite et à gauche. Le niveau du signal entré est comparé aux tensions de référence E1 et E2 qui ont des valeurs différentes. Quand le niveau du signal est supérieur à la tension de référence El, le signal est entré dans le circuit ET 20A en tant que signal d'entraînement à droite 19B, et quand le niveau du signal est inférieur à la tension de référence E2, le signal est entré dans le circuit ET 20B en tant que signal d'entraînement à gauche 19C. Dans ce cas, l'équation El-E2 = EO est satisfaite, et une tension de l'ordre de EO est une tension de zone morte à laquelle
des signaux d'entraînement ne sont pas sortis.
Le signal de sortie du circuit de détermination du sens du signal de couple 19A est entré dans les circuits ET 20A, 20B et comparé ensuite aux premiers signaux d'entraînement à droite et à gauche 8A et 9A envoyés par les circuits d'interface à droite et à
gauche 8 et 9.
Il résulte de ce qui précède que, uniquement lorsque le premier signal d'entraînement à droite 8A et le signal d'entraînement à droite 19B sont tous les deux entrés dans le circuit ET 20A, un signal à droite est entré dans le circuit ET 20A à partir du circuit d'entraînement du moteur 11. De la même manière, uniquement lorsque le premier signal d'entraînement à gauche 9A et le signal d'entraînement à gauche 19C sont tous les deux entrés dans le circuit ET 20B, un signal à gauche est sorti dans le circuit ET 20B à partir du
circuit d'entraînement du moteur 11.
En raison de ce qui précède, par exemple, dans le cas o l'unité CPU 7 est défaillante du fait qu'elle est affectée par un bruit, même quand un signal à droite erroné est engendré par l'intermédiaire du circuit d'interface & droite 8, bien qu'un signal de direction & droite ne soit pas détecté par le détecteur de couple 1, un couple de direction à droite n'est pas détecté par le dispositif de détermination du sens du signal de couple 19. Il en résulte qu'un signal n'est pas sorti du circuit ET 20A. Par conséquent, il est possible d'empêcher une rotation erronée du moteur vers la droite. En ce qui concerne la gauche, les
circonstances sont identiques.
Dans l'unité de commande de direction assistée classique décrite cidessus, alors qu'une automobile est en marche dans les conditions o le couple du volant de direction est neutre dans une zone morte, il
n'y a pas de signaux d'entraînement sortis du-
dispositif de détermination du sens du signal de couple 19. En conséquence, même quand l'unité CPU 7 est défaillante et qu'un signal erroné est sorti de l'unité CPU 7, le moteur 3 n'est pas autorisé à tourner. Par conséquent, il est possible d'empêcher la rotation du volant de direction de lui-même. Comme on l'a décrit plus haut, l'unité de commande de direction assistée classique est excellente; néanmoins, elle pose les
problèmes suivants.
Dans l'unité de commande de direction assistée classique, le moteur 3 n'est pas entraîné dans la zone morte du détecteur de couple 1. Par conséquent, par exemple, quand le volant de direction se met subitement à tourner en sens inverse de lui-même ou quand le volant tourne en sens inverse sans être tourné par un conducteur, le volant tourne temporairement dans la zone morte du détecteur de couple 1. En conséquence, dans cette zone morte, un couple d'assistance n'est pas appliqué au moteur 3. Pour cette raison, il n'est pas possible d'améliorer la sensation d'une direction Il assistée par l'entralnement du moteur dans les
conditions ci-dessus.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de commande de direction assistée actionnée électriquement au moyen duquel la sensation d'une direction assistée puisse être améliorée sans
diminution de la sécurité.
Selon la présente invention, on fournit un dispositif de commande de direction assistée actionnée électriquement, caractérisé en ce qu'il comprend: un détecteur de couple de braquage pour détecter un couple de braquage; un dispositif de commande pour sortir un signal correspondant au couple de braquage quand un signal correspondant au couple de braquage est
entré; un dispositif de détermination du sens du-
signal de couple pour sortir un signal correspondant à un sens du couple de braquage quand ce couple de braquage est hors d'une zone morte qui est établie près d'un point neutre de la direction après l'entrée du signal de sortie du détecteur de couple de braquage dans le dispositif de détermination du sens du signal de couple; un dispositif de détermination de coïncidence pour sortir un signal quand le sens d'un signal émis par le dispositif de commande et celui d'un signal émis par le dispositif de détermination du sens du signal de couple sont en coïncidence; un circuit d'entraînement du moteur pour sortir un couple d'assistance selon les signaux entrés dans le circuit d'entraînement du moteur à partir du dispositif de commande et du dispositif de détermination de coïncidence; et un moteur pour assister l'arbre de direction en rotation qui est entraîné par le signal de sortie du circuit d'entraînement du moteur, un signal dans le sens correspond audit couple de braquage pouvant être sorti du dispositif de détermination du sens du signal de couple, même dans la zone morte, quand un signal de commutation est reçu du dispositif de commande. Selon la présente invention, généralement, dans le cas o le couple de braquage est situé dans la zone morte, uniquement lorsque le sens du signal de sortie qui est sorti du dispositif de commande et celui du signal du dispositif de détermination du sens du signal de couple sont en coïncidence, un signal d'entraînement ayant le sens prédéterminé est sorti vers le dispositif d'entraînement du moteur. En conséquence, même quand le dispositif de commande est défaillant, il est possible d'empêcher que le moteur tourne dans un sens arbitraire. Par ailleurs, dans des conditions prédéterminées, même dans la zone morte, le dispositif
de détermination du sens du signal de couple sort un-
signal dans le sens prédéterminé au moyen du signal de commutation envoyé par le dispositif de commande. Par conséquent, la coïncidence du sens du signal est déterminée par le dispositif de détermination de coincidence, même dans la zone morte, et un signal destiné à faire tourner le moteur dans son sens est sorti vers le circuit d'entraînement du moteur. En raison de ce qui précède, dans le cas o le volant de direction est subitement tourné en sens inverse par un conducteur, ce volant de direction est assisté en
rotation par le moteur, même dans la zone morte.
En outre, on peut faire varier la largeur de la zone morte au moyen du dispositif de commande. Par conséquent, dans des conditions prédéterminées, on peut réduire la largeur de la zone morte. En raison de ce qui précède, on peut également assister le volant de direction en rotation, dans le cas o ce volant de direction est subitement tourné en sens inverse de
manière à changer le sens du couple.
En outre, la durée du signal de commutation par lequel un signal peut être sorti dans un sens prédéterminé, même dans la zone morte, est détectée par le dispositif de contrôle du signal. Dans le cas o il est détecté au moyen du dispositif de contrôle du signal que sa durée dépasse une période de temps prédéterminée, l'entralnement du moteur est arrêté. Qui plus est, la valeur de détection du couple de braquage est soumise & une compensation de phase par le circuit compensateur de phase, de telle sorte qu'une réponse rapide peut être obtenue quand la valeur du
couple de braquage est changée.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mis en évidence dans la
description suivante, donnée à titre d'exemple non
limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue représentant l'agencement de l'unité de commande de direction assistée d'un premier exemple de réalisation de la présente invention; la Figure 2 est un schéma de circuit spécifique du moyen de détermination du sens du signal de couple de l'unité de commande de direction assistée; la Figure 3 est une vue o est indiquée la relation qui existe entre le couple de braquage et le signal du détecteur de couple et o est également indiquée la manière selon laquelle est sorti un signal d'entraînement en fonction du couple de braquage, cette manière étant classée selon le type du signal de commutation; la Figure 4 est une vue représentant l'agencement de l'unité de commande de direction assistée d'un deuxième exemple de réalisation de la présente invention; la Figure 5 est une vue représentant l'agencement de l'unité de commande de direction assistée classique; la Figure 6 est un schéma de circuit spécifique du moyen de détermination du sens du signal de couple de
l'unité de commande de direction assistée classique ci-
dessus; la Figure 7 est une vue o est indiquée la relation qui existe entre le couple de braquage et le signal du détecteur de couple et o est également indiquée la manière selon laquelle est sorti un signal d'entraînement en fonction du couple de braquage; et, l0 la Figure 8 est une vue indiquant la relation qui existe entre le couple de braquage et le signal de sortie envoyé au moteur par le circuit d'entraînement
du moteur.
On va expliquer ci-dessous des exemples de
réalisation préférés de la présente invention en se-
référant aux dessins annexés.
On a omis d'expliquer la même structure que celle de l'exemple classique, et on n'expliquera principalement dans la suite que la structure qui
diffère de celle de l'exemple classique.
Exemple de réalisation 1 On a représenté sur les Figures 1 à 3 un exemple
de réalisation 1.
Sur la Figure 1, la référence numérique 29 indique un signal de commutation. Ce signal de commutation 29 sert à effectuer une commutation entre plusieurs types de signaux de sens d'entraînement déterminés par la valeur de détection détectée par le détecteur de
couple 1.
C'est-à-dire que le signal de commutation 29 est sorti du microordinateur (CPU) 7 de manière à commander un signal de sortie à un niveau bas (B) qui est une condition pour entraîner le moteur 3 dans la zone morte, et à commander aussi un signal de sortie à un niveau haut (H) qui est une condition pour interdire l'entralnement du moteur, excepté dans le cas o les commandes ci-dessus sont sorties conformément & la décision du micro-ordinateur (CPU) 7 quand il faut améliorer la sensation d'une direction assistée au moment o le volant de direction est subitement tourné en sens inverse par le conducteur ou quand le volant de direction est tourné en sens inverse sans être manipulé
par le conducteur.
La Figure 2 est une vue représentant le circuit du dispositif de détermination du sens de rotation du
moteur 19.
La structure indiquée par les références numériques 21 à 28 est identique à celle de l'exemple
classique représenté sur la Figure 7.
La référence numérique 30 indique un circuit NI à
3 entrées. Le signal d'entraînement à droite 19B envoyé-
par le comparateur 22 qui est le circuit de commande à droite, le signal d'entraînement à gauche 19C envoyé par le comparateur 23 qui est le circuit de commande à
gauche, et le signal de commutation 29 mentionné ci-
dessus sont entrées dans le circuit NI 30.
Les références numériques 31 et 32 sont des circuits tampons. Dans le circuit tampon 31, le signal d'entralnement à droite 19B est entré par le comparateur 22. De même, dans le circuit tampon 32 est entré le signal d'entraînement à gauche 19C par le
comparateur 23.
Les références numériques 33 et 34 indiquent
respectivement des résistances connectées électri-
quement aux circuits tampons 31 et 32. Les circuits tampons 31, 32 empêchent le renvoi du signal de sortie A du circuit NI 30 au côté entrée du circuit NI 30;
néanmoins, les résistances 33, 34 ont cette fonction.
Par conséquent, les circuits tampons 31, 32 ne sont pas indispensables pour le circuit, et on les prévoit en
vue de la sécurité.
Les références numériques 35 et 36 indiquent des diodes disposées au milieu du fil conducteur du signal de sortie 30A du circuit NI 30. La diode 35 est connectée à un fil conducteur du côté du signal d'entraînement à droite 19B, et la diode 36 est connectée à un fil conducteur du côté du signal
d'entraînement à gauche 19C.
On va maintenant expliquer l'opération pour déterminer le sens de rotation du moteur de l'unité de commande de direction assistée agencée de la manière
décrite ci-dessus.
On va expliquer chaque cas comme suit. Dans le cas o un signal de couple de braquage détecté par le détecteur de couple 1 n'est pas supérieur à T1, comme l'indique la Figure 3, le signal d'entraînement à gauche 19C est sorti du comparateur 23 du dispositif de détermination du sens du signal de couple 19, et il est entré dans le circuit ET 20B représenté sur la Figure 1 par l'intermédiaire du circuit tampon 32 et d'autres.
Quand le signal coïncide avec le signal à gauche envoyé par l'unité CPU 7, un couple à gauche est communiqué au moteur 3 par l'intermédiaire du circuit d'entraînement du moteur 11. Par ailleurs, dans le cas o le signal de couple de braquage détecté par le détecteur de couple 1 n'est pas inférieur à T2, le signal d'entraînement à droite 19B est sorti du comparateur 22, et entré dans le circuit ET 20A représenté sur la Figure 1 par l'intermédiaire du circuit tampon 31. Quand le signal coïncide avec le signal à droite envoyé par l'unité CPU 7, un couple à droite est communiqué au moteur 3 par l'intermédiaire du circuit d'entraînement du moteur 11. A ce moment-là, le signal d'entraînement à droite 19B ou le signal d'entraînement à gauche 19C est également entré dans le circuit NI 30. Par conséquent, quel que puisse être le type du signal de commutation 29, un signal de sortie au niveau bas (B)
est sorti du circuit NI 30.
Ensuite, dans le cas o ni le comparateur 22 ni le comparateur 23 ne sort un signal de niveau haut (H), c'est-à-dire, dans le cas o ni un signal d'entraînement à droite, ni un signal d'entraînement à gauche n'est sorti, le signal de sortie du circuit NI 30 est déterminé par le signal de commutation 29 entré dans le circuit NI30 par l'unité CPU 7. Dans ce cas, quand un signal de couple de braquage provenant du détecteur de couple 1 est proche de TO indiqué sur la Figure 3, il est considéré comme étant dans une zone morte. Par conséquent, comme on l'a représenté dans la partie (a) de la Figure 3, le signal de commutation 29 est généralement au niveau haut (H). En conséquence, le signal envoyé par le circuit NI 30 est au niveau
bas (B).
Cependant, quand un conducteur tourne subitement le volant en sens inverse, ou quand ce volant retourne de lui-même en arrière sans être manipulé par le conducteur à la fin de l'exécution d'un virage, l'unité CPU 7 sort le signal de commutation 29 au niveau B indiqué dans la partie (b) de la Figure 3. En raison de ce qui précède, le signal de sortie 30A, qui est un signal de sortie au niveau H, est engendré par le circuit NI 30. Après que ce signal de sortie 30A ait traversé les diodes 35 et 36, il est entré dans les deux circuits ET 20A et 20B, qui sont des circuits de détermination de coïncidence, en tant que signaux 19B
et 19C pour permettre la conduite à droite et à gauche.
Quand le conducteur tourne subitement le volant en sens inverse comme on l'a décrit ci-dessus, par exemple, dans beaucoup de cas, dans les conditions o un couple de braquage à droite est appliqué au volant de direction, ce volant est subitement actionné par le conducteur jusqu'à une position o un couple de braquage à gauche est appliqué. Quand le sens du couple de braquage est changé comme on l'a décrit plus haut, le couple de braquage passe par la zone morte située entre T1 et T2 indiqués sur la Figure 3. Dans ce cas, quand le couple du volant de direction est situé à une position proche du point neutre TO dans la zone morte (entre T1 et T2), l'unité CPU ne sort généralement pas de signal d'entraînement dans un sens. Cependant, dans le cas o le couple du volant de direction passe rapidement par la zone morte comme on l'a décrit plus haut, par exemple, dans le cas o le couple du volant passe par un point proche du point neutre, un signal correspondant à la direction du braquage à cet instant
est sorti par l'unité CPU 7.
Il en résulte que, par exemple, dans le cas o le volant est subitement tourné de gauche à droite, un signal correspondant au couple de braquage nécessaire pour une rotation à droite est sorti à une extrémité du circuit ET 20A par l'unité CPU 7. A ce moment-là, le signal d'entraînement à droite 19B est aussi entré à l'autre extrémité du circuit ET 20A par le dispositif de détermination du sens du signal de couple 19. Par conséquent, un signal destiné au moteur 3 pour produire un couple d'assistance à droite est sorti par le circuit ET 20A dans le circuit d'entraînement du moteur 11. Compte tenu de ce qui précède, même quand le couple de braquage passe par une position proche du point neutre dans le cas o le volant de direction est tourné en sens inverse alors que le conducteur ne le manipule pas, un couple d'assistance est appliqué au mécanisme de direction par le moteur 3, de telle sorte qu'on peut garantir d'excellentes sensations de direction. A ce propos, les conditions dans lesquelles le
signal de commutation 29 passe au niveau bas B, c'est-
à-dire les conditions dans lesquelles est sorti un signal pour permettre l'entraînement du moteur dans les deux sens, peuvent être déterminées de la manière suivante: Par exemple, la vitesse de variation du couple de braquage par unité de temps qui est détecté par le détecteur de couple 1 dans la zone morte est supérieure
à une vitesse prédéterminée.
Dans ce mode de réalisation, le circuit compensateur de phase 6 est prévu pour garantir une réponse rapide par avance de phase. Spécifiquement, on utilise un circuit de différentiation pour le circuit compensateur de phase 6. Ce circuit de différentiation comprend une unité d'amplification et une unité de différentiation, et la valeur obtenue quand on additionne ensemble le signal de sortie de l'unité d'amplification et le signal de sortie de l'unité de différentiation est sortie de l'unité CPU 7. Dans les conditions o le couple est TO, un signal de couple nul est sorti de l'unité d'amplification et, dans les conditions o le couple n'est pas TO et o le couple de braquage est changé, la valeur obtenue quand on additionne ensemble le signal de sortie de l'unité d'amplification et le signal de sortie de l'unité différentiation est sortie. Dans le cas o le couple de braquage n'est pas changé, le signal de sortie de l'unité de différentiation devient nul, de telle sorte
qu'une valeur de couple constant est sortie.
Dans le mode de réalisation ci-dessus, on donne un exemple dans lequel les deux signaux à droite et à gauche sont sortis du dispositif de détermination du sens du signal de couple, dans le cas o le signal de
commutation 29 est au niveau bas B dans la zone morte.
Cependant, un seul de ces signaux dont le sens est le
même que celui du couple effectif peut être sorti.
Exemple de réalisation 2 On va expliquer ci-dessous un exemple de
réalisation 2 en se référant à la Figure 4.
Dans le dessin, la référence numérique 38 indique un circuit de contrôle de signal pour contrôler la durée du signal de niveau bas B sorti de l'unité CPU 7
en tant que signal de commutation 29.
La référence numérique 39 indique un circuit ET dans lequel sont entrés un signal envoyé par le circuit de contrôle de signal 38 et celui envoyé par l'unité
CPU 7.
La référence numérique 40 indique un relais. Dans ce cas, ce relais 40 a un point de contact qui est généralement fermé. Le relais 40 est connecté au
circuit d'entralnement du moteur 11 et au circuit de-
commande de l'embrayage 18.
Le reste de sa structure est identique à celle de
l'Exemple de réalisation 1.
On va maintenant expliquer le fonctionnement de
l'Exemple de réalisation 2.
Le circuit de contrôle de signal 38 sort un signal de niveau haut H vers le circuit ET 39, excepté quand le signal de commutation (signal au niveau bas B) permettant au moteur d'assister l'arbre de direction en rotation, même dans la zone morte, est sorti d'une manière continue de l'unité CPU 7 pendant une période
au moins égale à une période de temps prédéterminée.
Dans le cas o l'unité CPU 7 sort un signal normal, un signal de niveau H est sorti vers le circuit ET 39 par l'unité CPU 7. En conséquence, dans le cas o le signal de commutation (signal au niveau bas B) permettant au moteur d'assister l'arbre de direction en rotation est sorti de l'unité CPU7 pendant une période qui est au plus égale à une période de temps prédéterminée, et également dans le cas o l'unité CPU sort normalement un signal, le circuit ET 39 sort un signal de niveau haut H. Il résulte de ce qui précède que le relais 40 est maintenu à l'état conducteur, de telle sorte que le
moteur 3 et l'embrayage 4 peuvent être actionnés.
Par ailleurs, quand le circuit de contrôle de signal 38 détecte que le signal (signal au niveau bas B) permettant au moteur d'assister l'arbre de direction en rotation a été sorti d'une manière continue pendant une période au moins égale & une période de temps prédéterminée, un signal au niveau bas B est sorti dans le circuit ET 39. Il en résulte que le signal de sortie au niveau bas B est émis par le circuit ET 39. Par conséquent, le relais 40 est ouvert, de telle sorte que le moteur 3 et l'embrayage 4 ne sont pas actionnés. Dans ce cas, on va décrire ci- dessous la
raison pour laquelle le circuit de contrôle de-
signal 38 sort ce signal de niveau bas B dans le cas o le signal de niveau bas B mentionné ci-dessus a été sorti d'une manière continue pendant une période au
moins égale à une période de temps prédéterminée.
Généralement, le signal pour permettre la rotation du moteur dans les deux sens est engendré temporairement dans le cas o le couple de braquage est subitement changé, par exemple, dans le cas o le volant de direction est subitement tourné en sens inverse par le conducteur. Par conséquent, la durée du signal d'autorisation est courte. En conséquence, quand ce signal d'autorisation est sorti d'une manière continue pendant une longue période de temps, ce signal est supposé être un signal anormal, de telle sorte qu'une
mesure de sécurité intégrée peut être prise.
Même quand l'unité CPU proprement dite engendre un signal anormal, la condition ET n'est pas satisfaite
dans le circuit ET 39, et le relais 40 est ouvert.
Exemple de réalisation 3 Dans l'Exemple de réalisation 1, la zone morte est prévue au milieu de l'intervalle des valeurs de détection du couple de braquage et, dans cette zone morte, soit le signal de commutation permettant au moteur de tourner dans les deux sens, soit le signal de commutation pour interdire au moteur de tourner, est sorti. Ce qui précède est considéré comme étant la condition pour déterminer si un signal nécessaire pour que l'arbre de direction soit assisté dans sa rotation
dans un sens prédéterminé est sorti ou non.
Cependant, quand la variation de la largeur de la zone morte est réalisée en plusieurs pas selon le résultat du calcul effectué par l'unité CPU 7, d'excellentes sensations de direction peuvent être assurées quand le conducteur tourne subitement le volant en sens inverse. Par exemple, dans le cas o le sens du couple de braquage est changé à une vitesse au moins égale à une valeur prédéterminée, la largeur de
la zone morte peut être réduite. Quand la largeur est changée, le signal de commutation peut être mis en oeuvre, et le nombre des signaux de commutation peut20 être augmenté.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le détecteur de couple 1 est pourvu du circuit compensateur de phase 6 en série, et la valeur du couple de braquage soumise à une compensation de phase sert de nouvelle valeur de détection du couple de braquage. Cependant, le circuit compensateur de phase 6 peut ne pas être prévu et, quand la valeur de détection du couple de braquage est entrée directement dans l'unité CPU 7 et dans le dispositif de détermination du sens du signal de couple 19, une partie du calcul de la compensation de phase ou tout le calcul peut être
exécuté directement par l'unité CPU 7.
En outre, dans le mode de réalisation ci-dessus, l'unité de commande de direction assistée est pourvue de l'embrayage 4; néanmoins, cet embrayage n'est pas nécessairement prévu. Dans le cas o le dispositif est
défaillant, seul le moteur 3 peut être arrêté.
En outre, les circuits ET 20A et 20B dans lesquels sont entrés à la fois le signal d'entraînement émis par l'unité CPU 7 et le signal émis par le dispositif de détermination du sens du signal de couple 19, ne sont prévus que sur les fils conducteurs des premiers signaux d'entraînement à droite et à gauche 8A et 9A; néanmoins, ces circuits ET 20A et 20B peuvent être10 prévus sur les fils conducteurs des seconds signaux
d'entraînement à droite et à gauche 8B et 9B.
Selon la présente invention, dans le cas o le couple de braquage est situé dans la zone morte, uniquement quand le sens du signal de sortie émis par le moyen de commande et celui du signal émis par le dispositif de détermination du sens du signal de couple sont en coïncidence, le signal d'entraînement dans ce
sens est sorti dans le moyen d'entraînement du moteur.
En conséquence, même quand le moyen de commande est défaillant, il est possible d'empêcher que le moteur tourne de lui-même arbitrairement. Par conséquent, la
sécurité de la direction assistée peut être garantie.
Par ailleurs, dans un cas prédéterminé, un signal dans le sens prédéterminé est sorti du dispositif de détermination du sens du signal de couple au moyen du signal de commutation émis par le moyen de commande, même dans la zone morte. Par conséquent, même dans la zone morte, le moteur peut assister l'arbre de direction en rotation dans le cas o le sens du couple du volant de direction est subitement changé, par exemple, dans le cas o ce volant est subitement tourné en sens inverse par le conducteur. En conséquence, d'excellentes sensations de direction peuvent être garanties. Spécialement quand la commande est exécutée en fonction de la variation du couple de braquage par unité de temps, le temps auquel le sens du couple du volant de direction est subitement changé peut être détecté spécifiquement et avec précision, de telle sorte que l'arbre de direction peut être assisté en rotation d'une façon sûre par le moteur quand le couple
de braquage se trouve dans la zone morte.
En outre, même dans le cas o la largeur de la zone morte est changée par le dispositif de commande, quand la largeur de la zone morte est réduite comme on l'a décrit plus haut au moment o le sens du couple de braquage a été subitement changé, l'arbre de direction peut être assisté en rotation par le moteur et sa plage d'assistance peut être étendue en fonction du couple de braquage. En conséquence, on peut améliorer les
sensations de direction.
En outre, selon la présente invention, la durée du signal de commutation par lequel un signal d'un sens prédéterminé peut être sorti, même dans la zone morte,
est détectée par le dispositif de contrôle de signal.
Quand il est détecté par ce dispositif de contrôle de signal que la durée est au moins égale à une période de temps prédéterminée, l'entraînement du moteur est arrêté. De cette manière, on peut empêcher un défaut de fonctionnement du moteur dû à l'état anormal du dispositif de commande, et la sécurité peut être améliorée. De plus, la valeur de détection du couple de braquage est soumise à une compensation de phase par le circuit compensateur de phase. Par conséquent, on peut obtenir une réponse rapide par rapport à un changement de la valeur du couple de braquage. En conséquence, on peut réaliser une commande de direction assistée en
réponse rapide à un changement du couple de braquage.
Claims (6)
1. Dispositif de direction assistée actionnée électriquement, comprenant: un détecteur de couple de braquage (1) pour détecter un couple de braquage; un moyen de commande (7) pour sortir un signal correspondant audit couple de braquage lorsqu'un signal correspondant audit couple de braquage est entré; un dispositif de détermination du sens du signal de couple (19) pour sortir un signal correspondant à un sens dudit couple de braquage quand ledit couple de braquage est hors d'une zone morte qui est établie près d'un point neutre de la direction après qu'une sortie dudit détecteur de couple de braquage (1) ait été entrée dans ledit moyen de détermination du sens du signal de couple (19); un moyen de détermination de coincidence (20A, B) pour sortir un signal quand le sens d'un signal émis par ledit moyen de commande (7) et celui d'un signal émis par ledit moyen de détermination du sens du signal de couple (19) sont en coïncidence; un moyen d'entraînement du moteur (11) pour sortir un couple d'assistance selon les signaux entrés dans ledit moyen d'entraînement du moteur à partir dudit moyen de commande (7) et dudit moyen de détermination de coïncidence (20A, 20B); et, un moteur (3) pour assister l'arbre de direction en rotation qui est entraîné par le signal de sortie dudit moyen d'entraînement du moteur, caractérisé en ce que ledit moyen de détermination du sens du signal de couple (19) est apte à sortir un signal d'un sens prédéterminé, même dans ladite zone morte, quand un signal de commutation (29) est reçu
dudit moyen de commande (7).
2. Dispositif de direction assistée actionnée électriquement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: un moyen de contrôle de signal (38) pour détecter la durée du signal de commutation (29) par lequel ledit signal de sens prédéterminé peut être sorti, même dans la zone morte; et, un moyen d'arrêt du moteur (39, 40) pour arrêter le moteur (3) quand ladite durée est détectée comme étant plus longue qu'une période de temps prédéterminée
par ledit moyen de contrôle de signal (38).
3. Dispositif de direction assistée actionnée électriquement selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit signal de commutation (29) permettant
de sortir un signal correspondant à un sens du couple-
de braquage, même dans ladite zone morte, est sorti par ledit moyen de commande (7) quand celui-ci détecte une variation du couple de braquage par unité de temps au
moins égale à une valeur prédéterminée.
4. Dispositif de direction assistée actionnée électriquement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un circuit compensateur de phase (6) dans lequel est entrée la valeur du couple de braquage détectée par ledit détecteur de couple de braquage (1), ledit circuit compensateur de phase sortant une valeur de couple obtenue quand ladite valeur de détection du couple de braquage est soumise à
une compensation de phase.
5. Dispositif de direction assistée actionnée électriquement, comprenant: un détecteur de couple de braquage (1) pour détecter un couple de braquage; un moyen de commande (7) pour sortir un signal correspondant audit couple de braquage quand un signal correspondant audit couple de braquage est entré; un moyen de détermination du sens du signal de couple (19) pour sortir un signal correspondant à un sens dudit couple de braquage quand ledit couple de braquage est hors d'une zone morte qui est établie près d'un point neutre de la direction après qu'une sortie dudit détecteur de couple de braquage (1) ait été entrée dans ledit moyen de détermination du sens du signal de couple (19); un moyen de détermination de coïncidence (20A, l0 20B) pour sortir un signal quand le sens d'un signal émis par ledit moyen de commande et celui d'un signal émis par ledit moyen de détermination du sens du signal de couple sont en coïncidence; un moyen d'entraînement du moteur (11) pour sortir un couple d'assistance selon les signaux entrés dans ledit moyen d'entraînement du moteur (11) à partir dudit moyen de commande (7) et dudit moyen de détermination du sens du signal de couple (19); et, un moteur (3) pour assister l'arbre de direction en rotation qui est entraîné par le signal de sortie dudit moyen d'entraînement du moteur, caractérisé en ce que ladite zone morte peut être
modifiée à partir dudit moyen de commande (7).
6. Dispositif de direction assistée actionnée électriquement selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un circuit compensateur de phase (6) dans lequel la valeur du couple de braquage détectée par ledit détecteur de couple de braquage (1) est entrée, ledit circuit compensateur de phase sortant une valeur de couple obtenue quand ladite valeur de détection du couple de braquage est soumise à
une compensation de phase.
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