L'invention concerne un procédé d'établissement de la position angulaire du volant d'un véhicule automobile, équipé d'un système d'assistance électrique à la direction qui comporte un moteur d'assistance électrique destiné à appliquer à la colonne de direction solidaire du volant un couple d'assistance approprié et un calculateur électronique de pilotage du moteur électrique d'assistance à partir d'informations sur la position angulaire du volant ainsi que des moyens de mémoire des données.

Il s'est avéré que l'information concernant la position angulaire du volant est de plus en plus nécessaire dans la conduite d'un véhicule, notamment pour la fonction de retour automatique du volant, les algorythmes de régulation de la fonction d'assistance. De plus cette information doit tre transmise à l'équipement ESP en charge de la stabilité générale du véhicule.

Pour remplir ces fonctions, il est connu d'utiliser un capteur de position ou des algorythmes de détermination de l'angle du volant.

A ces exigences s'ajoute comme problématiques supplémentaires que l'information d'angle doit tre disponible dès le démarrage du véhicule, c'est-à-dire à l'initialisation de l'électronique de la direction d'assistance électrique (DAE), que la précision et l'exactitude de l'angle jouent un rôle de plus en plus important et que le volant peut tre tourné d'un angle important lorsque l'ignition du véhicule est coupée.

Pour remplir ces fonctions, il est connu d'utiliser un capteur de position volant, avec zéro absolu, ce qui entraîne un surcoût important sur le prix du système de direction.

La présente invention a pour but de proposer un procédé d'établissement de la position angulaire du volant, qui permet d'éliminer les problèmes de l'état de la technique, qui viennent d'tre énoncés.

Pour atteindre ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la position angulaire du volant est établie à partir des données relatives à la position angulaire du rotor du moteur d'assistance.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un système de direction assistée électrique (DAE) pour véhicule automobile, selon l'état de la technique, - la figure 2 est un schéma synoptique fonctionnel illustrant le procédé selon l'invention.

La figure 1 montre, pour faciliter la compréhension de l'invention, un système de direction assistée électrique (DAE) pour véhicule automobile qui comprend un dispositif de colonne de direction 1 portant à son extrémité supérieure un volant de direction 2 susceptible d'tre actionné par le conducteur du véhicule, un dispositif de direction mécanique 3 sur lequel agit l'extrémité inférieure de la colonne de direction 1 et un moteur d'assistance électrique 4 auquel est associé un réducteur 5.

Le dispositif de direction mécanique 3 comporte, de façon connue en soi, un boîtier de direction 6 à l'intérieur duquel est axialement mobile une crémaillère non représentée et des barres d'accouplement côté droit et côté gauche 6,7 accouplée chacune par une extrémité à la crémaillère et à l'autre extrémité au dispositif de direction d'une roue avant du véhicule. La crémaillère est déplacée axialement par un pignon non représenté, qui

est solidaire en rotation de l'extrémité inférieure de la colonne de direction 1. Etant donné que le volant 2 est monté solidaire en rotation sur l'extrémité supérieure de la colonne de direction 1, une rotation de ce volant provoque, par l'intermédiaire de la colonne de direction 1, le déplacement axial des barres d'accouplement 7 et 8.

Le moteur d'assistance 4 est piloté par un calculateur électronique 10 comportant un dispositif ECU, une mémoire vive (RAM), une mémoire morte (ROM ou FLASH) et une mémoire morte effaçable électriquement et programmable (EEPROM) qui est une mémoire non-volatile.

Le système d'assistance traditionnel comporte en outre un capteur de couple 11 et un capteur 12 d'angle de la colonne de direction. Il est également connu d'associer au moteur d'assistance 4 un résolveur 13 destiné à établir la position angulaire du rotor du moteur, fonction qui pourrait aussi tre accomplie par un capteur à effet Hall.

L'invention propose un procédé d'établissement de la position angulaire du volant 2, dans un système d'assistance électrique à la conduite, dont une particularité majeure réside dans le fait qu'il peut se passer d'un capteur de la position angulaire du volant, tel que le capteur 12 représenté sur la figure 1, en se basant sur des données de position du rotor du moteur 4, qui sont établies pour le pilotage de ce dernier.

Ces données étant fiables et précises, il est possible d'en déduire exactement l'évolution de la position du volant dans le temps et dès l'initialisation du système, sans nécessiter le capteur de position.

La figure 2 donne le schéma synoptique fonctionnel d'un calculateur 10 selon l'invention, les différentes fonctions étant matérialisées par des modules représentés sous forme de rectangles ou cercles. On constate que le moteur 4 est commandé par un module de commande de moteur 14 sous l'effet d'un signal en provenance d'un sommateur 15 et d'un signal en provenance du résolveur 13 de

détermination de la position angulaire du rotor du moteur 4. Le sommateur 15 établit le signal à appliquer au module 14 à partir de trois signaux d'entrée. Un premier signal d'entrée est fourni par un module 16 d'assistance de base destiné à déterminer un couple de consigne à partir d'un signal de couple C en provenance d'un module 17 de mise en forme et de vérification de la validité des signaux engendrés par le capteur de couple 11 indiqué sur la figure 1 et à partir de l'information relative à la vitesse V du véhicule fournie par un module 18 de mise en forme et de vérification des signaux en provenance du dispositif de bus 19 de transmission de données du véhicule. Le sommateur reçoit à une deuxième entrée des signaux de sortie d'un module 20 de réversibilité active permettant le retour du volant vers sa position 0. Ce module produit son signal de sortie à partir de l'information relative à la vitesse V du véhicule et d'une information relative à la position angulaire du rotor du moteur 4, donnée par un module de calcul de l'angle du rotor, désigné par la référence 21. Le sommateur reçoit un troisième signal d'entrée en provenance d'un module 22 relatif à d'autres fonctions du système d'assistance électrique, établies à partir d'une information sur la vitesse angulaire o du rotor du moteur d'assistance 4, fournie par un module 23 de mise en forme des signaux de position angulaire du rotor-du moteur 4 en provenance du résolveur 13 de détermination de l'angle du rotor.

La figure 2 montre en plus des modules qui viennent d'tre cités et qui constituent la couche d'application du calculateur 10, la couche basse 24 qui contient l'ensemble des programmes qui permettent de faire tourner la couche applicative et gérer la communication avec le côté équipement. De cet ensemble ne sont indiqués que les fonctions d'arrt et d'initialisation, indiquées respectivement par les référence 25 et 26, dans la mesure où ce sont particulièrement ces deux fonctions qui jouent

un rôle dans le cadre de la présente invention. A ces fonctions ou modules essentiels pour l'invention s'ajoute la mémoire non volatile EEPROM désignée par la référence 27.

Une caractéristique essentielle réside dans le fait, comme cela est symbolisé par des lignes fléchées, que, lors d'un arrt du véhicule, les angles du volant et du rotor du moteur 4 sont inscrits dans la mémoire EEPROM 27 comme cela est indiqué par les valeurs oeeprom et aeeprom. Ces valeurs sont lues lors d'une initialisation et transmises au module 21 de calcul de l'angle moteur adapté pour établir l'angle volant Oinit à l'initialisation et l'angle volant ot en recevant aussi du module 23 la valeur de l'angle (t) du rotor du moteur 4.

On décrira ci-après le procédé selon l'invention à l'aide des mesures préconisées par l'invention dans les différents états du système DAE, à savoir lors du déblocage de la colonne de direction 1, lors de l'initialisation du système DAE, lors du fonctionnement, de l'arrt, et du blocage de celui-ci et lors de l'arrt du véhicule.

Lors du déblocage de la colonne, un problème se pose lorsque le conducteur fait tourner le volant 2 sans assistance. Selon l'invention, dans ce cas toutes les variations d'angle de la colonne 1 et de l'arbre moteur sont détectées et traitées par le calculateur 10 à partir du moment où la colonne est déverrouillée. Il est prévu que le déblocage de la colonne de direction entraîne obligatoirement et simultanément le réveil du calculateur 10 et la mise sous tension du résolveur 13 du moteur 4.

Après initialisation du calculateur 10, les variations de position de l'arbre moteur, c'est-à-dire du rotor, seront alors traités par le calculateur de la manière décrite ci-après.

Afin de limiter la consommation d'énergie électrique du calculateur 10, on pourrait envisager d'alimenter en énergie électrique seulement le résolveur

et le dispositif ECU, les capteurs et le moteur d'assistance pouvant tre alimentés uniquement lors de la mise en marche du système d'assistance.

Lors de l'initialisation du calculateur, la position du volant 2 est calculée en fonction de la position lue du rotor du moteur, de la position du rotor, qui a été stockée dans la mémoire non-volatile lors du précédent arrt du véhicule et de l'angle volant absolu et multi-tour stocké dans la mémoire non-volatile lors du précédent arrt. Si la position du volant 2 est restée inchangée entre l'arrt du système d'assistance DAE et le réveil du calculateur 10, l'angle volant réel et l'angle stocké dans la mémoire seront identiques : finit = oeepror Dans ce cas, on procède donc à l'enregistrement en mémoire non volatile de l'angle volant lors de la mise en veille du calculateur et de la valeur lue lors de l'initialisation.

Mais, il est possible que l'angle volant ait changé entre le moment de la mise en veille et le réveil du calculateur. L'invention permet d'établir l'angle réel du volant à partir des informations de position du résolveur 13 associé au moteur 4. En effet, la variation de l'angle pendant l'arrt du système DAE est proportionnelle à la différence des positions du résolveur entre les moments de mise en veille et du réveil du calculateur. Ainsi on obtient : CXinit-Cteepron _ 8init-V eeprom'" (reducteur où Omit : signifie l'angle volant calculé à l'initialisation, Oeeprom l'angle volant stocké dans la mémoire EEPROM, ainit l'angle moteur mesuré à

l'initialisation, à l'aide du résolveur, et 6réducteur le rapport du réducteur qui est constant.

Le procédé selon l'invention, dans le cas d'un changement de l'angle volant entre les moments de mise en veille et du réveil du calculateur implique donc l'enregistrement en mémoire non-volatile de l'angle volant lors de la mise en veille du calculateur, la lecture de l'angle volant stockée dans la mémoire non- volatile lors de l'initialisation, l'enregistrement dans la mémoire non-volatile de la position du rotor du moteur lors de la mise en veille, la lecture de la position du rotor du moteur, stockée dans la mémoire lors de l'initialisation et le calcul, de l'angle volant réel lors de l'initialisation à partir de ces données, selon la formule (2) qui précède.

On décrira ci-après le calcul de l'angle volant à un instant t après le déblocage de la colonne de direction et après l'initialisation du calculateur 10.

Indépendamment du fait que le système DAE est en marche ou pas, l'angle volant (t) est recalculé périodiquement à l'instant t à partir du calcul précédent en fonction de la différence des positions du rotor du moteur d'assistance selon l'équation suivante : at,-aet-u eit,-at-, + 0'reducteur où Atta est l'angle volant calculé à l'instant t, 6 est l'angle volant calculé au cycle précédent, a ; t) est l'angle du rotor du moteur mesuré à l'instant t, ait l) est l'angle rotor mesuré au cycle précédent et 6'réducteur est le rapport du réducteur.

Le procédé selon l'invention permet également de prendre en compte toutes erreurs de calcul de l'angle absolu du volant, qui pourraient tre occasionnées par exemple par des conditions particulières telles que des

manoeuvres de parking, des coupures de batterie, des opération de réparation dans un garage.

L'invention permet aussi de valider régulièrement l'information sur l'angle volant et de recaler celui-ci en utilisant des algorythmes de recalage, plus particulièrement de recalage de la position 0 du volant.

Une méthode pour déterminer la position 0 est décrite dans le brevet européen EP 1 211 161. Selon cette méthode ainsi connue, l'angle 0 est déterminé lorsque des conditions prédéterminées sont remplies, à savoir lorsque la vitesse du véhicule n'est pas nulle et supérieure à une vitesse prédéterminée, le couple volant est proche de 0 Nm, avec des variations de couple inférieur à une valeur prédéterminée et lorsque les deux conditions précédentes sont maintenues pendant une durée de temps suffisamment longue pour, confirmer que le véhicule a une trajectoire droite et qu'il ne s'agit pas d'un lâcher du volant.

Dans le cadre de l'invention, en appliquant la méthode connue par le document EP 12 11 151 auquel on se reportera pour de plus amples informations, pour déterminer l'angle 0, l'angle volant calculé 0 (t) est comparé à l'angle 0 déterminé, à savoir à l'angle 00 selon l'équation suivante AO = (9)-6.) (4) Si la différence AO est faible, l'angle volant est alors automatiquement recalé à la valeur 0 (t) = oo (5) Par contre si le recalage à effectuer est important, l'angle volant sera graduellement recalé pendant une période n un gain K (t) afin de limiter le couple d'assistance à appliquer à la colonne de

direction. Ce recalage est exprimé par l'équation qui suit Il est à noter que lors de l'arrt du système DAE commandant la mise en veille de son calculateur, les informations sur l'angle, qui sont nécessaires à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, sont stockées dans la mémoire EEPROM non-volatile du calculateur, à savoir l'angle volant et la position du rotor du moteur.

Le procédé selon l'invention est également applicable à des systèmes comportant des colonnes de direction équipées de dispositifs de blocage de celle-ci, mais aussi dans le cas où la colonne ne serait pas bloquée.

Le procédé conforme à l'invention garantit dès l'initialisation du système DAE une grande précision et certitude sur le calcul de l'angle volant si cet angle a été établi après la mise en veille du calculateur et est inférieur à un demi-tour du rotor du moteur.

Le procédé selon l'invention est compatible avec tous types de blocage de la colonne.

Dans le cas d'un blocage manuel de la colonne par un système mécanique, tel que par exemple du type connu sous la dénomination NEYMANN, l'angle volant calculé est enregistré dans la mémoire EEPROM du calculateur, après coupure du contact du véhicule. Le conducteur assure le blocage et verrouillage de la colonne en tournant le volant jusqu'à ce qu'une encoche de la colonne soit en

face de la barre anti-vol qui, par un système mécanique, bloque celle-ci.

Que la colonne ait été bloquée ou non par le conducteur, l'angle volant sera initialisé avec précision si cet angle établi après la mise en veille est inférieur à un demi-tour du rotor du moteur.

Dans le cas contraire, l'angle volant sera corrigé après la mise en marche du système DAE lors de la détection de l'angle 0 décrit précédemment. Pour pallier cet inconvénient, le véhicule pourrait tre équipé d'un système de blocage possédant de nombreux points de blocage de façon que le volant ne puisse jamais tourner plus d'un demi-tour du rotor du moteur.

L'invention est bien entendu applicable à des véhicules équipés d'un système de blocage manuel de la colonne par verrouillage électrique agissant sur l'arbre moteur. Ces systèmes de verrouillage, qui sont connus dans l'état de la technique, comportent une bague anti- vol fixée sur l'axe moteur et comportant une ou plusieurs encoches dans lesquelles une barre anti-vol est susceptible de s'enclencher sous l'effet d'un moteur permettant directement le rapprochement de la barre ou d'un système mécanique à ressort. Après coupure du contact du véhicule, le système DAE est mis en veille et les informations d'angle sont enregistrées dans la mémoire non-volatile. L'invention garantit avec ce système de blocage un angle précis lors de la prochaine initialisation, selon l'équation (2) donnée plus haut.

Le procédé selon l'invention est également compatible avec un système de verrouillage de la colonne tel que décrit dans le brevet français FR 010 26 71. Ce système permet l'enclenchement de la barre anti-vol par une commande du système DAE. Après coupure du contact du véhicule, le moteur du système DAE ainsi que tous les autres composants de ce système restent alimentés pendant un bref instant. Le moteur est piloté afin d'effectuer une rotation de l'arbre moteur.

L'angle de rotation effectué est calculé de manière qu'une des encoches de la bague de verrou soit positionnée en face de la barre anti-vol qui alors s'enclenche. L'angle volant est recalculé et enregistré dans la mémoire non-volatile du calculateur. Avec ce système de verrouillage, l'invention garantit avec précision l'angle du volant selon la formule (1) donnée plus haut.

Bien entendu, l'invention est également applicable à des véhicules qui ne sont pas équipés d'un système de verrouillage ou dans le cas où le conducteur ne bloque pas manuellement la colonne ou dans les cas où les systèmes de verrouillage ne peuvent pas fonctionner correctement. Dans ce cas, lors de la mise en veille, l'angle volant et la position du rotor du moteur seront enregistrés dans la mémoire non-volatile, comme décrit précédemment. Lors de l'initialisation l'angle volant sera calculé selon l'équation (2) donnée plus haut.

Cependant l'exactitude de l'angle ne pourrait pas tre garantie à l'initialisation. Mais cette garantie pourrait tre donnée après l'activation du module de recalage décrit plus haut.

Il ressort de la description qui précède que le procédé d'établissement de la position angulaire du volant par mesure de la position angulaire du rotor du moteur d'assistance, sont capteurs d'angle dédiés, permet d'obtenir un angle volant d'une très grande précision, ce qui améliore les algorythmes des systèmes DAE et EPS.