D.A.E. DIRECTION ASSISTEE ELECTRIQUE DE TWINGO

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1 Lycée Chevalier d Eon - Tonnerre D.A.E. DIRECTION ASSISTEE ELECTRIQUE DE TWINGO MODULE 1 Station de mesure Calculateur Régime Capteur de couple Capteur de Vitesse Prise diagnostique MODULE 4 Diagnostic MODULE 3 Asservissement MODULE 2 Valisette DOSSIER TECHNIQUE Page 1 sur 9

2 TABLE DES MATIERES 1 - DIRECTION DE VEHICULE AUTOMOBILE 2 2- DIRECTION ASSISTEE ELECTRIQUE PRESENTATION CARACTERISTIQUES FONCTIONNEMENT (DOCUMENTS 3 ET 4) STRUCTURE GLOBALE (FIGURE 3) DIRECTION ASSISTEE ET SYSTEME DE DIRECTION 7 3- DOCUMENT RESSOURCE LOGICIEL DIRECTION DE VEHICULE AUTOMOBILE La commande de direction des véhicules automobile impose au conducteur de vaincre par l'intermédiaire du volant la résistance au pivotement des roues directrices, due à l'action du sol. Pour cela il est nécessaire de transformer le mouvement de rotation de la colonne de direction en pivotement des roues. Différents systèmes peuvent être utilisés: - systèmes vis écrou; - roues et vis sans fin; - pignon crémaillère Ce dernier principe est le plus couramment utilisé sur les véhicules de tourisme car il permet de transformer la rotation de la colonne de direction en une translation au niveau des biellettes de direction. Le diagramme ci dessous propose une classification des mécanismes de direction les plus couramment utilisés sur les véhicules automobiles, décrits en annexe. Page 2 sur 9

3 MECANISMES DE DIRECTION : MODELES COURANTS ET APPLICATIONS TRADITIONNELS MECANISMES de DIRECTION ASSISTES Mécanique Hydraulique Electrique Vis Ecrou Roue Vis Pignon Crémaillère Centre ouvert Centre fermé Hydro- -statique Assistance électrique Véhicules agricoles Classique Vis globique et galet Démultiplica- -tion fixe Démultiplication variable Vis Ecrou Barre de - torsion - flexion Crémaillère Comparateur Vis Ecrou Engins de chantier et agricoles Barre de torsion Tourisme Crémaillère Véhicules de tourisme Petits Utilitaires Tourisme Utilitaires Autocar Poids lourds Tourisme Utilitaires Autocar Véhicules Citroen DIRAVI Page 3 sur 9

4 2- DIRECTION ASSISTEE ELECTRIQUE 2-1 Présentation Le mécanisme de direction assistée électrique de TWINGO est décrit sur le schéma du document 1. Celui-ci représente l implantation sur le véhicule des différents constituants. Le document 2 permet de mettre en évidence, en plus du classique système mécanique de direction (volant, colonne de direction, pignon, crémaillère...), l'ensemble d'assistance. Ce dernier est simplement constitué d un moto-réducteur accouplé à la colonne de direction par l intermédiaire d un embrayage électromagnétique. Un calculateur permet, à partir de paramètres mesurés sur le véhicule, de mettre en service le moto-réducteur pour assister le conducteur dans ses manoeuvres de parking ou à basse vitesse. 2-2 Caractéristiques L assistance est réalisée par l intermédiaire du moto-réducteur : - en fonction du couple au volant : Le système doit assister le conducteur dès la mise en rotation du volant. Un capteur informe le calculateur de l intensité du couple exercé sur le volant. Le moto réducteur est alors commandé en fonction du couple exercé par l utilisateur. - en fonction de la vitesse du véhicule : Une assistance élevée offre un confort de manoeuvre à l arrêt ou à faible vitesse. Elle n est plus nécessaire à haute vitesse car les braquages sont réduits et l effort au volant ne doit pas être trop assisté pour des raisons de précision et de sécurité de conduite. A partir du seuil de vitesse ( environ 70 km/h) où le confort de la direction traditionnelle est suffisant, le moteur électrique n est plus alimenté. Il est d ailleurs désaccouplé mécaniquement de la colonne pour encore plus de sécurité grâce à l embrayage electromagnétique. Le calculateur, à partir des informations couple au volant et vitesse du véhicule assurera une assistance variable en commandant le moto réducteur. Page : 4

5 L information régime du moteur permet simplement au calculateur d autoriser la commande du moteur et de procéder à des vérifications de sécurité lorsque l assistance fonctionne (contrôle du capteur de vitesse du véhicule, par exemple). 2-3 Fonctionnement (Documents 3 et 4) Le système doit assister le conducteur dès la mise en rotation du volant. Le couple d assistance, fourni par le moto-réducteur, s ajoutera au couple exercé par le conducteur pour former le couple effectivement transmis par la colonne de direction à la crémaillère, puis aux roues. Volant C vol C col Colonne et pignon Crémaillère Système de direction Roues Réducteur C mot C = col C vol + C mot Figure 1 Lorsque un couple est exercé sur le volant, celui-ci est transmis mécaniquement à la crémaillère. L'information électrique correspondante est communiquée au calculateur par l intermédiaire d un capteur. Le calculateur détermine alors l'intensité du courant à fournir au moteur électrique en fonction du couple au volant et de la vitesse du véhicule. Page : 5

6 Système de direction Biellette Direction assistée Pivot de roue Roue Crémaillére Colonne Régime Calculateur Barre de torsion Capteur de couple Capteur de Vitesse Prise diagnostique Volant Figure 2 : Direction assistée et Système de direction La rotation de la colonne (et donc le pivotement des roues), due à l effet conjugué du conducteur et du moteur, est aussi prise en compte par le capteur de couple au volant (ou de déformation de la barre de torsion montée en série sur la colonne), assurant ainsi un retour de l information. Le système est asservi en position et les schémas suivants permettent de préciser sa structure Structure globale (figure 3) A une rotation du volant correspond un pivotement des roues en sortie de l'ensemble Direction Assistée Electrique et éléments de commande des roues (biellettes et pivots de roues) appelé ici : Système de direction. Une autre entrée correspond à la valeur de la vitesse du véhicule, l assistance étant fonction de ce paramètre. Page : 6

7 volant V véhicule D.A.E. et Système de direction Figure 3 roue Direction assistée et Système de direction La représentation de la figure 4 permet de distinguer le Système de direction de la Direction Assistée Electrique. La grandeur de sortie de cette dernière correspond au déplacement de la crémaillère de direction. volant V véhicule D.A.E λ crémaillère Système de direction roue Figure 4 Figure 5 Page : 7

8 3- DOCUMENT RESSOURCE LOGICIEL I. Mise en situation L'ensemble de direction instrumenté ou station de mesure est constitué, en plus de l ensemble mécanique et électrique RENAULT: - de récepteurs à effort variable permettant de simuler la résistance au pivotement au contact des roues avec le sol (pivot freinée). - d un générateur permettant de simuler la vitesse de déplacement du véhicule. - d un ensemble de capteurs enregistrant les grandeurs physiques: déplacements, efforts,... - d une carte d acquisition permettant d analyser, traiter et afficher les données issues des mesures. - de points de prélèvement de mesures (voltmètre, oscilloscope,...) et de dispositifs de simulation de panne. Le schéma ci-dessous précise l architecture de la station complète. C MODULE 1 C C Régime VI Carte d'acquisition Capteur de couple Calculateur Prise diagnostique Capteur de Vitesse C Capteur angulaire Capteur de couple VI Intensité moteur Simulation vitesse véhicule Récepteur à effort variable (simulation action sol/roues) Figure 3 : Schéma de la station instrumentée Page : 8

9 II. Déroulement des mesures Sur la station : Mettre sous tension la station (l interrupteur général se trouve à droite du pupitre) Tourner la clé de contact (à droite de la colonne). Mettre l interrupteur régime moteur sur 1 (l assistance est activée). Régler, par exemple, la «vitesse du véhicule» à 0km/h (assistance maximale). Sur le micro-ordinateur : Lancer le logiciel DAE Choisir l option MESURE dans la fenêtre DAE INITIALISER dans la fenêtre mesure. Sur la station : Mettre le volant en butée gauche, par exemple. Appuyer «fermement» sur le bouton DEPART MESURE (en haut à droite du pupitre. Lorsque le chronomètre sur l ordinateur commence à décompter tourner le volant jusqu à la butée droite par exemple pour avoir l amplitude maximale. Le temps de mesure est de 10s. Sur le micro-ordinateur Attendre que l importation des résultats soit terminée, fermer la fenêtre. Choisir l option COURBE. Cocher la mesure 1. Il est alors possible d afficher plusieurs courbes. Sélectionner en abscisse un paramètre référence Sélectionne en ordonnée les paramètres à afficher (vous pouvez en choisir plusieurs différents). Cliquer sur TRACER, les courbes s affichent. On peut utiliser les ZOOM et VALEURS qui permettent d avoir des valeurs particulières sur les courbes. Vous pouvez également rentrer une formule en fonction des paramètres captés. Sélectionner Y = et servez vous de la calculatrice pour rentrer votre formule. Page : 9

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