1-APPROCHE MATERIELLE DU PRODUIT

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Isabelle Lapierre
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1 ANALYSE FONCTIONNELLE Compétences techniques mises en œuvre : CI 1 (AF1 AF2 AF3) - configurer, faire fonctionner le produit - identifier et définir le besoin auquel répond le produit et ses fonctions de service - identifier les fonctions techniques et les solutions techniques - décrire l'architecture fonctionnelle - identifier les flux d énergie, d information et de matière physique Support d'activité : Direction assistée électrique 1-APPROCHE MATERIELLE DU PRODUIT 1.1/ Mettre en œuvre la DAE et observer son fonctionnement en faisant varier sa vitesse. Mode opératoire : Mise en marche Interrupteur vert sur le côté droit : mise sous tension Tourner la petite clé à contact vers la fenêtre Mettre le régime moteur (voyant rouge visible) Tourner le volant et faire varier la vitesse du véhicule MODULE 1 Station de mesure Calculateur Régime Moteur Capteur de couple Capteur de Vitesse Prise diagnostique MODULE 4 Diagnostic MODULE 3 Asservissement MODULE 2 Valisette Tp Science de l'ingénieur Page : 1

2 1.2/ Identifier sur le schéma figure n 1 (en annexe) avec des flèches les éléments suivants : Volant Roues Moteur Réducteur Barre de torsion Colonne Capteur de couple Crémaillères + biellettes Capteur de vitesse 1.3/ Pour les 2 situations représentées sur la figures n 2 (en annexe), indiquer par des flèches bleus pour le couple volant exercé le sens de rotation du moteur et des roues. 1.4/ Si les roues exercent un couple résistant quand on tourne le volant, représenter sur la figure n 3 (en annexe) pour les 2 cas de la figure n 2 par un trait la déformation de la barre de torsion. Rq : le couple résistant s'oppose à la rotation des roues Exemple de représentation de déformation de la barre de torsion: θ angle de déformation 1.5/ Représenter par des flèche rouges sur la figure n 2 pour chaque cas le couple de l'assistance et le couple fournit par le moteur. Barre de torsion 1.6/ Qu'elle est l'angle " θ" de la barre de torsion, si la direction est parfaitement assistée? 1.7/ Qui impose la vitesse de rotation du moteur d'assistance pendant l'orientation des roues? 1.8/ Pour ¼ de tour de volant combien de tour fait le moteur? Les caractéristiques du réducteur sont données dans le dossier technique de la DAE. A partir du dossier technique 1.9/ Identifier les deux paramètres qui conditionnent la loi d'assistance de la DAE. 1.10/ A quelle vitesse l'assistance est maximale? 1.11/ Quelle solution technique permet de rendre l'assistance in opérationnelle au delà de 80 km/h? 2-APPROCHE FONCTIONNELLE Expression du besoin : fonction globale du produit (analyse fonctionnelle descendante SADT niveau A-0) 2.1/ A partir de l'observation du système et du dossier technique identifier : - la matière d'œuvre - les données de contrôle - le support d'activité - la fonction globale 2.2/ Compléter les indications manquantes de l'actigramme A-0 Tp Science de l'ingénieur Page : 2

3 Structure du produit : notion de chaînes d'information et d'énergie (Voir document réponse) 2.3/ Sur le document réponse situer la chaîne d'énergie et d'information. 2.4/ Colorier en bleu le flux d'informations et en rouge le flux d'énergie. 2.5/ Compléter le bloc fonctionnel "Action". 2.6/ A partir des élément listés ci dessous compléter le schéma fonctionnel de la DAE. - Capteur de couple - Voyants - Batterie 12 V - Variateur de puissance à transistors - Moteur d'assistance - Capteur de vitesse - Rotation moteur (Avant Arrière Arrêt) - Système mécanique - Régime moteur - Essence - Effort sur le volant - Ordre de démarrer - Carte électronique programmable à microcontrôleur - Signaux lumineux (moteur assistance et embrayage) - Clé de contact + neiman - Vitesse du véhicule 2.7/ Sur l'analyse fonctionnelle entourer en noir les informations système et en vert les informations opérateur. 2.8/ Indiquer pour chacune d'elles leur nature. 2.9/ Si le moteur du véhicule est à l'arrêt et la clé de contact sur "ON" (sans démarrage). - Est-il nécessaire d'avoir de l'assistance si on tourne le volant? - Quelle conséquence cela aurait sur la chaîne d'énergie? - Quel élément de la chaîne d'information permet de contrôler cette situation? Tp Science de l'ingénieur Page : 3

4 Figure n 1 : ANNEXES Figure n 2 : Couple volant Couple volant Figure n 3 : Couple volant Couple volant Tp Science de l'ingénieur Page : 4

5 DOSSIER TECHNIQUE DE LA DAE Caractéristiques électriques Tension nominale moteur courant 12 V continu Tension d utilisation V Courant nominal moteur 25 A Couple nominal moteur 0.81 Nm à 1450 t/mn Coefficient de couple Nm/A Coefficient de vitesse V/rad/s Résistance moteur Ω à 20 Inductance moteur 0.7 mh à 120 Hz Fréquence de commande moteur 18.5 ± 1.5 KHz Fréquence de commande embrayage 1 KHz Résistance de la bobine d embrayage 14.7 ± 1 Ω à 20 Couple embrayage 1.08 Nm mini Capteur de couple Sans contact; 0 à 7 Nm ; 8 V; -30 à 80 Température de fonctionnement -30 à 80 Protection thermique moteur -1,5 A par 20 s Intensité Assistance Moteur (A) LOIS D ASSISTANCE % 0 km/h 5 km/h 10 km/h Vitesse du Véhicule 30 km/h 74 km/h 6.86 Couple au volant (Nm) Courbes donnant l assistance en fonction du couple au volant pour différentes vitesses du véhicule. Le constructeur précise que ces valeurs peuvent fluctuer de 15 à 20% à cause du frottement, des imprécisions du calculateur.. Tp Science de l'ingénieur Page : 5

6 Caractéristiques mécaniques Rotation volant ± 707 Angle maxi pivotement roue gauche -39 à +30 Angle maxi pivotement roue droite -30 à +39 Déplacement maxi crémaillère 130 mm Diamètre de braquage entre 9.65/10 m trottoir/mur Couple maxi au volant 9 Nm Réducteur roue et vis R=1/23, m=1.5, α=14 30, Z=2, β=20 Rendement réducteur 0.80 mini Embrayage électromagnétique Monodisque - Couple 1,08 Nm mini Seuils déclenchement assistance 74 km/h et 68 Km/h Rotation barre de torsion 8 maxi Raideur barre de torsion 2.9 Nm / Caractéristiques du système de direction D C B B' C' D' BB' = 604 mm BC = B'C' = 356 mm DD' = 1344 mm CD = C'D' = 120 mm Distance de la droite (D,D') à l'axe de crémaillère: 152 mm Empattement : 2347 mm Tp Science de l'ingénieur Page : 6

7 Tp Science de l'ingénieur Page : 7 Grandeurs physiques à acquérir Informations issues d'autres systèmes Ou d'interfaces homme/machine Energies d'entrée ACQUERIR ALIMENTER TRAITER A compléter : A compléter : COMMUNIQUER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE Informations destinées à d'autres systèmes et aux interfaces Homme/Machine Ordres ACTION [A préciser] [A compléter ] DECOMPOSITION FONCTIONNELLE EN CHAINES D'INFORMATION ET D'ENERGIE

8 Système : DECOMPOSITION FONCTIONNELLE EN CHAINES D'INFORMATION ET D'ENERGIE ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE

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