DOSSIER TECHNIQUE Direction Assistée Electrique : DAE

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1 DOSSIER TEHNIQUE Direction Assistée Electrique : DAE Sommaire 1. Mise en situation de la DAE 2. Limiteur de couple 3. Procédure d acquisition de mesures. 4. Modélisation et paramétrage Modélisation et torseurs statiques des liaisons usuelles Page 2 Page 3 Page 4 Page 4 Page 5.P.G.E. T.S.I. Lycée P.P.Riquet St Orens de Gameville Page 1 sur 6

2 1. Mise en situation de la DAE La DAE assiste le conducteur à vaincre la résistance au pivotement des roues directrices par rapport au sol, particulièrement en manœuvre de parking et à basse vitesse. Pour ne pas fatiguer le pilote, le couple qu il fournit au volant ne doit pas dépasser 9 Nm. Quand un effort apparaît sur le volant, celui-ci est transmis électriquement au calculateur par l intermédiaire d'un capteur. Le calculateur fournit ensuite au moteur électrique d assistance un courant d alimentation en fonction : du couple au volant ; de la vitesse du véhicule. Moteur électrique d assistance Volant e couple d assistance s additionne au couple au volant appliqué par le pilote. Biellette Pignon- crémaillère Biellette Une signalisation visuelle (voyant orange) informe le conducteur du mode de fonctionnement de la DAE : - assistance opérationnelle de 0 à 74 Km/h, - assistance inhibée au-delà de 74 Km/h. A l extrémité de la colonne de direction, un système mécanique pignon-crémaillère transmet le mouvement de rotation aux roues via des biellettes. Le principe de l'assistance est donc le suivant : Volant vol col olonne et pignon rémaillère Système de direction Roues Moteur Réducteur mot = col vol + mot Instrumentation de la DAE L'ensemble de direction est instrumenté pour permettre son fonctionnement dans des conditions voisines du réel et pour mesurer plusieurs grandeurs physiques. Plusieurs capteurs ont été rajoutés par rapport au système réel (voir schéma ci-contre). Ils permettent d acquérir : les angles de rotation du volant, aux roues, les couples résistants sur la colonne de direction et aux roues. Limiteur de couple Deux limiteurs de couple décrits pages suivante (ou pivot freinée) simulent la résistance au pivotement au contact des roues avec le sol. Enfin, un dispositif commandé par un potentiomètre permet de simuler la vitesse de déplacement du véhicule. Pivot freinée apteur de couple sur la colonne apteur de rotation du volant apteurs de rotation des pivots de roue apteur de couple résistant V I apteur de couple au volant alculateur Mesure de l'intensité du moteur apteur de Vitesse Pivot freinée Simulation de vitesse du véhicule.p.g.e. T.S.I. Lycée P.P.Riquet St Orens de Gameville Page 2 sur 6

3 2. Limiteur de couple Les limiteurs de couple sont traditionnellement des composants de sécurité mécaniques utilisés en transmission de puissance pour désolidariser et protéger la cinématique de la force motrice lorsqu'un surcouple apparaît. Il supprime alors la transmission de couple entre les 2 parties liées jusqu alors. Le principe utilisé dans ce limiteur de couple est l adhérence Sur la maquette didactisée DAE, son utilisation est détournée afin de simuler le moment résistant sol/roues. La valeur limite du couple transmissible dépend directement du coefficient de frottement et de l effort presseur exercé entre les deux surfaces de contact. On utilise pour cela des ressorts ou alors des rondelles élastiques Belleville qui sont comprimées par une bague de serrage (écrou) afin de fournir l effort presseur désiré (proportionnel à l écrasement) et donc l effort tangentiel produisant le couple à transmettre. Des effets Stick-slip : mouvement un peu saccadé provenant de d un contact "collé-glissé", sont souvent constatés lorsque l on sollicite le limiteur près du phénomène d adhérence..p.g.e. T.S.I. Lycée P.P.Riquet St Orens de Gameville Page 3 sur 6

4 3. Procédure d acquisition Après avoir lancé le logiciel d acquisition Sélectionner [Mesures], puis [Initialiser]. Un message à l écran indique que la mesure est prête à démarrer Positionner le volant en butée de braquage à gauche. Appuyer sur le bouton "Départ mesure" du tableau de bord. eci a pour effet de lancer le chronomètre contrôlant la durée de mesure (10 s). Au bout des 10 s, les mesures sont envoyées au P. Fermer la fenêtre à la fin du transfert. Les résultats sont disponibles pour une exploitation par le logiciel. Pour afficher les courbes : Sélectionner le bouton [ourbes]. hoisir le bouton [Abscisses], puis cliquer sur l icône correspondant à ce que vous voulez en abscisses. hoisir le bouton [Ordonnées], puis désigner successivement la ou les icônes représentant les grandeurs voulues. Sélectionner le numéro de la ou des mesures à afficher (elles seront alors superposées). Faire [Tracer]. On détermine la grandeur affichée par une courbe en cliquant sur la courbe elle-même. 4. Modélisation et paramétrage pour une analyse statique la modélisation ci-dessous représente la partie étudiée du système DAE dans la configuration : angle de rotation du volant nul. L axe de la colonne de direction est supposé normal au plan (X,Y). L ensemble pignon/crémaillère est à denture droite avec un angle de pression de 20 qui donne la direction de l effort en ce contact ponctuel. ouple résistant suite contact sol/roue 0 = carter D 4 = levier g 1 = pignon rayon = 5 mm 20 B col 1 E F FIGURE 1 0 = carter A B y x 4 = levier d D 3 = biellette g 2 = crémaillère 3 = biellette d Direction de l effort pignon/crémaillère (contact ponctuel) Données en mm : DD = 1350, B = B = 356, D = D = 120, BB = 606 et rayon FE pignon 1 = 5. - Les hypothèses suivantes o problème plan, liaisons parfaites, o pesanteur négligée pour toutes les pièces.p.g.e. T.S.I. Lycée P.P.Riquet St Orens de Gameville Page 4 sur 6

5 5. Actions mécaniques transmissibles par les liaisons Désignation de la liaison * Plan Symbole Spatial Mobilités Torseur d AM transmissible sphère/plan de normale (ponctuelle) sphère/cylindre d axe (linéaire annulaire) linéaire rectiligne d axe et de normale plane de normale (appui plan) sphérique de centre O (rotule) pivot glissant d axe pivot d axe glissière de direction hélicoïdale d axe Rz et Tz liées Z 12 et N 12 liées N 12= - h.z 12 h en mm/rd.p.g.e. T.S.I. Lycée P.P.Riquet St Orens de Gameville Page 5 sur 6

6 .P.G.E. T.S.I. Lycée P.P.Riquet St Orens de Gameville Page 6 sur 6