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Publié : 9 septembre 2011

TP N°4 série 2

DAEV TWINGO

 

ETUDE DU CAPTEUR DE VITESSE

 

 Introduction

Le mécanisme de direction assistée de TWINGO est décrit par le dossier technique. La présentation permet de mettre en évidence, en plus du classique système mécanique de direction ( volant, colonne de direction, pignon, crémaillère, etc. ...), 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 manœuvres de parking ou à basse vitesse. L’assistance est réalisée en fonction :
• du couple au volant,
• de la vitesse du véhicule.


CARACTERISTIQUES DE LA DIRECTION A ASSISTANCE ELECTRIQUE VARIABLE (D.A.E.V) :
Une assistance élevée offre un confort de manœuvres 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 sécurité de conduite. D’ailleurs, à partir du seuil de vitesse (65 km/h) où le confort de la direction traditionnelle est suffisant, le moteur électrique n’est plus alimenté.
Il est désaccouplé mécaniquement de la colonne pour encore plus de sécurité grâce à un embrayage électromagnétique.

CARACTERISTIQUES DU CALCULATEUR MITSUBISHI-KOYO :
La consigne moteur électrique est délivrée :
• si V<2,5 km/h ,(en assistance parking), l’acquisition de l’information couple génère immédiatement la consigne courant ;
•si V>2,5 km/h, le calcul de la consigne est effectué à partir de l’information couple et de l’information vitesse courante du véhicule. On parle alors de variabilité de l’assistance.

Le signal traité est la durée entre 2 fronts issus du capteur vitesse après remise en forme du signal. Les valeurs sont mémorisées puis traitées afin de constituer une moyenne pour établir le point de fonctionnement du véhicule par rapport à une courbe d’assistance. La résolution sera de 2,5 km/h.


CARACTERISTIQUES DU CAPTEUR DE VITESSE HALMO :
C’est un capteur à effet HALL avec une électronique intégrée. Il fournit une information fréquentielle variant de 0 à 330 Hz (330 Hz pour une vitesse maximale du véhicule de 238 km/h).
La relation liant la vitesse du véhicule et la fréquence est : F (Hz) = 1,4 X V (km/h)


OBJET DE L’ETUDE :
On se propose de valider une structure électronique réalisant la fonction : ‘Acquisition de la vitesse d’un véhicule automobile’.


PRESENTATION DE LA MAQUETTE : (la maquette permet)
• dans sa partie supérieure, d’identifier la construction interne du capteur de vitesse,
• dans sa partie inférieure, d’effectuer la mise en rotation de l’axe du capteur afin de simuler la mise en mouvement du véhicule. Cette mise en rotation est effectuée par l’intermédiaire d’un moteur à courant continu dont la tension de commande sera représentative de la vitesse du véhicule.

Travail demandé

 ETUDE DE LA FONCION "ACQUERIR LA VITESSE DU VEHICULE"

Analyse préalable :

• D’après la relation de transfert du capteur de vitesse, déterminer la fréquence qu’il devra fournir pour la vitesse maximale du véhicule.
Rechercher les trois plages de vitesses pour lesquelles les informations que fournira le calculateur seront différentes, à savoir : pas d’assistance, assistance totale, assistance progressive ou dégressive.
Calculer les fréquences obtenues en sortie du capteur vitesse pour les vitesses limites de ces trois cas particuliers.

La représentation fonctionnelle d’un capteur est la suivante :
Caractérisation fonctionnelle :

• Sur la partie basse de la maquette, alimenter le capteur en 12 V continu. Faire tourner le moteur par une alimentation externe, visualiser le signal de sortie du capteur puis l’imprimer. Le caractériser.
Compléter en conséquence la représentation fonctionnelle de ce capteur.

Caractérisation du capteur :
Etablir et tracer la caractéristique de transfert du capteur à savoir F = f (N) pour N prenant 8 valeurs correctement échelonnées entre 0 et 2500 tr/min. En déduire la sensibilité du capteur.

Synthèse :
Le début de la chaîne d’information concernant l’acquisition de la vitesse de la Twingo peut être représentée fonctionnellement de la façon suivante :

On peut encore affiner l’analyse fonctionnelle comme suit :

  

 ETUDE DE LA FONCION "ADAPTER LA TENSION"

 

La fonction "Adapter la tension" permet d’adapter le signal issu du capteur en un signal compréhensible par le calculateur.

Mise en évidence du problème :

• D’après la caractérisation du signal issue du capteur, est-il compatible avec les tensions d’entrées du microcontrôleur ? Le constructeur donne les indications suivantes concernant les entrées de son microcontrôleur :
VIL max = 0.3V (VIL : tension d’entrée au niveau bas)
VIH min = 0.6*Vcc (VIH : tension de sortie au niveau haut) avec Vcc = 5V

Résolution du problème :

Pour dépasser cette difficulté la solution technique retenue pour réaliser la fonction "Adapter la tension" est l’emploi d’un comparateur.
Le schéma ci-dessous présente la maquette ADI2 support du comparateur.
+ Alimenter la maquette ADI 2 en +6 V ;
+ Relier la sortie du capteur à V+ ;
+ Relier le seuil (Vseuil ) à V- ;
 + Alimenter le capteur en +12 V (si ce n’est déjà fait !!!) ;
+ Alimenter le moteur en +2.5 V ;
+ Tourner le bouton de réglage de Vseuil en butée dans le sens anti-horaire.

Quelles sont les deux grandeurs que compare le comparateur ?
Visualiser simultanément VS et VSA2 puis tourner progressivement le réglage de Vseuil, qu’observez vous ?

Pour quelles valeurs de Vseuil la structure remplit-elle sa fonction ? Justifier (pour cela il sera peut-être nécessaire de tracer la fonction de transfert de cette fonction).

Documents joints