WO2021229162A1 - Détection d'un mouvement de deux pièces d'un système de direction assistée - Google Patents

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    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Definitions

  • TITLE detection of movement of two parts of a power steering system.
  • the present invention relates to the field of power-assisted steering systems, and in particular to the detection of a rotational movement of two parts and / or of a part relative to the other of a power-assisted steering system.
  • an inductive sensor has many components, which must be perfectly wedged in relation to each other, the installation of which requires special machining, and that the assembly of these components require specific and complex adjustment.
  • the aim of the invention is therefore to propose a solution to all or part of these problems.
  • the present invention relates to an assisted steering system comprising a first part and a second part movable in rotation about a common axis of rotation, the steering system comprising an image sensor configured to successively acquire an image and a following image of a part of the first part having a first mark and a part of the second part having a second mark, so that the image includes a first mark and a second mark, the first mark being the image of the first mark and the second mark being the image of a second mark, and so that the next image comprises a first next mark and a second next mark, the first next mark being the image of the first mark and the next second mark being the image of a second mark, the steering system comprising an image processing module configured to determine a rotational displacement of the first part as a function of the first mark in the image and the next first mark in the next image, and to determine a rotational displacement of the second part based on the second mark in the image and the next second mark in the next image.
  • the detection of the movement is carried out with fewer components than the existing motion detectors, in particular less components than the inductive sensors conventionally used to perform this function on a steering system, thus saving the machining necessary for the installation of these components and the various settings associated with the installation of these components.
  • the invention comprises one or more of the following characteristics, alone or in a technically acceptable combination.
  • the first part is furthermore movable in rotation about the axis of rotation relative to the second part, the image processing module being further configured to determine a relative rotation of the first part by relative to the second part as a function of the rotational displacement of the first part and of the rotational displacement of the second part.
  • the relative rotation is equal to the difference between the rotational displacement of the first part and the rotational displacement of the second part.
  • the image sensor is fixedly attached to a third part, part of the first part and part of the second. part each being nested in said third part, which serves as a guide along the axis of rotation for the part of the first part and the part of the second part.
  • another part of the first part is inserted, along the axis of rotation, in a housing of the second part which serves as a guide, along the axis of rotation, to the other part of the first. room.
  • the steering system further comprises an illumination device configured to illuminate the first and the second mark during the acquisition of the image by the image sensor.
  • the lighting device is configured to illuminate over a period of time corresponding to a lifetime of the steering system.
  • the invention also relates to a method for determining a displacement of a first part and of a second part movable in rotation about an axis of an assisted steering system, the steering system comprising an image sensor. , the method comprising the following steps:
  • the detection of the movement is carried out with fewer components than the existing motion detectors, in particular less components than the inductive sensors conventionally used to perform this function on a steering system, thus saving the machining necessary for the installation of these components and the various settings associated with the installation of these components.
  • the invention comprises one or more of the following characteristics, alone or in combination.
  • the first part is furthermore movable in rotation about the axis relative to the second part, the method further comprising the following step:
  • the invention also relates to a method for determining a level of an assistance control of a power steering system comprising a first part and a second part movable in rotation about an axis, the first part being furthermore movable in rotation about the axis relative to the second part, the steering system further comprising an image sensor, the method comprising the following steps:
  • the first part and the second part assume a state of assistance in which the first part and the second part become integral.
  • FIG. ⁇ is a sectional view of a steering system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a flowchart schematically showing the steps of a method according to the invention.
  • Figure ⁇ shows a sub-assembly ⁇ of a steering system of a vehicle, said sub-assembly comprising a part A and a part B, the part A and the part B being configured to be aligned axially one by one. relation to the other; part A and part B are movable in rotation.
  • part A is rotatable relative to part B.
  • part A is a longitudinal extension part, integral with a flywheel (not shown in Figure ⁇ ); the axis of rotation of part A is oriented in the direction of longitudinal extension of part A.
  • part A is rotated around its axis when the driver turns the steering wheel.
  • the axis of rotation of part A is collinear with the axis of a hollow cylindrical housing formed inside part B, so that part A penetrates, at least in part, inside said housing hollow cylindrical part of part B, which serves as a guide for part A.
  • a second part of part A is housed in another hollow cylindrical housing formed inside a fixed housing, called upper casing, along a collinear axis to the axis of rotation of the part A
  • This other cylindrical housing therefore also serves as a guide for this second part of the part A inserted in this housing formed inside the upper casing CS.
  • part B which serves as a guide for the first part of part A, is itself configured to be movable in rotation inside a second housing of the upper casing CS.
  • the parts A and B are further configured, according to means known to those skilled in the art, to take alternately an unassisted state in which the part A is movable in rotation with respect to the part B, or a second assisted state in which part A and part B are integral in rotation.
  • Part A has an external surface, a first part of which is housed inside the cylindrical guide formed in part B, while a second part of the external surface of part A, in the extension of said first part, is located outside the cylindrical guide formed in part B and inside the upper casing CS.
  • part of the outer surface of part A, and part of the outer wall of part B are close enough to each other to be together in the field of view of a camera C configured to observe said output of the cylindrical guide formed in the part B.
  • the camera C for example fixed integrally to the upper casing CS, in a manner adapted to observe in its field of observation said output of the cylindrical guide formed in the part B, is configured to acquire several successive images so that each image acquired comprises part of part A and part of part B.
  • a first mark RI is furthermore positioned on the part of the part A so that said first mark RI forms a first mark on the image acquired by the camera, and a second mark R2 is positioned on the part of the part B so that said second mark R2 forms a second mark on the image acquired by the camera.
  • An image processing module is configured to receive the series of images acquired by the camera, and configured to implement, on each pair of images comprising an image and a following image of the sequence of images, the following steps of the method 100, described below with reference to FIG. 2:
  • the detection of the movement is carried out with fewer components than the existing motion detectors, in particular fewer components than the inductive sensors conventionally used to achieve this. function on a steering system, thus saving the machining necessary for the installation of these components and the various adjustments associated with the installation of these components.
  • the method ⁇ 00 comprises a step of determining ⁇ 04 of a relative displacement between the part A and the part B, by the difference between the displacement determined for the part A and the displacement determined for the part B.
  • the determination of the relative movement of the part A with respect to the part B makes it possible to determine 105 an assistance command configured, according to means known to those skilled in the art, to trigger an integral rotation. parts A and B.
  • Power assisted steering system comprising a first part (A) and a second part (B) movable in rotation about a common axis of rotation, the steering system ( ⁇ ) comprising an image sensor (C) configured to successively acquire an image and a following image of a part of the first part (A) bearing a first mark (RI) and of a part of the second part (B) bearing a second mark (R2), so that the image comprises a first mark and a second mark, the first mark being the image of the first mark (RI) and the second mark being the image of a second mark (R2), and so that the following image comprises a first following mark and a second following mark, the first following mark being the image of the first mark (RI) and the second following mark being the image of a second mark (R2), the steering system ( ⁇ ) comprising an image processing module configured to determine a rotational displacement of the first part (A) based on the first mark in the picture and the next first mark in the next picture, and to determine a rotational

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Abstract

Système de direction (1) assistée comprenant une première pièce (A) et une deuxième pièce (B) mobiles en rotation autour d'un axe, le système de direction (1) comprenant un capteur d'images (C) configuré pour acquérir successivement une image et une image suivante d'une partie de la première pièce (A) portant un premier repère (R1) et d'une partie de la deuxième pièce (B) portant un deuxième repère (R2), de sorte que l'image comprend une première marque et une deuxième marque, la première marque étant l'image du premier repère (R1) et la deuxième marque étant l'image d'un deuxième repère (R2), et de sorte que l'image suivante comprend une première marque suivante et une deuxième marque suivante, la première marque suivante étant l'image du premier repère (R1) et la deuxième marque suivante étant l'image d'un deuxième repère (R2), le système de direction (1) comprenant un module de traitement d'image configuré pour déterminer un déplacement en rotation de la première pièce (A) en fonction de la première marque dans l'image et de la première marque suivante dans l'image suivante, et pour déterminer un déplacement en rotation de la deuxième pièce (B) en fonction de la deuxième marque dans l'image et de la deuxième marque suivante dans l'image suivante.

Description

DESCRIPTION
TITRE : détection d'un mouvement de deux pièces d'un système de direction assistée.
La présente invention concerne le domaine système de direction assistée, et en particulier de la détection d'un mouvement de rotation de deux pièces et/ou d'une pièce par rapport à l'autre d'un système de direction assistée.
Il est connu d'utiliser un capteur inductif pour détecter un mouvement de pièces, et plus particulièrement d'une pièce par rapport à une autre, dans un système de direction assistée.
L'inconvénient de l'utilisation d'un capteur inductif est qu'un capteur inductif comporte de nombreux composants, qui doivent être parfaitement calés les uns par rapport aux autres, dont l'installation nécessite des usinages particuliers, et que l'ensemble de ces composants nécessite un réglage spécifique et complexe.
L'invention a donc pour but de proposer une solution à tout ou partie de ces problèmes.
A cet effet, la présente invention concerne un système de direction assistée comprenant une première pièce et une deuxième pièce mobiles en rotation autour d'un axe de rotation commun, le système de direction comprenant un capteur d'images configuré pour acquérir successivement une image et une image suivante d'une partie de la première pièce portant un premier repère et d'une partie de la deuxième pièce portant un deuxième repère, de sorte que l'image comprend une première marque et une deuxième marque, la première marque étant l'image du premier repère et la deuxième marque étant l'image d'un deuxième repère, et de sorte que l'image suivante comprend une première marque suivante et une deuxième marque suivante, la première marque suivante étant l'image du premier repère et la deuxième marque suivante étant l'image d'un deuxième repère, le système de direction comprenant un module de traitement d'image configuré pour déterminer un déplacement en rotation de la première pièce en fonction de la première marque dans l'image et de la première marque suivante dans l'image suivante, et pour déterminer un déplacement en rotation de la deuxième pièce en fonction de la deuxième marque dans l'image et de la deuxième marque suivante dans l'image suivante.
Selon ces dispositions, la détection du mouvement est réalisée avec moins de composants que les détecteurs de mouvement existants, notamment moins de composants que les capteurs inductifs classiquement utilisés pour réaliser cette fonction sur un système de direction, donc en économisant les usinages nécessaires pour l'installation de ces composants et les différents réglages associés à l'installation de ces composants.
Selon un mode de réalisation, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison techniquement acceptable.
Selon un mode de réalisation, la première pièce est en outre mobile en rotation autour de l'axe de rotation par rapport à la deuxième pièce, le module de traitement d'image étant en outre configuré pour déterminer une rotation relative de la première pièce par rapport à la deuxième pièce en fonction du déplacement en rotation de la première pièce et du déplacement en rotation de la deuxième pièce.
Selon un mode de réalisation, la rotation relative est égale à la différence entre le déplacement en rotation de la première pièce et le déplacement en rotation de la deuxième pièce.
Selon un mode de réalisation, le capteur d'images est fixé solidairement à une troisième pièce, une partie de la première pièce et une partie de la deuxième pièce étant chacune emboîtée dans ladite troisième pièce, qui sert de guide selon l'axe de rotation à la partie de la première pièce et à la partie de la deuxième pièce.
Selon un mode de réalisation, une autre partie de la première pièce est insérée, selon l'axe de rotation, dans un logement de la deuxième pièce qui sert de guide, selon l'axe de rotation, à l'autre partie de la première pièce.
Selon un mode de réalisation, le système de direction comprend en outre un dispositif d'éclairage configuré pour éclairer le premier et le deuxième repère pendant l'acquisition de l'image par le capteur d'images.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'éclairage est configuré pour éclairer sur une période de temps correspondant à une durée de vie du système de direction.
L'invention concerne également un procédé de détermination d'un déplacement d'une première pièce et d'une deuxième pièce mobiles en rotation autour d'un axe d'un système de direction assistée, le système de direction comprenant un capteur d'images, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- acquérir successivement une image et une image suivante d'une partie de la première pièce portant un premier repère et d'une partie de la deuxième pièce portant un deuxième repère, de sorte que l'image comprend une première marque et une deuxième marque, la première marque étant l'image du premier repère et la deuxième marque étant l'image d'un deuxième repère, et de sorte que l'image suivante comprend une première marque suivante et une deuxième marque suivante, la première marque suivante étant l'image du premier repère et la deuxième marque suivante étant l'image d'un deuxième repère;
- traiter l'image et l'image suivante pour déterminer une première position de la première marque dans l'image et une première position suivante de la première marque suivante dans l'image suivante, et pour déterminer une deuxième position de la deuxième marque dans l'image et une deuxième position suivante de la deuxième marque suivante dans l'image suivante,
- déterminer le déplacement en rotation de la première pièce en fonction de la première position et de la première position suivante, et le déplacement de la deuxième pièce en fonction de la deuxième position et de la deuxième position suivante.
Selon ces dispositions, la détection du mouvement est réalisée avec moins de composants que les détecteurs de mouvement existants, notamment moins de composants que les capteurs inductifs classiquement utilisés pour réaliser cette fonction sur un système de direction, donc en économisant les usinages nécessaires pour l'installation de ces composants et les différents réglages associés à l'installation de ces composants.
Selon un mode de mise en oeuvre, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison.
Selon un mode de mise en oeuvre, la première pièce est en outre mobile en rotation autour de l'axe par rapport à la deuxième pièce, le procédé comprenant en outre l'étape suivante :
- déterminer une rotation relative de la première pièce par rapport à la première pièce en fonction du déplacement en rotation de la première pièce et du déplacement en rotation de la première pièce.
L'invention concerne également un procédé de détermination d'un niveau d'une commande d'assistance d'un système de direction assistée comprenant une première pièce et une deuxième pièce mobiles en rotation autour d'un axe, la première pièce étant en outre mobile en rotation autour de l'axe par rapport à la deuxième pièce, le système de direction comprenant en outre un capteur d'images, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- mettre en oeuvre le procédé de détermination d'un déplacement de la première pièce et de la deuxième pièce mobiles en rotation autour de l'axe du système de direction assistée, pour déterminer la rotation relative entre la première pièce et la deuxième pièce;
- déterminer le niveau de la commande d'assistance du système de direction assistée, en fonction de la rotation relative déterminée.
Selon un mode de mise en oeuvre, lorsque le niveau de la commande d'assistance est supérieur à un seuil, la première pièce et la deuxième pièce prennent un état d'assistance dans lequel la première pièce et la deuxième pièce deviennent solidaires.
Pour sa bonne compréhension, un mode de réalisation et/ou de mise en oeuvre de l'invention est décrit en référence aux dessins ci-annexés représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation ou de mise en oeuvre respectivement d'un dispositif et/ou d'un procédé selon l'invention. Les mêmes références sur les dessins désignent des éléments similaires ou des éléments dont les fonctions sont similaires.
[Fig. Ί] est une vue en coupe d'un système de direction selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 2] est un logigramme présentant de manière schématique les étapes d'un procédé selon l'invention.
Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après en référence à la figure Ί. La figure Ί présente un sous-ensemble Ί d'un système de direction d'un véhicule, ledit sous-ensemble comprenant une pièce A et une pièce B, la pièce A et la pièce B étant configurées pour être alignées axialement l'une par rapport à l'autre ; la pièce A et la pièce B sont mobiles en rotation. En outre, selon un mode de réalisation, la pièce A est mobile en rotation par rapport à la pièce B. Dans l'exemple représenté sur la figure Ί, la pièce A est une pièce d'extension longitudinale, solidaire d'un volant (non représenté sur la figure Ί) ; l'axe de rotation de la pièce A est orienté selon la direction d'extension longitudinale de la pièce A. Ainsi, la pièce A est entraînée en rotation autour de son axe, lorsque le conducteur tourne le volant. L'axe de rotation de la pièce A est colinéaire à l'axe d'un logement cylindrique creux formé à l'intérieur de la pièce B, de sorte que la pièce A pénètre, au moins en partie, à l'intérieur dudit logement cylindrique creux de la pièce B, qui sert de guide à la pièce A. Une deuxième partie de la pièce A est logée dans un autre logement cylindrique creux formé à l'intérieur d'un boîtier fixe, dit carter supérieur, selon un axe colinéaire à l'axe de rotation de la pièce A Cet autre logement cylindrique sert donc également de guide à cette deuxième partie de la pièce A insérée dans ce logement formé à l'intérieur du carter supérieur CS. Enfin, la pièce B, qui sert de guide à la première partie de la pièce A, est elle-même configurée pour être mobile en rotation à l'intérieur d'un deuxième logement du carter supérieur CS.
Les pièces A et B sont en outre configurées, selon des moyens connus de l'homme du métier, pour prendre alternativement un état sans assistance dans lequel la pièce A est mobile en rotation par rapport à la pièce B, ou un deuxième état assisté dans lequel la pièce A et la pièce B sont solidaires en rotation.
La pièce A comporte une surface externe, dont une première partie est logée à l'intérieur du guide cylindrique formé dans la pièce B, tandis qu'une deuxième partie de la surface externe de la pièce A, dans le prolongement de ladite première partie, se situe à l'extérieur du guide cylindrique formé dans la pièce B et à l'intérieur du carter supérieur CS.
Au niveau de la sortie du guide cylindrique formé dans la pièce B, une partie de la surface externe de la pièce A, et une partie de la paroi externe de la pièce B sont suffisamment proches l'une de l'autre pour être ensemble dans le champ de vue d'une caméra C configurée pour observer ladite sortie du guide cylindrique formé dans la pièce B. Ainsi la caméra C, par exemple fixée solidairement au carter supérieur CS, de manière adaptée pour observer dans son champ d'observation ladite sortie du guide cylindrique formé dans la pièce B, est configurée pour acquérir plusieurs images successives de sorte que chaque image acquise comprend une partie de la pièce A et une partie de la pièce B.
Un premier repère RI est en outre positionné sur la partie de la pièce A de manière à ce que ledit premier repère RI forme une première marque sur l'image acquise par la caméra, et un deuxième repère R2 est positionné sur la partie de la pièce B de manière à ce que ledit deuxième repère R2 forme une deuxième marque sur l'image acquise par la caméra.
Un module de traitement d'image, non représenté sur la figure Ί, est configuré pour recevoir la suite des images acquises par la caméra, et configuré pour mettre en oeuvre, sur chaque paire d'images comprenant une image et une image suivante de la suite d'images, les étapes suivantes du procédé 100, décrites ci- après en référence à la figure 2 :
- traiter 102 l'image et l'image suivante pour déterminer une position dans chaque image de la première marque et de la deuxième marque; pour cela les traitements connus de l'homme du métier pour détecter dans chaque image la première marque et la deuxième marque,
- déterminer 103 le déplacement en rotation de la première pièce A en fonction de la position de la première marque dans l'image et dans l'image suivante, et le déplacement en rotation de la deuxième pièce B en fonction de la position de la deuxième marque dans l'image et dans l'image suivante, le déplacement étant défini, par exemple, comme une différence entre la position dans l'image suivante et la position dans l'image.
Selon ces dispositions, la détection du mouvement est réalisée avec moins de composants que les détecteurs de mouvement existants, notamment moins de composants que les capteurs inductifs classiquement utilisés pour réaliser cette fonction sur un système de direction, donc en économisant les usinages nécessaires pour l'installation de ces composants et les différents réglages associés à l'installation de ces composants. Selon un mode de mise en oeuvre, le procédé Ί00 comprend une étape de détermination Ί04 d'un déplacement relatif entre la pièce A et la pièce B, par différence entre le déplacement déterminé pour la pièce A et le déplacement déterminé pour la pièce B. Selon un mode de mise en oeuvre, la détermination du mouvement relatif de la pièce A par rapport à la pièce B permet de déterminer 105 une commande d'assistance configurée, selon des moyens connus de l'homme du métier, pour déclencher une rotation solidaire des pièces A et B.
REVENDICATIONS
Ί. Système de direction (Ί) assistée comprenant une première pièce (A) et une deuxième pièce (B) mobiles en rotation autour d'un axe de rotation commun, le système de direction (Ί) comprenant un capteur d'images (C) configuré pour acquérir successivement une image et une image suivante d'une partie de la première pièce (A) portant un premier repère (RI) et d'une partie de la deuxième pièce (B) portant un deuxième repère (R2), de sorte que l'image comprend une première marque et une deuxième marque, la première marque étant l'image du premier repère (RI) et la deuxième marque étant l'image d'un deuxième repère (R2), et de sorte que l'image suivante comprend une première marque suivante et une deuxième marque suivante, la première marque suivante étant l'image du premier repère (RI) et la deuxième marque suivante étant l'image d'un deuxième repère (R2), le système de direction (Ί) comprenant un module de traitement d'image configuré pour déterminer un déplacement en rotation de la première pièce (A) en fonction de la première marque dans l'image et de la première marque suivante dans l'image suivante, et pour déterminer un déplacement en rotation de la deuxième pièce (B) en fonction de la deuxième marque dans l'image et de la deuxième marque suivante dans l'image suivante.
2. Système de direction (Ί) selon la revendication précédente, dans lequel la première pièce (A) est en outre mobile en rotation autour de l'axe de rotation par rapport à la deuxième pièce (B), le module de traitement d'image étant en outre configuré pour déterminer une rotation relative de la première pièce (A) par rapport à la deuxième pièce (B) en fonction du déplacement en rotation de la première pièce (A) et du déplacement en rotation de la deuxième pièce (B).
3. Procédé (100) de détermination d'un déplacement d'une première pièce (A) et d'une deuxième pièce (B) mobiles en rotation autour d'un axe d'un système

Claims

de direction assistée (1), le système de direction (Ί) comprenant un capteur d'images (C), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- acquérir (101) successivement une image et une image suivante d'une partie de la première pièce (A) portant un premier repère (R1) et d'une partie de la deuxième pièce (B) portant un deuxième repère (R2), de sorte que l'image comprend une première marque et une deuxième marque, la première marque étant l'image du premier repère (R1) et la deuxième marque étant l'image d'un deuxième repère (R2), et de sorte que l'image suivante comprend une première marque suivante et une deuxième marque suivante, la première marque suivante étant l'image du premier repère (R1) et la deuxième marque suivante étant l'image d'un deuxième repère (R2);
- traiter (102) l'image et l'image suivante pour déterminer une première position de la première marque dans l'image et une première position suivante de la première marque suivante dans l'image suivante, et pour déterminer une deuxième position de la deuxième marque dans l'image et une deuxième position suivante de la deuxième marque suivante dans l'image suivante,
- déterminer (103) le déplacement en rotation de la première pièce (A) en fonction de la première position et de la première position suivante, et le déplacement de la deuxième pièce (B) en fonction de la deuxième position et de la deuxième position suivante.
4. Procédé (100) selon la revendication précédente, dans lequel la première pièce
(A) est en outre mobile en rotation autour de l'axe par rapport à la deuxième pièce (B), le procédé (100) comprenant en outre l'étape suivante :
- déterminer (104) une rotation relative de la première pièce (A) par rapport à la deuxième pièce (B) en fonction du déplacement en rotation de la première pièce (A) et du déplacement en rotation de la première pièce (B).
5. Procédé (100') de détermination d'un niveau d'une commande d'assistance d'un système de direction assistée (1) comprenant une première pièce (A) et une deuxième pièce (B) mobiles en rotation autour d'un axe, la première pièce (A) étant en outre mobile en rotation autour de l'axe par rapport à la deuxième pièce (B), le système de direction (Ί) comprenant en outre un capteur d'images (C), le procédé (100') comprenant les étapes suivantes : - mettre en oeuvre le procédé (100) selon la revendication 4 pour déterminer la rotation relative entre la première pièce (A) et la deuxième pièce (B); - déterminer (105) le niveau de la commande d'assistance du système de direction assistée, en fonction de la rotation relative déterminée.
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