Test des calculateurs de direction assistée électrique de la Twingo

Author(s):
J-M Trébuchon - SMI

Industry:
ATE/Instrumentation, Mechatronics, Automotive

Products:
Data Acquisition, Multifunction DAQ, LabWindows/CVI

The Challenge:
Développer un banc de caractérisation des calculateurs de direction assistée électrique.

The Solution:
Réaliser un banc mettant en oeuvre un PC, des cartes d’acquisition de données et le logiciel LabWindows^TM/CVI.

La société SMI du groupe japonais Koyo, implantée à Irigny près de Lyon, est un équipementier automobile fabricant de directions assistées automobiles. Environ 12 000 directions assistées, pour Renault, Audi, Volvo, Mitsubishi et Toyota, sont fabriquées chaque jour à Irigny. Les directions assistées électriques (DAE) réalisent la régulation du couple au volant à l’aide d’un moteur électrique accouplé. Elles présentent plusieurs avantages par rapport aux directions assistées hydrauliques "classiques" : consommation réduite de carburant, montage simplifié, dépannage facilité, assistance de direction variable en fonction de la vitesse. Ces DAE équipent notamment certains modèles de la Renault Twingo.

Le banc de test élaboré sert à caractériser les calculateurs de DAE. Auparavant, nous utilisions un banc analogique assez fermé. L’objectif de ce nouveau banc était de réaliser un système ouvert, flexible et facile à utiliser. Lorsqu’un constructeur automobile veut installer une DAE sur une voiture, il fournit un cahier des charges à SMI. La conception du calculateur se fait au Japon, et ensuite nous venons vérifier et valider les caractéristiques des prototypes de calculateurs de DAE via le banc de caractérisation. Ce banc est constitué d’un PC avec deux cartes d’acquisition et une carte CAN de National Instruments, de cartes d'interface permettant de conditionner certains signaux et donnant accès à la connectique appropriée, d'alimentations, d’une imprimante et d’un emplacement pour placer le calculateur sous test.

Lors d’un test, on connecte le calculateur via une nappe de signaux de commande, on l’alimente et on le relie à un moteur électrique. Selon les tests, on le connecte à une direction assistée électrique ou bien on simule cette direction. Les sorties analogiques des cartes d’acquisition AT-AO-6 et PCI-MIO-16 génèrent des signaux reproduisant la vitesse du véhicule, le régime moteur et le couple d’entrée du volant dans le cas où l’on simule la direction électrique.

Les sorties numériques reproduisent l’angle du volant et pilotent des relais pour la simulation du mode de défaillance. Tous ces signaux entrent dans le calculateur sous test. En réponse, le calculateur fournit un courant que l’on envoie sur le moteur électrique de pilotage. Les entrées analogiques des cartes d’acquisition permettent de lire le courant et la tension moteur, le courant et la tension batterie et différentes mesures de couple, d’angle et de vitesse volant si on utilise une direction électrique.

Pour tester un calculateur, on procède d’abord à des essais fonctionnels : on vérifie alors les caractéristiques du calculateur et on teste si le mode de défaillance fonctionne correctement. On effectue ensuite des essais d’environnement du type essais en température, vibrations, CEM. Pour les essais en température par exemple, on place le calculateur dans une enceinte thermique et on le connecte au banc de test via des câbles traversant l’enceinte. Le banc réalisé est souple : pour simuler les signaux, on peut ainsi choisir d’utiliser les sorties analogiques des cartes ou bien la carte PCI-CAN pour reproduire une communication CAN.

Nous avons choisi le logiciel LabWindows^TM/CVI pour gérer ce banc. Un menu d’accueil nous permet d'entrer des informations sur l’unité sous test : type de véhicule, numéro de série... On peut ensuite choisir de travailler en mode manuel ou en mode automatique. à chaque fois, on spécifie les tests que l’on veut effectuer et le nombre de boucles sur chaque test. à la fin de l’essai, un rapport est émis nous permettant de valider ou non le calculateur sous test. L’application a été développée en quelques mois seulement et l'intégration du matériel National Instruments s’est très bien passée. Nous avons apprécié la facilité de développement sous LabWindows/CVI : il est très facile de construire une interface graphique et de la piloter via les fonctions qui lui sont associées.

Mai 2000

Author Information:
J-M Trébuchon
SMI
ZI du Broteau, BP1
Irigny
France
Tel: 0033 4 72 39 42 33
trebuchon@koyo-smi.fr

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