ES2291411T3

ES2291411T3 - Direccion electrica para vehiculo, con redundancia triple.

Info

Publication number: ES2291411T3
Application number: ES02025478T
Authority: ES
Inventors: Daniel Laurent; Jean-Jacques Charaudeau; Pierre Varenne
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2008-03-01
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP2007210607A; JP4263902B2; ATE370876T1; FR2832685A1; EP1314628B1; EP1314628A1; DE60221949D1; CN1426920A; DE60221949T2; JP4355728B2; JP2003200840A; US6820715B2; CN1966331A; US20030098197A1; CN1286690C; CN1966331B

Abstract

Sistema de dirección para vehículo, que comprende: ¿ al menos una rueda directriz (1) que puede ser dirigida; ¿ medios de accionamiento (2) para solicitar un cambio de trayectoria, que expiden tres señales eléctricas todas portadoras de la misma información en cuanto al cambio de trayectoria solicitada; ¿ para cada una de las ruedas directrices, un accionador eléctrico (3) para actuar en un ángulo de giro de la rueda directriz, dicho accionador eléctrico comprendiendo un extremo de referencia y un extremo de accionamiento desplazado con relación al extremo de referencia, el accionador eléctrico estando conectado con la rueda directriz (1) de una forma apropiada, el accionador (3) comprendiendo tres motores eléctricos (31, 32, 33) que actúan en paralelo para desplazar el extremo de accionamiento con relación al extremo de referencia; ¿ para cada accionador eléctrico (3), tres sensores (71, 72, 73) de posición para captar la posición relativa del extremo de accionamiento con relación al extremo de referencia; ¿ tres controladores (61, 62, 63) que funcionan en paralelo, cada uno formando parte de una vía eléctrica de accionamiento de dicho ángulo de giro, el controlador de cada vía eléctrica que recibe una de las tres señales eléctricas, estando conectado a uno de los sensores de posición y piloteando uno de los motores eléctricos para imponer dicho ángulo de giro, los pares expedidos por cada uno de los motores adicionándose bajo funcionamiento normal; ¿ al menos un bus de interconexión (8) de las tres vías eléctricas de accionamiento, ¿ medios de detección de una variación en el estado de una vía eléctrica con relación a las otras dos para, en caso de variación, pasar al funcionamiento en modo degradado.

Description

Dirección eléctrica para vehículo, con redundancia triple.

La presente invención se relaciona con la dirección de los vehículos automóviles de carretera. Más particularmente, la misma se refiere a un sistema de dirección eléctrica sin conexión mecánica entre las ruedas directrices y el volante, llamada más simplemente a continuación "dirección eléctrica". Este tipo de dirección es muy comúnmente designada por "steer by wire".

Para el accionamiento mecánico tradicional, asistido o no, existente entre el volante y las ruedas directrices, se substituye en una dirección eléctrica la cadena siguiente. Al nivel de las ruedas, existe un accionador eléctrico, preferiblemente individual rueda por rueda, cuyo papel es imponer a la rueda o a las ruedas consideradas el ángulo de giro conveniente. El accionamiento de la dirección a disposición del conductor del vehículo puede ser un volante tradicional o una palanca del tipo de palanca de mando (joystick) o cualquier otro dispositivo conveniente. Las órdenes impresas por el conductor del vehículo en su dispositivo de control son enviadas a los accionadores por una conexión eléctrica, el conjunto estando colocado bajo el control de una calculadora cargada de programas adecuados para poder pilotear el o los accionadores de una forma apropiada.

Una de las ventajas de esta tecnología es que la misma armoniza de una forma ideal con la electrónica, donde los progresos permiten controles cada vez más sofisticados, lo que hace posible colocar el giro de las ruedas no sólo bajo control del accionamiento manual sino también bajo el control de un sistema de seguridad. Así por ejemplo, se puede imprimir a las ruedas directrices un ángulo que tenga en cuenta no solamente el accionar del conductor del vehículo, sino que también tome en cuenta los parámetros dinámicos observados en el vehículo.

Gracias a la dirección eléctrica, se abre un campo mucho más amplio para actuar en la estabilidad de la trayectoria de un vehículo. Por ejemplo, mientras que actualmente un sistema automático de corrección de la trayectoria del vehículo imprime vaivenes correctivos por medio de los frenos de una sola rueda, el paso a los controles eléctricos de las diferentes funciones en un vehículo permitiría actuar sobre el ángulo de giro de las diferentes ruedas directrices del vehículo para corregir la trayectoria.

Pero la dirección de un vehículo es una función esencial y vital para la seguridad, como los frenos. Por lo tanto, para poder sustituir las direcciones mecánicas, asistidas o no, casi universalmente adoptadas en la actualidad en todos los vehículos de carretera, es esencial que el sistema de dirección eléctrica sea extremadamente seguro. Esta es la razón por la cual se conciben generalmente sistemas eléctricos redundantes con el objetivo de, frente a una avería, poder evitar consecuencias críticas. Sigue siendo necesario que la complejidad más grande de los sistemas redundantes no conduzca finalmente a una probabilidad de avería tal que la seguridad no fuera aumentada.

La presente invención propone un sistema de dirección de accionamiento eléctrico simple, cuyo funcionamiento es muy seguro. Su arquitectura es redundante para la totalidad de los órganos eléctricos usados. Para accionar el giro de una rueda directriz del vehículo, la invención propone también un accionador eléctrico particular, bien adaptado a ese sistema de dirección eléctrica, en el cual dicho accionador comprende un extremo de referencia y un extremo de accionamiento desplazado con relación al extremo de referencia por al menos tres motores eléctricos que actúan en paralelo, cada motor eléctrico comprendiendo su propia conexión eléctrica independiente de la de los otros motores eléctricos.

El principio de redundancia se basa en triplicar ciertos órganos, a saber los sensores de posición, los motores eléctricos, y los controladores necesarios, así como las líneas eléctricas que conectan los diferentes órganos en cuestión. Esto permite crear tres vías de accionamiento que funcionan en paralelo. Más precisamente, las tres vías de accionamiento funcionan simultáneamente (aunque eventualmente de una forma no idéntica en caso de utilización de software diferentes) y conducen a acciones idénticas mientras no haya ninguna anomalía. Esta redundancia, conocida como activa, permite localizar con un alto grado de confiabilidad cual de las tres vías está fallando, y permite continuar funcionando con dos vías de accionamiento bajo condiciones apenas degradadas, por lo menos hasta que el vehículo haya alcanzado una zona en la cual el vehículo y especialmente sus pasajeros estén seguros.

El sistema de dirección para vehículos según la invención comprende:

\bullet: al menos una rueda directriz que puede ser dirigida;

\bullet: medios de accionamiento para solicitar un cambio de trayectoria, expidiendo tres señales eléctricas todas portadoras de la misma información en cuanto al cambio de trayectoria solicitada;

\bullet: para cada una de las ruedas directrices, un accionador eléctrico para actuar en el ángulo de giro de la rueda directriz, dicho accionador eléctrico comprendiendo un extremo de referencia y un extremo de accionamiento desplazable con relación al extremo de referencia, el accionador eléctrico estando unido a la rueda directriz de forma apropiada, el accionador comprendiendo tres motores eléctricos que actúan en paralelo para desplazar el extremo de accionamiento con relación al extremo de referencia;

\newpage

\bullet: para cada accionador eléctrico, tres sensores de posición para captar la posición relativa del extremo de accionamiento con relación al extremo de referencia;

\bullet: tres controladores que funcionan en paralelo, cada uno formando parte de una vía eléctrica de accionamiento de dicho ángulo de giro, el controlador de cada vía eléctrica que recibe una de las tres señales eléctricas, estando conectado a uno de los sensores de posición y piloteando uno de los motores eléctricos para imponer dicho ángulo de giro, los pares expedidos por cada uno de los motores adicionándose en funcionamiento normal;

\bullet: al menos un bus de interconexión de las tres vías eléctricas de accionamiento,

\bullet: medios de detección de una variación en el estado de una vía eléctrica con relación a las dos otras para, en caso de variación, pasar al funcionamiento en modo degradado.

La invención se ilustra por medio de las figuras anexas, en las cuales:

\sqbullet la figura 1 es una representación esquemática del sistema de dirección para vehículos según la invención;

\sqbullet la figura 2 es un corte según DD en la figura 3, que muestra un accionador eléctrico según la invención;

\sqbullet la figura 3 es un corte según AA en la figura 2;

\sqbullet la figura 4 es un corte según BB en la figura 2;

\sqbullet la figura 5 es un corte según la CC en la figura 3;

\sqbullet la figura 6 es un esquema que ilustra una aplicación posible del sistema de dirección según la invención a un vehículo de turismo con cuatro ruedas directrices;

\sqbullet la figura 7 ilustra el mismo vehículo con una velocidad de desplazamiento diferente de la figura 6.

En la figura 1, se han representado medios de accionamiento 2 para imponer un giro al vehículo. El accionamiento a disposición del conductor del vehículo puede, como se ha dicho ya, tomar cualquier forma conveniente. Puede ser un volante de dirección 20, pero éste podría ser también cualquier otra palanca de accionamiento, como una palanca de mando, o una palanca tal como la descrita en la patente GB 2 314 910. No hay conexión mecánica entre el volante 20 y la o las ruedas directrices. Tres sensores 21, 22 y 23 miden el ángulo en el volante 20 impuesto por el conductor. Cada uno de los sensores 21, 22, 23 forma parte de una vía eléctrica diferente y expide una de dichas señales eléctricas que portan la información en cuanto al cambio de trayectoria solicitado.

Se observa una rueda directriz 1A, y un accionador eléctrico 3A unido por una parte a la caja o al chasis del vehículo 11 y por otra parte a una biela 10AvG, ella misma unida a una palanca 12AvG que forma parte de un porta-rueda (no visible), para accionar el ángulo de giro de la rueda 1AvG. El accionador eléctrico 3A concebido especialmente, que podría tener otros usos (por ejemplo, podría ser utilizado en otro sistema de dirección eléctrica), comprende así al menos tres motores eléctricos que actúan en paralelo (para los motores, ver las referencias 31, 32 y 33 y la descripción de las figuras 2 a 5 abajo), cada motor eléctrico comprendiendo su propia conexión eléctrica 661 (respectivamente 662, 663) independiente de aquella de los otros motores eléctricos, destinada a conectar el motor con un controlador específico, diferente del controlador que pilotea los otros motores del mismo accionador, como aparecerá abajo.

Una unidad central 6 permite pilotear el giro de la o de las ruedas directrices. El número de ruedas directrices es cualquiera. Se aprecia un rayo eléctrico 65AvG que conecta la unidad central 6 al grupo que comprende la rueda directriz 1AvG y el accionador 3AvG. Para no sobrecargar el esquema, no se representaron los rayos que conectan la unidad central 6 con los otros grupos, tampoco representados, que comprenden una rueda directriz y su accionador. Hay tres vías de accionamiento. En la práctica, para disminuir también la probabilidad de una avería, cada accionador 3 está conectado eléctricamente a la unidad central 6 por tres rayos o cables totalmente independientes (uno por vía de accionamiento), donde los caminos están tan separados como sea posible.

Por convención, cuando se trata de un órgano de cada grupo sin referencia en su localización particular, se utiliza una referencia numérica sola, y cuando se trata de un órgano en su aplicación a una rueda particular, se utiliza la misma referencia numérica seguida de letras que indican de qué localización se trata en el vehículo. En la presente descripción así como en los dibujos, las letras AvG tienen como objetivo la localización delantera izquierda, las letras AvD la localización delantera derecha, las letras ArG la localización trasera izquierda y las letras ArD la localización trasera derecha.

Para un vehículo con ruedas directrices múltiples, ventajosamente, el sistema de dirección según la invención es tal que cada controlador pilotea uno de los motores eléctricos del accionador de cada una de las ruedas directrices, cada controlador permite imponer selectivamente un ángulo de giro apropiado a cada una de las ruedas directrices en función al menos de la localización de dicha rueda directriz en el vehículo, de la velocidad del vehículo y del cambio o de la corrección de la trayectoria solicitada.

Se ha observado que el número de ruedas directrices es cualquiera. Se puede por ejemplo accionar dos ruedas directrices de un árbol director único. El árbol director comprende dos grupos de órganos, cada uno de los grupos comprendiendo una rueda directriz y un accionador. En una variante, el árbol director puede comprender una conexión mecánica entre las ruedas directrices, del tipo cremallera de dirección, y el deslizamiento de éste es controlado por un solo accionador 3. Más generalmente, se puede establecer un número cualquiera de tales grupos de órganos. Se puede por ejemplo construir un coche de turismo de cuatro ruedas, todas directrices, y dirigidas cada una por su propio accionador. Este es el ejemplo seleccionado para ilustrar en detalle la presente invención.

Con referencia ahora a las figuras 2 a 5, se aprecia que cada accionador 3 comprende un cárter 40 usado como referencia mecánica, un vástago 41 desplazado linealmente con relación al extremo de referencia. En el modo de realización descrito, el vástago 41 es móvil con relación al cárter 40. Se observan tres motores eléctricos 31, 32 y 33 rotatorios que aseguran el movimiento del accionador. Los tres motores eléctricos 31, 32 y 33 actúan en paralelo sobre un tornillo 53 rotatorio. El movimiento de rotación del tornillo 53 se transforma en desplazamiento linear del vástago 41 como se observará más en detalle a continuación. Cada uno de los motores es dimensionado para poder transmitir a éste solamente el par necesario, por razones de seguridad de funcionamiento. Sin embargo, durante el funcionamiento en modo normal, el par necesario se distribuye entre cada uno de los tres motores eléctricos, lo que es un compromiso de longevidad por disminución de las solicitudes y del calentamiento de cada motor eléctrico. Esto contribuye a la confiabilidad del accionador eléctrico.

Se transforma el movimiento rotatorio de los motores eléctricos en movimiento lineal por un sistema tornillo/tuerca. Cada uno de los ejes de salida 310, 320 y 330 de los motores eléctricos 31, 32 y 33 comprende un piñón 311, 321 y 331 engranado en una rueda dentada 52. Una funda 56 rodea el vástago 41. El extremo de la funda 56 forma un palier que dirige el deslizamiento del vástago 41. La rueda dentada 52 es fijada en un árbol. El árbol comprende por un lado un tornillo 53. El árbol está montado sobre un rodamiento 51 por un lado, y sobre un palier integrado al vástago 41 por el otro lado. La jaula exterior del rodamiento 51 es interdependiente del cárter 40 del accionador eléctrico. Una tuerca 54 está en retén con el tornillo 53. La funda 56 es interdependiente del cárter 40. Un fuelle de protección 30 está montado por un lado sobre el cárter 40 del motor y por el otro sobre el vástago 41.

En la figura 4, se aprecia que cada uno de los piñones 311, 321 y 331 está montado en estrella alrededor de la rueda dentada 52, con un desplazamiento constante de 120º unos con relación a los otros. Esto es por supuesto solamente una disposición constructiva no limitativa. Se podría también, particularmente, montar tres motores lado a lado y de forma concéntrica al vástago, con impulso del vástago por el tornillo/tuerca.

En las figuras 3 y 5, se aprecia que el vástago 41 comprende una protuberancia 410 ella misma enganchada en una abertura 560 ahuecada en la funda 56. De esta forma, el vástago 41 es inmovilizado en rotación alrededor de su eje. Así, el movimiento de rotación del tornillo 53 es transformado en desplazamiento lineal por la tuerca 54 que se desplaza a todo lo largo del tornillo 53.

Se aprecian también en la figura 2 como en la figura 3 los sensores 71, 72 y 73 usados para localizar el desplazamiento del extremo de accionamiento, es decir el vástago 41, con relación al extremo de referencia. El órgano 710 del sensor de posición 71 es interdependiente de la funda 56, por lo tanto del cárter 40 del accionador 3. Un cursor 711 es interdependiente del vástago 41, por lo tanto móvil con éste. Dos sensores de posición similares al sensor de posición 71, a saber los sensores 72 y 73, son integrados en el mismo componente 74. Cada uno de los sensores 71, 72, 73 forma parte de una vía eléctrica diferente.

La unidad central 6 comprende tres controladores 61, 62 y 63 (véase la figura 1) que funcionan en paralelo y simultáneamente en modo de funcionamiento normal y de una forma que aparecerá a continuación en modo de funcionamiento degradado (es decir cuando ocurre una falla, lo que por supuesto el sistema puede anunciar por ejemplo activando una alerta de disfunción). Cada uno de los controladores 61, 62 y 63 forma parte de una vía eléctrica de accionamiento del ángulo de giro de una rueda directriz. Cada rueda directriz es accionada por tres vías eléctricas de accionamiento. Cuando hay varias ruedas directrices, cada controlador 61 (o respectivamente 62 o 63) pilotea los ángulos de giro de todas las ruedas directrices. Cada controlador 61 (o respectivamente 62 o 63) adquiere la información proveniente de uno de los sensores del ángulo del volante 21 (o respectivamente 22 o 23), por la línea eléctrica S1 (o respectivamente S2 o S3). Además, cada controlador 61 (o respectivamente 62 o 63) pilotea un motor 31 (o respectivamente 32 o 33) de cada accionador eléctrico 3 para cada rueda directriz por la línea L1 (respectivamente L2 o L3) y recibe la información sobre la posición del accionador eléctrico 3 (es decir en la práctica información sobre el giro de la rueda) proveniente de un sensor de posición 71 (o respectivamente 72 o 73) para cada una de las ruedas directrices 1, por la línea eléctrica C1 (o respectivamente C2 o C3). Por otra parte, cada controlador 61 (o respectivamente 62 o 63) adquiere para cada una de las ruedas directrices la información proveniente de un sensor de corriente del motor eléctrico al cual está asociado en cada uno de los accionadores eléctricos.

En resumen, cada controlador 61 (o respectivamente 62 o 63) asegura el pilotaje de todas las ruedas directrices y cada una de las ruedas directrices es en sí misma colocada bajo el control de tres controladores autónomos que actúan en paralelo. De preferencia, los controladores en sí mismo son diferentes, por ejemplo de tipos diferentes y/o de marcas diferentes, para perfeccionar la redundancia. Siempre para perfeccionar la redundancia, de preferencia, los controladores (que son de las mismas marcas/tipos o marcas/tipos diferentes), están a cargo de software diferentes (serie de instrucciones diferentes, idiomas de escritura diferentes, programadores diferentes) incluso si estos software, diferentes, tienen todos la misma finalidad. Dicho de otra forma, cada uno de los software, que tienen su propia escritura, no obstante permite conducir a acciones idénticas en los motores. Tal redundancia, de software, limita los riesgos de sobrevenir una disfunción (bug) en una combinación de parámetros no probados.

Los tres controladores 61, 62 y 63 están conectados por al menos un bus 8 e intercambian en tiempo real todos los datos útiles para describir el estado eléctrico y mecánico de cada vía de accionamiento. El funcionamiento del sistema de dirección eléctrica se mantiene en modo normal mientras que todos los parámetros similares de cada una de las vías de accionamiento tengan valores idénticos, cercanos a las tolerancias. Por ejemplo, mientras los sensores del ángulo del volante 21, 22 y 23 expiden señales idénticas (cercanas a las tolerancias) en las líneas S1, S2 y S3, se puede concluir que funcionan los tres de una forma correcta. Mientras que las corrientes eléctricas en cada una de las líneas L1, L2 y L3 que conectan los tres controladores 61, respectivamente 62 y 63, a los tres motores eléctricos 31, respectivamente 32 y 33, de cada accionador 3 tengan valores idénticos (cercanos a las tolerancias), se puede concluir que todos los motores eléctricos funcionan correctamente. Mientras los sensores 71, 72 y 73 de posición, entreguen señales idénticas (cercanas a las tolerancias) en las línea eléctricas C1, C2 y C3, se puede concluir que funcionan las tres de una forma correcta. En resumen, se concluye entonces que las tres vías eléctricas de accionamiento funcionan de forma correcta. El funcionamiento es así en modo normal.

Se pueden concebir posibilidades diferentes para funcionar en un modo degradado. Bajo un primer aspecto, por la existencia de tres vías de accionamiento, se puede considerar que cuando uno de los parámetros de una vía comprende un valor diferente del mismo parámetro en las otras dos vías eléctricas, es el parámetro de valor diferente que forma parte de una vía eléctrica que falla. En este caso, el ángulo de giro cada una de las ruedas directrices para la cual una falla fue identificada en una vía de accionamiento debe ser piloteada por las dos vías que tienen el mismo estado, es decir que han conservado valores de parámetro idénticos, cercanos a las tolerancias. Concretamente, se pone en rueda libre el motor eléctrico de la vía de accionamiento en la cual una anomalía fue detectada. Para las otras ruedas directrices eventuales, no cambia nada.

Se nota que si las vías eléctricas fueran solamente dobles y no triples, en caso de divergencia de valores, no es posible saber directamente cual es la vía eléctrica que está en estado de funcionamiento normal. Sin embargo, se puede en este caso realizar análisis de la probabilidad, por ejemplo comparando los diferentes parámetros entre ellos y analizando la historia de la evolución de estos parámetros en el transcurso del tiempo. Es de esta forma que es necesario manejar la aparición de un eventual segundo modo degradado en un sistema de dirección eléctrica según la invención. Este tipo de análisis puede llegar cabalmente a todo el vehículo. Se pueden comparar los parámetros con cada uno de los parámetros idénticos de las otras ruedas y determinar de esta forma lo que debe ser el modo de funcionamiento degradado. Se aprecia así que, en caso de anomalía adicional mientras que el sistema de dirección eléctrica funciona solamente con dos vías eléctricas, es también posible hacer funcionar el sistema eléctrico propuesto por la invención, según un segundo modo degradado. Allí también, se pone en rueda libre el motor eléctrico de la vía de accionamiento en la cual una anomalía fue detectada.

Por otra parte, es necesario que el sistema de dirección eléctrica pueda también funcionar en caso de falla en la alimentación de energía eléctrica. Esta es la razón por la cual la unidad central 6 comprende una batería de repuesto 91 que asume automáticamente el relevo de la batería principal 90 del vehículo en caso de falla de la misma o de falla de la línea de alimentación 92 entre la batería principal 90 y la unidad de pilotaje 6, para asegurar una alimentación de repuesto del sistema de dirección eléctrica en caso de falla de la alimentación normal, mientras que envía una alerta apropiada. En funcionamiento normal, la batería auxiliar es recargada o mantenida en su estado de carga máxima empleando la energía en la batería principal 90. La batería de repuesto 91 es dimensionada de manera de poder almacenar una cantidad de energía suficiente para permitir el funcionamiento de la dirección del vehículo durante un tiempo mínimo de seguridad predeterminado, el mismo debe al menos permitir al vehículo detenerse bajo condiciones de seguridad satisfactorias mientras se aparta del lugar particularmente peligroso. Cada uno de los controladores 61, 62 y 63 comprende una alimentación de repuesto que proviene de la batería de repuesto con circuitos individuales separados y protegidos.

Este principio de sistema de dirección eléctrica puede ser puesto en práctica cualquiera que sea el tipo de accionamiento de la dirección. El accionamiento de la dirección (dispositivo de accionamiento de cambio de trayectoria) puede ser un volante o una palanca de mando o cualquier otro dispositivo conveniente. Por otra parte, este sistema de dirección eléctrica armoniza muy bien con los sistemas de control automático de estabilidad de la trayectoria del vehículo. En este caso, el ángulo de giro impuesto ante cada una de las ruedas directrices es determinado no solamente por los medios de accionamiento sobre los que el piloto del vehículo actúa, sino además, toma en cuenta instrucciones de correcciones que provienen de un sistema de control de estabilidad del vehículo, que decide adicionar o acortar un ángulo de giro con relación al deseo del piloto para mantener la trayectoria del vehículo bajo condiciones de seguridad.

Las figuras 6 y 7 ilustran una aplicación a un sistema con cuatro ruedas directrices. Una dirección eléctrica puede adaptarse muy fácilmente a la velocidad de desplazamiento longitudinal del vehículo. En funcionamiento a muy poca velocidad, para favorecer la movilidad del vehículo, es útil hacer girar las ruedas traseras en sentido inverso a las ruedas delanteras como se muestra en la figura 6. El vehículo dobla a la izquierda, y se observó particularmente el ángulo de giro de la rueda trasera izquierda \alpha_{ArG(v1)} a la velocidad v1. A una velocidad mucho más elevada, se sabe que para mantener una buena estabilidad del vehículo, es útil hacer girar las ruedas traseras en la misma dirección que las ruedas delanteras, pero con un ángulo más pequeño. Es lo que se ilustra en la figura 7, donde el vehículo dobla siempre a la izquierda, y se observó en particular el ángulo de giro de la rueda trasera izquierda \alpha_{ArG(v2)} a la velocidad v2 (valores de ángulo no representativos de una situación real).

De una manera general, el accionamiento del ángulo de giro selectivamente rueda por rueda puede, a partir del ángulo del volante impuesto por el conductor del vehículo y de la velocidad de desplazamiento longitudinal del vehículo, determinarse cuál es el centro instantáneo de rotación ideal para el vehículo. Este centro instantáneo de rotación es identificado por el punto \Omega en las figuras 6 y 7. A partir del momento en que este centro instantáneo de rotación es seleccionado, conectándolo con el centro de cada una de las ruedas directrices, se puede calcular el ángulo de giro de cada una de las ruedas de modo que el plano de la rueda se presente perpendicular a la línea que conecta el centro de la rueda considerada con el centro instantáneo de rotación del vehículo \Omega. Cerca de la deriva de los neumáticos, el vehículo gira alrededor del centro instantáneo de rotación del vehículo \Omega. El centro instantáneo de rotación del vehículo \Omega se calcula permanentemente de una manera dinámica, en función de las condiciones de conducción (velocidad del vehículo, velocidad de los vaivenes,...).

Claims

1. Sistema de dirección para vehículo, que comprende:

\bullet al menos una rueda directriz (1) que puede ser dirigida;

\bullet medios de accionamiento (2) para solicitar un cambio de trayectoria, que expiden tres señales eléctricas todas portadoras de la misma información en cuanto al cambio de trayectoria solicitada;

\bullet para cada una de las ruedas directrices, un accionador eléctrico (3) para actuar en un ángulo de giro de la rueda directriz, dicho accionador eléctrico comprendiendo un extremo de referencia y un extremo de accionamiento desplazado con relación al extremo de referencia, el accionador eléctrico estando conectado con la rueda directriz (1) de una forma apropiada, el accionador (3) comprendiendo tres motores eléctricos (31, 32, 33) que actúan en paralelo para desplazar el extremo de accionamiento con relación al extremo de referencia;

\bullet para cada accionador eléctrico (3), tres sensores (71, 72, 73) de posición para captar la posición relativa del extremo de accionamiento con relación al extremo de referencia;

\bullet tres controladores (61, 62, 63) que funcionan en paralelo, cada uno formando parte de una vía eléctrica de accionamiento de dicho ángulo de giro, el controlador de cada vía eléctrica que recibe una de las tres señales eléctricas, estando conectado a uno de los sensores de posición y piloteando uno de los motores eléctricos para imponer dicho ángulo de giro, los pares expedidos por cada uno de los motores adicionándose bajo funcionamiento normal;

\bullet al menos un bus de interconexión (8) de las tres vías eléctricas de accionamiento,

\bullet medios de detección de una variación en el estado de una vía eléctrica con relación a las otras dos para, en caso de variación, pasar al funcionamiento en modo degradado.

2. Sistema de dirección según la reivindicación 1 en el cual, en modo degradado, se activa una alerta de disfunción.

3. Sistema de dirección según la reivindicación 1 en el cual, en modo degradado, el accionamiento del giro es impuesto por las dos vías eléctricas que tienen el mismo estado.

4. Sistema de dirección según la reivindicación 1 en el cual los medios de accionamiento (2) comprenden un dispositivo de accionamiento sobre el cual actúa el conductor del vehículo, comprendiendo tres sensores (21, 22, 23) para realzar la posición de los medios de accionamiento (2), cada uno de los sensores formando parte de una vía eléctrica y expidiendo una de dichas señales eléctricas.

5. Sistema de dirección según la reivindicación 1, para un vehículo que comprende una batería de acumuladores principal (90), en la que la alimentación normal de energía eléctrica proviene de la batería principal, y comprendiendo una batería de repuesto (91) cargada automáticamente por la batería principal en funcionamiento normal, y asegurando automáticamente una alimentación de repuesto del sistema de dirección en caso de falla de la alimentación normal, mientras que envía una alerta.

6. Sistema de dirección según la reivindicación 1, para un vehículo con ruedas directrices múltiples, en el cual cada controlador pilotea uno de los motores eléctricos del accionador de cada una de las ruedas directrices, cada controlador permitiendo imponer selectivamente un ángulo de giro apropiado de cada una de las ruedas directrices en función al menos de la localización de dicha rueda directriz en el vehículo, de la velocidad del vehículo y del cambio de trayectoria solicitado.

7. Accionador eléctrico (3) que comprende un cárter (40) que comprende un extremo de referencia (40A), el accionador comprende un vástago (41) desplazable linealmente con relación al extremo de referencia (40A), el vástago siendo prolongado por un extremo de accionamiento (41B) y estando desplazado con relación al extremo de referencia por al menos tres motores eléctricos (31, 32, 33) que actúan en paralelo, cada motor eléctrico estando incluido en dicho cárter (40) y comprendiendo su propia conexión eléctrica independiente de la de los otros motores eléctricos.

8. Accionador eléctrico según la reivindicación 7, en el cual los motores eléctricos son rotatorios, el movimiento de rotación de los motores eléctricos siendo transformado en desplazamiento lineal por un dispositivo tornillo-tuerca.

9. Accionador eléctrico según la reivindicación 7, que comprende al menos tres sensores de posición que miden el desplazamiento del extremo de accionamiento con relación al extremo de referencia.

10. Sistema de dirección según una de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende un accionador eléctrico según una de las reivindicaciones 7 a 9.

11. Accionador eléctrico según la reivindicación 7, que comprende un fuelle de protección (30) montado por un lado sobre el cárter (40) del motor y por el otro sobre el vástago (41).

12. Accionador eléctrico según la reivindicación 8, que comprende una rueda dentada (52) montada en un árbol, el árbol comprende por un lado un tornillo (53), el árbol estando montado en un rodamiento (51) por un lado del cárter (40) y sobre un palier integrado en el vástago (41) por el otro lado del cárter (40).