Modèle dynamique de la ligne poussoir de directions assistées électriques

Dynamic model of the yoke line of EPS

¹ JTEKT Europe, ZI Le Brotteau, 69540 Irigny, France
² Université de Lyon, LaMCoS, INSA-Lyon, CNRS UMR 5259, 69621 Villeurbanne Cedex, France

^a Auteur pour correspondance : michele.guingand@insa-lyon.fr

Reçu : 10 Juillet 2008
Accepté : 21 Janvier 2010

Résumé

La dernière décennie a vu apparaître de nombreuses solutions technologiques destinées à améliorer le confort des automobilistes. L’une d’entre elles, la direction assistée électrique (DAE), a considérablement évolué : de plus en plus de véhicules en sont équipés. L’assistance, délivrée par l’intermédiaire d’un moteur électrique et d’un réducteur roue et vis sans fin, est contrôlée par un calculateur. Cette solution offre des possibilités plus intéressantes en terme de consommation d’énergie que les systèmes hydrauliques encore utilisés sur certains véhicules. La compréhension et la caractérisation du comportement dynamique des DAE sont devenues des préoccupations majeures. En effet, afin de répondre à des exigences vibratoires et acoustiques toujours plus sévères, le comportement sonore et vibratoire de la direction est étudié. Dans ce contexte, le comportement dynamique de l’ensemble de la DAE est simulé. L’accent a notamment été mis sur la modélisation des deux engrenages présents dans le système (roue-vis sans fin et pignon-crémaillère) et leurs systèmes à rattrapage de jeu. La modélisation de la ligne poussoir des DAE est présentée, ainsi que sa validation et son intégration dans un modèle dynamique d’ensemble. Cette étude consiste en une approche à la fois numérique et expérimentale de la problématique étudiée.

Abstract

During the last decade, many new technical solutions dedicated to the driver’s comfort have raised. One of these solutions was the Power Steering which is still evolving much: more and more vehicles are equipped with electrical power steering (EPS). This kind of steering permits better performances in terms of energy consumption than hydraulic systems, still in use on some vehicles. The assistance torque is delivered by an electrical motor controlled by a special unit. This torque is applied through a worm gear to the shaft. The comfort in terms of wheel vibration and noise in the passenger compartment induced by the EPS makes the understanding and characterization of the dynamic behavior one of the leading for EPS development. In this context was started a study which aims to go further into global dynamic behavior of EPS. A model was built up where the stress was put on the gears models (worm gear and rack-and-pinion) and their anti-backlash systems (ABLS for the worm gear and yoke line for the rack-and-pinion). The modelling of the yoke line is developed, and also its validation and its integration in a global model of an EPS. The study was also experimental in order to correlate the simulation results.