ANALYSE FONCTIONNELLE Compétences techniques mises en œuvre : CI 1 (AF1 – AF2 – AF3) - configurer, faire fonctionner le produit - identifier et définir le besoin auquel répond le produit et ses fonctions de service - identifier les fonctions techniques et les solutions techniques - décrire l'architecture fonctionnelle - identifier les flux d’énergie, d’information et de matière physique Support d'activité : Direction assistée électrique 1-APPROCHE MATERIELLE DU PRODUIT 1.1/ Mettre en œuvre la DAE et observer son fonctionnement en faisant varier sa vitesse. Mode opératoire : Mise en marche Interrupteur vert sur le côté droit : mise sous tension Tourner la petite clé à contact vers la fenêtre Mettre le régime moteur (voyant rouge visible) Tourner le volant et faire varier la vitesse du véhicule MODULE 1 Station de mesure Régime Moteur Calculateur Capteur de Vitesse Capteur de couple Prise diagnostique MODULE 2 MODULE 3 MODULE 4 Valisette Asservissement Diagnostic Tp Science de l'ingénieur Page : 1 1.2/ Identifier sur le schéma figure n°1 (en annexe) avec des flèches les éléments suivants : Volant Réducteur Capteur de couple Roues Barre de torsion Crémaillères + biellettes Moteur Colonne Capteur de vitesse 1.3/ Pour les 2 situations représentées sur la figures n°2 (en annexe), indiquer par des flèches bleus pour le couple volant exercé le sens de rotation du moteur et des roues. 1.4/ Si les roues exercent un couple résistant quand on tourne le volant, représenter sur la figure n°3 (en annexe) pour les 2 cas de la figure n°2 par un trait la déformation de la barre de torsion. Rq : le couple résistant s'oppose à la rotation des roues ∆θ angle de déformation Exemple de représentation de déformation de la barre de torsion: 1.5/ Représenter par des flèche rouges sur la figure n°2 pour chaque cas le couple de l'assistance et le couple fournit par le moteur. Barre de torsion 1.6/ Qu'elle est l'angle "∆θ" de la barre de torsion, si la direction est parfaitement assistée ? 1.7/ Qui impose la vitesse de rotation du moteur d'assistance pendant l'orientation des roues ? 1.8/ Pour ¼ de tour de volant combien de tour fait le moteur ? Les caractéristiques du réducteur sont données dans le dossier technique de la DAE. A partir du dossier technique 1.9/ Identifier les deux paramètres qui conditionnent la loi d'assistance de la DAE. 1.10/ A quelle vitesse l'assistance est maximale ? 1.11/ Quelle solution technique permet de rendre l'assistance in opérationnelle au delà de 80 km/h ? 2-APPROCHE FONCTIONNELLE Expression du besoin : fonction globale du produit (analyse fonctionnelle descendante SADT niveau A-0) 2.1/ A partir de l'observation du système et du dossier technique identifier : - la matière d'œuvre - les données de contrôle - le support d'activité - la fonction globale 2.2/ Compléter les indications manquantes de l'actigramme A-0 Tp Science de l'ingénieur Page : 2 Structure du produit : notion de chaînes d'information et d'énergie (Voir document réponse) 2.3/ Sur le document réponse situer la chaîne d'énergie et d'information. 2.4/ Colorier en bleu le flux d'informations et en rouge le flux d'énergie. 2.5/ Compléter le bloc fonctionnel "Action". 2.6/ A partir des élément listés ci – dessous compléter le schéma fonctionnel de la DAE. - Capteur de couple - Voyants - Batterie 12 V - Variateur de puissance à transistors - Moteur d'assistance - Capteur de vitesse - Rotation moteur (Avant – Arrière – Arrêt) - Système mécanique - Régime moteur - Essence - Effort sur le volant - Ordre de démarrer - Carte électronique programmable à microcontrôleur - Signaux lumineux (moteur assistance et embrayage) - Clé de contact + neiman - Vitesse du véhicule 2.7/ Sur l'analyse fonctionnelle entourer en noir les informations système et en vert les informations opérateur. 2.8/ Indiquer pour chacune d'elles leur nature. 2.9/ Si le moteur du véhicule est à l'arrêt et la clé de contact sur "ON" (sans démarrage). - Est-il nécessaire d'avoir de l'assistance si on tourne le volant? - Quelle conséquence cela aurait sur la chaîne d'énergie ? - Quel élément de la chaîne d'information permet de contrôler cette situation ? Tp Science de l'ingénieur Page : 3 ANNEXES Figure n°1 : Figure n°2 : Couple volant Couple volant Figure n°3 : Couple volant Tp Science de l'ingénieur Couple volant Page : 4 DOSSIER TECHNIQUE DE LA DAE Caractéristiques électriques Tension nominale moteur courant continu Tension d’utilisation Courant nominal moteur Couple nominal moteur Coefficient de couple Coefficient de vitesse Résistance moteur Inductance moteur Fréquence de commande moteur Fréquence de commande embrayage Résistance de la bobine d’embrayage Couple embrayage Capteur de couple Température de fonctionnement Protection thermique moteur 12 V 10 - 16 V 25 A 0.81 Nm à 1450 t/mn 0.0328 Nm/A 0.0327 V/rad/s 0.218 Ω à 20 ° 0.7 mH à 120 Hz 18.5 ± 1.5 KHz 1 KHz 14.7 ± 1 Ω à 20 ° 1.08 Nm mini Sans contact; 0 à 7 Nm ; 8 V; -30 à 80° -30 à 80° -1,5 A par 20 s LOIS D’ASSISTANCE Assistance Intensité Moteur (A) 100 25 % 0 km/h 5 km/h Vitesse du 10 km/h Véhicule 30 km/h 74 km/h 6.86 Couple au volant (Nm) Courbes donnant l’assistance en fonction du couple au volant pour différentes vitesses du véhicule. Le constructeur précise que ces valeurs peuvent fluctuer de 15 à 20% à cause du frottement, des imprécisions du calculateur .. Tp Science de l'ingénieur Page : 5 Caractéristiques mécaniques Rotation volant Angle maxi pivotement roue gauche Angle maxi pivotement roue droite Déplacement maxi crémaillère Diamètre de braquage entre trottoir/mur Couple maxi au volant Réducteur roue et vis Rendement réducteur Embrayage électromagnétique Seuils déclenchement assistance Rotation barre de torsion Raideur barre de torsion ± 707 ° -39 à +30° -30 à +39° 130 mm 9.65/10 m 9 Nm R=1/23, m=1.5, α=14°30’, Z=2, β=20° 0.80 mini Monodisque - Couple 1,08 Nm mini 74 km/h et 68 Km/h 8 ° maxi 2.9 Nm / ° Caractéristiques du système de direction 5 6 7 D 1 D' C B B' C' 4 2 3 • BB' = 604 mm • BC = B'C' = 356 mm • DD' = 1344 mm • CD = C'D' = 120 mm • Distance de la droite (D,D') à l'axe de crémaillère: 152 mm • Empattement : 2347 mm Tp Science de l'ingénieur Page : 6 [A compléter] Informations destinées à d'autres systèmes A compléter : et aux interfaces Homme/Machine ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER [A compléter] Informations issues d'autres systèmes Ou d'interfaces homme/machine Ordres [A compléter] [A compléter] [A compléter] [A compléter] [A compléter] 1.1.1 [A compléter] A compléter : ACTION ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE [A préciser] Energies d'entrée [A compléter] Page : 7 [A compléter] [A compléter] [A compléter] [A compléter] [A compléter] [A compléter ] DECOMPOSITION FONCTIONNELLE EN CHAINES D'INFORMATION ET D'ENERGIE Tp Science de l'ingénieur Grandeurs physiques à acquérir Système : 1.1.3 DECOMPOSITION FONCTIONNELLE EN CHAINES D'INFORMATION ET D'ENERGIE TRANSMETTRE CONVERTIR DISTRIBUER ALIMENTER COMMUNIQUER TRAITER ACQUERIR