Brevet FR2580250A1 — publié le 19861017

i 2580250 PROCEDE DE COMMANDE DU BRAQUAGE DES ROUES ARRIERE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE A ROUES AVANT ET ARRIERE ORIENTABLES La présente invention a trait à un procédé de commande du braquage des roues arrière d'un véhi- cule automobile à roues avant et arrière orientables. On connaît un véhicule automobile comportant un dispositif de braquage des roues avant destiné à braquer les roues avant en fonction du mouvement angu- laire imprimé au volant, un dispositif de braquage de roues arrière destiné à braquer les roues arrière au moyen d'un organe de manoeuvre et un dispositif de commande sensible à la vitesse de marche du véhicule et à l'angle de braquage du volant pour commander l'ac- tion de l'organe de manoeuvre de façon à braquer les roues arrière dans un sens qui est sélectivement iden- tique ou opposé au sens dans lequel les roues avant sont braquées. Un tel véhicule automobile est décrit dans les demandes de brevet japonaises publiées n 59-70261, 59-77970, 59-77971, 59-81257 et 59-81258, par exemple. Un véhicule automobile à roues avant et arrière orientables est avantageux pour Les raisons suivantes: lorsqu'un véhicule automobile à roues avant directrices et à roues arrière non directrices décrit un virage en S à vitesse relativement élevée, la mesure dans laquelle le véhicule doit pivoter est grande,attendu que le centre de gravité G du véhicute à moteur subit un grand décalage latéral 0, comme indiqué sur La figure 1(a). Lorsqu'un véhicule auto- mobile à roues avant et arrière orientables emprunte un virage en S à une vitess relativement élevée, les roues avant et arrière sont braquées dans le même sens, comme représenté sur la figure 1(b) pour supprimer l'angle de décalage latéral du centre de gravité G, ce qui minimise le mouvement angulaire du véhicule. Par conséquent, dans un véhicule automobile à roues avant et arrière orientables, le mouvement angulaire décrit par le centre de gravité G autour d'un axe vertical peut être maintenu minimum quand le véhicuLe automobile décrit un virage à vitesse relativement élevée. En conséquence, le comportement dynamique du véhicuLe se trouve amélioré, c'est-à-dire que Le délai de réponse introduit dans Le mouvement du véhicule se trouve réduit et que Les pneumatiques con- tinuent à adhérer de manière stable à La surface de La route dans une plus Large gamme de vitesse sur routes sinueuses pour repousser Les limites de performances et de maniabilité du véhicule. Lors d'un passage en courbe à faible vitesse, il y a, pour un véhicule automobile à roues avant orien- tables, une grande différence entre les rayons des courbes décrites par Les roues intérieures avant et arrière, comme représenté sur la figure 2(a), et par conséquent on ne peut réduire le rayon de braquage du véhicute en deçà d'une certaine limite. En revanche, pour un véhi- cule automobile à roues avant et arrière orientables, les roues avant et arrière sont braquées en sens oppo- sés comme représenté sur La figure 2(b) avec pour résul- tat la possibilité d'obtenir des effets statiques, c'est-à-dire de réduire le rayon de braquage du véhi- cule et de supprimer pratiquement la différence 1 entre les rayons des courbes décrites par les roues intérieures avant et arrière. Le principe de la commande du braquage des roues arrière d'un véhicule à roues avant et arrière orientables est donc de ramener à zéro le décalage tatéral subi par le centre de gravité G lors d'un virage. Parmi les méthodes classiques de commande du braquage des roues arrière figure une méthode sui- vant laquelle l'angle de braquage des roues arrière est déterminé d'après la vitesse de marche du véhicule ou d'après l'angle de braquage des roues arrière, et une méthode suivant laquelle le décalage latéral du centre de gravité est directement mesuré, les roues arrière étant braquées en fonction de ce décalage latéral mesuré. La seconde méthode permet de mesurer le déca- lage latéral du centre de gravité, mais ne saurait être adoptée pratiquement parce que sa fiabilité est faible et que l'appareillage de mise en oeuvre de la méthode est encombrant et onéreux. La présente invention a pour but de proposer un procédé pratique, différent des procédés classiques, de commande du braquage des roues arrière d'un véhicule comportant un système de braquage des roues arrière différent du système de braquage des roues avant, ce procédé étant hautement fiable et susceptible de rendre le décalage latéral du centre de gravité sensiblement nul de manière relativement simple. Suivant la présente invention, il est prévu un procédé de commande du braquage des roues arrière d'un véhicule automobile comportant deux roues avant droite et gauche orientables et deux roues arrière droite et gauche orientables, un dispositif de bra-- quage de roues avant propre à orienter les roues avant d'après l'angle de braquage d'un volant, un dispositif de braquage de roues arrière propre à orienter les roues arrière, un organe de manoeuvre propre à actionner le dispositif de braquage des roues arrière et un disposi- tif de commande propre à commander l'action de l'organe de manoeuvre de façon à braquer les roues arrière dans un sens sélectivement identique ou opposé à celui de braquage des roues avant, le procédé comprenant les opérations consistant à déterminer les vitesses de rota- tion des quatre roues avant et arrière par rapport au sol et à faire commander par Le dispositif de commande L'action de L'organe de manoeuvre de manière à ce que La différence notable entre Les vitesses de rotation des roues avant et arrière par rapport au sol se trouve sensiblement ramenée à zéro. L'action de L'organe de manoeuvre peut être commandée par Le dispositif de commande de façon que se trouve ramenée à zéro soit La différence entre Les vitesses de rotation des roues avant et arrière gauches par rapport au soL, soit la différence entre les vitesses de rotation des roues avant et arrière droites par rapport au sol, soit La somme des différences entre Les vitesses de rota- tion des roues avant et arrière gauches par rapport au sol et de La différence entre les vitesses de rota- tion des roues avant et arrière droite par rapport au soL. Suivant La présente invention, il est aussi prévu un procédé de commande du braquage des roues arrière d'un véhicute automobile comportant deux roues avant droite et gauche orientabLes et deux roues arrière droite et gauche orientables en fonction de L'angle de braquage d'un votant, un dispositif de bra- quage de roues arrière pour L'orientation des roues arrière, un organe de manoeuvre destiné à actionner le dispositif de braquage des roues arrière et un dispo- sitif de commande propre à commander l'action de l'or- gane de manoeuvre de façon à braquer les roues arrière dans un sens sélectivement identique ou opposé au sens de braquage des roues avant, le procédé consistant à déterminer les vitesses de rotation des quatre roues avant et arrière par rapport au sol et à faire com- mander l'action de l'organe de manoeuvre par le dis- positif de commande de façon à ramener sensiblement à zéro la différence entre la somme des vitesses de rotation des roues avant droite et gauche par rapport au sol et la somme des vitesses de rotation des roues arrière droite et gauche par rapport au sol. Avec L'agencement ci-dessus, le braquage des roues arrière est commandé de façon que Les roues avant et arrière suivent Les mêmes trajets, pour mini- miser ainsi te décalage tatéral du centre de gravité du véhicule. Les buts, aspects et avantages ci-dessus de L'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront d'après La description détaillée ci-dessous d'une réalisation préférée de l'invention, illustrée par Les dessins annexés, sur lesquels: - Les figures 1(a) et 1(b) sont des vues schématiques montrant les trajets respectivement sui- vis par un véhicule automobile à roues avant orien- tables et par un véhicule automobile à roues avant et arrière orientables quand les véhicules décrivent des virages en S à vitesse relativement élevée; - Les figures 2(a) et 2(b) sont des vues schématiques montrant les trajets respectivement suivis par les mêmes véhicules automobiles quand ceux- ci prennent un passage en courbe à une vitesse relati- vement faible; - La figure 3 est une vue schématique expli- cative du concept fondamental selon la présente inven- tion; - La figure 4 est une vue schématique expli- cative d'un exemple dans lequel une roue arrière est braquée conformément au concept selon la présente inven- tion; - La figure 5 est une vue en plan schématique d'un système de braquage des roues avant et arrière d'un véhicule automobile; et - La figure 6 est un organigramme des étapes successives de fonctionnement d'un dispositif de com- mande incorpore au système représenté sur la figure 3. Pour plus de brièveté, on considérera seule- ment les roues avant f et arrière r situées d'un même côté (par exemple côté gauche) d'un véhicule automobile et l'on supposera que le centre de gravité G du véhicule est situé en un point intermédiaire de l'empattement du véhicule. Afin de supprimer le décalage latéral subi par le centre de gravité G quand le véhicule prend un virage, il est nécessaire que le triangle (O.Pf.Pr) défini par le centre O du virage, le centre Pf de la roue avant et le centre Pr de la roue arrière soit un triangle isocèle dans lequel les deux côtés O.Pf, O.Pr, c'est-à-dire les rayons Rf, Rr des arcs suivant lesquels virent les roues avant et arrière soient égaux entre eux, que le centre de gravité G soit situé sur la bissectrice perpendicu- laire au segment de droite reliant les centres Pf et Pr des roues avant et arrière et que les roues avant f et arrière r soient orientées perpendiculairement aux seg- ments de droite O.Pf, O.Pr allant des centres Pf, Pr des roues avant et arrière au centre C du virage. Attendu que les vitesses angulaires e des segments de droite O.Pf et O.Pr sont égales entre etles, les vitesses de rota- tion Vf et Vr des roues avant et arrière par rapport au sol sont égales entre elles à ce moment. La présente invention repose donc sur le concept fondamental selon lequel le fait de braquer la roue arrière de manière à ce que les vitesses Vf, Vr de rotation des roues avant et arrière soient égales entre elles équivaut à commander la direction de braquage de la roue arrière de manière à ce que les rayons Rf, Rr des courbes décrites par les roues avant et arrière soient égaux entre eux, afin de minimiser le décalage latéral du centre de gravité du véhicule. On va décrire à titre d'exemple, en se référant à la figure 4, un exemple de braquage de la roue arrière basé sur le concept ci-dessus. Dans l'exemple illustré, 7 2580250 Z UZU seule la roue avant f est braquée vers la droite et la roue arrière n'est pas braquée. A ce moment, la vitesse Vr de rotation de la roue arrière par rapport au sol est plus faible que la vitesse de rotation Vf de la roue avant et le rayon Rr de virage de la roue arrière est plus faible que le rayon Rf de virage de la roue avant. En vue d'égaliser la vitesse Vr de rotation de la roue arrière par rapport au sol avec la vitesse Vf de rotation de la roue avant par rapport au sol, il est nécessaire d'augmenter le rayon Rr de la courbe décrite par la roue arrière de manière à ce qu'il soit égal au rayon Rf de la courbe décrite par la roue avant. Pour satisfaire à cet impératif, il faut braquer la roue arrière en sens opposé à celui de braquage de la roue avant. Quand la vitesse de rota- tion Vr de la roue arrière par rapport au sol est plus grande que la vitesse Vf de rotation de la roue avant par rapport au sol, on peut satisfaire à l'impératif ci-dessus en braquant la roue arrière dans le même sens que la roue avant. La figure 5 représente un système de braquage des roues avant et arrière d'un véhicule automobile. Le véhicule comporte un volant 1, deux roues avant 2, un dispositif 3 de braquage des roues avant 2, deux roues arrière 4, un dispositif 5 de braquage des roues arrière 4, un organe de manoeuvre 6 pour l'actionnement du dispositif 5 et un dispositif de commande 7 consti- tué par un ordinateur de commande du fonctionnement de l'organe de manoeuvre 6. L'organe de manoeuvre 6 peut être constitué par un moteur électrique ne fonctionnant que lorsqu'il est excité. Le dispositif de braquage des roues arrière 5 comporte un capteur de braquage 51 destiné à détecter l'état de braquage des roues arrière 4. Quand les roues directrices 4 sont braquées par l'organe de manoeuvre 6 commandé par le dispositif de commande 7, le capteur de braquage 51 fournit au dispositif de commande 7 des informations représentatives du degré de braquage des roues arrière 4. Aux roues avant 2 et arrière 4 sont respecti- vement associés des capteurs de vitesse 21, 22, 41, 42 destinés à détecter les vitesses WfL, Wfr, WrL, Wrr de rotation de ces roues avant et arrière. Les informa- tions de vitesse détectée provenant de ces capteurs de vitesse 21, 22, 41, 42 sont aussi appliquées au dispositif de commande 7. Le dispositif de commande 7 échantillonne de temps à autre les vitesses Wfl, Wfr, WrL, Wrr de rotation des roues avant 2 et arrière 4, calcule les rayons de pneumatiques réels ou effectifs Rfl, Rfr, Rrt, Rrr des roues avant 2 et arrière 4 et détermine les vitesses Rfl.Wrl, Rfr.Wfr, Rrt.WrL, Rrr.Wrr des roues avant et arrière par rapport au sol en tant que produits RW des vitesses W et des rayons effec- tifs ou réels R des pneumatiques des roues avant 2 et arrière 4 au cours d'un virage effectué par le véhi- cule à moteur. Le dispositif de commande 7 est programmé pour effectuer le calcul ci-dessus et aussi pour com- mander le fonctionnement de l'organe de manoeuvre 6 de façon à ramener sensiblement à zéro la différence (Rfl.Wfl - Rrl.WrL) entre les vitesses des roues avant 2 et arrière 4 gauches par rapport au sol, ou la diffé- rence (Rfr.Wfr - Rrr.Wrr) entre les vitesses des roues avant 2 et arrière 4 droites par rapport au sol, ou l'une au moins de ces différences, ou la somme _ (Rfl.Wfl - Rrl.Wrl) + (Rfr.Wfr - Rrr.Wrr) de ces dif- férences, ou La différence (Rfl.Wfl + Rfr.Wfr) - (Rrl.Wrl + Rrr.Wrr) entre la somme des vitesses des deux roues avant 2 par rapport au sol et la somme des vitesses des deux roues arrière 4 par rapport au sol. Dans la réalisation ci-dessus, les vitesses de rotation des roues par rapport au sol sont obtenues d'après les rayons efficaces des pneumatiques. Toute- fois, Les vitesses de rotation des roues peuvent être mesurées directement ou obtenues d'une autre manière. On va décrire ci-dessous le fonctionnement du dispositif de commande 7 en se référant à l'organi- gramme selon la figure 6. Le dispositif de commande 7 est initialisé lors de la fermeture du contacteur d'allumage du moteur à une étape P1. Les vitesses Wfl, Wfr, Wrl, Wrr de rotation des roues avant 2 et arrière 4, détectées par les capteurs de vitesse 21, 22, 41, 42 sont lues à une étape P2 et La vitesse V de marche du-véhicule est cal- culée à une étape P3. Ensuite, les rayons de pneuma- tique efficaces R des roues avant 2 et arrière 4 sont calculés d'après la vitesse V de marche du véhicuLe et les vitesses Wfl, Wfr, Wrl, Wrr de rotation des roues avant 2 et arrière 4, lors d'une étape P4. Le traite- ment passe alors à une étape P5 de calcul des vitesses R.W de rotation des roues avant 2 et arrière 4 par rap- port au sol, suivie d'une étape P6 lors de laquelle est calculée la différence (Rfl.Wfl - Rrl.Wrl) entre les vitesses des roues avant 2 et arrière 4 gauches par rapport au sol, ou la différence (Rfr.Wfr - Rrr.Wrr) entre les vitesses des roues avant 2 et arrière 4 droites par rapport au sol, ou la somme (Rfl.Wfl - Rrl.Wrl) + (Rfr.Wrf - Rrr.Wrr) de ces différences, ou la différence (Rfl.Wrl + Rfr.Wfr) - (Rrl.Wrl + Rrr.Wrr) entre la somme des vitesses des deux roues avant 2 par rapport au sol et la somme des vitesses des deux roues arrière 4 par rapport au sol. Pour des véhicules automobiles dans lesquels les bandes de roulement des roues avant et arrière sont égales et o le centre de gravité est placé au milieu de l'empattement, il faut ramener à zéro la différence (Rfl.Wfl Rrl.Wrl) entre les vitesses des roues avant 2 et arrière 4 gauches par rapport au sot, ou ta diffé- rence (Rfr.Wfr - Rrr.Wrr) entre les vitesses des roues avant 2 et arrière 4 droites par rapport au sot, ou au moins L'une de ces différences pour permettre-aux roues avant 2 et arrière 4 d'emprunter sensiblement les mêmes trajets, en minimisant le décalage latéraL du centre de gravité du véhicule. Toutefois, pour la plupart des véhicules auto- mobiles, les bandes de roulement des roues avant et arrière ne sont pas égales et le centre de gravité du véhicule n'est pas situé au milieu de l'empattement. Par conséquent, c'est la somme (Rfl.Wfl - Rrl.Wrl) + CRfr.Wfr - Rrr.Wrr) des différences ci-dessus, ou la différence (Rfl.Wfl + Rfr.Wfr) - (Rrl. Wrl + Rrr.Wrr) entre la somme des vitesses des roues avant 2 par rapport au sol et la somme des vitesses des roues arrière 4 par rapport au sol qu'il faut ramener à zéro pour minimiser le décalage latéral du centre de gravité du véhicule-. A l'étape P7, il est recherché sur une table à consulter d'angles de braquage de roue arrière incorporée au dispositif de commande 7 un anglecible de braquage de roue arrière souhaité d'après l'une des différences calculées (Rfl.Wfl - Rrl.Wrl) ou (Rfr.Wfr - Rrr.Wrr) ou la somme de ces différences (Rfl.Wfl - Rrl.Wrl) + (Rfr.Wfr - Rrr.Wrr). Un signal représenta- tif de l'angle-cible de braquage de roue arrière est alors appliqué par le dispositif de commande 7 à l'or- gane de manoeuvre 6, lors d'une étape 8, pour braquer Les roues arrière 41, 42 de manière à annuler la dif- férence (Rfl.Wfl - Rrl.Wrl) ou (Rfr.Wfr - Rrr.Wrr), ou L'une au moins de ces différences, ou leur somme (Rfl.Wfl - Rrl.Wrl) + (Rfr.Wfr - Rrr.Wrr). Ensuite, le traitement reprend à l'étape P2 pour répéter le cycle indiqué sur la figure 6. 1 1 Le procédé de commande du braquage des roues arrière décrit ci-dessus peut être employé soit dans un système assurant le braquage des roues arrière indépendamment des roues avant, braquées par le volant, soit le braquage des roues arrière d'après la vitesse de marche du véhicule automobile ou l'orientation de roue directrice dans un sens identique ou opposé à celui dans lequel sont braquées les roues avant. Dans ce dernier système, un capteur d'angle de braquage 31 indiqué en traits interrompus sur la figure 5 est associé au volant 1. En fonctionnement, l'orientation du volant de direction détectée par le capteur d'angle de braquage 31 est appliquée au dispositif de commande 7 et les données déterminées par l'orientation détectée du volant sur la direction temporaire dans laquelle il convient de braquer les roues arrière 4 et sur le degré temporaire de braquage des roues arrière sont corrigées par les infor- mations obtenues par le procédé selon l'invention. Ensuite, le fonctionnement de l'organe de manoeuvre 6 est commandé d'après les données corrigées en vue d'une commande plus commode du braquage des roues arrière. Grâce à l'agencement selon la présente inven- tion, tel que décrit ci-dessus, il y a détermination des vitesses de rotation des roues avant et arrière gauches et droites du véhicule par rapport au sol et commande du braquage des roues arrière par le dispo- sitif de commande de manière à ramener sensiblement à zéro la différence entre les vitesses de rotation des roues avant et arrière. Le procédé selon l'in- vention est donc hautement fiable, susceptible de ramener assez aisément à zéro le décalage latéral du centre de gravité du véhicule et est commode du fait qu'il n'est pas nécessaire de mesurer le décalage latéral du centre de gravité. Bien que L'on ait décrit ce qu'on considère à L'heure actueLtle comme La réalisation préférée de La présente invention, on conçoit qu'on pourra maté- riaLiser L'invention sous d'autres formes particuLières sans s'écarter de son cadre. La présente réaLisation est donc à considérer à tout égard comme dépourvue de tout caractère limitatif. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande du braquage des roues arrière d'un véhicule automobile comportant deux roues avant (2) droite et gauche orientables et deux roues arrière (4) droite et gauche orientables, un disposi- tif de braquage (3) de roues avant propre à orienter les roues avant (2) d'après L'angle de braquage d'un volant (1), un dispositif de braquage (6) des roues arrière (4) propre à orienter les roues arrière (4), un organe de manoeuvre (6) propre à actionner Ledit dispositif de braquage (5) des roues arrière, et un dispositif de commande (7) propre à commander l'action de l'organe de manoeuvre (6) de façon à braquer les roues arrière dans un sens sélectivement identique ou opposé à celui de braquage des roues avant, ce procédé comprenant les opérations consistant à: déterminer les vitesses de rotation des quatres roues avant et arrière par rapport au sol; et à - faire commander par le dispositif de commande (7) l'action de l'organe de manoeuvre de manière que la différence entre Les vitesses de rotation des roues avant et arrière par rapport au sol se trouve ramenée sensiblement à zéro. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'action dudit organe de manoeuvre (6) est commandée par ledit dispositif de commande (7) de manière à ramener sensiblement à zéro la différence entre les vitesses de rotation des roues avant (2) et arrière (4) gauches par rapport au sol. 3. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'action dudit organe de manoeuvre (6) est commandée par ledit dispositif de commande (7) de manière à ramener sensiblement à zéro la différence entre les vitesses de rotation des roues avant (2) et arrière (4) droites par rapport au sol. 4. Procédé seLon La revendication 1, caracté- risé en ce que L'action dudit organe de commande (6) est commandée par Ledit dispositif de commande (7) de manière à ramener sensiblement à zéro La somme de La différence entre Les vitesses de rotation des roues avant (2) et arrière (4) gauches par rapport au sol et de La différence entre Les vitesses de rotation des roues avant et arrière droites par rapport au soL. 5. Procédé de commande du braquage des roues arrière d'un véhicule automobile comportant deux roues avant (2) droite et gauche orientables et deux roues arrière (4) droite et gauche orientables, un disposi- tif (3) de braquage de roues avant, un dispositif (5) de braquage de roues arrière (4) pour l'orientation des roues arrière, un organe de manoeuvre (6) destiné à actionner le dispositif (5) de braquage de roues arrière et un dispositif de commande (7) propre à com- mander l'action de l'organe de manoeuvre (6) de façon à braquer les roues arrière (4) dans un sens sélective- ment identique ou opposé au sens de braquage des roues avant, le procédé comprenant les opérations consistant à: - déterminer les vitesses de rotation des quatre roues avant (2) et arrière (4) par rapport au sol; et à - commander l'action de l'organe de manoeuvre (5) par le dispositif de commande (6) de façon à ramener sensiblement à zéro la différence entre la somme des vitesses de rotation des roues avant droite et gauche par rapport au sol et la somme des vitesses de rota- tion des roues arrière droite et gauche par rapport au sol.