Brevet FR2858951A1 — publié le 20050225

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système de régulation de la dynamique de roulage d'un véhicule comportant un système de régulation de la dynamique de roulage et un système différentiel avec un em- brayage différentiel pour répartir de manière variable entre plusieurs roues le couple moteur généré par le moteur du véhicule. L'invention concerne également un procédé de coordination d'un système de régulation de la dynamique de roulage comportant un système différentiel ayant un embrayage différentiel répartissant de manière variable entre plusieurs roues, le couple moteur fourni par le moteur du véhicule. Etat de la technique Les systèmes de régulation de la dynamique de roulage englobant en particulier toutes les installations d'actionnement des freins ou de l'entraînement pour le fonctionnement du véhicule ou le roulage comme par exemple le système ABS (système anti-blocage), le système ASR (système de régulation anti-patinage), le système ESP (programme de stabilisation électronique) ou le système MSR (régulation du couple de traînée du moteur) servent notamment à améliorer le contrôle des véhicu- les dans des situations limites. L'objectif d'une régulation de la dynamique de roulage est d'adapter le comportement de roulage du véhicule en tenant compte des conditions de roulage (état de la chaussée, pneumatiques, etc...) pour les adapter aussi précisément que possible à la demande du conducteur. Les véhicules actuels sont équipés non seulement d'un système de régulation de la dynamique de roulage mais souvent également d'un système différentiel régulé répartissant de manière variable le couple moteur fourni par le moteur du véhicule entre les roues. Le couple moteur peut ainsi être réparti de manière quelconque par exemple entre la roue gauche et la roue droite de l'essieu moteur ou entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Certains véhicules, en particulier les véhicules de sport ou les véhicules à quatre roues motrices, sont équipés d'un système différentiel limitant la différence de vitesse maximale entre la roue motrice gauche et la roue motrice droite. Cela permet par exemple de limiter le comporte- ment survireur du véhicule à une valeur maximale. Les systèmes différentiels comportent habituellement un embrayage différentiel par exemple sous la forme d'une transmission diffé- rentielle ou d'un embrayage différentiel à commande électronique et dont on règle le coefficient de couplage. Cela per met de modifier le coefficient de couplage par commande électrique appropriée en temps réel entre 0 % (la force motrice n'est transmise que dans une direction) et 100 % (la force motrice est répartie régulièrement). Si le coefficient de couplage est modifié en fonctionnement normal du véhicule, cela modifie également le comportement du braquage du véhicule. Suivant le réglage du coefficient de couplage le véhicule aura une tendance plus ou moins accentuée au survirage ou sous-virage par rapport à l'état passif. Cela se répercute de manière importante sur le système de régulation de la dynamique de roulage. Les systèmes de régulation de la dynamique de roulage ou les algorithmes associés à ces systèmes sont fixés habituellement sur un comportement de direction propre dépendant du type de véhicule et, sur la base de paramètres prédéfinis, ils calculent un comportement de consigne du véhicule comme par exemple une vitesse de lacet de consigne. Une modification du comportement de direction propre produite par le différentiel du véhicule peut ainsi aboutir à des actions de freinage erronées du système de régulation de la dynamique de roulage si le comportement réel du véhicule diffère fortement du comportement de consigne, résultant des calculs. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de coordination du système de régulation de la dynamique de roulage équipé d'un système différentiel et un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, garantissant un fonctionnement correct du système de régulation de la dynamique de roulage même en cas de variation du comportement directionnel propre. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un système de régulation de la dynamique de roulage du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le système différentiel fournit une information concernant le degré de cou-plage de l'embrayage différentiel, et cette information est transmise au système de régulation de la dynamique de roulage qui tient compte de cette information pour la régulation de la dynamique de roulage. L'invention concerne également un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu' - on fournit une information relative au degré de couplage de l'embrayage différentiel, on transmet l'information au système de régulation de la dynamique de roulage et - on effectue une régulation de la dynamique de roulage en fonction de l'information fournie. Une caractéristique essentielle de l'invention est que le système de régulation de la dynamique de roulage reçoit une info''i'ation concernant le degré de couplage de l'embrayage différentiel qui est prise en compte par le système de régulation de la dynamique de roulage pour effectuer la régulation de la dynamique de roulage (comme par exemple les systèmes ESP, ABS, TCS,...). Cela permet de mieux accorder le système de régulation de la dynamique de roulage au système différentiel et d'éviter ainsi des interventions erronées sur les freins par le système de régulation de la dynamique de roulage. L'information concernant le degré de couplage de l'embrayage différentiel peut être une infoi "nation quelconque à partir de laquelle on détermine le comportement de transmission de l'embrayage comme par exemple une valeur de variation, le degré de couplage absolu ou degré de blocage du différentiel, la course d'embrayage ou toute autre info"nation. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on utilise l'information concernant le degré de couplage pour adapter un algorithme de calcul d'une ou plusieurs valeurs de consigne comme par exemple la vitesse de lacet de consigne ou un angle de flottement de con-signe, au comportement de direction modifiée du véhicule. Dans un système de régulation de la dynamique de roulage équipée d'une régulation de la vitesse de lacet on calcule habituellement une vitesse de lacet de consigne dépendant d'une vitesse caractéristique vch dépendant elle-même du comportement de braquage du véhicule. Le calcul de la vitesse de lacet de consigne se fait habituellement en application de l'équation d'Acke"i'ann encore appelée modèle de trace . A l'aide de l'information fournie en retour par le système différentiel concernant le degré de couplage on peut adapter la vitesse caractéristique vch de manière appropriée et déterminer ainsi une vitesse de lacet de consigne adaptée au comportement de braquage propre, actuel. Dans un système de régulation de la dynamique de roulage équipé d'une régulation de l'angle de flottement, on détermine une valeur de consigne de l'angle de flottement. L'angle de flottement de consigne peut se calculer également à l'aide du modèle d'Acketliiann. Avec l'information fournie par le système différentiel concernant le degré de couplage on adapte de manière appropriée les paramètres pour le calcul de l'angle de flottement de consigne. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on modifie et en particulier on augmente un degré d'intervention de la régulation de la dynamique de roulage suivant l'information concernant le degré de couplage. Une action de régulation de la dynamique de roulage se fait dans le dernier cas seulement à partir d'une plus grande différence de régulation de la grandeur de régulation (par exemple la vitesse de lacet), ce qui permet d'éviter en particulier des interventions de freinage non voulues. On vérifie notamment la plausibilité de l'information con- cernant le degré de couplage fourni par le système différentiel. Cela per- met d'éviter toute erreur d'adaptation du système de régulation de la dynamique de roulage. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 20 détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un système de régulation de la dynamique de roulage avec un système différentiel, et - la figure 2 est un ordinogramme présentant les principales étapes du procédé pour l'adaptation d'un système de régulation de la dynamique 25 de roulage à un système différentiel. Description de modes de réalisation La figure 1 est un schéma d'un système de régulation complexe comprenant un système de régulation de la dynamique de roulage avec ses composants 1, 3, 4 et un système différentiel avec ses compo- sants 2, 5, 6a, 6b. Le système de régulation de la dynamique de roulage 1, 3, 4 comprend un appareil de commande 1 dans lequel est enregistré un algo- rithme de régulation (dans le cas actuel il s'agit de l'algorithme ESP) comme programme, un capteur ou ensemble de capteurs 3 pour détermi- ner les grandeurs d'entrée de régulation (comportement réel) ainsi que plusieurs actionneurs 4 comme par exemple un appareil de commande ou de gestion du moteur, un frein de roue, etc..., permettant d'agir sur le comportement de roulage du véhicule. Tous les actionneurs sont regroupés dans un bloc 4. Lorsqu'on dépasse un seuil d'intervention prédéfini, c'est-à-dire une différence de régulation prédéfinie, on actionne par exemple le frein pour adapter le comportement en lacets du véhicule à une valeur de consigne et stabiliser ainsi le véhicule. Le système différentiel 2, 5, 6a, 6b comprend un second appareil de commande 2 lié à un embrayage différentiel 5 à commande électrique (en variante on pourrait également implémenter l'algorithme de io régulation de la dynamique de roulage et l'algorithme du système différentiel dans un unique appareil de commande. L'interface serait alors si-tuée à l'intérieur de l'appareil de commande). Le degré de couplage de l'embrayage différentiel 5 peut se régler de manière quelconque par l'appareil de commande 2 pour répartir la force d'entraînement de façon souhaitée entre les roues 6a, 6b. On peut également effectuer une régulation de vitesse différentielle. En cas de variation du degré de couplage, le comportement de guidage du véhicule peut changer et suivant le réglage le comportement de roulage ou tenue de route sera plus ou moins survireur ou sous-vireur. Pour ne pas influencer le fonctionnement du système de régulation de la dynamique de roulage 1, 3, 4 il faut l'adapter de manière appropriée. Pour cela, on fournit à l'appareil de commande ESP 1 une information concernant le degré de couplage K. Cette information peut s'utiliser de différentes manières dans le système de régulation de la dy- namique de roulage 1, 3, 4. L'infoiliiation K peut en premier lieu servir à corriger le cal-cul d'une grandeur de consigne comme par exemple la vitesse de lacet de consigne. La vitesse de lacet de consigne est calculée habituellement par l'équation d'Ackermann, encore appelée modèle de trace : d wcons / dt = 1 É v \ 8 L 1+(v/vch)2 v Dans cette équation, v représente la vitesse du véhicule, &, l'angle de direction, L l'empattement et Vch un paramètre de guidage (vi- tesse caractéristique). La vitesse caractéristique vch est une grandeur variable dépendant du comportement de guidage du véhicule et ainsi du degré de couplage K: (1) Vch = f (K, ...) (2) Le calcul de la vitesse de lacet de consigne peut ainsi être 5 adapté par une information concernant le degré de couplage au comportement de guidage propre respectif du véhicule. A côté de cette adaptation pour le calcul de la valeur de consigne on peut également, sélectivement ou en plus, prévoir un seuil d'intervention pour le régulateur de vitesse de lacet, c'est-à-dire n'assurer la régulation qu'à partir d'une déviation de régulation relativement importante. Le seuil d'intervention du régulateur de vitesse de lacet est de préférence une fonction du coefficient de couplage K: S = f(K, ...) (3) Le système différentiel 2, 5 peut en outre être commandé par le système de régulation de la dynamique de roulage 1, 3, 4 pour régler de manière appropriée le degré de couplage. L'appareil de commande ESP 1 transmet à cet effet par exemple les signaux marche/arrêt pour activer ou neutraliser le système différentiel 2, 5 ou encore un signal Def pour régler un degré de couplage souhaité. La figure 2 montre un ordinogramme représentant les étapes principales du procédé pour l'adaptation d'un système de régulation 25 de la dynamique de roulage à un système différentiel 2, 5. Selon une première étape de procédé 10, on enregistre tout d'abord l'information concernant le degré de couplage K de l'appareil de commande ESP 1. Dans l'étape 11 on vérifie si la valeur enregistrée est plausible (oui) ou si elle ne l'est pas (non). Dans l'affirmative on adapte par exemple la vitesse caractéristique vch au degré de couplage K. Dans la négative, l'appareil de commande ESP 1 émet une requête de neutralisation (désactivation) à l'appareil de commande 2 (étape 12) de façon que le système différentiel 2, 5 passe à l'état noijual. Pour une valeur plausible K du coefficient de couplage, 35 dans l'étape 14 on adapte en outre un seuil d'amorce de régulation au coefficient de couplage actuel K. Dans l'étape 15 on actualise le régulateur de vitesse de lacet (une fonction du système ESP) et dans l'étape 16, le régulateur de pati- nage de frein et d'autres régulateurs du système de régulation de la dynamique de roulage reçoivent les valeurs de consignes actuelles correspondantes. NOMENCLATURE 1 appareil de commande ESP 2 appareil de commande différentiel 3 capteur ou ensemble de capteurs ESP 4 actionneurs ESP embrayage différentiel 6a, 6b roues io 10-16 étapes de procédé K coefficient de couplage REVENDICATIONS 1 ) Système de régulation de la dynamique de roulage d'un véhicule comportant un système de régulation de la dynamique de roulage (1, 3, 4) et un système différentiel (2, 5) avec un embrayage différentiel (5) pour ré- partir de manière variable entre plusieurs roues (6a, 6b) le couple moteur généré par le moteur du véhicule, caractérisé en ce que le système différentiel (2, 5) fournit une information concernant le degré de couplage (K) de l'embrayage différentiel (5), et cette information est transmise au système de régulation (1, 3, 4) de la dynamique de roulage qui tient compte de cette information pour la régulation de la dynamique de roulage. 2 ) Système de régulation de la dynamique de roulage selon la revendica15 tion 1, caractérisé en ce que l'information relative au degré de couplage (K) est prise en compte pour le calcul d'une grandeur de consigne (dw.s/dt) de la régulation de la dynamique de roulage. 3 ) Système de régulation de la dynamique de roulage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' on détermine une vitesse caractéristique vin en fonction de l'information 25 concernant le degré de couplage (K). 4 ) Système de régulation de la dynamique de roulage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en fonction de l'infol nation relative au degré de couplage (K) on modifie le seuil d'intervention du système de régulation de la dynamique de roulage (1, 3, 4). 5 ) Système de régulation de la dynamique de roulage selon la revendica35 tion 1, caractérisé en ce qu' on vérifie la plausibilité de l'information relative au degré de couplage (K). 6 ) Procédé de coordination d'un système de régulation de la dynamique de roulage (1, 3, 4) comportant un système différentiel (2, 5) ayant un embrayage différentiel (5) répartissant de manière variable entre plusieurs roues (6a, 6b), le couple moteur fourni par le moteur du véhicule, caractérisé en ce qu' - on fournit une information relative au degré de couplage (4) de l'embrayage différentiel (5), - on transmet l'information (K) au système de régulation de la dynamique de roulage (1, 3, 4) et - on effectue une régulation de la dynamique de roulage en fonction de l'information (K) fournie. 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on règle un seuil de régulation de la régulation de la dynamique de roulage en fonction de l'infoi 'nation fournie (K). 8 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on calcule un paramètre d'un algorithme de régulation de la dynamique de roulage notamment la vitesse caractéristique Vch en fonction de l'information (K) fournie.