Brevet FR2864004A1 — publié le 20050624

DISPOSITIF DE BRAQUAGE DES ROUES ARRIERE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne une stratégie de commande à basse vitesse appliquée à un véhicule équipé de quatre roues directrices en marche avant et marche arrière. Dans le domaine automobile, on souhaite optimiser le comportement des véhicules de manière à améliorer d'une part le plaisir de conduite et le confort des passagers, et d'autre part le comportement du véhicule dans différentes situations de conduite telles qu'un contournement d'obstacle ou une phase de parcage. Afin de répondre à ces objectifs, des véhicules sont équipés de quatre roues directrices. Ce système peut être piloté par une stratégie qui a pour objectif d'optimiser, pour chaque vitesse du véhicule, la réponse latérale du véhicule à un coup de volant du conducteur. L'optimisation est faite suivant les critères de confort et d'agrément de conduite cités ci dessus. Un des objectifs est d'améliorer le comportement du véhicule, en particulier sa maniabilité pour de zones de faibles vitesses. Il est connu du document US5337850 une stratégie qui comporte un braquage en phase des roues arrières pour des faibles braquages des roues avant, et un braquage en opposition de phase des roues arrières pour un braquage important des roues avant, la transition entre ces deux types de braquage s'effectuant par un filtrage qui prend en compte la dérivée de la valeur de l'angle avant. De plus, ce document ne traite pas de la stratégie à adopter en cas de marche arrière. La présente invention vise à proposer une loi de commande, pour un véhicule équipé de quatre roues directrices, qui pilote le système à basse vitesse. Cette structure permet de gérer la maniabilité du véhicule à basse vitesse en marche avant et sa stabilisation en marche arrière. L'invention protège un dispositif de braquage des roues arrière d'un véhicule automobile apte à braquer les roues arrière du véhicule en opposition de phase, ou en phase, avec les roues avant selon des caractéristiques du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une unité centrale de calcul dans laquelle un bloc, dit basse vitesse, calcule un angle de braquage des roues arrière selon différentes stratégies qui dépendent du signe de la vitesse. Selon une caractéristique de l'invention, le bloc dit basse vitesse comprend io un module stabilisation marche arrière, un premier module de transition, un module de maniabilité marche arrière, un module remise à zéro, un module de maniabilité marche avant, et un second module de transition, ces différents modules étant activés respectivement lorsque la vitesse varie d'une vitesse importante en marche arrière à une vitesse importante en marche avant. L'invention porte également sur un véhicule comprenant un dispositif de pilotage des roues arrière et au moins un capteur permettant d'estimer la vitesse du véhicule et son signe, caractérisé en ce qu'il comporte une unité centrale qui est reliée au dispositif de pilotage des roues arrière et qui comporte un bloc dit basse vitesse qui calcule un angle de braquage des roues arrière lors d'une marche arrière du véhicule ou lors d'un roulage sans rapport de vitesse engagé. L'invention propose également un procédé de commande de braquage des roues arrières d'un véhicules automobiles dans lequel on active un bloc dit basse vitesse pour calculer un angle de braquage des roues arrière du véhicule ou lors d'un roulage sans rapport de vitesse engagé. Selon différentes caractéristiques de l'invention, É le bloc dit basse vitesse reçoit en entrée la vitesse du véhicule, la valeur de l'angle de braquage des roues avant, et une valeur significative du rapport de vitesses engagé, É le bloc reçoit une information relative à la vitesse du véhicule, et en ce que l'angle de braquage des roues arrière est calculé pour la plage complète des marches arrière du véhicule, de sorte que l'angle de braquage des roues arrières est de signe différent de l'angle de braquage des roues avant lorsque la valeur absolue de la vitesse est inférieure à un seuil prédéterminé Vopp phase, io l'angle de braquage des roues arrière est calculé pour la plage complète des marche arrière du véhicule, de sorte que l'angle de braquage des roues arrières est de même signe que l'angle de braquage des roues avant lorsque la valeur absolue de la vitesse en marche arrière est supérieure à un seuil prédéterminé Vphase, É l'angle de braquage des roues arrière est calculé pour la plage complète des marche arrière du véhicule, de sorte qu'une première stratégie de transition par interpolation linéaire donne un angle de braquage des roues arrières lorsque la valeur absolue de la vitesse en marche arrière est supérieure à un seuil prédéterminé Voppphase et inférieure à un seuil prédéterminé Vphase, É l'angle de braquage des roues arrière est nulle lorsque la valeur absolue de la 20 vitesse en marche arrière est inférieure à la vitesse minimal positive paramétrée dans le bloc basse vitesse, É une seconde stratégie de transition permet de calculer l'angle de braquage des roues arrière lorsque la vitesse du véhicule en marche avant tend vers les vitesses adaptées aux stratégies dites hautes vitesses du véhicule. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description 5 détaillée qui va suivre et des dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule équipé d'un dispositif de braquage selon un aspect de l'invention - la figure 2 est un schéma de l'unité centrale selon l'invention, - la figure 3 est un schéma du bloc basse vitesse selon l'invention - la figure 4 représente la courbe de l'angle de braquage des roues arrière en fonction de l'angle de braquage des roues avant, pour un braquage en opposition de phase, - la figure 5 représente la courbe de l'angle de braquage des roues arrière en fonction de l'angle de braquage des roues avant, pour un braquage en phase. Comme on peut le voir à titre d'exemple sur la figure 1, le véhicule 1 comprend un châssis 2, deux roues avant directrices 3 et 4 et deux roues arrières directrices 5 et 6, les roues étant reliées au châssis 2 par un mécanisme de suspension non représenté. Le dispositif de braquage des roues arrière 10 comprend une unité centrale 11, un capteur 12 de la position de braquage des roues avant, un capteur 13 de la vitesse de rotation des roues avant permettant de. déterminer la vitesse V du véhicule. Tel que représenté à la figure 2, l'unité centrale 11 du véhicule comprend un bloc de calcul basse vitesse 20 qui reçoit en entrée au moins trois informations, à savoir la vitesse du véhicule V, la valeur de l'angle de braquage A av des roues avant 3 et 4, et une valeur significative signe V du rapport de vitesse engagée. Cette dernière valeur signe V peut ainsi prendre la valeur +1 représentative du fait qu'un lo rapport positif est engagé, c'est-à-dire tout rapport de vitesse permettant une marche avant du véhicule, et prendre une valeur -1 représentative du fait que la marche arrière ou le point mort est engagé. A titre d'exemple, la vitesse du véhicule est la vitesse longitudinale du véhicule fournie par le calculateur ABS, l'angle de braquage des roues avant est déduit de l'information fournie par un capteur d'angle volant, et la valeur significative du rapport de vitesse engagée peut provenir d'un autre calculateur, tel qu'un calculateur de freinage. Le bloc dit basse vitesse 20, sur la base de ces au moins trois entrées, calcule l'angle arrière de braquage et renvoie en sortie une valeur Aar représentative de cet angle arrière calculé. Le calcul de cette valeur A ar est réalisé à titre d'exemple par différentes étapes de calcul décrites ci-dessous et par des paramètres du bloc de calcul basse vitesse 20 tels qu'une vitesse minimale positive Vmin, une valeur de l'angle arrière maximal positif A ar M et une table de vitesses {Vi}. Dans cette table, à chaque vitesse Vi sont associés un seuil minimal d'angle 25 de braquage avant A av_m, un seuil maximal d'angle de braquage avant A av_M, un coefficient directeur pente et une valeur de représentation A s de la phase du braquage de roues arrière 5, 6 par rapport au braquage de roues avant 3, 4, cette valeur A s étant égale à 1 pour une opposition de phase, c'est à dire par exemple des roues arrière 5 et 6 braquées à droite quand les roues avant 3 et 4 sont braquées à gauche, et égale à -1 pour un braquage en phase, c'est à dire par exemple des roues arrière 5 et 6 braquées à droite quand les roues avant 3 et 4 sont également braquées à droite. La figure 3 représente un schéma fonctionnel de la structure de commande selon l'invention. Le calcul de l'angle de braquage des roues arrière Aar est ainsi lo réalisé en fonction de la vitesse du véhicule V et dépend notamment du signe de cette vitesse V. - Pour des vitesses V dont la valeur absolue est inférieure à la vitesse minimale positive Vmin paramétrée dans le bloc basse vitesse, la structure de commande renvoie en sortie un angle de braquage Aar des roues arrière nul, selon une stratégie du module de remise à zéro. (cf. Module 34 de la figure 3). - Pour des vitesses V dont la valeur absolue est inférieure à une vitesse positive Vopp phase, la structure de commande renvoie en sortie un angle de braquage Aar des roues arrière calculé selon une stratégie des modules de maniabilité (cf. Modules 33 et 35 de la figure 3). - Pour des vitesses de marche arrière dont la valeur absolue est supérieure à une vitesse positive Vphase, la structure de commande renvoie en sortie un angle de braquage des roues arrière A ar calculé selon une stratégie du module de stabilité de la marche arrière (cf. Module 31 de la figure 3). - Pour des vitesses de marche arrière comprises entre les modules de maniabilité 33 et de stabilité 31, la structure de commande renvoie en sortie un angle de braquage des roues arrière A_ar calculé selon une stratégie du module de transition en marche arrière (cf. Module 32 de la figure 3). Ce premier module de transition 32 consiste à faire l'interpolation entre une valeur d'angle de braquage arrière A_ar en opposition de phase et une valeur d'angle de braquage arrière A_ar en phase. De plus, cette stratégie autorise une saturation sur la valeur de sortie de l'angle de braquage des roues arrière qui empêche cette valeur d'être en opposition de phase à partir d'une certaine vitesse en marche arrière. io Dans les modules maniabilité 33 et 35, stabilisation en marche arrière 31 et transition en marche arrière 32, le calcul de la valeur de braquage de l'angle arrière A_ar est calculé selon un algorithme reprenant les étapes décrites ci dessous: Un premier seuil de vitesse V s est calculé en prenant en compte la valeur de la vitesse V en entrée du bloc basse vitesse 20 et la valeur significative du rapport de is vitesses engagé : V s = V * Signe _V Dans un premier temps, on calcule un premier angle de braquage des roues arrières A_ar i sur la base de la plus grande vitesse Vi de la table des vitesses {Vi} telle que Vi ≤ Vs. Comme décrit ci dessus, différents paramètres correspondent à cette valeur Vi, à savoir par exemple un seuil minimal d'angle de braquage avant A av_m, un seuil maximal d'angle de braquage avant A av_M, un coefficient directeur pente . De plus, une valeur As de représentation de la phase du braquage des roues arrière 5 et 6 par rapport au braquage des roues avant 3 et 4 est associé à chaque vitesse Vi, de sorte que pour des vitesses dont la valeur absolue est inférieure à une valeur de seuil Vopp_phase, le braquage des roues arrières soit fait en opposition de phase avec les roues avant. Cet angle de braquage arrière Aar prend une valeur nulle pour des valeurs absolues d'angle de braquage des roues avant inférieures à un seuil A av_m 5 prédéterminé. A_abs = valeur absolue (A_av) siA_abs ≤Aavm alors A _ar i = 0 Cet angle de braquage arrière Aar prend une valeur constante Aar M pour io des valeurs absolues d'angle de braquage des roues avant supérieures à un seuil A avM prédéterminé. si A abs ≥ Aav M alors A ar i = A ar M Pour des valeurs absolues d'angle de braquage des roues avant inférieures au is seuil A av_M mais supérieures au seuil Au m, l'angle de braquage des roues arrière est calculé par une fonction parabolique de l'angle de braquage des roues avant. si (A_abs Si Aabs<>0 A signe=A av/A abs Sinon A _signe = 0 Aar i = Aar i * Asigne*A s io Dans un second temps, on calcule un deuxième angle de braquage des roues arrières A ar j sur la base de la plus grande vitesse Vj de la table des vitesses {Vil telle que Vj ≥ V s. Il sera compris que le calcul de A ar j est ensuite similaire au calcul de Aar i vu précédemment. Sur la base de ces deux valeurs calculées A arj et Aar i, la valeur finale de 15 l'angle arrière est obtenue par interpolation linéaire sur la vitesse: Aar=A ari+(A arj Aar i) * (Vs Vi) / (Vj Vi) Lorsqu'une valeur d'angle de braquage arrière, A arj ou A ar i, est en opposition de phase et qu'une valeur d'angle de braquage arrière, A ar i ou Aar j, est en phase, le premier module 32 de transition en marche arrière, permet de faire l'interpolation entre ces deux valeurs. Le bloc basse vitesse 20 peut alors retourner la valeur de braquage des roues arrière Aar. Io Tel que représenté à la figure 3, un second module de transition (cf. figure 3, module 36) permet d'éviter les discontinuité avec les lois hautes vitesses propres aux marches avant. Cette transition pourra se faire par le calcul d'un gain statique. La structure de commande représentée à la figure 3 permet également une remise à zéro des roues de façon progressive à l'approche de l'arrêt du véhicule (cf. figure 3, module 34). De la sorte, la maniabilité à l'arrêt est améliorée, sans braquer les roues à vitesse nulle, ce qui permet un dimensionnement moins coûteux d'un actionneur propre au dispositif quatre roues directrices du véhicule, et de son électronique de puissance. A cet effet, pour une vitesse de valeur absolue inférieure Io à v min prédéterminée, le braquage des roues arrière prend une valeur nulle. si V ≤ V min, alors Aar = 0 L'invention telle que décrite permet ainsi d'améliorer la maniabilité du véhicule en braquant les roues arrière pour une plage de vitesses allant de la marche arrière jusqu'à la marche avant. Elle permet également d'améliorer la stabilité du véhicule en braquant les roues arrières lorsque la marche arrière est engagée ou lorsque le véhicule est en roue libre, c'est à dire qu'aucun rapport de vitesse n'est engagé. L'invention vise également à protéger une transition, en marche arrière engagée ou en roue libre, entre la stratégie de maniabilité et de stabilité, ainsi qu'une remise à zéro des roues de façon progressive à l'approche de l'arrêt du véhicule. L'invention présente une méthode innovante de calcul de l'angle des roues arrière en fonction de la vitesse du véhicule, du rapport engagé et de l'angle des roues avant. La mise au point est facilitée par le faible nombre de paramètres mis en oeuvre, par exemple les seuils de vitesses ou l'angle de braquage maximum. Un avantage de cette invention est d'améliorer la maniabilité sans braquer les roues à l'arrêt, ce qui permet un dimensionnement moins coûteux de l'actionneur et de son électronique de puissance. REVENDICATIONS, 1.Dispositif de braquage (10) des roues arrière (5, 6) d'un véhicule automobile apte à braquer les roues arrière (5, 6) du véhicule en opposition de phase, ou en phase, avec les roues avant (3, 4) selon des caractéristiques du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une unité centrale (11) de calcul dans laquelle un bloc (20), dit basse vitesse, calcule un angle de braquage des roues arrière (A ar) selon différentes stratégies qui dépendent du signe de la vitesse. 2.Dispositif de braquage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc dit basse vitesse (20) comprend un module de stabilisation en marche arrière (31), un premier module de transition (32), un module de maniabilité marche arrière (33), un module de remise à zéro (34), un module de maniabilité marche avant (35), et un second module de transition (36), ces différents modules étant activés respectivement lorsque la vitesse varie d'une vitesse importante en marche arrière à une vitesse importante en marche avant. 3.Véhicule comprenant un dispositif de pilotage (10) des roues arrière (5, 6) et au moins un capteur (13) permettant d'estimer la vitesse du véhicule et son signe, caractérisé en ce qu'il comporte une unité centrale (11) qui est reliée au dispositif de pilotage (10) des roues arrière et qui comporte un bloc dit basse vitesse (20) qui calcule un angle de braquage (A ar) des roues arrière (5, 6) lors d'une marche arrière du véhicule ou lors d'un roulage sans rapport de vitesse engagé. 4.Procédé de commande de braquage des roues arrières d'un véhicules automobiles dans lequel on active un bloc dit basse vitesse (20) pour calculer un angle de braquage (A ar) des roues arrière du véhicule lors d'une marche arrière du véhicule ou lors d'un roulage sans rapport de vitesse engagé. 5.Procédé de commande de braquage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc dit basse vitesse (20) reçoit en entrée la vitesse (V) du véhicule, la valeur de l'angle de braquage des roues avant (A_av), et une valeur significative du rapport de vitesses engagé (Signe V). 6.Procédé de commande de braquage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le bloc basse vitesse (20) reçoit une information relative à la vitesse du véhicule (V), et en ce que l'angle de braquage des roues arrière (Aar) est calculé pour la plage complète des marches arrière du véhicule, de sorte que l'angle de braquage des roues arrières (Aar) est de signe différent de l'angle de braquage des roues avant (A av) lorsque la valeur absolue de la vitesse (V) est inférieure à un seuil prédéterminé (Vopp_phase). 7.Procédé de commande de braquage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle de braquage des roues arrière (Aar) est calculé pour la plage complète des marche arrière du véhicule, de sorte que l'angle de braquage des roues arrières (A ar) est de même signe que l'angle de braquage des roues avant (A av) lorsque la valeur absolue de la vitesse (V) en marche arrière est supérieure à un seuil prédéterminé (Vphase). 8.Procédé de commande de braquage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle de braquage des roues arrière (A ar) est calculé pour la plage complète des marche arrière du véhicule, de sorte qu'une première stratégie de transition (32) par interpolation linéaire donne un angle de braquage des roues arrières (Aar) lorsque la valeur absolue de la vitesse (V) en marche arrière est supérieure à un seuil prédéterminé (Vopp_phase) et inférieure à un seuil prédéterminé (Vphase). 9.Procédé de commande de braquage selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'angle de braquage des roues arrière (Aar) est nulle lorsque la valeur absolue de la vitesse (V) en marche arrière est inférieure à la vitesse minimale positive (Vmin) paramétrée dans le bloc basse vitesse (20). 1O.Procédé de commande de braquage selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'une seconde stratégie de transition (36) permet de calculer l'angle de braquage des roues arrière (A ar) lorsque la vitesse du véhicule (V) en marche avant tend vers des vitesses égales ou supérieures au seuil prédéterminé (Vphase).