Brevet FR2875468A1 — publié le 20060324

DISPOSITIF DE DIRECTION D'UN VEHICULE AUTOMOBILE, La présente invention concerne un dispositif de direction d'un véhicule automobile et plus particulièrement un dispositif dans lequel la consigne volant donnée par l'utilisateur est transmis à un bloc de direction, ce bloc de direction générant une action sur les roues en modifiant la direction du véhicule conformément à la consigne volant de l'utilisateur, et en créant un effort latéral et une vitesse de lacet propres au braquage du véhicule. Le temps de réponse d'un véhicule peut être caractérisé par le retard entre un coup de volant donné par le conducteur et le braquage du véhicule dont la vitesse de lacet est représentative. Classiquement, il est recherché un temps de réponse le plus faible possible par des ajustements réalisés lors de la mise au point du véhicule. A titre d'exemple, les constructeurs optimisent les valeurs de raideur et géométrique des articulations, des ressorts et amortisseurs, ou encore des éléments élastiques. Il est ainsi possible de minimiser le temps de réponse par des réglages qui ont toutefois pour conséquence de dégrader sensiblement le confort et le plaisir de conduite. La présente invention vise à réduire ce temps de réponse du véhicule. Par exemple, dans le cas d'une manoeuvre d'évitement, il sera ainsi supprimé les instabilités du véhicule induites par ce coup de volant, et qui peuvent représenter un danger pour tous conducteurs occasionnels. lo En réponse à des objectifs que l'on retrouve invariablement chez les différents constructeurs automobiles, la présente invention se veut également peu coûteuse et peu encombrante. Pour répondre à ces objectifs, l'invention propose un dispositif de direction tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu'un dispositif de consigne de carrossage aux roues est positionné en parallèle du bloc de direction. Selon différentes caractéristiques de la présente invention: - le dispositif de consigne de carrossage reçoit en entrée la consigne volant donnée par l'utilisateur et génère en sortie une action sur les roues. -le dispositif de consigne de carrossage est formé d'un premier bloc de 15 calcul et d'un second bloc d'actionneur, ces deux blocs étant montés en série. - le premier bloc de calcul donne en sortie une consigne de carrossage en fonction de l'étude dynamique de la consigne volant. - le second bloc d'actionneur utilise la consigne de carrossage et répartit cette consigne entre les différents actionneurs des roues. - le dispositif de consigne de carrossage reçoit en outre en entrée une information relative à au moins un paramètre fonctionnel du véhicule. - le dispositif de consigne de carrossage reçoit en outre en entrée une information relative à la vitesse de lacet du véhicule. L'invention porte également sur un procédé d'obtention d'une vitesse de lacet déterminée, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes dans lesquels on estime en fonction de la consigne volant l'écart en fonction du temps entre la vitesse de lacet souhaitée pour le véhicule et la vitesse de lacet dû à l'angle de braquage, on calcule une vitesse de lacet complémentaire, apte à s'additionner à la vitesse de lacet dû à l'angle de braquage pour obtenir de façon continue la vitesse de lacet souhaitée, on déduit de cette vitesse de lacet complémentaire un angle de carrossage à appliquer aux roues, on transmet une consigne de carrossage aux roues dans i 0 un bloc de consigne monté en parallèle d'un bloc de direction. L'invention porte également sur un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de direction tel qu'évoqué précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 15 lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de direction selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une représentation graphique des efforts latéraux et 20 longitudinaux appliqués sur une roue selon différentes valeurs de carrossage, - les figures 3 et 4 sont des représentations graphiques de l'angle volant et de la vitesse angulaire dans le temps, dans le cadre d'un dispositif de direction selon l'invention. Tel que représenté à la figure 1, la consigne volant 10 donnée par l'utilisateur est transmis au bloc de direction 12 formé d'au moins un pignon et une crémaillère. Ce bloc de direction 12 génère une action sur les roues afin de modifier la direction du véhicule conformément à la consigne de s l'utilisateur. Cette action sur les roues crée un effort latéral 14 et une vitesse de lacet 16 propres au braquage du véhicule. Le système selon l'invention se propose de réduire fictivement le temps de réponse pour le braquage du véhicule, d'une part en agissant en avance de phase par l'intermédiaire d'un dispositif d'analyse de la consigne du conducteur, et d'autre part en utilisant les propriétés d'additivité entre le carrossage et la dérive en matière de création d'efforts transversal. Ainsi, tel que représenté à la figure 1, un dispositif de consigne de carrossage aux roues 20, formé au moins d'un premier bloc de calcul 22 et d'un second bloc d'actionneur 24, est monté en parallèle du bloc de direction 12. Dans ce montage, le premier bloc de calcul 22 envoie en sortie une consigne de carrossage 26 propre à chaque roue, le carrossage étant l'inclinaison de la roue par rapport à la perpendiculaire à la route passant par le centre de la roue. Cette consigne de carrossage 26 est ensuite traitée par le second bloc d'actionneurs 24. L'entrée du premier bloc de calcul 22 est la même que l'entrée du bloc de direction 12, c'est-à-dire la consigne volant 10 du conducteur, tandis que la sortie du second bloc d'actionneur 24 est additionnée à la sortie du bloc de direction 12, c'est-à-dire une action sur les roues. Il est à noter dans le cadre de l'invention, que l'effort latéral 14 généré par la dérive ne peut être modifié par différentes valeurs de carrossage. Ce phénomène est décrit à la figure 2, par la représentation des ellipses de fonctionnement du pneu, et en particulier pour un angle de carrossage nul 70, deux angles de valeur positive y+; et y+2i et un angle de valeur négative y_;, l'angle étant négatif lorsque le haut du pneu se rapproche du centre du véhicule: le carrossage ne déforme pas l'ellipse mais la translate selon l'axe des efforts latéraux. L'intervention du dispositif de l'invention permet ainsi d'obtenir la vitesse de lacet 16 souhaitée plus rapidement par l'addition des effets du carrossage et de l'action classique et différée du bloc de direction 12. Elle n'engendre toutefois pas d'effort latéral 14 supplémentaire, ce qui serait ressenti comme une gêne par le conducteur et les passagers. Etant donné que l'on veut agir sur le comportement transitoire du véhicule, la consigne de carrossage 26 est déterminée en fonction de l'évolution dynamique de la consigne volant 10. Il peut également être décidé de faire évoluer le carrossage en fonction d'autres paramètres de la dynamique du véhicule, comme par exemple la vitesse de lacet, et/ou en fonction de paramètres fonctionnels du véhicule. Les figures 3 et 4 représentent respectivement les valeurs d'angle de braquage et de vitesse de lacet en fonction du temps et de l'angle au volant 30 généré par l'utilisateur. Tel que représenté à la figure 4, l'invention vise à compenser le décalage entre le délai souhaité d'obtention d'une vitesse de lacet seuil du véhicule 42 et le délai réel 44. Ainsi, on peut noter sur cette figure 4, qu'une vitesse de lacet complémentaire 46 est créée pour compenser ce décalage. L'addition de cette vitesse complémentaire 46, due à l'angle de carrossage 36 appliqué aux roues par le dispositif de consigne 20 monté en parallèle, et de la vitesse de lacet 44, dû à l'angle de braquage, permet d'obtenir la vitesse de lacet désirée 42, dans le temps de réponse souhaitée. La figure 3 représente, pour la même échelle de temps et le même angle au volant 30, l'angle de braquage désiré 32 et l'angle de braquage réel 34 correspondant respectivement à la vitesse de lacet désirée 42 et à la vitesse de Iacet réel 44. De même, sur cette figure 3, l'angle de carrossage 36 correspond à la vitesse de lacet complémentaire 46 et c'est cette valeur d'angle 36 qui est la consigne de carrossage 26 transmise aux roues par le dispositif de consigne 20. Dans le cas où la vitesse angulaire au volant est grande, l'angle de carrossage 36 de consigne aux roues sera important. Dès que l'angle au volant 30 se stabilise, l'angle de carrossage 36 redevient nul. L'angle de carrossage 36 est piloté pour compenser le manque de vitesse de lacet 44 dû au temps d'établissement de l'angle de braquage 34 et de la vitesse de lacet 44, L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et 10 illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. REVENDICATIONS, 1.l Dispositif de direction d'un véhicule automobile dans lequel la consigne volant (10) donnée par l'utilisateur est transmis à un bloc de direction (12), ce bloc de direction (12) générant une action sur les roues en modifiant la direction du véhicule conformément à la consigne volant (10) de l'utilisateur, et en créant un effort latéral (14) et une vitesse de lacet (16) propres au braquage du véhicule, caractérisé en ce qu'un dispositif de consigne de carrossage aux roues (20) est positionné en parallèle du bloc de direction (12). 2./ Dispositif de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de consigne de carrossage (20) reçoit en entrée la consigne volant (10) donnée par l'utilisateur et génère en sortie une action sur les roues. 3,/ Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de consigne de carrossage (20) est formé d'un premier bloc de calcul (22) et d'un second bloc d'actionneur (24), ces deux blocs (22, 24) étant montés en série. 4./ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier bloc de calcul (22) donne en sortie une consigne de carrossage (26) en fonction de l'étude dynamique de la consigne volant (10). 5./ Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le second bloc d'actionneur (24) utilise la consigne de carrossage (26) et répartit cette consigne entre les différents actionneurs des roues. 6./ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de consigne de carrossage (20) reçoit en outre en entrée une information relative à au moins un paramètre fonctionnel du véhicule. s 7J Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de consigne de carrossage (20) reçoit en outre en entrée une information relative à la vitesse de lacet (16) du véhicule. 8./ Procédé d'obtention d'une vitesse de lacet déterminée, caractérisé en Io ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: - on estime en fonction de la consigne volant (10) l'écart en fonction du temps entre la vitesse de lacet souhaitée (42) pour le véhicule et la vitesse de lacet dû à l'angle de braquage (44), - on calcule une vitesse de lacet complémentaire (46), apte à 15 s'additionner à la vitesse de lacet. dû à l'angle de braquage (44) pour obtenir de façon continue la vitesse de lacet souhaitée (42), - on déduit de cette vitesse de lacet complémentaire (46) un angle de carrossage (36) à appliquer aux roues, - on transmet une consigne de carrossage aux roues (26) dans un bloc 20 de consigne (20) monté en parallèle d'un bloc de direction (i 0) 9J Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de direction selon l'une des revendications 1 à 7.