Brevet FR2907090A1 — publié le 20080418

"Dispositif de correction de la trajectoire d'un véhicule automobile comportant des premiers moyens de freinage sélectifs des roues et des deuxièmes moyens de pivotement des roues arrière" L'invention concerne un dispositif de correction de la trajectoire réelle d'un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de correction de la trajectoire réelle d'un véhicule automobile comportant quatre roues directrices, qui comporte des premiers io moyens de correction de la trajectoire réelle du véhicule par rapport à une première trajectoire de référence par freinage individuel ou combiné des quatre roues du véhicule automobile, les premiers moyens de correction étant mis en oeuvre lorsque l'écartement entre la trajectoire réelle du véhicule et la première 15 trajectoire de référence est supérieure à un seuil d'activation. Dans certaines situations, il arrive que le conducteur d'un véhicule automobile perde la maîtrise de son véhicule. Cette perte de maîtrise peut être due à des causes extérieures. C'est notamment le cas lorsque le véhicule roule sur une route 20 glissante, à cause de l'humidité ou du verglas, ou encore lorsque le véhicule est exposé à un fort vent latéral. On considère qu'un conducteur maîtrise le véhicule lorsque la trajectoire du véhicule est conforme aux attentes du conducteur, c'est-à-dire lorsque la trajectoire du véhicule 25 automobile suit une trajectoire de référence. Pour pallier aux causes extérieures de pertes de maîtrise du véhicule, il est connu d'équiper le véhicule avec des moyens de correction de la trajectoire par freinage individuel ou combiné des quatre roues du véhicule. Ces moyens sont plus 30 particulièrement connus sous l'acronyme anglo-saxon "ESP" ou "Electronic Stability Program". 2907090 2 En freinant sélectivement une ou plusieurs roues, I"'ESP" produit un moment de lacet et une décélération qui permettent de ramener le véhicule sur la trajectoire de référence. Par exemple, en cas de survirage, c'est-à-dire lorsque le 5 rayon de giration du véhicule est inférieur au rayon de giration de la trajectoire de référence, I"'ESP" commande le freinage de la roue avant extérieure. Selon un autre exemple, en cas de sous-virage, c'est-à-dire lorsque le rayon de giration du véhicule est supérieur io au rayon de giration de la trajectoire de référence, I"'ESP" commande le freinage des quatre roues avec des efforts plus importants sur les roues intérieurs. Dans ce dernier exemple, I"'ESP" est en plus susceptible d'agir sur le couple moteur pour compléter l'action des freins. 15 Cependant, il n'est pas souhaitable que I"'ESP" soit trop sensible. En effet, si I"'ESP" se déclenche trop souvent, cela peut perturber le conducteur. Il est donc préférable que I"'ESP" ne se déclenche que dans des situations potentiellement dangereuses et non simplement pour affiner la trajectoire du véhicule. 20 Pour résoudre ce problème et améliorer le confort de pilotage du véhicule sans faire intervenir I"'ESP" trop souvent, l'invention propose un dispositif de correction de trajectoire du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte des deuxièmes moyens de correction de la trajectoire réelle du 25 véhicule par rapport à une deuxième trajectoire de référence par pivotement des deux roues arrière directrices d'un angle de correction. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les deuxièmes moyens de correction sont mis en oeuvre 30 dés que la trajectoire réelle du véhicule dévie de sa deuxième trajectoire de référence ; 2907090 3 - l'écartement entre la deuxième trajectoire de référence et la première trajectoire de référence est inférieur au seuil d'activation du premier dispositif de correction - la première et la deuxième trajectoire de référence sont 5 calculées par des unités électroniques de commande notamment en fonction de l'angle de braquage d'un volant du véhicule automobile ; - l'unité électronique de commande des deuxièmes moyens de correction est susceptible de commander les deux roues io arrière directrices en pivotement d'un angle de participation à la giration du véhicule ; - l'angle de participation des roues arrière est déterminé notamment en fonction de l'angle de braquage du volant et de la vitesse longitudinale du véhicule automobile 15 - le dispositif comporte des moyens pour détecter un dysfonctionnement des deuxièmes moyens de correction ; - lorsqu'un dysfonctionnement des deuxièmes moyens de correction est détecté, le seuil d'activation des premiers moyens de correction est abaissé. 20 D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un véhicule 25 automobile équipé d'un dispositif de correction de la trajectoire selon l'invention - la figure 2 représente schématiquement les trajectoires de référence d'un véhicule automobile dans un virage. Pour la suite de la description, on adoptera à titre non 30 limitatif une orientation longitudinale, verticale et transversale indiquée par le trièdre "L,V,T" de la figure 1. La rotation du véhicule autour de son axe vertical sera appelée par la suite "lacet". 2907090 4 Par la suite des éléments identiques, analogues ou similaires seront désignés par des mêmes numéros de référence. On a représenté à la figure 1 un véhicule automobile 10 qui est équipé de deux roues avant directrices 12 et de deux roues 5 arrière directrices 14. Ainsi, les roues arrière 14 sont susceptibles d'être pivotées autour d'un axe sensiblement vertical. Les roues avant 12 sont commandées en pivotement par le conducteur du véhicule par l'intermédiaire d'un volant 16. Ainsi, le volant 16 est susceptible d'être tourné d'un certain angle de io braquage "Al" par le conducteur. Le véhicule 10 est équipé d'un dispositif de correction de la trajectoire qui comporte des premiers moyens de correction de la trajectoire du type "ESP". A cet effet, chaque roue 12, 14 du véhicule 10 est équipée 15 de moyens de freinage 18. Les moyens de freinage 18 de chaque roue 12, 14 sont susceptibles d'être commandés de manière indépendante par une première unité électronique de commande 20 par l'intermédiaire du circuit de commande qui est représenté en traits interrompus à la figure 1. 20 La première unité électronique de commande 20 est aussi susceptible d'agir sur le couple du moteur (non représenté). La première unité électronique de commande 20 reçoit aussi des informations concernant la trajectoire souhaitée par le conducteur et la trajectoire réelle du véhicule. 25 Ainsi, la trajectoire souhaitée par le conducteur est déterminée à partir de l'angle de braquage "Al" du volant 16 et de la vitesse longitudinale du véhicule 10. A cet effet, le volant 16 comporte un capteur angulaire 22 et le véhicule comporte un capteur de vitesse longitudinale 24. 30 La trajectoire réelle est déterminée notamment à partir de l'accélération latérale du véhicule et de la vitesse de rotation en lacet du véhicule. A cet effet, le véhicule 10 comporte un capteur 2907090 5 d'accélération latérale 26 et un capteur de vitesse de rotation en lacet 28 du véhicule 10. Comme représenté à la figure 2, la première unité électronique de commande 20 calcule, à partir des informations 5 fournies par le capteur angulaire 22 du volant 16 et par le capteur de vitesse longitudinale 24 du véhicule 10, une première trajectoire de référence 30 qui est considérée par la première unité électronique de commande 20 comme la trajectoire souhaitée par le conducteur. io Par exemple la première trajectoire de référence 30 est calculée selon l'équation suivante : D1L21 +DzLzz DzLz û D1L1 VIz Iz -1+ D2L2 ûD1L1 ûD1 +D2 MV 2 MV dans laquelle : - M est la masse totale du véhicule 15 - IZ est l'inertie du véhicule autour d'un axe vertical passant par son centre de gravité - LI est la distance entre le centre de gravité et l'essieu avant ; - L2 est la distance entre le centre de gravité et l'essieu 20 arrière ; - DI est la rigidité de dérive avant ; - D2 est la rigidité de dérive arrière - a, est l'angle que font les roues avant 12 avec l'axe longitudinal du véhicule ; 25 - V est la vitesse longitudinale du véhicule ; - yr est la vitesse de rotation en lacet du véhicule autour de son centre de gravité suivant un axe vertical ; - R est l'angle de dérive que fait le vecteur vitesse du véhicule avec son axe longitudinal. -DL 1 _ Iz D1 MV al 30 2907090 6 Puis la première unité électronique de commande 20 définit deux lignes 32 de part et d'autre de la première trajectoire de référence 30 qui sont écartées de la première trajectoire de référence 30 avec un écartement prédéterminé "El". Ces deux 5 lignes 32 forment des seuils d'activation des premiers moyens de correction de la trajectoire "ESP". La première unité électronique de commande 20 détermine aussi la trajectoire réelle du véhicule à partir des données communiquées par le capteur d'accélération latérale 26 et le io capteur de vitesse de rotation en lacet 28 ainsi qu'à partir du capteur de vitesse longitudinale 24 du véhicule 10. Si la trajectoire réelle calculée par la première unité électronique de commande est comprise entre les deux seuils d'activation 32, le dispositif de correction de trajectoire n'est pas 15 mis en oeuvre. En revanche, si la trajectoire réelle s'écarte trop de la première trajectoire de référence 30, c'est-à-dire si la trajectoire réelle coupe l'un des seuils d'activation 32, le dispositif de correction de la trajectoire "ESP" est mis en oeuvre. La première 20 unité électronique de commande 20 agit alors sélectivement sur les freins 18 des roues 12, 14 et éventuellement sur le moteur du véhicule 10 pour ramener la trajectoire réelle du véhicule entre les deux seuils d'activation 32. Selon les enseignements de l'invention, le dispositif de 25 correction de la trajectoire du véhicule 10 comporte des deuxièmes moyens "4RD" de correction de la trajectoire par pivotement des roues arrière directrices 14. A cet effet, comme représenté à la figure 1, le véhicule 10 comporte une deuxième unité électronique de commande 34 qui 30 est susceptible de commander les roues arrière directrice 14 en pivotement d'un angle de correction "A2". La deuxième unité électronique de commande 34 détermine l'angle de correction "A2" en comparant une trajectoire 2907090 7 souhaitée par le conducteur, sous forme d'une deuxième trajectoire de référence, et la trajectoire réelle du véhicule. La deuxième unité électronique de commande 34 reçoit donc aussi des informations concernant la trajectoire souhaitée 5 par le conducteur et la trajectoire réelle du véhicule 10. La deuxième trajectoire de référence et la trajectoire réelle du véhicule 10 sont déterminées à partir des mêmes informations provenant des mêmes capteurs 22, 24, 26, 28 que décrits précédemment pour les premiers moyens de correction. io Ainsi, lorsque la trajectoire réelle calculée par la deuxième unité électronique de commande 34 dévie de la deuxième trajectoire de référence, c'est-à-dire lorsque la trajectoire réelle n'est pas superposée à la deuxième trajectoire de référence, la deuxième unité électronique de commande agit sur l'orientation 15 des roues arrière directrices 14 en leur appliquant l'angle de correction "A2" pour faire revenir le véhicule 10 sur sa deuxième trajectoire de référence. Cependant, la deuxième trajectoire de référence n'est pas forcément identique à la première trajectoire de référence. En 20 effet, il arrive que les deux moyens de correction soient conçus séparément et qu'ils disposent tous deux de modèles différents pour le calcul de la trajectoire de référence associée. C'est notamment le cas lorsque les moyens de correction "ESP" et "4RD" sont fournis par deux fournisseurs différents. 25 Comme représenté à la figure 2, dans des mêmes conditions de roulage du véhicule 10 et à partir des mêmes informations, la deuxième trajectoire de référence 36 n'est alors pas confondue avec le première trajectoire de référence 30. Afin que les deux moyens de correction de la trajectoire 30 "ESP" et "4RD" n'agissent pas simultanément en sens contraire sur le véhicule 10, il faut que la deuxième trajectoire de référence 36 soit comprise entre les seuils d'activation 32 des premiers moyens de correction "ESP". 2907090 8 Ainsi, si la trajectoire réelle du véhicule suit la deuxième trajectoire de référence 36, aucun des deux moyens de correction "ESP", "4RD" n'est mis en oeuvre. Tant que la trajectoire réelle du véhicule 10 dévie de la 5 deuxième trajectoire de référence 36 sans sortir des limites des seuils d'activation 32, seuls les deuxièmes moyens de correction "4RD" sont mis en oeuvre. Les premiers moyens de correction "ESP" ne sont pas mis en oeuvre. Lorsque la trajectoire réelle du véhicule 10 sort des limites io posées par les seuils d'activation 32, les deux moyens de correction "ESP" et "4RD" sont mis en oeuvre simultanément de manière à ramener tout d'abord le véhicule 10 entre les seuils d'activation 32. Lorsque cette première étape est réalisée, les premiers moyens de correction "ESP" sont désactivés et les 15 deuxièmes moyens de correction "4RD" restent activés pour ramener le véhicule 10 sur la deuxième trajectoire de référence 36. Pour que la condition selon laquelle la deuxième trajectoire de référence 36 soit toujours incluse entre les deux seuils 20 d'activation 32 soit respectée, une étape de réglage des premiers moyens de correction "ESP" est donc opérée. Au cours de cette étape de réglage, l'écartement "El" des seuils d'activation 32 est ajusté de manière à englober la deuxième trajectoire de référence 36. 25 Selon un autre aspect de l'invention, les premiers moyens de correction "ESP" sont susceptibles d'être activés selon un mode de fonctionnement dit dégradé lorsque les deuxièmes moyens de correction "4RD" subissent un dysfonctionnement ou une panne. 30 Par exemple, le dysfonctionnement est détecté par la comparaison d'une mesure effectuée par un capteur d'angle de pivotement des roues arrière 14 (non représenté) avec l'angle de pivotement commandé par la deuxième unité électronique de 2907090 9 commande 34. Si cette mesure d'angle ne correspond pas avec l'angle commandé par la deuxième unité électronique de commande 34, on considère qu'il y a un dysfonctionnement. Les seuils d'activation 32 des premiers moyens de 5 correction "ESP" sont alors resserrés de manière que la trajectoire du véhicule 10 soit corrigée plus souvent par les premiers moyens de correction "ESP" que lorsque les deux moyens de correction "ESP" et "4RD" sont fonctionnels. Ainsi, en mode de fonctionnement dégradé, l'écartement "E2" des seuils io d'activation 32 par rapport à la trajectoire de référence 30 est inférieur à leur écartement "El" en mode de fonctionnement normal. Selon une variante de l'invention, la deuxième unité électronique de commande 34 est susceptible de commander les 15 roues arrière 14 en pivotement selon un angle de participation "A3" à la giration du véhicule 10 aussi appelé "angle de typage du véhicule". Cette fonctionnalité permet de modifier le rayon de giration du véhicule 10 pour un même angle de braquage "Al" du volant 20 16 notamment en fonction de la vitesse longitudinale du véhicule 10. Ainsi, si la vitesse du véhicule 10 est très faible et que le conducteur souhaite braquer fortement le véhicule 10, la deuxième unité électronique de commande 34 commande les 25 roues arrière 14 en pivotement selon un sens de rotation inverse à celui des roues avant 12 afin de diminuer le rayon de giration du véhicule. Inversement, si le véhicule roule à grande vitesse, la deuxième unité électronique de commande 34 commande les 30 roues arrière 14 en pivotement dans le même sens de rotation que les roues avant 12 afin d'augmenter le rayon de giration pour que le conducteur puisse affiner sa trajectoire sans risque de dérapage. 2907090 La deuxième unité électronique de commande est ainsi susceptible d'émettre deux types de commande en direction des roues arrière 14 : d'une part une commande de pivotement selon un angle de correction "A2", d'autre part une commande de 5 pivotement selon un angle de participation "A3" à la giration du véhicule. Le deuxième angle de participation "A3" est pris en compte par le conducteur pour définir sa trajectoire souhaitée. Le deuxième angle de participation "A3" doit donc être pris en io compte à la fois par la première unité électronique de commande 20 pour déterminer la première trajectoire de référence 30 et aussi par la deuxième unité électronique de commande 34 pour déterminer la deuxième trajectoire de référence 36. En revanche le premier angle de correction "A2" ne doit en aucun cas être pris en compte par les unités électroniques de commande 20, 34 pour définir les trajectoires de référence 30, 36 car il ne s'agit d'une information qui peut influer sur la trajectoire souhaitée par le conducteur. Par exemple la première trajectoire de référence 30 est alors calculée selon l'équation suivante : îl + D1L1 + D2L22 D2L2 ù D1L1 VIz Iz -1+ D2L2 ùD1L1 ùD1 +D2 MV 2 MV-DL 1 _ Iz D1 MV(ùD2 2 'z D2 MV ~ x2 dans laquelle : - M est la masse totale du véhicule ; - IZ est l'inertie du véhicule autour d'un axe vertical 25 passant par son centre de gravité ; -LI est la distance entre le centre de gravité et l'essieu avant ; - L2 est la distance entre le centre de gravité et l'essieu arrière ; 30 - DI est la rigidité de dérive avant ; 2907090 11 - D2 est la rigidité de dérive arrière ; - a, est l'angle que font les roues avant 12 avec l'axe longitudinal du véhicule ; - a2 est l'angle de participation "A3" que font les roues 5 arrière 14 avec l'axe longitudinal du véhicule ; - V est la vitesse longitudinale du véhicule ; - yr est la vitesse de rotation en lacet du véhicule autour de son centre de gravité suivant un axe vertical ; - R est l'angle de dérive que fait le vecteur vitesse du 10 véhicule avec son axe longitudinal. Grâce au dispositif de correction selon l'invention, il est ainsi possible de corriger finement la trajectoire du véhicule automobile 10 sans faire intervenir constamment les premiers moyens de correction "ESP". 15 REVENDICATIONS 1. Dispositif de correction de la trajectoire réelle d'un véhicule automobile (10) comportant quatre roues directrices (12, 14), qui comporte des premiers moyens (18, 20) de correction de la trajectoire réelle du véhicule (10) par rapport à une première trajectoire de référence (30) par freinage individuel ou combiné des quatre roues (12, 14) du véhicule automobile (10), les premiers moyens de correction (18, 20) étant mis en oeuvre lorsque l'écartement entre la trajectoire réelle du véhicule (10) et la première trajectoire de référence (30) est supérieure à un seuil d'activation (32), caractérisé en ce qu'il comporte des deuxièmes moyens de correction (34, 14) de la trajectoire réelle du véhicule (10) par rapport à une deuxième trajectoire de référence (36) par pivotement des deux roues arrière directrices (14) d'un angle de correction (A2). 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de correction (34, 14) sont mis en oeuvre dés que la trajectoire réelle du véhicule dévie de sa deuxième trajectoire de référence (36). 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'écartement entre la deuxième trajectoire de référence (36) et la première trajectoire de référence (30) est inférieure au seuil d'activation (32) du premier dispositif de correction (20, 18). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première et la deuxième trajectoires de référence (30, 36) sont calculées par des unités électroniques de commande (20, 34) notamment en fonction de l'angle de braquage (Al) d'un volant (16) du véhicule automobile (10). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité électronique de commande (34) des deuxièmes moyens de correction est 2907090 13 susceptible de commander les deux roues arrière directrices (14) en pivotement d'un angle de participation (A3) à la giration du véhicule (10). 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé 5 en ce que l'angle de participation des roues arrière (14) est déterminé notamment en fonction de l'angle de braquage (Al) du volant (16) et de la vitesse longitudinale du véhicule automobile (10). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications lo précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour détecter un dysfonctionnement des deuxièmes moyens de correction. 8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsqu'un dysfonctionnement des deuxièmes moyens 15 de correction est détecté, le seuil d'activation (32) des premiers moyens de correction est abaissé.