Brevet FR2908727A1 — publié le 20080523

Système et procédé de commande de braquage des roues arrière d'un véhicule automobile muni de quatre roues directrices La présente invention relève du domaine des systèmes de commande de véhicules terrestres, en particulier de véhicules automobiles à roues. De façon classique, les véhicules automobiles sont pourvus d'un châssis, d'un habitacle, de roues reliées au châssis par un mécanisme de suspension avec des roues avant directrices commandées par un volant à la disposition du conducteur dans l'habitacle du véhicule. La demande de brevet européen EP 0 376 306 porte sur un système de commande pour contrôler le caractère sous-vireur ou sur-vireur d'un véhicule présentant des suspensions pour les roues avant et arrière. Toutefois, un tel système présente un coût élevé pour des résultats mitigés. En outre, un tel système ne tient pas compte d'un éventuel système de quatre roues directrices installé sur le véhicule de manière à diminuer les risques de décollement des roues et de renversement du véhicule. En effet, certaines situations de conduite peuvent engendrer un décollement d'une ou des deux roues intérieures à un virage effectué par le véhicule. Certaines situations peuvent même entraîner un renversement du véhicule. La demande de brevet français FR 0314 929 et la demande de brevet européen EP 1 544 080 portent sur un procédé et un système de commande du braquage de roues arrière directrices d'un véhicule automobile à au moins trois roues directrices. En fonction de l'angle de braquage d'une roue avant, de données de déplacement du véhicule comprenant la dérive au centre de gravité du véhicule, et d'une 2908727 2 consigne intérieure de braquage de roues arrière, une consigne actuelle de braquage de roue arrière est élaborée. Les lois de commande décrites ne tiennent pas compte des risques de renversement du véhicule. 5 L'invention vise à remédier à ces inconvénients, et propose un système et un procédé de commande évolués permettant d'améliorer le comportement du véhicule, et de réduire sensiblement les risques de renversement du véhicule et de décollement d'une ou des deux roues intérieures à un virage. 10 Selon un aspect de l'invention, il est proposé un système de commande de braquage des roues arrière d'un véhicule muni de quatre roues directrices, comprenant des moyens d'élaboration d'une consigne de braquage des roues arrière du véhicule. Le système comprend des moyens d'élaboration d'une correction de ladite 15 consigne de braquage des roues arrière à partir de premiers paramètres comprenant un indicateur de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule. L'élaboration d'une correction, appliquée à la consigne de braquage élaborée avec une stratégie en boucle ouverte, permet de 20 tenir compte d'un niveau de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule, pouvant entraîner un renversement du véhicule. Dans un mode de réalisation, le système comprend, en outre, des moyens de détection d'un risque de décollement d'une roue 25 intérieure à un virage effectué par le véhicule, délivrant en sortie ledit indicateur de risque de décollement d'une roue intérieure au virage. Le système comprend, en outre, des moyens de détermination des efforts verticaux appliqués aux roues du véhicule à partir de deuxièmes paramètres comprenant l'accélération transversale du véhicule 2908727 3 transmise par rétroaction par des moyens de détermination de l'accélération transversale du véhicule. Le système comprend également des moyens de sélection du plus petit des efforts verticaux appliqués aux roues intérieures audit virage, et des moyens de 5 comparaison de ladite sélection avec trois seuils. La rétroaction de l'accélération transversale du véhicule permet d'avoir une précision améliorée dans le calcul du correctif. Selon un mode de réalisation, lesdits premiers paramètres comprennent, en outre, la vitesse du véhicule transmise par des 10 moyens de détermination de la vitesse du véhicule. La prise en compte de la vitesse du véhicule permet d'améliorer la précision de fonctionnement du système. Selon un mode de réalisation, lesdits deuxièmes paramètres comprennent, en outre, l'accélération longitudinale du véhicule, 15 transmise par des moyens de détermination de l'accélération longitudinale du véhicule. La précision de fonctionnement du système est ainsi améliorée. Dans un mode de réalisation, lesdits trois seuils dépendent de la vitesse du véhicule. 20 La précision de fonctionnement du système est ainsi améliorée. Dans un mode de réalisation, ledit indicateur comprend cinq valeurs de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage, correspondant respectivement à un faible risque de décollement d'une roue intérieure à un virage à gauche, un risque important de 25 décollement d'une roue intérieure à un virage à gauche, un faible risque de décollement d'une roue intérieure à un virage à droite, un risque important de décollement d'une roue intérieure à un virage à droite, et aucun risque de décollement d'une roue intérieure à un virage. 2908727 4 Ainsi, le fonctionnement du système va tenir compte du risque de décollement d'une roue intérieure à un virage. Dans un mode de réalisation, lesdits moyens d'élaboration d'une correction de ladite consigne de braquage sont adaptés pour 5 élaborer une correction de ladite consigne de braquage de sorte que : - lorsque lesdits moyens de détection d'un risque de décollement détectent un risque important de décollement d'une roue intérieure à un virage à gauche, lesdits moyens d'élaboration d'une correction de ladite consigne de braquage élaborent une correction 10 augmentant avec l'écoulement du temps, - lorsque lesdits moyens de détection d'un risque de décollement détectent un risque important de décollement d'une roue intérieure à un virage à droite, lesdits moyens d'élaboration d'une correction de ladite consigne de braquage élaborent une correction diminuant 15 avec l'écoulement du temps, - lorsque lesdits moyens de détection d'un risque de décollement détectent un faible risque de décollement d'une roue intérieure à un virage à droite ou à gauche, lesdits moyens d'élaboration d'une correction de ladite consigne de braquage élaborent une correction 20 stable avec l'écoulement du temps, et - lorsque lesdits moyens de détection d'un risque de décollement ne détectent aucun risque de décollement d'une roue intérieure à un virage à droite ou à gauche, lesdits moyens d'élaboration d'une correction de ladite consigne de braquage élaborent une correction 25 s'annulant avec l'écoulement du temps. Ainsi, suivant les risques encourus par le véhicule et les occupants, la correction de la consigne de braquage est adaptée au niveau de risque de décollement d'une roue intérieure au virage, et permet d'adapter précisément la correction à effectuer. L'invention 2908727 5 permet d'appliquer une correction de consigne de braquage des roues arrière bien adaptée à la situation de conduite. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens d'élaboration d'une correction de ladite consigne de braquage sont adaptés pour 5 élaborer une correction de ladite consigne de braquage lorsque lesdits moyens de détection d'un risque de décollement détectent un risque important de décollement d'une roue intérieure à un virage à gauche ou à droite à condition que la vitesse du véhicule soit supérieure à une vitesse de seuil. 10 La précision de fonctionnement du système est ainsi améliorée, car en dessous d'une vitesse de seuil, aucun risque de décollement d'une roue intérieure à un virage ne sera détecté. Selon un autre aspect de l'invention, il est également proposé un véhicule automobile comprenant un châssis, et muni de quatre roues 15 directrices reliées élastiquement au châssis, et un système de commande de braquage des roues arrière tel que décrit précédemment. Selon un autre aspect de l'invention, il est également proposé un procédé de commande de braquage des roues arrière d'un véhicule automobile muni de quatre roues directrices, dans lequel on élabore 20 une consigne de braquage des roues arrière du véhicule. En outre, on élabore une correction de ladite consigne de braquage des roues arrière à partir de premiers paramètres comprenant un niveau de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule. Selon un mode de mise en oeuvre, on détecte un risque de 25 décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule, on détermine des efforts verticaux appliqués aux roues du véhicule à partir de deuxièmes paramètres comprenant l'accélération transversale du véhicule transmise par rétroaction, on sélectionne le plus petit des 2908727 6 efforts verticaux appliqués aux roues intérieures audit virage, et on compare ladite sélection avec trois seuils prédéterminés. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre 5 d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule équipé d'un système de commande selon un aspect de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un mode de réalisation 10 d'un système selon un aspect de l'invention ; et - la figure 3 est un schéma logique illustrant l'évolution du niveau de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par les moyens de détection d'un risque de décollement d'une roue intérieure à un virage. 15 Comme on peut le voir sur la figure 1, le véhicule 1 comprend un châssis 2, deux roues avant directrices 3 et 4 et deux roues arrière directrices 5 et 6, les roues étant reliées au châssis 2 par un mécanisme de suspension non représenté. Le véhicule 1 se complète par un système de direction 20 comprenant une crémaillère 8 disposée entre les roues avant 3 et 4, un actionneur de crémaillère 9 apte à orienter les roues avant 3 et 4 par l'intermédiaire de la crémaillère 8 en fonction d'ordres reçus, de façon mécanique ou électrique, en provenance d'un volant de direction non représenté, à disposition d'un conducteur du véhicule. 25 Le système de commande d'aide au braquage 10 comprend une unité de commande électronique 11, un capteur 12 de la position de braquage des roues avant 3 et 4, par exemple positionné sur l'actionneur 9, un capteur 13 de la vitesse de rotation des roues avant permettant de déterminer la vitesse V du véhicule, et des capteurs 14 2908727 7 et 15 respectivement adaptés pour mesurer l'accélération transversale et l'accélération longitudinale du véhicule 1. En outre, le système 10 comprend des capteurs 17 et 18 de l'angle de braquage des roues arrière 5 et 6, et des actionneurs 19 et 20 permettant d'orienter lesdites 5 roues arrière 5 et 6. Toutefois, un seul capteur 17 et un seul actionneur 19 peuvent suffire à la détection de l'angle de braquage et à l'orientation des roues arrière 5 et 6. Les capteurs de position et de vitesse peuvent être de type optique ou encore magnétique. L'unité de commande électronique 11 peut être réalisée sous la 10 forme d'un microprocesseur équipé d'une mémoire vive, d'une mémoire morte, d'une unité centrale et d'interfaces entrée/sortie permettant de recevoir des informations des capteurs et d'envoyer des instructions, notamment aux actionneurs 19 et 20. En variante, les capteurs de mesure peuvent être remplacés par 15 des modules d'estimation. L'unité de commande électronique 11 comprend en outre un module de commande 21 de braquage des roues arrière 5, 6 du véhicule. Le module de commande de braquage 21 des roues arrière 5 et 6 est représenté plus en détails sur la figure 2. Le module de 20 commande 21 comprend un module d'élaboration 22 d'une consigne de braquage a2BO des roues arrière 5 et 6 du véhicule par une stratégie en boucle ouverte. Le module de commande 21 comprend en outre un module d'élaboration 23 d'une correction î2AR de la consigne de braquage a2BO élaborée par le module d'élaboration 22. Un module 25 d'addition 24 permet d'additionner la consigne de braquage des roues arrière a2BO et la correction azAR pour délivrer en sortie du module de commande 21 une consigne de braquage corrigée azc des roues arrière 5 et 6 du véhicule, par une connexion 27. 2908727 8 Le module d'élaboration 23 de la correction î2AR reçoit en entrée un indicateur FlagActivation de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule, par une connexion 28 et délivré par un module de détection 29 d'un risque de décollement 5 d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule 3. Le module de détection 29 reçoit en entrée l'accélération transversale yt du véhicule, mesurée au centre de gravité du véhicule, et fournie par le capteur d'accélération transversale 15 par l'intermédiaire d'une connexion 30. 10 Le module d'élaboration 22 de la consigne de braquage des roues arrière 5 et 6 en boucle ouverte reçoit en entrée, par l'intermédiaire d'une connexion 31, l'angle de braquage ai que font les roues avant 3 et 4 avec l'axe longitudinal du véhicule, en provenance du capteur 12 de la position de braquage des roues avant 3 15 et 4. Le module d'élaboration 22 reçoit en outre, par une connexion 32, la vitesse V du véhicule 1 délivrée par le capteur 13. De manière optionnelle, afin d'améliorer la précision de la correction î2AR de la consigne de braquage a2BO des roues arrière 5 et 6, le module de détection 29 d'un risque de décollement d'une roue intérieure à un 20 virage reçoit du capteur 14, par une connexion 33, l'accélération longitudinale yi du véhicule 1, et reçoit du capteur 13, par une connexion 34, la vitesse V du véhicule 1. En outre, le module d'élaboration 23 d'une correction reçoit également, de manière optionnelle, en entrée, la vitesse V du véhicule 1, délivrée par le 25 capteur 13 par l'intermédiaire d'une connexion 35. La consigne corrigée azc est transmise en sortie du module de commande 21, par la connexion 27, aux actionneurs 19 et 20 qui vont alors modifier l'angle de braquage des roues arrière 5 et 6 du véhicule 1. Aussi, le capteur 15 détecte alors une modification de l'accélération 2908727 9 transversale yt du véhicule, et transmet, par rétroaction, cette nouvelle valeur en entrée du module de détection 29 par la connexion 30. De manière optionnelle, les signaux transmis par les capteurs 12, 13, 14 et 15 au module de commande 21 peuvent être filtrés, 5 respectivement par des modules de filtrage 37, 38, 39 et 40. Ces modules de filtrage permettent d'améliorer la qualité des données en entrée du système, en limitant les bruits, et ainsi d'améliorer la précision de la commande a2c délivrée en sortie par le module de commande 21. 10 Le module de détection 29 d'un risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule, comprend un module de détermination 41 des efforts verticaux appliqués aux roues 3, 4, 5, 6 du véhicule 1 à partir de deuxièmes paramètres comprenant l'accélération transversale yt du véhicule 1. Le module de détection 29 15 comprend également un module de sélection 42 du plus petit des efforts verticaux appliqués aux roues intérieures audit virage, et un module de comparaison 43 de ladite sélection avec trois seuils prédéterminés. Le module de détermination 41 des efforts verticaux appliqués 20 aux roues arrière du véhicule doit tenir compte des équations suivantes : k hMyt L2Mg FZ4 = ù av Yt ) 2L + el 2L FZ3 =+k\'(Y) -y1 + L2Mg el 2L 2L Yt) + hMyl + LZMg 2L 2L 2 LATERAL FZ6 = ù ka,. 25 e2 F 5 = + k ( Yt) + yI + L1Mg e 2L 2L LONGITUDINAL VERTICAL 2908727 10 dans lesquelles : M(kg) : Masse totale du véhicule Li(m) : Distance séparant le centre de gravité du véhicule et l'essieu avant 5 L2(m) : Distance séparant le centre de gravité du véhicule et l'essieu arrière L(m) : Empattement du véhicule ai(rad) : Angle que font les roues avant avec l'axe longitudinal du véhicule 10 a2(rad) : Angle que font les roues arrière avec l'axe longitudinal du véhicule a2Bo(rad) : Consigne de braquage des roues arrière (boucle ouverte) a2AR(rad) : Correction de la consigne de braquage des roues arrière (anti-renversement / rétroaction) 15 azc(rad) : Consigne de braquage totale des roues arrière V(m/s) : Vitesse du véhicule yt(m/s2) : Accélération transversale du véhicule, mesurée au centre de gravité G du véhicule. yi(m/s2) : Accélération longitudinale du véhicule, mesurée au centre 20 de gravité G du véhicule. FZi(N) : Effort vertical à la roue i h(m) : Hauteur du centre de gravité du véhicule el(m) : Voie avant du véhicule e2(m) : Voie arrière du véhicule 25 kaä : Répartition antiroulis avant kaä : Répartition anti-roulis arrière t(s) : temps courant Te(s) : Période d'échantillonnage g(m/s2) : Gravité 2908727 11 En considérant un virage à gauche, lors duquel l'accélération transversale yt est positive, les efforts verticaux appliqués aux roues intérieures au virage, c'est-à-dire les roues 4 et 6, sont surveillés. Lorsqu'un de ces deux efforts s'annule, la roue considérée se décolle. 5 Pour prendre une marge de sécurité, on introduit un premier Si constant, ou pouvant dépendre de la vitesse V du véhicule 1, pour une précision améliorée. Un risque de décollement de roues est détecté si : FZGAUCHE = min(FZ4,FZ6) REVENDICATIONS 1. Système de commande de braquage des roues arrière (5, 6) d'un véhicule automobile (1) muni de quatre roues directrices (3, 4, 5, 6), comprenant des moyens d'élaboration (22) d'une consigne de braquage (a2BO) des roues arrière du véhicule (1), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'élaboration (23) d'une correction (a2AR) de ladite consigne de braquage (a2BO) des roues arrière (5, 6) à partir de premiers paramètres comprenant un indicateur (FlagActivation) de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule (1). 2. Système selon la revendication 1, comprenant, en outre, des moyens de détection (29) d'un risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule (1), délivrant en sortie ledit indicateur (FlagActivation) de risque de décollement d'une roue intérieure au virage, et comprenant des moyens de détermination (41) des efforts verticaux appliqués aux roues (3, 4, 5, 6) du véhicule (1) à partir de deuxièmes paramètres comprenant l'accélération transversale (yt) du véhicule (1) transmise par rétroaction par des moyens de détermination (15) de l'accélération transversale (yt) du véhicule (1), des moyens de sélection (42) du plus petit des efforts verticaux appliqués aux roues intérieures audit virage, et des moyens de comparaison (43) de ladite sélection avec trois seuils (Si, S2, S3). 3. Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits premiers paramètres comprennent, en outre, la vitesse (V) du véhicule (1) transmise par des moyens de détermination (13) de la vitesse (V) du véhicule (1). 4. Système selon la revendication 3, dans lequel lesdits deuxièmes paramètres comprennent, en outre, l'accélération 2908727 16 longitudinale (yl) du véhicule (1), transmise par des moyens de détermination (14) de l'accélération longitudinale (yl) du véhicule (1). 5. Système selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle lesdits trois seuils (Si, S2, S3) dépendent de la vitesse (V) du véhicule (1). 5 6. Système selon la revendication 5, dans lequel ledit indicateur (FlagActivation) comprend cinq valeurs de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage, correspondant respectivement à un faible risque de décollement d'une roue intérieure à un virage à gauche, un risque important de décollement d'une roue intérieure à un 10 virage à gauche, un faible risque de décollement d'une roue intérieure à un virage à droite, un risque important de décollement d'une roue intérieure à un virage à droite, et aucun risque de décollement d'une roue intérieure à un virage. 7. Système selon la revendication 6, dans lequel lesdits moyens 15 d'élaboration (23) d'une correction de ladite consigne de braquage sont adaptés pour élaborer une correction (a2AR) de ladite consigne de braquage (a2BO) de sorte que : - lorsque lesdits moyens de détection (29) d'un risque de décollement détectent un risque important de décollement d'une roue intérieure 20 à un virage à gauche, lesdits moyens d'élaboration (23) d'une correction de ladite consigne de braquage élaborent une correction (a2AR) augmentant avec l'écoulement du temps, - lorsque lesdits moyens de détection (29) d'un risque de décollement détectent un risque important de décollement d'une roue intérieure 25 à un virage à droite, lesdits moyens d'élaboration (23) d'une correction de ladite consigne de braquage élaborent une correction (a2AR) diminuant avec l'écoulement du temps, -lorsque lesdits moyens de détection (29) d'un risque de décollement détectent un faible risque de décollement d'une roue intérieure à un virage à droite ou à gauche, lesdits moyens d'élaboration (23) 2908727 17 d'une correction de ladite consigne de braquage élaborent une correction (a2AR) stable avec l'écoulement du temps, et - lorsque lesdits moyens de détection (29) d'un risque de décollement ne détectent aucun risque de décollement d'une roue intérieure à un 5 virage à droite ou à gauche, lesdits moyens d'élaboration (23) d'une correction de ladite consigne de braquage élaborent une correction (azAR) s'annulant avec l'écoulement du temps. 8. Système selon la revendication 7, dans lequel lesdits moyens d'élaboration (23) d'une correction de ladite consigne de braquage 10 sont adaptés pour élaborer une correction (azAR) de ladite consigne de braquage (a2BO) lorsque lesdits moyens de détection (29) d'un risque de décollement détectent un risque important de décollement d'une roue intérieure à un virage à gauche ou à droite à condition que la vitesse (V) du véhicule (1) soit supérieure à une vitesse de seuil (V1). 15 9. Véhicule automobile comprenant un châssis, et muni de quatre roues directrices reliées élastiquement au châssis, et un système de commande de braquage des roues arrière (5, 6) selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Procédé de commande de braquage des roues arrières 20 (5, 6) d'un véhicule automobile (1) muni de quatre roues directrices (3, 4, 5, 6), dans lequel on élabore une consigne de braquage (a2Bo)des roues arrière (5, 6) du véhicule (1), caractérisé en ce que l'on élabore une correction (azAR) de ladite consigne de braquage (a2BO) des roues arrière (5, 6) à partir de premiers paramètres comprenant un indicateur 25 (FlagActivation) de risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule (1). 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on détecte un risque de décollement d'une roue intérieure à un virage effectué par le véhicule (1), on détermine des efforts verticaux 30 appliqués aux roues (3, 4, 5, 6) du véhicule (1) à partir de deuxièmes 2908727 18 paramètres comprenant l'accélération transversale (yt) du véhicule (1) transmise par rétroaction, on sélectionne le plus petit des efforts verticaux appliqués aux roues intérieures audit virage, et on compare ladite sélection avec trois seuils (S1, S2, S3). 5