Brevet FR2916720A1 — publié le 20081205

B06-2593FR - GBR/EVH Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s Système et procédé de commande de braquage des roues avant directrices d'un véhicule automobile Invention de : PLANELLES Mickael DEBERNARD Eric MEYRIGNAC Jean Guillaume PORTAZ Christophe 2 Système et procédé de commande de braquage des roues avant directrices d'un véhicule automobile La présente invention relève du domaine des systèmes de commande de véhicules automobiles, en particulier de systèmes de commande de braquage des roues avant directrices. 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. En roulage, un véhicule peut se trouver en position de survirage ou de sous-virage. Un sous-virage correspond à une dérive de l'essieu avant supérieure à celle de l'essieu arrière. La voiture semble continuer tout droit alors que le conducteur a tourné le volant. Le véhicule a tendance à sortir du virage. Un sur-virage correspond à une dérive de l'essieu arrière supérieure à celle de l'essieu avant. La voiture semble vouloir tourner davantage que ce qui lui est demandé. Le véhicule a tendance à trop entrer dans le virage. Il existe des systèmes de détection de sous-virage basés sur des systèmes de détection de survirage. En effet, un état de sous-virage d'un véhicule peut être détecté au moyen d'un modèle de référence qui évalue la différence entre la vitesse de lacet du modèle et une mesure de la vitesse de lacet du véhicule. Lorsque cette différence est négative, une situation de sous-virage est détectée. Ce type de systèmes de détection d'une situation de sous-virage du véhicule est peu efficace, car trop lente, et entraine un fort ralentissement du véhicule. Un but de l'invention est de détecter plus rapidement une situation de sous-virage. 3 Un autre but de l'invention est également de corriger une telle situation de sous-virage, sans ralentir le véhicule au moyen d'un dispositif embarqué d'aide au freinage. I1 est proposé, selon un aspect de l'invention, un système de commande de braquage des roues avant directrices d'un véhicule automobile, comprenant des moyens d'élaboration d'une position angulaire de consigne de braquage des roues avant en fonction de l'angle de surbraquage des roues avant et de la position angulaire du volant. L'angle de surbraquage correspond à une différence entre la position angulaire du volant et un angle limite. L'application de cette position angulaire de consigne de braquage des roues avant permet de corriger une situation de sous-virage. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens d'élaboration sont adaptés pour élaborer ladite position angulaire de consigne de braquage des roues avant selon la relation : a roue = î volant ù K a surb dans laquelle : a7O1e représente ladite position angulaire de consigne de braquage des roues avant, en rad ; avolant représente la position angulaire du volant, en rad ; asub représente l'angle de surbraquage des roues avant, en rad ; et K est un gain binaire pouvant prendre les valeurs 0 ou 1 en fonction de la valeur de paramètres de fonctionnement du véhicule. Cette position angulaire de consigne de braquage des roues avant permet de corriger une situation de sous-virage avec une précision améliorée, sans devoir ralentir le véhicule. 4 Selon un mode de réalisation, le système comprend, en outre, des moyens de détermination de l'angle de surbraquage des roues avant en fonction de la position angulaire du volant, et d'un angle limite de braquage des roues avant calculé à partir de la vitesse de lacet et de la vitesse longitudinale du véhicule par des premiers moyens de calcul. La détermination de l'angle de surbraquage est ainsi d'une précision améliorée. Dans un mode de réalisation, lesdits moyens d'élaboration comprennent des deuxièmes moyens de calcul dudit gain binaire, lesdits deuxièmes moyens de calcul comprenant des premiers moyens de comparaison dudit angle limite avec un seul d'angle limite, et/ou des deuxièmes moyens de comparaison de ladite position angulaire du volant avec un seuil de position angulaire et/ou des troisièmes moyens de comparaison de la vitesse longitudinale du véhicule avec un seuil de vitesse. La comparaison de l'angle limite avec un seuil d'angle limite permet de ne pas intervenir pour de très faibles sous-virages (lorsque l'angle limite est inférieur au seuil d'angle limite, le gain binaire vaut zéro, et lorsque l'angle limite est supérieur au seuil d'angle limite, le gain binaire vaut 1). La comparaison de la position angulaire du volant avec un seuil de position angulaire permet d'éviter de corriger le braquage en cas de manoeuvre effectuée pour garer le véhicule (lorsque la position angulaire du volant est supérieure au seuil de position angulaire, alors le gain binaire vaut zéro, et lorsque la position angulaire du volant est inférieure ou égal au seuil de position angulaire, le gain binaire vaut 1). La comparaison de la vitesse longitudinale du véhicule avec un seuil de vitesse permet d'éviter de corriger le braquage lors de manoeuvres effectuées pour garer le véhicule (lorsque la vitesse longitudinale du véhicule est inférieure au seuil de vitesse, alors le gain binaire vaut zéro, et lorsque la vitesse longitudinale du véhicule est supérieure ou égale au seuil de vitesse, le gain binaire vaut 1). Selon un mode de réalisation, lesdits deuxièmes moyens de calcul dudit gain binaire sont adaptés pour calculer ledit gain binaire selon la relation : K = > Seuil ang lim) & (a volant Seuil vit) dans laquelle : aln, représente ledit angle limite de braquage des roues avant du véhicule, en rad ; Seuil anglim représente un seuil pour ledit angle limite allm de braquage des roues avant du véhicule ; Seuil ang volant représente un seuil pour ladite position angulaire du volant avolant ; V représente la vitesse longitudinale du véhicule ; et Seuil vit représente un seuil pour ladite vitesse longitudinale V du véhicule. L'utilisation d'un tel gain binaire permet d'éviter les corrections de braquage des roues avant directrices du véhicule lors de très faibles sous-virages, et lors de manoeuvres effectuées pour garer le véhicule. Dans un mode de réalisation, lesdits premiers moyens de calcul sont adaptés pour calculer ledit angle limite de braquage des roues avant selon la relation : a _ 180 n•L•i+DA limù V g 6 dans laquelle : n représente le rapport de démultiplication entre une variation de position angulaire du volant et la variation de position angulaire correspondante de la roue, adimensionnel ; L représente l'empattement du véhicule, en m ; IV représente la vitesse de lacet du véhicule, en rad/s ; DA représente la dynamique angulaire au volant, i.e. la dérivée de la position angulaire du volant par rapport à l'accélération transversale du véhicule, en rads2m-' ; représente l'adhérence du pneu sur le sol, adimensionnelle ; et g représente la constante gravitationnelle égale à 9.81 m/s2. La prise en compte de ces paramètres de fonctionnement du véhicule dans le calcul de l'angle limite présente l'avantage de représenter le comportement classique d'un véhicule avec une précision améliorée. Selon un autre aspect de l'invention, il est également proposé un procédé de commande de braquage des roues avant directrices d'un véhicule automobile, dans lequel on élabore une position angulaire de consigne de braquage des roues avant en fonction d'un angle de surbraquage des roues avant et de la position angulaire du volant. Selon un mode de mise en oeuvre, on élabore ladite position angulaire de consigne de braquage des roues avant selon la relation : a roue = î volant ù K a surb dans laquelle a7O1e représente ladite position angulaire de consigne de braquage des roues avant, en rad ; avolant représente la position angulaire du volant, en rad ; asub représente l'angle de surbraquage des roues avant, en rad ; et 7 K est un gain binaire pouvant prendre les valeurs 0 ou 1 en fonction de la valeur de paramètres de fonctionnement du véhicule. Dans un mode de mise en oeuvre, on détermine l'angle de surbraquage des roues avant en fonction de la position angulaire du volant, et d'un angle limite de braquage des roues avant calculé à partir de la vitesse de lacet et de la vitesse longitudinale du véhicule. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée et de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un système selon un aspect de l'invention ; et - la figure 2 est un schéma synoptique illustrant un mode de mise en oeuvre du procédé selon un aspect de l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 1, le système de commande de braquage 1 des roues avant directrices d'un véhicule automobile comprend un module d'élaboration 2 d'une position angulaire de consigne ardue de braquage des roues avant du véhicule. Le module d'élaboration 2 reçoit en entrée la position angulaire avolant du volant, un angle de surbraquage asurb, un angle limite alun de braquage des roues avant, et la vitesse longitudinale V du véhicule. Ces données d'entrée du module d'élaboration 2 sont respectivement fournies par des connexions 3, 4, 5 et 6. L'angle de surbraquage asurb est déterminé par un module de détermination 7, et plus particulièrement par un premier soustracteur 8 du module de détermination 7, recevant, en entrée, la position angulaire avolant du volant à laquelle il soustrait l'angle limite alun de braquage des roues avant pour délivrer en sortie, par la connexion 4, l'angle de surbraquage asurb. Le premier soustracteur 8 reçoit en entrée la 8 position angulaire avolant du volant par une connexion 9 dérivée de la connexion 3, et l'angle limite alim de braquage des roues avant par une connexion 10. L'angle limite al;m de braquage des roues avant est calculé à partir de la vitesse de lacet iV et de la vitesse longitudinale V du véhicule par des premiers moyens de calcul 11 du module de détermination 7. Le premier module de calcul 11 reçoit en entrée une vitesse de lacet IV par une connexion 12 et la vitesse longitudinale V du véhicule par une connexion 13 dérivée de la connexion 6. La position angulaire avolant du volant, la vitesse de lacet IV, et la vitesse longitudinale V du véhicule sont, par exemple, déterminées au moyen de capteurs respectifs. Bien entendu, en variante, ils peuvent être déterminés par des dispositifs d'estimation. La connexion 5 est dérivée de la connexion 10. Le module d'élaboration 2 comprend un deuxième module de calcul 14 d'un gain binaire K, à partir de la position angulaire avolant du volant fournie par une connexion 15 dérivée de la connexion 3, de l'angle limite alun de braquage des roues avant fourni par la connexion 5, et de la vitesse longitudinale V du véhicule fournie par la connexion 6. Le deuxième module de calcul 14 comprend un premier module de comparaison 16 de l'angle limite alun avec un seuil d'angle limite seuil anglim. Si l'angle limite alun est inférieur au seuil d'angle limite seuil anglim, alors le premier module de comparaison 16 délivre en sortie une information binaire valant 0, et si l'angle limite alun est supérieur ou égal au seuil d'angle limite seuil anglim, le premier module de comparaison 16 délivre en sortie l'information binaire égale à 1, par une connexion 17. Le deuxième module de calcul 14 comprend un deuxième module de comparaison 18 de la position angulaire avolant du volant 9 reçue par la connexion 15, avec un seuil de position angulaire seuil ang volant. Le deuxième module de comparaison 18 délivre en sortie une information binaire égale à 0 si la position angulaire avolant du volant est supérieure au seuil de position angulaire seuil ang volant, et égale à 1 lorsque la position angulaire avolant du volant est inférieure ou égale au seuil de position angulaire seuil ang volant, par l'intermédiaire d'une connexion 19. Le deuxième module de calcul comprend, en outre, un troisième module de comparaison 20 de la vitesse longitudinale V du véhicule avec un seuil de vitesse seuil vit. Le troisième module de comparaison 20 délivre en sortie, par une connexion 21, une information binaire égale à 0 si la vitesse longitudinale V du véhicule est inférieure au seuil de vitesse seuil vit, et égale à 1 lorsque la vitesse longitudinale V du véhicule est supérieure ou égale au seuil de vitesse seuil vit. Le deuxième module de calcul 14 comprend en outre un module ET logique 22 recevant en entrée les informations binaires transmises par les premier, deuxième, et troisième moyens de comparaison 16, 18, et 20 par les connexions respectives 17, 19 et 21, et délivre en sortie la valeur d'un gain binaire K par une connexion 23. Le module d'élaboration 2 comprend également un multiplicateur 24 effectuant la multiplication de l'angle de surbraquage asurb et du gain binaire K reçus respectivement par les connexions 4 et 23. Le multiplicateur 24 délivre en sortie, par une connexion 25, le produit du gain binaire K et de l'angle de surbraquage asurb, à destination d'un deuxième soustracteur 26 du module d'élaboration 2 effectuant la différence entre la position angulaire avolant du volant, transmis par la connexion 3, et le produit K.asurb transmis par la connexion 25. 10 Le deuxième soustracteur 26 délivre en sortie le résultat de cette soustraction avolant - K.asurb, par une connexion 27, à destination d'un diviseur 28 du module d'élaboration 2. Le diviseur 28 effectue la division de la différence avolant - K.asurb transmise par la connexion 27, par le rapport de démultiplication n. Le diviseur 28 délivre en sortie, par une connexion 29, une position angulaire de consigne ardue de braquage des roues avant transmise en direction d'actionneurs du braquage des roues avant du véhicule. En d'autres termes, le deuxième module de calcul 14 calcule le gain binaire K au moyen de la relation : K = (a ffim > Seuil _ ang _ lim) & (a volant Seuil vit) dans laquelle : affin représente ledit angle limite de braquage des roues avant du véhicule, en rad ; Seuil anglim représente un seuil pour ledit angle limite affin de braquage des roues avant du véhicule ; Seuil ang volant représente un seuil pour ladite position angulaire du volant avolant ; V représente la vitesse longitudinale du véhicule ; et Seuil vit représente un seuil pour ladite vitesse longitudinale V du véhicule. En variante, le deuxième module de calcul 14 peut calculer le gain binaire K en mettant en oeuvre un agencement différents de modules, et peut également calculer une version simplifiée du gain binaire K, par exemple ne tenant compte que d'une ou deux des trois conditions testées par le module ET logique 22. Le premier module de calcul 11 effectue le calcul de l'angle limite alun de braquage des roues avant, par exemple selon la relation : a _ 180 n•L•ijr+DA Kimù V g dans laquelle : n représente le rapport de démultiplication entre une variation de position angulaire du volant et la variation de position angulaire correspondante de la roue, adimensionnel ; L représente l'empattement du véhicule, en m ; IV représente la vitesse de lacet du véhicule, en rad/s ; DA représente la dynamique angulaire au volant, i.e. la dérivée de la position angulaire du volant par rapport à l'accélération transversale du véhicule, en rads2m-' ; représente l'adhérence du pneu sur le sol, adimensionnelle ; et g représente la constante gravitationnelle égale à 9.81 m/s2. Le fonctionnement du système de la figure 1 peut être illustré à l'aide de la figure 2 représentant un mode de mise en oeuvre du procédé selon un aspect de l'invention. Lors d'une étape de suivi de consigne (étape 30), la position angulaire de consigne îroue vaut le rapport de la position angulaire du volant avolant et du rapport de démultiplication n. L'angle limite alim de braquage des roues avant directrices du véhicule est ensuite calculé (étape 31) par le premier module de calcul 11 tel que décrit précédemment. Puis dans une étape de test (étape 32), le deuxième module de calcul 14 teste si la vitesse longitudinale V du véhicule est supérieure au seuil de vitesse seuil vit, si la position angulaire avolant du volant est inférieure au seuil de position angulaire seuil ang volant, et si l'angle limite alim est supérieur au seuil d'angle limite seuil anglim, respectivement au moyen du premier, deuxième et troisième modules de comparaison 16, 18 et 20. 11 12 Lorsque ces trois conditions sont vérifiées, au moyen du module ET logique 22, alors le gain binaire K vaut 1, sinon le gain binaire K vaut 0, et on retourne à l'étape de suivi de consigne (étape 30). Lorsque le gain binaire K vaut 1, le module de détermination 7 détermine l'angle de surbraquage asurb des roues avant tel que décrit précédemment, et le module d'élaboration 2 élabore une position angulaire de consigne ardue de braquage des roues avant directrices du véhicule (étape 33) permettant de compenser le sous-virage effectué par le conducteur du véhicule. Puis on retourne à l'étape de test (étape 32). La présente invention permet de détecter un sous-virage avec une efficacité améliorée, et de corriger l'angle de braquage des roues avant directrices du véhicule pour corriger le sous-virage, et ainsi améliorer la sécurité des passagers, sans ralentir le véhicule. REVENDICATIONS 1. Système de commande de braquage des roues avant directrices d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'élaboration (2) d'une position angulaire de consigne ( aroue ) de braquage des roues avant en fonction d'un angle de surbraquage (asurb) des roues avant et de la position angulaire (avolant ) du volant. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens d'élaboration (2) sont adaptés pour élaborer ladite position angulaire de consigne (îroue) de braquage des roues avant selon la relation : a roue = a volant ù K a surb dans laquelle : a7O1e représente ladite position angulaire de consigne de braquage des roues avant, en rad ; avolant représente la position angulaire du volant, en rad ; asurb représente l'angle de surbraquage des roues avant, en rad ; et K est un gain binaire pouvant prendre les valeurs 0 ou 1 en fonction de la valeur de paramètres de fonctionnement du véhicule. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, comprenant, en outre, des moyens de détermination (7) de l'angle de surbraquage (asurb) des roues avant en fonction de la position angulaire du volant (volant), et d'un angle limite (aln,) de braquage des roues avant calculé à partir de la vitesse de lacet (iii) et de la vitesse longitudinale (V) du véhicule par des premiers moyens de calcul (11). 4. Système selon les revendications 2 ou 3, dans lequel lesdits moyens d'élaboration (2) comprennent des deuxièmes moyensde calcul (14) dudit gain binaire (K), lesdits deuxièmes moyens de calcul (14) comprenant des premiers moyens de comparaison (16) dudit angle limite (alim) avec un seuil d'angle limite (Seuil anglim), et/ou des deuxièmes moyens de comparaison (18) de ladite position angulaire du volant (açolzät) avec un seuil de position angulaire (Seuil ang volant), et/ou des troisièmes moyens de comparaison (20) de la vitesse longitudinale (V) du véhicule avec un seuil de vitesse (Seuil_vit). 5. Système selon la revendication 4, dans lequel lesdits deuxièmes moyens de calcul (14) dudit gain binaire (K) sont adaptés pour calculer ledit gain binaire (K) selon la relation : K = (a ffim > Seuil ang lim) & (a volant Seuil vit) dans laquelle : aln, représente ledit angle limite de braquage des roues avant du véhicule, en rad ; Seuil anglim représente un seuil pour ledit angle limite allm de braquage des roues avant du véhicule ; Seuil ang volant représente un seuil pour ladite position angulaire du volant avolant ; V représente la vitesse longitudinale du véhicule ; et Seuil_vit représente un seuil pour ladite vitesse longitudinale V du véhicule. 6. Système selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel lesdits premiers moyens de calcul (11) sont adaptés pour calculer ledit angle limite (allm) de braquage des roues avant selon la relation : a _ 180 n•L•i+DA V . .g dans laquelle : 15 n représente le rapport de démultiplication entre une variation de position angulaire du volant et la variation de position angulaire correspondante de la roue, adimensionnel ; L représente l'empattement du véhicule, en m ; IV représente la vitesse de lacet du véhicule, en rad/s ; DA représente la dynamique angulaire au volant, i.e. la dérivée de la position angulaire du volant par rapport à l'accélération transversale du véhicule, en rads2m-' ; représente l'adhérence du pneu sur le sol, adimensionnelle ; et g représente la constante gravitationnelle égale à 9.81 m/s2. 7. Procédé de commande de braquage des roues avant directrices d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que l'on élabore une position angulaire de consigne (îroue) de braquage des roues avant en fonction d'un angle de surbraquage (asb) des roues avant et de la position angulaire (avolant) du volant. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel on élabore ladite position angulaire de consigne de braquage des roues avant selon la relation : a roue = a volant ù K a surb dans laquelle a7O1e représente ladite position angulaire de consigne de braquage des roues avant, en rad ; avolant représente la position angulaire du volant, en rad ; asurb représente l'angle de surbraquage des roues avant, en rad ; et K est un gain binaire pouvant prendre les valeurs 0 ou 1 en fonction de la valeur de paramètres de fonctionnement du véhicule. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel on détermine l'angle de surbraquage (asub) des roues avant en fonction dela position angulaire du volant (cç01 t ), et d'un angle limite (alim) de braquage des roues avant calculé à partir de la vitesse de lacet (Ir) et de la vitesse longitudinale (V) du véhicule.