Brevet FR2942430A1 — publié le 20100827

PROCEDE DE COMMANDE D'UNE DIFFERENCE DE VITESSE ENTRE ROUES AVANT ET ARRIERE D'UN VEHICULE A QUATRE ROUES MOTRICES La présente invention concerne un procédé de commande d'une différence de vitesse entre roues avant et arrière d'un véhicule automobile à quatre roues motrices. Elle concerne également un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé. Dans le cas des véhicules automobiles à quatre roues motrices, il est particulièrement intéressant de pouvoir asservir la vitesse d'un train du véhicule par rapport à la vitesse de l'autre train. L'écart souhaité entre la vitesse des roues du train avant et la vitesse des roues du train arrière peut être différent suivant les conditions de roulage du véhicule. Par exemple, lors du démarrage d'un véhicule à moteur à base traction, pour de faibles vitesses, il peut se produire de fortes accélérations, si bien que l'on peut privilégier un glissement faible entre les roues avant et les roues arrière pour augmenter la motricité. Au contraire, pour des vitesses élevées, on tolérera un écart plus important entre le train avant et le train arrière pour privilégier la stabilité. On connaît du document US 5,752,211 un procédé qui améliore le glissement lors de phases de roulage quasi-statique en modifiant la commande de distribution de couple entre le train avant et le train arrière. Cette modification est réalisée en réintroduisant des signaux dans le système de régulation de l'actionneur. Toutefois, du fait de la modification de la boucle de régulation, la stabilité du véhicule n'est pas garantie avec ce type de procédé. La présente invention a pour objectif de remédier à ces inconvénients. L'invention propose un procédé de commande d'une différence de vitesse entre le train avant et le train arrière d'un véhicule à quatre roues motrices, le procédé permettant de régler la commande tout en assurant la stabilité du véhicule. L'invention a ainsi pour objet un procédé de commande d'une différence de vitesse entre la vitesse des roues d'un train avant et la vitesse des roues d'un train arrière d'un véhicule automobile à quatre roues motrices. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - détermination d'une consigne initiale de différence de vitesse en fonction de la vitesse du véhicule, - détermination d'une ou plusieurs consignes intermédiaires de 10 différence de vitesse en fonction d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du véhicule, - modulation de la consigne initiale de différence de vitesse en fonction desdites consignes intermédiaires de différence de vitesse, de manière à obtenir une consigne finale de différence de vitesse, 15 - mesure de la différence de vitesse et comparaison de la différence de vitesse mesurée avec la consigne finale de différence de vitesse, et - régulation de la différence de vitesse mesurée, de manière à ce que la différence de vitesse mesurée atteigne la valeur de consigne 20 finale de différence de vitesse. Ainsi, la consigne de différence de vitesse est modulée en amont du système de régulation, ce qui permet de ne pas modifier le système de régulation. La modulation de la consigne initiale de différence de vitesse 25 (Cinitiale) peut être réalisée par modulations successives en fonction de chaque consigne intermédiaire de différence de vitesse. Les paramètres de fonctionnement du véhicule peuvent par exemple comprendre un ou plusieurs paramètres choisis parmi la température d'embrayage, le rayon de braquage et la différence de 30 rayon des roues entre le train avant et le train arrière. D'autres paramètres envisageables peuvent être la vitesse de lacet, l'état de la route, un indicateur de régulation ABS (Antiblockiersystem en langue allemande), un indicateur de régulation ESP (Electronic Stability Program en langue anglaise), ou encore une position de la pédale d'accélérateur. La consigne finale de différence de vitesse est avantageusement filtrée avant d'être comparée à la différence de vitesse mesurée. L'invention a également pour objet un dispositif de commande d'une différence de vitesse entre un train avant et un train arrière d'un véhicule automobile à quatre roues motrices. Le dispositif selon l'invention comprend : - des moyens de détermination d'une consigne initiale de différence de vitesse en fonction de la vitesse du véhicule, - des moyens de détermination d'une ou plusieurs consignes 15 intermédiaires de différence de vitesse en fonction d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du véhicule, - des moyens de modulation de la consigne initiale de différence de vitesse en fonction desdites consignes intermédiaires de différence de vitesse, permettant l'obtention d'une consigne finale de différence de 20 vitesse, - des moyens de mesure de la différence de vitesse et de comparaison de la différence de vitesse mesurée avec la consigne finale de différence de vitesse, et - des moyens de régulation de la différence de vitesse mesurée, 25 permettant que la différence de vitesse mesurée atteigne la valeur de consigne finale de différence de vitesse. Le dispositif peut comprendre en outre des moyens de filtrage de la consigne finale de différence de vitesse, comme indiqué ci-dessus. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention 30 apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement la détermination d'une consigne de différence de vitesse, conformément à un procédé selon 5 l'invention, et - la figure 2 illustre schématiquement la régulation de la différence de vitesse, conformément au procédé. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, le fonctionnement du procédé peut être décrit en référence à plusieurs blocs. Un dispositif de 10 mise en oeuvre du procédé peut ainsi comprendre un bloc initial 1, un ou plusieurs blocs intermédiaires 2,3,4, un bloc de filtrage de signal 5, un bloc de mesure 6, un bloc de régulation 7, et un bloc actionneur 8. Le bloc 1, dit bloc initial, permet de déterminer une consigne initiale de différence de vitesse Cinitiale entre la vitesse des roues d'un 15 train avant et la vitesse des roues d'un train arrière d'un véhicule automobile, en fonction de la vitesse du véhicule. La vitesse du véhicule peut par exemple être calculée à partir de quatre capteurs de vitesse aptes à mesurer la vitesse des quatre roues du véhicule. Dans le cas d'un véhicule principalement à traction, on peut également calculer la 20 vitesse en faisant la moyenne des vitesses des roues arrière. La consigne initiale de différence de vitesse Cinitiale peut être obtenue à partir d'une cartographie la répertoriant des valeurs de consigne d'écart de vitesse en fonction de la vitesse du véhicule. Les blocs intermédiaires 2,3,4 permettent la détermination de 25 consignes de différence de vitesse intermédiaires qui sont chacune fonction d'un paramètre de fonctionnement du véhicule. Le bloc intermédiaire 2 permet l'obtention d'une consigne intermédiaire de différence de vitesse cil en fonction de la température de l'embrayage piloté. La température de l'embrayage a tendance à 30 augmenter quand les trains ne sont pas à la même vitesse et que l'embrayage transfère du couple. La température de l'embrayage peut être estimée à partir de la requête de couple et de l'écart de vitesse entre l'entrée et la sortie de l'embrayage piloté. La consigne intermédiaire ciz, qui est fonction de la température de l'embrayage peut être obtenue à partir d'une cartographie 2a répertoriant des valeurs de consigne d'écart de vitesse en fonction de la température de l'embrayage. La consigne initiale de différence de vitesse Cinitiale déterminée par le bloc initial 1 est alors modulée en fonction de la consigne de différence de vitesse cil fonction de la température d'embrayage qui a été déterminée par le bloc intermédiaire 2. En effet, si la température de l'embrayage est élevée, on autorisera par exemple une faible différence de vitesse, car on ne souhaite pas de patinage qui pourrait conduire à une élévation de température endommageant l'embrayage. Le bloc intermédiaire 3 permet l'obtention d'une consigne intermédiaire de différence de vitesse ci3 en fonction du rayon de braquage. La consigne intermédiaire ci3, qui est fonction du rayon de braquage, peut être obtenue à partir d'une cartographie 3a répertoriant des valeurs de consigne d'écart de vitesse en fonction du rayon de braquage. Le rayon de braquage peut être estimé à l'aide des relations suivantes : V Vrr Vrl R Rrr Rrl e Rrr=R+ù 2 RrI=Rùe 225 D'où e (Vrr + Vrl) R=ù 2 (Vrr ùVrl) où yr est la vitesse de lacet, V est la vitesse véhicule, Vrl est la vitesse roue arrière gauche, Vrr est la vitesse roue arrière droite, R est le rayon de braquage véhicule, Rrl est le rayon de braquage de la roue arrière gauche, Rrr est le rayon de braquage de la roue arrière droite et e est la voie. Le paramètre de fonctionnement du véhicule utilisé dans le bloc intermédiaire 3 pourrait également être l'accélération latérale, la vitesse de lacet ou l'angle du volant. Dans ce cas, la consigne intermédiaire c;3, qui serait fonction de ces paramètres, pourrait également être obtenue à partir d'une cartographie 3a répertoriant des valeurs de consigne d'écart de vitesse en fonction de ces paramètres. La consigne de différence de vitesse, déjà modulée par la 15 consigne intermédiaire c;2 du bloc intermédiaire 2, est alors modulée par la consigne intermédiaire c;3 du bloc intermédiaire 3. Le bloc intermédiaire 4 permet l'obtention d'une consigne intermédiaire de différence de vitesse c;4 en fonction des écarts de rayon des roues. La consigne intermédiaire c;4 fonction des écarts de rayon de 20 roues peut être obtenue à partir d'une cartographie 4a répertoriant des valeurs de consigne d'écart de vitesse en fonction d'écarts de rayon de roues. La consigne de différence de vitesse, déjà modulée par les consignes intermédiaires c;2 et c;3 des blocs intermédiaires 2 et 3, est 25 alors modulée par la consigne intermédiaire c;4 du bloc intermédiaire 4. Si par exemple le pneu d'une roue avant est dégonflé, le rayon de la roue est plus petit et sa vitesse est donc supérieure. Grâce au bloc intermédiaire 4, on est capable de détecter le rayon de la roue le plus petit, et on est capable de moduler la consigne de différence de vitesse 6 en autorisant une différence de vitesse plus importante. A l'issue de la modulation apportée par le bloc intermédiaire 4, on obtient une consigne finale de différence de vitesse Cfinale. Cette consigne Cfinale a ainsi été obtenue par modulations successives de la consigne initiale de différence de vitesse Cinitiale• Les modulations peuvent par exemple consister en des soustractions successives des valeurs intermédiaires de consignes de différence de vitesse à la valeur de consigne de différence de vitesse. Dans le cas d'un véhicule à moteur à base traction, on pourra régler les modulations de sorte que la consigne soit toujours positive. Ainsi, si la différence entre la valeur initiale de consigne de différence de vitesse, modulée ou non, et une valeur intermédiaire de consigne est négative, on pourra fixer à 0 la valeur de consigne de différence de vitesse. Inversement, dans le cas d'un véhicule à moteur à base 15 propulsion, on pourra régler les modulations de sorte que la consigne soit toujours négative. La consigne finale de différence de vitesse Cfinale peut également être obtenue, tel qu'illustré sur la figure 1, après filtrage par le bloc de filtrage 5 du résultat obtenu après modulation par les blocs 20 intermédiaires 2,3,4. Le bloc de filtrage 5 a pour but de donner un degré de liberté supplémentaire à la mise au point de la dynamique de l'asservissement sans dégrader sa robustesse. La bande passante de ce filtre peut par exemple varier en fonction de la situation de conduite. A basse vitesse, on peut privilégier une arrivée rapide du couple pour 25 favoriser la motricité, et à haute vitesse, on peut privilégier une arrivée plus progressive pour des raisons de stabilité. Le bloc de mesure 6, tel qu'illustré sur la figure 2, permet de mesurer la différence de vitesse entre la vitesse des roues du train avant et la vitesse des roues du train arrière du véhicule. La vitesse des 30 roues du train avant peut par exemple être la moyenne des vitesses des roues avant du véhicule, et la vitesse des roues du train arrière peut par exemple être la moyenne des vitesses des roues arrière du véhicule. La différence de vitesse mesurée AVmes est ensuite comparée à la consigne finale Cfinale de différence de vitesse. L'écart entre la variable observée AVmes et la valeur de consigne Cfinale est alors corrigé par le bloc régulateur 7. Le bloc actionneur 8 va recevoir du bloc régulateur 7 une commande qui va être fonction de la valeur mesurée AVmes et de la valeur de consigne Cfinale. Le bloc actionneur 8 va ainsi agir sur le véhicule de manière à répartir le couple moteur entre le train avant et le train arrière suivant cette commande. Le procédé selon l'invention permet ainsi de moduler la consigne d'écart de vitesse en fonction de différents paramètres de fonctionnement du véhicule. On peut aisément ajouter ou enlever des blocs intermédiaires, ce qui permet une grande flexibilité lors de la conception. On agit seulement sur la consigne d'écart de vitesse, la boucle de régulation n'étant pas modifiée, ce qui permet de garantir la stabilité du véhicule. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'une différence de vitesse entre la vitesse des roues d'un train avant et la vitesse des roues d'un train arrière d'un véhicule automobile à quatre roues motrices, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - détermination d'une consigne initiale de différence de vitesse (Cinitiale) en fonction de la vitesse du véhicule, - détermination d'une ou plusieurs consignes intermédiaires de différence de vitesse (Ci2,Ci3,Ci4) en fonction d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du véhicule, - modulation de la consigne initiale de différence de vitesse (Cinitiale) en fonction desdites consignes intermédiaires de différence de vitesse (Ci2,Ci3,Ci4), de manière à obtenir une consigne finale de différence de vitesse (Cfinale), - mesure de la différence de vitesse et comparaison de la différence de vitesse mesurée (AVn,es) avec la consigne finale de différence de vitesse (Cfinale), et - régulation de la différence de vitesse mesurée (AVn1eS), de manière à ce que la différence de vitesse mesurée (AVn,es) atteigne la valeur de consigne finale de différence de vitesse (Cfinale). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la modulation de la consigne initiale de différence vitesse (Cinitiale) est réalisée par modulations successives en fonction de chaque consigne intermédiaire de différence de vitesse (ci2,ci3,ci4). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les paramètres de fonctionnement du véhicule comprennent un ou plusieurs paramètres choisis parmi la température d'embrayage, le rayon de braquage et la différence de rayon des roues entre le train avant et le train arrière. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la consigne finale de différence de vitesse (Cfinale) est filtrée avant d'être comparée à la différence de vitesse mesurée (AVmes)• 5. Dispositif de commande d'une différence de vitesse entre un train avant et un train arrière d'un véhicule automobile à quatre roues motrices, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens de détermination d'une consigne initiale de différence de vitesse (Cinitiale) en fonction de la vitesse du véhicule, - des moyens de détermination d'une ou plusieurs consignes intermédiaires de différence de vitesse (ci2,ci3,ci4) en fonction d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du véhicule, - des moyens de modulation de la consigne initiale de différence de vitesse (Cinitiale) en fonction desdites consignes intermédiaires de différence de vitesse (Ci2,Ci3,Ci4), permettant l'obtention d'une consigne finale de différence de vitesse (Cfinale), - des moyens de mesure de la différence de vitesse et de comparaison de la différence de vitesse mesurée (AVmes) avec la consigne finale de différence de vitesse (Cfinale), et - des moyens de régulation de la différence de vitesse mesurée (AVmes), permettant que la différence de vitesse mesurée (AVmes) atteigne la valeur de consigne finale de différence de vitesse (Cfinale).6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de filtrage de la consigne finale de différence de vitesse (Cfinale)•