Brevet FR2935661A1 — publié le 20100312

DISPOSITIF D'AIDE A LA MOTRICITE La présente invention concerne un dispositif d'aide à la motricité pour tout type de véhicule automobile. Sur la plupart des véhicules automobiles de tourisme à traction avant, le couple moteur se répartit de façon égale sur les deux roues avant de celui-ci, tout en permettant une différence de vitesse de rotation des deux roues. Ces deux roues sont alors associées à un différentiel dit libre. En cas d'adhérence dissymétrique des roues sur le sol, le véhicule présente alors une faible adhérence d'un côté et une forte adhérence de l'autre côté. Si le conducteur demande de la motricité, le couple moteur se répartit de façon égale sur les deux roues et le côté haute adhérence répond à cette demande du moteur en générant un effort longitudinal de traction correspondant, tandis que le côté basse adhérence ne peut pas passer cette demande. L'effort longitudinal de traction est alors inférieur sur ce côté à celui sur l'autre côté. Les deux efforts de traction n'étant pas égaux, ceci provoque un couple de lacet qui tend à faire tourner le véhicule, du côté à basse adhérence, de façon indépendante de l'angle de braquage du volant. De plus, le fait que l'effort longitudinal engendré du côté à basse adhérence ne stabilise pas la demande moteur, ceci va provoquer une accélération angulaire de la roue, c'est-à-dire un patinage, d'autant plus forte qu'il y a une différence importante entre l'effort longitudinal généré de ce côté du véhicule et la partie de couple moteur à passer. Du fait du différentiel, ceci se répercute irrémédiablement sur le régime de rotation du moteur qui peut alors monter jusqu'au rupteur obligeant le conducteur du véhicule à lâcher la pédale d'accélérateur, s'il ne l'a pas déjà fait avant. Ainsi, lorsqu'il y a une différence de potentiel d'adhérence sur les deux roues motrices d'un tel véhicule, que ce soit en raison de l'adhérence effective au sol en ligne droite ou en raison de la différence de lestage des deux roues avant à cause d'un transfert de charge en situation de virage, l'une des deux roues avant motrices, c'est-à-dire celle qui a le moins de potentiel de motricité, sollicitée en couple à hauteur égale à l'autre roue du fait du différentiel libre, va partir en accélération angulaire de rotation, c'est-à-dire en patinage, ce qui va se traduire par une montée en régime du moteur. Ceci oblige alors à lâcher la pédale d'accélérateur même si une roue adhère encore. De fait, on peut dire que la roue qui n'a pas de potentiel de motricité empêche la roue qui en a encore au sol de passer les efforts du fait de la liaison cinématique du différentiel. Dans l'état de la technique, ces problèmes sont résolus par des moyens de réduction du régime de rotation 20 du moteur. En effet, on utilise aujourd'hui des calculateurs de contrôle moteur qui traitent la perte de potentiel de motricité d'une roue du point de vue global des roues avant du véhicule. 25 A titre d'illustration de cet état de la technique, la figure 1 représente un véhicule automobile 5 muni de deux roues avant motrices 6 et 7 et deux roues arrière 8 et 9. Le véhicule 5 comporte en outre un calculateur 10 de contrôle moteur. 30 Chacune de ces roues est associée à des moyens 11 d'acquisition de données relatives aux vitesses de rotation des quatre roues 6, 7, 8 et 9, illustrées respectivement par les notations col (vitesse de rotation de la roue avant gauche 6), (02 (vitesse de rotation de la 35 roue avant droite 7), co3 (vitesse de rotation de la roue arrière gauche 8) et (04 (vitesse de rotation de la roue arrière droite 9). Ainsi, les moyens 11 d'acquisition de données relatives aux vitesses des quatre roues 6, 7, 8, 9 transmettent lesdites données au calculateur 10 de contrôle moteur. Si la moyenne des vitesses col et (02 de rotation des roues avant dépasse la moyenne des vitesses (03 et (04 de rotation des roues arrière plus un seuil dv déterminé, alors le calculateur 10 de contrôle moteur prend la main sur le conducteur et détermine un couple moteur réduit, Cmot, tel que la moyenne de vitesse des roues avant soit en accord avec la moyenne de vitesse des roues arrière. La demande de couple moteur, Cmot, est alors régulée pour que la roue qui a le moins de potentiel d'adhérence ne parte pas en accélération, c'est-à-dire en patinage. Ainsi, le couple moteur est réduit et aucune roue ne risque de partir au patinage. Cette solution raisonnable est adoptée au détriment du potentiel que possède la roue se trouvant en situation standard d'adhérence. Par conséquent, un véhicule automobile muni d'un tel dispositif ne peut pas développer une motricité globale du véhicule optimale. Un autre type de dispositif est décrit dans la demande de brevet numéro US5258912. Ce dispositif compare la vitesse de rotation de la roue motrice avant droite avec la vitesse de rotation de la roue motrice avant gauche en vue de réguler la vitesse de l'une d'elle lorsque la différence de vitesse entre les deux roues motrice est trop importante. Des moyens de régulation agissent alors sur la roue qui est en perte d'adhérence pour diminuer sa vitesse de rotation. Une telle mise en oeuvre ne permet pas d'obtenir une motricité optimale dans les situations où les deux roues motrices sont en situation de faible adhérence. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un dispositif permettant de s'affranchir des problèmes précités en vue d'assurer, d'une part, une motricité optimale et d'autre part, une trajectoire du véhicule automobile correspondant à celle que souhaite obtenir le conducteur du véhicule quel que soit le revêtement de la chaussée. A cette fin, l'invention concerne un dispositif d'aide à la motricité d'un véhicule automobile comportant deux roues motrices et deux roues non motrices, ledit dispositif incluant : - des moyens d'entrée pour la réception de 10 données représentatives de la vitesse de rotation des quatre roues du véhicule ; - des moyens de traitement desdites données, transmises par lesdits moyens d'entrée; - des moyens de régulation agissant sur des 15 moyens de freinage ; ledit dispositif étant caractérisé en ce que, lesdits moyens de traitement comportent des moyens pour comparer : - la vitesse de rotation de la première roue 20 motrice dudit véhicule avec la vitesse de rotation de la roue non motrice située du même côté du véhicule ; - la vitesse de rotation de la seconde roue motrice dudit véhicule avec la vitesse de rotation de la roue non motrice située du même côté du véhicule ; 25 lesdits moyens de comparaison agissant sur lesdits moyens de régulation pour en cas de détection d'une perte de motricité d'une roue motrice, déclencher le fonctionnement desdits moyens de freinage de celle-ci. De façon générale et pour la suite de la 30 description on entend par vitesse de rotation d'une roue non motrice, la vitesse réelle de rotation de la roue non motrice (fournie par des moyens d'acquisition du type capteur de vitesse) à laquelle on ajoute un différentiel de vitesse, lequel est par exemple de l'ordre de 2m/s. 35 Parallèlement, on entend pour la suite de la description par vitesse de rotation d'une roue motrice, la vitesse réelle de rotation sans prendre en considération un quelconque différentiel de vitesse. Dès lors, selon l'invention, dans le cas de roues motrices avant, on compare la vitesse de rotation de chacune des deux roues avant avec la vitesse de rotation de chacune des deux roues arrière située du même coté à laquelle est rajoutée un différentiel de vitesse. Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : lesdits moyens d'entrée sont adaptés pour 15 recevoir des données relatives à l'angle de braquage du volant de direction ; lesdits moyens de régulation sont adaptés pour en cas de détection d'une perte de motricité de la deuxième roue motrice déclencher des moyens agissant sur 20 le couple moteur ; lesdits moyens de régulation agissent sur lesdits moyens de freinage et/ou lesdits moyens agissant sur le couple moteur de façon indépendante ou combinée ; 25 ledit véhicule automobile est un véhicule de type à architecture traction. ledit véhicule automobile est un véhicule de type à architecture propulsion. D'autres caractéristiques et avantages de 30 l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique 35 simplifiée d'un dispositif d'aide à la motrcité selon l'art antérieur. La figure 2 est une représentation schématique simplifiée d'un dispositif d'aide à la motricité selon l'invention. La figure 3 est une représentation schématique 5 simplifiée d'un véhicule incorporant un dispositif d'aide à la motricité selon l'invention. Dans les figures 2 et 3 les éléments communs portent les mêmes numéros de référence. La figure 1 a déjà été décrite pour illustrer l'art 10 antérieur. La figure 2 représente de manière schématique un dispositif 101 d'aide à la motricité selon l'invention ainsi que des moyens 102 d'acquisition de données permettant d'acquérir des données relatives à : 15 ù la vitesse de rotation des quatre roues du véhicule ; l'angle de braquage du volant de direction du véhicule. Les données fournies par les moyens 102 20 d'acquisition sont transmises au dispositif 101 d'aide à la motricité. Le dispositif 101 d'aide à la motricité comprend : des moyens 103 d'entrée pour la réception des données en provenance des moyens 102 d'acquisition ; 25 des moyens 104 de traitement desdites données ; des moyens 105 de régulation agissant sur : des moyens 106 de freinage ; des moyens 107 agissant sur le couple moteur. La figure 3 représente schématiquement un véhicule 30 automobile 115 du type avec deux roues avant motrices 116 et 117 et deux roues arrière 118 et 119. Le véhicule 115 incorpore le dispositif 101 tel que représenté en figure 2. Chacune de ces roues est associée à des moyens 102 35 d'acquisition de données relatives aux vitesses de rotation des quatre roues 116, 117, 118 et 119, illustrées respectivement par les notations (0111 (vitesse de rotation de la roue avant gauche 116), (0112 (vitesse de rotation de la roue avant droite 117), (0113 (vitesse de rotation de la roue arrière gauche 118) et (0114 (vitesse de rotation de la roue arrière droite 119). Nous allons décrire dans ce qui suit le fonctionnement du dispositif 101 selon l'invention. Selon un mode de mise en oeuvre conforme à l'invention, une première étape consiste à acquérir des données relatives aux vitesses de rotation (0111, w112, (0113 et (0114 des quatre roues du véhicule automobile via les moyens 102 d'acquisition : ces derniers pouvant être des capteurs intégrés dans le moyeu ou tout autre type de moyens permettant l'acquisition de données relatives à la vitesse de rotation des quatre roues du véhicule automobile. On notera toutefois que les données acquises ne sont pas exclusivement limitées aux vitesses de rotation des quatre roues. En effet, les moyens 102 d'acquisition de données 20 sont également aptes à acquérir des données relatives à l'angle ev du volant de direction 108. L'angle ev du volant est représentatif de la géométrie du véhicule, c'est-à-dire des différentiels géométriques de roues. 25 Toutefois, il convient de noter que le dispositif selon l'invention fonctionne également sans disposer des données relatives à l'angle volant. Les données acquises par les moyens 102 d'acquisition sont ensuite transmises aux moyens 103 30 d'entrée permettant de les enregistrer sur une certaine période mais également d'adapter le langage de communication entre les moyens 102 d'acquisition et les moyens 104 de traitement. Ainsi, les moyens 103 d'entrée enregistrent puis 35 autorisent le transfert des données acquises vers les moyens 104 de traitement. Les moyens 104 de traitement permettent de comparer et d'analyser les données en provenance des moyens 103 d'entrée de façon à détecter une perte d'adhérence. Particulièrement, les moyens 104 de traitement comportent des moyens pour : comparer la vitesse de rotation d'une première roue motrice du véhicule avec la vitesse de rotation de la roue non motrice située du même côté (pour mémoire, on désigne ici par vitesse de rotation de la roue non motrice, la vitesse réelle de rotation de la roue non motrice à laquelle on rajoute un différentiel de vitesse); comparer la vitesse de rotation de la seconde roue motrice du véhicule avec la vitesse de rotation de la roue non motrice située du même côté (pour mémoire, on désigne ici par vitesse de rotation de la roue non motrice, la vitesse réelle de rotation de la roue non motrice à laquelle on rajoute un différentiel de vitesse dV); traiter ces données relatives à la vitesse de rotation des quatre roues et relatives à l'angle de braquage ev du volant de direction. Les moyens 104 de traitement vont agir sur les moyens 105 de régulation. Les moyens 105 de régulation vont ensuite agir sur les moyens 106 de freinage situés du côté du véhicule où les moyens 104 de traitements ont détecté une perte de motricité de la roue motrice afin que sa vitesse de rotation avoisine la vitesse de rotation de la roue arrière non motrice située du même côté. Le dispositif 101 transforme donc la sur-sollicitation moteur en équivalent de pression de freinage. En outre, l'angle volant ev est nécessaire pour 35 tenir compte de façon complète de la géométrie du véhicule. Par ailleurs, une action sur le couple moteur peut également s'avérer nécessaire si la seconde roue motrice se trouve également en perte d'adhérence et ne peut plus assurer la motricité relative au couple moteur. Dans ce cas, les moyens 105 de régulation vont agir sur les moyens 107 agissant sur le couple moteur en vue de diminuer le couple délivré par le moteur. De façon générale, les moyens 105 de régulation vont agir sur les moyens 106 de freinage permettant de freiner indépendamment les deux roues motrices du véhicule et/ou sur les moyens 107 agissant sur le couple moteur de façon indépendante en fonction de la situation. Ces actions peuvent être combinées avec des actions sur les roues non motrices 118 et 119 du véhicule. Nous allons présenter ci-dessous différentes situations d'adhérence que peut rencontrer un véhicule automobile. Fréquemment, les véhicules automobiles se trouvent dans une situation d'adhérence dénommée � musplit �, laquelle est rencontrée lorsque les roues avant et arrière d'un même côté se trouvent sur une chaussée dont l'adhérence n'est pas modifiée, tandis que celles du côté opposé se trouvent sur une chaussée de faible adhérence. A ce titre, des graviers situés sur le bas côté de la chaussée ou des plaques humides peuvent générer une perte d'adhérence pour les véhicules automobiles, diminuant de fait, la motricité du véhicule. Généralement, dans une telle situation, la roue motrice qui traverse une chaussée recouverte de gravier augmente sa vitesse de rotation contrairement à la roue non motrice située du même côté. Ainsi, la vitesse de rotation de la roue non motrice se trouve être une excellente vitesse de référence. Une telle augmentation de vitesse de rotation 35 n'augmente pas pour autant la vitesse de déplacement du véhicule. De fait, la roue motrice en perte d'adhérence augmente sa vitesse de rotation risquant de faire survirer ou sous-virer le véhicule lorsque celle-ci reprend de l'adhérence. Pour palier cet inconvénient, les moyens 105 de régulation vont agir sur les moyens 106 de freinage permettant d'appliquer un couple frein sur la roue en perte d'adhérence permettant également de maintenir un couple moteur optimum pour la roue motrice opposée. Ceci offre la possibilité au conducteur de poursuivre son accélération. De surcroît, la reprise d'adhérence ne modifie pas la trajectoire du véhicule car la roue motrice droite possède une vitesse de rotation sensiblement égale à la vitesse de rotation de la roue motrice gauche. Par ailleurs, lorsqu'un véhicule automobile est à l'arrêt sur un sol plat, la charge du véhicule correspondant à la masse du véhicule est répartie de manière sensiblement uniforme sur le côté droit et sur le côté gauche. Dans une trajectoire courbe, une partie de la charge du véhicule est transférée sur les roues se trouvant à l'extérieur de la courbe. Ce transfert de charge génère une perte de motricité pour la roue motrice située à l'intérieur de la courbe. Pour ce faire, le dispositif selon l'invention génère un couple frein sur la roue motrice en accélération angulaire, laquelle se trouve sur la trajectoire intérieure de la courbe. Parallèlement, le dispositif selon l'invention offre la possibilité au conducteur de poursuivre son accélération. Le dispositif offre donc la possibilité d'atteindre un potentiel maximum pour la roue située en courbe 35 extérieure. En résumé, les moyens 105 de régulation agissent de manière indépendante et selon toutes les mises en oeuvre possibles sur les moyens 106 de freinage et/ou sur les moyens 107 agissant sur le couple moteur. Ainsi, de manière illustrative et nullement limitative les moyens 106 de freinage peuvent agir : uniquement sur la roue motrice droite 115 du véhicule ; uniquement sur la roue motrice gauche 116 du véhicule ; simultanément ou alternativement sur les roues motrices droite et gauche 115 et 116 du véhicule. Ces actions pouvant être associées à des actions permettant de réguler le couple moteur lié à la roue droite et/ou à la roue gauche du véhicule. Les moyens 104 de traitement déterminent de manière 15 autonome le côté frein et le côté moteur tout en respectant la motricité maximale de chaque côté. En outre, il est intéressant de noter que dans la situation courbe, l'absence d'accélération sur la roue motrice située sur la trajectoire extérieure et la 20 génération par le dispositif selon l'invention d'un couple frein sur la roue avant située sur la courbe intérieur créé un couple lacet facilitant la rotation du véhicule. Le dispositif selon l'invention est applicable au 25 véhicule de type architecture traction ou propulsion. On notera que le domaine d'application de l'invention est celui des véhicules automobiles. Le dispositif d'aide à la motricité selon l'invention peut s'appliquer à tout type de véhicule en vue d'assurer, 30 d'une part, une motricité et d'autre part, une trajectoire, optimales pour le véhicule. De ce fait, l'invention est applicable aux autobus, voitures, camions ou tout autre type de véhicule automobile. On notera par ailleurs que le dispositif selon 35 l'invention peut être couplé avec des capteurs d'accélération latérale permettant de mesurer l'adhérence transversale. De tels capteurs transmettent des données relatives à la force latérale, également dénommée force centrifuge, qui devrait être appliquée au véhicule en fonction de sa vitesse et de l'angle du volant afin de la comparer à celle mesurée. Cette information permet de faire la différence entre une trajectoire qui a été respectée dans une courbe et un comportement du véhicule correspondant à une perte d'adhérence simultanée des quatre roues. Le dispositif selon l'invention peut être mis en oeuvre en utilisant un calculateur électronique ECU (� Electronic Control Unit � en anglais) du système de freinage (permettant de freiner indépendamment les deux roues avant) et un calculateur ECU de groupe motopropulseur (permettant le contrôle du couple moteur), lesdits calculateurs ECU étant informés des vitesses de rotation des quatre roues ainsi que de la mesure de l'angle volant. REVENDICATIONS1. Dispositif (101) d'aide à la motricité d'un 5 véhicule automobile (115) comportant deux roues motrices (116) et (117) et deux roues non motrices (118) et (119), ledit dispositif incluant : - des moyens (103) d'entrée pour la réception de données représentatives de la vitesse de rotation des 10 quatre roues du véhicule (0111, (f112, (1113 et (1114) ; - des moyens (104) de traitement desdites données, transmises par lesdits moyens (103) d'entrée; - des moyens (105) de régulation agissant sur des moyens (106) de freinage ; 15 ledit dispositif (101) étant caractérisé en ce que, lesdits moyens (104) de traitement comportent des moyens pour comparer : - la vitesse de rotation de la première roue motrice dudit véhicule (115) avec la vitesse de rotation 20 de la roue non motrice située du même côté du véhicule ; - la vitesse de rotation de la seconde roue motrice dudit véhicule (115) avec la vitesse de rotation de la roue non motrice située du même côté du véhicule ; lesdits moyens de comparaison agissant sur lesdits 25 moyens (105) de régulation pour en cas de détection d'une perte de motricité d'une roue motrice, déclencher le fonctionnement desdits moyens de freinage de celle-ci. 2. Dispositif (101) selon la revendication précédente caractérisé en ce que lesdits moyens (103) 30 d'entrée sont adaptés pour recevoir des données relatives à l'angle (6v) de braquage du volant (108) de direction. 3. Dispositif (101) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens (105) de régulation sont adaptés pour en cas de détection d'une 35 perte de motricité d'une roue motrice déclencher des moyens (107) agissant sur le couple moteur. 4. Dispositif (101) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens (105) de régulation agissent sur lesdits moyens (106) de freinage et/ou lesdits moyens (107) agissent sur le couple moteur de façon indépendante ou combinée. 5. Dispositif (101) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit dispositif est un dispositif d'aide à la motricité d'un véhicule de type à architecture traction. 6. Dispositif (101) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit dispositif est un dispositif d'aide à la motricité d'un véhicule de type à architecture propulsion.