Brevet FR3000930A1 — publié le 20140718

PROCEDE DE DETECTION DE LEVER DE ROUE ARRIERE DE VEHICULE AUTOMOBILE EN VIRAGE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention concerne un procédé de détection d'un lever de roue arrière d'un véhicule automobile de la chaussée. [0002] La présente invention trouve notamment son application dans la détection préventive de situation de lever de roue dans le cadre d'un suivi de trajectoires. [0003] Un autre but de l'invention est la détermination de la vitesse de la roue intérieure en adéquation avec la vitesse du véhicule, et ce, même en cas de lever de ladite roue. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0004] L'information vitesse du véhicule, donnée par une moyenne de la vitesse des roues, est utilisée dans de nombreux dispositifs équipant les véhicules automobiles, allant de dispositifs d'estimation de la pression des pneumatiques aux lois de comportement des 15 véhicules. [0005] Or, Dans certaines situations extrêmes, avec des caractéristiques véhicule particulières, la charge verticale sur la roue arrière intérieure peut baisser de façon importante jusqu'à faire décoller le roue du sol. C'est ce que l'on désigne par « lever de roue » ou « wheel lift » en anglais. La vitesse de cette roue arrière intérieure diminue 20 alors, fonction de l'inertie de la roue et du couple de freinage éventuellement appliqué à celle-ci lors d'un contrôle de sous-virage. [0006] Dans ce cas, la valeur de vitesse étant faussée par la valeur erronée donnée par cette roue arrière qui n'est plus entraînée, elle peut générer des dysfonctionnements et la génération d'alertes ou de régulations intempestives de correction de trajectoire. 25 [0007] Le problème est donc d'identifier les situations de lever de roue afin d'éliminer tout risque de régulation non désirée, notamment dans les systèmes de contrôle de trajectoire. [0008] Il est connu, par le document EP 0 565 095, de limiter les écarts de vitesse sur les roues arrière afin de prendre en compte ces situations intempestives de lever de roue arrière en virage. La limitation de ces écarts est toutefois réalisée de manière empirique et peut conduire, dans certains cas à se positionner assez loin d'une situation de lever de roue, et à déclencher ainsi, trop fréquemment, les moyens de correction permettant d'éviter ces situations de lever de roue qui génèrent un sous-virage. De tels moyens peuvent être une limitation de l'accélération, une réduction de la vitesse, voire un freinage sur la roue intérieure avant,... [0009] Il est également connu, par le document FR 2 930 479, une détection de décollement de la roue arrière intérieure afin de modifier la stratégie de contrôle de trajectoire, la détection étant obtenue par la comparaison de la différence entre l'accélération de la roue arrière intérieure et celle de la roue avant extérieure, avec différents seuils. Toutefois, l'utilisation de l'accélération par la dérivée du signal de vitesse introduit des imprécisions et perturbations sur ce paramètre. Par ailleurs, l'utilisation de l'accélération longitudinale du véhicule mesurée au centre de gravité du véhicule ne peut être assimilée à l'accélération de la roue, notamment par le comportement du véhicule (tangage, roulis), l'état de la route, la pente, le dévers,... EXPOSE DE L'INVENTION [0010] Un des buts de l'invention est d'anticiper le véritable décollement de la roue arrière intérieure d'un véhicule automobile, lors de la mise en virage du véhicule, en s'approchant au plus près du décollement réel de ladite roue. [0011] Selon l'invention, il est proposé un procédé de détection d'une situation de lever de roue d'un véhicule automobile en virage, ledit véhicule comportant un châssis, deux trains de roues reliés au châssis, dont l'un des trains est moteur pour l'entraînement du véhicule, les roues au moins du train non-moteur étant chacune équipée d'un capteur de vitesse de rotation de roue, deux des roues étant reliées à un volant de direction permettant le braquage des dites roues, ledit véhicule comportant un contrôleur d'une unité électronique de commande, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de : - détection de la roue intérieure au virage du train non-moteur selon le sens de rotation du volant de direction du véhicule, - calcul de l'écart entre les vitesses mesurées des roues du train non-moteur, les vitesses étant issues des capteurs de vitesse des dites roues, - calcul de l'écart théorique des vitesses des roues du train non-moteur, - détection de l'éminence d'un lever de la roue intérieure du train non-moteur lorsque la différence entre l'écart entre les vitesses mesurées des roues dudit train et l'écart théorique est supérieur à un seuil Si. [0012] Ainsi, la présente invention se propose de calculer une valeur théorique d'écart de vitesse entre les roues d'un train non-moteur du véhicule, qui puisse être déterminé à tout moment, et qui représente une valeur au-delà de laquelle il est fort probable que la valeur issue des capteurs soit erronée, par une valeur erronée de la vitesse de la roue intérieure. [0013] Selon l'une des caractéristiques de l'invention, l'écart théorique des roues est obtenu par un calcul prenant en compte l'angle de braquage du véhicule et la vitesse de la roue extérieure du train non moteur. Ainsi, ces paramètres étant fiables et résultant directement de mesures, le calcul est fiable et reproductible, tout en restant simple, sans nécessité des moyens de calcul importants. [0014] Avantageusement, les différentes étapes sont réalisées lorsque l'angle de braquage est supérieur à un seuil 52. afin de ne mobiliser les moyens de calcul que lorsqu'un risque de lever de roue est présent. [0015] Selon d'autres caractéristiques : - le seuil S2 est variable en fonction de la vitesse du véhicule, le seuil augmentant avec l'augmentation de la vitesse, - l'ensemble des étapes est effectué selon une fréquence comprise entre 10ms et 40ms, - l'écart théorique des vitesses des roues du train non-moteur est saturé par un gain G > 1. [0016] La présente invention vise également un dispositif de détection d'un lever de roue intérieure d'un train non-moteur d'un véhicule automobile en virage, les roues dudit train étant équipées chacune d'un capteur de vitesse de rotation de roue, deux des roues étant reliées à un volant de direction permettant le braquage des dites roues, ledit dispositif comprenant un contrôleur d'une unité électronique de commande recevant les signaux de vitesse issus des capteurs de vitesse, ainsi que l'angle de braquage du véhicule, et détectant une situation de lever de roue par la mise en oeuvre des étapes d'un procédé selon l'une des caractéristiques précédemment évoquées. [0017] Selon un aspect complémentaire de l'invention, il est proposé un procédé de détermination de la vitesse d'une roue intérieure d'un train non-moteur d'un véhicule automobile en virage, ledit véhicule comportant un châssis, deux trains de roues reliés au châssis, dont l'un des trains est moteur pour l'entraînement du véhicule, les roues de chaque train étant chacune équipée d'un capteur de vitesse de rotation de roue, un contrôleur d'une unité électronique de commande, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de : - détection de la roue intérieure au virage du train non moteur selon le sens de rotation du volant de direction du véhicule, - calcul de la vitesse théorique de la roue intérieure du train non-moteur, - saturation de la vitesse théorique de la roue intérieure du train non- moteur par l'application d'un gain G 1 à ladite vitesse théorique, - substitution de la valeur de vitesse de la roue intérieure du train non- moteur issue du capteur de roue de ladite roue par la valeur maximale entre la valeur de la vitesse théorique saturée de la roue intérieure au virage du train non moteur et la valeur de la vitesse de ladite roue telle que donnée par le capteur de vitesse de roue. [0018] Un tel procédé permet ainsi, dans les dispositifs nécessitant la prise en compte de la valeur de vitesse de roue du train non-moteur, de s'affranchir des situations de lever de roue, par la substitution d'une valeur mesurée de la vitesse de rotation de la roue intérieure au virage, par une valeur théorique. [0019] Selon l'invention, la vitesse théorique de la roue intérieure du train non-moteur est obtenue par un calcul prenant en compte l'angle de braquage du véhicule et la vitesse de la roue extérieure du train non moteur. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0020] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention 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 un modèle cinématique du véhicule, la figure 2 est un relevé des écarts de vitesse réels et calculés selon l'invention, la figure 3 illustre un organigramme du procédé selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0021] La présente invention se propose de déterminer l'éminence d'un lever de roue arrière intérieure de véhicule automobile lors de la prise de virage. Le véhicule est équipé, outre des organes essentiels à son fonctionnement et au transport des passagers, d'un capteur de vitesse de roue dans chacune des roues du véhicule, ainsi que d'un calculateur d'un contrôleur d'une unité de commande permettant notamment des opérations de calcul et de traitement des données issues des capteurs de roues. [0022] Une telle détermination repose tout d'abord sur l'identification de la roue intérieure au virage qui est obtenue par le sens de rotation du volant de direction. Ainsi une rotation du volant par le conducteur dans le sens horaire implique une prise de virage à droite, et la roue intérieure est donc la roue droite. [0023] Le procédé selon l'invention propose de calculer l'écart théorique maximum de vitesse des roues du train non moteur en l'absence de décollement de la roue intérieure. Selon l'exemple proposé, le train considéré est le train arrière, le véhicule étant de type traction. [0024] L'écart théorique est calculé selon une fréquence temporelle déterminée, par exemple 20ms, afin que la dynamique de détection reste en adéquation avec les dispositifs nécessitant une telle détermination. [0025] Selon l'invention, dès que l'écart mesuré par les capteurs de roue dépasse l'écart théorique, la roue intérieure non motrice sera considérée comme fortement délestée, c'est-à-dire en limite d'adhérence. [0026] L'écart théorique est basé sur certaines hypothèses. La première est de considérer que la vitesse de la roue arrière extérieure est une vitesse fiable, cette roue reposant sur le sol avec force, et la vitesse mesurée par le capteur liée à cette roue est donc représentative de l'évolution de la vitesse du véhicule. [0027] Une autre hypothèse est de considérer que l'angle de braquage aux roues avant est petit (inférieur à 20° d'angle aux roues) et que l'angle de braquage aux roues arrière est nul. [0028] Enfin, la dernière hypothèse est de considérer que les calculs se font pour de petits angles de dérive des roues. [0029] Le modèle bicyclette couramment utilisé pour la représentation d'un véhicule automobile, et illustré à la figure 1, permet un calcul de l'écart théorique maximum de vitesse des roues du train arrière non moteur du véhicule. Ce dernier a été symbolisé par l'une des roues avant 2 et l'une des roues arrière 4, selon le modèle bicyclette, son centre de gravité est noté G, éloigné d'une distance L1 du train avant et d'une distance L2 du train arrière. La roue avant est braquée selon un angle ai vers la gauche dans le repère normalisé x, y, z. [0030] Compte tenue d'une dérive 61, la roue avant 2 présente une vitesse VAv orientée selon un angle résultant du braquage du volant et de la dérive, et de valeur ai - 61. [0031] De même, la roue 4 présente un angle de braquage a2 et une dérive 62, ce qui génère une orientation selon un angle de valeur a2 + 62, associé à une vitesse VAR. Le véhicule est ainsi animé d'une vitesse V, selon un angle Ô. [0032] A partir de ce modèle bicyclette, l'angle de braquage avant peut s'exprimer par la relation : tan(a1) =(L1 + L2)/R, où R est le rayon de braquage correspondant à l'angle de braquage, considéré, dans le modèle bicyclette, au niveau de la demie-voie du train. En tenant compte de l'hypothèse selon laquelle l'angle de braquage est faible, alors tan(a1) peut être assimilé à ai. [0033] La représentation cinématique de la trajectoire des roues arrière permet d'écrire, par rapport à la représentation du modèle bicyclette, que le rayon de braquage de la roue extérieure Rext = R + e/2, et le rayon de braquage de la roue intérieure Rint = R - e/2, où e est la voie du train arrière. [0034] Dès lors, les distances dext et dint, parcourues respectivement par les roues extérieures et intérieures du train arrière, pendant un intervalle de temps At, peuvent s'exprimer par les relations : dext/Rext = dint/Rnt. Par dérivation en fonction du temps, avec l'hypothèse d'un glissement nul ou très faible de la roue, on obtient alors l'égalité suivante : VARext/Rext = VARInt/Rint, soit VARext - VARnt = VARext - VARext(Rneext). Cette relation peut également s'exprimer : VAR -=VAR. Compte tenu e,'mt (1 R-elr ew R+e12) de l'hypothèse concernant l'angle de braquage faible, l'équation peut alors s'écrire (équation 1) : VARex1 -VARim = VARexi ( 2ea1 2(L1 + L2)+eal [0035] On obtient ainsi une relation théorique entre la différence de vitesse des roues arrières qui s'exprime uniquement en fonction de la vitesse VAReXt de la roue extérieure, qui est considérée comme fiable et d'un paramètre également fiable qui est l'angle de braquage ai, ainsi que de données du véhicule que sont la voie e et l'empattement L1 + L2 (distance entre l'essieu avant et l'essieu arrière du véhicule). Cette différence de vitesse théorique est notée AVARth. [0036] Par la suite, la comparaison de AVARth avec l'écart de vitesse tel qu'issu des capteurs de roues, noté AVARnies, correspondant à la mesure des vitesses de roues, permet d'estimer l'éminence d'un lever de roue. [0037] En effet, en référence à la figure 2, qui représente deux courbes d'écart de vitesse en fonction du temps pour un véhicule en roulage, lors d'une prise de virage, la courbe 6 en pointillés correspond à l'écart de vitesse théorique AVARth tel que défini précédemment, la courbe 8 en traits pleins relate l'écart de vitesse AVARmes tel qu'issu des capteurs de mesure de vitesse des roues du train arrière. [0038] Ainsi les deux courbes sont assez voisines l'une de l'autre, excepté dans un intervalle approximativement entre 8 s et 10 s, correspondant à la zone A représentée. Ainsi, dans les zones où les deux courbes sont voisines, l'écart de vitesse mesuré est sensiblement égal à l'écart de vitesse théorique, les petites différences étant essentiellement liées aux approximations du modèle théorique utilisé. Il en résulte que la mesure de la vitesse de la roue intérieure correspond bien à une roue en contact avec le sol et entraînée en rotation par le déplacement du véhicule sur le sol. [0039] Par contre, la zone A montre une très forte différence entre AVARth et AVARm', l'écart de vitesse mesuré étant nettement supérieur à l'écart de vitesse théorique. Etant donné que la vitesse de la roue extérieure n'est pas remise en cause, la roue étant en fort appui sur le sol, il s'en suit que l'écart constaté est dû à une diminution de la vitesse mesurée de la roue intérieure, conséquence d'un début de faible adhérence de la roue, prémices à un lever total de ladite roue intérieure qui, n'étant plus entraînée en rotation par le déplacement du véhicule, perd de la vitesse. [0040] Tel que le montre la figure 2, l'écart entre les deux courbes peut atteindre 50 °h de la valeur théorique. Il est ainsi assez aisé de déterminer les cas où l'écart entre les deux courbes résulte d'une manifestation d'un lever de roue imminent ou effectif, en fixant un seuil quant à l'écart entre les courbes, au-delà duquel il est plus que possible qu'un lever de roue arrière intérieur soit imminent ou effectif. [0041] Une telle détection de lever de roue peut alors être utilisée dans de nombreux dispositifs, non seulement en tant qu'alerte pour éviter de prendre en considération la valeur mesurée de la vitesse de roue arrière intérieure lorsque ladite vitesse est utilisée dans des lois de comportement ou de détermination de la pression des pneumatiques. [0042] Ainsi que le montre la figure 3, le procédé selon l'invention utilise un calculateur qui, dans le cas d'une détection de virage par la détection d'angle au volant, détermine tout d'abord, au bloc 10, quelles sont les roues intérieures et extérieures. Puis, au bloc 12, il calcule l'écart AVAV entre les roues avant, par la différence entre les signaux VAVext et VAV,,,t issus des capteurs de vitesse des roues avant. [0043] Le calculateur effectue également, par le bloc 14 le calcul de l'écart théorique de vitesse AVARth entre les roues arrière, selon la formule précédemment mentionnée, à partir du signal VAReXt issu du capteur de vitesse de la roue intérieure, et de la valeur al de l'angle de braquage. [0044] Dans l'étape 16, le calculateur détermine la valeur de l'écart de vitesse AVAR,' à partir des signaux issus des capteurs de vitesse VAR,,,t de la roue arrière extérieure et VAR,nt de la roue arrière intérieure. [0045] L'étape 18 comporte deux aspects. Le premier concerne la détermination de l'écart de vitesse des roues arrière « réaliste », qui prendra la valeur issue des capteurs dans le cas d'une non-détection de lever de roue, et qui prendra la valeur théorique en cas de détection de lever de roue. Pour cela, afin que la courbe de l'écart théorique de vitesse AVARth telle que représentée figure 2, soit systématiquement située au-dessus de la courbe donnant l'écart de vitesse AVARrn' à partir des signaux issus des capteurs de vitesse des roues arrières, un gain G 1, dans une étape 17, est appliqué sur toutes les valeurs mesurées à la fréquence de mesure, qui préférentiellement, est de l'ordre de 20ms. Ce gain ne doit pas être trop élevé afin que la détection de lever de roue puisse s'exécuter sans artefact, et afin que cette courbe théorique ne soit pas trop éloignée de la réalité. La courbe théorique représente ainsi une saturation de l'écart donné par les capteurs de vitesse roue. [0046] Dès lors, en prenant le minimum (MIN) entre les valeurs AVARth et AVAR,' on obtient, soit par la saturation introduite, la valeur issue des capteurs de roues lorsque la roue intérieure n'est pas décollée du sol, soit la valeur théorique, légèrement supérieure à la valeur réelle lors d'un lever de roue, mais relativement proche de la valeur si la roue intérieure n'est pas levée du sol. Cette valeur d'écart de vitesse des roues arrière peut alors être comparée à celle des roues avant, dans une étape 20 afin de déterminer l'écart de vitesse entre les trains avant et arrière, valeur qui est souvent utilisée dans certaines lois de comportement du véhicule. [0047] Par ailleurs, en cas de détection de lever de roue lors de l'étape 18, une alerte est déclenchée, par exemple par le passage d'un état 0 à 1 d'une variable donnée. Dans le cas où le véhicule est équipé d'un dispositif de suivi de trajectoire, ce dispositif tient compte du changement d'état de la variable de détection de l'éminence d'un décollement de la roue intérieure au virage en adaptant le dispositif à cette détection. Le dispositif peut notamment comporter des moyens d'adaptation du suivi en cas de détection de l'éminence d'un décollement, par exemple en modifiant la trajectoire, ou en modifiant la consigne de braquage des roues arrières, ou en actionnant le frein avant intérieur,.... [0048] Selon un autre aspect de la présente invention, par l'équation 1 mentionnée précédemment, il est également possible, lorsqu'un lever de roue est détecté, de remplacer la valeur mesurée de la vitesse de la roue intérieure, par la valeur théorique de la vitesse de cette roue intérieure. Ceci permet de réduire les imprécisions des différentes lois et estimations de vitesse ou autres caractéristiques se fondant sur une valeur de vitesse véhicule déterminée à partir d'une moyenne des vitesses de chacune des roues. [0049] Ainsi, de façon analogue, il est possible, à partir de l'équation 1, de déterminer la valeur théorique de la vitesse de rotation de la roue intérieure du train non-moteur, et de saturer cette valeur par un gain G 1. En effet, tel que précédemment expliqué, en cas de lever de roue, la vitesse de cette dernière diminue et une chute important peut se produire. En disposant les valeurs théoriques légèrement inférieures aux valeurs réelles, lorsque la roue intérieure est bien posée au sol, la valeur maximale entre la valeur théorique et la valeur réelle permet d'obtenir : - soit la valeur mesurée (et correcte) de la vitesse de roue lorsque cette dernière n'est pas levée du sol, - soit la valeur théorique, lorsqu'un lever de roue est détecté, valeur qui reste toutefois bien supérieure à la valeur de vitesse mesurée. [0050] La valeur théorique alors substituée est légèrement inférieure à la valeur qui serait normalement attendue si la roue n'était pas levée, mais permet de ne pas perturber les dispositifs utilisant cette valeur de vitesse. [0051] La présente invention n'est pas limitée à un véhicule à traction où le train non-moteur est le train arrière, et trouve également son application dans le cas d'un véhicule à propulsion, pour lequel le train non-moteur est le train avant. REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'une situation de lever de roue d'un véhicule automobile en virage, ledit véhicule comportant un châssis, deux trains de roues (2, 4) reliés au châssis, dont l'un des trains est moteur pour l'entraînement du véhicule, les roues (4) au moins du train non-moteur étant chacune équipée d'un capteur de vitesse de rotation de roue, deux des roues étant reliées à un volant de direction permettant le braquage des dites roues, ledit véhicule comportant un contrôleur d'une unité électronique de commande, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de : détection (10) de la roue intérieure au virage du train non-moteur selon le sens de rotation du volant de direction du véhicule, calcul (16) de l'écart entre les vitesses mesurées des roues (4) du train non-moteur, les vitesses étant issues des capteurs de vitesse des dites roues, calcul (14) de l'écart théorique des vitesses des roues du train non-moteur, détection (18) de l'éminence d'un lever de la roue intérieure du train non- moteur lorsque la différence entre l'écart entre les vitesses mesurées des roues dudit train et l'écart théorique est supérieur à un seuil S1. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'écart théorique des roues est obtenu par un calcul(14) prenant en compte l'angle de braquage al du véhicule et la vitesse (VARext) de la roue extérieure du train non moteur. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différentes étapes sont réalisées lorsque l'angle de braquage al est supérieur à un seuil S2. 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le seuil S2 est variable en fonction de la vitesse du véhicule, le seuil augmentant avec l'augmentation de la vitesse. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble des étapes (10, 14, 16, 18) est effectué selon une fréquence comprise entre 10ms et 40ms. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (17) de saturation de l'écart théorique des vitesses des roues du train non-moteur par un gain G k 1. 7. Dispositif de détection d'un lever de roue intérieure d'un train non-moteur d'un véhicule automobile en virage, les roues (4) dudit train étant équipées chacune d'un capteur de vitesse de rotation de roue, ledit dispositif comprenant un contrôleur d'une unité électronique de commande recevant les signaux de vitesse issus des capteurs de vitesse, ainsi que l'angle de braquage du véhicule, et détectant une situation de lever de roue par la mise en oeuvre des étapes (10, 14, 16, 18) d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6.