Brevet FR3013666A1 — publié le 20150529

Système de contrôle de motricité pour véhicule automobile utilisant un signal de correction en rampe extrait d'une cartographie et procédé de contrôle correspondant L'invention concerne de manière générale le contrôle du comportement d'un véhicule automobile et se rapporte plus particulièrement au contrôle de la motricité d'un véhicule automobile. Le contrôle de la motricité d'un véhicule automobile est essentiel pour préserver la stabilité du véhicule et améliorer la sécurité. L'efficacité d'un système de contrôle de motricité pour véhicule automobile implique de limiter les emballements d'au moins l'une des roues du véhicule pour préserver la stabilité et de réduire et limiter les à-coups qui peuvent être perçus par le conducteur pour conserver un confort de conduite du véhicule et améliorer la sécurité. Les systèmes de contrôle de motricité conventionnels mettent en oeuvre une mesure du glissement d'au moins l'une des roues du véhicule par rapport au sol, des calculs aptes à émettre un signal de correction d'un couple à transmettre sur au moins l'une des roues du véhicule et des moyens pour corriger le couple à transmettre sur ladite roue en fonction dudit signal de correction. On pourra à cet égard se référer au document US 5,443,307 qui décrit un système de contrôle du glissement des roues motrices d'un véhicule automobile dans lequel le différentiel peut être bloqué par une action sur les freins. Par calcul de la différence entre la vitesse de rotation des roues motrices et de la vitesse de rotation du moteur, un correcteur de type proportionnel intégral dérivé (PID) combiné à un asservissement génère un signal de correction pour appliquer un moment de freinage sur l'une des roues motrices. Ces systèmes présentent l'inconvénient de parfois corriger de façon brutale une erreur de glissement alors que ce n'est pas nécessaire. Ces corrections occasionnent une détérioration du confort de conduite et de la sécurité. Une solution connue de l'état de la technique consiste à générer un signal de correction en rampe, dont le but est de transmettre progressivement à la roue le couple corrigé. L'élaboration d'un signal de correction de couple ayant une forme de rampe est avantageuse dans la mesure où elle évite les à- coups et diminue la vitesse de réemballement de la roue. Il a toutefois été constaté que l'utilisation d'un signal de correction en rampe induit un retard et/ou un manque de réactivité dans le contrôle de motricité. Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est d'améliorer encore la réponse du système de contrôle de motricité en prenant en compte l'adhérence de la roue par rapport au sol. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un système de contrôle de motricité pour véhicule automobile comprenant : - des moyens pour déterminer le glissement d'au moins l'une des roues du véhicule par rapport au sol, - des moyens de calcul comprenant un correcteur apte à émettre un signal en rampe de correction du couple à transmettre sur au moins l'une des roues du véhicule et, - des moyens pour corriger le couple à transmettre sur ladite roue, en fonction du signal de correction émis par le correcteur. Selon une caractéristique générale de ce système de contrôle, le correcteur comprend une cartographie dans laquelle sont stockées des valeurs de pente de signaux de correction de couple en fonction du glissement de la roue. Ainsi, en calculant la pente du signal de correction du couple à transmettre à la roue du véhicule à partir du glissement de celle-ci, il est possible d'adapter la rampe et, plus particulièrement, la pente de la rampe du signal de correction du couple en fonction de l'adhérence de la roue par rapport au sol. Dans un mode de réalisation, le système comporte des moyens de limitation de pente destinés à limiter la pente issue de la cartographie. Par exemple, les moyens de limitation de pente assurent une augmentation des pentes négatives et une diminution des pentes positives. L'invention a également pour objet, selon un autre aspect, un procédé de contrôle de motricité pour véhicule automobile, dans lequel on mesure le glissement d'au moins l'une des roues du véhicule, on émet un signal en rampe de correction d'un couple à transmettre sur au moins l'une des roues du véhicule et l'on corrige le couple à transmettre sur ladite roue en fonction dudit signal de correction. On extrait en outre une valeur de pente de la rampe du signal de correction à partir d'une cartographie dans laquelle sont stockées des valeurs de pente de signaux en rampe de correction de couple en fonction du glissement de la roue. Dans un mode de mise en oeuvre, on limite la pente issue de la cartographie. On peut par exemple augmenter les pentes négatives et/ou diminuer les pentes positives. 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 est un schéma d'ensemble d'un dispositif de contrôle de motricité selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 illustre les moyens de calcul de l'erreur de glissement du dispositif de la figure 1 ; la figure 3 illustre le calcul du signal de correction du couple mis en oeuvre dans le dispositif de la figure 1; la figure 4 est un graphe de la modélisation de Pacejka en longitudinal, et la figure 5 représente un exemple de procédé de contrôle de motricité au moyen du dispositif de la figure 1. La figure 1 représente un exemple de dispositif de contrôle de motricité selon un mode de réalisation de l'invention, désigné par la référence numérique générale 1. Plus précisément, dans le mode de réalisation envisagé, le dispositif de contrôle illustré à la figure 1 fait partie d'un dispositif d'anti-patinage, que l'homme du métier désigne par le terme d'ASR. Ce dispositif a pour but de corriger le couple commandé par le conducteur pour permettre au véhicule d'avoir une meilleure tenue de route. Il émet à cet égard un signal de correction utilisé pour corriger le couple transmis à une roue motrice du véhicule, à partir de données concernant le glissement de cette roue. Les paramètres d' entrée du dispositif de contrôle 1 comprennent la vitesse de rotation des roues VROT et la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol VREF. Le fonctionnement de cet exemple de contrôle de motricité se fait en deux étapes. Dans une première étape, on détermine l'erreur de glissement de la roue, et dans un second temps on calcule une valeur de signal corrigé. Le dispositif de contrôle comporte ainsi un premier module de calcul 2 destiné à calculer l'erreur de glissement EASR1 de la roue, qui est la première variable intermédiaire nécessaire pour l'élaboration du signal de correction. L'erreur EASR1 est calculée à partir de la vitesse de rotation VROT de la roue et de la vitesse de référence VREF du véhicule. Le module de calcul 2 sera détaillé en référence à la figure 2. Le dispositif de contrôle comporte également un deuxième module de calcul 8, qui sera décrit en référence à la figure 3, qui calcule le signal GASR1 de correction du couple transmis à la roue à partir de l'erreur de glissement de la roue EASR1 issue du module 2. On se référera tout d'abord à la figure 2 qui représente le premier module 2 servant à calculer l'erreur de glissement EASR1 de la roue. Ce premier module de calcul 2 comprend un comparateur 3 raccordé à deux blocs d'entrée 4 et 5 reliés à un premier moyen 6 de mesure de la vitesse de référence VREF du véhicule par rapport au sol et à un deuxième moyen 7 de mesure de la vitesse VROT de rotation de la roue. Le premier bloc d'entrée 4 permet de manipuler la vitesse de référence VREF selon une fonction de transfert, par exemple une fonction constante, affine, polynôme... selon le comportement désiré. Le deuxième bloc d'entrée 5 met en oeuvre une fonction de transfert qui permet d'obtenir, à partir de la vitesse de rotation VROT de la roue, la vitesse tangentielle VT de la roue par rapport au sol, calculée au point de calcul de la vitesse de référence VREF. Le comparateur 3 permet de soustraire au signal de vitesse de référence VREF, éventuellement manipulé, le signal de vitesse tangentielle VT de manière à obtenir le signal d'erreur de glissement EASR1 de la roue. En se référant à la figure 3, le second module de calcul 8 reçoit en entrée le signal d'erreur de glissement EAsRi délivré en sortie du premier module de calcul 2. Il comporte un bloc de transfert 11 qui délivre le signal GASR1 de correction du couple transmis à la roue. Ce signal de correction est destiné à provoquer une correction du couple à transmettre afin que le couple transmis à la roue soit adapté à l'adhérence de la roue par rapport au sol, et que les à-coups soient évités, tout en conservant la rapidité su système. Le bloc de transfert 11 comprend un contrôleur 12 de correction de l'erreur de glissement. Ce contrôleur est associé à deux cartographies 13 et 14 dans lesquelles sont stockées des valeurs de pente, respectivement positive et négative, de signaux en rampe de correction du couple en fonction du glissement de la roue et, plus particulièrement, en fonction de l'erreur de glissement de la roue. Il s'agit en d'autres termes de délivrer une valeur de réduction du couple moteur appliqué à la roue en fonction du niveau de glissement de la roue. De cette manière, un signal de correction de couple est émis avec une valeur de rampe mieux adaptée à un comportement non linéaire qu'avec un correcteur classique, par exemple un correcteur de type Proportionnel - Intégral - Dérivé PID. Un limiteur de rampe 15 est placé en aval du contrôleur 12. Il traite également les valeurs de pente issues des cartographies 13 et 14. Le limiteur de rampe 15 combine les signaux issus du contrôleur et des cartographies de manière à émettre un signal de sortie en rampe dont la pente dépend de l'erreur de glissement EASR1, en tenant compte du comportement non-linéaire du pneumatique. Dans cet exemple, on régule enfin la réponse au moyen d'un étage additionnel 16 apte à limiter la sortie entre un minimum et un maximum. Ainsi, au moyen de ce bloc de transfert 11, le signal de réponse permet une variation de couple mieux adaptée au comportement non linéaire du pneumatique. Par construction, la cartographie est en effet moins sensible au bruitage des données d'entrée qu'un correcteur classique, même compatible avec le comportement non linéaire du pneumatique, par exemple un correcteur de type PID. A l'aide d'un dispositif de ce type, il est possible d'adapter la réponse en rampe à différents paramètres tels que l'adhérence, en vue de préserver la réactivité et le confort de conduite. Par exemple, en situation de forte adhérence, les à-coups sont généralement plus fortement perceptibles par le conducteur et la réactivité du système de contrôle de motricité est moins importante que dans une situation de faible adhérence. Comme cela sera expliqué par la suite, le couple transmis à la roue est ainsi modifié en fonction du domaine de fonction du pneumatique. La figure 4 représente la courbe de la modélisation de Pacejka d'un pneumatique en effort longitudinal. Cette courbe représente l'effort longitudinal transmis au sol par le pneumatique d'une roue en fonction du glissement longitudinal du pneumatique. Il apparait que le comportement du pneumatique n'est pas linéaire. On distingue trois domaines de fonctionnement du pneumatique sur cette courbe. Dans un premier domaine A, on dit que le pneumatique « adhère ». Le couple transmis par le pneumatique au sol est proportionnel à la vitesse de glissement longitudinal. L'intégralité du couple étant transmis à la route, les à coups de couple ne sont pas souhaitables car fortement perceptibles par le conducteur. Dans un deuxième domaine B, on dit que le pneumatique est « en limite d'adhérence ». Le couple transmis par le pneumatique décroit légèrement lorsque la vitesse de glissement longitudinal augmente. Une partie du couple n'est plus transmise à la route, les à-coups de couple sont légèrement filtrés. Dans un troisième domaine C, on dit que le pneumatique est « saturé en glissement ». Le couple transmis par le pneumatique au sol est constant quelle que soit la vitesse de glissement longitudinal. Une partie majeure du couple n'est plus transmise à la route, les à-coups de couple sont imperceptibles par le conducteur. Un signal de correction entraînant une forte variation de couple n'aura donc pas le même impact sur la tenue de route et sur le confort selon la vitesse de glissement longitudinal à laquelle est soumis le pneumatique. A partir de cette modélisation, on peut calculer, pour différents niveaux de glissement, une variation de couple permettant une correction du glissement optimale, c'est à dire permettant une bonne réactivité tout en évitant les à-coups. On peut en particulier calculer, pour différents niveaux de glissement, un signal de correction du couple transmis en rampe, dont la pente plus ou moins raide permet la variation de couple optimale. On peut alors construire une cartographie dans laquelle sont stockées des valeurs de pente de signaux de correction en rampe en fonction du glissement longitudinal de la roue. Par exemple, lorsque le pneumatique n'est pas saturé en glissement, c'est-à-dire lorsqu'il a conservé une bonne adhérence, la réactivité de la correction est moins importante et les à-coups sont filtrés. Un coefficient de pente de rampe élevé est donc approprié. La rapidité de l'élaboration du signal de correction dépend de la construction de la cartographie, tandis que celle d'un correcteur PID dépend des termes proportionnels et dérivatifs. Au contraire, selon le niveau de construction de la cartographie, il est possible d'obtenir un contrôleur et une cartographie plus réactifs qu'un correcteur de type PID. La figure 5 présente un exemple de procédé de contrôle de motricité mettant en oeuvre le dispositif qui vient d'être décrit. Dans une première étape E01, on détermine les données d'entrée qui vont être traitées au cours des étapes suivantes. Cette première phase comprend notamment la mesure de la vitesse de référence du véhicule VREF et de la mesure de la vitesse de rotation des roues VROT. Dans une seconde étape E02, on calcule l'erreur de glissement EAsRi, à partir de la vitesse tangentielle de la roue par rapport au sol et du seuil d'activation du contrôle de motricité. Ces deux données sont obtenues respectivement à partir de la vitesse de rotation de la roue et de la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol. On élabore, au cours d'une troisième étape E03, ensuite un signal de correction en rampe dont la pente est extraite d'une cartographie en fonction du glissement et du comportement non linéaire du pneumatique. Dans une quatrième étape E04, on corrige le couple transmettre à la roue à partir du signal de correction élaboré au cours de l'étape E03. Des moyens de correction, par exemple une pression de freinage appliquée sur la roue, permettent de mettre en oeuvre la correction élaborée au cours du processus. Ainsi, grâce au processus qui vient d'être décrit, il est possible de corriger le couple commandé par le conducteur en fonction du glissement et de paramètres complémentaires tels qu'un couple de référence pouvant désigner un couple maximal transmissible avant perte d'adhérence. De cette façon, le couple transmis à la roue permet d'obtenir une bonne tenue de route et ce avec une réactivité importante. REVENDICATIONS1. Système de contrôle de motricité pour véhicule automobile, comprenant : - des moyens pour déterminer le glissement d'au moins l'une des roues du véhicule par rapport au sol, - des moyens de calcul (8), comprenant un correcteur (12, 13, 14) apte à émettre un signal en rampe de correction du couple à transmettre sur au moins l'une des roues du véhicule, et - des moyens pour corriger le couple à transmettre sur ladite roue, en fonction du signal de correction émis par le correcteur, caractérisé en ce que ledit correcteur comprend une cartographie (13, 14) dans laquelle sont stockées des valeurs de pente de signaux de correction de couple en fonction du glissement de la roue. 2. Système de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de limitation de pente (15) destinés à limiter la pente issue de la cartographie. 3. Système de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de limitation de pente (15) assurent une augmentation des pentes négatives et une diminution des pentes positives. 4. Procédé de contrôle de motricité pour véhicule automobile, dans lequel on mesure le glissement d'au moins l'une des roues du véhicule, on émet un signal en rampe de correction d'un couple à transmettre sur au moins l'une des roues du véhicule et l'on corrige le couple à transmettre sur ladite roue en fonction dudit signal de correction, caractérisé en ce que l'on extrait une valeur de pente de la rampe du signal de correction à partir d'une cartographie (13, 14) dans laquelle sont stockées des valeurs de pente de signaux en rampe de correction de couple en fonction du glissement de la roue. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on limite la pente issue de la cartographie.. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on augmente les pentes négatives et on diminue les pentes positives.