Brevet FR3013662A1 — publié le 20150529

Système et procédé de contrôle de motricité pour véhicule automobile avec adaptation de la variation du couple au glissement absolu des roues du véhicule 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 sa 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 relatif, ou pseudo-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. La vitesse de glissement relatif V% se calcule à partir de l'expression suivante : V% = 100 * (Vroue - Vref)/Vref, où Vref est la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol et Vroue est la vitesse tangentielle de la roue par rapport au sol, ramenée au point de calcul de la vitesse de référence. La vitesse Vroue peut être obtenue à partir de la vitesse de rotation de la roue. Ces systèmes utilisent pour calculer la réponse optimale la théorie de modélisation de Pacejka d'un pneumatique de roue de véhicule. La modélisation de Pacejka définit l'effort transmis par le pneumatique à la route en fonction du glissement relatif. Cette modélisation peut par exemple montrer que l'effort transmis par le pneumatique à la route ne varie pas toujours de la même façon pour une même variation du glissement relatif. Ainsi, la modélisation de Pacejka permet de donner un ordre de variation du couple transmettre à la roue adapté au glissement relatif. Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est d'améliorer encore la réponse du système de contrôle de motricité. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un système de contrôle de motricité pour véhicule automobile, comprenant : - des moyens pour déterminer la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol et la vitesse de rotation d'au moins l'une des roues du véhicule, - des moyens de calcul, aptes à émettre un signal 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 dudit signal de correction émis par les moyens de calcul. Selon une caractéristique générale de ce système de contrôle, les moyens de calcul comprennent en outre un moyen pour déterminer le glissement absolu de chaque roue par rapport au sol, le signal de correction émis étant calculé à partir du glissement absolu. La réponse du système de contrôle est ainsi adaptée au glissement absolu et non plus au glissement relatif. Par conséquent, en adaptant la vitesse de variation du couple à transmettre à la vitesse de glissement absolu, il est possible d'améliorer significativement les systèmes de contrôle de motricité, en simplifiant les cartographies et en améliorant le fonctionnement de la loi de commande à l'approche d'une vitesse de référence nulle. Dans un mode de réalisation, le glissement absolu est calculé à partir de la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol (Vref) et de la vitesse tangentielle de la roue par rapport au sol (Vroue), ramenée au point de calcul de la vitesse de référence du véhicule, selon la formule : AV=Vroue-Vref dans laquelle : AV désigne le glissement absolu ; Vroue désigne la vitesse tangentielle de la roue par rapport au sol ; et Vref désigne la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol. Dans un mode de mise en oeuvre, les moyens de calcul comprennent une cartographie dans laquelle sont stockées des signaux de correction de couple en fonction d'au moins une variable choisie parmi le glissement absolu de la roue, la vitesse de référence du véhicule et le chargement du véhicule. Par exemple, la cartographie comprend des seuils de déclenchement constants par rapport à la ou chaque variable de la cartographie. L'invention a également pour objet un procédé de contrôle de motricité pour véhicule automobile, dans lequel on mesure la vitesse de référence du véhicule et la vitesse de rotation d'au moins l'une des roues du véhicule, on émet un signal 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. Selon une caractéristique générale de ce procédé, on élabore le signal de correction du couple à transmettre en fonction du glissement absolu. 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 la vitesse de glissement relatif du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 illustre le calcul du signal de l'erreur de glissement ; - la figure 4 illustre les moyens de calcul de la correction du couple mis en oeuvre dans le dispositif de la figure 1, et -la figure 5 illustre un procédé de contrôle de motricité selon un mode de réalisation de l'invention. 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 absolu de cette roue. Les paramètres d' entrée du dispositif de contrôle 1 comprennent la vitesse de rotation des roues Vroue et la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol Vref. Le fonctionnement de cet exemple de contrôle de motricité se fait en trois étapes. Dans une première étape, on détermine la vitesse de glissement absolu. Dans une seconde étape, on en déduit l'erreur de glissement. Enfin, on calcule une valeur de signal corrigé. Le dispositif de contrôle comporte ainsi un premier module de calcul 2 destiné à calculer la vitesse de glissement absolu AV de la roue. La vitesse de glissement absolu est calculée à partir de la vitesse de référence Vref du véhicule par rapport au sol et de la vitesse tangentielle Vroue de la roue par rapport au sol. Comme cela sera détaillé par la suite, il s'agit de la différence entre la vitesse de référence et la vitesse tangentielle. Le module de calcul 2 sera détaillé en référence à la figure 2. Le dispositif de contrôle comporte un deuxième module de calcul 9 servant à déterminer l'erreur de glissement EASR1 de la roue, en vue de l'élaboration du signal de correction. L'erreur EASR1 est calculée à partir de la vitesse de glissement AV de la roue et de la vitesse de référence Vref du véhicule. Le module de calcul 9 sera détaillé en référence à la figure 3. Le dispositif de contrôle comporte également un troisième module de calcul 13, qui sera décrit en référence à la figure 4, 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 9. On se référera tout d'abord à la figure 2 qui représente le premier module 2 servant à calculer la vitesse de glissement absolu AV de la roue. Ce premier module de calcul 2 comprend un comparateur 3 raccordé à deux blocs d'entrée 4 et 5 reliés respectivement 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 fournit directement au comparateur 3 la vitesse de référence Vref. 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 Vroue 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 tangentielle Vroue, le signal de vitesse de référence Vref de manière à obtenir la vitesse de glissement absolu AV de la roue. En se référant à la figure 3, le second module de calcul 9 traite la vitesse de glissement absolu AV délivrée en sortie du premier module de calcul 2. Ce second module de calcul comprend un comparateur 12, raccordé à deux blocs d'entrée 10 et 11 reliés respectivement au bloc de sortie 8 du module 2 et au premier moyen 6 de mesure de la vitesse de référence Vref. Le premier bloc d'entrée 10 fournit directement la vitesse de glissement absolu AV au comparateur 12. Le deuxième bloc d'entrée 11 met en oeuvre une fonction de transfert qui permet de calculer, à partir de la vitesse de référence Vref du véhicule, le seuil d'activation ThASR du contrôle de motricité. Cette fonction de transfert peut, par exemple, être une fonction constante égale à zéro, constante, affine, polynôme... selon le comportement désiré. Le comparateur 12 permet de soustraire à la vitesse de glissement absolu le seuil d'activation du contrôle de motricité de manière à calculer l'erreur de glissement sur la roue EASR1. En se référant à la figure 4, le troisième module de calcul 13 reçoit en entrée le signal d'erreur de glissement EAsRi délivré en sortie du deuxième module de calcul 9, et collecté au moyen d'un bloc d'entrée 14. Le module de calcul 13 comprend un contrôleur 15 de correction de l'erreur de glissement. Dans cet exemple, le contrôleur 15 est associé à une cartographie. Il est toutefois possible d'utiliser au lieu et place du contrôleur 15 un correcteur, de type PID, ou autre... Le contrôleur 15 délivre le signal GAsRi 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 la vitesse de glissement absolu. De cette façon, le couple transmis est adapté à l'adhérence de la roue par rapport au sol, de sorte que les à-coups peuvent être évités, tout en préservant la rapidité du système. La cartographie 15 a dans cet exemple des seuils de déclenchement variables par rapport aux variables de vitesse de référence et de vitesse de rotation de la roue, et des seuils de déclenchement constants comme celui par rapport à la variable de chargement du véhicule. En aval du contrôleur 15, le système comporte des moyens de correction 16 du couple à transmettre à la roue. Ils peuvent par exemple être réalisés à partir d'un mécanisme de modulation du couple moteur, du différentiel du véhicule, de moyens d'exercer un couple de freinage... Les moyens de correction 16 corrigent le couple à transmettre en fonction du signal de correction émis en sortie du module de calcul 13. Ainsi, au moyen de ce bloc de transfert 11, le signal de réponse permet une variation de couple adaptée à la vitesse de glissement absolu du pneumatique. 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 la vitesse de glissement absolu AV, à partir de la vitesse de référence Vref du véhicule par rapport au sol et de la vitesse tangentielle Vroue de la roue du véhicule par rapport au sol. La vitesse Vroue peut être calculée au point de calcul de la vitesse de référence Vref, à partir de la vitesse de rotation de la roue Vrot mesurée lors de l'étape précédente. Dans une troisième étape E03, on détermine l'erreur de glissement EASR1, à partir de la vitesse de glissement absolu de la roue et du seuil d'activation du contrôle de motricité. Cette dernière donnée est obtenue à partir de la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol. Lors d'une quatrième étape E04, on traite le signal d'erreur de glissement au moyen d'un contrôleur et on génère un signal de correction du couple à transmettre à la roue. Dans une cinquième étape E05, on corrige le couple transmettre à la roue à partir du signal de correction élaboré au cours de l'étape E04. Des moyens de correction, corrigeant par exemple une pression de freinage appliquée sur la roue, permettent de mettre en oeuvre la correction élaborée au cours du procédé. Ainsi, grâce au dispositif et au procédé qui viennent d'être décrit, il est possible de corriger le couple commandé par le conducteur en fonction de la vitesse de glissement absolu. En corrigeant le couple à partir de la vitesse de glissement absolu, le calcul de l'erreur de glissement permet d'obtenir un comportement plus homogène sur l'ensemble de la plage de vitesse du véhicule. De plus, le fonctionnement à vitesse nulle ou proche de zéro reste fiable tandis qu'il est impossible de calculer la vitesse de glissement relatif à partir d'une vitesse de référence nulle. Le dispositif est également avantageux car sa mise en place est simplifiée et ainsi ses coûts de développement réduits. L'invention permet également de réduire la sensibilité du système à la vitesse, l'adhérence et la charge du véhicule. On notera à cet égard que des seuils de déclenchement de la cartographie peuvent être remplacés par des constantes, ce qui simplifie et réduit les coûts et délais de mise au point. REVENDICATIONS1. Système de contrôle de motricité pour véhicule automobile, comprenant : - des moyens (6, 7) pour déterminer la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol et la vitesse de rotation d'au moins l'une des roues du véhicule, - des moyens de calcul (2, 9, 13) aptes à émettre un signal 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 dudit signal de correction émis par les moyens de calcul, caractérisé en ce que les moyens de calcul comprennent en outre un moyen (2) pour déterminer le glissement absolu de chaque roue par rapport au sol, le signal de correction émis étant calculé à partir du glissement absolu. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le glissement absolu est calculé à partir de la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol et de la vitesse tangentielle de la roue par rapport au sol, ramenée au point de calcul de la vitesse de référence du véhicule, selon la formule : AV=Vroue-Vref dans laquelle : AV désigne le glissement absolu ; Vroue désigne la vitesse tangentielle de la roue par rapport au sol ; et Vref désigne la vitesse de référence du véhicule par rapport au sol. 3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de calcul comprennent une cartographie (15) dans laquelle sont stockées des signaux de correction de couple en fonction d'au moins une variable choisie parmi le glissement absolu dela roue, la vitesse de référence du véhicule et le chargement du véhicule. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cartographie comprend des seuils de déclenchement constants par rapport à la ou chaque variable de la cartographie. 5. Procédé de contrôle de motricité pour véhicule automobile, dans lequel on mesure la vitesse de référence du véhicule et la vitesse de rotation d'au moins l'une des roues du véhicule, on émet un signal 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 élabore le signal de correction du couple à transmettre en fonction du glissement absolu.