Brevet FR3013665A1 — publié le 20150529

Système et procédé de contrôle de motricité pour véhicule automobile avec adaptation de la variation du couple au domaine de fonctionnement du pneumatique 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 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 aptes à émettre un signal en rampe 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. Selon une caractéristique générale de ce système de contrôle, les moyens de calcul comprennent un moyen pour déterminer en fonction du glissement un domaine de fonctionnement d'un pneumatique de la roue et pour corriger le couple à transmettre en fonction du domaine de fonctionnement du pneumatique. Ainsi, en tenant compte du domaine de fonctionnement du pneumatique de la roue en fonction du glissement, 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, les moyens de calcul comprennent des moyens pour affecter à un ensemble de domaines de fonctionnement du pneumatique de la roue des signaux de correction ayant des rampes respectives de correction de couple. Par exemple, les moyens de calcul comprennent une cartographie définissant un ensemble de domaines de fonctionnement du pneumatique en fonction d'un coefficient de glissement longitudinal du pneumatique. Dans un mode de mise en oeuvre, la cartographie comporte un premier domaine de fonctionnement correspondant à une zone d'adhérence avec un coefficient de rampe de variation de couple faible, un deuxième domaine de fonctionnement correspondant à une zone de limite d'adhérence avec un coefficient de rampe de variation de couple moyen, et un troisième domaine de fonctionnement correspondant à une zone de saturation en glissement avec un coefficient de rampe de variation de couple élevé. 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 détermine en outre en fonction du glissement un domaine de fonctionnement d'un pneumatique de la roue et l'on corrige le couple à 25 transmettre en fonction du domaine de fonctionnement du pneumatique. Dans un mode de mise en oeuvre, on affecte à un ensemble de domaines de fonctionnement du pneumatique de la roue des signaux de correction ayant des rampes respectives de correction de couple. 30 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 d'un pneu en longitudinal, et la figure 5 représente un exemple de procédé de contrôle de motricité au moyen du dispositif de contrôle 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 premier contrôleur 12 de correction de l'erreur de glissement. Ce contrôleur peut par exemple être un correcteur PID, ou un autre type de contrôleur, ou une cartographie... Le bloc de transfert 11 comprend un second contrôleur 13 et un troisième contrôleur 14. Dans cet exemple, il s'agit de cartographies définissant un ensemble de domaines de fonctionnement du pneumatique de la roue en fonction d'un coefficient de glissement longitudinal du pneumatique. Les cartographies 13 et 14 délivrent un signal en rampe dont la pente dépend du domaine de fonctionnement du pneumatique. Un limiteur de rampe 15 est placé en aval des contrôleurs 12, 13 et 14. Le limiteur de rampe combine les signaux issus des contrôleurs de manière à émettre un signal de sortie en rampe, dont la pente dépend de l'erreur de glissement EASR1 et du domaine de fonctionnement 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. Le signal de correction dépend donc de deux paramètres. Il dépend en premier lieu de l'erreur de glissement EASR1. Le signal de correction est également dépendant du domaine de fonctionnement du pneumatique, déterminé par une cartographie en fonction d'un coefficient de glissement longitudinal. Ainsi, au moyen de ce bloc de transfert 11, le signal de réponse permet une variation de couple mieux adaptée au comportement en glissement longitudinal du pneumatique. 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 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 apparaît 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. A chacun de ces trois domaines, on attribue une pente de signal en rampe de variation du couple transmis permettant une correction du glissement optimale, c'est à dire permettant une bonne réactivité tout en évitant les à-coups. Plus particulièrement, on attribue au domaine A une valeur de pente faible, pour éviter les à-coups et avoir une réponse moins réactive. On attribue au domaine C une valeur de pente élevée, pour privilégier la réactivité, les à-coups étant filtrés. On attribue au domaine B une valeur de pente moyenne. 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 ensuite, lors d'une troisième étape E03, 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), aptes à émettre un signal en rampe 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, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul comprennent un moyen (12, 13, 14) pour déterminer en fonction du glissement un domaine de fonctionnement d'un pneumatique de la roue et pour corriger le couple à transmettre en fonctionnement du pneumatique. 2. Système selon la revendication fonction du 1, caractérisé domaine de en ce que les moyens de calcul comprennent des moyens (12, 13, 14) pour affecter à un ensemble de domaines de fonctionnement du pneumatique de la roue des signaux de correction ayant des rampes respectives de correction de couple. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de calcul comprennent une cartographie définissant un ensemble de domaines de fonctionnement du pneumatique en fonction d'un coefficient de glissement longitudinal du pneumatique. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cartographie (12, 13, 14) comporte un premier domaine de fonctionnement correspondant à une zone d' adhérence avec un coefficient de rampe de variation de couple faible, un deuxième domaine de fonctionnement correspondant à une zone de limite d'adhérence avec un coefficient de rampe de variation de couple moyen, et un troisième domaine de fonctionnement correspondant à une zone de saturation en glissement avec un coefficient de rampe de variation de couple élevé. 5. 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 qu'on détermine en fonction du glissement un domaine de fonctionnement d'un pneumatique de la roue et l'on corrige le couple à transmettre en fonction du domaine de fonctionnement du pneumatique. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on affecte à un ensemble de domaines de fonctionnement du pneumatique de la roue des signaux de correction ayant des rampes respectives de correction de couple.