EP1841636A1

EP1841636A1 - Procede de commande de l'orientation des roues arriere d'un vehicule

Info

Publication number: EP1841636A1
Application number: EP06709406A
Authority: EP
Inventors: Yves Le Vourch
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-10-10
Also published as: FR2880859A1; KR20070105339A; US20080281489A1; JP2008526621A; WO2006077341A1

Abstract

L'invention à pour objet un procédé de commande de l'orientation des roues arrière (12, 12') d'un véhicule (1) , au moyen d'un système informatisé de pilotage (2) comportant un module (20) de calcul d'un angle de braquage a2 des roues arrière (12, 12') en fonction de l'angle de braquage a1 des roues avant (11, 11'). Selon l'invention, les roues avant (11, 11') étant orientées, pendant une période de temps, de façon que le véhicule (1) suive une trajectoire courbe T1 avec un côté intérieur et un côté extérieur, l'angle de braquage arrière a2 déterminé par le module de calcul (20) est corrigé et limité à une valeur maximale a20 calculée à chaque instant de façon que le coin arrière E2 suive ensuite une trajectoire T3 restant à l'intérieur de la trajectoire T1 suivie antérieurement par le coin extérieur avant E1 et, au plus, tangente à celle-ci.

Description

Procédé de commande de l'orientation des roues arrière d'un véhicule

L'invention a pour objet un procédé de commande de l'orientation des roues arrière d'un véhicule ayant deux ensembles de roues orientables, respectivement au moins une roue avant directrice et au moins une roue arrière pouvant également être orientée pour réduire le rayon de giration du véhicule. D'une façon générale, un véhicule terrestre, en particulier une voiture automobile, comporte une caisse portant un habitacle et reposant sur le sol, habituellement par quatre roues, respectivement deux roues avant directrices commandées par le conducteur et deux roues arrière qui, le plus souvent, sont dirigées suivant l'axe longitudinal du véhicule. Dans certains cas, cependant, en particulier pour des véhicules tous terrains, il est avantageux d'orienter également les roues arrière du véhicule.

Cette orientation des roues arrière est déterminée en fonction de l'angle de braquage des roues avant commandé par le conducteur et en tenant compte de la vitesse du véhicule. Pour une vitesse relativement faible en effet, par exemple dans un garage ou un parc de stationnement ou bien en terrain accidenté, il est avantageux de réduire le rayon de giration en braquant les roues arrière dans le sens opposé à l'angle de braquage des roues avant qui, à faible vitesse, peut être important. En revanche, à vitesse plus élevée, l'angle de braquage des roues avant est assez réduit et il est préférable de maintenir les roues arrière dans l'alignement du véhicule pour une circulation, pratiquement en ligne droite ou, même, de réaliser un effet « sur-vireur » en braquant les roues arrière dans le même sens que les roues avant.

La possibilité d'orienter les roues arrière donne donc certains avantages. Toutefois, un braquage des roues arrière dans le sens opposé aux roues avant risque de provoquer un débordement de la partie arrière du véhicule à l'extérieur de la trajectoire suivie par la partie avant. Une telle situation peut être dangereuse lorsque le conducteur évite un obstacle car il n'est pas sûr que la partie arrière du véhicule évite l'obstacle de la même façon que la partie avant et il peut difficilement prévoir la trajectoire de la partie arrière, en particulier lorsque celle-ci s'étend en porte-à-faux vers l'arrière sur une longueur relativement importante.

De même, lorsque le véhicule quitte un stationnement avec un angle de braquage relativement important, un braquage en sens opposé des roues arrière facilite le dégagement en réduisant le rayon de giration mais peut, en revanche, amener le porte-à-faux arrière à rencontrer un obstacle placé le long de ce stationnement, par exemple un poteau de signalisation.

L'invention a pour objet d'éviter de tels inconvénients sans complication excessive du système informatisé de commande de l'orientation des roues arrière. L'invention concerne donc, d'une façon générale, un procédé de commande de l'orientation des roues arrière d'un véhicule ayant au moins une roue avant directrice et au moins une roue arrière orientable dont l'orientation est contrôlée par un système informatisé de pilotage comportant un module de calcul d'un angle de braquage des roues arrière en fonction de l'angle de braquage des roues avant commandé par le conducteur, le véhicule ayant une forme sensiblement rectangulaire avec deux coins avant et deux coins arrière débordant par un porte-à- faux, respectivement en avant et en arrière des roues avant et arrière.

Conformément à l'invention, les roues avant étant orientées par le conducteur de façon que, pendant une période de temps, le véhicule suive une trajectoire courbe avec un côté intérieur et un côté extérieur, l'angle de braquage des roues arrière déterminé par le module de calcul est corrigé et limité à une valeur maximale calculée à chaque instant de façon que le coin extérieur du porte-à-faux arrière suive, pendant la même période de temps, une trajectoire restant à l'intérieur de la trajectoire suivie antérieurement par le coin extérieur du porte-à-faux avant et, au plus, tangente à celle-ci.

De façon particulièrement avantageuse, pendant le déplacement du véhicule le long de sa trajectoire, le système informatisé de pilotage mesure, à chaque instant, un ensemble de paramètres représentatifs du déplacement, comportant au moins la vitesse longitudinale courante du véhicule avec un signe positif vers l'avant et les angles d'orientation des roues avant et arrière avec un signe positif dans le sens trigonométrique, et met en mémoire, pour une série de positions de base séparées les unes des autres le long de la trajectoire par un même déplacement élémentaire, les valeurs moyennes desdits paramètres calculées, sur le déplacement élémentaire entre chaque position de base et la position de base précédente. Ainsi, pendant le déplacement élémentaire suivant une position de base, le système de pilotage peut calculer, à chaque instant, un angle de braquage arrière corrigé de façon que la trajectoire qui en résulte pour le coin arrière, compte tenu de la longueur du véhicule et des valeurs moyennes des paramètres mises en mémoire, reste à l'intérieur de la trajectoire suivie précédemment par le coin avant à une distance en arrière de celui- ci correspondant à la longueur du véhicule. A cet effet, lors du passage du coin avant dans une position de base, le système de pilotage définit un repère orthonormé du véhicule ayant pour origine le centre de gravité de celui-ci et pour axe des abscisses, l'axe longitudinal du véhicule et, à partir des valeurs moyennes des paramètres représentatifs mises en mémoire pour ladite position de base, établit l'équation, dans ledit repère, d'une trajectoire fictive équivalente à la trajectoire suivie antérieurement par le coin avant sur une longueur en arrière correspondant à la longueur du véhicule et, en admettant que, pendant le déplacement élémentaire suivant, le coin avant suit une prolongation vers l'avant de ladite trajectoire fictive et que l'angle de braquage avant est conservé, détermine la trajectoire prévisible du coin arrière résultant dudit angle avant et corrige l'angle arrière pour que cette trajectoire prévisible du coin arrière reste à l'intérieur et soit, au plus, tangente à la trajectoire antérieure équivalente du coin avant, à une distance en arrière de celui-ci correspondant à la longueur du véhicule.

Dans un mode de réalisation préférentiel, la longueur d'un déplacement élémentaire entre deux positions de base est déterminée de façon que, sur la trajectoire du coin avant, la longueur du véhicule représente un nombre entier de déplacements élémentaires et l'équation de la trajectoire équivalente à la trajectoire du coin avant est établie à partir des valeurs moyennes des paramètres mises en mémoire pour le même nombre de positions de base précédentes, en remontant jusqu'à une position antérieure extrême reculée vers l'arrière d'une distance sensiblement égale à la longueur du véhicule.

De façon particulièrement avantageuse, l'équation de la trajectoire antérieure équivalente du coin avant est établie, pour chaque position de base, en fonction des valeurs moyennes de la vitesse latérale et de la vitesse de lacet du coin avant, lesdites valeurs moyennes étant calculées à partir de la vitesse longitudinale moyenne et des angles moyens de braquage avant et arrière mises en mémoire pour la position de base considérée.

De même, la trajectoire prévisible du coin arrière pendant le déplacement élémentaire suivant une position de base est déterminée à partir des valeurs moyennes, ainsi calculées, de la vitesse latérale et de la vitesse de lacet du coin avant pendant le déplacement élémentaire précédent.

De préférence, sur le déplacement élémentaire suivant une position de base, le système de pilotage assimile la portion de trajectoire suivie par le coin avant à une prolongation de la trajectoire antérieure équivalente et détermine, à chaque instant, l'ordonnée du coin arrière dans le repère du véhicule correspondant à la position de base considérée, de façon à calculer un angle de braquage arrière tel que ladite ordonnée instantanée du coin arrière ne dépasse pas l'ordonnée du point de même abscisse sur la trajectoire équivalente, dans ledit repère de la position de base considérée. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, la trajectoire antérieure équivalente à la trajectoire suivie par le coin avant est un arc de cercle et, sur le déplacement élémentaire suivant une position de base du coin avant, le système de pilotage assimile la portion de trajectoire suivie, à chaque instant, par la position antérieure du coin avant reculée vers l'arrière de la longueur du véhicule, par rapport à sa position instantanée, à la portion correspondante de la corde dudit arc de cercle passant par le coin avant et sa position antérieure, de façon à prévoir, à chaque instant, le déplacement futur de ladite position antérieure et corriger en conséquence l'angle de braquage arrière pour que la trajectoire suivie par le coin arrière reste écartée et soit au plus tangente à ladite corde. Selon une autre caractéristique préférentielle, le système de pilotage établit, pour chaque position de base, l'équation de la trajectoire antérieure équivalente dans le repère correspondant à cette position de base et conserve le même repère et la même trajectoire équivalente pour corriger l'angle de braquage arrière sur le déplacement élémentaire suivant, ledit repère et ladite équation de la trajectoire équivalente étant recalés dans la position de base suivante en fonction des valeurs moyennes des paramètres mises en mémoire dans cette position, afin de procéder, sur le déplacement suivant, au calcul de la correction de l'angle arrière dans le nouveau repère et à partir de l'équation corrigée de la trajectoire équivalente.

D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention portant, en particulier, sur les équations utilisées et le mode de calcul de la correction, apparaîtront dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés.

La figure 1 est un schéma d'un véhicule à quatre roues orientables.

La figure 2 est un schéma illustrant le comportement du véhicule en courbe. La figure 3 est un schéma du système informatisé de pilotage.

Sur la figure 1 , on a représenté schématiquement un véhicule 1 ayant une caisse 10 sensiblement rectangulaire et portée par quatre roues orientables, respectivement deux roues avant directrices 11 , 11' et deux roues arrières 12, 12', qui sont reliées au châssis de la caisse 10 par un mécanisme de suspension non représenté. Les roues avant 11 , 11 ' sont orientées au moyen, par exemple, d'une crémaillère 13, en fonction d'ordres reçus, de façon mécanique ou électrique, à partir d'un volant de direction (non représenté) commandé par le conducteur.

L'orientation des roues arrière 12, 12' est commandée en fonction de l'angle de braquage ai des roues avant, par un système informatisé de pilotage comprenant une unité de commande 2 qui reçoit des informations correspondant à un ensemble de paramètres représentatifs du déplacement du véhicule et fournies par différents capteurs, respectivement un capteur 21 de la position de braquage des roues avant

11 , 11', un capteur 22 de la vitesse de rotation des roues avant permettant de déterminer la vitesse longitudinale V du véhicule, un capteur 23 de la vitesse de lacet ψ, c'est-à-dire de la vitesse de rotation du véhicule autour d'un axe vertical passant par un point G considéré comme son centre de gravité, et un capteur 24 de l'accélération latérale au centre de gravité.

L'orientation des roues arrière 12, 12' est commandée par des actionneurs 25 contrôlés par le système de pilotage 2 qui comporte un moyen de calcul d'un angle de braquage a₂ des roues arrière en fonction des informations reçues et, en particulier, de l'angle de braquage O₁ des roues avant, de façon à réduire autant que possible le rayon de giration.

L'angle de braquage arrière a₂ est mesuré par des capteurs 26. Les différents capteurs de position et de vitesse peuvent être de type optique ou magnétique, par exemple à effet Hall.

L'unité de commande 2 peut être réalisée sous forme d'un microprocesseur équipé d'une mémoire vive, d'une mémoire morte, d'une unité centrale et d'interfaces d'entrées/sorties permettant de recevoir les informations des différents capteurs et d'envoyer des instructions aux actionneurs 25.

Avantageusement, la vitesse longitudinale V du véhicule peut être obtenue en faisant la moyenne de la vitesse des roues avant ou des roues arrière qui peut être mesurée par les capteurs d'un système anti-blocage des roues ABS.

D'une façon générale, la caisse du véhicule présente, habituellement, une forme grossièrement rectangulaire avec deux coins avant E₁, F₁ et deux coins arrière E₂, F₂ qui sont placés, respectivement, à une distance L₁ en avant et L₂ en arrière du centre de gravité G alors que les roues avant et arrière sont placées à l'intérieur de la caisse 10, respectivement à des distances I₁ et I₂ du centre de gravité qui sont, évidemment, inférieures respectivement à L₁ et L₂. Il existe donc un porte-à-faux avant L₁ - I₁ et un porte-à-faux arrière L₂ - I₂ qui peuvent être plus ou moins importants selon le type du véhicule.

D'une façon générale, le conducteur oriente ses roues avant de façon que le coin avant E₁ du véhicule placé du côté extérieur de la courbe, évite les obstacles, soit en circulation normale, soit pour rentrer dans un stationnement ou en sortir.

Dans les véhicules ayant seulement deux roues avant orientables et deux roues arrière dirigées suivant l'axe longitudinal, la trajectoire du coin arrière extérieur E₂ reste toujours à l'intérieur de celle du coin avant E₁. En revanche, si les roues arrière sont orientées dans le sens opposé aux roues avant pour diminuer le rayon de giration, la trajectoire du coin arrière E₂ peut croiser celle du coin avant E₁ et la partie arrière du véhicule risque donc de heurter des obstacles qui avaient été évités à l'avant par le conducteur.

Selon l'invention, le système de pilotage 2 est agencé de façon à résoudre, par des moyens simples, un tel problème. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement, à titre d'exemple, un véhicule 1 tournant vers la gauche avec un angle a-_\ positif d'orientation des roues avant 11 , 11 ' et dont le coin avant droit E₁ décrit une trajectoire T₁.

Comme indiqué plus haut, le système de pilotage 2 mesure, à chaque instant, un ensemble de paramètres fournis par les différents capteurs et comportant, au moins, la vitesse longitudinale courante V avec son signe, ainsi que les angles d'orientation des roues, respectivement avant a-, et arrière σ₂.

D'autre part, le système de pilotage calcule les moyennes des valeurs instantanées ainsi mesurées sur une série de déplacements élémentaires successifs de longueur D sur la trajectoire T₁ et met en mémoire ces valeurs moyennes pour une série de positions de base correspondant chacune à la fin d'un déplacement élémentaire. De préférence, ce déplacement élémentaire D est choisi de façon que la distance L, égale à la longueur du véhicule corresponde à un nombre entier n de déplacements élémentaires.

Sur la trajectoire T₁, on appelle P₀ une position de base occupée par le coin avant Ei à la fin d'un déplacement élémentaire D₁ et P_n la position reculée occupée antérieurement et située en arrière, à une distance L du point P₀ égale à la longueur L de la caisse 10 du véhicule.

Ainsi, avant d'arriver, le long de la trajectoire T₁, à une position de base P₀, le coin avant E₁ du véhicule passe d'abord, sur une distance correspondant à la longueur de véhicule, par une succession de positions de base P_n, P_n_i, ...P₂, P₁, P₀, séparées les unes des autres par une distance élémentaire D et, pour chacune de ces positions, le système de pilotage a mis en mémoire les valeurs moyennes des paramètres calculées sur le déplacement élémentaire précédent.

Les moyens de calculs permettent de réaliser des déplacements élémentaires assez réduits, par exemple de 30 à 50 centimètres, de telle sorte que le nombre n de déplacements élémentaires correspondant à la longueur L du véhicule soit de l'ordre de 15 à 20, ce qui correspond aux possibilités de calcul informatique.

Dans le cas représenté sur la figure 2, le coin avant extérieur E₁ se trouve donc, à l'instant considéré, dans une position de base P₀ et le système conserve en mémoire les valeurs moyennes des paramètres calculées sur les déplacements élémentaires précédents D₁, D₂ ... D_n.

Pour effectuer les calculs, le système de pilotage utilise, avantageusement, un modèle deux roues de type connu.

Dans chaque position de base P₀, les valeurs moyennes de l'angle avant, de l'angle arrière et la vitesse longitudinale, notées respectivement σ_1m, a_2m et V_m, permettent de reconstituer, dans le repère du véhicule défini par les axes Gx Gy, une vitesse latérale moyenne V_ym et une vitesse de lacet moyenne ψ_m qui sont données par les équations :

(1 ) Vy_n, = V_m ^* (I₂ ûr_1m + I₁ α_2m) / (I₁ + I₂) (2) Ψ_m = V_m ^* ((σ_1m - a_2m) I (I₁ + I₂)

A partir de ces équations, il est possible de définir une trajectoire moyenne T₂ constituée d'une ligne mathématique passant au plus près des différentes positions

P_n, P_n-1 ... P₁, P₀ occupées par le coin avant E₁ lors de son déplacement le long de la trajectoire T1 , sur la longueur L du véhicule, et dont le modèle deux roues permet d'établir l'équation dans le repère Gx₁Gy.

Cette ligne mathématique T₂ peut être considérée comme une trajectoire moyenne équivalente à la trajectoire T₁ réellement suivie par le coin avant E₁ jusqu'à la position de base P₀.

A partir de cette équation établie par le modèle deux roues, le système de pilotage détermine l'ordonnée, sur la ligne équivalente T₂, de la position reculée Q_n se trouvant, sur cette trajectoire équivalente, à une distance L en arrière de la position de base P₀ égale à la longueur du véhicule, et correspondant, par conséquent, à la position antérieure P_n du coin avant écartée en amont de la position de base P₀ par n déplacements élémentaires. Dans la pratique, l'ordonnée ainsi calculée peut s'écrire :

(3) YQ = V_m / Ψ_m - [(L_{1 +}V_ym/ Ψ_m)² + (V_m / Ψ_m)² - (L₂ + V_ym / Ψ_m)²]^1/2 dans laquelle :

V_m est la vitesse longitudinale moyenne sur le déplacement D Ψ_m est la vitesse de lacet moyenne

L₁ est l'abscisse du coin avant E1 dans le repère Gx₁Gy

V_ym est la vitesse latérale moyenne du coin avant

L₂ est l'abscisse du coin arrière

En conservant le repère Gx, Gy du véhicule correspondant à la position de base P₀, le modèle deux roues permet de déterminer l'équation de la trajectoire future T₃, dans ce repère, du coin arrière E₂ lors du déplacement élémentaire suivant

D'1 du coin avant Ei. Pour cela, il est admis que les valeurs moyennes des paramètres mises en mémoire en P₀ sont conservées ainsi que, par conséquent, la vitesse longitudinale moyenne V_m et la vitesse de lacet moyenne Ψ_m indiquées plus haut.

A chaque position instantanée P' du coin avant correspond, sur la trajectoire Ti, une position antérieure P'_n reculée en arrière de la longueur du véhicule par rapport à cette position instantanée P'.

Par approximation, la trajectoire suivie, sur le déplacement Dn, par la position antérieure reculée P'_n est assimilée à la corde P₀ Q_n de la trajectoire équivalente T2.

Par ailleurs, du fait qu'il est admis que l'angle moyen avant αi_m, la vitesse longitudinale V_m, la vitesse latérale V_ym et la vitesse de lacet Ψ_m sont conservées sur le déplacement DY on peut considérer que le coin arrière E₂ suit une trajectoire approximative qui, dans le repère Gx, Gy est une portion d'arc de cercle T₃. Grâce à ces approximations, le système de pilotage peut ainsi calculer, à chaque instant, une correction a'₂ à apporter à l'angle de braquage arrière a₂ pour que, dans le repère Gx, Gy, l'ordonnée du coin arrière E ₂ à cet instant ne dépasse pas l'ordonnée du point correspondant Q'_n de la corde P₀ Q_n de la trajectoire équivalente T₂, l'arc de cercle T₃ étant, ainsi, au plus tangent à la corde P₀ Q_n. Etant donné que la corde P₀ Q_n est toujours placée à l'intérieur de l'arc de cercle T₂ équivalent à la trajectoire réelle T₁ suivie par le coin avant E₁, le coin arrière E₂ restera, en permanence, à l'intérieur de cette trajectoire T₁ et évitera, ainsi, les obstacles évités auparavant par le conducteur en commandant le braquage des roues avant 11 , 11 '. En pratique, la correction d₂ à apporter, à chaque instant, à l'angle arrière a₂ peut être obtenue par un calcul séquentiel des paramètres suivant : a_λ = -1/ a, ; D₁ = I₁/ c/₁ a₂ = Yp_n Z (L₂ - L₁) I b₂ = -L₁/ (L₂ - L₁) a₄ = (1 + ^a₂) / (1 + a₂ ²) ; b₄ = Cb₁ - b₂) a₂ / (1 + a₂ ²) a₅ = a₂a₄ ; b₅ = b₄a₂ + b₂ a₆ = (a₄ - 1 f + (a! - a₅)² - 1 - a/ b₆ = L₂ + (a₄ - 1 ) b₄ + (a₁ - a₅) (b₁ - b₅) - a₁bi C₆ = b₄ ² + (b, - b₅)² - L₂ ² - b_ï ² A = [-b₆ - 2[b₆ ² - a₆c₆]^1/2] / 2a₆ la correction à apporter à l'angle arrière σ₂ étant : (4) σ"₂ = - Or₁ (L₂ + A) / (L₁ - A).

Pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention, le système de pilotage 2 qui peut être de type classique, est adapté de la façon représentée schématiquement sur la figure 3 et comprend, d'un façon générale, un module 20 de calcul de l'angle arrière a₂ en fonction de l'angle avant Cr₁ et un bloc de supervision 3 qui commande l'activation ou la désactivation de trois blocs de calcul de la correction a'₂ à apporter à l'angle arrière a₂ déterminé par le module 20 et correspondant chacun à une stratégie, respectivement 31 pour une stratégie en ligne droite, 32 pour une stratégie en courbe et 33 pour une stratégie de non-limitation de l'angle arrière.

Le bloc de supervision 3 comporte des entrées recevant les signaux émis par les différents capteurs 22, 23, 24, 26 et correspondant aux paramètres représentatifs du déplacement du véhicule, à savoir : la vitesse longitudinale courante V du véhicule - les angles courants de braquage, ^₁ des roues avant et a₂ des roues arrière le signe de la vitesse longitudinale V qui est positif pour un déplacement en marche avant et négatif en marche arrière.

En utilisant un modèle deux roues de la façon indiquée plus haut, le bloc de supervision 3 calcule, sur chaque déplacement élémentaire D entre deux positions de base successives, les valeurs moyennes de la vitesse longitudinale V_m, de la vitesse latérale V_ym et de la vitesse de lacet Ψ_m du coin avant extérieur Ei sur sa trajectoire

T₁. Les valeurs moyennes ainsi calculées sont comparées à des valeurs limites enregistrées à l'avance, respectivement :

- une vitesse longitudinale minimale V_mιn au-dessous de laquelle le véhicule est considéré comme arrêté, - une vitesse maximale V_max d'activation de la stratégie, une vitesse de lacet minimale Ψ_o au-dessous de laquelle on considère que la trajectoire reconstituée est rectiligne, un angle avant maximal σ₀ au-dessous duquel aucune limitation de l'angle arrière ne doit être effectuée. A la fin de chaque déplacement élémentaire, les valeurs moyennes des paramètres mises en mémoire dans la position de base atteinte à ce moment, sont donc comparées aux valeurs limites enregistrées.

Si la vitesse longitudinale moyenne V₁₇₁ est supérieure à la limite V_1713X, la vitesse est trop élevée pour agir sur les roues arrière et le bloc de supervision 3 appelle le bloc 33 de non- limitation. De façon classique, les roues arrière restent, dans ce cas, dans l'alignement du véhicule ou bien sont orientées légèrement dans le même sens que les roues avant, afin d'améliorer la tenue de route.

Par ailleurs, si la valeur absolue de l'angle avant courant est inférieure à la limite Ct₀, il est admis que la trajectoire est rectiligne et c'est encore le bloc 33 de non limitation qui est appelé.

Si, dans une position de base, le signe de la vitesse longitudinale moyenne est négatif, cela signifie qu'une partie du déplacement élémentaire précédent a été effectuée en marche arrière et le bloc 33 de non limitation est appelé.

Tant que la vitesse longitudinale V ne dépasse pas la limite V_mιn, le véhicule est considéré comme à l'arrêt. Les vitesses et les angles dans la position de base à cet instant sont donc initialisés pour fournir les conditions de sortie du stationnement. On a alors :

V_m = V_1711n ; σ_1rτl = 0 ; a_2m = 0.

En cours de déplacement, les valeurs moyennes a^, σ_2m, V_m permettent, comme on l'a vu, de reconstituer la vitesse latérale moyenne et la vitesse de lacet moyenne qui définissent la trajectoire moyenne T₂ équivalente à la trajectoire Ti du coin avant E₁.

Si la valeur absolue de la vitesse de lacet Ψ_m est supérieure à la limite Ψ_o, la trajectoire équivalente T₂ est considérée comme circulaire. Le bloc de supervision 3 tient compte, cependant, du signe de Ψ_m résultant de l'équation (2). Si la vitesse de lacet moyenne Ψ_m et l'angle de braquage moyen σ_1m au cours du déplacement D₁ précédant la position de base considéré P₀ sont de même signe, le bloc de supervision 3 appelle le bloc 31 « stratégie en courbe » qui calcule la correction a'₂ à apporter à l'angle arrière σ₂de la façon indiquée plus haut. En revanche, si Ψ_m et σ_1m sont de signes opposés, cela signifie que, au cours du déplacement précédent D₁, le conducteur a changé de sens de giration et, dans ce cas, le bloc de supervision 3 appelle le bloc 33 « pas de limitation » qui maintient l'angle a₂ de braquage arrière calculé par le module de calcul 20, sans lui apporter de correction. II en est de même si la vitesse latérale V_ym résultant de l'équation (1 ) est de signe opposé à l'angle de braquage avant O₁. Dans ce cas, également, le conducteur a changé de sens de giration et le bloc 33 « pas de limitation » est appelé.

Cependant, si la valeur absolue de la vitesse de lacet moyenne Ψ_m est inférieure à la limite Ψ_o, la trajectoire est considérée comme rectiligne. Dans ce cas, si la vitesse latérale V_ym est de même signe que l'angle de braquage avant a_u le bloc de supervision 3 appelle le bloc 31 « stratégie en ligne droite » qui calcule la restriction d'angle α'₂ de la façon indiquée plus haut pour la « stratégie en courbe », en appliquant le même calcul séquentiel (4) à partir de l'angle courant a_λ mesuré à chaque instant et des valeurs moyennes de la vitesse longitudinale V_m et de la vitesse latérale V_ym sur le déplacement précédent D₁, la correction a\ à apporter à l'angle arrière a₂ calculé par le module de calcul 20 étant donnée par l'équation : (4) a'₂ = - a, (L₂+ A) / (L₁- A)

Dans le cas où l'angle avant O₁ est positif, s'il apparaît que la correction calculée a ₂ est également positive, les roues sont ramenées dans l'axe du véhicule, l'angle arrière corrigé a₂₀ étant nul. En revanche, si la correction a'₂ est négative, l'angle arrière corrigé a_2Q est égal à la valeur maximale de l'angle σ₂ initialement calculée et de la correction a'₂.

Inversement, si l'angle de braquage avant O₁ est négatif, et si la correction calculée a\ est également négative, l'angle arrière corrigé a₂₀ est nul, les roues étant placées dans l'axe du véhicule.

Si la correction a'₂ est négative, l'angle arrière corrigé σ₂₀ est égal à la valeur minimale de l'angle initial a₂ et de la correction a ₂.

Dans tous les cas indiqués précédemment où le bloc de supervision 3 doit appeler le bloc 33 « pas de limitation », l'angle arrière calculé a₂ est maintenu inchangé. L'invention permet donc, sans complication excessive du système de pilotage, de corriger instantanément l'angle de braquage arrière pour éviter un débordement du porte-à-faux arrière à l'extérieur de la trajectoire choisie par le conducteur. Bien entendu, l'inventeur ne se limite pas au mode de réalisation préférentiel qui a été décrit mais couvre au contraire toutes les variantes restant dans le cadre de protection revendiqué et utilisant des moyens équivalents.

Par exemple les équations des trajectoires T₂ et T₃ ont été établies à partir d'un modèle deux roues de type connu, mais d'autres modèles et d'autres équations pourraient être utilisés.

De même, la ligne mathématique équivalente à la trajectoire réelle n'est pas nécessairement un arc de cercle et, s'il est particulièrement avantageux d'utiliser la corde de cet arc par approximation, d'autres moyens de calcul seraient possibles.

Par ailleurs, d'autres paramètres représentatifs pourraient être employés pour mettre en équation le déplacement du véhicule.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande de l'orientation des roues arrière (12, 12') d'un véhicule (1 ) ayant une caisse (10) avec un axe longitudinal (x\ x) et portée par des roues orientables de part et d'autre dudit axe, respectivement au moins une roue avant directrice et au moins une roue arrière, l'orientation des roues avant (11 , 11') étant commandée par un conducteur pour suivre une trajectoire (T1) et l'orientation des roues arrière (12, 12') étant contrôlée par un système informatisé de pilotage (2) comportant un module (20) de calcul d'un angle de braquage (σ₂) des roues arrière (12, 12') en fonction de l'angle de braquage (O₁) des roues avant (11 , 11 '), la caisse (10) du véhicule ayant une forme sensiblement rectangulaire avec deux coins avant (E₁, Fi) et deux coins arrière (E₂, F₂) débordant par un porte-à-faux, respectivement en avant et en arrière des roues avant (11 , 11') et arrière (12, 12'), procédé dans lequel, les roues avant (11 , 11 ') étant orientées, pendant une période de temps, de façon que le véhicule (1 ) suive une trajectoire ayant un côté intérieur et un côté extérieur, le système informatisé de pilotage (2) détermine, à des intervalles de temps successifs correspondant chacun à une position de base (P), une trajectoire fictive (T₂) équivalente à la trajectoire (T₁) suivie antérieurement par le coin avant (E₁) sur une longueur correspondant à la longueur du véhicule, en arrière de la position de base P₀ considérée dudit coin avant (E₁) et calcule, à chaque instant, un angle de braquage arrière (σ₂₀) corrigé de façon que la trajectoire qui en résulte pour le coin arrière (E₂), compte tenu de la longueur (L) du véhicule reste à l'intérieur de ladite trajectoire fictive (T₂), caractérisé par le fait que, pour déterminer la trajectoire fictive (T₂) en arrière d'une position de base (P₀), le système informatisé de pilotage (2) mesure, à chaque instant, un ensemble de paramètres représentatifs du déplacement, comportant au moins la vitesse longitudinale courante (V) du véhicule, avec un signe positif vers l'avant et les angles d'orientation (O₁) des roues avant et (σ₂) des roues arrière, par rapport à l'axe longitudinal (x' x) du véhicule avec un signe positif dans le sens trigonométrique et, au cours du déplacement du véhicule, divise la trajectoire (T₁) suivie par le coin avant (E₁) en une série de déplacements élémentaires (D) entre une série de positions de base (P) et lors du passage du coin avant (E₁) dans une position de base P₀, définit un repère orthonormé du véhicule ayant pour origine le centre de gravité G et deux axes perpendiculaires, respectivement un axe des abscisses correspondant à l'axe longitudinal du véhicule et un axe des ordonnées et que, à partir des valeurs moyennes des paramètres représentatifs mises en mémoire pour ladite position de base Po le système de pilotage (2) établit l'équation, dans ledit repère du véhicule, d'une trajectoire équivalente (T₂) du coin avant (E₁) et, en admettant que, pendant le déplacement élémentaire suivant (D^), le coin avant (E₁) suive une prolongation vers l'avant de ladite trajectoire fictive (T₂) et que l'angle de braquage avant (O₁) soit conservé, détermine la trajectoire prévisible (T₃) du coin arrière (E₂) et corrige l'angle de braquage arrière (α₂) pour que cette trajectoire prévisible (T₃) du coin arrière (E₂) reste à l'intérieur et soit au plus tangente à la trajectoire équivalente (T₂) du coin avant (E₁) à une distance en arrière de celui-ci correspondant à la longueur du véhicule.

2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la longueur d'un déplacement élémentaire D est déterminée de façon que, sur la trajectoire (T₁) du coin avant (E₁), la longueur (L) du véhicule représente un nombre entier (n) de déplacements élémentaires.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'équation de la trajectoire (T₂) équivalente à la trajectoire (T₁) du coin avant (E₁) est établie à partir des valeurs moyennes des paramètres mises en mémoire pour les n positions de bases antérieures (P₁, P₂, ..., P_n), en remontant en arrière jusqu'à une position antérieure reculée P_n écartée de la position de base P₀ d'une distance sensiblement égale à la longueur (L) du véhicule (1 ).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'équation de la trajectoire équivalente du coin avant est établie, pour chaque position de base P₀, en fonction des valeurs moyennes (V_ym) de la vitesse latérale et (ψ_m) de la vitesse de lacet du coin avant (E₁), lesdites valeurs moyennes (V_ym, ψ_m) étant calculées à partir de la vitesse longitudinale moyenne (V_m) et des angles moyens de braquage avant (O_{1 m}) et arrière (α_2m) mises en mémoire pour la position de base Po considérée.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la trajectoire prévisible (T₃) du coin arrière (E₂) pendant le déplacement élémentaire (D'i) suivant une position de base P₀ est déterminée à partir des valeurs moyennes de la vitesse latérale et de la vitesse de lacet du coin avant pendant le déplacement élémentaire précédent (D,).

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, sur le déplacement élémentaire D'-, suivant une position de base P₀, le système de pilotage (2) assimile la portion de trajectoire suivie par le coin avant (E₁) à une prolongation de la trajectoire antérieure équivalente (T₂) et détermine à chaque instant l'ordonnée du coin arrière (E₂) dans le repère du véhicule correspondant à ladite position de base P₀, de façon à calculer un angle de braquage arrière (α₂₀) tel que ladite ordonnée instantanée du coin arrière (E₂) ne dépasse pas l'ordonnée du point de même abscisse sur la trajectoire équivalente (T₂) dans ledit repère de la position de base P₀.

7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la trajectoire antérieure (T₂) équivalente à la trajectoire (Ti)suivie par le coin avant (E₁) est un arc de cercle et que, sur le déplacement élémentaire D\ suivant une position de base P₀ du coin avant E₁, le système de pilotage assimile la portion de trajectoire suivie, à chaque instant, par la position antérieure reculée P'_n écartée de la longueur du véhicule en arrière d'une position instantanée P', à la portion correspondante de la corde P₀ Q_n dudit arc de cercle, pour prévoir, à chaque instant, le déplacement futur de ladite position antérieure reculée P'_n et corriger, en conséquence, l'angle de braquage arrière pour que la trajectoire suivie par le coin arrière E₂ reste écartée et soit, au plus, tangente à ladite corde P₀ Q_n-

8. Procédé selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que, pour chaque position de base P₀, le système de pilotage établit l'équation de la trajectoire antérieure équivalente (T₂) dans le repère correspondant à ladite position P₀ et conserve le même repère et la même trajectoire équivalente pour corriger l'angle de braquage arrière pendant le déplacement élémentaire suivant D₁ et que, dans la position de base suivante P'-i, le système de pilotage recale le repère du véhicule et corrige l'équation de la trajectoire équivalente en fonction des valeurs moyennes des paramètres mises en mémoire dans ladite position suivante P\, afin de procéder sur le déplacement suivant D'₂, au calcul de la correction de l'angle arrière dans le nouveau repère de la position P', et à partir de l'équation corrigée de la trajectoire équivalente.

9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les valeurs moyennes de la vitesse latérale V_ym et de la vitesse de lacet ψ_m du coin avant extérieur E₁ sur un déplacement élémentaire D₁ entre une position de base P₀ et la position de base précédente P₁ sont données par les équations : V_>m = V_m ^*(l₂ σ_1m+li O₂T_n)Il Ψ_m = V_m ^*(σ_1m- σ_2m)/l dans lesquelles : V_m est la vitesse longitudinale moyenne o_1m est l'angle d'orientation moyen des roues avant o_2m est l'angle d'orientation moyen des roues arrière

1₁ est la distance entre les roues avant et le centre de gravité

1₂ est la distance entre les roues arrière et le centre de gravité I = li+l₂ est l'empattement du véhicule

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, à partir des valeurs moyennes V_yrτl de la vitesse latérale du coin avant Ei et ψ_m de la vitesse de lacet, le système de pilotage détermine l'ordonnée, dans le repère du véhicule, d'une position reculée Q_n écartée en arrière de la position de base P₀ du coin avant par la formule :

YQ = VJ ψ_m - [(L₁WyJ _Ψmf + <yjψ_mγ - (L₂+V_yJ<//_m)²]^1/2 dans laquelle :

V_m est la vitesse longitudinale moyenne sur le déplacement D Ψ_m est la vitesse de lacet moyenne L₁ est l'abscisse du coin avant

V_ym est la vitesse latérale moyenne du coin avant L₂ est l'abscisse du coin arrière et corrige l'angle de braquage arrière en tenant compte des trajectoires futures du coin avant E₁ et du coin arrière E₂, ainsi que de la trajectoire future de la position antérieure reculée instantanée P'_n, cette trajectoire future étant assimilée à la corde P₀ Q_n de la trajectoire équivalente (T₂), de façon que, pendant le déplacement élémentaire suivant D'i du coin avant E₁, l'ordonnée du coin arrière E₂ reste inférieure et au plus égale à l'ordonnée ainsi calculée du point Q'_n de la corde P₀ Q_n correspondant à ladite position antérieure P'_n.

1 1. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le système de pilotage détermine la correction à apporter à l'angle de braquage arrière en fonction des angles de braquage avant O₁ et arrière a₂, des abscisses L₁ du coin avant et L₂ du coin arrière, de l'écartement I₁ des roues avant et I₂ des roues arrière par rapport au centre de gravité G et de l'ordonnée Y_Q de la position reculée, par un calcul séquentiel des paramètres suivants : a_! = -1/ O₁ ; b_! = I₁/ O₁ a₂ = YQ / (L₂ - L₁) I b₂ = ^₁/ (L₂ - L₁) a₄ = (1 + a,a₂) / (1 + a₂ ²) ; b₄ = (Ia₁ - b₂) d₂ / (1 + a₂ ²) a₅ = a₂a₄ ; b₅ = b₄a₂ + b₂ a₆ = (a₄ - 1 )² + (a₁ - a₅)² - 1 - a₁ ² b₆ = L₂ + (a₄ - 1) b₄ + (a, - a₅) (^ - b₅) - a^ c₆ = b₄ ² + (b₁ - b₅)² - L₂ ² - b₁ ² A = [-b_β - 2 [b₆ ² - a₆c₆]^1/2] / 2a₆ la correction à apporter à l'angle arrière a₂ étant : a_z' = - O₁ (L₂ + A) / (L₁ - A)

12. Procédé selon la revendication 1 à 11 , caractérisé en ce que le système de pilotage choisit, en fonction des valeurs mesurées à chaque instant de la vitesse longitudinale et des angles de braquage avant et arrière, et des valeurs moyennes de la vitesse latérale et de la vitesse de lacet, l'une ou l'autre d'au moins trois stratégies de correction de l'angle de braquage arrière, respectivement :

- une stratégie de non-correction dans l'un ou l'autre des cas suivants :

* si la vitesse longitudinale moyenne est négative ;

* si la vitesse longitudinale moyenne est supérieure à une limite donnée Vmax ; * si la valeur absolue de l'angle de braquage avant est inférieure à une limite donnée σ₀ ;

* Si la vitesse moyenne de lacet et/ou la vitesse latérale moyenne est de signe opposé à l'angle de braquage avant.

- une stratégie en ligne droite si la valeur absolue de la vitesse de lacet moyenne ψ_m est inférieure à une limite donnée ψ₀ ;

- une stratégie en courbe si la valeur absolue de la vitesse de lacet moyenne est supérieure à une limite ψ₀.